JPS5938805B2 - 選択透過性を有する半透膜の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は濾過型人工腎臓に使用するに適した選択的透過
性を有する限外濾過膜の製法に関するものである。

従来使用されている人工腎臓のほとんどは、所謂透析型
人工腎臓であって、透析膜で構成される流路に血液を、
膜をへだてだこれと反対側に生理食塩水を主成分とする
透析液を互いに向流に流すことにより、血液中の低分子
老廃物を除去するものである。

この透析による溶質の除去は、分子量の／トさな尿素な
どを適しているとはいうものの、尿毒症の毒素として最
近注目されている分子量５００〜２０００程度の中分子
物質に対しては十分な効果を発揮し得ない。

この中分子物質を除去； するためには、透析面積を大
きくするか、ないしは透析液、または血液の流量を増加
させなければならないが、生体は単一のコンパートメン
トではないだめ、細胞内液、細胞外液、脳を髄を液間な
どに組成や浸透圧の変化を生じ頭痛、嘔吐、全身倦怠感
などを主症状とする不均衡症候群が発生する。

これに対し、透析液を用いず、血液を限外濾過法によっ
て処理することによυ中分子量以下の老廃物を除去し、
この処理によって濃縮された血球□ 及び蛋白質成分を
含む血液に対し、生体の必要成分を人工的に添加し調整
した置換液（補液）を加えて、これの血球濃度にまで希
釈し、再調整された血液を患者の体内に戻す方法が濾過
型人工腎臓である。

′ 濾過型の人工腎臓に使用する限外濾過膜としては
血液中の蛋白質の阻止率が犬であって、且つ透液速度の
大きい膜を用いなければならないが、従来の限外ｒ過膜
では、そのようなすぐれた性能のものは知られていない
。

この黒酢酸セルロースは分子骨格が剛直であるが側鎖に
可撓性のある置換基を有しているため多くの溶剤に溶解
し、揮発性溶剤溶液から薄膜状でゲル状沈澱を起させる
ことができ、そのようにして得られた薄膜は透析膜とし
てすぐれたものであることが知られているが、製膜条件
の選択により限外濾過膜として適当な薄膜をも得ること
ができる。

酢酸セルロースヲ膜成分とする限外濾過膜の製法は酢酸
セルロースの揮発性溶剤溶液に膨潤剤或は可塑剤を加え
て流延するものであるが、使用する膨潤剤或は可塑剤は
、酢酸セルロースのゲル化条件に影響を与えるもので膜
の孔径を決定する上で大きな役割を果たすものである。

このような目的のために使用する膨潤斉滅は可塑剤とし
て、グリセリントリアセテート（特公昭４５−４６３３
号公報）や低級アルコール又はそのエスラル又は環状炭
化水素又はそのエーテル（特公昭４８−４００５０号公
報）などが知られている。

しかしながらこれらに示された添加剤は製膜後も膜中に
伺残存するため医療用の膜の製造には適しないものであ
るが、又は限外濾過膜としては性能的に不充分な膜しか
得ることのできないものである。

本発明者等は鋭意研究の結果、溶剤としてジメチルホル
ムアシド及びアセトンの混合物、膨潤剤として一定比率
のシクロヘキサノン及び水の混合物を用い、且つそれら
の重量比が一定の範囲内にあるとき満足すべき性能の酢
酸セルロース膜が得られることを見出した。

而して、その溶剤と膨潤剤の重量比を、ジメチルホルム
アミド・アセトン膨潤剤の三成分について三角座標上の
点であられした場合、図に示すようにＡ（６０，２０，
２ｏ’。

Ｂ（３５，４５，２０）、Ｃ（２５，３５，４０：Ｄ（
５０，１０，４０）の４点で囲まれた範囲内の割合であ
り、且つ膨潤剤であるシクロヘキサノン／水の比が０．
８以上１．３以下にあることが必要である。

本発明に用いる限外濾過膜の素材である酢酸セルロース
は酢化度５２〜５６％のものが適当である。

脱酸型方法としては、流延法が適用され、その手順を例
示するに次の通りである。

■）酢酸セルロースの溶剤及び膨潤剤からなる混合溶媒
に酢酸セルロースを溶解させ、流延用溶液とする。

２）流延用溶液を平滑なガラス板上、又は多孔質支持体
の上に流延し、一定時間放置して溶媒を一部蒸発させる
。

３）非溶剤（多くの場合水）中に成型途上の（溶媒の一
部が残存している）膜を浸漬することによりゲル化させ
ると同時に、膜中に含有されている残留溶剤を除去する
。

４）必要に応じ加熱処理する。

５）多価アルコールのような吸湿性物質を含む水溶液に
浸漬し、そのまま保存するか又は乾燥する。

以下に実施例をあげて本発明を説明するがこれにより限
定されるものではない。

実施例 １ 酢化度５４．６、重合度約１７０の酢酸セルロース１３
．０ｇをＮ、 ｆ’（ジメチルホルムアミド２７ｇアセ
トン３０ｇ、シクロヘキサノン１５ｇ、水１５ｇからな
る混合溶媒中で撹拌し溶解させた。

溶液は脱泡のため完溶後４０時間静置した。

このようにして作製した溶液を精練したテトロンクロス
（東し株式会社製、タフタ＃２３０）上にスリット間隔
２５０μのドクターブレードを用い、２０°Ｃ，ＲＨ６
５％の条件下に５ｃｒＩＬ／秒の速度で流延した。

流延中の膜の各部分の空気中滞留時間がすべて３０秒間
とするように流延速度と等速にて１℃に保った水中に導
入した。

このようにしてゲル化させた膜を水溶中３時間滞留させ
、次いで４５°Ｃの温水溶中で１５分間熱処理した。

このようにして得られた支持布付きの膜を、循環型限外
濾過装置（膜面積２５ｃｆｎ２）液流路の厚み２００μ
）に装着し、オバルブミン（分子量４５０００）２００
０ｐｐｍ、ビタミンＢ１２（分子量１３５５）２０ｐｐ
ｍ、尿素（分子量６０）１０００ｐｐｍを含む水溶液を
２５℃、圧力０１５ｋｇ／ｃｒｒｉ” 、循環液量１３
０ｍ１／分の条件で通液濾過し、得られたｒ液を液体ク
ロマトグラフィーにより分析し、各成分の透過率を求め
た。

その結果、オバルブミン０．１４％、ビタミンＢ１２９
２．０％、尿素９８．０％であった。

また濾過開始後３０分後の透液量は１．２２ （ｍ３／
ｍ２ｐ 日）であった。

また同じ膜を循環式平膜測定用逆浸透装置（Ｓ ｐ Ｓ
ｏｕｒｉｒａｇａｎ、インダストリアル−ｘ７ジニア
リング・ケミストリー・フンダム（Ｉ ｎ ｄｙ Ｅ
ｎｇｙＣｈｅｍ Ｆｕｎｄａｍ）３． ２０６ （１９
６４）に示されたものと同じ構造〕に装着しΩＬ Ｄｉ
ｒｅｃｔＧｒｅｅｎ３３（シリアス・スプレ・グリーン
（Ｓｉｒｉｕｓ ５ｕｐｒａ Ｇｒｅｅｎ） Ｂ Ｂ、
分子量１０９４バイエル社製） ２０００ ｐｐｍを含
む水溶液を２５℃、圧力２５ｋｇ／ＣｒｆＬ２、循環液
量５０１／分の条件で通液した。

ｒ液の６８０ｍμにおける吸光度から含有する染料濃度
を求めた。

その結果、濾過開始後３０分後の透液量は４．０４ （
ｍ３／４２Ｂ）であり、透過率は０．６６％であった。

オバルブミン、シリアス・スプラ・グリーン水溶液とも
透液量が大きくて透過率の小さい膜が好ましいが透液量
として、オバルブミン水溶液は０．５ ｍ”／ ｍ２日
シリアス・スプラ・グリーン水溶液は３ｍ３／ｍ２日で
あれば充分である。

実施例 ２ 実施例１に用いたと同じ酢酸セルロース１３．０９ｔａ
：Ｎ、Ｎ’ジメチルホルムアミド３７．０ｇ、アセトン
２５．（Ｌ？、シクロヘキサノン１２．５．９１水１２
．５９からなる混合溶媒に溶解し、テトロン布上に流延
する代りにガラス板上に流延した。

その他の条件は実施例１と同様にして、支持布なしの膜
を作成した。

しかる後、この膜をテトロンクロス（実施例１に用いた
ものと同じ）の上に重ね、実施例１に準じて評価した。

その結果を第１表に示す。

実施例 ３ Ｎ、Ｎジメチルホルムアミド４２．０ｇ、アセトン２５
．０ｇ、シクロヘキサノン１０．０ｇ、水１０．０ｇの
混合溶媒を用いた他は実施例２と同様にして製膜し、同
様に評価した。

その結果を第１表に示す。

比較例 １ 市販セルローストリアセテート製限外ｒ過式人工腎臓用
半透膜を実施例２と同様の方法で評価した。

比較例 ２〜５ 実施例１及び２に用いたのと同じ酢酸セルワースを用い
溶剤の組成をかえて製膜し、同様の方法で評価した。

流延条件は次の通りとした。比較例 ２ ジメチルホルムアミド２２ｇ、アセトン３５Ｉシクロヘ
キサノン１５ｇ、水１５ｇ、テトロン布上流延 （比較例 ３） ジメチルホルムアミド３７ｇ１アセトン３５ｇ１シクロ
ヘキサノン７．５ｇ、水７．５ｇ、テトロン布上流延 （比較例 ４） ジメチルホルムアミド３７ｇ、アセトン２５ｇ１シクロ
ヘキサノン１７ｇ、水８ｇ、ガラス板上流延 （比較例 ５） ジメチルホルムアミド４２ｇ、アセトン２５１１シクロ
ヘキサノン６８ｇ、水１３．２．９、ガラス板上流延 比較例 ６，７ 実施例１及び２に用いたと同じ酢酸セルロースを用い膨
潤剤の種類を含む溶剤組成を変更し、製膜し、同様の方
法で評価した。

（比較例 ６） ジメチルホルムアミド４２ｇ、アセトン２５ｙ１ ｔ−
ブタノール１０，９’、水１０１１ガラス板上流延 （比較例 ７） ジメチルホルムアミド４２ｇ、アセトン２５Ｊ、酢酸１
０ｇ、水１０ｇ、ガラス板罷流延・・上記比較例の結果
を前記実施例の結果と併せ七゛第１表に示す。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法によって流延用溶液を製造すると
きに使用するジメチルホルムアミド、アセトン、ならび
にシクロヘキノン／水混合物の三成分系の混合割合を示
す三角座標図（重量係表示）である。 図中、点Ａ、Ｂ、Ｃ及びＤで囲まれた実線内の符号即ち
ＸＩ、Ｘ２及びＸ３はそれぞれ実施例１２及び３に於け
る前記混合割合を、又△２及び△３はそれぞれ比較例２
及び３に於けるそれを示す。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 酢酸セルロース及びその溶剤と膨潤剤からなる溶液
   を流延して濾過用半透膜を製造するに際し前記溶剤とし
   てジメチルホルムアミド及びアセトンを、又膨潤剤とし
   てシクロヘキサノン／水混合物を用い、且つジメチルホ
   ルムアミド、アセトン及び膨潤剤の重量比が第１図に示
   した三角座標の点Ａ（６０，２０，２０）Ｂ（３５，４
   ５，２０）Ｃ（２５，３５，４０）及びＤ（５０，１０
   ，４０）の４点で囲まれた範囲内の割合であり、且つシ
   クロヘキサノン／水の比が０．８〜１．３であるＩＪ及
   び膨潤剤を使用することを特徴とする濾過型人工腎臓に
   適した半透膜の製法。