JP2001038169A - 血漿成分分離膜 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜の細径・薄膜化による小型化を行っても十
分な透過性能と耐圧強度を有した血漿成分分離膜を提供
すること。 【解決手段】 中空糸膜の膜内径を３０〜１５０μとし
た時、膜厚対内径の比（膜厚／内径）が０．０５〜０．
３を満足することを特徴とする血漿成分分離膜。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血漿分離膜、血漿
成分分離膜等の血液処理用分離膜に関し、高性能で強度
に優れた血漿成分分離膜である。

【０００２】

【従来の技術】近年分離膜を使用した血漿交換療法が盛
んに行われている。これは患者より取り出した血液をま
ず、血球部分と血漿部分に分け、更に血漿成分を分子の
サイズを利用して血漿中に含まれる免疫複合体や抗体、
コレステロール等を除去する方法で、悪性リュウマチ、
全身性エリトマトーデス、高脂血症の治療に効果を上げ
ている。これまで分離膜では分離効率と血液処理量を大
きくするために内径が大きく、かつ膜の耐圧強度を保持
するために膜厚を厚くしていた。その為、血漿処理後の
残存血漿量が多く、アルブミン等の有用な蛋白質の損失
が多かった。また、モジュール自体が大きいので運搬等
の取扱いも不便であった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、本発明の目的
は細径・薄膜化による小型化を行っても十分な透過性能
を維持しつつ、耐圧強度を保持した血漿成分分離膜を提
供することである。

【０００４】

【問題点を解決するための手段】エチレン−ビニルアル
コール（以下ＥＶＡと称する）系重合体は適度な親水性
を有し血液適合性に優れるため、血液透析、血漿分離等
の血液処理膜に利用されている。本発明者らは、血液適
合性に優れるＥＶＡ系重合体からなる血漿成分分離膜を
例に取り、その構造について詳細に検討した結果、ＥＶ
Ａ系重合体に限らずとも、膜内径と膜厚を特定の範囲に
規定することで高性能で耐圧強度の優れた血漿成分分離
膜を作成できることを見出し本発明を完成するに至っ
た。

【０００５】

【発明の実施の形態】即ち本発明は、以下により構成さ
れる。本発明の血漿成分分離膜は、中空糸膜の膜内径を
３０〜１５０μとした時、膜厚対内径の比（膜厚／内
径）が０．０５〜０．３を満足する血漿成分分離膜であ
る。より好ましくは、上記要件に加えて、さらに空孔率
が５０〜８５％であるＥＶＡ系重合体よりなる血漿成分
分離膜である。

【０００６】本発明の分離膜は膜内径が３０〜１５０μ
である。好ましくは５０〜１３０μである。これより小
さいと血漿の流れが悪く、圧力損失が大きくなるので好
ましくない。また、これより大きいと小型化の効果が損
なわれる。また膜厚対内径の比（膜厚／内径）は０．０
５〜０．３にする必要がある。好ましくは０．０５〜
０．２である。これより小さいと耐圧強度が不充分にな
ってしまい好ましくない。また、これより大きいと膜厚
が必要以上に厚くなり、分離膜の透水性と分画性が劣る
ようになるので好ましくない。

【０００７】本発明の分離膜はより好ましくは、空孔率
が５０〜８５％の範囲で、さらに好ましくは５５〜７０
％である。これより小さいと孔径が小さく、透過させて
回収したいアルブミンの透過性が悪くなる。またこれよ
り大きいと膜の耐圧強度が弱くなるので好ましくない。
なおここで言う空孔率とは含水膜の重さと乾燥膜の重さ
を求め、下記式より求めた値である。 空孔率（％）=［１−（乾燥膜の重さ）／（含水膜の重
さ）］×１００

【０００８】本発明に好適に使用されるＥＶＡ系重合体
（ランダム、ブロック、グラフト共重合体を含む）は重
合度８００以上、エチレン含有率１０〜６０モル％、ケ
ン化度９５モル％以上のＥＶＡ系重合体が使用される。
なおかかるＥＶＡ系重合体としては、例えば、メタクリ
ル酸、ビニルクロライド、メチルメタクリレート、アク
リロニトリル等の共重合可能な重合性単量体が１５モル
％以下の範囲内で共重合されていても良い。

【０００９】次にこれらＥＶＡ系重合体を溶解する溶媒
としては、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、Ｎ，Ｎ
ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ジメチルホルムア
ミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭ
Ｐ）、Ｎ−メチルモルホリン−ｎ−オキシド（Ｎ−ＭＭ
Ｏ）水和物、Ｎ−プロパノール類およびそれらの含水物
等、あるいはこれらを成分とする混合溶媒を挙げること
ができるが、本発明の目的とする望ましい透過性と耐圧
に優れる血漿成分分離膜を得るためには前記重合体に対
して特に溶解性が高く製膜条件の制御がしやすい上、膜
内に毒性の強い物質が残る心配のないＤＭＳＯが最も望
ましい。

【００１０】これら溶媒にＥＶＡ系重合体を溶解する
が、原液中のＥＶＡ系重合体の濃度は５〜５０重量％、
好ましくは１０〜３０重量％である。これより低濃度で
は製膜後の膜強度が弱くなり、逆に高濃度では粘度が高
くなり製膜しにくくなるので好ましくない。なお、原液
中にはほう酸、酸化硅素、酸化チタン、ポリエチレング
リコール、デキストラン等の添加剤を適宜含んでいても
良い。

【００１１】紡糸原液の温度は通常０〜１２０℃、好ま
しくは４０〜９０℃が良い。これより高温ではＥＶＡ系
重合体が分解あるいは変質する恐れがあり、これより低
温では原液粘度が高くなりすぎて製膜が困難である。

【００１２】凝固浴に用いる凝固液としては上記溶媒と
混和性があり、かつビＥＶＡ系重合体を凝固させる作用
を有するものであれば特に制限はないが、通常水性の媒
体が使用される。かかる凝固液としては例えば、ＤＭＳ
Ｏ、ＤＭＡｃ、ＮＭＰ、ＤＭＦ、アルコール等の水に可
溶性の有機溶媒と水の混合物、あるいは塩化ナトリウ
ム、塩化カルシウム、硫酸ナトリウム、水酸化ナトリウ
ム等の無機塩を含有する水溶液などを挙げることができ
る。

【００１３】上記の製膜原液は、環状ノズルより凝固浴
中に紡出され、中空糸膜として形成されるが、中空糸に
保持する目的で、ノズルの内部に通常、窒素、空気等の
気体、あるいは注入液としてヘキサン等の製膜原液に対
して非凝固性の溶剤が導入される。注入液としては上記
の非凝固性の溶剤のみならず、ＤＭＳＯ、ＤＭＡｃ、Ｎ
ＭＰ、アルコール等の水に可溶性の有機溶剤と水の混合
物、あるいは塩化ナトリウム、塩化カルシウム、硫酸ナ
トリウム、水酸化ナトリウム等の無機塩を含有する水溶
液など製膜原液に対して凝固性を有する液体を使用する
こともできる。

【００１４】上記の凝固液、注入液の凝固性は得られる
膜の表面の構造に影響を与える。凝固液、注入液として
凝固性の良い液体を使用すると膜の表面には緻密層が形
成し易く、また逆に凝固性の低い液体を使用すると膜の
表面には大きな孔径を有する膜を製造することができ
る。このように凝固液、注入液の凝固性を調整すること
で得られる膜の表面構造を制御することができる。

【００１５】凝固完了後、湿熱処理を行うが本発明にお
いて湿熱処理温度は、４０〜８５℃、好ましくは５５〜
７０℃である。湿熱処理時間が不十分な場合、後工程に
おける工程通過性が損なわれ、乾燥後の寸法及び性能の
保存安定性が低下する。また湿熱処理が過剰であった場
合、膜構造に変化が生じ本発明の目的とする充分な性能
が得られない。湿熱処理は、通常、水洗を兼ねて温熱水
中に中空糸を通過させるという方法により行われるが湿
熱処理と水洗は必ずしも同時に行われる必要はなく、飽
和水蒸気雰囲気中に中空糸を通過させ、湿熱処理を行っ
た後、必要な水洗を行うことも可能であるし、逆に水洗
後湿熱処理を行うことも可能である。しかしながら、連
続工程においては工程簡略化という点から、湿熱処理と
水洗は同時に行うのが好ましい。

【００１６】湿潤状態の膜は水混和性揮発性有機溶媒に
浸漬し、膜の表面あるいは内部に存在する水を置換後、
常圧ないし減圧にて乾燥させる。この場合の有機溶媒と
しては炭素数１〜５の低級脂肪族アルコールまたはケト
ンが好ましく、例えばメタノール、エタノール、アミル
アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチル
ケトン等が用いられる。なかでもアセトンが特に好まし
い。乾燥は、常圧ないし減圧下で行われるが、その温
度、及び水蒸気圧は、５５℃以下、好ましくは５０℃以
下で、水蒸気圧は２０ｍｍＨｇ以下、好ましくは１０ｍ
ｍＨｇ以下である。このような条件下で溶媒置換及び乾
燥を行うことにより、湿潤時の性能を維持したまま乾燥
を行うことが出来る。

【００１７】乾燥された中空糸膜は、主に寸法及び性能
の保存安定性の向上を目的として、乾熱処理を行う。乾
熱処理温度は、４０〜７０℃、好ましくは５５〜６５℃
である。これ以上では膜構造に変化が生じ性能が低下す
る。これ以下では充分な熱固定が出来ず、経時的に収縮
が進行し、膜の性能に変化をきたす。乾熱処理雰囲気下
の水蒸気圧は６０ｍｍＨｇ以下である必要があり、これ
以上ではＥＶＡ系重合体への水分子の吸着が起こり、乾
熱処理後室温雰囲気下へ放出した際に、この水分子の脱
離にともなって膜構造に変化が生じ性能が低下する。

【００１８】かくして得られた分離膜は乾燥状態におけ
る寸法安定性に優れ、経時変化は起こらないため、保存
に有利である。また、乾燥させているため輸送等にも便
利である。乾燥分離膜は使用前に水または生理食塩水で
再湿潤させることにより乾燥前の性能を再現することが
できる。

【００１９】

【実施例】以下実施例にてＥＶＡ系重合体を例にとり本
発明の効果を示すが、中空糸膜の膜内径を３０〜１５０
μとした時、膜厚対内径の比（膜厚／内径）が０．０５
〜０．３を満足する分離膜は細径・薄膜化による小型化
を行っても、臨床上十分な耐圧強度を維持し、高い分画
性を保持しているので血液処理後の残存血漿量が少なく
でき、アルブミン等の損失が少ないので、臨床上有益な
血漿成分分離膜である。

【００２０】実施例１ ＥＶＡ系重合体（重合度１３００、エチレン含有率３２
モル%）を１７重量％、ＤＭＳＯ８３重量％を溶解し、
紡糸原液を得た。本原液を二重環ノズルを用い、窒素を
注入しつつ、１５℃の２５％ＤＭＳＯ水溶液へ押し出
し、凝固させた。以下常法に従い、水洗、湿熱処理、ア
セトン置換、乾燥、定長熱処理を施し、空孔率は６８
％、内径１００μ、膜厚２０μの乾燥中空糸膜を得た。
本中空糸膜１００００本を膜有効長２６ｃｍのハウジン
グに組み立てた。このモジュールを生理食塩水５００ｍ
ｌを使い、２５ｍｌ/ｍｉｎで親水化してから、牛血漿
（トータルプロテイン６．５ｇ／ｄＬ）をＱＢ＝３０ｍ
ｌ/ｍｉｎ、ＱＦ＝３ｍｌ/ｍｉｎとして循環させて、ア
ルブミン（ＡＬＢ）、グロブリン（ＩｇＧ）、トータル
コレステロール（ＴＣ）の１時間後の濃度を求めて、下
記式より各溶質の透過係数（ＳＣ）を求めた。 ＳＣ（％）＝ＣＦ／［（ＣＢｉ＋ＣＢｏ）／２］×１０
０ 但し、ＣＦは各溶質の濾液側の濃度、ＣＢｉは各溶質の
モジュール入り口濃度、ＣＢｏは各溶質のモジュール出
口濃度を表わす。透過性測定後のモジュールは十分に洗
浄後、３７℃の水中に浸漬した状態で中空糸膜の内側に
空気で毎分０．１Ｋｇ／ｃｍ^２の圧力を徐々にかけて膜
が破裂した点を求め、耐圧強度とした。それぞれの結果
は表１にまとめた。

【００２１】実施例２ ＥＶＡ系重合体（重合度１３００、エチレン含有率３２
モル%）を１７重量％、ＤＭＳＯ８３重量％を溶解し、
紡糸原液を得た。本原液を二重環ノズルを用い、窒素を
注入しつつ、１７℃の２５％ＤＭＳＯ水溶液へ押し出
し、凝固させた。以下常法に従い、水洗、湿熱処理、ア
セトン置換、乾燥、定長熱処理を施し、空孔率は７０
％、内径７５μ、膜厚２０μの乾燥中空糸膜を得た。以
下実施例１と同様にして透過係数（ＳＣ）、及び耐圧強
度を求めた。その結果を表１にまとめた。

【００２２】比較例１ ＥＶＡ系重合体（重合度１３００、エチレン含有率３２
モル%）を１７重量％、ＤＭＳＯ８３重量％を溶解し、
紡糸原液を得た。本原液を二重環ノズルを用い、窒素を
注入しつつ、５℃の２５％ＤＭＳＯ水溶液へ押し出し、
凝固させた。以下常法に従い、水洗、湿熱処理、アセト
ン置換、乾燥、定長熱処理を施し、空孔率は４７％、内
径１８０μ、膜厚７μの乾燥中空糸膜を得た。以下実施
例１と同様にして透過係数（ＳＣ）、及び耐圧強度を求
めた。その結果を表１にまとめたが、強度が弱く実用的
ではなかった。

【００２３】比較例２ ＥＶＡ系重合体（重合度１３００、エチレン含有率３２モル
%）を１７重量％、ＤＭＳＯ８３重量％を溶解し、紡糸
原液を得た。本原液を二重環ノズルを用い、窒素を注入
しつつ、２５℃の２５％ＤＭＳＯ水溶液へ押し出し、凝
固させた。以下常法に従い、水洗、湿熱処理、アセトン
置換、乾燥、定長熱処理を施し、空孔率は８８％、内径
１８０μ、膜厚７５μの乾燥中空糸膜を得た。以下実施
例１と同様にして透過係数（ＳＣ）、及び耐圧強度を求
めた。その結果を表１にまとめた。

【００２４】

【表１】

【００２５】

【発明の効果】本発明の、中空糸膜の膜内径を３０〜１
５０μとした時、膜厚対内径の比（膜厚／内径）が０．
０５〜０．３を満足する血漿成分分離膜は細径・薄膜化
による小型化を行っても、臨床上十分な耐圧強度を維持
し、高い分画性を保持しているので血液処理後の残存血
漿量が少なくでき、アルブミン等の損失が少ないので、
臨床上有益な血漿成分分離膜である。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） // Ａ６１Ｋ 35/16 Ａ６１Ｋ 35/16

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中空糸膜の膜内径を３０〜１５０μとし
   た時、膜厚対内径の比（膜厚／内径）が０．０５〜０．
   ３を満足することを特徴とする血漿成分分離膜。
2. 【請求項２】 中空糸膜が空孔率が５０〜８５％である
   エチレンービニルアルコール系重合体よりなる請求項１
   記載の血漿成分分離膜。