JPH02215470A - 血液処理用高分子膜及びそれを用いた血液処理方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、医療分野において腎不全患者の治療に用いる
血液透析膜、血液ろ過膜、血漿分離膜、血漿成分分離膜
などとして有用な血液処理用高分子膜及びそれを用いた
血液処理方法に関する。

〔従来の技術〕

血液処理は、その原理から透析とろ過に分けられる。ま
ず透析は、半透膜を隔てて血液と透析液を接触させ、濃
度差を利用して血液中の低分子量物質を系外に除去する
ものである。一方、ろ過は、特定サイズのポアを有する
膜を用いて、分子サイズの差から篩い分けを行なうもの
である。これは、ポアのサイズにより、低分子量タンパ
ク質と高分子量タンパク質の分離、高分子量タンパク質
問の分離、血液からの血漿成分の分離等、種々のものに
用いられている。

そして、これらの膜は、小型、軽量、高効率の点で優れ
る中空糸状とし、束ねてモジュール化して用いられるの
が一般的である。また、これらの膜素材としては、セル
ロース、ポリビニルアルコール、エチレンビニルアルコ
ール共重合体、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボ
ネート、ポリスルホン等、その強度上の要請から比較的
伸縮性の劣しい高分子材料が用いられている（川崎順二
部等編、高度膜分離技術ハンドブック、６７〜７３頁、
昭和６２年７月発行）〔発明が解決しようとする課題〕 従来の血液処理では、透析にしてもろ過にしても、基本
的には、ポアによる分子の篩い分けを行なうため、ポア
サイズより大きい未透過分子の膜面への付着は避けられ
ず、これが繰り返されるとポアの閉塞を引き起こし、処
理能力の著しい低下をもたらす。従って、血液処理に長
時間を必要とし、また再使用も不可能であった。

従って、本発明の目的は、上記のような従来の高分子膜
の欠点を解消し、加圧という簡単な操作で処理量低下の
原因となる高分子量付着物を膜面から容易に除去でき、
従って全体として血液処理時間の短縮を可能とし、さら
に膜の再使用を可能とした血液処理用高分子膜及び血液
処理方法を提供することにある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明は、上記目的を達成するため、膜材質として、ゴ
ム様の伸縮が可能であり、かつ高引張強度を有する高分
子を用いる。

すなわち、本発明によれば、ポリウレタン、ウレタン系
ポリマー等のゴム状ポリマーから製膜してなる優れた伸
縮性と高引張強度を有する血液処理用高分子膜が提供さ
れる。

さらに本発明によれば、ポリウレタン、ウレタン系ポリ
マー等のゴム状ポリマーから製膜してなる高分子膜で血
液処理を行ない、処理量が所定値まで低下した時点で流
路をバイパスに切り換え、上記高分子膜に加圧下に血液
を循環させて加圧による剪断力の作用又は加圧による膜
内のポアの拡大により高分子量付着物を除去し、この操
作を一定時間行なった後、流路を再び元に戻し、再び血
液処理を行なうことを特徴とする血液処理方法が提供さ
れる。

ここにおいて、好ましくは高分子膜は中空糸状に製膜さ
れ、モジュールに組み込まれて用いられる。

〔発明の作用及び態様〕

前記したように、従来の膜はセルロース、ポリビニルア
ルコール、ポリカーボネート、ポリスルホンなどの比較
的伸縮性の劣しい高分子よりなるため、ポアサイズの変
動は小さく、特定成分の分離には適しているが、これが
逆に高分子量物質が付着した場合の除去を困難にしてい
た。

そこで、本発明では、膜材質として、ゴム様の伸縮が可
能であり、かつ高引張強度を有する高分子、例えばポリ
ウレタンもしくはウレタン系ゴムを用いる。この高分子
材料を用いることにより、血液処理の初期においては従
来の膜と同等の性能を有するが、−旦高分子量物質が膜
面に付着し、ポアが閉塞されて処理量が低下した場合で
も、流路をバイパスに切り換え、この部分のみ加圧する
ことにより、膜面に付着した高分子量物質を剪断力によ
り除去するか、あるいは拡大したポアを透過させて除去
することが可能である。そして、高分子物質の除去後は
、流路及び圧力を元に戻し、初期とほぼ同等の性能で処
理することが可能である。このように、血液処理の途中
の段階で膜の再生が短時間で行なえるため、従来のよう
な処理能力の低下による長時間化が防げると共に、この
再生によって再使用が可能となる。

膜の材質としては、優れた伸縮性と高引張強度を有する
ものであれば特に限定されないが、一般的にはポリウレ
タン単体又はウレタン系ポリマーを用いる。これらは市
販品でもよいし、独自に合成してもよい。合成する場合
は、各種のグリコール類やジアミン類とトリレンジイソ
シアネート、ジフェニルメチレンジイソシアネ−ト、ヘ
キサメチレンジイソシアネート、ナフタレンジイソシア
ネート等のジイソシアネート類を重付加反応させて得る
。原料モノマーは特に限定されず、必要とする伸縮性、
引張強度に応じて各種のもの及び組成が可能である。

次に、ここで得られたポリマーを、Ｎ−メチルピロリド
ン、ビニルピロリドン、ジメチルスルホキシド、ジメチ
ルホルムアミド、ジメチルアセトアミド等の非プロトン
性溶媒に溶解してドープ液を得る。このドープ液を、公
知の中空糸紡糸方法により紡糸する。すなわち、二重円
管ノズルを用い、内側から芯液を、外側からドープ液を
それぞれ一定の速度でプランジャーで鉛直下方に押し出
し、これを凝固槽に一定時間浸漬してドープ液を凝固さ
せた後、ドラムに巻き取る。この糸に洗浄・熱処理を施
し、所定の中空糸を得る。実験結果より、 （イ）モノマーであるグリコールの鎖長が長い程、中空
糸の伸びは増加するが、引張強度は低下すること、 （ロ）モノマーとして鎖長の短いジアミンや芳香族ジア
ミンを用いる。と引張強度が向上すること、 （ハ）シリコン系グリコールやシリコン系アミンでも鎖
長が長くなるにつれて伸びが増加すること、 が判明した。

この伸縮性を有する中空糸を、そのポアのサイズに応じ
て血液透析用又は血液ろ適用としてモジュールに組み込
む。

このモジュールを用いて実際に血液処理を行なうと、処
理が進むにつれて処理量が徐々に低下し始める。そこで
、所定の値まで低下した時点で流、路をバイパスに切り
換え、溶血が起こらない範囲で加圧しながら血液を循環
させる。この操作によって、膨張した中空糸の内壁面に
は強い剪断力が作用して高分子量付着物を除去する。ま
た、同時に、中空糸内壁面のポアサイズも拡大するため
、このポアを通しても高分子量付着物は除去される。こ
のように、優れた伸縮性、高引張強度を有するポリマー
を用いることにより、加圧という簡単な操作で高分子量
付着物の除去が可能である。次に、この操作を一定時間
行なった後、流路を再び元に戻し、再び血液処理を行な
うと、処理量はほぼ初期と同等の値まで回復している。

このように、本発明の優れた伸縮性、高引張強度を有す
るポリマーから製膜した中空糸を用いたモジュールで血
液処理を行なうことにより、性能低下の回復が容易にで
きるため、血液処理時間の短縮、膜モジュールの再使用
が可能となる。

〔実　施　例〕

以下、実施例を示して本発明について具体的に説明する
が、本発明が下記実施例に限定されるものでないことは
もとよりである。

実施例１〜３ 一高分子膜中空糸の作製 ジフェニルメチレンジイソシアネート（ＭＤＩ）と各種
ポリオール（ポリエチレングリコール又は両末端アミノ
変成シリコーン油又は両末端水酸基変成シリコーン油）
を各々組み合わせて、それぞれ８：２のモル比で反応さ
せ、ポリマーの合成を行ない、これを用いてそれぞれ中
空糸を作製した。なお、ポリマーの合成条件は、反応温
度はいずれも６０℃、反応時間はアミノ変成シリコーン
油の場合のみ５時間、他は１２時間（触媒ニジブチルチ
ンラウレート）、溶剤はテトラヒドロフランである。中
空糸作製条件は、ドープ溶剤がＮ−メチルピロリドン、
凝固液は芯液、外液共に常温の水、その他通常の方法で
２重円管ノズルを用いて紡糸した。ここで得られた中空
糸（内径０．６ｍ＋ｓ）は、いずれも３００％以上の最
大伸びを示し、応力を除去すると元の長さに戻った。

比較例 市販のポリスルホンを上記と同じ条件で紡糸した。得ら
れた中空糸は、伸びは高々２０％であり、この場合、応
力を除去しても元の長さには戻らなかった。

処理例 上記実施例１〜３及び比較例で得られた各中空糸で各々
２５０ｍｍＸ１５ｍｍφのミニモジュールを作製した。

ミニモジュール中の中空糸の内壁表面積は各々２００Ｃ
−であった。各々のモジュールに兎の血液を４　ｃｅ／
分、送付圧力１００關１１ｇで６０分間チャージを続け
た。その後、送付圧力を５００＋ａｍｔ１ｇに１分間昇
圧した（血液流量は４　ｃｃ／分）。その後、モジュー
ルを流路からはずし、生理食塩水１０００ｃｃで洗浄し
た。

これらのモジュールを２４時間室温で風乾した後、中空
糸内壁面に付着した固形物重量を測定した。

その結果を下表に示す。

上記結果から、伸縮性の大きい中空糸の場合、固形物付
着量の少ないことがわかる。これは、中空糸内部を昇圧
することにより、膜表面に剪断力が作用し、同時にポア
が拡大し、これらにより固形物が外部に除去されたため
と考えられる。

〔発明の効果〕

以上のように、本発明の血液処理用高分子膜は、優れた
伸縮性と高引張強度を有するポリウレタン、ウレタン系
ポリマー等のゴム状ポリマーから製膜してなるものであ
るため、このような高分子膜の中空糸をモジュールに組
み込んで血液処理を行なう場合、処理中に高分子量物質
の膜面への付着により処理量が低下しても、加圧という
簡単な操作により容易に高分子量付着物を除去でき、従
って、全体の処理時間を短縮でき、しかも高分子膜の再
使用が可能となる。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ポリウレタン、ウレタン系ポリマー等のゴム状ポ
   リマーから製膜してなる優れた伸縮性と高引張強度を有
   する血液処理用高分子膜。
2. （２）高分子膜の形状が中空糸である請求項１記載の血
   液処理用高分子膜。
3. （３）ポリウレタン、ウレタン系ポリマー等のゴム状ポ
   リマーから製膜してなる高分子膜で血液処理を行ない、
   処理量が所定値まで低下した時点で流路をバイパスに切
   り換え、上記高分子膜に加圧下に血液を循環させて加圧
   による剪断力の作用又は加圧による膜内のポアの拡大に
   より高分子量付着物を除去し、この操作を一定時間行な
   った後、流路を再び元に戻し、再び血液処理を行なうこ
   とを特徴とする血液処理方法。
4. （４）高分子膜が中空糸であり、これを束ねてモジュー
   ルとしたものである請求項３記載の血液処理方法。