TWI667027B - 血液處理用磷吸附劑、血液處理系統及血液處理方法 - Google Patents
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Abstract
本發明提供一種血液處理用磷吸附劑,其含有包含有機高分子樹脂及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm之多孔性成形體,且於上述多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物。
Description
本發明係關於一種血液處理用磷吸附劑及血液處理系統。進而,本發明係關於一種利用血液處理用磷吸附劑之血液處理方法。
若為腎臟正常發揮功能之健康成人,則體內之過剩之磷主要以尿之形式排出體外。另一方面,慢性腎功能衰竭患者等腎功能具有障礙之腎病患者等無法將過剩之磷適當排出體外,故而於體內磷慢慢累積,而引起高磷血症等疾病。 若高磷血症持續,則會引起續發性副甲狀腺功能亢進症,並發展為以骨痛、骨頭變脆、變形、易骨折等症狀為特徵之腎性骨病,與之同時併發高鈣血症之情形時,由心血管系統之鈣化引起之心衰竭發病之風險變高。 心血管系統之鈣化為慢性腎功能衰竭等之最嚴重之併發症之一,故而對於慢性腎功能衰竭患者而言,為了防止高磷血症,適當控制體內之磷之量非常重要。
為了不發展為高磷血症,血液透析患者藉由血液透析、血液過濾透析及血液過濾等透析療法,定期去除體內所累積之磷進行調節。透析療法通常需要1週3次、1次4小時之治療時間。 然而,於血液透析患者攝取健康成人1日攝取之1000 mg之磷之情形時,通常應自腎臟排出之磷(650 mg)於體內累積,1週內累積至4550 mg。通常之血液透析中,1次透析能夠去除800~1000 mg左右之磷,1週3次之透析能夠去除約3000 mg之磷。藉由透析療法可去除之磷之量(3000 mg)達不到1週內所累積之磷之量(4550 mg),因此結果磷於體內累積。 又,其中作為慢性腎功能衰竭患者之維持透析患者由於喪失磷之主排泄路徑之腎功能,故而幾乎喪失向尿中排出磷之功能。由於透析療法之透析液中不含磷,故而藉由向透析液之擴散現象可將磷去除至體外,但實際情況是以現狀之透析時間及透析條件無法進行充分之排出。
如上所述,僅藉由透析療法,磷去除效果並不充分,因此為了對磷進行控制,除了透析療法以外,可列舉飲食療法與飲用磷吸附劑之藥物療法,但重要的是評價患者之營養狀態確認並非為低營養狀態之後進行磷攝取量之限制。 作為磷之控制,於CKD-MBD(伴隨慢性腎病之骨礦物代謝異常)準則中,血清磷值被設為3.5~6.0 mg/dL。 若血清磷值為3.5 mg/dL以下,則導致由低磷血症引起之疾病或軟骨病,若為6.0 mg/dL以上,則成為高磷血症而導致心血管系統之鈣化。
關於抑制磷之攝取量之飲食療法,由於需與患者之營養狀態保持均衡,又,必須考慮患者本身之嗜好,故而難以藉由飲食療法管理體內之磷濃度。 又,關於藥物療法,藉由在每次飲食前或飲食中服用磷吸附劑經口藥而進行磷濃度之管理,該磷吸附劑經口藥於消化道內與來自食物之磷酸根離子鍵結而形成不溶性之磷酸鹽,從而抑制來自腸道之磷之吸收。然而,於藥物療法中,每次飲食時之磷吸附劑之飲用量相當多。因此,作為服用磷吸附劑時之副作用,會高概率地發生嘔吐、飽脹感、便秘、體內之藥劑累積等,故而起因於該等之服用適應性非常低(被指為50%以下),藉由藥劑管理磷濃度處於對醫生與患者而言均困難之狀態。
專利文獻1中,揭示有藉由使包含磷吸附劑之透析組合物於血液透析治療時之透析液中循環,而於使磷吸附劑不與血液直接接觸之狀態下有效率地去除血液中之磷。 又,專利文獻2中,揭示有於體外血液迴路與血液透析器分開地配設去除於血液中累積之磷之磷吸附劑之血液透析系統。 專利文獻3中,揭示有適合於可將磷等高速吸附去除之吸附劑之多孔性成形體。 先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1:國際公開第2011/125758號 專利文獻2:日本專利特開2002-102335號公報 專利文獻3:日本專利第4671419號公報
[發明所欲解決之問題]
然而,關於專利文獻1所揭示之系統,就濃度梯度方面而言,難以充分地排除磷,進而隨著透析膜之性能提高,磷之濃度梯度變小,故而認為排除磷之效果變小。又,就透析液組成之性質而言,亦有可能滯留不溶性之物質,認為透析時之水系配管之管理變得困難。 又,關於專利文獻2所揭示之系統,由於作為磷吸附劑所揭示之聚陽離子聚合物係與鹽酸交換而吸附磷且排除鹽酸,又,由於存在含鈣物或活性碳部,故而認為實際使用時有發生起因於磷吸附部之性能、生物體適應性及安全性等之不良影響(副作用等)之虞。 進而,專利文獻3所揭示之多孔性成形體並無針對體內血液中之磷之記載,希望進一步研究。
本發明所欲解決之課題在於提供一種可適當管理體內血液中之磷濃度之多孔性成形體。 [解決問題之技術手段]
本發明者等人為了解決上述課題而進行銳意研究,結果發現,藉由將包含有機高分子樹脂及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑處於特定範圍內,且其表面具有生物體適應性聚合物之多孔性成形體設為血液處理用之磷吸附劑,可解決上述課題,從而完成本發明。 本發明如下所述。 [1] 一種血液處理用磷吸附劑,其含有包含有機高分子樹脂及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm之多孔性成形體, 且於上述多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物。 [2] 如[1]記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述血液處理用磷吸附劑之磷吸附量相對於上述多孔性成形體之磷吸附量之比為1.01以上。 [3] 如[1]或[2]記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述生物體適應性聚合物為聚丙烯酸甲氧基乙酯。 [4] 如[1]至[3]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體之外表面開口率為5%以上且未達30%。 [5] 如[1]至[4]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之比表面積為10~100 m2
/cm3
。 [6] 如[1]至[5]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑與中值徑之比(最頻細孔徑/中值徑)為0.80~1.30。 [7] 如[1]至[6]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體係平均粒徑為100~2500 μm之球狀粒子。 [8] 如[1]至[7]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述無機離子吸附體含有下述式(I)所表示之至少一種金屬氧化物。(式(I)中,x為0~3、n為1~4、m為0~6,M及N為選自由Ti、Zr、Sn、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、Cr、Co、Ga、Fe、Mn、Ni、V、Ge、Nb及Ta所組成之群中之金屬元素,且互不相同) [9] 如[8]記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述金屬氧化物含有選自下述(a)~(c)之任一群中之至少一種。 (a)水合氧化鈦、水合氧化鋯、水合氧化錫、水合氧化鈰、水合氧化鑭及水合氧化釔 (b)選自由鈦、鋯、錫、鈰、鑭及釔所組成之群中之至少一種金屬元素與選自由鋁、矽及鐵所組成之群中之至少一種金屬元素之複合金屬氧化物 (c)活性氧化鋁 [10] 如[1]至[9]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑,其中上述有機高分子樹脂含有選自由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚丙烯腈(PAN)、聚碸(PS)、聚醚碸(PES)及聚偏二氟乙烯(PVDF)所組成之群中之至少一種。 [11] 一種血液處理系統,其包含如[1]至[10]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑。 [12] 如[11]記載之血液處理系統,其進而包含血液淨化器。 [13] 如[12]記載之血液處理系統,其係以對經上述血液淨化器處理之血液利用上述血液處理用磷吸附劑進行處理之方式配置上述血液處理用磷吸附劑。 [14] 如[12]記載之血液處理系統,其係以對經上述血液處理用磷吸附劑處理之血液利用上述血液淨化器進行處理之方式配置上述血液處理用磷吸附劑。 [15] 一種血液處理方法,其包含使用如[1]至[10]中任一項記載之血液處理用磷吸附劑對血液進行處理之磷吸附步驟。 [16] 如[15]記載之血液處理方法,其包含: 使用血液淨化器對血液進行處理之血液淨化步驟、及 上述血液淨化步驟之前及/或之後之上述磷吸附步驟。 [發明之效果]
根據本發明,可提供一種能夠適當管理體內血液中之磷濃度之多孔性成形體。
以下,對用以實施本發明之形態(以下稱為「本實施形態」)進行以下詳細。再者,本發明不限定於以下之實施形態,可於其主旨之範圍內進行各種變化而實施。
(血液處理用磷吸附劑) 本實施形態之血液處理用磷吸附劑含有多孔性成形體,多孔性成形體包含有機高分子樹脂及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm。又,本實施形態之血液處理用磷吸附劑中,多孔性成形體於其表面具有生物體適應性聚合物。 多孔性成形體具有連通孔且具有多孔質結構。 本實施形態之血液處理用磷吸附劑即便於體外循環治療時之血液流速較高之情形時,血液中之磷之選擇性、吸附性亦優異,可將血液中之磷排除必要量而不對其他成分造成影響。又,由於可藉由體外循環有效地去除血液中之磷,故而無需飲用具有副作用之磷吸附劑經口藥等便可適當地管理血液中之磷濃度。進而,即便於血液流速較高之體外循環治療時,亦可有效地用作磷吸附劑,故而藉由與血液透析治療組合使用,可有效率地排出體內之磷。 因此,藉由使用本實施形態之血液處理用磷吸附劑,可於透析患者不服用磷吸附劑經口藥,或者即便少量服用(輔助使用)亦不會對透析患者產生副作用之情況下適當地管理體內血液中之磷濃度。
本實施形態之多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm,較佳為0.10~0.60 μm,更佳為0.12~0.60 μm,進而較佳為0.12~0.50 μm,進而更佳為0.20~0.50 μm。 本實施形態中,所謂最頻細孔徑(mode diameter),意指對相對於藉由水銀孔度計所測定之細孔直徑之對數微分細孔容積(dV/d(logD),此處,V表示水銀壓入體積、D表示細孔直徑)進行繪製而成之圖上,對數微分細孔容積之值最大之細孔直徑,其為體積基準。具體而言,可藉由實施例中記載之方法測定最頻細孔徑。 水銀孔度計係藉由水銀壓入法評價多孔性材料之細孔之大小之裝置,適合測定以氣體吸附法(BET(Brunauer-Emmett-Teller,布厄特)法)無法測定之相對較大之細孔分佈(介孔(數nm)~大孔(數百μm))。 本實施形態中,藉由以水銀孔度計測定最頻細孔徑,可詳細地測定多孔性成形體中之包含有機高分子樹脂之多孔結構(骨架結構)之特徵。又,藉由以水銀孔度計測定中值徑及比表面積,可更詳細地測定多孔性成形體中之包含有機高分子樹脂之多孔結構(骨架結構)之特徵。 若最頻細孔徑為0.08 μm以上,則作為用以使作為吸附對象物之磷向多孔性成形體內部擴散之連通孔之孔徑而充分,擴散速度變快。若最頻細孔徑為0.70 μm以下,則多孔性成形體之空隙變小,單位體積中所占之無機離子吸附體之存在量變密,故而適合於高速通水處理時吸附大量離子。
多孔性成形體之外表面開口率較佳為5%以上且未達30%,更佳為7%以上且28%以下,進而較佳為10%以上且25%以下。 本實施形態中,所謂外表面開口率,意指藉由掃描式電子顯微鏡對多孔性成形體之外表面進行觀察之視野之面積中所占的全部孔之開口面積之和之比率。 若外表面開口率為5%以上,則作為吸附對象物之磷向多孔性成形體內部擴散之速度變快。若外表面開口率未達30%,則多孔性成形體外表面之無機離子吸附體之存在量較多,故而即便以高速進行通液處理亦可確實地吸附水中之離子。 本實施形態中,於10,000倍下觀察多孔性成形體之外表面,實測外表面開口率。具體而言,可藉由實施例中記載之方法測定外表面開口率。
本實施形態之多孔性成形體較佳為藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑與中值徑之比(最頻細孔徑/中值徑)為0.80~1.30,更佳為0.85~1.25,進而較佳為0.90~1.20。 本實施形態中,所謂中值徑,意指相對於累計細孔容積分佈中之累計細孔容積之最大值與最小值之範圍之中央值的細孔直徑,其為體積基準。具體而言,可藉由實施例中記載之方法測定中值徑。 若最頻細孔徑/中值徑之比接近1.0,則多孔性成形體之細孔徑分佈均勻,適於高速通水處理。 於多孔性成形體之外表面附近存在孔徑較小之緻密層(表皮層)之情形時,容易於表皮層之內側(成形體之內部方向)形成較大之空隙(最大孔徑層)。所謂最頻細孔徑/中值徑之比為0.80~1.30,意指於多孔性成形體不存在表皮層。
本實施形態之多孔性成形體較佳為藉由水銀孔度計所測定之比表面積為10~100 m2
/cm3
,更佳為11~90 m2
/cm3
,進而較佳為12~50 m2
/cm3
。 若比表面積為10 m2
/cm3
以上,則無機離子吸附體之擔載量較多且細孔表面積較大,故而可獲得高速通水時之充分之吸附性能。若比表面積為100 m2
/cm3
以下,則可牢固地擔載無機離子吸附體,故而多孔性成形體之強度較高。 本實施形態中,比表面積係由下式所定義。 比表面積(m2
/cm3
)=S(Hg)(m2
/g)×體積比重(g/cm3
) S(Hg)意指多孔性成形體之每單位重量之細孔表面積(m2
/g)。細孔表面積之測定方法係將多孔性成形體於室溫下真空乾燥後,使用水銀孔度計進行測定。具體而言,可藉由實施例中記載之方法測定細孔表面積。 體積比重之測定方法如下所述。 多孔性成形體為粒子狀、圓柱狀、中空圓柱狀等而其形狀較短者係使用量筒等,將1 mL視為1 cm3
,對濕潤狀態之多孔性成形體測定表觀之體積。其後,於室溫下進行真空乾燥求出重量,以重量/體積之形式算出體積比重。 多孔性成形體為絲狀、中空絲狀、片狀等而其形狀較長者係測定濕潤時之截面面積與長度,由兩者之積算出體積。其後,於室溫下進行真空乾燥求出重量,以重量/體積之形式算出體積比重。
本實施形態之多孔性成形體較佳為平均粒徑為100~2500 μm,且實質上為球狀,平均粒徑更佳為150~2000 μm,進而較佳為200~1500 μm。 本實施形態之多孔性成形體較佳為球狀粒子,作為球狀粒子,不僅可為真球狀,亦可為楕圓球狀。 若平均粒徑為100 μm以上,則將多孔性成形體填充至管柱或槽等時壓力損失較小,故而適於高速通水處理。若平均粒徑為2500 μm以下,則可增大將多孔性成形體填充至管柱或槽時之表面積,即便以高速進行通液處理亦可確實地吸附離子。 本實施形態中,平均粒徑意指將多孔性成形體視為球狀,由利用雷射光之繞射之散射光強度之角度分佈求出之球當量徑之中值徑。具體而言,可藉由實施例中記載之方法測定平均粒徑。
(有機高分子樹脂) 構成本實施形態之多孔性成形體之有機高分子樹脂並無特別限定,較佳為能夠應用基於濕式相分離之多孔化方法之樹脂。 作為有機高分子樹脂,例如可列舉:聚碸系聚合物、聚偏二氟乙烯系聚合物、聚偏二氯乙烯系聚合物、丙烯腈系聚合物、聚甲基丙烯酸甲酯系聚合物、聚醯胺系聚合物、聚醯亞胺系聚合物、纖維素系聚合物、乙烯-乙烯醇共聚物系聚合物及多種類等。 其中,就水中之非膨潤性與耐生物分解性、進而製造之容易性而言,較佳為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚丙烯腈(PAN)、聚碸(PS)、聚醚碸(PES)及聚偏二氟乙烯(PVDF)。 有機高分子樹脂較佳為於末端具有羥基之聚醚碸。藉由具有羥基作為末端基,本實施形態之多孔性成形體可發揮優異之無機離子吸附體之擔載性能。此外,疏水性較高之有機高分子樹脂由於末端具有羥基,故而親水性提高,難以於多孔性成形體產生污垢。
(無機離子吸附體) 所謂構成本實施形態之多孔性成形體之無機離子吸附體,意指顯示離子吸附現象或離子交換現象之無機物質。 作為天然物系之無機離子吸附體,例如可列舉沸石及蒙脫石等各種礦物性物質等。 作為各種礦物性物質之具體例,可列舉:作為鋁矽酸鹽且具有單層晶格之高嶺土礦物、2層晶格結構之白雲母、海綠石、鹿沼土、葉蠟石、滑石、三維骨架結構之長石、沸石及蒙脫石等。 作為合成物系之無機離子吸附體,例如可列舉金屬氧化物、多價金屬之鹽及不溶性之含氫氧化物等。作為金屬氧化物,包含複合金屬氧化物、複合金屬氫氧化物及金屬之含氫氧化物等。
就吸附對象物、尤其是磷之吸附性能之觀點而言,無機離子吸附體較佳為含有下述式(I)所表示之金屬氧化物。上述式(I)中,x為0~3、n為1~4、m為0~6,M及N為選自由Ti、Zr、Sn、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、Cr、Co、Ga、Fe、Mn、Ni、V、Ge、Nb及Ta所組成之群中之金屬元素,且互不相同。 金屬氧化物可為上述式(I)中之m為0之未含水(未水合)之金屬氧化物,亦可為m為0以外之數值之金屬之含氫氧化物(水合金屬氧化物)。 上述式(I)中之x為0以外之數值之情形時之金屬氧化物係所含有之各金屬元素具有規則性地均勻分佈於氧化物整體,由金屬氧化物所含有之各金屬元素之組成比被規定為一定值之化學式所表示之複合金屬氧化物。 具體而言,可列舉形成鈣鈦礦結構、尖晶石結構等之鎳鐵氧體(NiFe2
O4
)、鋯之含水亞鐵酸鹽(Zr·Fe2
O4
·mH2
O,此處,m為0.5~6)等。 無機離子吸附體可含有複數種上述式(I)所表示之金屬氧化物。
作為無機離子吸附體,就吸附對象物、尤其是磷之吸附性能優異之觀點而言,較佳為含有選自下述(a)~(c)之任一群中之至少一種。 (a)水合氧化鈦、水合氧化鋯、水合氧化錫、水合氧化鈰、水合氧化鑭及水合氧化釔 (b)選自由鈦、鋯、錫、鈰、鑭及釔所組成之群中之至少一種金屬元素、與選自由鋁、矽及鐵所組成之群中之至少一種金屬元素之複合金屬氧化物 (c)活性氧化鋁 可為選自(a)~(c)群之任一群中之材料,亦可組合使用選自(a)~(c)群之任一群中之材料,還可組合使用(a)~(c)群之各群中之材料。於組合使用之情形時,可為選自(a)~(c)群之任一群中之2種以上之材料之混合物,亦可為選自(a)~(c)群之2個以上之群中之2種以上之材料之混合物。 就價格低廉且吸附性較高之觀點而言,無機離子吸附體可含有加有硫酸鋁之活性氧化鋁。
作為無機離子吸附體,就無機離子之吸附性或製造成本之觀點而言,更佳為除上述式(I)所表示之金屬氧化物以外進而固溶有上述M及N以外之金屬元素者。 例如,可列舉於ZrO2
·mH2
O(m為0以外之數值)所表示之水合氧化鋯中固溶有鐵者。
作為多價金屬之鹽,例如可列舉下述式(II)所表示之水滑石系化合物。上述式(II)中,M2+
為選自由Mg2+
、Ni2+
、Zn2+
、Fe2+
、Ca2+
及Cu2+
所組成之群中之至少一種二價金屬離子。 M3+
為選自由Al3+
及Fe3+
所組成之群中之至少一種三價金屬離子。 An-
為n價之陰離子。 0.1≦p≦0.5,0.1≦q≦0.5,r為1或2。 上述式(II)所表示之水滑石系化合物就作為無機離子吸附體而原料價格低廉且吸附性較高之方面而言較佳。 作為不溶性之含氫氧化物,例如可列舉不溶性之雜多酸鹽及不溶性六氰合鐵酸鹽等。
構成本實施形態之多孔性成形體之無機離子吸附體可於不阻礙多孔性成形體之功能之範圍內含有因其製造方法等而混入之雜質元素。作為有可能混入之雜質元素,例如可列舉:氮(硝酸態、亞硝酸態、氨態)、鈉、鎂、硫、氯、鉀、鈣、銅、鋅、溴、鋇及鉿等。
本實施形態之血液處理用磷吸附劑於其所含有之多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物。 作為本實施形態之多孔性成形體之表面所存在之生物體適應性聚合物,較佳為使用聚丙烯酸甲氧基乙酯(PMEA)。
關於本實施形態之生物體適應性聚合物,例示聚丙烯酸甲氧基乙酯(PMEA)進行說明。 關於PMEA之生物體適應性,於田中賢,將人工器官之表面活體相容化之材料,BIO INDUSTRY,Vol20,No.12,59-70 2003中有詳細敍述。 其中,製作PMEA及為與其進行比較而側鏈結構不同之丙烯酸酯系聚合物,對使血液循環時之血小板、白血球、補體、凝固系統之各種標記物進行評價,結果記載有「相比其他高分子而言,PMEA表面之血液成分之活化輕微。又,PMEA表面之人血小板之黏著數明顯較少,黏著血小板之形態變化較小,因此血液相容性優異」。 如此,PMEA並非僅因結構中具有酯基而生物體適應性較佳,可認為其表面所吸附之水分子之狀態亦對生物體適應性產生較大影響。
ATR-IR法中,已知入射至試樣之波少量進入至試樣而反射,故而可測定該進入深度區域之紅外吸收,本發明者等人亦發現,該ATR-IR法之測定區域與相當於多孔性成形體之表面之「表層」之深度大致相等。即,想到與ATR-IR法之測定區域大致相等之深度區域之生物體適應性支配血液處理用磷吸附劑之生物體適應性,藉由在該區域存在PMEA,可提供具有一定之生物體適應性之血液處理用磷吸附劑,從而完成本發明。 再者,ATR-IR法之測定區域依存於空氣中之紅外光之波長、入射角、稜鏡之折射率、試樣之折射率等,通常為距表面1 μm以內之區域。
PMEA存在於多孔性成形體之表面可藉由多孔性成形體之熱分解氣相層析質譜分析而確認。若於針對多孔性成形體之表面之全反射紅外吸收(ATR-IR)測定中,於紅外吸收曲線之1735 cm-1
附近可見波峰,則可推定PMEA之存在,但該附近之波峰亦有可能來自其他物質。因此,進行熱分解氣相層析質譜分析,確認來自PMEA之2-甲氧基乙醇,藉此可確認PMEA之存在。
PMEA對溶劑之溶解性具有特異性。例如,PMEA於100%乙醇溶劑中不溶解,但於水/乙醇混合溶劑中,根據其混合比存在溶解之區域。並且,關於該溶解之區域內之混合比,水量越多,則來自PMEA之波峰(1735 cm-1
附近)之波峰強度越強。 於其表面包含PMEA之多孔性成形體中,由於多孔質之成形體表面之細孔徑之變化較小,故而透水性能不太變化,製品設計簡單。本實施形態中,雖於多孔性成形體之表面具有PMEA,但例如將PMEA塗佈於多孔性成形體之情形時,可認為PMEA呈極薄膜狀附著於多孔性成形體之表面,於幾乎不堵塞細孔之狀態下塗佈於多孔性成形體。尤其是,PMEA分子量較小,分子鏈較短,故而覆膜之結構不易變厚,不易改變多孔性成形體之結構,故而較佳。又,PMEA與其他物質之相溶性較高,可均勻地塗佈於多孔性成形體之表面,而可提高生物體適應性,故而較佳。
本實施形態中,PMEA之重量平均分子量例如可藉由凝膠滲透層析法(GPC)等而測定。 本實施形態中,作為於多孔性成形體之表面包含PMEA之方法,例如適宜使用將溶解有PMEA之塗佈液自上部流入填充有多孔性成形體之管柱中而進行塗佈之方法等。
本實施形態之血液處理用磷吸附劑適合用於透析患者之血液透析中之磷吸附。血液組成被分為血漿成分與血球成分,血漿成分包含水91%、蛋白質7%、脂質成分及無機鹽類,血液中磷係以磷酸根離子之形式存在於血漿成分中。血球成分包含紅血球96%、白血球3%及血小板1%,紅血球之大小為直徑7~8 μm、白血球之大小為直徑5~20 μm、血小板之大小為直徑2~3 μm。 本實施形態之血液處理用磷吸附劑藉由使利用水銀孔度計所測定之多孔性成形體之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm,而含有外表面之無機離子吸附體之存在量較多之多孔性成形體,故而即便以高速進行通液處理亦可確實地吸附磷離子,又,磷離子向多孔性成形體內部之滲透擴散吸附性亦優異。進而,亦無因血球成分等之堵塞等而導致血液流動性降低之情況。
並且,本實施形態中,藉由使該多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物,可用作更適合之血液處理用磷吸附劑。 本實施形態之血液處理用磷吸附劑含有包含有機高分子樹脂及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之上述多孔性成形體之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm之多孔性成形體,且於該多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物,藉此可選擇性地且確實地吸附血液中之磷離子,因而返回至體內之血中磷濃度幾乎接近0。可認為,藉由使幾乎不含磷之血液返回至體內,磷自細胞內或細胞外向血中之移動變得活躍,再填充效果變大。 又,藉由誘發欲補充血中之磷之再填充效果,有可能亦可排泄通常無法排泄之存在於細胞外液、細胞內之磷。 本實施形態之血液處理用磷吸附劑中,可使用水溶性高分子作為構成多孔性成形體之成分。 即,本實施形態之血液處理用磷吸附劑所含有之多孔性成形體中,可包含有機高分子樹脂、水溶性高分子及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之上述多孔性成形體之最頻細孔徑為0.08~0.70 μm,且於該多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物。 於該情形時,有機高分子樹脂、水溶性高分子及無機離子吸附體之組合可為作為有機高分子樹脂、水溶性高分子及無機離子吸附體之例示記載於本說明書中之各成分之任意之組合,藉由包含聚乙烯吡咯啶酮作為水溶性高分子,且使生物體適應性聚合物為PMEA,可同時提高血中磷之吸附性能與生物體適應性。其機制尚不明確,但推測大概由於存在於多孔性成形體之表面之聚乙烯吡咯啶酮與PMEA之相溶性提高,塗佈PMEA時之PMEA吸附性能變好,形成更穩定之表面。 藉由該等,可於透析患者不服用磷吸附劑經口藥,或者即便少量服用(輔助使用)亦不會對透析患者產生副作用之情況下適當地管理體內血液中之磷濃度。
本實施形態之血液處理用磷吸附劑可將填充於適當之管柱等而成者以串聯、並聯等方式連接於透析時之透析器前後而使用。本實施形態之血液處理用磷吸附劑可填充於管柱等而作為磷吸附用管柱使用,即便於血中之磷濃度較低,空間速度較快之狀態下無機磷之選擇性與吸附性能亦優異。 就容易誘發再填充效果之觀點而言,較佳為於透析器之前後連接填充有本實施形態之血液處理用磷吸附劑之管柱而使用。 就可期待再填充效果之觀點而言,磷吸附率(%)(吸附血中之磷之比率)較佳為50%以上,更佳為60%以上,適宜為70%以上、80%以上、85%以上、90%以上、95%以上、99%以上。
本實施形態之血液處理用磷吸附劑較佳為血液處理用磷吸附劑之磷吸附量相對於多孔性成形體之磷吸附量之比為1.01以上。 關於磷吸附量之比,並無特別限定,可基於實施例中測定之磷吸附量而測定,較佳為可藉由水中之磷吸附量而求出。
[多孔性成形體之製造方法] 本實施形態之多孔性成形體之製造方法包含:(1)將有機高分子樹脂之良溶劑與無機離子吸附體粉碎、混合而獲得漿料之步驟、(2)於步驟(1)中獲得之漿料中溶解有機高分子樹脂及水溶性高分子之步驟、(3)將步驟(2)中獲得之漿料成形之步驟、(4)於使步驟(3)中獲得之成形品於不良溶劑中凝固之前之期間控制成形品所接觸之空間部之溫度與濕度而促進凝固之步驟、及(5)使步驟(4)中獲得之凝固經促進之成形品於不良溶劑中凝固之步驟。
(步驟(1):粉碎、混合步驟) 於步驟(1)中,將有機高分子樹脂之良溶劑與無機離子吸附體粉碎、混合而獲得漿料。 藉由在有機高分子樹脂之良溶劑中對無機離子吸附體進行濕式粉碎,可將無機離子吸附體微粒子化。其結果,擔載於成形後之多孔性成形體之無機離子吸附體成為二次凝聚物較少者。
<有機高分子樹脂之良溶劑> 作為步驟(1)中之有機高分子樹脂之良溶劑,只要為於多孔性成形體之製造條件下穩定地溶解超過1質量%之有機高分子樹脂者,則並無特別限定,可使用先前公知者。 作為良溶劑,例如可列舉:二甲基亞碸(DMSO)、N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP)、N,N-二甲基乙醯胺(DMAC)及N,N-二甲基甲醯胺(DMF)等。 良溶劑可僅使用1種,亦可混合2種以上使用。
<粉碎混合機構> 步驟(1)中,為獲得漿料所使用之粉碎混合機構只要可將無機離子吸附體及有機高分子樹脂之良溶劑一起粉碎、混合,則並無特別限定。 作為粉碎混合機構,例如可使用加壓型破壞、機械磨碎、超音波處理等物理破碎方法所使用之機構。 作為粉碎混合機構之具體例,可列舉:發電機軸(generator shaft)型均質機、瓦林摻合機(Waring blender)等摻合機、砂磨機、球磨機、磨碎機及珠磨機等介質攪拌型研磨機、噴射磨機、研缽與研杵、擂潰機以及超音波處理器等。 其中,就粉碎效率較高,甚至可粉碎黏度較高者之方面而言,較佳為介質攪拌型研磨機。 介質攪拌型研磨機所使用之球徑並無特別限定,較佳為0.1~10 mm。若球徑為0.1 mm以上,則球質量充分,故而具有粉碎力,粉碎效率較高,若球徑為10 mm以下,則微粉碎能力優異。 介質攪拌型研磨機所使用之球之材質並無特別限定,可列舉:鐵或不鏽鋼等金屬、氧化鋁或氧化鋯等氧化物類、氮化矽或碳化矽等非氧化物類之各種陶瓷等。其中,就耐磨耗性優異,對製品之污染(磨耗物之混入)較少之方面而言,氧化鋯較為優異。
<分散劑> 步驟(1)中,可於不對多孔性成形體之結構產生影響之範圍內,於進行粉碎、混合時向混合有無機離子吸附體之有機高分子樹脂之良溶劑中添加界面活性劑等公知之分散劑。
(步驟(2):溶解步驟) 步驟(2)中,於藉由步驟(1)獲得之漿料中溶解有機高分子樹脂及水溶性高分子,獲得成形用漿料。 有機高分子樹脂之添加量較佳為使有機高分子樹脂/(有機高分子樹脂+水溶性高分子+有機高分子樹脂之良溶劑)之比率成為3~40質量%,更佳為4~30質量%。若有機高分子樹脂之含有率為3質量%以上,則可獲得強度高之多孔性成形體,若為40質量%以下,則可獲得孔隙率高之多孔性成形體。
<水溶性高分子> 步驟(2)中之水溶性高分子只要相對於有機高分子樹脂之良溶劑與有機高分子樹脂具有相溶性,則並無特別限定。 作為水溶性高分子,可使用天然高分子、半合成高分子及合成高分子之任一者。 作為天然高分子,例如可列舉:瓜爾膠、刺槐豆膠、角叉菜膠、阿拉伯膠、黃耆膠、果膠、澱粉、糊精、明膠、酪蛋白及膠原蛋白等。 作為半合成高分子,例如可列舉:甲基纖維素、乙基纖維素、羥乙基纖維素、乙基羥乙基纖維素、羧甲基澱粉及甲基澱粉等。 作為合成高分子,例如可列舉:聚乙烯醇、聚乙烯吡咯啶酮、聚乙烯甲醚、羧乙烯聚合物、聚丙烯酸鈉、以及四乙二醇及三乙二醇等聚乙二醇類等。 其中,就提高無機離子吸附體之擔載性之方面而言,較佳為合成高分子,就提高多孔性之方面而言,更佳為聚乙烯吡咯啶酮及聚乙二醇類。 聚乙烯吡咯啶酮與聚乙二醇類之質量平均分子量較佳為400~35,000,000,更佳為1,000~1,000,000,進而較佳為2,000~100,000。 若質量平均分子量為2,000以上,則可獲得表面開口性較高之多孔性成形體,若為1,000,000以下,則有因成形時之漿料之黏度較低而容易成形之傾向。 水溶性高分子之質量平均分子量可將水溶性高分子溶解於特定之溶劑,藉由凝膠滲透層析(GPC)分析而測定。
水溶性高分子之添加量較佳為使水溶性高分子/(水溶性高分子+有機高分子樹脂+有機高分子樹脂之良溶劑)之比率成為0.1~40質量%,更佳為0.5~30質量%,進而較佳為1~10質量%。 若水溶性高分子之添加量為0.1質量%以上,則可均勻地獲得於多孔性成形體之外表面及內部包含形成三維地連續之網狀結構之纖維狀之結構體的多孔性成形體。若水溶性高分子之添加量為40質量%以下,則外表面開口率適當,多孔性成形體之外表面之無機離子吸附體之存在量較多,故而可獲得即便以高速進行通液處理亦可確實地吸附離子之多孔性成形體。
(步驟(3):成形步驟) 步驟(3)中,將藉由步驟(2)獲得之漿料(成形用漿料)成形。成形用漿料為有機高分子樹脂、有機高分子樹脂之良溶劑、無機離子吸附體及水溶性高分子之混合漿料。 本實施形態之多孔性成形體之形態根據將成形用漿料成形之方法,可採用粒子狀、絲狀、片狀、中空絲狀、圓柱狀、中空圓柱狀等任意形態。
作為成形為粒子狀之形態之方法,並無特別限定,例如可列舉自設置於旋轉之容器之側面之噴嘴使收納於容器中之成形用漿料飛散而形成液滴之旋轉噴嘴法等。藉由旋轉噴嘴法,可成形為粒度分佈一致之粒子狀之形態。 噴嘴之徑較佳為0.1~10 mm,更佳為0.1~5 mm。若噴嘴之徑為0.1 mm以上,則液滴容易飛散,若為10 mm以下,則可使粒度分佈變得均勻。 離心力係由離心加速度表示,較佳為5~1500 G,更佳為10~1000 G,進而較佳為10~800 G。 若離心加速度為5 G以上,則液滴之形成與飛散變得容易,若為1500 G以下,則成形用漿料不呈絲狀噴出,可抑制粒度分佈變廣。藉由使粒度分佈較窄,具有如下優點:於管柱中填充有多孔性成形體時水之流路變得均勻,故而即便用於超高速通水處理亦無自通水初期離子(吸附對象物)漏出(穿透)之情況。
作為成形為絲狀或片狀之形態之方法,可列舉自相應形狀之紡絲嘴、模嘴擠出成形用漿料,並使之於不良溶劑中凝固之方法。 作為成形中空絲狀之多孔性成形體之方法,藉由使用包含環狀孔口之紡絲嘴,可與成形絲狀或片狀之多孔性成形體之方法同樣地成形。 作為成形圓柱狀或中空圓柱狀之多孔性成形體之方法,自紡絲嘴擠出成形用漿料時,可一面切斷一面於不良溶劑中凝固,亦可凝固為絲狀後進行切斷。
(步驟(4):凝固促進步驟) 步驟(4)中,於使藉由步驟(3)獲得之成形品於不良溶劑中凝固前之期間控制成形品所接觸之空間部之溫度與濕度而促進凝固。 藉由步驟(4),可調整藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑或外表面開口率,獲得無機離子吸附體之存在量較高之成形體,故而可提供可超高速去除被處理水中之離子、尤其是磷離子,且吸附容量較大之多孔性成形體。 空間部之溫度與濕度係以防護罩覆蓋貯存不良溶劑之凝固槽與旋轉容器之空間,調整不良溶劑之溫度進行控制。 空間部之溫度較佳為20~90℃,更佳為25~85℃,進而較佳為30~80℃。 若空間部之溫度為20℃以上,則多孔性成形體之外表面開口率變高,若為90℃以下,則開設於旋轉容器之噴嘴不易因漿料而堵塞,可長時間穩定地製造多孔性成形體。 空間部之濕度較佳為以相對於溫度之相對濕度計為65~100%,更佳為70~100%,進而較佳為75~100%。 若相對濕度為65%以上,則多孔性成形體之外表面開口率變高,若為100%以下,則開設於旋轉容器之噴嘴不易因漿料而堵塞,可長時間穩定地製造成形體。
(步驟(5):凝固步驟) 步驟(5)中,使步驟(4)中獲得之凝固經促進之成形品於不良溶劑中凝固,而獲得多孔性成形體。
<不良溶劑> 作為步驟(5)中之不良溶劑,可使用於步驟(5)之條件下有機高分子樹脂之溶解度為1質量%以下之溶劑,例如可列舉:水、甲醇及乙醇等醇類、醚類以及正己烷及正庚烷等脂肪族烴類等。其中,作為不良溶劑,較佳為水。
步驟(5)中,良溶劑自先行步驟被加入,良溶劑之濃度於凝固步驟開始時與終點發生變化。因此,可設為預先添加有良溶劑之不良溶劑,較佳為以維持初期濃度之方式一面另外添加水等一面管理濃度而進行凝固步驟。 藉由調整良溶劑之濃度,可控制多孔性成形體之結構(外表面開口率及粒子形狀)。 於不良溶劑為水或有機高分子樹脂之良溶劑與水之混合物之情形時,凝固步驟中,相對於水之有機高分子樹脂之良溶劑之含量較佳為0~80質量%,更佳為0~60質量%。 若有機高分子樹脂之良溶劑之含量為80質量%以下,則可獲得多孔性成形體之形狀變得良好之效果。 就步驟(4)之控制空間部之溫度與濕度之觀點而言,不良溶劑之溫度較佳為40~100℃,更佳為50~100℃,進而較佳為60~100℃。
(多孔性成形體之製造裝置) 本實施形態之多孔性成形體之製造裝置具備以離心力使液滴飛散之旋轉容器、及貯存凝固液之凝固槽,且具備覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部分之防護罩,且具備控制空間部之溫度與濕度之控制機構。
以離心力使液滴飛散之旋轉容器只要具有使成形用漿料成為球狀液滴並以離心力使之飛散之功能,則不限定於包含特定結構者,例如可列舉周知之旋轉盤及旋轉噴嘴等。 旋轉盤係如下者:將成形用漿料供給至旋轉之盤之中心,成形用漿料沿著旋轉之盤之表面以均勻之厚度呈膜狀展開,自盤之周緣以離心力分裂為滴狀而使微小液滴飛散。 旋轉噴嘴係如下者:於中空圓盤型之旋轉容器之周壁形成多個貫通孔,或者貫通周壁地安裝噴嘴,一面向旋轉容器內供給成形用漿料一面使旋轉容器旋轉,此時藉由離心力自貫通孔或噴嘴噴出成形用漿料而形成液滴。
貯存凝固液之凝固槽只要具有可貯存凝固液之功能,則不限定於包含特定結構者,例如可列舉周知之上表面開口之凝固槽、或以包圍旋轉容器之方式配置之沿著筒體之內表面使凝固液藉由重力自然流下之結構之凝固槽等。 上表面開口之凝固槽係使自旋轉容器向水平方向飛散之液滴自然落下,利用上表面開口之凝固槽中所貯存之凝固液之水面捕捉液滴之裝置。 以包圍旋轉容器之方式配置之沿著筒體之內表面使凝固液藉由重力自然流下之結構之凝固槽係使凝固液沿著筒體之內表面以周向上大致均等之流量流出,將液滴捕捉至沿著內表面自然流下之凝固液流中使之凝固的裝置。
空間部之溫度與濕度之控制機構係具備覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部之防護罩,對空間部之溫度與濕度進行控制的機構。 覆蓋空間部之防護罩只要具有將空間部與外部之環境隔離,而於現實中容易控制空間部之溫度及濕度之功能,則不限定於包含特定結構者,例如可設為箱狀、筒狀及傘狀之形狀。 防護罩之材質例如可列舉金屬之不鏽鋼或塑膠等。就與外部環境隔離之方面而言,亦可利用公知之隔熱劑覆蓋。亦可於防護罩設置一部分開口部而調整溫度及濕度。
空間部之溫度及濕度之控制機構只要具有控制空間部之溫度與濕度之功能即可,並不限定於特定之機構,例如可列舉電加熱器及蒸氣加熱器等加熱機、以及超音波式加濕器及加熱式加濕器等加濕器。 就結構簡便之方面而言,較佳為對貯存於凝固槽之凝固液進行加溫,利用自凝固液產生之蒸氣控制空間部之溫度與濕度之機構。
對使多孔性成形體之表面包含PMEA之方法進行詳述。 本實施形態中,例如可藉由在多孔性成形體之表面塗佈包含PMEA之塗佈液而形成覆膜。此時,存在如下情形:塗佈液滲入至形成於多孔性成形體之細孔內,多孔質之成形體表面之細孔徑之變化較小地塗佈PMEA,於多孔性成形體之整個細孔表面包含PMEA。
塗佈液只要為不使構成多孔性成形體之有機高分子樹脂或水溶性高分子等高分子溶解,且使PMEA溶解或分散之溶劑,則並無特別限定,就步驟之安全性、或後續之乾燥步驟中之易操作性之方面而言,較佳為水或醇水溶液。就沸點、毒性之觀點而言,適宜使用水、乙醇水溶液、甲醇水溶液、及異丙醇水溶液等。 關於塗佈液之溶劑之種類、溶劑之組成,根據與構成多孔性成形體之高分子之關係適當設定。
塗佈液之PMEA之濃度並無限定,例如可設為塗佈液之0.001質量%~1質量%,更佳為0.005質量%~0.2質量%。 塗佈液之塗佈方法並無限定,例如可採用將多孔性成形體填充於適當之管柱,自上部流入包含PMEA之塗佈液,繼而使用壓縮空氣去除多餘之溶液之方法。 其後,利用蒸餾水等進行洗淨而將殘留之不需要之溶劑置換去除後進行滅菌,藉此可用作醫療用具。
本實施形態之血液處理系統包含本實施形態之血液處理用磷吸附劑。血液處理系統較佳為進而包含血液淨化器。 較佳為以對經本實施形態之血液淨化器處理之血液利用血液處理用磷吸附劑進行處理之方式配置血液處理用磷吸附劑。於圖6表示血液處理系統之模式圖作為一實施形態。 又,較佳為以對經本實施形態之血液處理用磷吸附劑處理之血液利用血液淨化器進行處理之方式配置血液處理用磷吸附劑。 血液處理用磷吸附劑較佳為串聯或並聯地配置於血液淨化器之前後。 作為血液淨化器,並無特別限定,可列舉透析療法等中使用之人工腎臟(透析器)等。
本實施形態之血液淨化器例如可列舉使用包含聚碸系高分子與聚乙烯吡咯啶酮之分離膜之血液淨化器。 <聚碸系高分子> 本實施形態中,所謂聚碸系高分子係於其結構內含有碸(-SO2
-)基之高分子。 作為聚碸系高分子,例如可列舉聚苯碸、聚碸、聚烯丙醚碸、聚醚碸及該等之共聚物等。 聚碸系高分子可僅使用1種,亦可混合2種以上使用。
其中,就控制區分性之觀點而言,較佳為下述式(1)或下述式(2)所示之聚碸系高分子。式(1)及式(2)中,Ar表示苯環,n表示聚合物之重複數,為1以上之整數。
作為式(1)所示之聚碸系高分子,例如可列舉由Solvay公司以「Udel(商標)」之名稱銷售者、由BASF公司以「Ultrason(商標)」之名稱銷售者。又,作為式(2)所示之聚醚碸,例如可列舉由住友化學股份有限公司以「Sumikaexcel(商標)」之名稱銷售者,由於根據聚合度等而存在若干種類,故而可適當利用該等。
<聚乙烯吡咯啶酮> 所謂聚乙烯吡咯啶酮係使N-乙烯基吡咯啶酮進行乙烯基聚合而成之水溶性之親水性高分子,作為親水化劑或孔形成劑被廣泛用作中空絲膜之素材。 作為聚乙烯吡咯啶酮,例如由BASF公司以「Luvitec(商標)」之名稱分別市售有若干種分子量者,故而可適當利用該等。 聚乙烯吡咯啶酮可僅使用1種,亦可混合2種以上使用。
分離膜亦可含有聚碸系高分子與聚乙烯吡咯啶酮以外之構成成分作為其構成成分。作為其他構成成分,例如可列舉:聚甲基丙烯酸羥基乙酯、聚甲基丙烯酸羥基丙酯、聚甲基丙烯酸羥基丁酯等聚甲基丙烯酸羥基烷基酯及聚乙二醇等。 其他構成成分於分離膜中之含量並無特別限定,為20質量%以下,可為10質量%以下,亦可為5質量%以下。 又,分離膜中,若將聚乙烯吡咯啶酮相對於聚碸系高分子之比率設為42質量%以下,則可抑制聚乙烯吡咯啶酮之溶出量,故而較佳。聚乙烯吡咯啶酮相對於聚碸系高分子之比率較佳為15質量%以上,更佳為20質量%以上,又,若為18質量%以上,則可將分離膜表面之聚乙烯吡咯啶酮濃度控制於適宜之範圍,提高抑制蛋白質吸附之效果,而可製成血液相容性優異之血液處理用分離膜。
分離膜之形狀並無限定,分離膜較佳為具有中空絲形狀。又,就透過性能之觀點而言,較佳為賦予捲曲。
以下,對使用包含聚碸系高分子與聚乙烯吡咯啶酮之分離膜之血液淨化器之製造方法進行說明。 分離膜可藉由使用至少包含聚碸系高分子與聚乙烯吡咯啶酮之製膜原液,利用通常之方法進行製膜而製造。 作為製膜原液,可藉由將聚碸高分子與聚乙烯吡咯啶酮溶解於溶劑而製備。 作為該溶劑,例如可列舉:二甲基乙醯胺、二甲基亞碸、N-甲基-2-吡咯啶酮、二甲基甲醯胺、環丁碸及二㗁烷等。 溶劑可僅使用1種,亦可混合2種以上使用。
製膜原液中之聚碸系高分子之濃度只要為能夠製膜,且所得之分離膜具有作為透過膜之性能之濃度範圍,則並無特別限定,較佳為5~35質量%,更佳為10~30質量%。 於達成較高之透水性能之情形時,聚碸系樹脂濃度宜較低,進而較佳為10~25質量%。
製膜原液中之聚乙烯吡咯啶酮之濃度並無特別限定,例如較佳為以聚乙烯吡咯啶酮相對於聚碸系高分子之比率(聚乙烯吡咯啶酮之質量/聚苯乙烯系高分子之質量)較佳為成為27質量%以下、更佳為成為18~27質量%、進而較佳為成為20~27質量%之方式進行調整。 製膜原液中,藉由將聚乙烯吡咯啶酮相對於聚碸系高分子之比率設為27質量%以下,可抑制聚乙烯吡咯啶酮之溶出量。又,較佳為,藉由設為18質量%以上,可將分離膜表面之聚乙烯吡咯啶酮濃度控制於適宜之範圍,提高抑制蛋白質吸附之效果,而可製成血液相容性優異之分離膜。
可使用如上之製膜原液,藉由通常使用之方法,製作平膜或中空絲膜之分離膜。 例示中空絲膜之情形對分離膜之製造方法進行說明。 使用管孔(tube-in-orifice)型之紡絲頭,向空中同時噴出來自該紡絲頭之孔口之製膜紡絲原液、來自管體之用以使該製膜紡絲原液凝固之中空內液。作為中空內液,可使用水或以水為主體之液體,一般而言,適宜使用製膜紡絲原液所使用之溶劑與水之混合溶液。例如,使用20~70質量%之二甲基乙醯胺水溶液等。 藉由調整製膜紡絲原液噴出量與中空內液噴出量,可將中空絲膜之內徑與膜厚調整為所需之值。
中空絲膜之內徑並無特別限定,於血液處理用途中,一般只要為170~250 μm即可,較佳為180~220 μm。就作為透過膜之基於物質移動阻力之低分子量物之擴散去除之效率之觀點而言,中空絲膜之膜厚較佳為50 μm以下。就強度之觀點而言,中空絲膜之膜厚較佳為10 μm以上。
自紡絲頭與中空內液一併噴出之製膜紡絲原液移行於氣隙部,繼而,被導入設置於紡絲頭下部之以水為主體之凝固浴中,浸漬一定時間,完成凝固。此時,以製膜紡絲原液噴出線速度與牽引速度之比所表示之拉伸比較佳為1以下。 再者,所謂氣隙,意指紡絲頭與凝固浴之間之空間,製膜紡絲原液藉由自紡絲頭同時噴出之中空內液中之水等不良溶劑成分(相對於聚碸系高分子及聚乙烯吡咯啶酮之不良溶劑成分),自內表面側開始凝固。為於凝固開始時形成平滑之分離膜表面,使分離膜結構變得穩定,拉伸比較佳為1以下,更佳為0.95以下。
繼而,藉由利用熱水等之洗淨去除殘留於中空絲膜之溶劑後,連續地導入乾燥機內,可獲得經熱風等乾燥之中空絲膜。為去除不需要之聚乙烯吡咯啶酮,洗淨較佳為利用60℃以上之熱水實施120秒以上,更佳為利用70℃以上之熱水洗淨150秒以上。
由於後續步驟中以胺基甲酸酯樹脂進行包埋,又,由於本實施形態中,於乾燥狀態下進行放射線滅菌,故而較佳為藉由乾燥將分離膜之水分含有率設為10質量%以下。
經過以上之步驟所獲得之中空絲膜可以成為所需之膜面積之方式,以長度與根數經調整之束之形式供於模組製造步驟。該步驟中,中空絲膜被填充於側面之兩端部附近具有2根噴嘴之筒狀容器中,兩端部被胺基甲酸酯樹脂所包埋。 繼而,切斷兩端之經硬化之胺基甲酸酯部分,加工成中空絲膜開口(露出)之端部。於該兩端部裝填具有液體導入(導出)用之噴嘴之頭帽(header cap),組裝成血液處理器之形狀。
本實施形態之血液處理方法具有使用本實施形態之血液處理用磷吸附劑對血液進行處理之磷吸附步驟。 血液處理方法較佳為包含:使用血液淨化器對血液進行處理之血液淨化步驟、及血液淨化步驟之前及/或之後之磷吸附步驟。
血液處理用磷吸附劑較佳為於體外循環治療時使用,更佳為於血液透析治療時使用。體外循環治療中使用之血液淨化器可藉由擴散、過濾、吸附等以特定之比率去除血中之磷,故而藉由與血液處理用磷吸附劑併用,可大幅提高血液處理用磷吸附劑之血液可處理量。若於血液淨化器之前配置血液處理用磷吸附劑,則於因進入磷吸附管柱中之血中磷濃度較高而使以磷吸附管柱排除之磷之去除量變多之同時,即便因某些異常情況而導致自磷吸附劑產生異物,亦有血液淨化器成為過濾器替代者,可避免不安全狀況之可能性。又,以於血液淨化器之後通過血液處理用磷吸附劑之方式配置兩者,且以將已以一定比率去除了磷之血液利用血液處理用磷吸附劑進行處理之方式進行配置,藉此有可提高具有有限之磷吸附容量之血液處理用磷吸附劑之血液可處理量,減少磷吸附劑之量之可能性。 實施例
以下,除製造例及比較例以外,列舉具體之實施例及比較對照例進行說明,但本發明不限定於該等。多孔性成形體之物性係藉由以下之方法而測定。
[利用掃描式電子顯微鏡之多孔性成形體之觀察] 利用掃描式電子顯微鏡(SEM)之多孔性成形體之觀察係藉由日立製作所製造之SU-70型掃描式電子顯微鏡而進行。 將多孔性成形體試樣保持於碳黏著帶/氧化鋁試樣台,作為導電處理而塗佈鋨(Os),製成外表面SEM觀察試樣。
[藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑及中值徑] 將多孔性成形體於室溫下真空乾燥後,藉由水銀孔度計(島津製作所股份有限公司製造,島津AutoPore IV9500型)而測定。
[外表面開口率] 使用圖像解析軟體(Asahi Kasei Engineering股份有限公司製造,A像君(商品名)),對使用掃描式電子顯微鏡(SEM)所拍攝之多孔性成形體之外表面之圖像進行解析而求出外表面開口率。進一步詳細說明,將所得之SEM像辨識為濃淡圖像,以顏色較濃之部分成為開口部、顏色較淺之部分成為多孔結構(骨架結構)之方式手動調整閾值,分割為開口部分與骨架部分,求出其面積比。為減少決定閾值之誤差,以10張圖像進行相同測定,算出平均值。
[藉由水銀孔度計所測定之比表面積] 將多孔性成形體於室溫下真空乾燥後,使用水銀孔度計(島津製作所股份有限公司製造,島津AutoPore IV9500型),求出多孔性成形體之每單位質量之細孔表面積S(Hg)(m2
/g)。 繼而,對因水而成為濕潤狀態之多孔性成形體使用量筒,並進行振實(tapping),而測定表觀之體積V(cm3
)。其後,於室溫下進行真空乾燥,求出多孔性成形體之乾燥質量W(g)。 多孔性成形體之比表面積係由下式求出。 比表面積(m2
/cm3
)=S(Hg)(m2
/g)×體積比重(g/cm3
) 體積比重(g/cm3
)=W/V 上述式中,S(Hg)為多孔性成形體之每單位質量之表面積(m2
/g),W為多孔性成形體之乾燥質量(g),V為其表觀之體積(cm3
)。
[多孔性成形體之平均粒徑及無機離子吸附體之平均粒徑] 多孔性成形體之平均粒徑及無機離子吸附體之平均粒徑係利用雷射繞射/散射式粒度分佈測定裝置(HORIBA公司製造之LA?950(商品名))而測定。分散介質使用水。於無機離子吸附體使用水合氧化鈰之樣品之測定時,折射率使用氧化鈰之值而測定。同樣地,於無機離子吸附體使用水合氧化鋯之樣品之測定時,折射率使用氧化鋯之值而測定。
[紅外ATR(全反射法)測定] 紅外線解析裝置使用Thermo Fisher製造之Nicolet iN-10,ATR解析中使用鍺稜鏡。 樣品測定之順序設為如下。 於多孔性成形體之外表面部分壓抵鍺稜鏡,進行紅外ATR測定。(650 cm-1
~4000 cm-1
) 對塗佈有PMEA者與未塗佈PMEA者進行測定,塗佈有PMEA者中可見來自PMEA之1735 cm-1
附近之酯基-O-C=O之紅外吸收波峰,未塗佈PMEA者中未見該波峰,由此可確認於多孔性成形體之表面存在PMEA。
[牛血漿中之磷吸附量] 對藉由使用牛血漿之低磷濃度血清所進行之管柱流動試驗中之磷吸附量進行測定。詳細內容記載於製造例1及實施例1,使用調整為低磷濃度(0.7 mg/dL)程度之牛血漿,於與一般之透析條件(空間速度SV=120,透析4小時)同等之條件下測定填充於管柱之多孔性成形體(磷吸附劑)之磷吸附量(mg-P/mL-Resin(多孔性成形體))。 磷酸根離子濃度係利用鉬酸直接法測定。 若通液速度SV為120時之磷吸附量為1.5(mg-P/mL-Resin)以上,則判斷為吸附容量較大,作為磷吸附劑而良好。
[製造例1] 將N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP,三菱化學股份有限公司)220 g與平均粒徑30 μm之水合氧化鈰粉末(岩谷產業股份有限公司)200 g投入填充有直徑5 mmf之不鏽鋼製球1.5 kg之容積1 L之不鏽鋼製球磨機罐中,以75 rpm之轉數進行150分鐘之粉碎、混合處理,獲得黃色之漿料。於所得之漿料中加入聚乙烯吡咯啶酮(PVP,BASF JAPAN股份有限公司,Luvitec K30 Powder(商品名))4 g、及包含丙烯腈91.5質量%、丙烯酸甲酯8.0質量%、甲基烯丙基磺酸鈉0.5質量%之極限黏度[η]=1.2之共聚物(有機高分子樹脂,PAN)10 g,於溶解槽中,加溫至60℃並使用攪拌葉片進行攪拌、溶解,獲得均勻之成形用漿料溶液。 將所得之成形用漿料溶液加溫至60℃,供給至側面開設有直徑4 mm之噴嘴之圓筒狀旋轉容器之內部,使該容器旋轉,藉由離心力(15 G)自噴嘴形成液滴。繼而,使之於利用聚丙烯製之防護罩覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部,且將空間部之溫度控制為50℃、將相對濕度控制為100%之空間部飛行,並著落於將相對於水之NMP之含量為50質量%之凝固液加溫至80℃而貯存之上表面開口之凝固槽中,使成形用漿料凝固。 進而,進行洗淨、分級,獲得球狀之多孔性成形體。 將展示所得之多孔性成形體之表面之電子顯微鏡照片(倍率10,000倍)示於圖1。
(批次式之血漿中磷吸附量測定) 採集健康人供體血,於血液100 mL中添加CPD液(血液保存液)14 mL,進行離心分離,將其分離為血球成分與血漿成分。 血漿成分中之磷濃度(測定方法:鉬酸直接法)為11.1 mg/dL。於血漿10 mL中添加多孔性成形體0.1 mL(於生理食鹽溶液中經過洗淨者),於室溫下混合2小時。其後,測定血漿中之磷濃度,換算多孔性成形體上之磷吸附量,結果為8.7 mg-P/mL-Resin。同樣地於水系(磷濃度12 mg/dL)中於室溫下混合2小時之時之多孔性成形體之磷吸附量為11.2 mg-P/mL-Resin。 血漿中之磷吸附量與水系相比稍低,但獲得即便於血漿中磷選擇性亦較高且磷吸附量較大之多孔性成形體。
(血液流動試驗) 藉由對應圖5所示之模式圖之血液流動試驗,對壓力損失之變化、溶血性、血球附著性(白血球WBC、紅血球RBC、血小板PLT)、蛋白吸附性進行評價。 於健康人血液約51 mL中添加作為抗凝固劑之肝素1000 IU/L,製作原血液。作為試驗樣品,選擇多孔性成形體與Hemosorba CHS-350(Asahi Kasei Medical公司製造之吸附型血液淨化器)中之珠粒狀活性碳。 於管柱內分別填充樹脂量0.875 mL並以生理食鹽溶液洗淨。其後,使用泵將原血液以流量0.25 mL/min分別送入管柱下側,以3 mL/min分取自上部流出之樣品液。 1.壓力損失變化結果 實施約200分鐘之流動時間,兩樣品均未見壓力損失之變動,未發生堵塞等。壓力以1 kPa以下推移。 2.溶血性結果 將樣品與生理食鹽水混合並靜置30分鐘以上後,測定經離心分離之上清液之吸光度Abs540。將對原血液與生理食鹽水進行同樣處理時之吸光度Abs540設為溶血度0%,將原血液與蒸餾水之同樣處理時之吸光度Abs540設為溶血度100%,對各組分算出溶血度。 實施約200分鐘之流動時間,分別對根據時間每取樣3 mL者測定溶血度,溶血度均為0.5%以下,未觀測到溶血。由此,確認多孔性成形體於實際使用中並無問題。 3.血球附著性(白血球WBC、紅血球RBC、血小板PLT)結果 實施約200分鐘之流動時間,分別對根據時間每取樣3 mL者進行分析。 分析係使用Sysmex之多項目自動血球分析裝置XT-1800i。 經確認白血球、紅血球、血小板於多孔性成形體與Hemosorba CHS-350上之附著率傾向均無差異,於實際使用中並無問題。 4.蛋白吸附性結果 實施約200分鐘之流動時間,分別對根據時間每取樣3 mL者進行分析。 分析係使用縮二脲法,以波長540 nm進行標準血清與樣品之吸光度之測定,測長來自原液之吸附量。 最初之組分之蛋白吸附量係多孔性成形體為8 mg-P/mL-Resin、Hemosorba CHS-350為45 mg/mL-Hemosorba CHS-350,多孔性成形體之吸附量較小。最初之組分以後之吸附率係兩樣品均較小,為0~2 mg/mL之間。由此,確認多孔性成形體於實際使用中並無問題。
(藉由使用牛血漿之低磷濃度血清所進行之管柱流動試驗) 透析治療時之透析器出口之血中無機磷濃度為0.2~1.0 mg/dL,因此必須測定該濃度範圍內之磷吸附量。因此,進行試驗血漿液之磷濃度之調整。 對市售品之牛血清進行離心分離(3500 rpm,5 min),製作作為其上清液之血漿2000 mL。血漿中之磷濃度為10.8 mg/dL。 於所得之血漿之一半(1000 mL)中加入製造例1中獲得之多孔性成形體,於室溫下進行2小時攪拌處理,並進行離心分離(3500 rpm,5 min),獲得磷濃度0之血漿約950 mL。 將磷濃度10.8 mg/dL之血漿33 mL與磷濃度0之血漿467 mL混合,實施離心分離(3500 rpm,5 min),獲得作為上清液之磷濃度0.7 mg/dL之血漿495 mL。 對應圖5所示之模式圖組入填充有多孔性成形體1 mL之管柱,以2 mL/min之流速通入所得之血漿450 mL,第1組分採取10 mL,之後每1樣品各採取20 mL。通常,平均之透析條件係以流速Qb=200 mL/min進行4小時透析,因此全血流量為200 mL×4小時=48000 mL,若將血球成分設為Ht=30%,則血漿之流量成為33600 mL。本次係以1/100比例尺進行實驗,故而以340 mL之通液為目標。 將血漿流量-管柱出口磷濃度-磷吸附率(%)-總吸附量記載於表1。又,於圖7表示血漿流量與磷吸附率(%)之關係。
[表1]
血漿流量為350 mL時之多孔性成形體之磷吸附量為2.28 mg-P/mL-Resin。 血漿流量為110 mL之前磷吸附率為100%,即便於透析結束時點吸附率亦為86%,故而可期待再填充效果。 關於僅使用透析時之磷之排除量,可藉由分析透析液量而測定磷之排除量,例如透析4小時之時之磷排除量有可排除1100 mg之資料等。根據該透析時之透析器後之血中磷濃度,可計算其後藉由設置磷吸附器而達成之可以磷吸附器排除之磷量,例如預測可排除240 mg。該值成為透析之排除量之20%以上。但是,該預想值為未考慮體內之磷之再填充效果之情形,若可期待再填充效果,則認為透析之排除量增加,磷吸附器之排除量亦增加,認為整體之排除量會大幅上升。
[製造例2] 將凝固液之溫度設為60℃,將空間部之溫度控制為37℃、將相對濕度控制為100%,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例3] 將水合氧化鈰粉末之添加量自200 g增加至300 g,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例4] 將水合氧化鈰粉末之添加量自200 g減少至150 g,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例5] 使用使圓筒狀旋轉容器之側面所具備之噴嘴之直徑自4 mm變細至3 mm之噴嘴成形多孔性成形體,除此以外,以與製造例3中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例6] 使用使圓筒狀旋轉容器之側面所具備之噴嘴之直徑自4 mm變寬為5 mm之噴嘴成形多孔性成形體,除此以外,以與製造例3中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例7] 將有機高分子樹脂之良溶劑設為二甲基亞碸(DMSO,關東化學股份有限公司)160 g、將有機高分子樹脂設為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH,日本合成化學工業股份有限公司,Soarnol E3803(商品名))20 g、將水合氧化鈰粉末之添加量設為250 g,進而將凝固液設為水、將噴嘴直徑設為5 mm,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例8] 將有機高分子樹脂設為聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級,末端羥基組成90(莫耳%))30 g、將水溶性高分子設為聚乙二醇(PEG35,000,Merck股份有限公司)4 g、將水合氧化鈰粉末之添加量設為100 g,進而將凝固液設為水、將噴嘴直徑設為5 mm,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例9] 使用將水合氧化鋯粉末(第一稀元素股份有限公司,R氫氧化鋯(商品名))於70℃之乾燥機中進行恆量乾燥所得者作為無機離子吸附體,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例10] 使用將水合氧化鋯粉末(第一稀元素股份有限公司,R氫氧化鋯(商品名))於70℃之乾燥機中進行恆量乾燥所得者作為無機離子吸附體,進而將噴嘴直徑設為4 mm,除此以外,以與製造例7中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例11] 使用將水合氧化鋯粉末(第一稀元素股份有限公司,R氫氧化鋯(商品名))於70℃之乾燥機中進行恆量乾燥所得者作為無機離子吸附體,進而將噴嘴直徑設為4 mm,除此以外,以與製造例8中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例12] 將凝固液之溫度設為50℃,進而將空間部之溫度控制為31℃、將相對濕度控制為80%,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例13] 將N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP,三菱化學股份有限公司)154 g與平均粒徑30 μm之水合氧化鈰粉末(岩谷產業股份有限公司)300 g投入填充有直徑5 mmf之不鏽鋼製球1.5 kg之容積1 L之不鏽鋼製球磨機罐中,以75 rpm之轉數進行150分鐘之粉碎、混合處理,獲得黃色之漿料。於所得之漿料中加入聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級)15 g,於溶解槽中,加溫至60℃並使用攪拌葉片進行攪拌、溶解,獲得均勻之成形用漿料溶液。 將所得之成形用漿料溶液加溫至60℃,供給至側面開設有直徑4 mm之噴嘴之圓筒狀旋轉容器之內部,使該容器旋轉,藉由離心力(15 G)自噴嘴形成液滴。利用聚丙烯製之防護罩覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部,且將空間部之溫度控制為30℃、將相對濕度控制為70%,使液滴飛行,並使液滴著落於將相對於水之NMP之含量為10質量%之凝固液加溫至40℃而貯存的上表面開口之凝固槽中,使成形用漿料凝固。 進而,進行洗淨、分級,獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例14] 將N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP,三菱化學股份有限公司)設為160 g、將有機高分子樹脂設為聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級)30 g、將水溶性高分子設為聚乙二醇(PEG35,000,Merck股份有限公司)4 g、將水合氧化鈰粉末之添加量設為100 g,除此以外,以與製造例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[製造例15] 將凝固液之溫度設為60℃,將空間部之溫度控制為37℃、將相對濕度控制為90%,除此以外,以與製造例14中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。
[比較例1] 除了不利用聚丙烯製之防護罩覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部以外,以與製造例2中記載之方法同樣之方式獲得多孔性成形體。此時之空間部之溫度為26℃、相對濕度為63%。
[比較例2] 參考國際公開第2011/062277號之實施例1而獲得多孔性成形體。 不利用聚丙烯製之防護罩覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部,進而將凝固液之溫度設為60℃,除此以外,以與製造例8中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。此時之空間部之溫度為26℃、相對濕度為63%。
[比較例3] 參考國際公開第2005/056175號之實施例2而獲得多孔性成形體。 不利用聚丙烯製之防護罩覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部,進而將凝固液之溫度設為60℃,除此以外,以與製造例7中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。此時之空間部之溫度為26℃、相對濕度為63%。
將製造例1~12及比較例1~3中獲得之多孔性成形體之物性及於與製造例1相同之條件下實施之血漿流量為350 mL之時點之總吸附量(mg-P/mL-Resin)示於表2及表3。
[表2]
[表3]
[製造例16及比較例4] (血液處理器之製作) 製膜紡絲原液係於二甲基乙醯胺(岸田化學公司製造,試劑特級)79質量份中溶解聚碸(Solvay公司製造,P-1700)17質量份及聚乙烯吡咯啶酮(BASF公司製造,K-90)4質量份而製作。 中空內液係使用二甲基乙醯胺60質量%水溶液。 自管孔型之紡絲頭噴出製膜紡絲原液及中空內液。噴出時之製膜紡絲原液之溫度設為40℃。經過由濾罩覆蓋之落下部將所噴出之製膜紡絲原液浸漬於包含水之60℃之凝固浴,使之凝固。紡絲速度設為30 m/min。 凝固後,進行水洗、乾燥而獲得中空絲分離膜。水洗溫度設為90℃、水洗時間設為180秒。再者,以乾燥後之膜厚成為45 μm、內徑成為185 μm之方式調整製膜紡絲原液及中空內液之噴出量。 將所得之中空絲分離膜組入至血液處理容器進行成型,組成有效面積0.02 m2
之模組,獲得血液處理器。 使用所得之血液處理器,於迴路1(圖8)中測定磷去除量。 於製造例16中,使用血液處理器與填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑),於迴路2(圖9)及迴路3(圖10)中測定磷去除量。 又,於比較例4中,使用填充有比較例2中製作之球狀之多孔性成形體之管柱代替填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱,於迴路2及迴路3中測定磷去除量。 將結果示於表4~8及圖11~圖16。
表示迴路1之情形之結果。
[表4]
表示使用填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時之迴路2之情形之結果。
[表5]
表示使用填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時之迴路3之情形之結果。
[表6]
表示使用填充有比較例2中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時之迴路2之情形之結果。 [表7]
表示使用填充有比較例2中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時之迴路3之情形之結果。 [表8]
實驗條件、牛血液製備均如下所述。 [實驗條件] 血液淨化器:0.02 m2
膜(有效長度約85 mm、中空絲根數420根) 多孔性成形體量:0.5 mL管柱 牛全血流速:2 ml/min 透析液流速:5 ml/min [血液製備] Ht:32%(血容比:顯示血液中所占之血球之體積之比率之數值) TP:6.027 g/dL(蛋白質濃度) IP:4.99 mg/dL(無機磷濃度) [磷去除量(mg)] 自血池開始牛全血流動後,於血液出口及透析液出口進行取樣直至經過240 min流量達到480 mL,測定磷去除率(%)及磷去除量(mg)。 磷去除量係以流量480 mL時點之值進行比較。 僅使用血液淨化器時之磷去除量=Dout濃度×樣品採取量 (血液淨化器+多孔性成形體管柱)連結時之磷去除量=(Bin濃度-Bout濃度)×(樣品採取量)×(100-Ht)/100 再者,為方便取樣,根據多孔性成形體管柱之有無改變取樣位置進行測定,但確認藉由任一測定方法值均無變化。 [磷去除率(%)] 去除率(%)=100×(Bin濃度-Bout濃度)/(Bin濃度) [取樣] 自血池取樣初期濃度,流動開始後,隔10分鐘、20分鐘、30分鐘、60分鐘、90分鐘...之後隔30分鐘於血液出口(Bout)、透析液出口(Dout)進行取樣直至經過240分鐘。
若對結果進行彙總則如表9所示。 [表9]
經確認,藉由在血液淨化器之前後設置本發明之血液處理用磷吸附劑而磷去除量大幅增加。
[實施例1、比較對照例1] [多孔性成形體之製作] 將N-甲基-2-吡咯啶酮(NMP,三菱化學股份有限公司)110 g與平均粒徑(30)μm之水合氧化鈰粉末(高南無機股份有限公司)150 g投入填充有直徑5 mmf之不鏽鋼製球1.5 kg之容積1 L之不鏽鋼製球磨機罐中,以75 rpm之轉數進行150分鐘之粉碎、混合處理,獲得黃色之漿料。於所得之漿料中加入聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級,末端羥基組成90(莫耳%))10 g,於溶解槽中,加溫至60℃並使用攪拌葉片進行攪拌、溶解,獲得均勻之成形用漿料溶液。 將所得之成形用漿料溶液加溫至60℃,並供給至側面開設有直徑4 mm之噴嘴之圓筒狀旋轉容器之內部,使該容器旋轉,藉由離心力(15 G)自噴嘴形成液滴。繼而,使之於利用聚丙烯製之防護罩覆蓋旋轉容器與凝固槽之間之空間部且將空間部之溫度控制為50℃、將相對濕度控制為100%之空間部飛行,並著落於將相對於水之NMP之含量為50質量%之凝固液加溫至80℃而貯存的上表面開口之凝固槽中,使成形用漿料凝固。 進而,進行洗淨、分級,獲得球狀之多孔性成形體。 於表10中表示所得之多孔性成形體之物性。於塗佈PMEA前後,平均粒徑及外表面開口率並無變化。將展示所得之多孔性成形體之表面之電子顯微鏡照片(倍率5,000倍與10,000倍)示於圖17(圖17A及圖17C)。
[表10]
[對多孔性成形體之PMEA塗佈] 將所得之多孔性成形體50 mL填充於圓筒型管柱(底面設置有玻璃過濾器者)中。繼而,使PMEA(Mn20,000,Mw/Mn2.4)0.2 g溶解於乙醇40 g/水60 g之水溶液(100 g)中,製作塗佈液。垂直地固持填充有多孔性成形體之管柱,自其上部以流速100 mL/min流入塗佈液,使多孔性成形體與塗佈液接觸,其後利用純水洗淨。 純水洗淨後,利用0.1 KMpa之空氣將模組內之塗佈液吹散,將模組放入真空乾燥機內,於35℃下真空乾燥15小時,於大氣氛圍下以25 Kgy實施γ射線滅菌。 對該試樣進行塗佈PMEA前後之紅外ATR測定。將其紅外吸收曲線示於圖18。 確認到來自PMEA之紅外吸收(1735 cm-1
附近)之酯基(-O-C=O)波峰。 於表10中表示所得之塗佈有PMEA之多孔性成形體之物性。將展示所得之塗佈有PMEA之多孔性成形體之表面之電子顯微鏡照片(倍率5,000倍與10,000倍)示於圖17(圖17B及圖17D)。
[水中之磷吸附量] 利用以下之方法對塗佈有PMEA之多孔性成形體與未塗佈PMEA之多孔性成形體測定磷吸附量。 將磷酸二氫鈉(NaH2
PO4
)溶解於蒸餾水,製作磷濃度9 mg-P/L之溶液,並將利用氫氧化鈉調製為pH7之溶液作為吸附原液。 將使用量筒反覆振實所稱量之多孔性成形體2 mL填充於管柱(內徑10 mm),以240 mL/hr(SV120)之速度通入吸附原液。 每10分鐘取樣來自管柱之流出液(處理液),測定該處理水中之磷濃度,求出直至4小時之累計磷吸附量(吸附量mg-P/mL-Resin)。 關於磷酸根離子濃度,將使用HACH公司製造之磷酸測定裝置Foss fax Compact(商品名)經時地測定之結果示於圖19,將累計吸附量示於圖20。又,將結果示於表11。
[表11]
4小時後之磷吸附量於未塗佈PMEA之情形時為3.662 mg-P/mL-Resin,相對於此,於塗佈有PMEA之情形時為3.886 mg-P/mL-Resin,吸附量增加。
(藉由使用牛血漿之低磷濃度血清所進行之管柱流動試驗) 透析治療時之透析器出口之血中無機磷濃度為0.2~1.0 mg/dL,因此必須測定該濃度範圍內之磷吸附量。因此,進行試驗血漿液之磷濃度之調整。 對市售品之牛血清進行離心分離(3500 rpm,5 min),製作作為其上清液之血漿2000 mL。血漿中之磷濃度為10.8 mg/dL。 於所得之血漿之一半(1000 mL)中加入實施例1中獲得之多孔性成形體,於室溫下進行2小時攪拌處理,並進行離心分離(3500 rpm,5 min),獲得磷濃度0之血漿約950 mL。 將磷濃度10.8 mg/dL之血漿33 mL與磷濃度0之血漿467 mL混合,實施離心分離(3500 rpm,5 min),獲得作為上清液之磷濃度0.9 mg/dL之血漿495 mL。 對應圖5所示之模式圖組入填充有多孔性成形體1 mL之管柱,以2 mL/min之流速通入所得之血漿450 mL,第1組分採取10 mL,之後每1樣品各採取20 mL。通常,平均之透析條件係以流速Qb=200 mL/min進行4小時透析,因此全血流量為200 mL×4小時=48000 mL,若將血球成分設為Ht=30%,則血漿之流量為33600 mL。本次係以1/100比例尺進行實驗,故而以350 mL之通液為目標。 將塗佈PMEA前後之血漿流量-管柱出口磷濃度-磷吸附率(%)-總吸附量記載於表12及13。
塗佈PMEA前 [表12]
塗佈PMEA後 [表13]
牛血漿流量350 mL時之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)於塗佈PMEA後為3.10(mg-P/mL-Resin),於塗佈PMEA前為2.93(mg-P/mL-Resin),塗佈PMEA後之吸附量增加。 關於出口磷濃度,與塗佈PMEA後相比,塗佈PMEA前於早期便見到上升(穿透)。
(白血球、血小板之測定) 繼而,針對多孔性成形體之PMEA之塗佈有無,對白血球與血小板之吸附性進行評價。 如圖5般組成裝置,於管柱內填充0.5 mL之磷吸附材料。準備人血液15 mL,以7 Unit/mL之比率加入肝素。使用蠕動泵,將剛才之人血液以血液流量1 mL/min(空間速度SV=120)送入管柱內,將流出之血液之初流5 mL排除後,使用多項目自動血球分析裝置XT-1800i對接下來之5 ml進行測定。 白血球回收率(%)於塗佈PMEA前為94%,於塗佈PMEA後為95%。 血小板回收率(%)於塗佈PMEA前為64%,於塗佈PMEA後為75%,藉由塗佈PMEA,回收率提高。
[表14]
[實施例2、比較對照例2] 將有機高分子樹脂設為包含丙烯腈91.5質量%、丙烯酸甲酯8.0質量%、甲基烯丙基磺酸鈉0.5質量%之極限黏度[η]=1.2之共聚物(有機高分子樹脂,PAN)5 g,進而添加作為水溶性高分子之聚乙烯吡咯啶酮(PVP,BASF JAPAN股份有限公司,Luvitec K30 Powder(商品名))2 g,除此以外,以與實施例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。 將所得之多孔性成形體之物性示於表10。 與實施例1、比較對照例1同樣地針對PMEA之塗佈有無對4小時後之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、牛血漿流量350 mL時點之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、白血球回收率(%)、血小板回收率進行測定。
[表15]
將處理水中之磷吸附量之詳細情況示於表16、圖21及22。
[表16]
[實施例3、比較對照例3] 將有機高分子樹脂之良溶劑設為二甲基亞碸(DMSO,關東化學股份有限公司)160 g、將有機高分子樹脂設為乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH,日本合成化學工業股份有限公司,Soarnol E3803(商品名))20 g、將水合氧化鈰粉末設為250 g,進而將凝固液設為水、將噴嘴直徑設為5 mm,除此以外,以與實施例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。 將所得之多孔性成形體之物性示於表10。 與實施例1、比較對照例1同樣地針對PMEA之塗佈有無對4小時後之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、牛血漿流量350 mL時點之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、白血球回收率(%)、血小板回收率進行測定。
[表17]
[實施例4、比較對照例4] 將聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級,末端羥基組成90(莫耳%))之添加量增加至15 g,添加作為水溶性高分子之聚乙二醇(PEG35,000,Merck股份有限公司)2 g,進而將凝固液設為水、將噴嘴直徑設為5 mm,除此以外,以與實施例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。 將所得之多孔性成形體之物性示於表10。 與實施例1、比較對照例1同樣地針對PMEA之塗佈有無對4小時後之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、牛血漿流量350 mL時點之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、白血球回收率(%)、血小板回收率進行測定。
[表18]
[實施例5、比較對照例5] 使用將水合氧化鋯粉末(第一稀元素股份有限公司,R氫氧化鋯(商品名))於70℃之乾燥機中進行恆量乾燥所得者作為無機離子吸附體,將聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級,末端羥基組成90(莫耳%))之添加量增加至15 g,添加作為水溶性高分子之聚乙二醇(PEG35,000,Merck股份有限公司)2 g,進而將凝固液設為水,除此以外,以與實施例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。 將所得之多孔性成形體之物性示於表10。 與實施例1、比較對照例1同樣地針對PMEA之塗佈有無對4小時後之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、牛血漿流量350 mL時點之磷吸附量(mg-P/mL-Resin)、白血球回收率(%)、血小板回收率進行測定。
[表19]
[實施例6、比較對照例6] 將NMP 147 g與平均粒徑(30)μm之水合氧化鈰粉末(高南無機股份有限公司)80.5 g投入填充有直徑5 mmf之不鏽鋼製球1.5 kg之容積1 L之不鏽鋼製球磨機罐中,以75 rpm之轉數進行200分鐘之粉碎、混合處理,獲得黃色之漿料。於所得之漿料中加入聚醚碸(住友化學股份有限公司,Sumikaexcel 5003PS(商品名),OH末端等級,末端羥基組成90(莫耳%))21.3 g、作為水溶性高分子之聚乙烯吡咯啶酮(PVP,BASF公司製造)21.3 g,進而將凝固液設為水、將噴嘴直徑設為5 mm,除此以外,以與實施例1中記載之方法同樣之方式獲得球狀之多孔性成形體。 將所得之多孔性成形體之物性示於表10。
(藉由人血所進行之血液相容性評價) 按照順序將塗佈有PMEA者設為實施例,將未塗佈PMEA者設為陽性對照(比較例)。選擇對實施例1之成型體塗佈PMEA而成者作為陰性對照進行評價。 如圖23所示般組成實驗迴路,使用生理食鹽水,以流速1 mL/min進行10分鐘起動,其後使自健康人採集之血液以流速1 mL/min於管柱流動,每5分鐘(5 mL)進行樣品採取,實施流動試驗直至達到15 mL,使用多項目自動血球分析裝置(XT1800i)測定白血球數(WBC)、紅血球數(RBC)、血小板數(PLT)。 採血後之血液中,WBC=58.6×102
/μL、RBC=435×104
/μL、PLT=26.4×104
/μL,實施例6之PMEA塗佈品之PLT回復率(%)最高,藉由測壓計測定之壓力(KPa)變化最低。 分別以珠粒量成為0.5 mL、血中肝素濃度成為1.5 U/mL之方式進行調整。 將結果示於表20~22以及圖24及25。
實施例6 [表20]
比較對照例6 [表21]
實施例1 [表22]
本申請案係基於2017年5月17日提出申請之日本專利申請案(日本專利特願2017-98444號)者,其內容被引入本文作為參照。 [產業上之可利用性]
本發明之血液處理用磷吸附劑可較佳地用於透析療法等中,因此具有產業上之可利用性。
1‧‧‧槽
2‧‧‧泵
3‧‧‧空間部防護罩
4‧‧‧凝固槽
5‧‧‧旋轉容器
6‧‧‧旋轉軸
7‧‧‧軟管
8‧‧‧加熱器
11‧‧‧恆溫槽
12‧‧‧實驗台
13‧‧‧泵
14‧‧‧加有磷吸附劑之管柱
15‧‧‧壓力計
16‧‧‧取樣
a‧‧‧成形用漿料
b‧‧‧開口部
c‧‧‧空間部
d‧‧‧凝固液
圖1表示展示製造例1中獲得之多孔性成形體之外表面的電子顯微鏡照片(倍率10,000倍)。 圖2表示對相對於製造例1中獲得之多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之細孔直徑的對數微分細孔容積與累計細孔容積進行繪製而成之細孔分佈圖。 圖3表示對相對於製造例1以及比較例1、2及3中獲得之多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之細孔直徑的對數微分細孔容積進行繪製而成之細孔分佈圖。 圖4表示本實施形態之多孔性成形體之製造裝置之概略圖。 圖5表示製造例1中之血液流動試驗之模式圖。 圖6表示本實施形態之血液處理系統之模式圖。 圖7表示製造例1中之血漿流量與磷吸附率(%)之關係。 圖8表示製造例16及比較例4中之磷去除量之測定試驗之迴路1之模式圖。 圖9表示製造例16及比較例4中之磷去除量之測定試驗之迴路2之模式圖。 圖10表示製造例16及比較例4中之磷去除量之測定試驗之迴路3之模式圖。 圖11表示迴路1中之磷去除率與全血流量之關係。 圖12表示迴路1中之磷去除量與全血流量之關係。 圖13表示使用填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時的迴路2中之磷去除率與全血流量之關係。 圖14表示使用填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時的迴路2中之磷去除量與全血流量之關係。 圖15表示使用填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時的迴路3中之磷去除率與全血流量之關係。 圖16表示使用填充有製造例8中製作之球狀之多孔性成形體之管柱(血液處理用磷吸附劑)之情形時的迴路3中之磷去除量與全血流量之關係。 圖17表示展示實施例1及比較對照例1中製作之多孔性成形體之表面的電子顯微鏡照片(倍率5,000倍與10,000倍)。 圖18表示實施例1及比較對照例1中製作之多孔性成形體之紅外吸收曲線。 圖19表示實施例1及比較對照例1中製作之多孔性成形體之使用HACH公司製造之磷酸測定裝置Foss fax Compact(商品名)經時地測定出口磷濃度所得之結果。 圖20表示實施例1及比較對照例1中製作之多孔性成形體之使用HACH公司製造之磷酸測定裝置Foss fax Compact(商品名)所測定之累計吸附量。 圖21表示實施例2及比較對照例2中製作之多孔性成形體之使用HACH公司製造之磷酸測定裝置Foss fax Compact(商品名)經時地測定出口磷濃度所得之結果。 圖22表示實施例2及比較對照例2中製作之多孔性成形體之使用HACH公司製造之磷酸測定裝置Foss fax Compact(商品名)所測定之累計吸附量。 圖23表示實施例6及比較對照例6中之利用人血之血液相容性評價試驗之迴路之模式圖。 圖24表示實施例1及實施例6以及比較對照例6中製作之多孔性成形體之血小板數(PLT)之測定結果。 圖25表示實施例1及實施例6以及比較對照例6中製作之多孔性成形體之藉由測壓計測定之壓力(KPa)變化。
Claims (14)
- 一種血液處理用磷吸附劑,其含有包含有機高分子樹脂及無機離子吸附體,藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑為0.08~0.70μm之多孔性成形體,且於上述多孔性成形體之表面具有生物體適應性聚合物。
- 如請求項1之血液處理用磷吸附劑,其中上述血液處理用磷吸附劑之磷吸附量相對於上述多孔性成形體之磷吸附量之比為1.01以上。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述生物體適應性聚合物為聚丙烯酸甲氧基乙酯。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體之外表面開口率為5%以上且未達30%。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之比表面積為10~100m2/cm3。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體之藉由水銀孔度計所測定之最頻細孔徑與中值徑之比(最頻細孔徑/中值徑)為0.80~1.30。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述多孔性成形體係平均粒徑為100~2500μm之球狀粒子。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述無機離子吸附體含有下述式(I)所表示之至少一種金屬氧化物,MNxOn.mH2O...(I)(式(I)中,x為0~3、n為1~4、m為0~6,M及N為選自由Ti、Zr、Sn、Sc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Si、Cr、Co、Ga、Fe、Mn、Ni、V、Ge、Nb及Ta所組成之群中之金屬元素,且互不相同)。
- 如請求項8之血液處理用磷吸附劑,其中上述金屬氧化物含有選自下述(a)~(c)之任一群中之至少一種:(a)水合氧化鈦、水合氧化鋯、水合氧化錫、水合氧化鈰、水合氧化鑭及水合氧化釔;(b)選自由鈦、鋯、錫、鈰、鑭及釔所組成之群中之至少一種金屬元素與選自由鋁、矽及鐵所組成之群中之至少一種金屬元素之複合金屬氧化物;(c)活性氧化鋁。
- 如請求項1或2之血液處理用磷吸附劑,其中上述有機高分子樹脂含有選自由乙烯-乙烯醇共聚物(EVOH)、聚丙烯腈(PAN)、聚碸(PS)、聚醚碸(PES)及聚偏二氟乙烯(PVDF)所組成之群中之至少一種。
- 一種血液處理系統,其包含如請求項1至10中任一項之血液處理用磷吸附劑。
- 如請求項11之血液處理系統,其進而包含血液淨化器。
- 如請求項12之血液處理系統,其係以對經上述血液淨化器處理之血液利用上述血液處理用磷吸附劑進行處理之方式配置上述血液處理用磷吸附劑。
- 如請求項12之血液處理系統,其係以對經上述血液處理用磷吸附劑處理之血液利用上述血液淨化器進行處理之方式配置上述血液處理用磷吸附劑。
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