JP5413317B2 - 中空糸微多孔膜及びそれを組み込んでなる膜型人工肺 - Google Patents
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Description
本発明に用いる膜は、膜内部に微細な細孔(空隙)を有し、かつ膜の表裏が実質上細孔によって連通している連通孔を有する微多孔膜である。
算出は下の式に基づいて行った。
J:ガス流量、ΔP:圧力差、L:膜厚
K0:クヌーセン透過係数、B0:幾何学的ファクター
η:ガス粘度、ΔP1:平均圧力=(P1+P2)/2
・・・(3)
r:平均連通孔径、M:ガス分子量
L:膜厚、V:エタノールフラックス、η:エタノール粘度、r:平均連通孔 径、ΔP:膜壁内外圧力差
また、微多孔膜の連通孔径はある程度の分布をもって存在する。
4−メチル−1−ペンテン系ポリマ−(商品名:TPX、三井化学製)を中空糸内部にガス強制供給可能な構造を持つ2重円管ノズルを用い、溶融樹脂温度280℃で、中空状に溶融ストランドを押し出し、紡糸筒周囲より微風を吹きつけ冷却固化させつつ紡糸ドラフト約750でスプールに巻き取った。
(実施例2)
熱固定の雰囲気温度を215℃とし、熱固定時の弛緩倍率をわずかに上げた以外実施例1と同等の方法で外径236μm、肉厚33μmの微多孔膜からなる中空糸を調製した。
(比較例1)
2重円管紡糸ノズルを使用し、235℃で溶融したメルトフローレート6g/分のポリプロピレン樹脂を、該ノズルより内側に窒素を流しつつ中空ストランド状に押し出し、紡糸塔周囲より微風を吹かせ冷却固化しつつ紡糸ドラフト770でスプールの巻き取った。次いでスプールに巻き取った該中空ストランドを約130℃の雰囲気中で約2時間の熱処理を行った。次いで該ストランドを延伸倍率2倍でローラ間延伸を行い、連続して約130℃の雰囲気中でわずかに弛緩しながら約1秒間熱固定を行い外径236μm、肉厚30μmの微多孔膜からなる中空糸を調製した。
(比較例2)
ポリ4−メチル−1−ペンテンポリマ−を、2重円管紡糸ノズルを用い、紡糸温度285℃で中空ストランド状に押し出し、ノズル直下に紡糸塔周辺より均一に微風を流し、該溶融ストランドを固化させつつ紡糸ドラフト780で引き取り、連続して約230℃の空気雰囲気中で約3秒を熱処理を行った後連続して約1.8のローラー間延伸を行い、連続して連続して195℃の雰囲気中で収縮力に拮抗する張力を負荷しながら約1秒間熱固定を行い、外径230μm、肉厚32μmの、外表面にやや緻密な薄膜層を有する微多孔膜からなる中空糸を調製した。
(比較例3)
ポリ4−メチル−1−ペンテンポリマ−を約60℃に加温したシクロヘキサンに約16[wt%]で溶解した。次いで該溶解液に対し約3[wt%]のエタノールを添加し、孔径5μmのステンレスフィルターで濾過、脱法を行い中空糸微多孔膜調製用ドープを得た。約50℃に加温した該ドープ中空糸内管液としてエタノールを用い、中空ノズルより約30cmの空気中を通過させエタノールで満たした凝固浴に導き固化させスプールに巻き取った。約24時間メタノール中に浸漬した後、80℃に調整した熱風乾燥炉中で約24時間乾燥及び熱処理を行った。得られた中空糸膜は外表面にやや緻密な層を有しており、外径320μm、肉厚55μmの微多孔膜からなる中空糸を調製した。
膜の酸素フラックス、平均連通孔半径、エタノールフラックス、開孔率を調べた。その結果を表1に示す。
FOR THE ADVANCEMENT OF MEDICAL INSTRUMENTATION)の方法に準じ牛血により行った。ACDにより抗凝固処理を行った新鮮牛血を酸素飽和度65%、ヘモグロビン(Hb)12g/dl、過剰塩基(BE)0mEq/l、溶存二酸化炭素分圧45mmHg、温度37℃に調整し、図1中1より牛血を流し入れると同時に図1の3より酸素ガスをV/Q=1(酸素流量/血液流量)としガス交換性能を測定した。結果を表2に示した。
2:血液流入/流出口
3:ガス流入/流出口
4:ガス流入/流出口
5:中空糸膜シート積層体
6:中空糸膜シート
7:中空糸膜シート縦糸
Claims (3)
- 酸素ガスフラックスが10×10−5〜500×10−5[cm3(STP)/cm2/sec/cmHg]であり、0.5kgf/cm2の差圧を負荷した時のエタノールフラックスが2〜80[ml/min/m2]であり、内部に微細な細孔を有し、かつ表裏が実質上細孔によって連通している連通孔を有する人工肺用中空糸微孔膜であり、該連通孔の平均孔半径が0.008〜0.07μmであり、開孔率が0.02〜2%であるポリ(4−メチルペンテン−1)系ポリマーからなる人工肺用中空糸微多孔膜。
- 人工肺用中空糸微多孔膜が溶融紡糸法により製造された膜であることを特徴とする請求項1に記載の人工肺用中空糸微多孔膜。
- 請求項1又は2に記載の人工肺用中空糸微多孔膜を組み込んでなる膜型人工肺。
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