JPH0199609A - Reformed regenerated cellulose membrane and production thereof - Google Patents
Reformed regenerated cellulose membrane and production thereofInfo
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- JPH0199609A JPH0199609A JP62253724A JP25372487A JPH0199609A JP H0199609 A JPH0199609 A JP H0199609A JP 62253724 A JP62253724 A JP 62253724A JP 25372487 A JP25372487 A JP 25372487A JP H0199609 A JPH0199609 A JP H0199609A
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Abstract
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、人工臓器等に用いられる改質された再生セル
ロース膜及びその製造法に関する。更に詳しくは、血液
に対する適合性が改質された再生セルロース膜及びその
製造法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a modified regenerated cellulose membrane used for artificial organs, etc., and a method for producing the same. More specifically, the present invention relates to a regenerated cellulose membrane with improved blood compatibility and a method for producing the same.
近年、人工腎臓、人工肺、血漿分離装置等の膜を用いた
人工臓器が、長歩の発展を遂げてきている。周知のよう
に、特に人工透析療法に於いて、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
るとともに、長年の実績に裏付られた高い安全性を有し
ているからに他ならない。In recent years, artificial organs using membranes, such as artificial kidneys, artificial lungs, and plasma separation devices, have made great progress. As is well known, especially in artificial dialysis therapy, regenerated cellulose membranes, especially copper ammonium regenerated cellulose membranes, are widely used, and along with advances in dialysis equipment and dialysis technology, they play a major role in prolonging the lives of renal failure patients and reintegrating them into society. is fulfilled. this is,
This is because regenerated cellulose membranes have excellent dialysis performance and mechanical strength, as well as high safety backed by many years of experience.
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。例えば、
抗凝固剤が長期大量投与され、そのために生じると考え
られる種々の副作用の問題、また、再生セル巨−ス膜や
その他一部の膜で血液透析を行った場合の一過性の白血
球減少や補体成分の活性化の問題等が指摘されている。However, despite advances in dialysis therapy, various problems associated with dialysis still remain unsolved. for example,
There are concerns about the various side effects that may occur due to long-term administration of large doses of anticoagulants, as well as the temporary decrease in white blood cells caused by hemodialysis using regenerated cell giant membranes and some other membranes. Problems with activation of complement components have been pointed out.
後者の現象については、臨床症状との関連、或いは臨床
的意義は明らかではないが、再生セルロース膜の他の優
れた性能を損なわず、これらの現象を軽減することが望
まれている。Regarding the latter phenomenon, although the relationship with clinical symptoms or clinical significance is not clear, it is desired to alleviate these phenomena without impairing the other excellent performance of the regenerated cellulose membrane.
かかる問題や現象に対して、合成高分子からなる膜が、
比較的軽微な面があると提案されているが、これらの膜
では機械的強度が弱くピンホールが発生し易いこと、耐
熱性が充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量のバランスが悪
くその使用方法が特定されるといった欠点がある。To solve these problems and phenomena, membranes made of synthetic polymers can
Although it has been proposed that these membranes have relatively minor aspects, the mechanical strength of these membranes is weak and pinholes are likely to occur, the sterilization method is limited due to insufficient heat resistance, and the balance of performance, That is, there is a drawback that the balance between the amount of water permeated and the amount of material permeated is poor, making it difficult to specify how to use it.
一方、再生セルロース膜の血液親和性を改質する方法が
種々提案されている。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時開51−194
号公報で提案されているが、充分な効果が得られず、ま
たコストも割高になるため実用化されていない。また、
各種ポリマーやビタミンを再生セルロース膜の表面にコ
ーティングする方法も提案されているが、被膜の安定性
や滅菌の方法が限定されるなどの問題点がある。また、
特開昭61−8105号公報に再生セルロース膜にイソ
シアネートプレポリマーを反応させる方法が、特開昭6
0−118203号公報にブリッジ剤を介してポリマー
酸を化学的に結合させる方法が提案されているが、反応
物質安定性、及び反応工程の複雑さなどの問題がある。On the other hand, various methods have been proposed for modifying the blood affinity of regenerated cellulose membranes. For example, a method of imparting antithrombotic properties by heparinizing the membrane surface has been published in Jikai 51-194.
However, it has not been put into practical use because sufficient effects cannot be obtained and the cost is relatively high. Also,
Methods of coating the surface of regenerated cellulose membranes with various polymers and vitamins have also been proposed, but there are problems such as the stability of the coating and limitations on sterilization methods. Also,
JP-A No. 61-8105 discloses a method of reacting an isocyanate prepolymer with a regenerated cellulose membrane.
0-118203 proposes a method of chemically bonding polymeric acids via a bridging agent, but there are problems such as stability of reactants and complexity of the reaction process.
さらに、特開昭61−113459号公報にジエチルア
ミノエチルセルロース等の改変セルロースを用いて製膜
した透析膜が提案されているが、血液凝固を軽減する面
での改良は十分とは言えない。Furthermore, although a dialysis membrane made using modified cellulose such as diethylaminoethyl cellulose has been proposed in JP-A-61-113459, it cannot be said that the improvement in reducing blood coagulation is sufficient.
上記のように、再生セルロース膜の血液親和性を向上さ
せる試みには、一長一短がある。そこで、本発明の目的
は、再生セルロースからなる高分子膜の優れた透析性能
を損なうことなく、血液親和性を向上させた、改質され
た再生セルロース膜及びその製造法を提供することにあ
る。As mentioned above, attempts to improve the blood affinity of regenerated cellulose membranes have advantages and disadvantages. Therefore, an object of the present invention is to provide a modified regenerated cellulose membrane that has improved blood affinity without impairing the excellent dialysis performance of a polymer membrane made of regenerated cellulose, and a method for producing the same. .
問題点を解決するための手段及び作用
再生セルロース膜を用いた場合生じる補体成分の活性化
や白血球の一過性減少には、膜表面の水酸基が関与して
いると考えられている。一方、この膜表面の水酸基は種
々の官能基と反応し分子鎖を結合する事ができる。結合
した分子鎖は、膜上の水酸基をマスキングし、補体蛋白
や血球と水酸基の直接の接触を妨げる。これにより、補
体成分の活性化を抑制できるだけでなく、膜表面の物理
化学的性質に影響を与え、他の血液親和性をも改善でき
る。分子鎖の構造及び官能基には多くの組合せが可能で
あるが、生体安全性、生体親和性、経済性、化学反応性
などを考慮し、種々研究を重ねた結果、本発明の完成に
到った。すなわち、本発明では、再生セルロース膜の少
なくとも血液と接触する膜面に脂肪族カルボン酸無水物
をエステル結合させたことを特徴とする改質された再生
セルロース膜が提供され、脂肪族カルボン酸無水物及び
エステル化触媒を反応媒体に溶解または分散させた溶液
で再生セルロース膜を処理することにより、脂肪族カル
ボン酸無水物とのエステル化反応を行うことを特徴とす
る改質された再生セルロース膜の製造方法が提供される
。Means and Actions for Solving the Problems It is believed that the hydroxyl groups on the membrane surface are involved in the activation of complement components and the temporary decrease in white blood cells that occur when a regenerated cellulose membrane is used. On the other hand, the hydroxyl groups on the surface of this membrane can react with various functional groups to bond molecular chains. The bound molecular chains mask the hydroxyl groups on the membrane, preventing direct contact between the hydroxyl groups and complement proteins and blood cells. This not only suppresses the activation of complement components, but also affects the physicochemical properties of the membrane surface and improves other blood affinities. Although many combinations of molecular chain structures and functional groups are possible, we have completed the present invention after conducting various studies in consideration of biosafety, biocompatibility, economic efficiency, chemical reactivity, etc. It was. That is, the present invention provides a modified regenerated cellulose membrane characterized in that an aliphatic carboxylic anhydride is ester bonded to at least the surface of the regenerated cellulose membrane that comes into contact with blood. A modified regenerated cellulose membrane characterized in that an esterification reaction with an aliphatic carboxylic acid anhydride is carried out by treating the regenerated cellulose membrane with a solution in which a substance and an esterification catalyst are dissolved or dispersed in a reaction medium. A manufacturing method is provided.
本発明で使用する「再生セルロース」とは、天然セルロ
ースを一旦化学的に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、銅アンモニウム法再生セルロ
ース、ビスコースレーヨン、セルロースエステルを鹸化
したものが含まれるが、透析性能及び長年の実績により
裏付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。The "regenerated cellulose" used in the present invention is natural cellulose that has been chemically or physically changed and then regenerated. However, copper ammonium regenerated cellulose is preferably used due to its dialysis performance and high safety backed by many years of experience.
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事ができるが、中空糸膜
が好ましい。例えば、特公昭5〇−40168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μ〜60μであり、外径が10μ〜数百
μの真円形の横断面を有する中空糸膜等が用いられる。The regenerated cellulose may be formed into any shape such as a flat membrane or a hollow fiber membrane, but a hollow fiber membrane is preferred. For example, as disclosed in Japanese Patent Publication No. 50-40168 and Japanese Unexamined Patent Publication No. 59-204912, the film thickness is from several μ to 60 μ and the outer diameter is from 10 μ to several hundred μ. A hollow fiber membrane having a surface or the like is used.
本発明では、上述の再生セルロース膜に脂肪族カルボン
酸無水物をエステル結合させ、酸膜の改質を行なう。こ
のような脂肪族カルボン酸として、飽和または不飽和脂
肪酸、脂肪族ジカルボン酸等の脂肪族カルボン酸が挙げ
られる。膜上の水酸基のマスキング効果から、脂肪族カ
ルボン酸として、炭素数5個以上のものが好ましく、吉
草酸、カプロン酸、エナント酸、カプリル酸、ペラルゴ
ン酸、カプリン酸、ウンデシル酸、ラウリン酸、トリデ
シル酸、ミリスチン酸、ペンタデシル酸、パルミチン酸
、ヘプタデシル酸、ステアリン酸、ノナデカン酸、アラ
キン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸等の飽和脂肪酸、オ
レイン酸、エライジン酸、セトレイン酸、エルカ酸、ブ
ラシジン酸、ソルビン酸、リノール酸、リルン酸、アラ
キドン酸等の不飽和脂肪酸、及びグルタル酸、アジピン
酸、ピメリン酸、スペリン酸、アゼライン酸、セバシン
酸等の脂肪族ジカルボン酸等が用いられる。In the present invention, an aliphatic carboxylic acid anhydride is ester bonded to the above-mentioned regenerated cellulose membrane to modify the acid membrane. Examples of such aliphatic carboxylic acids include aliphatic carboxylic acids such as saturated or unsaturated fatty acids and aliphatic dicarboxylic acids. From the masking effect of hydroxyl groups on the film, the aliphatic carboxylic acids preferably have 5 or more carbon atoms, such as valeric acid, caproic acid, enanthic acid, caprylic acid, pelargonic acid, capric acid, undecylic acid, lauric acid, and tridecyl. Acids, saturated fatty acids such as myristic acid, pentadecylic acid, palmitic acid, heptadecylic acid, stearic acid, nonadecanoic acid, arachidic acid, behenic acid, lignoceric acid, oleic acid, elaidic acid, cetoleic acid, erucic acid, brassic acid, sorbic acid , unsaturated fatty acids such as linoleic acid, linoleic acid, and arachidonic acid, and aliphatic dicarboxylic acids such as glutaric acid, adipic acid, pimelic acid, superric acid, azelaic acid, and sebacic acid.
このような脂肪族カルボン酸は、毒性も弱く、生体内で
代謝されるため蓄積も起らない。したがって膜に付着し
た未反応物が溶出して、あるいは何らかの操作でエステ
ル結合が開裂して、血°液中へ混入した場合も安全性が
高い。Such aliphatic carboxylic acids have low toxicity and are metabolized within the body, so they do not accumulate. Therefore, it is highly safe even if unreacted substances attached to the membrane are eluted or ester bonds are cleaved by some operation and mixed into blood.
本発明で言う分子鎖とは、膜表面に少なくともiが化学
結合した有機化合物であり、本発明では、エステル結合
した脂肪族カルボン酸残基が相当する。また、上記のよ
うに官能基となるカルボキシル基及びその酸誘導体基が
必ずしも1個だけでなく限定されることはないが、多官
能の脂肪族カルボン酸の場合、膜表面の水酸基と反応す
る前にカルボン酸同志の反応によりカルボン酸の高分子
化が進み、エステル化の反応性低下が生じることがある
。また、多官能のカルボン酸の場合、三箇所以上で表面
に結合したループ状の分子鎖を形成する可能性があるが
、後述するように、分子鎖は、一端が表面に結合してい
るほうが好ましく、モノカルボン酸がより好んで用いら
れる。The molecular chain referred to in the present invention is an organic compound in which at least i is chemically bonded to the membrane surface, and in the present invention, it corresponds to an aliphatic carboxylic acid residue having an ester bond. In addition, as mentioned above, the number of carboxyl groups and acid derivative groups serving as functional groups is not limited to just one, but in the case of polyfunctional aliphatic carboxylic acids, before reacting with the hydroxyl groups on the membrane surface, In addition, polymerization of carboxylic acids may progress due to reactions between carboxylic acids, resulting in a decrease in esterification reactivity. In addition, in the case of polyfunctional carboxylic acids, there is a possibility of forming a loop-shaped molecular chain bonded to the surface at three or more places, but as will be explained later, it is better for the molecular chain to have one end bonded to the surface. Preferably, monocarboxylic acids are used.
これらのカルボン酸は、カルボン酸無水物を用いて、再
生セルロース膜の表面にエステル結合させられる。These carboxylic acids are ester bonded to the surface of the regenerated cellulose membrane using carboxylic anhydrides.
再生セルロース膜の表面へのエステル結合は、膜表面に
存在する水酸基とのエステル化反応によって行われ、公
知の低分子のアルコールと低分子のカルボン酸無水物と
の反応が適用できる。処理条件として、再生セルロース
膜の物性に影響を与えないように、処理温度を低く抑え
、処理時間をできるだけ短くする事が好ましい。これら
の事項は経済性の面からも有利であり、エステル化触媒
を使用してエステル化を促進することが好ましい。Ester bonding to the surface of the regenerated cellulose membrane is performed by an esterification reaction with hydroxyl groups present on the membrane surface, and a known reaction between a low-molecular alcohol and a low-molecular carboxylic acid anhydride can be applied. As for the treatment conditions, it is preferable to keep the treatment temperature low and the treatment time as short as possible so as not to affect the physical properties of the regenerated cellulose membrane. These matters are advantageous from an economic point of view, and it is preferable to use an esterification catalyst to promote esterification.
反応を促進させるエステル化触媒として、硫酸、p−ト
ルエンスルホン酸、塩化亜鉛、酢酸ナトリウム、ピリジ
ン、4−ジメチルアミノピリジン、4−ピロリジンピリ
ジン等が挙げられる。本発明では、これらの触媒を単独
または適宜組合せて用いることができるが、反応を円滑
に進める点や反応後の除去の点から、反応媒体に可溶の
ものをできるだけ少量使用する事が好ましい。Examples of the esterification catalyst that promotes the reaction include sulfuric acid, p-toluenesulfonic acid, zinc chloride, sodium acetate, pyridine, 4-dimethylaminopyridine, and 4-pyrrolidinepyridine. In the present invention, these catalysts can be used alone or in appropriate combinations, but from the viewpoint of smooth reaction and removal after the reaction, it is preferable to use as little as possible of a catalyst that is soluble in the reaction medium.
このような観点から、カルボン酸無水物を4−ジメチル
アミノピリジン及び/または4−ピロリジノピリジンで
エステル化反応をさせる方法が好んで用いられ、沈澱物
を生成する事がない。即ち、膜細孔にとり込まれた沈澱
物があると、透析性能の低下を引き起し、あるいは人工
臓器としての使用時に、血液中へ混入の恐れがあり、好
ましくない。また、処理後は除菌のため濾過操作が普通
に行なわれるが、沈澱物はこの操作を困難なものとする
。From this point of view, a method of esterifying a carboxylic acid anhydride with 4-dimethylaminopyridine and/or 4-pyrrolidinopyridine is preferably used, and does not generate a precipitate. That is, if there is a precipitate trapped in the membrane pores, it may cause a decrease in dialysis performance or may be mixed into blood when used as an artificial organ, which is not preferable. Further, after treatment, a filtration operation is normally carried out for sterilization, but the precipitate makes this operation difficult.
反応媒体としては、脂肪族カルボン酸無水物と反応しな
いこと、エステル化触媒を失活させないこと、再生セル
ロース膜からなる高分子膜に大きな形態変化を生じせし
めないことが必要である。The reaction medium must not react with the aliphatic carboxylic acid anhydride, do not deactivate the esterification catalyst, and do not cause any major morphological changes in the polymer membrane made of regenerated cellulose membrane.
従って、反応媒体として、上記の要件を満たし、脂肪族
カルボン酸無水物及びエステル化触媒を分散または溶解
させる溶剤は、全て用いられる。反応の均一性、円滑性
及び反応後の除去から、脂肪族カルボン酸無水物及びエ
ステル化触媒を溶解させる溶剤が好ましい、このような
反応媒体として、例えば、n−ヘキサン、n−へブタン
、シクロヘキサン、石油エーテル、石油ベンジン、ベン
ゼン、トルエン等の炭化水素類、アセトン、メチルエチ
ルケトン等のケトン類、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸
プロピル等のエステル類、エチルエーテル、イソプロピ
ルエーテル、ジオキサン等のエーテル類、l、1.2−
1−ジクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン、トリ
クロロフルオロメタン、■。Therefore, any solvent that satisfies the above requirements and that can disperse or dissolve the aliphatic carboxylic acid anhydride and the esterification catalyst can be used as the reaction medium. A solvent that dissolves the aliphatic carboxylic acid anhydride and the esterification catalyst is preferred from the viewpoint of reaction uniformity, smoothness, and post-reaction removal. Examples of such a reaction medium include n-hexane, n-hebutane, and cyclohexane. , hydrocarbons such as petroleum ether, petroleum benzine, benzene and toluene, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone, esters such as methyl acetate, ethyl acetate and propyl acetate, ethers such as ethyl ether, isopropyl ether and dioxane, l , 1.2-
1-dichloro-1,2,2-trifluoroethane, trichlorofluoromethane, ■.
1.2.2−テトラクロロ−1,2−ジフルオロエタン
等の塩化弗化炭化水素等が挙げられる。これらの反応媒
体は、単独または混合して使用できる。生体への安全性
や反応後の除去の観点から、塩化弗化炭化水素、特に1
,1.2−トIJクロロ−1,2,2−)リフルオロエ
タンを含む反応媒体が好ましく、1.1.2−)リクロ
ロー1.2゜2−トリフルオロエタンとアセトンの混合
溶媒が好んで用いられる。Examples include chlorofluorinated hydrocarbons such as 1.2.2-tetrachloro-1,2-difluoroethane. These reaction media can be used alone or in mixtures. From the viewpoint of biological safety and post-reaction removal, chlorinated fluorinated hydrocarbons, especially 1
, 1.2-trichloro-1,2,2-)trifluoroethane is preferred, and a mixed solvent of 1.1.2-)lichloro-1.2゜2-trifluoroethane and acetone is preferred. It is used in
再生セルロース膜を処理する方法としては種々の方法が
ある。即ち、脂肪族カルボン酸無水物及びエステル化触
媒を反応媒体に分散または溶解させた処理液に、再生セ
ルロース膜を投入し攪拌する方法、処理液を充填した浸
漬槽内に高分子膜を浸漬させる方法、高分子膜を充填し
た処理槽に処理液に循環する方法が採用できる。さらに
、再生セルロースからなる高分子膜を透析器等に組み立
てた後、少なくとも血液を流通させる側に、処理液を循
環させるまたは充填して放置させる方法も当然採用でき
る。There are various methods for treating regenerated cellulose membranes. That is, a method in which a regenerated cellulose membrane is added to and stirred in a treatment solution in which an aliphatic carboxylic acid anhydride and an esterification catalyst are dispersed or dissolved in a reaction medium, and a polymer membrane is immersed in an immersion tank filled with the treatment solution. Alternatively, a method may be adopted in which the processing solution is circulated through a processing tank filled with a polymer membrane. Furthermore, after assembling a polymer membrane made of regenerated cellulose into a dialyzer or the like, it is naturally possible to adopt a method in which a treatment liquid is circulated or filled at least on the side through which blood flows and left to stand.
エステル化反応終了後、再生セルロース膜を処理液と分
離され、反応試薬、エステル化触媒または副反応生成物
等が膜に残留しない場合には省略されるが、通常これら
を除去するため洗浄が行われる。この洗浄操作には、反
応に使用した溶媒、またはメチルアルコール、エチルア
ルコールなど再生セルロース膜に大きな形態変化を起こ
させない溶媒を用い、浸漬抽出、またはソックスレー抽
出が行われる。最後に、減圧乾燥、送風乾燥等により残
留溶媒の除去が行われる。After the esterification reaction is completed, the regenerated cellulose membrane is separated from the processing solution and is omitted if no reaction reagents, esterification catalysts, or side reaction products remain in the membrane, but washing is usually performed to remove these. be exposed. In this washing operation, immersion extraction or Soxhlet extraction is performed using the solvent used in the reaction or a solvent that does not cause a major change in the form of the regenerated cellulose membrane, such as methyl alcohol or ethyl alcohol. Finally, residual solvent is removed by vacuum drying, blow drying, or the like.
このようにして膜表面がエステル化された再生セルロー
スからなる高分子膜では、実施例に示されるように用い
る高分子膜の優れた透析性能が損なわれることなく、補
体成分の活性化作用が抑制され、白血球一過性減少が軽
微になる。このような効果は、本発明に於いてエステル
化反応が高分子膜表面でのみ起こり、膜内部の化学的及
び物理的構造が維持されているためと考えられる。また
、表面にエステル化される量が、表面の物理化学的及び
生物化学的性質を改良するに十分な量であるが、水や物
質の透過に悪影響を与えない程度の極itであるためと
考えられる。A polymer membrane made of regenerated cellulose whose membrane surface has been esterified in this manner has the ability to activate complement components without impairing the excellent dialysis performance of the polymer membrane used, as shown in the examples. suppressed, and the transient decrease in white blood cells becomes slight. This effect is thought to be due to the fact that in the present invention, the esterification reaction occurs only on the surface of the polymer membrane, and the chemical and physical structure inside the membrane is maintained. In addition, the amount of esterification on the surface is sufficient to improve the physicochemical and biochemical properties of the surface, but is so small that it does not adversely affect the permeation of water or substances. Conceivable.
膜表面の物理化学的及び生物化学的性質の改良の効果は
、他の血液親和性にも指摘できる。即ち脂肪酸をエステ
ル結合させた疏水性分子鎖の場合、血漿タンパクのうち
アルブミンが選択的に吸着される。アルブミンは、血液
中で脂肪酸のキャリアーとして働き、分子軸中心に疏水
性のポケットを有しているといわれている。このポケッ
トに、疏水性の分子鎖が、結合するため選択的な吸着が
起こると考えられる。このようにアルブミンが選択吸着
する血液接触表面では、血液凝固が起こり難いと考えら
れている。その理論的根拠として、フィブリノーゲンや
免疫グロブリンのような糖鎖を有する蛋白質は、この糖
鎖を介して血小板と結合するが、アルブミンは、このよ
うな糖鎖を持たず、血小板との特異的な結合を起こさな
いため、血液中からアルブミンを優先的に吸着する血液
接触表面では血液凝固が起こり難いと考えられている。The effects of improving the physicochemical and biochemical properties of the membrane surface can also be noted on other blood affinities. That is, in the case of a hydrophobic molecular chain in which a fatty acid is ester bonded, albumin among plasma proteins is selectively adsorbed. Albumin functions as a carrier of fatty acids in the blood and is said to have a hydrophobic pocket at the center of its molecular axis. It is thought that selective adsorption occurs because hydrophobic molecular chains bind to this pocket. It is thought that blood coagulation is unlikely to occur on blood contact surfaces where albumin is selectively adsorbed in this manner. The rationale for this is that proteins with sugar chains such as fibrinogen and immunoglobulin bind to platelets via these sugar chains, but albumin does not have such sugar chains and has a unique bond with platelets. Since no binding occurs, it is thought that blood coagulation is unlikely to occur on blood contact surfaces that preferentially adsorb albumin from blood.
上記のようなアルブミンの選択吸着には、分子鎖が三箇
所以上で高分子膜表面に結合し、鎖の運動が抑制された
状態よりも、1端が結合し他の末端が自由に運動できる
ほうが好ましい。これは自由な分子鎖のほうが、膜の実
質表面を遮蔽し、実質表面でのその他の蛋白質の吸着が
抑制されるためと考えられる。また同じ効果により補体
蛋白の再生セルロース膜との直接接触が妨害され、その
活性化が抑制される。For the selective adsorption of albumin as described above, the molecular chains are bound to the polymer membrane surface at three or more places, and rather than the state where chain movement is suppressed, one end is bound and the other end can move freely. That's preferable. This is thought to be because free molecular chains shield the real surface of the membrane, suppressing adsorption of other proteins on the real surface. The same effect also prevents the direct contact of complement proteins with the regenerated cellulose membrane, suppressing their activation.
治療に使用する前に滅菌操作が必要であるが、本発明の
再生セルロース膜は、各種の滅菌法を利用することがで
きる。即ち、組み込んだ透析器を、そのまま乾燥状態で
滅菌する、エチレンオキサイドガス滅菌、高圧蒸気滅菌
、及びガンマ−線滅菌等が利用でき、または組み込んだ
透析器に水または生理食塩水などを充填した後滅菌する
、高圧蒸気滅菌、またはガンマ−線滅菌などが利用でき
る。Although sterilization is required before use for treatment, the regenerated cellulose membrane of the present invention can be sterilized using various sterilization methods. That is, the incorporated dialyzer can be sterilized in a dry state, ethylene oxide gas sterilization, high-pressure steam sterilization, gamma ray sterilization, etc., or the incorporated dialyzer can be sterilized with water or physiological saline, etc. Sterilization, high pressure steam sterilization, gamma ray sterilization, etc. can be used.
このような滅菌操作によって、改良された血液親和性が
変化することはない。Such sterilization procedures do not alter the improved hemocompatibility.
次に、実施例により本発明の内容をさらに詳細に述べる
。Next, the content of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.
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。Note that the measurement items described in the following examples were measured by the following methods.
(1)透水量
100本の中空繊維の束の両端を接着剤で固定したモジ
ュールを作り、中空部に水を満たした後、片端を閉じ、
開口部より200mmHgの圧力をかけながら水を入れ
、単位時間当たりの透水量を測定する。中空繊維の膜面
積は、内径、及びモジュールの有効長を測って計算によ
り求める。(1) Water permeability: Make a module by fixing both ends of a bundle of 100 hollow fibers with adhesive, fill the hollow part with water, close one end,
Water is poured through the opening while applying a pressure of 200 mmHg, and the amount of water permeation per unit time is measured. The membrane area of the hollow fiber is calculated by measuring the inner diameter and the effective length of the module.
(2)クリアランス
(1)と同様のモジュールを作り、水の代わりに110
00ppの尿素水溶液、または1100ppのビタミン
B−1”2 (VBI□)水溶液を用いて、(1)と同
様の方法で透析液中の濃度を、吸光度から求めて、次式
よりクリアランスを計算する。(2) Make a module similar to Clearance (1), and use 110 ml instead of water.
Using a 00pp urea aqueous solution or a 1100pp vitamin B-1''2 (VBI□) aqueous solution, determine the concentration in the dialysate from the absorbance in the same manner as in (1), and calculate the clearance using the following formula. .
クリアランス=
(透析液中の濃度)×(1分間光たりの透析液量)(3
)補体消費率
血清ITII+当たり80cIllの表面積になるよう
に再生セルロース膜を投入し、37℃で1時間振盪した
後、血清中に残存する補体化をメイヤー等の方法(εx
perimental Immunochemis
try+ p 1 3 3 。Clearance = (concentration in dialysate) x (volume of dialysate per minute) (3
) Complement consumption rate After adding a regenerated cellulose membrane to a surface area of 80 cIll per serum ITII+ and shaking at 37°C for 1 hour, the remaining complement in the serum was determined by the method of Mayer et al. (εx
peripheral immunochemistry
try+ p 1 3 3.
Thomas、 1961 )により50%溶血補体
価で求め、コントロールからの低下を補体消費率で表し
た。Thomas, 1961), the hemolytic complement value was determined as 50%, and the decrease from the control was expressed as the complement consumption rate.
(4)EIA (酵素免疫測定)法
中空繊維内にウサギ血漿を充填し、37℃で1時間イン
キュベートする。その後ウサギ血齋を押し出し、PBS
バッファーで数回洗浄する。この中空繊維内表面に血漿
を吸着させたサンプル内にそれぞれアルブミン、イムノ
グロブリン・ジー(IgG)、フィブリノーゲンに対す
るペルオキシダーゼ標識抗体(カペル社製)を充填し、
吸着している蛋白質と抗原抗体反応させる。PBSバッ
ファーで充分洗浄した後、中空繊維を2mm長に細断し
、ポリエチレン管に入れる。このポリエチレン管にペル
オキシダーゼの基質である3−(p−ヒドロキシフェニ
ル)プロピオン酸及び過酸化水素水を加え、酵素反応を
1時間行わしめて、生成する酸化物を螢光分光で測定す
る。(4) EIA (Enzyme Immunoassay) Method Fill the hollow fiber with rabbit plasma and incubate at 37°C for 1 hour. Afterwards, extrude the rabbit blood and add PBS.
Wash several times with buffer. Peroxidase-labeled antibodies (manufactured by Capel) against albumin, immunoglobulin G (IgG), and fibrinogen were filled into the samples with plasma adsorbed on the inner surface of the hollow fibers.
Antigen-antibody reaction occurs with the adsorbed protein. After thorough washing with PBS buffer, the hollow fibers are cut into pieces of 2 mm length and placed in a polyethylene tube. 3-(p-hydroxyphenyl)propionic acid, which is a substrate for peroxidase, and aqueous hydrogen peroxide are added to this polyethylene tube, the enzymatic reaction is allowed to proceed for 1 hour, and the produced oxide is measured by fluorescence spectroscopy.
実施例1
1.1.2−トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエ
タン−アセトン混合溶媒(アセトン12.5wt%)2
50mlに、無水カプロン酸0.047 g及び4−ジ
メチルアミノピリジン0.01 gを加え、処理液を調
合した。この処理液に再生セルロース中空糸膜(内径2
00μm、膜厚13μm、長さ約20an)を約600
本を垂直に2時間時々上下に動かしながら浸漬した。処
理した中空糸膜をメタノール中に一昼夜浸漬した後室温
で減圧乾燥し、再生セルロース中空糸膜を得た。得られ
た中空糸膜の補体消費率の結果を第1表に示す。Example 1 1.1.2-Trichloro-1,2,2-trifluoroethane-acetone mixed solvent (acetone 12.5 wt%) 2
0.047 g of caproic anhydride and 0.01 g of 4-dimethylaminopyridine were added to 50 ml to prepare a treatment liquid. This treatment solution was added to a regenerated cellulose hollow fiber membrane (inner diameter 2
00μm, film thickness 13μm, length approximately 20an) to approximately 600μm
The books were soaked vertically for 2 hours with occasional up and down movements. The treated hollow fiber membrane was immersed in methanol overnight and then dried under reduced pressure at room temperature to obtain a regenerated cellulose hollow fiber membrane. Table 1 shows the results of the complement consumption rate of the hollow fiber membranes obtained.
実施例2
無水カプロン酸の代わりに各種脂肪族カルボン酸無水物
を用いた以外は実施例1と同様な方法でエステル化し、
各種再生セルロース中空糸膜を得た。第1表に用いた脂
肪族カルボン酸無水物とその使用量、及びエステル化さ
れた再生セルロース中空糸膜の補体消費率の結果を示す
。Example 2 Esterification was carried out in the same manner as in Example 1 except that various aliphatic carboxylic acid anhydrides were used instead of caproic anhydride,
Various regenerated cellulose hollow fiber membranes were obtained. Table 1 shows the aliphatic carboxylic acid anhydrides used, their usage amounts, and the results of the complement consumption rate of the esterified regenerated cellulose hollow fiber membrane.
第1表
実施例3
実施例1〜2の再生セルロース中空糸膜についてEIA
法の測定を実施した。結果を第2表に示す。すなわち、
抗アルブミン抗体を用いた場合の蛍光強度1a、抗イム
ノグロブリン・ジー抗体を用いた場合の蛍光強度It、
抗フィブリノーゲン抗体を用いた場合の蛍光強度If、
としたとき、I a / I iの値及びI a /
I fO値を、未処理中空糸膜での値で除して、それ
ぞれ(Alb/IgG)及び(Alb/Fib)として
示した。このようにして得られた値は、1.00よりも
大きく、これらの中空糸膜では、未処理中空糸膜よりも
アルブミンを選択吸着している。 (以
下余白)第2表
実施例4
無水カプロン酸0.44g、4−ジメチルアミノピリジ
ン0.02 g及び1,1.2−トリクロロ−1゜2.
2−トリフルオロエタン−アセトン混合溶媒(アセトン
12.5wt%)700mlを加え処理液を調合した。Table 1 Example 3 EIA for regenerated cellulose hollow fiber membranes of Examples 1 and 2
The method measurements were carried out. The results are shown in Table 2. That is,
Fluorescence intensity 1a when using anti-albumin antibody, fluorescence intensity It when using anti-immunoglobulin G antibody,
Fluorescence intensity If when using anti-fibrinogen antibody,
Then, the value of I a / I i and I a /
The IfO value was divided by the value for the untreated hollow fiber membrane and expressed as (Alb/IgG) and (Alb/Fib), respectively. The value thus obtained is greater than 1.00, indicating that these hollow fiber membranes adsorb albumin more selectively than untreated hollow fiber membranes. (Margins below) Table 2 Example 4 0.44 g of caproic anhydride, 0.02 g of 4-dimethylaminopyridine, and 1.2 g of 1,1.2-trichloro-1°2.
A treatment solution was prepared by adding 700 ml of a 2-trifluoroethane-acetone mixed solvent (acetone 12.5 wt%).
この処理液に再生セルロース中空糸膜(内径200μm
、膜厚13μm、長さ30cm)の束(本数約7,00
0本)を、時々上下しながら30分間垂直に浸漬した。This treatment solution was added to a regenerated cellulose hollow fiber membrane (inner diameter 200 μm).
, film thickness 13 μm, length 30 cm) (approximately 7,00 pieces)
0) was immersed vertically for 30 minutes with occasional up and down movement.
処理後の再生セルロース中空糸膜束をメチルアルコール
中に一昼夜浸漬した後、室温で減圧乾燥することによっ
てエステル化された中空糸膜束を得た。The treated regenerated cellulose hollow fiber membrane bundle was immersed in methyl alcohol for a day and night, and then dried under reduced pressure at room temperature to obtain an esterified hollow fiber membrane bundle.
第3表に得られた中空糸膜について透析性能及び補体消
費率の測定結果を示す。Table 3 shows the measurement results of the dialysis performance and complement consumption rate of the hollow fiber membranes obtained.
次に、この中空糸膜を透析器に組込み、犬による体外循
環を行った。犬は体重約10kgのピーグル大を用い、
頚部に造設したシャントから100m1/minの血流
をとって透析器血液側に流した。なお体外循環に先だっ
て、生理食塩水で透析器内を洗浄した後、ヘパリン6.
0OOU/L含有の生理食塩水で透析器及び血液回路内
を充填し、その後血液を流した。透析器入口部で血液を
採取し白血球数を測定した。透析直前の白血球数を10
0とした時、透析後15分及び30分の価は、それぞれ
78及び82であった。Next, this hollow fiber membrane was installed in a dialyzer, and extracorporeal circulation was performed using a dog. The dog used was a peagle-sized dog weighing approximately 10 kg.
Blood flow at a rate of 100 ml/min was taken from a shunt created in the neck and flowed to the blood side of the dialyzer. Prior to extracorporeal circulation, after washing the inside of the dialyzer with physiological saline, heparin 6.
The inside of the dialyzer and blood circuit were filled with physiological saline containing 0 OOU/L, and then blood was allowed to flow. Blood was collected at the inlet of the dialyzer and the number of white blood cells was measured. White blood cell count just before dialysis to 10
When set to 0, the values 15 minutes and 30 minutes after dialysis were 78 and 82, respectively.
第3表
参考例
第3表に未処理の再生セルロース中空糸膜について透析
性能及び補体消費率の測定結果を示す。Table 3 Reference Example Table 3 shows the measurement results of dialysis performance and complement consumption rate for untreated regenerated cellulose hollow fiber membranes.
次に実施例4と同様に犬による体外循環を実施したとこ
ろ、透析直前の白血球数を100とした時、透析後15
分及び30分の価は、それぞれ13及び45であった。Next, when extracorporeal circulation was performed using a dog in the same manner as in Example 4, it was found that when the white blood cell count immediately before dialysis was 100, the number of white blood cells after dialysis was 15.
The minute and 30 minute values were 13 and 45, respectively.
実施例5
200−の栓付三角フラスコに、カプロン酸無水物35
■、4−ジメチルアミノピリジン4曙、1.1.2−
トリクロロ−1,2,2−トリフルオロエタン−アセト
ン混合溶媒(アセトン12.5wt%)100mlを加
え、処理液を調合した。室温で2時間放置後、2〜3
m / m長に細断した再生セルロース中空糸膜(膜厚
13μm、内径200μm) 4.5gを処理液に投
入し、栓をして、30℃の水溶中で30分振とうした。Example 5 In a 200-mm Erlenmeyer flask with a stopper, 35 ml of caproic anhydride was added.
■, 4-dimethylaminopyridine 4 Akebono, 1.1.2-
100 ml of trichloro-1,2,2-trifluoroethane-acetone mixed solvent (acetone 12.5 wt%) was added to prepare a treatment liquid. After leaving it at room temperature for 2 hours, 2-3
4.5 g of a regenerated cellulose hollow fiber membrane (membrane thickness: 13 μm, inner diameter: 200 μm) cut into pieces of m/m length was added to the treatment solution, the membrane was stoppered, and the membrane was shaken in an aqueous solution at 30° C. for 30 minutes.
その後中空糸膜をとり出し、メチルアルコール中に一昼
夜浸漬した後、中空糸膜を濾別し、室温で減圧乾燥した
。同様にして、調合後4,6,8.16時間室温で放置
した処理液についても実施し、それぞれ中空糸膜を得た
。Thereafter, the hollow fiber membrane was taken out and immersed in methyl alcohol for a day and night, then filtered off and dried under reduced pressure at room temperature. In the same manner, treatment solutions that had been left at room temperature for 4, 6, and 8.16 hours after preparation were also tested to obtain hollow fiber membranes, respectively.
補体消費率測定の結果を第4表に示すが、16時間の放
置後も処理液の反応性は変わらず、2時間と同様な補体
消費率を示す。The results of measuring the complement consumption rate are shown in Table 4, and the reactivity of the treatment solution did not change even after being left for 16 hours, showing the same complement consumption rate as after 2 hours.
第4表
処理液の放置時間 補体消費率2
14%
4 14%
6 12%
8 13%
16 14%
〔発明の効果〕
以上の説明から明らかなように、脂肪族カルボン酸無水
物を再生セルロース膜にエステル結合させることにより
、再生セルロース膜の優れた透析性能を維持したまま、
補体成分の活性化が抑制され白血球の一過性減少が軽減
される。また、アルブミンが選択吸着され血液に対する
適合性が改良される。Table 4: Leaving time of treatment solution Complement consumption rate 2
14% 4 14% 6 12% 8 13% 16 14% [Effects of the invention] As is clear from the above explanation, the superiority of the regenerated cellulose membrane can be improved by ester bonding the aliphatic carboxylic acid anhydride to the regenerated cellulose membrane. While maintaining the dialysis performance,
The activation of complement components is suppressed and the transient decrease in white blood cells is alleviated. In addition, albumin is selectively adsorbed and compatibility with blood is improved.
特許出願人 旭化成工業株式会社Patent applicant: Asahi Kasei Industries, Ltd.
Claims (2)
面に脂肪族カルボン酸無水物をエステル結合させたこと
を特徴とする改質された再生セルロース膜(1) A modified regenerated cellulose membrane characterized in that an aliphatic carboxylic acid anhydride is ester-bonded to at least the surface of the regenerated cellulose membrane that comes into contact with blood.
応媒体に溶解または分散させた溶液で再生セルロース膜
を処理することにより、脂肪族カルボン酸無水物と膜表
面の水酸基とのエステル化反応を行うことを特徴とする
改質された再生セルロース膜の製造方法(2) By treating the regenerated cellulose membrane with a solution in which an aliphatic carboxylic acid anhydride and an esterification catalyst are dissolved or dispersed in a reaction medium, the esterification reaction between the aliphatic carboxylic anhydride and the hydroxyl groups on the membrane surface is carried out. A method for producing a modified regenerated cellulose membrane, characterized by carrying out
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253724A JPH0199609A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Reformed regenerated cellulose membrane and production thereof |
| EP87116444A EP0266795B2 (en) | 1986-11-07 | 1987-11-06 | Improved regenerated cellulose membrane and process for preparation thereof |
| DE3785147T DE3785147T2 (en) | 1986-11-07 | 1987-11-06 | Regenerated cellulose membrane and process for its manufacture. |
| US07/488,511 US4999110A (en) | 1986-11-07 | 1990-02-28 | Regenerated cellulose membrane and processes for preparation thereof |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62253724A JPH0199609A (en) | 1987-10-09 | 1987-10-09 | Reformed regenerated cellulose membrane and production thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0199609A true JPH0199609A (en) | 1989-04-18 |
| JPH0556174B2 JPH0556174B2 (en) | 1993-08-18 |
Family
ID=17255261
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62253724A Granted JPH0199609A (en) | 1986-11-07 | 1987-10-09 | Reformed regenerated cellulose membrane and production thereof |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0199609A (en) |
-
1987
- 1987-10-09 JP JP62253724A patent/JPH0199609A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0556174B2 (en) | 1993-08-18 |
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