JPH05220218A - 抗血栓性再生セルロース系膜及びその製造方法 - Google Patents
抗血栓性再生セルロース系膜及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【構成】 再生セルロース系膜の少なくとも血液と
接触する膜面に、ホスホリルコリン基を有する糖質誘導
体またはその官能性誘導体が固定されている、抗血栓性
再生セルロース系膜。 ホスホリルコリン基を有する
糖質誘導体またはその官能性誘導体を含む溶液を再生セ
ルロース系膜に付与した後、過剰の溶液を除去し、次い
で上記誘導体を再生セルロース系膜に固定する、抗血栓
性再生セルロース系膜の製造方法。 【効果】 この再生セルロース系膜は、抗血栓性が改善
されている。
接触する膜面に、ホスホリルコリン基を有する糖質誘導
体またはその官能性誘導体が固定されている、抗血栓性
再生セルロース系膜。 ホスホリルコリン基を有する
糖質誘導体またはその官能性誘導体を含む溶液を再生セ
ルロース系膜に付与した後、過剰の溶液を除去し、次い
で上記誘導体を再生セルロース系膜に固定する、抗血栓
性再生セルロース系膜の製造方法。 【効果】 この再生セルロース系膜は、抗血栓性が改善
されている。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、人工腎臓に用いられる
抗血栓性が改善された再生セルロース系膜及びその製造
方法に関する。
抗血栓性が改善された再生セルロース系膜及びその製造
方法に関する。
【0002】
【従来の技術】現在慢性腎不全患者の延命法として血液
透析、血液ろ過などの血液浄化法が用いられており、我
が国における血液浄化法適用患者は10万人を超える。
血液浄化の原理は、血液と透析液とを膜を介して接触さ
せ、血液中の老廃物や代謝産物を透析液中に拡散除去
し、さらに余剰の水分を圧力差を利用して取り除くこと
による。
透析、血液ろ過などの血液浄化法が用いられており、我
が国における血液浄化法適用患者は10万人を超える。
血液浄化の原理は、血液と透析液とを膜を介して接触さ
せ、血液中の老廃物や代謝産物を透析液中に拡散除去
し、さらに余剰の水分を圧力差を利用して取り除くこと
による。
【0003】周知のように、特に人工透析療法におい
て、再生セルロース膜、とりわけ銅アンモニウム法再生
セルロース膜は、広く用いられ、透析装置や透析技術の
進歩と共に、腎不全患者の延命、社会復帰に大きな役割
を果たしている。これは、再生セルロース膜が優れた透
析性能や機械的強度を有すると共に、長年の実績に裏づ
けられた高い安全性を有しているからに他ならない。
て、再生セルロース膜、とりわけ銅アンモニウム法再生
セルロース膜は、広く用いられ、透析装置や透析技術の
進歩と共に、腎不全患者の延命、社会復帰に大きな役割
を果たしている。これは、再生セルロース膜が優れた透
析性能や機械的強度を有すると共に、長年の実績に裏づ
けられた高い安全性を有しているからに他ならない。
【0004】しかしながら、透析療法の進歩にもかかわ
らず、透析に伴う種々の問題がまだ未解決で残されてい
る。その1つに、抗凝固剤の長期大量投与のために生じ
ると考えられる種々の副作用の問題がある。従来、人工
透析を行なう場合には、人工透析器内での血液凝固反応
を抑制するためにヘパリンに代表される抗血液凝固剤の
連続投与が行なわれてきた。しかしながら、人工透析器
の溶質除去性能が改良され、20年に及ぼうとする長期
延命が可能になってきた現在、ヘパリンを使用すること
による問題が次々と指摘されてきている。特に、ヘパリ
ンの長期間投与による脂質代謝異常などの肝臓障害、出
血時間の延長或いはアレルギー反応は、患者に対する副
作用として認められている。
らず、透析に伴う種々の問題がまだ未解決で残されてい
る。その1つに、抗凝固剤の長期大量投与のために生じ
ると考えられる種々の副作用の問題がある。従来、人工
透析を行なう場合には、人工透析器内での血液凝固反応
を抑制するためにヘパリンに代表される抗血液凝固剤の
連続投与が行なわれてきた。しかしながら、人工透析器
の溶質除去性能が改良され、20年に及ぼうとする長期
延命が可能になってきた現在、ヘパリンを使用すること
による問題が次々と指摘されてきている。特に、ヘパリ
ンの長期間投与による脂質代謝異常などの肝臓障害、出
血時間の延長或いはアレルギー反応は、患者に対する副
作用として認められている。
【0005】このような観点から、人工透析療法の際に
抗凝固剤の使用量を低減させるか或いは全く使用しなく
ても血液凝固を引き起こさない人工透析器の開発が急務
であった。さらに、抗血栓性の人工透析器は、装置全体
のポータブル化も可能にし、在宅医療に大きな進展が期
待できるために、一週間に2〜3日間、5時間程度病院
に拘束されている患者の社会復帰を促すことになる。合
成高分子からなる膜の中に、抗血栓性が優れていると提
案されているものもあるが、合成高分子からなる膜で
は、機械的強度が弱くピンホールが発生し易いこと、耐
熱性が十分でないため滅菌法が限定されること、及び性
能のバランス、即ち透水量と物質透過のバランスが悪
く、その使用方法が限定されるといった欠点がある。
抗凝固剤の使用量を低減させるか或いは全く使用しなく
ても血液凝固を引き起こさない人工透析器の開発が急務
であった。さらに、抗血栓性の人工透析器は、装置全体
のポータブル化も可能にし、在宅医療に大きな進展が期
待できるために、一週間に2〜3日間、5時間程度病院
に拘束されている患者の社会復帰を促すことになる。合
成高分子からなる膜の中に、抗血栓性が優れていると提
案されているものもあるが、合成高分子からなる膜で
は、機械的強度が弱くピンホールが発生し易いこと、耐
熱性が十分でないため滅菌法が限定されること、及び性
能のバランス、即ち透水量と物質透過のバランスが悪
く、その使用方法が限定されるといった欠点がある。
【0006】一方、再生セルロース膜の他の優れた性能
を損なわず、抗血栓性を改善する方法が提案されてい
る。例えば、膜表面をヘパリン化することにより抗血栓
性を付与する方法が特開昭51−194号公報で提案さ
れているが、十分な効果が得られず、又コストも割高に
なるため実用化されていない。これまで再生セルロース
膜を改善する試みは、主に再生セルロース膜で血液透析
を行なった場合の一過性の白血球減少や、補体活性化の
抑制に注目して行なわれており、第3級アミノ基を有す
る高分子を表面に固定したり、ポリエチレンオキシド鎖
のような親水性高分子鎖を表面に共有結合したりする方
法なども報告されているが、血液凝固の抑制については
不十分であった。
を損なわず、抗血栓性を改善する方法が提案されてい
る。例えば、膜表面をヘパリン化することにより抗血栓
性を付与する方法が特開昭51−194号公報で提案さ
れているが、十分な効果が得られず、又コストも割高に
なるため実用化されていない。これまで再生セルロース
膜を改善する試みは、主に再生セルロース膜で血液透析
を行なった場合の一過性の白血球減少や、補体活性化の
抑制に注目して行なわれており、第3級アミノ基を有す
る高分子を表面に固定したり、ポリエチレンオキシド鎖
のような親水性高分子鎖を表面に共有結合したりする方
法なども報告されているが、血液凝固の抑制については
不十分であった。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、抗血栓性を改善させた再生セルロース系膜を提供す
ることにある。ところで、抗血栓性材料を得るために、
リン脂質極性基を用いる試みもあり、例えば、特開昭5
4−63025号公報には、2ーメタクリロイルオキシ
エチルホスホリルコリン(MPC)が提案されている。
は、抗血栓性を改善させた再生セルロース系膜を提供す
ることにある。ところで、抗血栓性材料を得るために、
リン脂質極性基を用いる試みもあり、例えば、特開昭5
4−63025号公報には、2ーメタクリロイルオキシ
エチルホスホリルコリン(MPC)が提案されている。
【0008】リン脂質極性基であるホスホリルコリン基
を有する高分子が血液凝固を有効に抑制するのは、この
高分子表面が生体膜に類似しており、表面に血漿タンパ
ク質が吸着されず、血小板の粘着、活性化などが誘起さ
れないためであると考えられている〔生体材料、8,2
31−237(1990),J.Biomed.Mat
er.Res.,25,1397−1407(199
1)〕。特開平3−39309号公報に開示されている
ように、重合可能なこの単量体とメタクリル酸エステル
やスチレンとの共重合体の抗血栓性は極めて優れてお
り、再生セルロース系膜にこの共重合体を固定する方法
も考えられる。
を有する高分子が血液凝固を有効に抑制するのは、この
高分子表面が生体膜に類似しており、表面に血漿タンパ
ク質が吸着されず、血小板の粘着、活性化などが誘起さ
れないためであると考えられている〔生体材料、8,2
31−237(1990),J.Biomed.Mat
er.Res.,25,1397−1407(199
1)〕。特開平3−39309号公報に開示されている
ように、重合可能なこの単量体とメタクリル酸エステル
やスチレンとの共重合体の抗血栓性は極めて優れてお
り、再生セルロース系膜にこの共重合体を固定する方法
も考えられる。
【0009】固定方法の1つとしてコーティング法があ
るが、再生セルロース系膜のように親水的な基材に対し
て表面処理のために異なる高分子をコーティングするこ
とは、処理高分子の脱落、溶出を招くなど問題が多い。
一方、基材に対して高分子鎖を反応させたり、グラフト
させたりする方法は脱落、溶出を抑えるという観点から
は有効で、公知の技術として、例えばMPCをセルロー
ス膜にグラフト重合させる技術(BIO INDUST
RY,8(6),412−420(1991))があ
る。
るが、再生セルロース系膜のように親水的な基材に対し
て表面処理のために異なる高分子をコーティングするこ
とは、処理高分子の脱落、溶出を招くなど問題が多い。
一方、基材に対して高分子鎖を反応させたり、グラフト
させたりする方法は脱落、溶出を抑えるという観点から
は有効で、公知の技術として、例えばMPCをセルロー
ス膜にグラフト重合させる技術(BIO INDUST
RY,8(6),412−420(1991))があ
る。
【0010】しかし、この方法は重合時にセルロース膜
を無酸素雰囲気下に置かなければならないことや、重合
開始剤として用いるセリウムイオンをセルロース膜から
除去しなければならないことのため、反応操作が非常に
煩雑になる。又、MPCには拡散性があり、ポアの内部
まで入りこんで膜全体に反応が起こるため、膜の透過性
能が低下したり、セリウムイオンにより膜が損傷を受
け、機械的強度が低下したり、反応が不均一に進行し
て、血小板の粘着抑制にばらつきが生じたりする問題が
残される。
を無酸素雰囲気下に置かなければならないことや、重合
開始剤として用いるセリウムイオンをセルロース膜から
除去しなければならないことのため、反応操作が非常に
煩雑になる。又、MPCには拡散性があり、ポアの内部
まで入りこんで膜全体に反応が起こるため、膜の透過性
能が低下したり、セリウムイオンにより膜が損傷を受
け、機械的強度が低下したり、反応が不均一に進行し
て、血小板の粘着抑制にばらつきが生じたりする問題が
残される。
【0011】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、生体安全
性、生体親和性、経済性、化学反応性などを考慮し、抗
血栓性とセルロースに対する親和性の双方を合わせ持つ
新規な高分子について種々検討を重ねた結果、本発明の
完成に至った。即ち、本発明は;
性、生体親和性、経済性、化学反応性などを考慮し、抗
血栓性とセルロースに対する親和性の双方を合わせ持つ
新規な高分子について種々検討を重ねた結果、本発明の
完成に至った。即ち、本発明は;
【0012】 再生セルロース系膜の少なくとも血液
と接触する膜面に、ホスホリルコリン基を有する糖質誘
導体またはその官能性誘導体が固定されていることを特
徴とする、抗血栓性再生セルロース系膜が提供される。
また、 ホスホリルコリン基を有する糖質誘導体またはその
官能性誘導体を含む溶液を再生セルロース系膜に付与し
た後、過剰の溶液を除去し、次いで上記誘導体を再生セ
ルロース系膜に固定することを特徴とする、抗血栓性再
生セルロース系膜の製造方法が提供される。
と接触する膜面に、ホスホリルコリン基を有する糖質誘
導体またはその官能性誘導体が固定されていることを特
徴とする、抗血栓性再生セルロース系膜が提供される。
また、 ホスホリルコリン基を有する糖質誘導体またはその
官能性誘導体を含む溶液を再生セルロース系膜に付与し
た後、過剰の溶液を除去し、次いで上記誘導体を再生セ
ルロース系膜に固定することを特徴とする、抗血栓性再
生セルロース系膜の製造方法が提供される。
【0013】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用する再生セルロースとは、天然セルロースを一旦化
学的或いは物理的に変化させた後再生したものであっ
て、例えば、銅アンモニウム法セルロース、ビスコース
レーヨン、セルロースエステルをけん化したもの等が含
まれるが、透析性能及び長年の実績に裏付けられた高い
安全性等から銅アンモニウム法再生セルロースが好んで
用いられる。
使用する再生セルロースとは、天然セルロースを一旦化
学的或いは物理的に変化させた後再生したものであっ
て、例えば、銅アンモニウム法セルロース、ビスコース
レーヨン、セルロースエステルをけん化したもの等が含
まれるが、透析性能及び長年の実績に裏付けられた高い
安全性等から銅アンモニウム法再生セルロースが好んで
用いられる。
【0014】再生セルロースの形状は、平膜または中空
糸膜等何れの形状に成型されたものも用いることができ
るが、中空糸膜が好ましい。例えば、特開昭50−40
168号公報及び特開昭59−204912号公報に開
示されているような、膜厚が数μm〜60μmであり、
外径が10μm〜数百μmの横断面を有する中空糸膜等
が用いられる。
糸膜等何れの形状に成型されたものも用いることができ
るが、中空糸膜が好ましい。例えば、特開昭50−40
168号公報及び特開昭59−204912号公報に開
示されているような、膜厚が数μm〜60μmであり、
外径が10μm〜数百μmの横断面を有する中空糸膜等
が用いられる。
【0015】ホスホリルコリン基を有する糖質誘導体ま
たはその官能性誘導体は、糖質またはその官能性誘導体
に、ホスホリルコリン基を直接或いはいくつかの結合を
介して結合させたものが用いられる。糖質またはその官
能性誘導体としては、天然物でも、一旦化学的にあるい
は物理的に変化させた後再生したものでも、合成物でも
良い。
たはその官能性誘導体は、糖質またはその官能性誘導体
に、ホスホリルコリン基を直接或いはいくつかの結合を
介して結合させたものが用いられる。糖質またはその官
能性誘導体としては、天然物でも、一旦化学的にあるい
は物理的に変化させた後再生したものでも、合成物でも
良い。
【0016】例えば、グルコース、キシロース、フルク
トース、キシルロース等の単糖類;トレハロース、サッ
カロース、マルトース、セロビオース、ラクトース等の
二糖類;ラフィノース、マルトトリオース等の三糖類;
キシラン、アミロース、グリコーゲン、レンチナン、セ
ルロース、デキストラン、プルラン、アガロース、マン
ナン、イヌリン、キチン、ポリガラクツロン酸、ポリリ
ボースリン酸等のホモ多糖類;コンドロイチン、ヒアル
ロン酸、ヘパリン、アラビアゴム、アルギン酸等のヘテ
ロ多糖類が用いられる。又、リポ多糖、糖タンパク質、
配糖体なども用いることができる。
トース、キシルロース等の単糖類;トレハロース、サッ
カロース、マルトース、セロビオース、ラクトース等の
二糖類;ラフィノース、マルトトリオース等の三糖類;
キシラン、アミロース、グリコーゲン、レンチナン、セ
ルロース、デキストラン、プルラン、アガロース、マン
ナン、イヌリン、キチン、ポリガラクツロン酸、ポリリ
ボースリン酸等のホモ多糖類;コンドロイチン、ヒアル
ロン酸、ヘパリン、アラビアゴム、アルギン酸等のヘテ
ロ多糖類が用いられる。又、リポ多糖、糖タンパク質、
配糖体なども用いることができる。
【0017】さらに、上記糖質の官能性誘導体として、
メチルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース
なども、もちろん用いることができる。再生セルロース
系膜との親和性の点から、セルロースが好んで用いら
れ、再生セルロース系膜に付与する際の溶媒として水を
用いる場合には、重合度3〜50のセルロースが好まし
く、さらに好ましくは、重合度5〜10のセルロースが
よい。
メチルセルロース、酢酸セルロース、ニトロセルロース
なども、もちろん用いることができる。再生セルロース
系膜との親和性の点から、セルロースが好んで用いら
れ、再生セルロース系膜に付与する際の溶媒として水を
用いる場合には、重合度3〜50のセルロースが好まし
く、さらに好ましくは、重合度5〜10のセルロースが
よい。
【0018】糖質またはその官能性誘導体へのホスホリ
ルコリン基の導入は、エーテル化反応等の公知の様々な
方法で行なうことができるが、例えば2ーメタクリロイ
ルオキシエチルホスホリルコリンのようなホスホリルコ
リン基を有する単量体を、水溶液系で糖質上にラジカル
を生成させるセリウムイオンや過酸化水素のような過酸
化物を開始剤とするグラフト重合反応で行なうことが好
ましい。
ルコリン基の導入は、エーテル化反応等の公知の様々な
方法で行なうことができるが、例えば2ーメタクリロイ
ルオキシエチルホスホリルコリンのようなホスホリルコ
リン基を有する単量体を、水溶液系で糖質上にラジカル
を生成させるセリウムイオンや過酸化水素のような過酸
化物を開始剤とするグラフト重合反応で行なうことが好
ましい。
【0019】ホスホリルコリン基を有する糖質誘導体ま
たはその官能性誘導体(以下この誘導体をポリマーとい
う)を再生セルロース膜に付与する際の溶媒(以下付与
溶媒という)は、ポリマーを均一に溶解せしめ、膜面へ
のポリマーの含浸又は塗布を容易にする溶媒であり、本
発明においては、下述のように基本的には、上記ポリマ
ーを溶解し得る溶媒であれば、すべて利用可能である。
たはその官能性誘導体(以下この誘導体をポリマーとい
う)を再生セルロース膜に付与する際の溶媒(以下付与
溶媒という)は、ポリマーを均一に溶解せしめ、膜面へ
のポリマーの含浸又は塗布を容易にする溶媒であり、本
発明においては、下述のように基本的には、上記ポリマ
ーを溶解し得る溶媒であれば、すべて利用可能である。
【0020】適当な溶媒は除去のし易さ、微量に残留し
た場合の安全性等を考慮して選択しなければならない。
本発明では、このような溶媒として、水、メタノール、
エタノール等の低級アルコール、アセトン及びジメチル
ホルムアミド並びにこれらと水との混合物が好ましい。
た場合の安全性等を考慮して選択しなければならない。
本発明では、このような溶媒として、水、メタノール、
エタノール等の低級アルコール、アセトン及びジメチル
ホルムアミド並びにこれらと水との混合物が好ましい。
【0021】これら付与溶媒に溶解せしめるポリマーは
低濃度で十分に効果を発揮する。高濃度の場合かえって
均一性が得難く性能のバラツキや使用時におけるポリマ
ーの脱落の原因となるため好ましくない。本発明では、
ポリマー濃度が0.005〜5重量/容量%(以下、W
/V%と記す)の範囲が好ましく、0.01〜1W/V
%の範囲がさらに好ましい。
低濃度で十分に効果を発揮する。高濃度の場合かえって
均一性が得難く性能のバラツキや使用時におけるポリマ
ーの脱落の原因となるため好ましくない。本発明では、
ポリマー濃度が0.005〜5重量/容量%(以下、W
/V%と記す)の範囲が好ましく、0.01〜1W/V
%の範囲がさらに好ましい。
【0022】このように低いポリマー濃度が採用できる
のは、本発明においてポリマーが低固定量で、透析性能
を阻害せずに良好な抗血栓性の改善効果を与えるためで
あり、例えば固定されたポリマー量が再生セルロース系
膜に対して数μg/cm2 の場合でさえ、十分に本発明
の目的を達成している。固定されたポリマー量は、一般
的にポリマー及びポリマーを固定した再生セルロース系
膜を各々過塩素酸で分解して無機リンの定量を行うこと
により求められる。本発明では、固定されたポリマー量
は1〜100μg/cm2の範囲であることが好まし
く、5〜50μg/cm2の範囲が特に好ましい。
のは、本発明においてポリマーが低固定量で、透析性能
を阻害せずに良好な抗血栓性の改善効果を与えるためで
あり、例えば固定されたポリマー量が再生セルロース系
膜に対して数μg/cm2 の場合でさえ、十分に本発明
の目的を達成している。固定されたポリマー量は、一般
的にポリマー及びポリマーを固定した再生セルロース系
膜を各々過塩素酸で分解して無機リンの定量を行うこと
により求められる。本発明では、固定されたポリマー量
は1〜100μg/cm2の範囲であることが好まし
く、5〜50μg/cm2の範囲が特に好ましい。
【0023】ここで、固定されたポリマーのホスホリル
コリン基のうちには、再生セルロース系膜の膜表面に突
出せず、膜内部にもぐり込んでいるものと考えられ、こ
れらは膜の抗血栓化への寄与が低いと考えられる。すな
わち、抗血栓性に関しては、再生セルロース系膜の膜表
面におけるホスホリルコリン基の量も重要である。
コリン基のうちには、再生セルロース系膜の膜表面に突
出せず、膜内部にもぐり込んでいるものと考えられ、こ
れらは膜の抗血栓化への寄与が低いと考えられる。すな
わち、抗血栓性に関しては、再生セルロース系膜の膜表
面におけるホスホリルコリン基の量も重要である。
【0024】例えば、ポリマーとしてMPCグラフトセ
ルロースを再生セルロース膜に固定した場合には、膜表
面をESCAで測定し、炭素とリンの原子数百分率を求
めれば、次式により、再生セルロース膜の膜表面におけ
る、ホスホリルコリン基のセルロースのグルコース単位
に対するモル分率〔R(モル%)〕が得られる。
ルロースを再生セルロース膜に固定した場合には、膜表
面をESCAで測定し、炭素とリンの原子数百分率を求
めれば、次式により、再生セルロース膜の膜表面におけ
る、ホスホリルコリン基のセルロースのグルコース単位
に対するモル分率〔R(モル%)〕が得られる。
【0025】
【数1】R=p/〔p+(c−11p)/6〕 c:炭素の原子数百分率(モル%) p:リンの原子数百分率(モル%) MPC=C11H22NO6 P グルコース単位=C6 H10O5 Rは、0.5〜50モル%の範囲であることが好まし
く、3〜40モル%の範囲であることが、特に好まし
い。
く、3〜40モル%の範囲であることが、特に好まし
い。
【0026】再生セルロース系膜へのポリマーの固定は
次のように行なうことができる。まず、ポリマーを付与
溶媒に溶解させ、得られるポリマー溶液を含浸、塗布そ
の他の方法でセルロース膜に付与する。ついで、遠心除
去、吸引等の方法によって過剰のポリマー溶液を膜面か
ら除去する。この液切り操作が適切に行なわれないと、
性能のバラツキや使用時におけるポリマー脱落を招く恐
れがある。液切りを行なった後、付与溶媒を除去するこ
とによりポリマーの固定を行なう。
次のように行なうことができる。まず、ポリマーを付与
溶媒に溶解させ、得られるポリマー溶液を含浸、塗布そ
の他の方法でセルロース膜に付与する。ついで、遠心除
去、吸引等の方法によって過剰のポリマー溶液を膜面か
ら除去する。この液切り操作が適切に行なわれないと、
性能のバラツキや使用時におけるポリマー脱落を招く恐
れがある。液切りを行なった後、付与溶媒を除去するこ
とによりポリマーの固定を行なう。
【0027】付与溶媒の除去は、溶媒が揮発性の場合は
真空乾燥、通風乾燥、加熱乾燥等の通常の方法によって
行なわれ、また、溶媒が比較的高沸点の場合は、必要に
応じてポリマーを含まない溶媒で洗浄した後、溶媒と相
溶性の良い揮発性有機溶媒で洗浄し上記と同様に乾燥の
方法によって行なわれる。又、溶媒が水に可溶な場合、
再生セルロース系膜を透析器に組み込んで水で洗浄する
方法も採用できる。
真空乾燥、通風乾燥、加熱乾燥等の通常の方法によって
行なわれ、また、溶媒が比較的高沸点の場合は、必要に
応じてポリマーを含まない溶媒で洗浄した後、溶媒と相
溶性の良い揮発性有機溶媒で洗浄し上記と同様に乾燥の
方法によって行なわれる。又、溶媒が水に可溶な場合、
再生セルロース系膜を透析器に組み込んで水で洗浄する
方法も採用できる。
【0028】なお、固定の均一性を高めるためには、膜
面へのポリマー溶液の付与、液切り、ポリマーの固定ま
での処理を繰り返しても良い。さらに、次に述べる熱処
理までを含めて繰り返しを行なっても良い。付与溶媒の
除去後、熱処理を行なうこともできる。熱処理は、ポリ
マーの脱落を防ぐとともに、より高い抗血栓性を得るた
めに有効である。熱処理は50〜150℃の温度範囲で
行なうことが好ましく、より好ましくは70〜130℃
の温度範囲で行なう。
面へのポリマー溶液の付与、液切り、ポリマーの固定ま
での処理を繰り返しても良い。さらに、次に述べる熱処
理までを含めて繰り返しを行なっても良い。付与溶媒の
除去後、熱処理を行なうこともできる。熱処理は、ポリ
マーの脱落を防ぐとともに、より高い抗血栓性を得るた
めに有効である。熱処理は50〜150℃の温度範囲で
行なうことが好ましく、より好ましくは70〜130℃
の温度範囲で行なう。
【0029】熱処理の方法として、乾燥加熱、蒸気加熱
のいずれも使用可能であり、高周波加熱、遠赤外加熱等
の方法も有効である。熱処理の時間は、得られる効果と
のかねあいで設定しなければならないが、通常は数十秒
以上数時間以下であり、好ましくは1分から1時間の範
囲である。蒸気滅菌を行う場合には、さらに上記の熱処
理を行なわなくても十分な効果の得られる場合もある。
固定は、使用時にポリマーが脱落しなければよく、ポリ
マーの1ヶ所以上がセルロース系膜に固定されていれば
良い。
のいずれも使用可能であり、高周波加熱、遠赤外加熱等
の方法も有効である。熱処理の時間は、得られる効果と
のかねあいで設定しなければならないが、通常は数十秒
以上数時間以下であり、好ましくは1分から1時間の範
囲である。蒸気滅菌を行う場合には、さらに上記の熱処
理を行なわなくても十分な効果の得られる場合もある。
固定は、使用時にポリマーが脱落しなければよく、ポリ
マーの1ヶ所以上がセルロース系膜に固定されていれば
良い。
【0030】以上の製造法は、血液と接触するポリマー
が固定されるべき膜面が中空糸膜等の内面であっても外
面であっても同様に適用できる。特に付与溶媒によって
再生セルロース系膜の形態変化がもたらされる場合に
は、透析器に組み込んだ状態で、上記の製造法を適用す
ることが好ましく、この際、付与溶媒の除去は、乾燥に
よらず、水による洗浄除去の方法を採用することは当然
なことである。
が固定されるべき膜面が中空糸膜等の内面であっても外
面であっても同様に適用できる。特に付与溶媒によって
再生セルロース系膜の形態変化がもたらされる場合に
は、透析器に組み込んだ状態で、上記の製造法を適用す
ることが好ましく、この際、付与溶媒の除去は、乾燥に
よらず、水による洗浄除去の方法を採用することは当然
なことである。
【0031】
【実施例】次に、実施例により本発明の内容をさらに詳
細に述べるが、これらは本発明の範囲を制限しない。な
お、以下の実施例中に記載されている測定項目は、各々
次の方法で測定したものである。 (1)グラフトされたMPC量 MPCグラフトセルロースの0.5重量%水溶液を80
0倍に水で希釈し、これを試験管に50μlとって乾燥
させた。これに市販の過塩素酸(70%)を260μl
加えて180℃にて20分間加熱した。冷却後、蒸留水
1.90ml、1.25重量%モリブデン酸アンモニウ
ム0.40mL、及び5重量%L−アスコルビン酸0.
40mlを加え、さらに100℃にて5分間加熱した。
青色に発色した溶液の吸光度(797nm)を測定し、
リン酸水素ナトリウムを用いた検量線により、リンを定
量した。この値から、グラフトされたMPC量を、MP
CのMPCグラフトセルロースに対する重量%単位で求
めた。
細に述べるが、これらは本発明の範囲を制限しない。な
お、以下の実施例中に記載されている測定項目は、各々
次の方法で測定したものである。 (1)グラフトされたMPC量 MPCグラフトセルロースの0.5重量%水溶液を80
0倍に水で希釈し、これを試験管に50μlとって乾燥
させた。これに市販の過塩素酸(70%)を260μl
加えて180℃にて20分間加熱した。冷却後、蒸留水
1.90ml、1.25重量%モリブデン酸アンモニウ
ム0.40mL、及び5重量%L−アスコルビン酸0.
40mlを加え、さらに100℃にて5分間加熱した。
青色に発色した溶液の吸光度(797nm)を測定し、
リン酸水素ナトリウムを用いた検量線により、リンを定
量した。この値から、グラフトされたMPC量を、MP
CのMPCグラフトセルロースに対する重量%単位で求
めた。
【0032】(2)固定されたポリマー量 MPCグラフトセルロース(ポリマー)を固定したセル
ロース膜1cm2 分を2mm程度にカットし試験管に入
れた。これについて(1)と同様にしてリンの定量を行
い、この値とポリマーにグラフトされたMPC量とか
ら、セルロース膜面積当たりのポリマーの重量(単位μ
g/cm2 )を求めた。
ロース膜1cm2 分を2mm程度にカットし試験管に入
れた。これについて(1)と同様にしてリンの定量を行
い、この値とポリマーにグラフトされたMPC量とか
ら、セルロース膜面積当たりのポリマーの重量(単位μ
g/cm2 )を求めた。
【0033】 (3)ホスホリルコリン基(PC)のモル分率 MPCグラフトセルロース(ポリマー)を固定したセル
ロース膜のよく乾燥させた膜表面をESCA〔ESCA
−750(島津社製)〕で測定し、炭素とリンの原子数
百分率を求め、次式により、再生セルロース膜の膜表面
における、ホスホリルコリン基のセルロースのグルコー
ス単位に対するモル分率〔R(モル%)〕を得た。
ロース膜のよく乾燥させた膜表面をESCA〔ESCA
−750(島津社製)〕で測定し、炭素とリンの原子数
百分率を求め、次式により、再生セルロース膜の膜表面
における、ホスホリルコリン基のセルロースのグルコー
ス単位に対するモル分率〔R(モル%)〕を得た。
【0034】
【数2】R=p/〔p+(c−11p)/6〕 c:炭素の原子数百分率(モル%) p:リンの原子数百分率(モル%) MPC=C11H22NO6 P グルコース単位=C6 H10O5
【0035】(実施例1)セルロース微粉末(Merk
社製、Cellulose nativefor TL
C)10gを無水酢酸38mlと氷酢酸38mLに分散
させ、これに濃硫酸4mlを加えた。混合物を50℃に
て1時間攪拌すると、透明の液体となった。これをアセ
トン中に滴下して再沈澱させ、濾過することにより低分
子化合物を除去した後、真空乾燥してアセチルセルロー
ス9.5gを得た。
社製、Cellulose nativefor TL
C)10gを無水酢酸38mlと氷酢酸38mLに分散
させ、これに濃硫酸4mlを加えた。混合物を50℃に
て1時間攪拌すると、透明の液体となった。これをアセ
トン中に滴下して再沈澱させ、濾過することにより低分
子化合物を除去した後、真空乾燥してアセチルセルロー
ス9.5gを得た。
【0036】このアセチルセルロース2.5gに1N炭
酸ナトリウム水溶液50mlと3N水酸化ナトリウム水
溶液100mlを加え、攪拌して脱アセチル化した。反
応液に塩酸を加えて中和し、その溶液を透析膜内に入
れ、水中で3日間透析して低分子物質を除去し、水溶性
セルロースを得た。溶液の1部を取り、加熱乾燥してセ
ルロースの重量濃度を決定し、水により希釈して、0.
5重量%の溶液とした。
酸ナトリウム水溶液50mlと3N水酸化ナトリウム水
溶液100mlを加え、攪拌して脱アセチル化した。反
応液に塩酸を加えて中和し、その溶液を透析膜内に入
れ、水中で3日間透析して低分子物質を除去し、水溶性
セルロースを得た。溶液の1部を取り、加熱乾燥してセ
ルロースの重量濃度を決定し、水により希釈して、0.
5重量%の溶液とした。
【0037】0.5重量%の水溶性セルロース水溶液1
0mlに硝酸セリウム(IV)アンモニウム0.6gお
よび0.1N硝酸10mlを加えた。さらに、2ーメタ
クリロイルホスホリルコリン(MPC)0.9gを加え
た溶液をアルゴンで10分間置換した。容器に密栓を
し、40℃にて1時間撹拌してグラフト重合を行った。
反応終了後、透析膜内に入れ、水に対して透析し、MP
Cグラフトセルロースを精製した。セルロースにグラフ
トされたMPC量は8.0重量%であった。
0mlに硝酸セリウム(IV)アンモニウム0.6gお
よび0.1N硝酸10mlを加えた。さらに、2ーメタ
クリロイルホスホリルコリン(MPC)0.9gを加え
た溶液をアルゴンで10分間置換した。容器に密栓を
し、40℃にて1時間撹拌してグラフト重合を行った。
反応終了後、透析膜内に入れ、水に対して透析し、MP
Cグラフトセルロースを精製した。セルロースにグラフ
トされたMPC量は8.0重量%であった。
【0038】(実施例2〜5)用いたMPCの量以外は
実施例1と同様に反応を行ない、MPCグラフトセルロ
ースを得た。結果を表1に示す。
実施例1と同様に反応を行ない、MPCグラフトセルロ
ースを得た。結果を表1に示す。
【表1】
【0039】(実施例6〜9)キュプラアンモニウム法
により製造された再生セルロース中空糸膜(内径200
μm)を100本組み込んだモジュール(有効長8c
m)の内側に0.5重量%MPCグラフトセルロース
(以下、ポリマーという)水溶液を流速5ml/分で通
過させた。内部にポリマー溶液を満たした状態で10分
間放置後、溶液を空気により押出し、そのまま直ちに室
温にて3時間真空乾燥した。固定されたポリマー量とP
Cのモル分率を表2に示す。
により製造された再生セルロース中空糸膜(内径200
μm)を100本組み込んだモジュール(有効長8c
m)の内側に0.5重量%MPCグラフトセルロース
(以下、ポリマーという)水溶液を流速5ml/分で通
過させた。内部にポリマー溶液を満たした状態で10分
間放置後、溶液を空気により押出し、そのまま直ちに室
温にて3時間真空乾燥した。固定されたポリマー量とP
Cのモル分率を表2に示す。
【0040】
【表2】
【0041】(実施例10〜12)ポリマー濃度を1.
0重量%とし、ポリマー水溶液の中空糸膜への通過速度
を10ml/分にした以外は、実施例6と同様に中空糸
膜へのポリマーの固定を行なった。その結果を表3に示
す。
0重量%とし、ポリマー水溶液の中空糸膜への通過速度
を10ml/分にした以外は、実施例6と同様に中空糸
膜へのポリマーの固定を行なった。その結果を表3に示
す。
【0042】
【表3】
【0043】(実施例13〜16)実施例6と同じ再生
セルロース中空糸膜モジュール(総膜面積50cm2 )
を用いて、家兎の頚動脈からクエン酸ナトリウム(0.
38%)を抗凝固剤として採取した新鮮血を流速0.5
ml/分で60分通過させた。その後、生理食塩水で中
空糸内部をリンスし、最後に1.25%のグルタルアル
デヒドを含む生理食塩水を満たして2時間放置した。内
部を純水で置換し凍結乾燥した。金蒸着の後、走査型電
子顕微鏡(SEM)で中空糸膜内面を観察し、粘着して
いる血小板数を計測した。その結果を表4に示した。
セルロース中空糸膜モジュール(総膜面積50cm2 )
を用いて、家兎の頚動脈からクエン酸ナトリウム(0.
38%)を抗凝固剤として採取した新鮮血を流速0.5
ml/分で60分通過させた。その後、生理食塩水で中
空糸内部をリンスし、最後に1.25%のグルタルアル
デヒドを含む生理食塩水を満たして2時間放置した。内
部を純水で置換し凍結乾燥した。金蒸着の後、走査型電
子顕微鏡(SEM)で中空糸膜内面を観察し、粘着して
いる血小板数を計測した。その結果を表4に示した。
【0044】(比較例1〜2)未処理のセルロース中空
糸膜、及びエチレン−ビニルアルコール共重合体中空糸
膜について実施例13〜16と同様にして血小板粘着数
を計測した。その結果を表4に示す。比較例1及び実施
例16についてそのSEM写真を図1〜2に示す。
糸膜、及びエチレン−ビニルアルコール共重合体中空糸
膜について実施例13〜16と同様にして血小板粘着数
を計測した。その結果を表4に示す。比較例1及び実施
例16についてそのSEM写真を図1〜2に示す。
【0045】
【表4】
【0046】(実施例17〜18)実施例6と同じ再生
セルロースモジュール(総膜面積50cm2 )を家兎の
頚動静脈間に形成した血液回路に接続し、血流速が2m
l/分になるように調節した。抗血液凝固剤を投与しな
い状態で血液が中空糸膜内で凝固するまでの時間を計測
した。実験終了後、中空糸膜の内面を実施例13〜16
と同じ操作によりSEMで観察した。その結果を表5に
示す。
セルロースモジュール(総膜面積50cm2 )を家兎の
頚動静脈間に形成した血液回路に接続し、血流速が2m
l/分になるように調節した。抗血液凝固剤を投与しな
い状態で血液が中空糸膜内で凝固するまでの時間を計測
した。実験終了後、中空糸膜の内面を実施例13〜16
と同じ操作によりSEMで観察した。その結果を表5に
示す。
【0047】(比較例3〜4)未処理のセルロース中空
糸膜、及びエチレン−ビニルアルコール共重合体中空糸
膜について実施例17〜18と同様にして凝固時間を計
測した。その結果を表5に示す。比較例3及び実施例1
8についてそのSEM写真を図3〜4に示す。
糸膜、及びエチレン−ビニルアルコール共重合体中空糸
膜について実施例17〜18と同様にして凝固時間を計
測した。その結果を表5に示す。比較例3及び実施例1
8についてそのSEM写真を図3〜4に示す。
【0048】
【表5】
【0049】(実施例19)尿素及びクレアチニンの物
質移動係数をそれぞれ測定した。すなわち、100本の
再生セルロース中空糸膜(内径200μm)の束の両端
を接着剤で固定したモジュールに実施例8、9、12と
同様の条件でポリマーを固定した。これらのモジュール
を30Lの激しく攪拌した水に浸漬させて、内側に尿素
1000mg/L、クレアチニン200mg/lの混合
水溶液(元液)を流した。60分後のモジュール出口側
の液の尿素及びクレアチニンの濃度(Bout)を測定
し、次式により、物質移動係数〔K(cm/s)〕を求
めた。その結果を表6に示す。
質移動係数をそれぞれ測定した。すなわち、100本の
再生セルロース中空糸膜(内径200μm)の束の両端
を接着剤で固定したモジュールに実施例8、9、12と
同様の条件でポリマーを固定した。これらのモジュール
を30Lの激しく攪拌した水に浸漬させて、内側に尿素
1000mg/L、クレアチニン200mg/lの混合
水溶液(元液)を流した。60分後のモジュール出口側
の液の尿素及びクレアチニンの濃度(Bout)を測定
し、次式により、物質移動係数〔K(cm/s)〕を求
めた。その結果を表6に示す。
【数3】K=流量(ml/s)/膜面積(cm2 )×l
n(元液濃度/Bout)
n(元液濃度/Bout)
【0050】
【表6】
【0051】(実施例20)実施例8、11、12と同
様の条件でポリマーを固定した再生セルロース中空糸膜
の1250cm2 分を2mmにカットし、三角フラスコ
に入れ、水100mlを加え、40℃で5時間抽出し
た。中空糸膜を濾過し、抽出液を凍結乾燥後、再度水に
溶解し、10mlにメスアップした。この液について、
リンとセリウムの定量を行ったが、検出されなかった。
リンは、前記(1)グラフトされたMPC量の測定法中
に記載した方法で定量した。セリウムは、プラズマ発光
分析(NGA社製 ICPA−575)で定量した。
様の条件でポリマーを固定した再生セルロース中空糸膜
の1250cm2 分を2mmにカットし、三角フラスコ
に入れ、水100mlを加え、40℃で5時間抽出し
た。中空糸膜を濾過し、抽出液を凍結乾燥後、再度水に
溶解し、10mlにメスアップした。この液について、
リンとセリウムの定量を行ったが、検出されなかった。
リンは、前記(1)グラフトされたMPC量の測定法中
に記載した方法で定量した。セリウムは、プラズマ発光
分析(NGA社製 ICPA−575)で定量した。
【0052】
【発明の効果】本発明は次のような顕著な効果を奏す
る。 イ、実施例13〜18に示されるように、抗血栓性が大
幅に改善される。 ロ、実施例19に示されるように、実用上、膜の透過性
能は維持される。 ハ、製造が容易であり、実施例20に示されるように、
用いた試薬等を除去することも容易であるので、本発明
により経済的で安全性の高い膜が得られる。
る。 イ、実施例13〜18に示されるように、抗血栓性が大
幅に改善される。 ロ、実施例19に示されるように、実用上、膜の透過性
能は維持される。 ハ、製造が容易であり、実施例20に示されるように、
用いた試薬等を除去することも容易であるので、本発明
により経済的で安全性の高い膜が得られる。
【図1】セルロース中空糸膜内を60分間全血を通過さ
せた後の内面のSEM写真を示す。 A:比較例1 (100902)
せた後の内面のSEM写真を示す。 A:比較例1 (100902)
【図2】セルロース中空糸膜内を60分間全血を通過さ
せた後の内面のSEM写真を示す。 B:実施例16 (100927)
せた後の内面のSEM写真を示す。 B:実施例16 (100927)
【図3】セルロース中空糸膜内に全血を通過させた後の
内面のSEM写真を示す。 A:比較例 3 (102128)
内面のSEM写真を示す。 A:比較例 3 (102128)
【図4】セルロース中空糸膜内に全血を通過させた後の
内面のSEM写真を示す。 B:実施例18 (199110) なお、括弧内は写真番号である。
内面のSEM写真を示す。 B:実施例18 (199110) なお、括弧内は写真番号である。
Claims (4)
- 【請求項1】 再生セルロース系膜の少なくとも血液と
接触する膜面に、ホスホリルコリン基を有する糖質誘導
体またはその官能性誘導体が固定されていることを特徴
とする、抗血栓性再生セルロース系膜。 - 【請求項2】 ホスホリルコリン基を有する糖質誘導体
またはその官能性誘導体が、ホスホリルコリン基を有す
る単量体を糖質またはその官能性誘導体にグラフトさせ
たものである、請求項1記載の抗血栓性再生セルロース
系膜。 - 【請求項3】 糖質またはその官能性誘導体が、セルロ
ースまたはその官能性誘導体である、請求項1又は2記
載の抗血栓性再生セルロース系膜。 - 【請求項4】 ホスホリルコリン基を有する糖質誘導体
またはその官能性誘導体を含む溶液を再生セルロース系
膜に付与した後、過剰の溶液を除去し、次いで上記誘導
体を再生セルロース系膜に固定することを特徴とする、
抗血栓性再生セルロース系膜の製造方法。
Priority Applications (4)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4058762A JPH05220218A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 抗血栓性再生セルロース系膜及びその製造方法 |
PCT/GB1993/000298 WO1993015775A1 (en) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | Method of producing anti-thrombogenic material and material produced thereby |
US08/284,685 US5658561A (en) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | Method of producing anti-thrombogenic material and material produced thereby |
EP93903277A EP0625915A1 (en) | 1992-02-13 | 1993-02-12 | Method of producing anti-thrombogenic material and material produced thereby |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP4058762A JPH05220218A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 抗血栓性再生セルロース系膜及びその製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH05220218A true JPH05220218A (ja) | 1993-08-31 |
Family
ID=13093559
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP4058762A Withdrawn JPH05220218A (ja) | 1992-02-13 | 1992-02-13 | 抗血栓性再生セルロース系膜及びその製造方法 |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US5658561A (ja) |
EP (1) | EP0625915A1 (ja) |
JP (1) | JPH05220218A (ja) |
WO (1) | WO1993015775A1 (ja) |
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JPWO2014196651A1 (ja) * | 2013-06-07 | 2017-02-23 | 日産化学工業株式会社 | 血液フィルター及びその製造方法 |
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- 1992-02-13 JP JP4058762A patent/JPH05220218A/ja not_active Withdrawn
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1993
- 1993-02-12 EP EP93903277A patent/EP0625915A1/en not_active Ceased
- 1993-02-12 US US08/284,685 patent/US5658561A/en not_active Expired - Fee Related
- 1993-02-12 WO PCT/GB1993/000298 patent/WO1993015775A1/en not_active Application Discontinuation
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WO1993015775A1 (en) | 1993-08-19 |
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