JPH0143562B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0143562B2 JPH0143562B2 JP56190676A JP19067681A JPH0143562B2 JP H0143562 B2 JPH0143562 B2 JP H0143562B2 JP 56190676 A JP56190676 A JP 56190676A JP 19067681 A JP19067681 A JP 19067681A JP H0143562 B2 JPH0143562 B2 JP H0143562B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood
- membrane
- semipermeable membrane
- hydrophilic
- hydrophobic
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired
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-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/06—Organic material
- B01D71/56—Polyamides, e.g. polyester-amides
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0002—Organic membrane manufacture
- B01D67/0023—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes
- B01D67/003—Organic membrane manufacture by inducing porosity into non porous precursor membranes by selective elimination of components, e.g. by leaching
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/02—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor characterised by their properties
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Artificial Filaments (AREA)
- External Artificial Organs (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、疎水性と親水性領域を有する血液及
び血漿処理用半透膜に関するものである。
び血漿処理用半透膜に関するものである。
従来、半透膜は選択分離能をより高度化するた
め、膜構造、特に選択分離能を決める孔の大き
さ、形状、数、配列状態が課題であつた。しか
し、体液を処理する医療分野では、半透膜の選択
分離能が、処理時間と共に大きく変化をする。例
えば、血液過操作を開始すると過量は経時的
に低下し、過すべき溶質の透過性も変化、減少
する。これは、半透膜の過面に濃度分極を起す
だけでなく、半透膜が血液との適合性に欠け、血
液成分の変化、特殊成分の粘着、吸着、凝血が起
るためである。そこで、生体組織の研究成果を基
に、種々生体適合性、血液適合性に優れた材料開
発が積極的に研究されているが、いまだ満足すべ
きものを得るに至つていない。しかし、現在、実
用化レベルにあるものは、単なる血液の通路、流
路用の管、例えば、人工血管、カテーテル等で、
これらは選択分離能を必要としない。
め、膜構造、特に選択分離能を決める孔の大き
さ、形状、数、配列状態が課題であつた。しか
し、体液を処理する医療分野では、半透膜の選択
分離能が、処理時間と共に大きく変化をする。例
えば、血液過操作を開始すると過量は経時的
に低下し、過すべき溶質の透過性も変化、減少
する。これは、半透膜の過面に濃度分極を起す
だけでなく、半透膜が血液との適合性に欠け、血
液成分の変化、特殊成分の粘着、吸着、凝血が起
るためである。そこで、生体組織の研究成果を基
に、種々生体適合性、血液適合性に優れた材料開
発が積極的に研究されているが、いまだ満足すべ
きものを得るに至つていない。しかし、現在、実
用化レベルにあるものは、単なる血液の通路、流
路用の管、例えば、人工血管、カテーテル等で、
これらは選択分離能を必要としない。
現在、生体組織を模倣する中で、血液適合性、
例えば抗血栓性に優れていると言われているもの
（化学と工業32900（1979））は、疎水性、親水性を
持つた複合構造のブロツクポリマーで、疎水性、
親水性の大きさは300〜500Åでラメラ構造である
とされている。このポリマーは、ポリエチレング
リコールとポリウレタン；ポリエステル；ポリカ
ーボナートのブロツクポリマーや、ポリ酢酸ビニ
ルに、アクリロニトリル、メタクリル酸等のグラ
フトポリマー（膜Vo12.No.5P358（1977））等が検
討され開発が進められている。しかし、これらの
ポリマーに半透膜としての選択分離能を付与でき
ないのが現状である。
例えば抗血栓性に優れていると言われているもの
（化学と工業32900（1979））は、疎水性、親水性を
持つた複合構造のブロツクポリマーで、疎水性、
親水性の大きさは300〜500Åでラメラ構造である
とされている。このポリマーは、ポリエチレング
リコールとポリウレタン；ポリエステル；ポリカ
ーボナートのブロツクポリマーや、ポリ酢酸ビニ
ルに、アクリロニトリル、メタクリル酸等のグラ
フトポリマー（膜Vo12.No.5P358（1977））等が検
討され開発が進められている。しかし、これらの
ポリマーに半透膜としての選択分離能を付与でき
ないのが現状である。
本発明者らは、生体適合性、血液適合性を有し
た半透膜開発が研究し、生体又は血液に対する膜
表面に、製膜方向に配向した多数の細長い疎水性
領域と親水性領域を有し、これらの領域が相互配
列した血液及び血漿処理用半透膜を発明した。
た半透膜開発が研究し、生体又は血液に対する膜
表面に、製膜方向に配向した多数の細長い疎水性
領域と親水性領域を有し、これらの領域が相互配
列した血液及び血漿処理用半透膜を発明した。
本発明は、血液適合性を有するため、血液処理
する際、例えば血液過での過量の経時低下や
過すべき溶質の透過性減少が大巾に改善され、
半透膜自体の強度も強い。
する際、例えば血液過での過量の経時低下や
過すべき溶質の透過性減少が大巾に改善され、
半透膜自体の強度も強い。
本発明で、高分子膜の少なくとも一表面とは、
上述の通り、生体や血液に接する面を言い、血液
透析、血液過、血漿分離、血漿成分分離等では
血液、血漿の通過側の面を言い、特に血漿分離は
両面が本発明の構成であることが望ましい。
上述の通り、生体や血液に接する面を言い、血液
透析、血液過、血漿分離、血漿成分分離等では
血液、血漿の通過側の面を言い、特に血漿分離は
両面が本発明の構成であることが望ましい。
製膜方向に配向した多数の細長い疎水性領域、
親水性領域とは、各領域が長さ0.02〜4μ程度、巾
0.01〜0.3μ程度の細長い帯状になつた疎水性帯、
親水性帯が、長さ方向にほとんどのものが並んだ
ものである。故に疎水性領域と親水性領域の長さ
方向が互いに交じわり合うものでなく、平行に並
ぶものである。多数とは、膜表面の大部分に疎水
性領域と親水性領域とが存在するものである。但
し、該両領域の接合面等に細孔が存在する空間は
充分に存在する。
親水性領域とは、各領域が長さ0.02〜4μ程度、巾
0.01〜0.3μ程度の細長い帯状になつた疎水性帯、
親水性帯が、長さ方向にほとんどのものが並んだ
ものである。故に疎水性領域と親水性領域の長さ
方向が互いに交じわり合うものでなく、平行に並
ぶものである。多数とは、膜表面の大部分に疎水
性領域と親水性領域とが存在するものである。但
し、該両領域の接合面等に細孔が存在する空間は
充分に存在する。
更に本発明の重要なことは、該疎水性領域と親
水性領域が相互配列していることであるが、相互
配列において、各領域の大きさは各場所において
必ずしも一定の値をとるものではない。
水性領域が相互配列していることであるが、相互
配列において、各領域の大きさは各場所において
必ずしも一定の値をとるものではない。
以上二つの構成は血液処理で重要なことであ
る。即ち製膜方向に配向することは、血液及び血
漿の流れ方向と一致させることにより血液過、
血漿分離での過効率、分離効率に優れたものと
なる。又疎水性、親水性領域が相互配列している
ことは、血液適合性で蛋白質の吸着、フイブリノ
ーゲン等の発生を防止し、過速度、分離速度の
経時低下が改善されるものである。
る。即ち製膜方向に配向することは、血液及び血
漿の流れ方向と一致させることにより血液過、
血漿分離での過効率、分離効率に優れたものと
なる。又疎水性、親水性領域が相互配列している
ことは、血液適合性で蛋白質の吸着、フイブリノ
ーゲン等の発生を防止し、過速度、分離速度の
経時低下が改善されるものである。
この半透膜の材料は、既知高分子で、疎水性高
分子、親水性高分子を用いる方が製造上容易であ
るが、ブロツク共重合体、グラフト更にはポリマ
ーコンプレツクス等を用いてもよい。
分子、親水性高分子を用いる方が製造上容易であ
るが、ブロツク共重合体、グラフト更にはポリマ
ーコンプレツクス等を用いてもよい。
膜形態は平膜、管状、中空繊維状等いずれでも
よいが、容器に収容したモジユールにするには、
容積一定で有効過面積を大きくするには中空繊
維状が優れているが、製法上は安価な面から平膜
が有利である。
よいが、容器に収容したモジユールにするには、
容積一定で有効過面積を大きくするには中空繊
維状が優れているが、製法上は安価な面から平膜
が有利である。
製法について述べると、疎水性ポリマーとし
て、通常いわれている疎水性を有するポリマー
で、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等、通
常含水率10％以下のもの、好ましくは５％以下で
あるものと、親水性ポリマーとして通常いわれて
いる親水性を有するポリマーで、例えばセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリビニ−ルピロリ
ドン等の水に可溶性があつたり、含水率10％を越
えるものとを溶媒に溶かしたり、可塑剤を加え溶
融したりして、均一な且つ疎水性ポリマーと親水
性ポリマーが完全に混在した溶液、溶融物となつ
た後製膜する。該製膜時、製膜方向にドラフトを
１以上かけることが必須である。製膜後、緊張下
で脱溶媒、脱可塑剤、更に親水性ポリマーの部分
除去により細孔を形成する。親水性ポリマーは血
液処理に溶出しない工夫が必要で分子量、混練の
程度、架橋等の熱処理、後処理等を行う場合があ
る。
て、通常いわれている疎水性を有するポリマー
で、例えばポリアミド、ポリエステル、ポリエチ
レン、ポリプロピレン、ポリカーボネート等、通
常含水率10％以下のもの、好ましくは５％以下で
あるものと、親水性ポリマーとして通常いわれて
いる親水性を有するポリマーで、例えばセルロー
ス、ポリビニルアルコール、ポリビニ−ルピロリ
ドン等の水に可溶性があつたり、含水率10％を越
えるものとを溶媒に溶かしたり、可塑剤を加え溶
融したりして、均一な且つ疎水性ポリマーと親水
性ポリマーが完全に混在した溶液、溶融物となつ
た後製膜する。該製膜時、製膜方向にドラフトを
１以上かけることが必須である。製膜後、緊張下
で脱溶媒、脱可塑剤、更に親水性ポリマーの部分
除去により細孔を形成する。親水性ポリマーは血
液処理に溶出しない工夫が必要で分子量、混練の
程度、架橋等の熱処理、後処理等を行う場合があ
る。
中空繊維に成型するには、疎水性ポリマー、親
水性ポリマーが完全混合した溶液、溶融物を環状
紡口から吐出する。特に溶液の場合は、中空形成
を安定化させるため環状紡口の中央部分より中空
形成剤を注入する。この中空形成剤は気体又は液
体を用いるが、一般に液体がより安定であり、中
空を紡口の形状、特に円形に保ち易い。中空形成
剤は溶液等と反応など起さないものであれば特に
限定しない。但し、凝固を早めるには凝固能の高
い液体を選択することになる。
水性ポリマーが完全混合した溶液、溶融物を環状
紡口から吐出する。特に溶液の場合は、中空形成
を安定化させるため環状紡口の中央部分より中空
形成剤を注入する。この中空形成剤は気体又は液
体を用いるが、一般に液体がより安定であり、中
空を紡口の形状、特に円形に保ち易い。中空形成
剤は溶液等と反応など起さないものであれば特に
限定しない。但し、凝固を早めるには凝固能の高
い液体を選択することになる。
環状紡口より流出した流体は、流出方向にドラ
フトを１以上、好ましくは1.3以上10程度かけな
がら中空繊維化する。
フトを１以上、好ましくは1.3以上10程度かけな
がら中空繊維化する。
環状紡口から中空繊維化は、ドラフトを除き通
常の中空繊維法、乾式、湿式のいずれでもよい。
その得られた中空繊維は、脱溶媒、脱可塑剤等の
処理を行い、必要によつては熱処理等の処理も行
う。
常の中空繊維法、乾式、湿式のいずれでもよい。
その得られた中空繊維は、脱溶媒、脱可塑剤等の
処理を行い、必要によつては熱処理等の処理も行
う。
特に血漿分離や高分子量物質の分離には上記親
水性ポリマーの部分除去である溶出は有効なる手
段で製膜条件と組合せで膜表面、内部の細孔を制
御出来る。
水性ポリマーの部分除去である溶出は有効なる手
段で製膜条件と組合せで膜表面、内部の細孔を制
御出来る。
本発明の半透膜は、一般に容器内に収容してモ
ジユールとして使用される。そして、一般に該半
透膜が平膜では、血液側を本発明の半透膜の面に
し、中空繊維状の場合も同一であるように容器に
収容したモジユールでなければならない。
ジユールとして使用される。そして、一般に該半
透膜が平膜では、血液側を本発明の半透膜の面に
し、中空繊維状の場合も同一であるように容器に
収容したモジユールでなければならない。
本発明の半透膜を用いたモジユールとしては、
被処理液の流入口及び流出口を有し、液口を設
けた容器に半透膜を収容したモジユールが好まし
い。
被処理液の流入口及び流出口を有し、液口を設
けた容器に半透膜を収容したモジユールが好まし
い。
第１図，第２図は本発明の半透膜を用いたモジ
ユールを説明するものであつて、半透膜が平膜の
場合が第１図、半透膜が中空繊維の場合が第２図
である。
ユールを説明するものであつて、半透膜が平膜の
場合が第１図、半透膜が中空繊維の場合が第２図
である。
図面において、イは半透膜、１及び２は被処理
液の導入口、導出口、３は液回収口である。
液の導入口、導出口、３は液回収口である。
本発明は、血液過、血漿分離等の血液処理だ
けでなく、血液と接触する容器、輸送管、血液回
路等にも利用出来る。更らにカーラーテルなど生
体材料として利用が可能である。
けでなく、血液と接触する容器、輸送管、血液回
路等にも利用出来る。更らにカーラーテルなど生
体材料として利用が可能である。
実施例 １
アクリロニトリル91.5％、アクリル酸メチル
8.0％、メタクリルスルホン酸ソーダ0.5％のポリ
アクリロニトリル共重合体とポリビニールピロリ
ドンを等量、67％硝酸水溶液に溶解し16.5wt％ポ
リマー濃度に調製し、−10℃で過脱泡後、環状
紡口に1.5ml／min送液すると同時に環状紡口中
央部分に水1.2ml／minを注入した。中央部分に
水を包み込んだ中空繊維をドラフト1.5で凝固浴
に導き、凝固させ、30ｍ／minで巻取つた。凝固
浴は１％硝酸30℃の水である。
8.0％、メタクリルスルホン酸ソーダ0.5％のポリ
アクリロニトリル共重合体とポリビニールピロリ
ドンを等量、67％硝酸水溶液に溶解し16.5wt％ポ
リマー濃度に調製し、−10℃で過脱泡後、環状
紡口に1.5ml／min送液すると同時に環状紡口中
央部分に水1.2ml／minを注入した。中央部分に
水を包み込んだ中空繊維をドラフト1.5で凝固浴
に導き、凝固させ、30ｍ／minで巻取つた。凝固
浴は１％硝酸30℃の水である。
得られた中空繊維は内径190μ、外径280μで、
中空繊維の内表面を7000倍走査型電子顕微鏡で観
察すると、長さ0.1〜3.0μ、巾0.05〜0.2μからなる
ポリアクリロニトリル共重合体とポリビニルピロ
リドンの集合体がある。
中空繊維の内表面を7000倍走査型電子顕微鏡で観
察すると、長さ0.1〜3.0μ、巾0.05〜0.2μからなる
ポリアクリロニトリル共重合体とポリビニルピロ
リドンの集合体がある。
得られた中空繊維を容器に収容し、モジユール
とし、血液過した結果、限外過速度は20ml／
m2・Hr・mmHgを得た。限外過速度の３時間ま
での低下率は５％であつた。
とし、血液過した結果、限外過速度は20ml／
m2・Hr・mmHgを得た。限外過速度の３時間ま
での低下率は５％であつた。
比較例
実施例１の中空繊維の製造において、中空繊維
を凝固浴に導く際のドラフト1.5をドラフト0.95
に替えたほかは同様にして製造した。
を凝固浴に導く際のドラフト1.5をドラフト0.95
に替えたほかは同様にして製造した。
得られた中空繊維は内径204μ、外径301μで、
中空繊維の内表面を7000倍走査型電子顕微鏡で観
察すると、ポリアクリロニトリル共重合体とポリ
ビニルピロリドンがマダラ状に分散して存在して
いる。
中空繊維の内表面を7000倍走査型電子顕微鏡で観
察すると、ポリアクリロニトリル共重合体とポリ
ビニルピロリドンがマダラ状に分散して存在して
いる。
得られた中空繊維を容器に収容し、モジユール
とし、血液濾過した結果、限外濾過速度は20ml／
m2・Hr・mmHgを得た。限外濾過速度３時間まで
の低下率は20％であつた。
とし、血液濾過した結果、限外濾過速度は20ml／
m2・Hr・mmHgを得た。限外濾過速度３時間まで
の低下率は20％であつた。
実施例 ２
ポリエチレンテレフタレートとポリビニルアル
コールを等量、ヘキサフルオロイソプロパノール
に15wt％濃度に溶解し、過脱泡後、ガラス板
上に0.5mm厚さで流延速度20ｍ／minと高速で流
延することで流延膜表面を製膜方向に走行させ
る。その後直ちに水に浸漬、凝固し半透膜を得
た。
コールを等量、ヘキサフルオロイソプロパノール
に15wt％濃度に溶解し、過脱泡後、ガラス板
上に0.5mm厚さで流延速度20ｍ／minと高速で流
延することで流延膜表面を製膜方向に走行させ
る。その後直ちに水に浸漬、凝固し半透膜を得
た。
得られた膜表面は製膜方向に多数の長さ0.02〜
4μ、巾0.01〜0.2μのポリエチレンテレフタレート
とポリビニルアルコールの集合体領域が存在し、
空孔率50％の細孔0.02〜0.05μが存在した。
4μ、巾0.01〜0.2μのポリエチレンテレフタレート
とポリビニルアルコールの集合体領域が存在し、
空孔率50％の細孔0.02〜0.05μが存在した。
得られた膜をモジユールに組み、血液（牛新鮮
血TP＝7.0ｇ／dl、Ht＝40％）過を行つた結
果、限外過速度24.5ml／m2、Hr・mmHgを得、
限外過速度の４時間までの低下率は８％であつ
た。又、血液過直後１生食で返血後、３％グ
ルタルアルデヒド固定を行い、乾燥後走査型電子
顕微鏡で表面に血球の付着は観察される。フイブ
リノーゲン等の網状固着物は観察されなかつた。
血TP＝7.0ｇ／dl、Ht＝40％）過を行つた結
果、限外過速度24.5ml／m2、Hr・mmHgを得、
限外過速度の４時間までの低下率は８％であつ
た。又、血液過直後１生食で返血後、３％グ
ルタルアルデヒド固定を行い、乾燥後走査型電子
顕微鏡で表面に血球の付着は観察される。フイブ
リノーゲン等の網状固着物は観察されなかつた。
第１図，第２図は本発明の半透膜を用いたモジ
ユールの説明図で、第１図は半透膜が平膜の場
合、第２図は半透膜が中空繊維の場合を示す。 イ…半透膜、１…道入口、２…導出口、３…回
収口。
ユールの説明図で、第１図は半透膜が平膜の場
合、第２図は半透膜が中空繊維の場合を示す。 イ…半透膜、１…道入口、２…導出口、３…回
収口。
Claims (1)
- １ 高分子膜の少なくとも一表面が、製膜方向に
配向した多数の細長い疎水性領域および親水性領
域を有し、かつそれらの領域が相互配列してなる
血液及び血漿処理用半透膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190676A JPS5892411A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 血液及び血漿処理用半透膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56190676A JPS5892411A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 血液及び血漿処理用半透膜 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5892411A JPS5892411A (ja) | 1983-06-01 |
| JPH0143562B2 true JPH0143562B2 (ja) | 1989-09-21 |
Family
ID=16262026
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56190676A Granted JPS5892411A (ja) | 1981-11-30 | 1981-11-30 | 血液及び血漿処理用半透膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5892411A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6227005A (ja) * | 1985-07-27 | 1987-02-05 | Choichi Furuya | 気体透過膜 |
| CN114653229A (zh) * | 2022-03-17 | 2022-06-24 | 福州福龙膜科技开发有限公司 | 一种pvdf亲水性膜的制备方法 |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3901810A (en) * | 1972-09-21 | 1975-08-26 | Calgon Corp | Ultrafiltration membranes |
| JPS5170190A (ja) * | 1974-12-17 | 1976-06-17 | Mitsubishi Petrochemical Co | Kotokaseimaku |
| JPS5941444B2 (ja) * | 1977-07-27 | 1984-10-06 | 帝人株式会社 | 光重合性組成物 |
| JPS5938802B2 (ja) * | 1978-06-30 | 1984-09-19 | 積水化学工業株式会社 | 半透性膜状物 |
| JPS551887A (en) * | 1979-04-09 | 1980-01-09 | Toyobo Co Ltd | Preparing membrane by removing component from multiple component material |
| JPS5911343B2 (ja) * | 1979-11-27 | 1984-03-14 | 東ソー株式会社 | 両性イオン交換体 |
-
1981
- 1981-11-30 JP JP56190676A patent/JPS5892411A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5892411A (ja) | 1983-06-01 |
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