JP4483230B2

JP4483230B2 - 血漿分離用の膜およびそれを用いた血液浄化システム

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Publication number: JP4483230B2
Application number: JP2003302772A
Authority: JP
Inventors: 昌明島垣
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2003-08-27
Filing date: 2003-08-27
Publication date: 2010-06-16
Anticipated expiration: 2023-08-27
Also published as: JP2005066168A

Description

本発明は、膜に担持した吸着基を使って、血中の特定の成分の分離を行う血液浄化用血漿分離膜、それを用いたモジュール、および血液浄化システムに関する。

従来、吸着を利用して血液成分の浄化を行うような用途には、膜を使うより、ビーズや、極細繊維からなる綿、極細繊維を編み込んだ編み地などが使われてきた。血液が接したときの表面積を大きく取ることが可能な上、吸着物質の固定が比較的容易なため、多孔ビーズは特に広く用いられてきた。綿や、編み地なども極細繊維の性質を利用し、特に細胞を吸着させて除去する際に広く用いられている。

膜を使う方法では、特に中空糸膜などでは血液が接触する内表面にのみ吸着基をつけたものが開示されているが、表面積を大きく稼ぐことができず、現状では広く用いられていない（例えば、特許文献１参照。）。表面積を大きくする目的で、相溶性を上げるために修飾したポリマーと未修飾ポリマーのブレンドによって膜を構成させる発明が開示されている（例えば、特許文献２参照。）。修飾によって荷電を付与することも開示されている（例えば、特許文献３参照。）。しかしかかる方法では、修飾基が大きいため製膜時の修飾基の凝集の程度を予想することが難しく、製膜条件の最適化が難しいため、製膜後に、修飾ポリマーをコートする従来から知られた手段と比べて改善効果は少ない。

膜表面に電荷を付与した例では、荷電膜としてスルホン酸基を有したポリマーからなる膜、製膜後アミドメチル化反応をすることでアミノ基を導入した膜などが知られている。その他にもアニオン選択吸着性多孔膜とその製造方法等の特許が開示されている（例えば特許文献４参照。）。これらの膜では、酸性官能基と塩基性官能基を両方持たせることは考えられておらず、陽性か陰性の荷電を有することで、血中の蛋白質吸着挙動をコントロールする目的に用いられてきた。また、両性荷電を有するものではリン脂質を模したＭＰＣポリマーをコーティングする方法なども知られており（たとえば特許文献５参照）、一つの原液から製膜した例（たとえば特許文献６参照）も開示されているが、膜構造の制御が難しく、所望の分画特性を発現させることは困難であった。基本的に生体適合成・血液適合性を上げるためにのみ、ＭＰＣポリマーは利用されている。（たとえば特許文献７参照）
特開平１０−１５１１９６号公報特開平１０−１３７５６５号公報特開平１−９２３０号公報特許第２７９６９９５号公報特開平５−２２０２１８号公報特開平１０−２９６０６３号公報特開平５−１７７１１９号公報

一般的に全血を灌流すると血液浄化器内で血液が凝固して流れが阻害されることおよび赤血球が溶血してしまう危険があるため、血液凝固の影響を少なくし赤血球が溶血しないように設計し、全血で灌流できる技術が必要とされているが、上記従来技術では不十分であった。すなわちビーズや、極細繊維からなる綿、極細繊維を編み込んだ編み地などでは下記の問題を抱えつづけている。

血液の流れの問題では、血液浄化器内への吸着ビーズや編み地の充填密度を下げ、血液流路を確保する手段などが開示されているが、それでもなお血液凝固による回路閉塞という危険がつきまとい、吸着基に効率よく血液を接触させることが難しかった。

また、上記問題点を根本的に回避するため、血漿分離の操作の後、血漿を吸着基に通す方法が一般的に用いられてきたが、血漿を分離する装置と、血液浄化器の２つを一度に使用するため、医療コストがかさむ弊害があった。

本発明では、血流を安定化し、全血灌流が可能で、吸着基の固定密度および浄化効率を多孔ビーズ使用のシステム並みに上げ、かつ膜表面への官能基付着に適した表面構造を低コスト、省力化プロセスで実現することを課題とした。また同時に血液接触時の生体適合性の向上についても課題とした。

上記課題を解決するため、本発明は、下記の構成を有する。
(1)透水性が7500ml/hr・kPa・m²以上、アルブミン透過率が10%以上であり、かつカルボキシル基およびスルホン酸基から選ばれる１種以上の酸性官能基と、１級、２級、３級、４級アミンおよびイミンから選ばれる１種以上の塩基性官能基とを、担持した中空糸膜からなり、内前記酸性基の密度および前記塩基性基の密度がともに１０μmol/ｇ以上である血漿分離用の膜。
(2)前記酸性官能基または前記塩基性官能基を介して前記膜の素材と異なる分子を結合したことを特徴とする(1)に記載の血漿分離用の膜。
(3)ポリスルホン系樹脂およびポリビニルピロリドンを含むことを特徴とする(1)または(2)に記載の血漿分離用の膜。
(4)前記膜の素材と異なる高分子を放射線架橋により結合したことを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の血漿分離用の膜。
(5)前記高分子が、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、アルギン酸、キトサン、ポリリン酸およびヒアルロン酸からなる群より選ばれる一種以上であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の血漿分離用の膜。
(6)血液中の不要物と結合する物質および／または免疫賦活作用を誘導できる物質を前記膜に担持したことを特徴とする(1)〜(5)のいずれかに記載の血漿分離用の膜。
(7)(1)〜(6)のいずれかに記載の膜を組み込んだモジュール。
(8)(7)の血漿分離用の膜を組み込んだモジュールを用いた、血液浄化システム。
(9)血漿分離を行った血漿を再循環し再度血液と合流しモジュールへ導入する機構を有することを特徴とする(8)に記載の血液浄化システム。
(10)血漿を再循環し再度血液と合流した時、モジュールへ導入する血液量を初期設定の血液量と循環血漿量の合計量に変更する機構を有することを特徴とする(8)または(9)に記載の血液浄化システム。

本発明により、血流を安定化し、全血灌流が可能で、吸着基の固定密度および浄化効率を多孔ビーズ使用のシステム並みに上げ、かつ膜表面への官能基付着に適した表面構造を低コスト、省力化プロセスで実現することができた。

以下本発明についてさらに詳細に説明する。

本発明は、血液中から不要な物質を吸着除去する血液浄化法に用いられる血液浄化用血漿分離膜およびその血液浄化システムに関し、血流を安定化し、全血灌流が可能で、吸着基の固定密度および浄化効率を多孔ビーズ使用のシステム並みに上げることを提供する。

膜の透水性能は7500ml/hr・kPa・m²以上が望ましく、血漿分離速度を安定させるためには、75000ml/hr・kPa・m²以上がさらに好ましい。1000ml/hr・Pa・m²を越えると赤血球が溶血する危険が生じるため、これ以下が好ましい。透水性能が高い膜では膜形態によってその測定値が大きく異なる場合があり、ここで言う透水性は、有効長１２cm長の中空糸膜２０本をモジュール化して測定した値を基準としている。

同様にアルブミン透過率は10%以上が好ましく、血漿分離速度を安定させるためには40％以上がさらに好ましい。ここで言うアルブミン透過率とは透水性測定と同様のモジュールを用いて測定した。さらに膜にはカルボキシル基、スルホン酸基から選ばれる１種類以上の酸性官能基と、１級、２級、３級、４級アミンおよびイミンから選ばれる１種類以上の塩基性官能基を、血漿分離に使われる多孔部を含む膜表面全体に持つことが必要である。これら官能基は生体物質上に多く存在する物であり、生体にとって害が少ないと考えられる。

ここでいう血漿分離で使われる多孔部とは、中空糸膜内外表面に開孔した孔のことであり、膜内部にある孔も含む。また、それぞれの官能基量を容量滴定によって定量することができる。本出願では以下に述べる逆滴定法によって測定した。すなわち膜表面で消費された酸または塩基の量を容量滴定する方法である。

酸性塩基性の官能基密度として、１０μmol/ｇ以上が好ましく、この官能基を用いて、さらに生理活性物質、ポリマー、モノマーの固定を図るためには、３０μmol/ｇ以上が好ましい。

またこれら２つの官能基が膜表面に分布することで、血液接触時の生体適合性が向上する。詳細な機構は不明であるが、生体膜表面でのミクロな電化分布を模倣しているためと思われる。

膜素材には、膜素材と異なる第３の分子を結合することができ、該第３の分子は膜素材に直接結合するか、前記の酸性官能基または／および塩基性官能基を介して結合することができる。膜素材に第３の分子を結合することにより、さらに血液適合性を変化させるという効果を得ることができる。このような作用効果を得るためには、荷電を持った分子（第３の分子の素材）、ポリエチレンイミン・アルギン酸・キトサン・ポリリン酸・ヒアルロン酸のような物質を第３の分子として用いることが好ましいが、これらの物質に限定されるものではない。

膜素材としては、ポリスルホン系の素材がベースであるものが良好に用いられるが、その他のポリマーについても応用は可能である。ガラス転位点が140℃を越える素材が好適に用いられるが、それ以下の素材についても放射線耐性があれば用いることができる。具体的には５０ＫＧｙの照射によって引っ張り強度が50％以上保持できるものであれば好適に用いることができる。膜素材としてたとえば、セルロース、セルロースアセテート、セルローストリアセテート、ポリオレフィン、ポリイミド、ポリカーボネイト、ポリアリレート、ポリエステル、ポリアクリロニトリル、ポリメタクリル酸メチル、ポリアミド、ポリスルホン系樹脂、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素系樹脂などが用いられる。膜素材としては、ポリスルホン系樹脂が生体適合性、耐熱性、耐滅菌性、加工性などの理由より優れている。

製膜原液としては主たる物理強度を持たせる上記膜素材と、ポリビニルピロリドンの混合液が良好に用いられる。ポリビニルピロリドンは上記ポリマーとの相溶性にきわめて優れており、好ましい。

膜への酸性および塩基性官能基の付与は、以下に掲げる方法により実現できるが、これ以外の方法でもかまわない。

まず、製糸原液を調製する際にイオン性ポリマーと混合する方法、例えばポリリン酸との混合や、ポリアミンとの混合が考えられるが、この場合は原液を均一に溶解することが難しい場合があり、より好ましくはポリビニルピロリドンとの混合を行う。ポリビニルピロリドンはいろいろなエンジニアリングプラスチック、例えば、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、PMMA、ポリビニリデンフルオリドなどのフッ素性樹脂などと相溶性が良く、原液粘度を上げることができるために紡糸原液としてこの組み合わせは良く用いられる。分子量は種々のものを用いることが可能であるが、Ｋ９０，Ｋ６０，Ｋ３０，Ｋ１５など市販されているものを使うと簡便である。これらの混合や、上記以外の分子量領域のものを重合して用いても良いが、分子量が高いほど原液としては使用しやすい。このため、Ｋ９０を用いるのがより好ましい。溶媒としてはジメチルアセトアミド（以下ＤＭＡｃと略す）やN-メチルピロリドンのような高沸点極性溶媒が好ましいが、均一に溶解できることができればその他の組み合わせでも使用可能である。この原液を用いて、中空糸膜を製造するが、透水性が７５００ml/hr・kPa・m²以上の膜は、相分離現象を利用することによって、特に孔の数を増大させることで製造することができる。樹脂と溶媒との比率や混合したポリビニルピロリドンの量を変えることにより透水性を変更することができ、例えばこの比を95/5程度に迄高めれば透水性が75000ml/hr・kPa・m²程度の膜を作ることが可能である。また、アルブミン透過率については、孔径を大きくすることによって１０％以上のものを得ることができるため、透水性が７５００ml/hr・kPa・m²でアルブミン透過率が１０％以上の膜はこの組み合わせにより製造できる。こうしてできた膜を例えば以下に述べる後処理によって、酸性基、塩基性基の両方を膜表面に付与することができる。基本的にはポリビニルピロリドンのピロリドン環の開環反応を利用し、膜表面全体に形成させることができる。このため、多孔部の隅々にまで酸性および塩基性の両官能基を形成することが可能であり、この処理中に膜構造の変化は起こらず、物質濾過性能に影響を及ぼさないため、製膜技術の改良研究を行う必要がなく、製造が容易である。具体的には、酸素存在下で70℃以上の膜素材が溶融しない温度で熱処理を施すこと、およびまたは、ラジカルスカベンジャーの非存在下、放射線処理を施すこと等によって達成されるが、これらはその一例である。プラズマ処理等も可能であるが、生産性が損なわれる点に注意が必要である。基本的な考え方としては、中空糸膜をまず水洗し、より好ましくは沸騰水中で洗浄し、付着ポリビニルピロリドンの量を調節する。５時間以上洗浄するとポリビニルピロリドンの残存量が少なすぎ、酸性基、塩基性基を所望の密度で膜表面に付与することはできない。４時間以下がより好ましく、２時間程度であれば表面官能基量は十分であり、生理活性物質等の担持も可能となる。このあと、膜を透過させて洗浄し、その後乾燥させ、酸素存在下で、70℃以上の膜素材が溶融しない温度で熱処理を施すこと、およびまたは、ラジカルスカベンジャーの非存在下、放射線処理を施すこと等によって達成される。塩基性に保つことは不要である。処理時間は２時間程度から可能であるが、処理時間が長いほど表面官能基密度は高くなる。処理温度は使用した膜構造構成ポリマーのガラス転位温度以下が好ましい。温度が高くなるほど表面官能基密度は高くなる。温度および時間の組み合わせで、表面官能基密度は調整が可能である。膜表面の官能基濃度を高めるためにはこれらの処理を長時間およびまたは繰り返し行うことで、所望の表面官能基密度を得ることができる。放射線処理を用いるときも同様に放射線吸収線量によって依存する。また、これら２つ以上の処理を組み合わせても良い。スルホン酸基については濃硫酸および又は発煙硫酸の使用で公知技術によって簡便に付与される。

膜の形状は平膜および中空糸膜のどちらでも製造可能であるが、血液浄化の目的から、血液滞留部を作りにくい中空糸膜形状のものが好適に用いられる。
また、放射線照射を利用することによって結合することが可能である。好適に用いられるのはポリエチレンイミン、ポリアルキレングリコール、アルギン酸、キトサン、ポリリン酸、ヒアルロン酸、フコイダンなどであり、これらの分子物性を利用して、さらに異なる種類の吸着官能基を担持することや、膜表面に存在する酸性基と塩基性基のバランスを変えることが可能である。もちろん、酸性基や塩基性基によってこれらの分子を固定化することも可能である。以上に挙げた第３の分子は、放射線処理することによって膜素材に直接結合することが可能であり、塩基性基を利用すれば、酸性官能基に結合可能であり、酸性基を利用すれば、塩基性官能基に結合することができる。

吸着官能基の種類としては、血液中の不要物質（過剰に産生されたサイトカイン類も含む）を結合させるすでに公知になっている種々の抗体や、生理活性物質を利用することが可能であり、今後開発されるものを含めその種類については限定しない。また、抗生物質、レクチン様の免疫賦活に関する物質についても同様に利用できる。膜表面の酸性基および／または塩基性基と、タンパク質やその他生理活性物質などのカルボキシル基およびまたはアミノ基との縮合反応をすることによって膜に結合することが可能である。

本発明の、このようにして設計・作成された膜を組み込んだ血液浄化器（すなわちモジュール）は、従来実施されてきた血漿分離膜と吸着器の２つの機能を代替する新規な血液浄化システムを提供する。図１に基本システムを記載した。血液流速100ml/min、血漿濾過速度は20ml/minの例を挙げたが、これに縛られるものではない。血漿分離膜の高性能のものでは血液流速100ml/minでは血漿濾過速度は60ml/min程度まで安定に濾過ができるものも製造可能である。

５のヒトや動物から２の血液ポンプを用いて１の血漿分離膜モジュールへ血液を導入し、血漿分離を行いながら、分離された血漿は１の膜を濾過される途中にその表面に担持された吸着基によって不要成分を吸着除去される。この後７の血漿導出口１から３の血漿ポンプにより６の分岐弁を通って血液と合流させ再度１血漿分離膜に導く。この瞬間２のポンプ流量を変更する。図１には血液導出流量を１００ml/minとした場合の各ポンプの設定を一例として記載した。この循環機構によって、血漿中の不要成分の除去効率を上げることができるし、分離血漿を合流させることによって血液を薄めることができるため、血漿分離前のヘマトクリット値が下がり、血漿分離操作が長時間にわたって安定化する効果ももたらす。また仮に膜面での蛋白質付着による濾過圧上昇が起こっても、３のポンプを停止しおよび逆転し、４のポンプを使って血漿を５に戻すことができる。血漿分離膜１の内径は３００μｍあるので血液が詰まることはない。このため、医療事故にもなる危険がきわめて少なく、安全に血液浄化を行うことが可能となる。ビーズ法で作成された吸着血液浄化器ではいったん血液凝固などによって循環圧が上昇した場合、大量の血液が変血できなくなるおそれがある。また血漿分離膜と浄化膜が一体化しているため、プライミングボリュームが小さくでき、新生児や子供など体液量が少ない対象に対しても実施が容易となる。

以下、実施例によってさらに詳細に説明する。

用いた測定法は以下の通りである。
（１）逆滴定法
酸性官能基、塩基性官能基の密度を逆滴定法により測定した。

乾燥させた膜を１ｇ用意する。測定は２３℃室温下で行った。測定を３回繰り返し、その平均値を採用した。

酸性基の定量用のものは、あらかじめ1/10mol濃度のHCl水溶液（容量分析用）10mlで15min以上浸漬し、Na塩などを除く。その膜を、超純水で十分洗浄し、洗浄後の水が中性（pHが７±1）になったのを確認し、凍結乾燥させる。得られた膜を、1/100mol濃度のNaOH水溶液（容量分析用）100ml中に１hr振盪浸漬し、そのうちの30mlを取り出し、1/100mol濃度のHCl水溶液（容量分析用）を用いて容量分析を行う。先に用いた1/100mol濃度のNaOH水溶液（容量分析用）30mlを同様に容量滴定し（コントロール）、中和に使用した1/100mol濃度のHCl水溶液（容量分析用）量の差から、膜に付着した酸性基の濃度を計算で求める。

同様に塩基性基の定量用のものは、あらかじめ1/10mol濃度のNaOH水溶液（容量分析用）10mlで15min以上浸漬し、例えばHCl塩などを除く。その膜を、超純水で十分洗浄し、洗浄液が中性（pHが７±1）になったのを確認し、乾燥させる。得られた膜を、1/100mol濃度のHCl水溶液（容量分析用）100ml中に１hr振盪浸漬し、そのうちの30mlを取り出し、1/100mol濃度のNaOH水溶液（容量分析用）を用いて容量分析を行う。先に用いた1/100mol濃度のHCl水溶液（容量分析用）30mlを同様に容量滴定し（コントロール）、中和に使用した1/100mol濃度のNaOH水溶液（容量分析用）量の差から、膜に付着した酸性基の濃度を計算で求める。

膜１ｇ当たりの酸性基、塩基性基の官能基密度は以下の式で計算した。

官能基密度（μmol/ｇ）=33.3×（サンプルの中和に必要な液量（ml）-コントロール液量（ml））式１
（２）透水性能の測定
中空糸両端部を封止したガラス管ミニモジュール（本数２０本：有効長１２ｃｍ）の中空糸内側に水圧１００ｍｍＨｇをかけ、外側へ流出してくる単位時間当たりの濾過量を測定した。

透水性能は下記の式で算出した。

透水性能（ml/hr・kPa・m²）＝濾過水量（ml）÷流出時間（hr）÷圧力差（kPa）÷中空糸膜内表面面積(m²) 式２
（３）アルブミン透過率の測定
血液槽に温度３７℃で保温したヘマトクリット３０％、総蛋白量６．５ｇ／ｄｌの牛血（ヘパリン処理血）を用いて、中空糸内側にポンプで２００ｍｌ／ｍｉｎで送った。その際、モジュール出口側の圧力を調整して、濾過量がモジュール面積１ｍ２当たり２０ｍｌ／ｍｉｎ（すなわち１．６ｍ²では３２ｍｌ／ｍｉｎ）かかるようにし、濾液、出口血液は血液槽に戻した。環流開始後１時間後に中空糸側入り口、出口の血液、濾液を５ｍｌサンプリングし、血液は遠心分離により血清に分離した後、商品名Ａ／ＧＢ−テストワコー（和光純薬）のＢＣＧ（ブロムクレゾールグリーン）法キットによって分析し、その濃度からアルブミン透過率（％）を算出した。また、濾液の濃度算出に当たって、アルブミンの検量線については、良好な感度を得るため、低濃度での検量線を作成する目的で、キット付属の血清アルブミンを適宜、希釈して作成した。

アルブミン透過率（％）=100×２×濾液中アルブミン濃度÷（モジュール入り口アルブミン濃度+モジュール出口アルブミン濃度）式３

ポリスルホン１４部、ポリビニルピロリドン（Ｋ９０）７部、水２部をジメチルアセトアミド７７部に加熱溶解し、外径1.0mm、内径0.7mmの環状オリフィスからなる口金孔内から注入液としてジメチルアセトアミド／水＝８５／１５を注入しつつ、吐出させ、口金面から１．０cm下方に設置した８０℃に保温した水を有する凝固浴に通過させ、水洗後カセにまき取り、内径３００μｍ、外径４６０μｍの中空糸条膜を得た。口金は６０℃に保温した。得られた中空糸膜を100℃で２時間水で洗浄した後、100℃で乾燥後、空気中で150℃で３時間処理を施し、実施例１の膜を得た。得られた膜を２０本束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを作成した。該ミニモジュールの直径は約７mm、長さは約１２cmである。透水性は153ml/hr・Pa・m²であり酸性基の密度は21.7μmol/ｇ、塩基性基は11.1μmol/ｇであった。アルブミン透過率は９８％であった。中空糸膜表面の赤外分光解析で、酸性基としてカルボキシル基がまた塩基性基としてアミノ基の存在を確認した。

ポリスルホン（アモコ社Ｕｄｅｌ−Ｐ１７００）１４部、ポリビニルピロリドン（Ｋ９０）７部、水２部をジメチルアセトアミド７７部に加熱溶解し、外径1.0mm、内径0.7mmの環状オリフィスからなる口金孔内から注入液としてジメチルスルホキシド／水＝９５／５を注入しつつ、吐出させ、口金面から１．０cm下方に設置した８０℃に保温した水を有する凝固浴に通過させ、水洗後カセにまき取り、内径３００μｍ、外径４６０μｍの中空糸条膜を得た。口金は６０℃に保温した。得られた中空糸膜を100℃で２時間水洗浄した後、100℃で乾燥後、空気中150℃で5時間処理を施し、実施例２の膜を得た。得られた膜を２０本束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを作成した。該ミニモジュールの直径は約７mm、長さは約１２cmである。透水性は224ml/hr・Pa・m²であり酸性基の密度は52.3μmol/ｇ、塩基性基は26.3μmol/ｇであった。アルブミン透過率は９８％であった。中空糸膜表面の赤外分光解析で、酸性基としてカルボキシル基がまた塩基性基としてアミノ基の存在を確認した。

１０mlの水溶液に、１０００pg/mlの濃度で抗ヒトインターロイキン−６抗体を溶解しその中へ実施例２の膜を浸漬し、水溶性カルボジイミドを用いて反応させることで抗ヒトインターロイキン−６抗体を膜表面のアミノ基およびカルボキシル基と結合させた。ウサギ全血２５ml中にヒトインターロイキンＩＬ−６を５００pg/mlの濃度で溶かし、ペリスタポンプにより図１の基本システムに倣って回路を形成し、膜面積（内表面換算）１ｍ²当たり100ml/minの流速で中空糸内腔側へ２０min灌流した。灌流後のウサギ血液中のヒトインターロイキン−６の濃度を測定したところ、５pg/mlとなった。

実施例３と同じシステムで、血流量を膜面積（内表面換算）１ｍ²当たり100ml/minから200ml/minの流速まで変化させて図１の基本システムに倣い実施した。濾過速度は膜面積（内表面換算）１ｍ²当たり20ml/minから５０ml/minで行った。血流は安定し、この濾過速度の範囲では、膜間圧力差の変動もなく実施できた。

実施例２のモジュールに、ポリエチレンイミン（分子量５万）の1000ppm水溶液を充填し、γ線を２５ｋＧｙ照射して滅菌した。ポリエチレンイミンは一部切断されたが、膜表面に固定できた。
［比較例３］

ポリスルホン１４部、ポリビニルピロリドン（Ｋ９０）７部、水２部をジメチルアセトアミド７７部に加熱溶解し、外径1.0mm、内径0.7mmの環状オリフィスからなる口金孔内から注入液としてジメチルアセトアミド／水＝８５／１５を注入しつつ、吐出させ、口金面から１．０cm下方に設置した８０℃に保温した水を有する凝固浴に通過させ、水洗後カセにまき取り、内径３００μｍ、外径４６０μｍの中空糸条膜を得た。口金は６０℃に保温した。得られた中空糸膜を100℃で２時間水で洗浄した後、100℃で乾燥後、空気中で150℃で２時間処理を施し実施例６の膜を得た。得られた膜を２０本束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを作成した。該ミニモジュールの直径は約７mm、長さは約１２cmである。透水性は147ml/hr・Pa・m²であり酸性基の密度は15.7μmol/ｇ、塩基性基は7.1μmol/ｇであった。アルブミン透過率は95％であった。中空糸膜表面の赤外分光解析で、カルボキシル基およびアミノ基の存在を確認した。
［実施例６］

ポリスルホン（アモコ社Ｕｄｅｌ−Ｐ３５００）8部、（アモコ社Ｕｄｅｌ−Ｐ１７００）8部、ポリビニルピロリドン（インターナショナルスペシャルプロダクツ社；以下ＩＳＰ社と略す）Ｋ３０４部、ポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社Ｋ９０）２部をジメチルアセトアミド７７部、水１部を加熱溶解し、製膜原液とした。

原液粘度は５０℃で1．2Pa・secであった。この原液を温度５０℃の紡糸口金部へ送り、外径０．３５ｍｍ、内径０．２５ｍｍの２重スリット管から芯液としてジメチルアセトアミド70部、水30部からなる溶液を吐出させ、中空糸状を形成させた後、温度３０℃、露点２８℃で調湿し、１０ミクロン以下のドライミストを加えた２５０ｍｍのドライゾーン雰囲気を経て、ジメチルアセトアミド２０重量％、水８０重量％からなる温度４０℃の凝固浴を通過させ、８０℃15分の水洗工程を通過させ、巻き取り束とした。中空糸内径は３００μｍ、外径４６０μｍである。この束を100℃で2時間水洗した後、１００℃で乾燥後、１７０℃の熱処理工程でさらに３．５時間処理し、膜面積１．６ｍ²になるように、ケースに充填し、ポッティングし、端部を両面開口させて、血液浄化モジュールとした。この後乾燥状態で、γ線照射（２５ＫＧｙ）を行い滅菌し、実施例７の膜を得た。

得られた膜を切り出し、２０本束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを作成した。該ミニモジュールの直径は約７mm、長さは約１２cmである。

また、乾燥後の中空糸の透水性能は8200ml/hr・kPa・m²であり、表面官能基量は、酸性基56.2μmol/ｇ、塩基性基28.3μmol/ｇであった。アルブミン透過率は10.5％であった。中空糸膜表面の赤外分光解析で、カルボキシル基およびアミノ基の存在を確認した。

比較例１

ポリスルホン（アモコ社Ｕｄｅｌ−Ｐ１７００）１４部、ポリビニルピロリドン（Ｋ９０）７部、水２部をジメチルアセトアミド７７部に加熱溶解し、外径1.0mm、内径0.7mmの環状オリフィスからなる口金孔内から注入液としてジメチルスルホキシド／水＝９５／５を注入しつつ、吐出させ、口金面から１．０cm下方に設置した８０℃に保温した水を有する凝固浴に通過させ、水洗後カセにまき取り、内径３００μｍ、外径４６０μｍの中空糸条膜を得た。口金は６０℃に保温した。得られた中空糸膜を100℃で２時間水洗浄した後、100℃で１時間乾燥し、比較例１の膜を得た。得られた膜を２０本束ね、中空糸中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で両末端をガラス管モジュールケースに固定し、ミニモジュールを作成した。該ミニモジュールの直径は約７mm、長さは約１２cmである。透水性は91ml/hr・Pa・m²であり酸性基の密度は4.3μmol/ｇ、塩基性基は2.1μmol/ｇで実質的に塩基性基は検出できなかった。アルブミン透過率は６４％であった。中空糸膜表面の赤外分光解析で、カルボキシル基の存在のみを確認した。

比較例２

比較例１の膜に水溶性カルボジイミドを用いて水溶液系で１０ml、１０００pg/mlの濃度で抗ヒトＩＬ−６膜を浸漬し、膜表面のアミノ基およびカルボキシル基と結合させた。ウサギ全血２５ml中にヒトＩＬ-６を５００pg/mlの濃度で溶かし、ペリスタポンプにより図１の基本システムに倣って回路を形成し、膜面積（内表面換算）１ｍ²当たり100ml/minの流速で中空糸内腔側へ２０min灌流した。灌流後のウサギ血液中のヒトインターロイキンＩＬ−６の濃度を測定したところ、３８５pg/mlとなった。実質吸着できなかった。

図１は本発明の血液浄化システム一態様の概略図である。

符号の説明

１：血漿分離膜（吸着基付与）
２：血漿ポンプ（100ml/min-120ml/min変動）
３：血漿ポンプ（20ml/min）
４：血漿ポンプ（20ml/min）
５：被検体（ヒト、動物）
６：分岐弁
７：血漿導出口１
８：血漿導出口２
９：血液導入口
１０：血漿導出口
１１：分岐弁

Claims

透水性が7500ml/hr・kPa・m²以上、アルブミン透過率が10%以上であり、かつカルボキシル基およびスルホン酸基から選ばれる１種以上の酸性官能基と、１級、２級、３級、４級アミンおよびイミンから選ばれる１種以上の塩基性官能基とを、担持した中空糸膜からなり、前記酸性基の密度および前記塩基性基の密度がともに１０μmol/ｇ以上である血漿分離用の膜。
前記酸性官能基または前記塩基性官能基を介して前記膜の素材と異なる分子を結合したことを特徴とする請求項１に記載の血漿分離用の膜。
ポリスルホン系樹脂およびポリビニルピロリドンを含むことを特徴とする請求項１または２に記載の血漿分離用の膜。
前記膜の素材と異なる高分子を放射線架橋により結合したことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の血漿分離用の膜。
前記高分子が、ポリエチレンイミン、ポリエチレングリコール、アルギン酸、キトサン、ポリリン酸およびヒアルロン酸からなる群より選ばれる一種以上であることを特徴とする請求項４に記載の血漿分離用の膜。
血液中の不要物と結合する物質および／または免疫賦活作用を誘導できる物質を前記膜に担持したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の血漿分離用の膜。
請求項１〜６のいずれかに記載の膜を組み込んだモジュール。
請求項７記載の血漿分離用の膜を組み込んだモジュールを用いた、血液浄化システム。
血漿分離を行った血漿を再循環し再度血液と合流しモジュールへ導入する機構を有することを特徴とする請求項８に記載の血液浄化システム。
血漿を再循環し再度血液と合流した時、モジュールへ導入する血液量を初期設定の血液量と循環血漿量の合計量に変更する機構を有することを特徴とする請求項８または９に記載の血液浄化システム。