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WO2002087735A1 - Asymmetric porous films and process for producing the same - Google Patents

Asymmetric porous films and process for producing the same Download PDF

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WO2002087735A1
WO2002087735A1 PCT/JP2002/003883 JP0203883W WO02087735A1 WO 2002087735 A1 WO2002087735 A1 WO 2002087735A1 JP 0203883 W JP0203883 W JP 0203883W WO 02087735 A1 WO02087735 A1 WO 02087735A1
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WO
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polymer
dense layer
charge
membrane
asymmetric
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PCT/JP2002/003883
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English (en)
French (fr)
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Sung-Teh Kim
Chieko Yamamoto
Toshinori Koizumi
Masatoshi Saitoh
Shunji Maniwa
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Asahi Kasei Medical Co Ltd
Original Assignee
Asahi Medical Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP02720498A priority patent/EP1388364B1/en
Priority to JP2002585069A priority patent/JP4183509B2/ja
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    • B01D2325/14Membrane materials having negatively charged functional groups

Definitions

  • the present invention relates to an asymmetric porous membrane for separating a specific solute and / or dispersoid from a liquid, and a method for producing the same.
  • the asymmetric porous membrane of the present invention has a remarkably improved separation performance between solutes and / or dispersoids in the liquid to be treated and a membrane structure excellent in biocompatibility. It is particularly preferably used in the case of blood, and is most suitable as a separation membrane for extracorporeal circulation such as artificial dialysis.
  • a separation method using a membrane is used. Is commonly used.
  • a separation method by providing fa membranes of a certain size in the membrane, ⁇ separation by size barrier '' that separates according to the size of the solute, or by charging the membrane to make it a charged membrane, “Separation by a charge barrier” is known, in which solutes are electrically repelled and separated by charge.
  • a separation method using a membrane further, a separation method based on a difference in solute adsorption power to a membrane, a difference in ion exchange capacity, or a difference in dissolution-diffusion property is known. It is widely used in all industries, including processing, food and pharmaceutical manufacturing, and gas separation. Blood purification therapy in the medical field is intended to remove various toxins accumulated in blood for the purpose of improving pathological conditions such as renal failure and liver failure, and membrane separation technology has been applied here.
  • artificial kidneys used for the treatment of chronic or acute renal failure have a long history, and various artificial kidney membranes are practical, from flat collodion membranes to hollow fiber membrane-type artificial kidneys made of synthetic polymer. Has been transformed.
  • a method using a blood processing membrane with a pore size has been applied as a plasma exchange therapy or a blood purification method by plasma component fractionation.
  • These extracorporeal blood treatment membranes include dialysis, filtration, and diafiltration types.
  • the removal target is not only conventional low-molecular substances such as urea and ammonia, but also ⁇
  • ⁇ 2 MG 2 microglobulin
  • AGE late glycated protein
  • various types of membranes for treating hyper-homogeneous blood have been proposed, such as regenerated cellulose as a natural polymer or a modified product thereof, a cellulose-based polymer such as cellulose acetate, and a polyacrylonitrile-based polymer as a synthetic polymer.
  • Polymethylmethacrylate-based polymers, polyamide-based polymers, polysulfone-based polymers, and ethylene-vinyl alcohol copolymers are used as main membrane materials.
  • the structure of the membrane is roughly divided into a uniform membrane with a dense whole membrane, and a heterogeneous membrane (asymmetric membrane) consisting of a dense selective separation layer and a porous support layer. Therefore, the latter type, in which the permeation resistance is minimized and the physical strength of the support layer is ensured, is considered to be advantageous.
  • hydrophobic materials have recently been used because of their versatility as a resin material, strength as a structural material, sterilization resistance to heat and radiation, and excellent control of pore size and membrane structure by film formation.
  • Aromatic polysulfone polymers which are conductive polymers, are becoming the most typical membrane materials.
  • aromatic polysulfone-based polymers have high hydrophobicity and affect blood coagulation and air bleeding.
  • PVP polyvinylpyrrolidone
  • This membrane is responsible for complement activity due to contact with blood as reported on untreated cell-mouth membranes and for bradykinin production under special conditions during dialysis using a negatively charged polyacrylnitrile membrane. It is not expected to cause any adverse biological activity such as anaphylaxis.
  • This PVP blended polysulfone membrane discharges a blended dope of an aromatic polysulfone-based polymer and water-soluble PVP from the outer cylinder of the double spinneret in the wet molding process, and simultaneously releases the aqueous dope from the inner cylinder. It is manufactured by contacting with a coagulant to cause phase separation, and removing the PVP-rich phase formed after the phase separation out of the system.
  • the average pore size on the surface of the membrane in contact with blood can be controlled by changing the composition of the aqueous coagulant.However, the molecular weight distribution of PVP, the concentration of the polymer in the dope fluctuates, or the The distribution width of the surface pore diameter of the obtained separation membrane tends to be widened due to the share one caused by such ejection. For this reason, there is a problem in that if a high fraction of the low molecular weight plasma protein is to be removed, albumin, which is a useful plasma protein for the human body, will be removed more than necessary.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 5-131125 discloses a hemodialysis membrane obtained by blending a sulfonated aromatic polysulfone polymer and an aromatic polysulfone polymer. At the same time, it has been reported to show a low sieving coefficient for albumin. As described above, it is known that an ultrafiltration membrane having a negatively charged group on the blood contact surface has high permeability to plasma proteins.
  • factor 12 activates factor 12 (XII), one of the intrinsic coagulation factors in the blood, as is well known in the physiology, and the resulting fragment Xlla activates factor 1 (XI) in the presence of high molecular weight kininogen (eg, E. Cenni'et.al, Biomaterials and Bioengineeriner Handbook "Chap. 8, pp205, DLWise ed” Mercel Dekker , NY, (2000) and Kidney Int 1999 Mar; 55 (3) 11097-103).
  • This activation triggers the blood clotting intrinsic cascade.
  • BKN bradykinin
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. 08-5053111 discloses a membrane prepared by blending a sulfonated aromatic polysulfone polymer with an unsulfonated polysulfone polymer, A method is disclosed in which the product of the degree of conversion and the content of the sulfonated polysulfone-based polymer in the blend is controlled to 100 or less to suppress the production of bradykinin.
  • this method of reducing the total amount of sulfonic acid residues reduces the permselectivity of proteins, and inevitably reduces the performance of fractionation.
  • bradykinin disclosed in the publication is suppressed in comparison with the production amount when the blend content of the sulfonated polysulfone-based polymer is high. It is unclear whether the amount has no effect on living organisms, that is, whether it is safe for use in artificial kidneys.
  • Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-313886 discloses that a semi-permeable membrane for dialysis based on negatively charged polyacrylonitrile is used for contacting blood or plasma in contact with the semi-permeable membrane. A method using a neutral or cationic polymer has been disclosed to prevent the activation of water.
  • bradykinin is expected to be reduced as compared to before the treatment, since the neutral or cationic polymer covers the negative charge on the pore surface of the whole membrane, but polyacrylonitrile is used.
  • the base semipermeable membrane for dialysis was not sufficient in terms of fractionation performance due to low negative charge.
  • any of the conventional methods can provide a separation membrane having a sufficient fractionation performance while suppressing side effects on a biological system caused by direct contact between the negatively charged group and blood. Did not.
  • An object of the present invention is to provide, in particular, hemodialysis, which is excellent in selective separation of plasma proteins (fractionability), has little intrinsic coagulation, complement system, and kinin activities, and is extremely excellent in biocompatibility. It is an object of the present invention to provide an asymmetric porous membrane which can be used for plasma separation, etc. In particular, an object of the present invention is to provide a human serum albumin having a molecular weight of about 6,000 and a molecular weight of 3 to 3 represented by AGE. An object of the present invention is to provide an asymmetric porous membrane based on a synthetic polymer capable of selectively separating 40,000 proteins with high precision.
  • the present inventors have intensively studied a porous membrane having an asymmetric structure mainly composed of a synthetic polymer.
  • a dense layer having substantially no charge exists on at least the outermost surface on the liquid loading side of the liquid to be treated, and a negative charge exists on at least a part of the film other than the outermost surface.
  • the inventors have found that the above-mentioned problems can be solved, and have completed the present invention.
  • At least the dense layer having substantially no charge on the outermost surface functions as a size barrier (a sieving function based on molecular size), and a film other than the outermost surface is formed.
  • the part functions as a charge barrier (a sieve function based on repulsion due to charge). That is, the present invention
  • the negative charge mainly consists of the part of the porous membrane excluding the outermost surface of the dense layer.
  • the sulfonated polysulfone-based polymer is selected from a sulfonated aromatic polysulfone-based polymer, a sulfonated aliphatic polysulfone-based polymer, and a sulfonated product of a copolymer of a hydrophilic polymer and an aromatic polysulfone-based polymer. At least one asymmetric porous membrane according to (13),
  • the non-charged hydrophilic material is at least one selected from a hydrophilic polymer, a mixture of a hydrophilic polymer and an aromatic polyol-based polymer, and a copolymer of a hydrophilic polymer and an aromatic polysulfone-based polymer.
  • the membrane is a membrane for separating a plurality of solutes and / or dispersions present in the liquid to be treated by filtration and / or diffusion.
  • the asymmetrical structure according to any one of (1) to (17) Porous membrane,
  • a solution of a macromolecular negatively charged substance that can be blocked by the dense layer is placed on a porous substrate film of an asymmetric structure mainly composed of a synthetic polymer having substantially no charge and having a dense layer on the solution loading side.
  • a porous substrate film of an asymmetric structure mainly composed of a synthetic polymer having substantially no charge and having a dense layer on the solution loading side.
  • a polymer solution containing a synthetic polymer having a negative charge as a main component is discharged from the outer cylinder of the double cylindrical spout, and substantially has a coagulation action on the synthetic polymer from the inner cylinder of the spout.
  • a polymer solution containing a negatively charged synthetic polymer as the main component is discharged from the outer cylinder of the triple cylinder spout using a triple cylinder spout, and the charge is substantially discharged from the intermediate cylinder.
  • the synthetic polymer solution having no negative charge and the solvent having a solidifying action on the synthetic polymer having the negative charge and the synthetic polymer having substantially no charge are discharged from the inner cylinder (1) to (19).
  • FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing one embodiment of the asymmetric porous membrane of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram showing an example of a method for introducing a negative charge immediately below the dense layer of the asymmetric porous membrane of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing the sieving coefficient of 11 microglobulin and the sieving coefficient of albumin in various membranes. [Best mode for carrying out the invention]
  • the synthetic polymer mainly constituting the asymmetric porous membrane is not particularly limited as long as it is a synthetic polymer usually used as a separation membrane, but a synthetic polymer which is preferable for blood treatment and is preferably used. Specifically, it is preferable to be selected from any of a polyacrylonitrile-based polymer, a polymethylmethacrylate-based polymer, a polyamide-based polymer, a polysulfone-based polymer, and an ethylene-vinyl alcohol copolymer. Among them, polysulfone-based polymers are most preferred because they are excellent in resin strength and sterilization resistance, and are excellent in control of pore size and structure during film formation.
  • ⁇ ′ -based polymer refers to a synthetic polymer containing the polymer as a main component.
  • a polyacrylonitrile-based polymer means a synthetic polymer containing polyacrylonitrile as a main component.
  • These synthetic polymers may contain a monomer having an arbitrary functional group such as an anionic group in addition to the main component. Further, a polymer in which a part of a polymer is chemically modified and a functional group such as an anionic group is introduced may be included.
  • the liquid applied to the membrane is a liquid containing a plurality of solutes and Z or a dispersoid.
  • a typical example is blood containing various solutes from low to high molecules as components, and at the same time, blood cells as dispersed components. Blood includes not only whole blood but also blood from which components such as plasma and red blood cells have been separated. Therefore, a typical example of the asymmetric porous membrane of the present invention is a membrane that can be used for hemodialysis, hemofiltration, plasma separation, and the like.
  • the porous membrane having an asymmetric structure mainly composed of a synthetic polymer according to the present invention has, in its cross-sectional structure, a dense layer on the liquid loading side of the liquid to be treated, and has a larger pore diameter inside than the dense layer.
  • An asymmetric porous membrane formed from a support layer having a porous structure in which the average pore size increases in the direction opposite to the treatment liquid loading side is preferable. With such a structure, a flat membrane or a hollow fiber membrane may be used, and the shape of the membrane is not particularly limited.
  • albumin which is a useful protein in blood
  • the permeation resistance will be large, and the total filtration amount will decrease. Is preferably about 1 to 20; im, more preferably 2 to 1 OjUm. It is important to set the average pore size of the dense layer to an average pore size that increases the permeability of low molecular weight blood proteins and AGE that cause dialysis amyloidosis and reduces the leakage of plasma albumin. It is further important that the coagulation factor 12, the high molecular weight kininogen, and the prekallikrein have an average pore size that does not make contact with the support layer having a negative charge.
  • the molecular weight cut-off of the dense layer is preferably about 10 to 100 kD, more preferably 30 to 100 kD.
  • the molecular weight cutoff is defined as the average molecular weight of dextran molecules having a rejection of 90%.
  • the outermost surface of the dense layer has substantially no charge.
  • the dense layer may have no charge over the entire dense layer, or only the outermost surface of the dense layer may have no charge.
  • the outermost surface in the present invention is not a thin layer such as a dense layer that can be visually observed by a cross-sectional photograph of the film, but a thin layer that can be analyzed by surface analysis means such as X-ray photoelectron spectroscopy. That is.
  • the asymmetric porous membrane of the present invention requires that, in addition to the dense layer having the same size barrier, at least a part of the membrane other than the outermost surface has a negative charge that functions as a charge barrier. Regarding the distribution of the negative charge, if the dense layer has no charge over the whole, the negative charge may be present on any part or the whole of the membrane excluding the dense layer, but at least one of the negative charges may exist. The part needs to function as a charge barrier. Since the asymmetric porous membrane of the present invention is an asymmetric membrane having a large average pore diameter on the side opposite to the liquid loading side to be treated, if at least a negative charge exists on the side where the average pore diameter is close to the dense layer, that portion is reduced.
  • the negative charge exists at a high density directly under the dense layer, it is more preferable as a charge barrier.
  • the negative charge is preferably present over the entire membrane excluding the dense layer in order to prevent reverse inflow of a negatively charged physiologically active substance such as endotoxin.
  • the outermost surface of the dense layer when only the outermost surface of the dense layer has no charge, the outermost surface is removed (a negative charge may be present on the entire dense layer or on the entire film excluding the outermost surface.
  • the part needs to function as a charge barrier. If there is at least negative charge in the part except the outermost surface of the dense layer, that part is expected to function effectively mainly as a charge barrier.
  • the negative charge is preferably present over the entire membrane except for the outermost surface of the dense layer.
  • FIG. 1 shows one embodiment of the asymmetric porous membrane of the present invention.
  • a dense layer (a) having the smallest pore size is provided on the side in contact with the liquid to be treated in the cross section in the liquid to be treated transmission direction.
  • the dense layer (a) preferably has a thickness of a few Um or less, since it has a transmission resistance.
  • a layer (b) having a negative charge is provided on the transmission side of the membrane immediately below the dense layer.
  • the pore radius of the charged layer (b) is larger than that of the dense layer (a).
  • the entire dense layer (a) has substantially no charge.
  • the origin of the negative charge which at least partially functions as a charge barrier, originates from a charged substance that is originally not charged, and is derived from a charged substance that is later applied to the membrane, and the membrane originally has a negative charge. Comes from the membrane itself.
  • the negative charge comes from a charged substance that is later applied to the membrane, it is substantially charged
  • a membrane in which a polymer having a negative charge is applied to the inside of the membrane from the opposite side of the dense layer and immobilized is used.
  • the negative charge imparted to the substantially non-charged base film functions as a charge barrier at least in a desired part of the film.
  • a film having a negative charge is used as the substrate film, and at least the outermost surface having substantially no charge is formed on this surface.
  • examples of such a case include a surface of a dense layer of an asymmetric porous membrane having a negative charge, a membrane coated with a synthetic polymer having substantially no charge, and a surface of a porous membrane having a negative charge.
  • Another example is a composite membrane in which a dense layer is formed by solidifying a substantially non-charged synthetic polymer.
  • a porous substrate portion having a negative charge and a dense layer having at least the outermost surface having substantially no charge may be simultaneously integrated at the time of film formation by using a multi-slit type spinneret. Further, if the composition of the synthetic polymer discharged from the plurality of slits is changed, a film in which a part of the base film is negatively charged can be obtained, and these can be appropriately selected. As described above, when the substrate film is a porous film having a negative charge, the negative charge originally possessed by the film functions as a charge barrier at least in a desired portion of the film.
  • the substrate film having a negative charge in the present invention may be mainly composed of any of the synthetic polymers described in the above (page 9, lines 4 to 17).
  • zeta potential range is satisfied, regardless of the type and composition of the polymer, an appropriately formed film may be used, or a commercially available asymmetric porous synthetic film may be used.
  • synthetic polymer having a negative charge means that a substrate film obtained from this polymer exhibits the above-mentioned zeta potential.
  • the substrate film having substantially no charge in the present invention may be mainly composed of any of the synthetic polymers described in the above (page 9, lines 4 to 17).
  • an appropriately formed film may be used regardless of the type and composition of the polymer, and a commercially available asymmetric porous synthetic film may be used.
  • the above-mentioned synthetic polymer having substantially no charge is one in which a base film obtained from this polymer exhibits the above-mentioned zeta potential.
  • the negative charge functions as a charge barrier at a portion other than the outermost surface having no charge, and repels human serum albumin by electrostatic repulsion. It can suppress albumin permeability and reduce leakage of plasma albumin.
  • “mainly composed of a synthetic polymer” means a specific polymer having 50 ⁇ 1 ⁇ 2 or more of the constituent components of the asymmetric porous membrane.
  • a polysulfone-based polymer 50% by weight or more, preferably 6% by weight or more of the constituent components of the asymmetric porous membrane is a polysulfone-based polymer.
  • the negative charge is derived from the charge originally possessed by the base film and a polysulfone-based polymer is used as the synthetic polymer will be described in more detail, but the present invention is not limited thereto. Not something.
  • the polysulfone-based polymer is a general term for polymers having sulfone bonds, and includes both sulfonated polymers and non-sulfonated polymers. Further, it also includes a copolymer with a hydrophilic polymer.
  • the hydrophilic polymer include linear or branched alkylene oxide-based polymers represented by polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, and the like.
  • aromatic polysulfone-based polymers are roughly classified into aromatic polysulfone-based polymers and aliphatic polysulfone-based polymers.
  • aromatic polysulfone-based polymer refers to a sulfonated aromatic polysulfone-based polymer. It is used to distinguish it from an aromatic polysulfone polymer that is not sulfonated, and refers to an aromatic polysulfone polymer that is not sulfonated.
  • aliphatic polysulfone-based polymer similarly distinguishes a sulfonated aliphatic polysulfone-based polymer from an unsulfonated aliphatic polysulfone-based polymer.
  • a polysulfone polymer similarly distinguishes a sulfonated aliphatic polysulfone-based polymer from an unsulfonated aliphatic polysulfone-based polymer.
  • aromatic polysulfone polymer used in the present invention, a repeating unit is represented by the following chemical formula (1), chemical formula (2), chemical formula (3), chemical formula (4) or chemical formula (5).
  • aromatic polysulfone-based polymers Preferred are aromatic polysulfone-based polymers which are easily available industrially and whose repeating units are represented by the chemical formula (1), (2) or (3).
  • the degree of polymerization represented by n in the above formula is not particularly limited, but the weight average molecular weight of the polymer is preferably from 1,000 to 100,000, more preferably from 500,000 to 100,000.
  • aliphatic polysulfone-based polymer used in the present invention include an aliphatic polysulfone-based polymer having a repeating unit represented by the following chemical formula (6). '
  • the degree of polymerization represented by m and I is not particularly limited, but the molecular weight of the polymer is preferably 6000 to 600000 in terms of weight average molecular weight, more preferably 10000 ⁇ 200000.
  • the polysulfone-based polymer can be used as a copolymer with a hydrophilic polymer.
  • the copolymer of the non-sulfonated polysulfone-based polymer and the water-based polymer used in the present invention include a copolymer of a hydrophilic polymer and an aromatic polysulfone-based polymer, specifically, polyethylene oxide.
  • a block or graft copolymer of a linear or branched alkylene oxide polymer and the aromatic polysulfone polymer is preferred.
  • Non-sulfonated polysulfone polymer used in the present invention The copolymer with the polymer is not only a block or graft copolymer of the hydrophilic polymer and the aromatic polysulfone polymer, but also a random unit of a repeating unit of the hydrophilic polymer and a repeating unit of the aromatic polysulfone polymer. Copolymers can be used, but block or graft copolymers of the above hydrophilic polymer and aromatic polysulfone polymer are preferred.
  • the polysulfone polymer preferably contains at least one selected from a sulfonated polysulfone polymer and an aliphatic polysulfone polymer.
  • the sulfonated polysulfone-based polymer is a generic name of polymers having a sulfone bond and being sulfonated, and is not particularly limited. Examples thereof include a sulfonated aromatic polysulfone-based polymer and a sulfonated polymer. An aliphatic polysulfone-based polymer and a copolymer of each of these with a hydrophilic polymer are used.
  • sulfonated aromatic polysulfone-based polymer and the sulfonated aliphatic polysulfone-based polymer include the sulfonated products of the specific examples shown in the above-mentioned polysulfone-based polymer, and are preferably used.
  • Examples of the copolymer with a hydrophilic polymer include a copolymer of a hydrophilic polymer and a sulfonated aromatic polysulfone-based polymer, for example, a linear or branched alkylene oxide-based polymer represented by polyethylene oxide; A block or graft copolymer of polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol or the like and a sulfonated product of the above aromatic polysulfone-based polymer is exemplified. Among them, a linear or branched alkylene oxide-based polymer represented by polyethylene oxide A block or graft copolymer of the above and a sulfonated aromatic polysulfone polymer is preferably used. .
  • the method for sulfonating the aromatic polysulfone-based polymer and the aliphatic polysulfone-based polymer may be carried out by using a known method.
  • the aromatic polysulfone-based polymer is converted into a salt.
  • a polymer solution dissolved in methylene and a solution in which sulfonic acid is dissolved in methylene chloride are mixed with stirring in a reaction vessel, and the resulting polymer is precipitated with isopropanol, washed and dried to obtain a powdery polymer. be able to.
  • the hands of sulfonation The law is not limited to this.
  • the method for synthesizing a copolymer of a hydrophilic polymer and a sulfonated aromatic polysulfone polymer includes: (a) a method of sulfonating a copolymer composed of an aromatic polysulfone polymer and a hydrophilic polymer; (B) a method of sulfonating an aromatic polysulfone-based polymer and copolymerizing it with a hydrophilic polymer; (c) sulfonating a raw material monomer of the aromatic polysulfone-based polymer, and then sulfonating the sulfonated aromatic polysulfone-based polymer There is a method of synthesizing a polymer and further copolymerizing it with a hydrophilic polymer. Any of these synthetic methods may be used, and there is no particular limitation.
  • the sulfonated polysulfone polymer obtained by sulfonation is a sulfonated aromatic polysulfone polymer, if the degree of substitution is 1 or more, the hydrophilicity due to sulfonation tends to be strong and water-soluble. Difficult to use.
  • the degree of substitution is 0.5 or more and less than 1, water-swelling property is exhibited, so that the sulfonated aromatic polysulfone-based polymer cannot be used alone, and is not sulfonated.
  • the sulfonated aromatic polysulfone-based polymer can be used alone or as a mixture with an aromatic polysulfone-based polymer.
  • the hydrophilicity of the polymer is insufficient, so it is necessary to increase the hydrophilicity by using the polymer together with a hydrophilic polymer compound.
  • the hydrophilic polymer compound that can be used in combination include a hydrophilic polymer such as a linear or branched alkylene oxide-based polymer represented by polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, or polyethylene oxide, or the hydrophilic polymer.
  • a copolymer of a polymer and an aromatic polysulfone-based polymer may be used.
  • the asymmetric porous membrane of the present invention in order to further improve the hydrophilic performance, it is a preferred embodiment to use a hydrophilic polymer compound regardless of the degree of substitution.
  • the content in the dope solution is preferably 0.5 to 20 wt%, more preferably 1 to 1 Owto / o.
  • the degree of substitution (degree of sulfonation or DS) as used herein is defined as the number of sulfonic acid groups present per repeating unit of the polysulfone skeleton.
  • the aliphatic polysulfone polymer has a strong negative charge without being sulfonated.
  • the aliphatic polysulfone having a repeating unit represented by the chemical formula (6) is described above.
  • the sulfonation may be further carried out by using a known method, but the sulfonated polysulfone-based polymer can be used without performing the sulfonation.
  • the sulfonated aliphatic polysulfone-based polymer and the aliphatic polysulfone-based polymer may be used alone, or an aromatic polysulfone-based polymer may be used in combination.
  • the sulfonated aliphatic polysulfone polymer or the aliphatic polysulfone polymer in the dope solution depends on the amount of negative charge retained by the sulfonated aliphatic polysulfone polymer and the aliphatic polysulfone polymer.
  • a hydrophilic polymer compound in combination from the viewpoint of imparting hydrophilicity
  • the content of the hydrophilic polymer compound in the dope solution is 0.5 to 20 wt%. Is more preferable, and more preferably "!
  • a sulfonated aromatic polysulfone-based polymer, a sulfonated aliphatic polysulfone-based polymer, or an aliphatic polysulfone-based polymer may be used in combination as a component of the asymmetric multi-element L-membrane having a negative charge in the present invention. Can also.
  • a dense layer in which at least the outermost surface has substantially no charge exists on the solution loading side, but it is preferable that the outermost surface contains an uncharged hydrophilic material.
  • the dense layer may be made of this non-charged hydrophilic material, and this material is contained on the outermost surface of the substantially non-charged dense layer. It may be.
  • the outermost surface is preferably made of this uncharged hydrophilic material.
  • natural polymers or derivatives thereof for example, natural polymers and oligomers such as starch, pectin, gelatin, casein, dextran, and semi-synthetic materials such as methylcellulose, carboxymethylcellulose, and hydroxyethylcellulose Polymer and olives Branched or linear polyalkylene oxides represented by sesame and polyethylene oxide, polyethylene glycol, polyvinyl alcohol, polyvinyl methyl ether, polyvinyl pyrrolidone, sodium polyacrylate, polyethylene imine, polyacrylamide, and at least one of these Examples include a mixture of a species and an aromatic polysulfone-based polymer, and a copolymer of at least one of these and an aromatic polysulfone-based polymer.
  • hydrophilic polymers such as linear or branched polyalkylene oxides, polyethylene glycol, and polyvinylpyrrolidone; a mixture of the hydrophilic polymer and an aromatic polysulfone polymer; the hydrophilic polymer and an aromatic polysulfone A copolymer with a polymer is preferred, more preferably a linear or branched alkylene oxide polymer, a mixture of the alkylene oxide polymer and an aromatic polysulfone polymer, and the alkylene oxide polymer.
  • a copolymer of a polymer and an aromatic polysulfone polymer polyvinylpyrrolidone; a mixture of polyvinylpyrrolidone and an aromatic polysulfone polymer; and a copolymer of polyvinylpyrrolidone and an aromatic polysulfone polymer.
  • Particularly preferred are polyethylene oxide, polyvinylpyrrolidone, a mixture of each of these with an aromatic polysulfone-based polymer, and a copolymer of each of these with an aromatic polysulfone-based polymer.
  • the polyalkylene oxide used as an uncharged hydrophilic material or as a copolymer with a polysulfone-based polymer can be used not only in a linear form but also in a branched form. Since the cyside forms a so-called diffuse layer on the membrane surface, it exhibits extremely good biocompatibility and can greatly suppress the contact between a protein such as a high molecular weight kininogen and the base material membrane.
  • a method for producing an aromatic polysulfone copolymer having a branched alkylene oxide is disclosed in US Pat. No. 6,172,180.
  • the uncharged hydrophilic material include linear or branched alkylene oxide polymers, mixtures of the alkylene oxide polymers and aromatic polysulfone polymers, and alkylene oxide polymers and aromatics.
  • Copolymer with aromatic polysulfone polymer, polypinylpyrrolidone, polyvinylpyrrolidone and aromatic polymer A mixture of a sulfone polymer and a copolymer of polyvinylpyrrolidone and an aromatic polysulfone polymer, especially polyethylene oxide and polyvinyl bilidone, a mixture of each of these with an aromatic polysulfone polymer, and each of these And aromatic polysulfone-based polymers and copolymers have extremely low platelet, endogenous coagulation, complement system, and kinin activity due to contact with blood, not only have good biocompatibility, but also It also has the characteristic that the change in permeability over time as a blood treatment membrane can be suppressed during blood treatment, for example, during blood
  • these non-charged hydrophilic materials are not only soluble in the good solvent of the polysulfone polymer constituting the porous film as the base film, but also comprise the good solvent and the non-solvent of the polysulfone polymer.
  • the base film is dissolved in the mixed solvent at the time of spinning and film formation, or the base film is easily formed by post-coating treatment or the like.
  • a surface layer having these uncharged hydrophilic materials can be formed on the blood contact surface side.
  • the evaluation as to whether or not there is a layer having substantially no charge on at least the outermost surface of the dense layer depends on the kind of the synthetic polymer constituting the base film and the kind of the polymer charged substance. And X-ray photoelectron spectroscopy.
  • the synthetic polymer is a polysulfone-based polymer and has a layer containing an uncharged hydrophilic material as a layer having substantially no charge on at least the outermost surface of the dense layer: Do as follows.
  • the ratio of oxygen atoms to sulfur atoms was determined as the surface concentration index of an uncharged hydrophilic material by the X-ray photoelectronspectroseopy (XPS). ) Or the ratio of nitrogen to sulfur ([N] / [S]).
  • the evaluation distinction of [0] / [S] or [N] / [S] is determined by the uncharged hydrophilic material used.
  • a polymer containing polyvinylpyrrolidone [N] / [S
  • the value of [o] / [s] is used for a polymer containing a polyalkylene oxide.
  • having a layer containing an uncharged hydrophilic material means that [0] / [S]> 6 when the surface concentration index of the uncharged hydrophilic material is [0] / [S]. Means [0] / [S]> 7, and if [N] / [S], then [N] / [S]> 1.5, preferably [N] / [S]> 2. Say 0. When both polyvinylpyrrolidone and polyalkylene oxide are contained, either [0] / [S] or [N] / [S] should satisfy one of the above values.
  • a method for producing an asymmetric porous membrane of the present invention will be described. There are roughly seven methods for producing an asymmetric porous membrane of the present invention.
  • a porous membrane with negative charge is used as a base film, and a synthetic layer having substantially no charge is coagulated on this surface to form a dense layer.
  • a dope solution containing a synthetic polymer having a negative charge is discharged from the outer cylinder of the double cylinder spout, and the substantially non-charged synthetic polymer is mixed from the inner cylinder of the spout into a mixed solvent of a non-solvent and a good solvent.
  • a method of forming a film by discharging the dissolved mixed solution and subsequently coagulating it,
  • the dope solution is discharged from the outer cylinder of the triple cylinder spout, a solution containing a substantially uncharged synthetic polymer is discharged from the intermediate cylinder, and the dope and the charge are substantially discharged from the inner cylinder.
  • the dope solution is discharged from the outer cylinder of the double cylinder spinneret, and a solution containing a non-solvent and a good solvent is discharged from the inner cylinder of the spinneret and solidified to form a porous film.
  • a method of forming a film by contacting a solution containing a substantially non-charged synthetic polymer with a contact surface of the dense layer of the membrane.
  • a non-charged asymmetric porous membrane is used as the base material membrane.
  • a negatively charged synthetic polymer is solidified separately to form a dense layer.
  • the dope solution is discharged from the middle of the triple cylinder spinneret, a solution containing a synthetic polymer having substantially no charge is discharged from the outer cylinder, and the dope is substantially charged with a dope from the inner cylinder.
  • a dense layer containing a negative charge is formed by discharging a solvent having a coagulation action on a polymer that does not exist, and further, a solution containing a synthetic polymer having substantially no charge is brought into contact with the surface of the dense layer.
  • methods (1) and (2) are preferable manufacturing methods when there is no charge over the entire dense layer.
  • the methods (3) to (4) are preferable production methods when the outermost surface of the dense layer has no charge.
  • a porous membrane having a negative charge but not having a desired dense layer is prepared, and a synthetic polymer having substantially no charge is separately coagulated on the surface of the base film. This is to form a dense layer.
  • the substrate film having a negative charge may be mainly composed of any of the synthetic polymers described in the above (page 9, lines 4 to 17). It is a porous membrane showing a minus 2 mV or less, preferably a minus 4 mV or less, and a minus 5 OmV or more. As long as the membrane satisfies the range of the zeta potential, an appropriately formed membrane may be used regardless of the type and composition of the polymer, and a commercially available porous synthetic membrane may be used as the base membrane.
  • a known method for producing a composite film may be used. That is, a solution in which the synthetic polymer that forms the dense layer is dissolved in a solvent that is a good solvent for the synthetic polymer that forms the dense layer and that does not dissolve the base film is used. Next, after the solution is brought into contact with the surface of the base film, a coagulating liquid which does not dissolve the base film even with a non-solvent of the synthetic polymer forming the dense layer is contacted, or the solvent is removed by drying. A composite film is obtained by leaving the polymer to separate.
  • the dense layer to be composited on the surface of the substrate film may be formed from any of the synthetic polymers described in the above (page 4, lines 4 to 17). Use a polymer.
  • the type and composition of the polymer are not particularly limited as long as they satisfy the above definition (from the bottom of page 12, line 3 to page 13, line 6).
  • the uncharged hydrophilic material of the present invention may be applied to the outermost surface of the formed dense layer, or the dense layer itself may be formed from the uncharged hydrophilic material.
  • the solution of the charged substance is filtered from the support layer side of the membrane to the side with the dense layer. Or supply by diffusion. If a charged substance with a size that does not penetrate the dense layer is used, the charged substance advances through the support layer of the membrane to the dense layer, but is stopped by the dense layer and captured by the porous support layer immediately below the dense layer. Is done. Subsequently, the captured charged material is fixed.
  • a solution containing a cross-linking agent that causes cross-linking between charged substances or between the charged substance and the membrane material is supplied from the support layer side of the membrane by filtration or diffusion to locally perform a cross-linking reaction. It is preferable that the charged substance be physically and chemically fixed at a position immediately below the dense layer in the membrane.However, if it can be fixed in the membrane, a method other than cross-linking may be used. May be.
  • a cross-linking agent may be supplied by diffusion from the dense layer side to fix the charged substance immediately below the dense layer.
  • the charge in the cross-sectional direction of the membrane is directly reacted with the polymer solution using a chemical substance capable of introducing a chargeable functional group into the coagulant present outside the membrane.
  • a chemical substance capable of introducing a chargeable functional group into the coagulant present outside the membrane By making the distribution polar, it is possible to obtain a charged film in which the charge exists outside the film and no charge is generated in the dense layer, and the charge is not exposed on the inner surface.
  • the base film may be composed of any of the synthetic polymers exemplified above (lines 4 to 17 on page 9), but the asymmetric porous material having substantially no charge Membrane.
  • the polymer charged substance having a negative charge imparted to the substrate membrane may be any of natural or synthetic polymer charged substances, but sulfonic acid is particularly preferred due to the degree of ionization at physiological pH. Those having a group are preferred. Specifically, any so-called sulfated polysaccharide represented by acidic mucopolysaccharides such as heparin, heparan sulfate, chondroitin sulfate, and keratosulfate, and semi-synthetic polysaccharides such as dextran sulfate, may be used.
  • the synthetic polymer may be a polymer obtained by copolymerizing a vinyl monomer having a sulfonic acid group such as sodium methallyl sulfonate. Polymers are preferred. These are particularly preferable because of their chemical structure, they are self-crosslinked by treatment with a crosslinking reagent or irradiation, or fixed by reacting with a part of the membrane.
  • a polymer charged substance having a molecular size that does not pass through the dense layer is used, and is present in the film so that the applied negative charge is not exposed on the surface of the dense layer. Furthermore, if a polymer charge substance having high compatibility, particularly high adsorptivity, is used for the substrate film, a film having a negative charge applied to the entire substrate film other than the dense layer can be obtained.
  • an uncharged hydrophilic material may be applied to the outermost surface of the dense layer.
  • the production methods (3) to (4) will be described in detail using a case where a polysulfone-based polymer is used as a synthetic polymer and an uncharged hydrophilic material is used as a synthetic polymer having substantially no charge.
  • the present invention is not limited to this.
  • the polymer composition of the dope solution used for the production of the asymmetric porous membrane as the base membrane includes (1) a sulfonated polysulfone polymer alone, (2) a sulfonated polysulfone polymer, and an aromatic polysulfone polymer.
  • the polysulfone-based polymer having the above-described polymer composition is dissolved in a solvent to prepare a dope solution.
  • the solvent that dissolves the polysulfone-based polymer is hereinafter simply referred to as a good solvent.
  • a solvent such as N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolide, dimethylsulfoxide, etc. is preferably used. N, N-dimethylacetamide and N-methyl-1-piridone are preferred. It is not necessary to use these good solvents alone, but to mix two or more good solvents for the purpose of adjusting the solubility of the polymer, the viscosity of the dope, or controlling the film performance. Can also.
  • non-solvents of polysulfone-based polymers such as water, alcohols such as isopropyl alcohol and ethanol, inorganic salts such as sodium chloride and calcium chloride, and glycols such as propylene glycol, tetraethylene glycol and polyethylene glycol.
  • a non-solvent may be added to the doping in order to avoid porosity and void formation which affect the film performance in film formation.
  • the type and amount of addition may be appropriately selected and adjusted according to the performance of the porous membrane.
  • the concentration of the polymer in the dropping solution depends on the molecular weight of the polymer, but is 10 to 50 wt% .From the viewpoints of leakage resistance, film strength, etc., the polymer concentration is in the range of 15 to 40 wt%. Good.
  • the above dope solution is used as the stock solution from the outer cylinder.
  • the solvent used for the solution containing the uncharged hydrophilic material discharged from the inner cylinder of the spinneret is a mixed solvent obtained by adding a non-solvent to the solvent of the dope solution used for the outer cylinder.
  • the non-solvent include water, isopropyl alcohol, ethanol, propyl propylene glycol, tetraethylene glycol and the like, with water being preferred.
  • the mixing ratio between the good solvent and the non-solvent in the mixed solvent is the largest element that determines the average pore size of the base film.
  • the good solvent / non-solvent is preferably 100 to 90 to 65 35, more preferably 20 to 80 to 55 Z 45. .
  • the aromatic polysulfone-based polymer and the aromatic polysulfone-based polymer may be used within the range of dissolving in the mixed solvent used for the inner cylinder. It is preferably used as a mixture or a copolymer with an aromatic polysulfone polymer.
  • the concentration of the uncharged hydrophilic material which is an important factor that determines the thickness of the surface layer, is 0.01 to 15 wt%, more preferably about 0.05 to 5 wt%.
  • a uniform thin film having a thickness sufficient for suppressing the influence of negative charge on the base film can be formed.
  • the solution since the solution has a low viscosity, the diffusion of the polymer to the outer cylinder solution side is promoted, and it is possible to uniformly cover the opening surface without greatly changing the opening diameter of the hole surface near the base film surface. Becomes
  • the hollow fiber membrane can also be produced by using a triple cylindrical spout.
  • the dope solution is discharged from the outer cylinder of the triple cylindrical spout, the solution containing the uncharged hydrophilic material is discharged from the intermediate cylinder, and the above-mentioned polysulfone polymer and the uncharged hydrophilic material are solidified from the inner cylinder.
  • the asymmetric porous membrane is manufactured by discharging a solvent having an action.
  • Examples of the solvent for the solution containing an uncharged hydrophilic material discharged from the intermediate cylinder include N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethylsulfoxide and the like. Solvents are suitably used, and among them, N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred. In addition, these solvents do not need to be used alone, but may be used to adjust solubility and viscosity of the polymer, or For the purpose of controlling the film performance, two or more solvents may be mixed and used.
  • non-solvents such as water, alcohols such as isopropyl alcohol and ethanol, inorganic salts such as sodium chloride and calcium chloride, and glycols such as propylene glycol, tetraethylene glycol and polyethylene glycol are used in the film forming process. It can be added to avoid porosity and void formation, which affect the properties. The type and amount of addition can be appropriately selected and adjusted according to the performance of the porous membrane.
  • a mixed solvent of a good solvent and a non-solvent is discharged from the inner cylinder.
  • the good solvent solvents such as N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone and dimethylsulfoxide are preferably used. N, N-dimethylacetamide and N-methyl-2-pyrrolidone are preferred. These solvents do not need to be used alone, and two or more solvents can be used in combination for the purpose of controlling the film performance.
  • the non-solvent include water, isopropyl alcohol, ethanol, propyl propylene glycol, tetraethylene glycol and the like, with water being the best.
  • the mixing ratio of a good solvent to a non-solvent in the mixed solvent is the largest factor that determines the average pore size of the base film.
  • the ratio of water, which is a non-solvent is generally high.
  • the hollow membrane spun as in (3) or (4) is coagulated in a coagulation bath, washed and dried to form the asymmetric porous membrane of the present invention.
  • post-treatment using high-temperature steam is also effective.
  • the composition of the coagulation bath it is preferable to use water which is a non-solvent, but it is preferable to use N, N-dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, N-methyl-2-pyrrolidone, dimethyl sulfoxide and the like. It may contain a solvent.
  • solvents do not need to be used alone, and two or more solvents may be mixed with water for the purpose of controlling the coagulation property of the polymer or the membrane performance.
  • isopropyl It is also possible to add a non-solvent such as alcohols such as alcohol and ethanol, and the type and amount of addition may be appropriately selected and adjusted according to the performance of the porous membrane.
  • the temperature of the coagulation bath is important in that it greatly affects the film performance
  • the base film can be formed by a method substantially similar to the methods (3) and (2).
  • the solution composition of the inner cylinder during spinning may be the solution composition of a good solvent and a non-solvent used for the inner cylinder described in the above-mentioned production method using a triple cylindrical spinneret.
  • the method for bringing the solution containing the uncharged hydrophilic material into contact with the surface of the dense layer of the porous membrane is not particularly limited. After a hollow fiber module is prepared by a known method, the uncharged surface is placed on the surface of the dense layer of the module.
  • the substrate film is kept in contact with the solution for a long time to swell, or the treatment temperature is higher than the room temperature, preferably about 50 to 70 ° C. It is desirable to set to.
  • the number of moles of sulfonic acid groups is determined by the neutralization titration method shown in “Analytical Chemistry Handbook (Revised 2nd Edition, 1971)” edited by The Japan Society for Analytical Chemistry, p. 367 (2-47-3 quantification). Furthermore, in NMR, the aromatic moiety and the methylene chain of polyethylene oxide The weight% of the polysulfone skeleton is determined from the integral value of the portion.
  • the number of sulfonic acid groups per repeating unit of the polysulfone skeleton that is, the degree of substitution (degree of sulfonation or DS), is calculated from the amount of sulfonic acid groups previously determined, calculated per repeating unit of the polysulfone skeleton.
  • GPC columns KD-806M, KD-803, KD-802 (all manufactured by Shodex X) were connected to a measuring device Syst em-21 (manufactured by Shodex), and dimethyla was used as a developing solution.
  • TMP transmembrane pressure
  • EKA a l y z e r
  • 0.1 mo I no I KOH solution (0.1 volume IOH KOH solution for volumetric analysis, manufactured by Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was added. Add to bring the pH to 11. After that, 0.1 mo I I HC I solution (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.
  • the hollow fiber membrane was cut open to expose the inside, and several were arranged so as to be within the measurement field of view, and this was measured with an XPS (Physical Electronics, Inc. PH I-5400) device under the following conditions.
  • Excitation source M g ⁇ (15 kVZ22.7 mA) analysis area 3.5 mmX 1 mm % Uptake area is Survey S can (for qualitative analysis) 1 100 to O e V, N arrow S can (quantitative analysis) For analysis and chemical analysis) C ls, O ls, S 2 p, N 1 s, Pass energy Survey S can: 178.9 eV, N arrow S can: 35.7 eV.
  • Elemental concentrations were determined from the area intensities of the obtained scan scans by using the relative sensitivity coefficient of the library of the apparatus and quantitatively calculated.
  • the relative sensitivity coefficients used are C ls: 0.296, O ls: 0.711 S 2 p: 0.666, and N 1 s: 0.477.
  • Triton X-1 O OZP BS solution obtained by dissolving Triton X-100 (Nacalai Tesque) in phosphate buffer solution (PBS) (Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) was used.
  • PBS phosphate buffer solution
  • LDH reaction reagent LDH monotest: Behringer Mannham
  • BCA proteinassayreagent A manufactured by PI ERCE Bicinchoninic A cid
  • the SC Simple C, coefficient
  • Bisphenol A (Tokyo Kasei) 29.02 g, 4,4'-Dichlorodiphenylsulfone (Tokyo Kasei) 31.56 g in a 100 Om I three-separable flask, and bis (2-chloro) Benzenesulfonate) sodium 5,5'-sulfonate 10.23 g, potassium carbonate (Wako Pure Chemicals) 52.76 g, toluene (Wako Pure Chemicals) 80.8 mI, N-methylone 2-Pyrrolidone (Tokyo Kasei) 194.6 ml was weighed out and replaced with nitrogen for 2 hours while stirring.
  • the filtrate was poured into OOOml of distilled water, concentrated hydrochloric acid was added so that the pH of the mixture of the filtrate and distilled water became 2, the mixture was filtered off, and the filtrate was washed with water until the pH became 7. And 7 more After washing for 3 hours at 0 ° C and a 0% aqueous ethanol solution of 6000 ml for 3 hours, the residue is washed with ethanol, and then dried in vacuo at 50 ° C to obtain a sulfonation degree (DS) of 0. As a result, a sulfonated aromatic polysulfone-based polymer was obtained. The yield at this time was 65 g. The weight average molecular weight of the obtained polymer was 75,000.
  • the filtrate was poured into 5,000 ml of distilled water, concentrated hydrochloric acid was added so that the pH of the mixture of the filtrate and distilled water was 2, the mixture was filtered off, and the filtrate was washed with water until the filtrate became pH-f.
  • a block copolymer was obtained.
  • the yield at this time was 151.66 g.
  • the potential of the obtained copolymer was -0.3 mV, and the weight average molecular weight was 60,000.
  • polysulfone sulfonated polysulfone
  • Polyethylene glycol # 4000 (Tokyo Kasei Kogyo Co., Ltd., hydroxyl value 36 mg KOHZg) in a 1 000 ml three-separable flask 1 29.84 g, a tetrafunctional block derived from ethylenediamine with propylene oxide and ethylene oxide added sequentially One (BASF F, Tetronic 304 hydroxyl value 68 mg KOH / g) 26.74 g, potassium carbonate 200.03 g, toluene 173.
  • Om I N-methyl-2-pyrrolidone 340.6 mI While stirring Nitrogen replacement for 2 hours.
  • reaction mixture of the chlorinated sulfonated prepolymer at both ends a reaction mixture of a branched polyethylene ox-doble polymer and 100 mL of toluene were added, and the mixture was purged with nitrogen while stirring. After maintaining the reaction mixture at 155 ° C., toluene was refluxed for 3 hours, during which time azeotropic water was removed from the mixture using a Dean stack trap. Subsequently, the temperature of the mixture was raised to 190 ° C, toluene was removed for 1 hour, and the mixture was further kept at 190 ° C for 8 hours to synthesize a branched polyethylene oxide monosulfonated polysulfone copolymer.
  • the reaction mixture was slowly dropped into 10,000 ml of distilled water with stirring to obtain a fibrous branched polyethylene oxide-sulfonated polysulfone copolymer.
  • the filtrate was poured into 5000 ml of distilled water, concentrated hydrochloric acid was added so that the pH of the mixture of the filtrate and distilled water became 2, and the mixture was filtered off and washed with water until the filtrate became pH 7.
  • the mixture was further stirred for 3 hours in 6000 ml of a 40% aqueous ethanol solution at 70 ° C for 3 hours, filtered, washed with ethanol, dried in vacuo at 50 ° C, and mixed with a branched polyethylene oxide-sulfonated polysulfone. A polymer was obtained.
  • the yield at this time was 215 g.
  • the degree of sulfonation substitution (DS) of the obtained copolymer was 0.3, and the weight-average molecular weight was 37,000.
  • Examples 1 to 7 show examples of producing an asymmetric porous membrane using a double spout or a triple spout.
  • the block copolymer 0.5 was used as an inner cylinder liquid with a double-layered hollow part, extruded from a double spinner, passed through a hood filled with steam at an average temperature of 40 ° C, and provided 60 Omm below. It was immersed in water at ° C and wound up at a speed of 5 OmZmin. Thereafter, the substrate was washed with hot water at 90 ° C. for 90 m ⁇ , and dried at 70 ° C. to obtain a hollow fiber for evaluation. Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • Aromatic polysulfone (Amoco ⁇ Engineering Co., Ltd .: Udel P-1700) 15 parts by weight, 7 parts by weight of sulfonated polysulfone copolymer obtained by the production method described in Reference Example 1, 7 parts by weight, described in Reference Example 2
  • a spinning dope comprising 8 parts by weight of a block copolymer of branched polyethylene oxide and aromatic polysulfone, 10 parts by weight of tetraethylene glycol, and 60 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone obtained by the production method described above was prepared.
  • This spinning dope was kept at 50 ° C., and 50 parts by weight of water, 49.5 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone, and branched poly.ethylene oxide and aromatic obtained by the production method described in Reference Example 2
  • 0.5 parts by weight of a polysulfone block copolymer was extruded from a double spinneret as an inner cylinder liquid, passed through a hood filled with water vapor at an average temperature of 40 ° C, under 60 Omm; It was immersed in the provided water at 55 ° C and wound at a speed of 5 Om min.After that, it was washed with hot water at 90 ° C for 9 Omin, dried at 70 ° C, and the hollow fiber for evaluation was dried.
  • Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • a spinning dope comprising 18 parts by weight of the graft-sulfonated polysulfone obtained by the production method described in Reference Example 3, 30 parts by weight of tetraethylene glycol, and 52 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone was prepared.
  • the spinning dope was kept at 50 ° C., and 50 parts by weight of water, 49.5 parts by weight of N-methyl-1-pyrrolidone, and branched polyethylene oxide and aromatic obtained by the production method described in Reference Example 2
  • Block copolymerization of polysulfone 0.5 part by weight as an inner cylinder liquid is extruded from the double spinneret, passes through a hood filled with steam at an average temperature of 40 ° C, and is placed at 60 ° C below 55 ° C water. And wound at a speed of 50 mZm i ⁇ . Thereafter, the substrate was washed with hot water at 90 ° C for 90 minutes and dried at 70 ° C to obtain a hollow fiber for evaluation.
  • Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • the spinning dope was kept at 50 ° C, and 50 parts by weight of water, 49.5 parts by weight of N-methyl-1-pyrrolidone, Reference • Branched polyethylene oxide and aromatic polysulfone obtained by the method described in Example 2 0.5 part by weight of the block copolymer was extruded from a double spinneret as an inner cylinder 3 ⁇ 4, passed through a hood filled with water vapor at an average temperature of 40 ° C, and provided below 60 Omm. It was immersed in water at ° C and wound up at a speed of 5 OmZmin. Thereafter, the substrate was washed with hot water at 90 ° C. for 90 min and dried at 70 ° C. to obtain a hollow fiber for evaluation. Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow yarns by the method described above.
  • Section as inner cylinder liquid Simultaneously extruded from the inner cylinder, heated in a hood with an average temperature of 40 ° C filled with water vapor, immersed in 60 ° C water provided below 110 mm, and immersed in 5 OmZm in Wound at speed. Thereafter, the resultant was washed with hot water at 90 ° C. for 90 min and dried at 70 ° C. to obtain a hollow fiber for evaluation.
  • Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • This spinning solution was kept at 50 ° C, and 50 parts by weight of water, 49.5 parts by weight of N-methyl-1-pyrrolidone, and a branched polyalkylene oxide and aroma obtained by the method described in Reference Example 2
  • 0.5 part by weight of an aromatic polysulfone block copolymer as an inner cylinder liquid was extruded from a double spinneret, passed through a hood filled with water vapor at an average temperature of 40 ° C, and provided 55 ° below 60 Omm C was immersed in water and wound at a speed of 50 mZmin. Then, it was washed with hot water of 90 ° C for 9 Omin and dried at 70 ° C to obtain a hollow fiber for evaluation.
  • Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • a homogeneous spinning dope consisting of 18 parts by weight of aromatic polysulfone (manufactured by Amoko Engineering Co., Ltd .: Hudel P17.00), 7 parts by weight of polyvinylpyrrolidone, and 7 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone was prepared. Produced. The spinning stock solution is kept at 50 ° C, and 50 parts by weight of water and 50 parts by weight of N-methyl-1-pyrrolidone are extruded from the double spinneret as an inner cylinder solution, and the average temperature filled with steam is 40 ° C. After passing through the hood of C, it was immersed in 55 ° C water provided 60 Omm below and wound up at a speed of 5 OmZmm ⁇ .
  • Example 3 The same spinning dope as in Example 1 was kept at 50 ° C., and 50 parts by weight of water and 50 parts by weight of N-methyl-1-pyrrolidone were used as an inner cylinder liquid, extruded from a double spinneret, and filled with water vapor. After passing through a hood at a temperature of 40 ° C, it was immersed in water at 55 ° C provided below 60 Omm and wound up at a speed of 50 m / min. Thereafter, the substrate was washed with hot water of 90 ° C for 90 minutes and dried at 70 ° C to obtain a hollow fiber for evaluation. Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above. (Comparative Example 3)
  • Example 2 The same spinning dope as in Example 2 was kept at 50 ° C, and 50 parts by weight of water and 50 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone were extruded from a double spinneret as an inner cylinder liquid, and the average temperature filled with water vapor was used. It passed through a hood at 40 ° C, was immersed in water at 55 ° C provided below 60 Omm, and was wound at a speed of 50 mZmin. Thereafter, the substrate was washed with hot water at 90 ° C. for 90 min and dried at 70 ° C. to obtain a hollow fiber for evaluation. Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • Example 3 The same spinning dope as in Example 3 was kept at 50 ° C, and 50 parts by weight of water and 50 parts by weight of N-methyl-2-pyrrolidone were used as an inner cylinder liquid and extruded from a double spinneret, and the average temperature filled with water vapor It passed through a hood at 40 ° C, was immersed in water at 55 ° C provided below 60 Omm, and was wound at a speed of 50 mZmin. Thereafter, the substrate was washed with hot water of 90 ° C. for 90 min and dried at 0 ° C. to obtain a hollow fiber for evaluation. Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above.
  • Example 4 The same spinning dope as in Example 4 was kept at 50 ° C, and 50 parts by weight of water and 50 parts by weight of N-methyl-1-pyrrolidone were extruded from a double spinneret as an inner cylinder liquid, and the average filled with water vapor was used. It passed through a hood at a temperature of 40 ° G, was immersed in water at 55 ° C provided below 60 Omm, and was wound at a speed of 50 mZmin. Thereafter, the substrate was washed with hot water of 90 ° C. for 90 min and dried at 70 ° C. to obtain a hollow fiber for evaluation. Table 1 shows the results of evaluating the obtained hollow fibers by the method described above. ⁇ n H ⁇ white absorption B KN x) ⁇ 2 MG .1 MG phanolebmin fractional molecular view X p S 2 > r lightning level 3)
  • Example 1 1.2 1.4 2.1 1.00 0.22 0.004 40 ⁇ 5 7.8 -4
  • Example 2 1.0 1.3 1.9 1.00 0.24 0.004 .40 ⁇ 5 8.5 13
  • Example 3 1.2 .1.3 2.1 1.00 0.18 0.005 .0 ⁇ 5 8.0 -3
  • Example 4 2.0 1.8 2.3 1.00 0.18 0.005 .40 ⁇ 5 7.1 -5
  • Example 5 1.3 1.5 2.2 1.00 0.22 0.004 40 ⁇ 5 7.9 -4
  • Example 6 1.5 1.6 2.1 l.do 0.18 .0.005 40 ⁇ 5 7.5 -4
  • Example 7 1.2 1.8 2.1 1.00 0.16 0.005 40 ⁇ 5 7.8 1-4 Comparative Example 1 5.5 4.2 2.1 1.00 0.09 0.011 40 ⁇ 5 1.8 -1
  • Comparative Example 2 70.2 4.8 16.6 1.00 0.19 0.006 40 ⁇ 5 5.9 -10 Comparative Example 3 84.5 7.5 8.5 1.00 0.20 0.006 40 ⁇ 5 5.8 .-7 Comparative Example 4 82.2 5.4 5.8 1.00 0.18 0.006 40 ⁇ 5 5.6 -9 Comparative Example 5 200 5.8 69.8 1.00 0.18 0.006 40 ⁇ 5 5.5 -13
  • BKN productivity is a fractional value when non-contact blood, which is a control, is set to 1.
  • Comparative example 1 is the value of [N] / [S], other examples are the values of [0] / [S].
  • Example 8 With reference to FIG. 2, one example of the film manufacturing method and the film properties of Example 8 will be described.
  • the base film is a polysulfone hollow fiber membrane having a gradient asymmetric structure having a dense layer (a) inside and a support layer (c) outside, and the molecular weight cut off of the dense layer (a) is 60.
  • the charged layer (e) is introduced into the support layer immediately below the dense layer of the above film.
  • a charged polymer solution (d) consisting of a dilute proteoheparin aqueous solution (about 1%) having a large molecular weight (about 200 to 500 kD) was prepared, and the outer side of the hollow fiber membrane was formed as shown in Fig. 2A.
  • the membrane is subjected to reverse filtration (arrows) inward, and as shown in Fig. 2B, as a negatively charged molecule, the proteoheparin is captured in the support layer (c) immediately below the dense layer in the membrane, and the charged layer ( e) is formed.
  • Fig. 2A The membrane is subjected to reverse filtration (arrows) inward, and as shown in Fig. 2B, as a negatively charged molecule, the proteoheparin is captured in the support layer (c) immediately below the dense layer in the membrane, and the charged layer ( e) is formed.
  • heparin a small molecule, as a negatively charged substance instead of proteoheparin, it is effective to polymerize the heparin molecule in advance with a crosslinking agent to increase the molecular weight. Can be captured by the support layer (porous layer).
  • the charged membrane thus manufactured has a dense layer with a molecular weight cut-off of 60 to: L00 kD and a thickness of about lm in the innermost layer, and has a larger pore diameter than the dense layer immediately below (a molecular weight cut-off of 100 kD or more). It is an asymmetric porous membrane having a negative charge on the support layer, and satisfies the basic properties shown in Fig. 1.
  • a ultrafiltration membrane with a fractional molecular weight of 20 to 40 kD for the dense layer is selected.
  • a dilute heparan sulfate propoglycan aqueous solution (about 1%) having a large molecular weight (about 100 to 200 kD) is prepared and subjected to back filtration from the outside to the inside of the hollow fiber membrane to remove heparan sulfate proteoglycan.
  • the charged layer is formed by being captured by the support layer immediately below the dense layer in the membrane.
  • a cross-linking accelerator is applied from the inside of the hollow fiber while performing back filtration. (0.075M sodium metaperiodate-0.0375M lysine-pH6.2 buffer) is allowed to reach below the dense layer by diffusion to initiate the polymerization reaction. According to this method, heparin can be reliably fixed immediately below the dense layer.
  • the diol group of the 5-membered ring of the sugar chain of heparan sulfate is oxidized with sodium metaperiodate to form an aldehyde group.
  • Sodium metaperiodate is a bisphenol ether bond of a polyethersulfone polymer, which can also be converted to an aldehyde by oxidation, forming a bond between the oxidized heparin and the aldehyde group of heparin using lysine as a crosslink.
  • Heparan sulfate molecules are chemically fixed directly to the membrane. Finally, wash away excess fixative thoroughly with water.
  • the charged membrane thus manufactured has a dense layer with a molecular weight cutoff of 20 to 40 kD and a thickness of about 1 ut m in the innermost layer, and a pore size larger than that of the dense layer immediately below (a molecular weight cutoff of 40 kD).
  • An asymmetric porous membrane with a negative charge on the support layer which satisfies the basic properties shown in Fig. 1.
  • 1-microglobulin having a molecular weight of 33 kD which is a protein contained in a large amount in urine
  • 82-microglobulin which is an acidic protein having a molecular weight of 11.7 kD
  • the molecular weight cut-off of the dense layer is about 60 to 80 kD and the thickness is about ljuni, and the molecular weight cut-off of the negatively charged layer below the dense layer is about 80 to several hundred kD.
  • the effect of producing a membrane and performing blood purification for the treatment of conditions such as renal failure and hepatic failure is shown below. Hemofiltration, hemodiafiltration, and hemodialysis can be selected as the mode of blood purification therapy, but the former two treatments are more effective.
  • Figure 3A shows the sieving coefficients for filtration of human plasma of ⁇ ; 1-microglobulin with a molecular weight of 33 kD (index of membrane permeability, solute concentration in filtrate Z concentration in loading solution) The results obtained by examining three kinds of samples are shown.
  • the highest-performance conventional blood filtration membrane on the market (usually a blood purification membrane).
  • the material is a polysulfone membrane and the molecular weight cut off is 10-20 kD.
  • a large pore ultrafiltration membrane having an asymmetric porous structure that is not used for blood filtration is a polyethersulfone membrane with a molecular weight cut off of 60-80 kD. as well as
  • FIG. 3 3 shows the results of examining the sieving coefficient of albumin for each of the above films.
  • the large-diameter L-diameter membrane in (3) is a membrane with the same O-diameter L-diameter as the (2) wood-pore-diameter membrane. Permeation is usually kept to a level equal to or lower than that of blood purification membranes.
  • large molecule toxins eg, 1-microglobulin
  • the asymmetric multi-element L-membrane of the present invention is a membrane for separating a specific solute and / or dispersoid from a polydisperse solution system, and has a double barrier structure having both a size barrier and a negatively charged charge barrier. It is a membrane. Moreover, the negative charge is inside the membrane, and at least the outermost surface of the dense layer has a structure that has substantially no charge. As a result, in the asymmetric porous membrane of the present invention, the separation performance between the solute and the solute or the dispersoid in the multi-solute dispersion solution system is dramatically improved due to the double barrier structure. In addition, it is possible to prevent the load liquid to be treated from directly causing a biological or chemical reaction with the charge. '
  • the ⁇ symmetric porous membrane of the present invention is particularly preferably used when the liquid to be treated is blood, and does not cause undesired biological reactions such as blood coagulation, complement activity, and bradykinin, without causing plasma albumin.
  • undesired biological reactions such as blood coagulation, complement activity, and bradykinin, without causing plasma albumin.

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Description

明 細 書 非対称多孔質膜およびその製造方法
[技術分野]
本発明は、 液体から特定の溶質および または分散質を分離するための非対称 多孔質膜、 およびその製造方法に関するものである。
本発明の非対称多孔質膜は、 被処理液体中の溶質および または分散質間の分 離性能が飛躍的に向上しており、 かつ生体適合性に優れた膜構造であるので、 被 処理液が血液である場合に特に好適に用いられ、 人工透析などの体外循環用の分 離用膜として最適である。
〔背景技術〕
多種類の溶質および または分散質 (以下、単に「溶質」 という。) が溶媒中に 存在している多分散系の液体から特定の溶質の分離や濃縮を行うために、 膜によ る分離法が汎用されている。 分離方法としては、 膜に一定の大きさの fa孔を設け ることにより、溶質のサイズに応じて分離する「サイズバリァ一による分離」や、 膜に荷電を持たせて荷電膜とすることにより、 溶質が有する荷電によって電気的 に反発させて分離する 「チャージバリアーによる分離」 が知られている。 また、 膜による分離方法としては、 さらに、 膜に対する溶質の吸着力の違い、 イオン交 換能力の違い、 あるいは溶解一拡散性の違いに基づいた分離方法などが知られて おり、 脱塩、 水処理、 食品や医薬の製造、 ガス分離をはじめとする産業全般にお いて幅広く利用されている。 医学領域における血液浄化療法は、 腎不全や肝不全などの病態改善を目的とし て血液中に蓄積した各種毒素を除去するものであり、 ここに膜分離技術が応用さ れてきた。 特に、 慢性あるいは急性腎不全の治療に用いられる人工腎臓において その歴史が長く、 コロジオンの平膜から合成ポリマーを膜素材とする中空糸膜型 の人工腎臓に至るまで、 種々の人工腎臓膜が実用化されてきた。 また、 さらに大 孔径の血液処理膜を用いる方法が、 血漿交換療法や血漿成分分画による血液浄化 法として応用されている。 これら体外循環用の血液処理膜には、 透析型、 濾過型、 透析濾過型などのタイ プがある。 濾過膜を用いた血液処理においては、 血漿蛋白の吸着による孔の閉塞 や、膜との接触による蛋白の変性を抑制することが真先に要求される課題であり、 そのために血液に接する孔も含む膜表面を親水化することが要求されている。
—方、 腎機能不全症の治療に用いられる人工腎臓の透析用分離膜においては、 血中の老廃物を効率よく除去することが本来的に必要であるが、 近年、 除去すベ き老廃物の同定、 及び、 長期、 短期透析に伴う種々合併症の原因物質の解明がさ らに進み、 除去対象が従来の尿素、 アンモニアなどの低分子物質はもとより、 β
2マイクログロブリン (以下、 β 2 M Gと称す。) 、後期糖化タンパク質 (以下、 A G Eと称す。 ) などの低分子量血漿タンパクまで広がってきた。 このような状況に鑑み、 種々のハイパーフォマンス血液処理用膜が上巿されて おり、 天然ポリマーである再生セルロースやその修飾体、 酢酸セルロース等のセ ルロース系ポリマー、 合成ポリマーであるポリアクリロニトリル系ポリマー、 ポ リメチルメタクリレート系ポリマー、 ポリアミ ド系ポリマー、 ポリスルホン系ポ リマ一、 エチレンビニルアルコール共重合体などが主な膜素材として用いられて いる。
一方、 膜の構造としては、 膜全体が緻密な均一膜と、 緻密な選択分離層と多孔 質支持層からなる不均一膜 (非対称膜) とに大別されるが、 物質透過性の観点か ら、 透過抵抗をできるだけ少なく し、 支持層で物理的な膜強度を確保する後者の タイプが有利であると考えられている。
これらの中でも、 樹脂原料としての汎用性、 構造^料としての強度、 ならびに 熱や放射線等の耐滅菌性、 さらには製膜による孔径ゃ膜構造のコントロール性が 優れるという理由から、 近年では、 疎水性高分子である芳香族ポリスルホン系ポ リマーが最も代表的な膜素材となりつつある。 ただし、 芳香族ポリスルホン系ポ リマーは、 疎水性が高くて血液凝固系やエアー抜けなどに影響を与えるため、 通 常は、 親水性高分子であるポリビニルピロリ ドン (以下、 P V Pと称す。 ) をブ レンドした材料が中空状分離膜として用いられている。 この膜は未処理のセル口 ース膜などで報告された血液との接触による補体活性や、 陰性荷電を持つポリア クリルニトリル膜を使った透析時の特殊な条件下でおこるブラジキニン産生によ るアナフィラキシーなどの人体に不都合な生理活性作用を引き起こさないとされ ている。
この P V Pブレンドポリスルホン膜は、 その湿式成型工程において、 芳香族ポ リスルホン系ポリマーと水溶性である P V Pとのプレンドドープを 2重紡口の外 筒から吐出し、 同時に内筒から吐出された水系の凝固剤と接触させることにより 相分離させ、 相分離後形成される P V Pを多量に含む相を系外に除去することに よって製造されている。
この方法では、 血液と接する膜表面の平均孔径は、 水系凝固剤の組成を変化さ ることによって制御することが可能であるが、 P V Pの分子量分布やドープ内ポ リマーの濃度揺らぎ、 あるいはドープにかかる吐出に伴うシェア一などによって 、 得られる分離膜の表面孔径の分布幅が広くなる傾向がある。 そのため、 低分子 量血漿タンパクを高い分率で除去しょうとすると、 人体にとって有用な血漿タン パクであるアルブミンも必要以上に除去してしまうという問題があった。
また、 P V Pの一部は得られる分離膜内に残留するため、 血液処理時における その溶出を防ぐために、 製膜工程において大量の溶剤を用いた長時間の洗浄が必 要であるなど、 生産性、 及び大量の廃液処理などの面から製造上の大きな問題に なっている。 これらの欠点の改良法の一つとして腎糸球体基底膜を摸し、 膜表面に陰性荷電 基を導入し、 等電点の異なる血漿タンパクを分離する方法が研究開発された。 岡 山医誌、 105卷、 317頁 ( 1 9 9 3 ) にはエチレンビニルアルコールからなる透 析用膜の表面にスルホン酸基を付加した陰性荷電膜を用い、 分子量が 1 4 , 3 0 0 - 6 6 , 0 0 0の等電点の異なる 3種の血漿タンパクを分離する試みが記載さ れている。 この論文には膜中の陰性荷電量を増やすことによって、 等電点の異な る血漿タンパクの篩い係数が変化し、 陰性荷電による透過選択性が向上すること が示されている。
また、 特開平 5— 1 3 1 1 2 5号公報には、 スルホン化芳香族ポリスルホン系 ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマ一をプレンドして得られる血液透析用膜 力 /5 2 M Gに対する高い篩い係数と同時に、 アルブミンに対する低い篩い係数 を示すことが報告されている。 このように、 陰性荷電基を血液接触面に持つ限外 濾過膜は血漿タンパクの高い選択透過性を有することは知られている。
しかしながら、 陰性荷電基と血液との接触は、 生理学的によく知られているよ うに血中の内因系凝固因子の一つである第 1 2因子 (XII) を活性化し、 その結 果生じるフラグメント Xllaが高分子キニノーゲンの存在下で第 1 1因子 (XI) を活性化する (例 ば、 E.Cenni'et.al, Biomaterials and Bioengineeriner Han dbook" Chap.8, pp205, D.L.Wise ed" Mercel Dekker,N.Y.,(2000)や Kidney Int 1999 Mar;55(3)11097-103を参照できる) 。 この活性化が、 血液の凝固内因系の カスケードを活性化する引き金になる。 また、 因子 Xlla はプレカリクレインを カリクレインに転換し、 このカリクレインは高分子キニノ一ゲンに作用し、 ブラ ジキニン (以下、 B K Nと称す。 ) を産生する。 この産生した B K Nは血液透析 治療において熱っぽさ、 指、 唇などの知覚麻痺などのいわゆるアナフィラキシー 様反応を引き起こす。 したがって、 血液透析においては陰性荷電基と血液が直接 接触することは避けなければならない。
そこで、 特開平 0 8— 5 0 5 3 1 1号公報には、 スルホン化されていないポリ スルホン系ポリマ一にスルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマ一をプレンドした 膜において、 スルホン化ポリスルホン系ポリマーのスルホン化度とプレンド物中 のスルホン化ポリスルホン系ポリマーの含量の積を 1 0 0以下にすることによつ て、 ブラジキニンの産生量を抑制する方法が開示されている。 しかし、.スルホン 酸残基総量を減少させるこの方法では、 蛋白の選択透過性を低下させることにな り、 分画性能の低下は免れ得ない。 さらに、 該公報で開示されているブラジキニ ンの産生量の抑制は、 スルホン化ポリスルホン系ポリマーのプレンド含量が高い 場合の産生量と対比して抑制されるというものであり、 該公報のブラジキニンの 産生量が生体に対して影響がない、 すなわち人工腎臓用として安全な程度である かどうかは不明である。 また、 特開平 1 1—3 1 3 8 8 6号公報には、 負電荷を帯びたポリアクリロニ トリルをベースとする透析用半透膜に、 該半透膜と接触する血液または血漿の接 触時の活性化を防止するために、 中性または陽イオンポリマーを用いる方法が開 示されている。 この方法によると、 中性または陽イオンポリマーにより膜全体の 孔表面にある負電荷が覆われるため、 ブラジキニンの産生は処理前に比較して減 少することが期待されるが、 ポリアクリロ二トリルをベースとする透析用半透膜 は陰性荷電が小さいために分画性能の点で十分でなかった。 このように、 従来のいずれの方法も、 陰性荷電基と血液が直接接触することに より発生する生体系に対する副作用を抑制しながら、 充分な分画性能を有する分 離膜を提供することができなかった。
〔発明の開示〕
本発明の目的は、 特に、 血漿タンパクの選択分離性 (分画性〉 に優れ、 かつ内 因凝固系、補体系、キニン系の活性がほとんどなく、生体適合性に極めて優れた、 血液透析、 血漿分離などに使用可能な非対称多孔質膜を提供することである。 特 に、 本発明の目的は、 分子量が約 6フ, 0 0 0のヒト血清アルブミンと A G Eに 代表される分子量が 3 ~ 4万の蛋白を高い精度で選択分離することのできる合成 ポリマーをベースにした非対称多孔質膜を提供することである。
また、 本発明の第二の目的は、 上記の生体適合性と選択分離性を兼ね備えた非 対称多子 L質膜の製造方法を提供することである。 上記の問題点に鑑みて、 本発明者らは、 合成ポリマーから主として構成される 非対称構造の多孔質膜について鋭意検討を行った。その結果、断面構造において、 被処理液負荷側には、 少なくとも最表面に実質的に荷電を持たない緻密層が存在 し、 該最表面以外の膜の少なくとも一部には陰性荷電が存在することによって、 前記課題を解決できることを見出して本発明を完成するに至った。
本発明においては、 少なくとも最表面に実質的に荷電を持たない緻密層が、 サ ィズバリア一 (分子サイズに基づくふるい機能) として機能し、 最表面以外の膜 部分がチャージバリア一 (荷電による反発に基づくふるい機能)として機能する。 すなわち、 本発明は、
(1 ) 合成ポリマーから主として構成される非対称多孔質膜であって、 その 断面構造において、 被処理液負荷側には少なくとも最表面に実質的に荷電を持た ない緻密層が存在し、 該最表面以外の膜の少なくとも一 には陰性荷電が存在す ることを特徴とする非対称多子 L質膜、
(2) 緻密層全体が実質的に荷電を持たないことを特徴とする (1 ) に記載 の非対称多孔質膜、
(3) 陰性荷電が、 緻密層直下に高密摩に存在することを特徴とする (2) に記載の非対称多孔質膜、
(4) 陰性荷電が、 緻密層を除いた全体に存在することを特徴とする (2) に記載の非対称多孔質膜、
' (5) 陰性荷電が、 多孔質膜を構成する合成ポリマーとは異なる高分子荷電 物質に由来することを特徴とする (1 ) ~ (4)' のいずれかに記載め非対称多孔
(6) 陰性荷電が、 多孔質膜の緻密層を除いた部分を主として構成する合成 ポリマーに由来することを特徴とする (1 ) 〜 (4) のいずれかに記載の非対称 多孔質膜、
(7)緻密層の最表面のみが実質的に荷電を持たないことを特徴とする (1 ) に記載の非対称多子 L質膜、
(8) 陰性荷電が、最表面層直下に高密度に存在することを特徴とする (7) に記載の非対称多孔質膜、
(9) 陰性荷電が、 緻密層の最表面層を除いた全体に存在することを特徴と する (7) に記載の非対称多孔質膜、
(1 0) 陰性荷電が、 多孔質膜を構成する合成ポリマーとは異なる高分子荷 電物質に由来することを特徴とする (7) - (9) のいずれかに記載の非対称多 孔質膜、
(1 1 ) 陰性荷電が、 多孔質膜の緻密層の最表面を除いた部分を主として構 成する合成ポリマーに由来することを特徴とする (7) 〜 (9) のいずれかに記 載の非対称多孔質膜、
(1 2) 陰性荷電を有する合成ポリマーが、 このポリマーから得られる基材 膜のゼ一タ電位を測定したときに、 p H = 7. 4においてマイナス 2 m V以下の ゼータ電位を示すことを特徴とする (6) または (1 1 ) に記載の非対称多孔質 膜、
(■1 3) 陰性荷電を有する合成ポリマーが、 スルホン化ポリスルホン系ポリ マ一および脂肪族ポリスルホン系ポリマ一から選ばれる少なくとも 1種を含有し てなるポリスルホン系ポリマーである (1 2) に記載の非対称多孔質膜、
(1 4) スルホン化ポリスルホン系ポリマーが、 スルホン化芳香族ポリスル ホン系ポリマー、 スルホン化脂肪族ポリスルホン系ポリマー、 および親水性ポリ マーと芳香族ポリスルホン系ポリマーとの共重合体のスルホン化体から選ばれる 少なくとも 1種である (13) に記載の非対称多孔質膜、
(1 5) 実質的に荷電をもたない層が非荷電親水性素材からなることを特徴 とする (1 ) 〜 (14) のいずれかに記載の非対称多孔質膜、
(1 6) 非荷電親水性素材が、 親水性ポリマー、 親水性ポリマーと芳香族ポ リルホン系ポリマーとの混合物、 親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマ 一との共重合体から選ばれる少なくとも 1種である (1 5) に記載の非対称多孔
(1 7) 親水性ポリマーが、 直鎖もしくは分岐アルキレンォキサイ ド系ポリ マ一、 またはポリビニルピロリ ドンである (1 6) に記載の非対称多孔質膜、
(1 8) 膜が被処理液中に存在する複数の溶質および または分散.質を濾過 およびノまたは拡散により分離するための膜である (1 ) 〜 (1 7) のいずれか に記載の非対称多孔質膜、
(1 9)膜が血液透析および Zまたは血液濾過膜であることを特徴とする(1 8) に記載の非対称多孔質膜、
(20) 実質的に荷電を持たない合成ポリマーから主として構成され溶液負 荷側に緻密層を有する非対称構造の多孔質基材膜に、 緻密層に阻止されうる高分 子陰性荷電物質の溶液を緻密層と反対側から濾過もしくは拡散させることにより、 高分子陰性荷電物質の透過を緻密層で阻止して緻密層を除く部分に陰性.荷電を導 入し、陰性荷電物質を緻密層を除く部分に固定することを特徴とする( 1 )〜( 5 ) のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方法、
(21 ) 高分子陰性荷電物質を緻密層直下で阻止して、 緻密層直下に陰性荷 電を高密度に導入することを特徴とする (20) に記載の非対称多孔質膜の製造 方法、
(22) 陰性荷電を有する合成ポリマーを主成分とするポリマー溶液から多 孔質の基材膜を形成した後、 該基材膜の表面に、 実質的に荷電を持たない合成ポ リマー溶液を接触させ、 続いて凝固させて実質的に荷電を持たない層を形成する 請求項 (1 ) 、 (2) 、 (4) および (6) 〜 (1 9) のいずれかに記載の非対 称多孔質膜の製造方法、
(23) 陰性荷電を有する合成ポリマーを主成分とするポリマー溶液を 2重 円筒紡口の外筒より吐出し、 紡口の内筒から、 上記合成ポリマーに対して凝固作 用を有する実質的に荷電を持たない合成ポリマー溶液を吐出させる (1 ) ~ (1 9) のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方法、 および .
(24) 3重円筒状紡口を用い、 該 3重円筒紡口の外筒から、 陰性荷電を有 する合成ポリマーを主成分とするポリマー溶液を吐出し、 中間筒から実質的に荷 電を持たない合成ポリマー溶液を吐出し、 更に内筒から上記陰性荷電を有する合 成ポリマー及び実質的に荷電を持たない合成ポリマ一に対して凝固作用を有する 溶剤を吐出させる (1 ) 〜 (1 9) のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方 法、
に関するものである。
〔図面の簡単な説明〕
図 1は、 本発明の非対称多孔質膜の一つの態様を示す断面模式図である。
図 2は、 本発明の非対称多孔質膜の緻密層直下に陰性荷電を導入する方法の一例 を示す模式図である。
図 3は、 各種の膜における 1一ミクログロブリンふるい係数およびアルブミン のふるい係数を示すグラフである。 〔発明の実施の最良の形態〕
本発明において、 非対称多孔質膜を主として構成する合成ポリマーとは、 分離 用膜として通常使用される合成ポリマーであれば特に限定しないが、 血液の処理 に好まし <用いられる合成ポリマーがよい。 具体的には、 ポリアクリロニトリル 系ポリマー、 ポリメチルメタクリレー-卜系ポリマ一、 ポリアミド系ポリマ一、 ポ リスルホン系ポリマ一、 エチレンビニルアルコール共重合体のいずれかから選ば れることが好ましい。 中でも、 樹脂強度、 耐滅菌性に優れ、 製膜時の孔径ゃ構造 のコント口ール性にも優れるという理由からポリスルホン系ポリマーが最も好ま しい。
本発明において、 「■ '系ポリマー」 とは、 該ポリマーを主成分とする合成ポ リマーのことである。 例えば、 本発明において、 ポリアクリロニトリル系ポリマ 一というときは、 ポリアクリロニトリルを主成分とする合成ポリマーの意味であ る。
これらの合成ポリマ一は、 例えばァニオン性基などの任意の官能基を有するモ ノマーを主要成分以外に含んでもよい。 またポリマーの一部が化学修飾され、 ァ ニォン性基などの官能基が導入されたものを含んでもよい。
なお、 これらの合成ポリマーは膜を構成する主要成分であるので、 例えば、 親 水化などを目的として親水性ポリマーを併用したリ、 孔径形成剤などを併用する ことができる。 、 本発明において、 膜に負荷する液体とは、 複数の溶質および Zまたは分散質を 含んだ液体である。 その代表例は、 低分子から高分子の様々な溶質を成分として 含み、 同時に血球細胞を分散成分として含む血液である。 血液は、 全血のみでは なく、 血漿や赤血球などの成分が分離された血液も含む。 したがって、 本発明の 非対称多孔質膜は、 血液透析、 血液濾過、血漿分離などに使用可能な膜が代表例 となる。 本発明の、 合成ポリマーから主として構成される非対称構造の多孔質膜は、 そ の断面構造において、 被処理液負荷側に緻密層を有し、 かつ内部は該緻密層より も孔径が大きく、 被処理液負荷側と反対方向に向かうほど平均孔怪が増大する多 孔性構造を有する支持層から形成される非対称構造多孔質膜が好ましい。 このよ うな構造であれば、 平膜でも中空糸膜であっても良く、 膜の形状は特に限定しな い。
この緻密層の厚みが薄い場合は、 血液中の有用蛋白であるアルブミンが透過し 易くなリ、 一方、 緻密層を厚〈すると透過抵抗が大きくなリ全濾過量が減少する ことから、 緻密層の厚みとしては 1〜2 0 ;i m程度が好ましく、 より好ましくは 2〜 1 O jU mである。 該緻密層の平均孔径は、 透析アミロイドーシスの原因とな る低分子量血槳タンパク質や A G Eなどの透過性を上げ、 血漿アルブミンの漏洩 が少なくできる平均孔径に設定することが重要である。また、凝固系第 1 2因子、 高分子キニノ一ゲン、 プレカリクレインを、 陰性荷電を有する支持層と接触させ ることのない平均孔径に設定することがさらに重要である。 したがって、 該緻密 層の分画分子量は 1 0〜 1 O O k D程度が好ましく、 より好ましくは 3 0〜 1 0 0 k Dである。 なお、 ここでいう分画分子量とは阻止率が 9 0 %となるデキスト ラン分子の平均分子量と定義する。
上記の緻密層は、 少なくとも最表面が実質的に荷電を持たないことが必要であ' る。 該緻密層は、 徽密層全体に亘つて荷電を持たないものであっても良く、 緻密 層の最表面だけが荷電を持たいものであっても良い。 ここで実質的に荷電を有し ないとは、 実施例に記載の 電位測定方法において P H = 7 . 4での ^電位がマ ィナス 2 m Vよりも高く、プラス 3 O m V以下の荷電を有することである。また、 本発明でいう最表面とは、 緻密層のように膜の断面写真等によって目視できるも のではなく、 X線光電子分光法等の表面解析手段によって解析することができる 程度の薄層のことである。 本発明の非対称多孔質膜は、 サイズバリア一である緻密層に加えて、 最表面以 外の膜の、 少なくともその一部にチャージバリアーとして機能する陰性荷電が存 在することが必要である。 陰性荷電の分布については、 緻密層が全体に亘つて荷電を持たない場合は、 緻 密層を除く膜のいずれかの部分あるいは全体に亘つて陰性荷電が存在しても良い が、 少なくともその一部がチャージバリア一として機能する必要がある。 本発明 の非対称多孔質膜は、 被処理液負荷側に対して反対側の平均孔径が大きい非対称 膜であるため、 平均孔径が緻密層に近い側に少なくとも陰性荷電が存在すれば、 その部分が主にチャージバリアーとして効果的に機能することが期待される。 陰 性荷電が緻密層の直下に高密度で存在すればチャージバリア一としてより好まし い。 また、 血液透析においては、 エンドトキシン等の陰性荷電を有する生理活性 '物質の逆流入を阻止する意味から、 陰性荷電は緻密層を除く膜全体に亘つて存在 することが好ましい。
一方、 緻密層の最表面だけが荷電を持たない場合は、 最表面を除〈緻密層全体 あるいは最表面を除く膜の全体に Iつて陰性荷電が存在してもよいが、 少なくと もその一部がチャージバリアーとして機能することが必要である。 緻密層の最表 面を除いた部分に少なくとも陰性荷電が存在すれば、 その部分が主にチャージバ リア一として効果的に機能することが期待される。 また、 血液透析においては、 ェンドトキシン等の陰性荷電を有する生理活性物質の逆流入を阻止する意味から、 陰性荷電は緻密層の最表面を除く膜全体に亘つて存在することが好ましい。
図 1には、本発明の非対称多孔質膜の一つの態様を示した。図 1に示すように、 被処理液透過方向の断面において、 被処理液と接触する側に細孔サイズが最も小 さい緻密層 (a ) を設ける。緻密層 (a ) は、 透過抵抗となるため、 数; U m以下の 厚さであることが好ましい。緻密層直下の膜の透過側に陰性荷電を有する層(b ) を設ける。 荷電層 (b ) の細孔半径は、 緻密層 (a ) より大きい。 荷電'層の厚さ に制約はないが、 およそ 1 jU m以上あれば十分である。 この態様においては、 緻 密層 ( a ) 全体が実質的に荷電を持たない。 少なくとも一部がチャージバリアーとして機能する陰性荷電の由来は、 元々荷 電を持たない膜の場合は、 後から膜に付与される荷電物質に由来し、 膜が元々陰 性荷電を持っている場合は、 膜そのものに由来する。
陰性荷電が、 後から膜に付与される荷電物質に由来する場合は、 実質的に荷電 を持たない非対称多孔質膜を基材とし、 これに対して、 '陰性荷電を有するポリマ —を緻密層の反対面側から膜内部に付与して固定化した膜が用いられる。 このよ うに、 実質的に荷電を持たない基材膜に付与された陰性荷電は、 少なくともその —部が膜中の所望の部分においてチャージバリアーとして機能する。
陰性荷電が、 基材膜が元々持っている荷電に由来する場合は、 陰性荷電を有す る膜を基材膜とし、 この表面に実質的に荷電を持たない最表面が少なくとも形成 されていればよい。 このような例としては、 陰性荷電を有する非対称多孔質膜の 緻密層の表面に、 別逯、 実質的に荷電を持たない合成ポリマーを塗布した膜や、 陰性荷電を有する多孔質膜の表面に、 別途、 実質的に荷電を持たない合成ポリマ 一を凝固させて緻密層を形成させた複合膜が挙げられる。 また、 多重スリットタ イブの紡口を用いて、 陰性荷電を有する多孔質の基材部分と、 少なくとも最表面 が実質的に荷電を持たない緻密層とを製膜時に同時に一体化したものでもよい。 さらに、 複数のスリットから吐出する合成ポリマーの組成を変えれば、 基材膜の 一部に陰性荷電が付与された膜が得られるので、 これらを適宜選択することがで きる。 このように、 基材膜が陰性荷電を有する多孔質膜である場合は、 膜^ ^元々 持っている陰性荷電が、 少なくともその一部が膜中の所望の部分においてチヤ一 ジバリアーとして機能する。 本発明でいう陰性荷電を有する基材膜とは、 前記 (9頁の 4〜 1 7行目) に説 明した合成ポリマーのいずれかから主として構成されるものでよいが、 p H = 7 . 4における ζ電位がマイナス 2 m V以下を示す非対称多子 L質膜であり、 好ましく はマイナス 4 m V以下、 マイナス 5 O m V以上を示す非対称多孔質膜である。 こ のゼータ電位の範囲を満たせば、 ポリマーの種類や組成は問わず、 '適宜製膜され たものを用いてもよく、 市販の非対称多孔質の合成膜を利用することもできる。 なお、 前記した陰性荷電を有する合成ポリマーとは、 このポリマーから得られ る基材膜が上記のゼータ電位を示すものである。
—方、 本発明でいう実質的に荷電を持たない基材膜とは、 前記 (9頁の 4〜 1 7行目) に説明した合成ポリマーのいずれかから主として構成されるものでよい が、 p H = 7 . 4における 電位がマイナス 2 m Vを超える非対称多孔質膜であ り、 好ましくはマイナス 2 m Vよりも高く、 プラス 3 O m V以下を示す非対称多 孑し質膜である。 このゼータ電位の範囲を満たせば、 ポリマーの種類や組成は問わ ず、 適宜製膜されたものを用いてもよく、 市販の非対称多孔質の合成膜を利用す ることもできる。
なお、 前記した実質的に荷電を持たない合成ポリマーとは、 このポリマーから 得られる基材膜が上記のゼータ電位を示すものである。
このような陰性荷電を有する非対称多孔質膜を用いると、 荷電を持たない最表 面以外の部分で陰性荷電がチャージバリア一として機能し、 ヒ ト血清アルブミン を静電的に反発することによって血漿アルブミンの透過性を抑制し、 血漿アルブ ミンの漏洩を少なくすることができる。
なお、 本発明において、 合成ポリマーから主として構成されるとは、 非対称多 孔質膜の構成成分の 5 0 <½以上がある特定のポリマーであることを意味する。 例 えば、 ポリスルホン系ポリマ一の場合、 非対称多孔質膜の構成成分の 5 0 w t % 以上、 好ましぐは 6 O w t %以上がポリスルホン系ポリマーであることを言う。 以下、 陰性荷電が、 基材膜が元々持っている荷電に由来する場合であって、 合 成ポリマーとしてポリスルホン系ポリマ一を用いる例についてさらに詳細に説明 するが、 本発明はこれに限定されるものではない。
本発明において、 ポリスルホン系ポリマーとは、 スルホン結合を有するポリマ —の総称であり、スルホン化されているポリマーも、スルホン化されていないポリ マ一も含む。 さらに、 親水性ポリマーとの共重合体をも含む。 ここで、 親水性ポ リマ一とは、 ポリエチレンォキサイ ドで代表される直鎖もしくは分岐アルキレン ォキサイド系ポリマー、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリエチレングリコール等が挙 げられる。
ポリスルホン系ポリマ一は、 芳香族ポリスルホン系ポリマーと脂肪族ポリスル ホン系ポリマ一とに大別されるが、 本発明において 「芳香族ポリスルホン系ポリ マ一」 とは、 スルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマーとスルホン化されていな い芳香族ポリスルホン系ポリマーとを区別するために使用しているものであり、 スルホン化されていない芳香族ポリスルホン系ポリマーのことを言う。 また、 本 発明において、 「脂肪族ポリスルホン系ポリマー」 とは、 同様にスルホン化脂肪 族ポリスルホン系ポリマーとスルホン化されていない脂肪族ポリスルホン系ポリ . マ一を区別するものであり、 スルホン化されていない脂肪族ポリスルホン系ポリ マ一のことを言う。
本発明で用いられる、 芳香族ポリスルホン系ポリマーの具体例としては、 繰返 し単位が下記化学式 (1 ) 、 化学式 (2) 、 化学式 (3) 、 化学式 (4) または 化学式 (5) で示される芳香族ポリスルホン系ポリマーが挙げられるが、 .工業的 に入手し易い、 繰返し単位が化学式 (1 ) 、 化学式 (2) または化学式 (3) で 示される 香族ポリスルホン系ポリマ一が好ましい。
化学式 ( 1 )
Figure imgf000016_0001
化学式 (2)
Figure imgf000016_0002
化学式 (3) : ::
Figure imgf000016_0003
化学式 (4)
Figure imgf000016_0004
W
化学式 (5)
Figure imgf000017_0001
. 上記式中 nで示される重合度については特に限定するものではないが、 ポリマ 一の重量平均分子量として 1 000~ 1 00万が好ましく、 より好ましくは 50 00〜 1 0万である。
また、 本発明で用いられる脂肪族ポリスルホン系ポリマーの具体例としては、 繰り返し単位が下記化学式 (6) で示される脂肪族ポリスルホン系ポリマーが挙 げられる。 '
化学式 (6)
CHつ - CH, - SOつ ) -(CHCH3 - CH2 - S02 ); -
なお、 上記化学式 (6) 中、 m, Iで示される重合度については特に限定する ものではないが、 該ポリマーの分子量は、 '重量平均分子量で 6000〜6000 00が好ましく、 より好ましくは 1 0000〜 200000である。
本発明においては、 ポリスルホン系ポリマーは、 親水性ポリマー.との共重合体 として用いることができる。 本発明で用いられるスルホン化されていないポリス ルホン系ポリマーと輯水性ポリマーとの共重合体としては、 親水性ポリマーと芳 香族ポリスルホン系ポリマーとの共重合体、 具体的にはポリエチレンォキサイド で代表される直鎖もしくは分岐アルキレンォキサイ ド系ポリマー、 ポリビニルビ ロリ ドン、 ポリエチレングリコール等と上記芳香族ポリスルホン系ポリマーとの ブロックもしくはグラフト共重合体が挙げられ、 中でもポリエチレンォキサイ ド で代表される直鎖もしくは分岐アルキレ オキサイド系ポリマーと上記芳香族ポ リスルホン系ポリマーとのプロックもしくはグラフ卜共重合体が好ましい。 本発明で用いられるスルホン化されていないポリスルホン系ポリマ と親水忤 ポリマーとの共重合体は、 上記親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマー のブロックもしくはグラフト共重合体ばかりでなく、 これら親水性ポリマーの繰 返し単位と芳香族ポリスルホン系ポリマーの繰返し単谆とのランダム共重合体も 使用できるが、 上記親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマーのブロック もしくはグラフ卜共重合体が好ましい。
本発明において、 ポリスルホン系ポリ.マ一は、 スルホン化ポリスルホン系ポリ マ一および脂肪族ポリスルホン系ポリマーから選ばれる少なくとも 1種を含有す ることが好ましい。 '
該スルホン化ポリスルホン系ポリマーとしては、 スルホン結合を有し、 かつス ルホン化されているポリマーの総称であリ特に限定されるものではないが、 例え ば、 スルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマー、 スルホン化脂肪族ポリスルホン 系ポリマー、 及びこれら各々と親水性ポリマーとの共重合体が用いられる。 これらスルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマー、 スルホン化脂肪族ポリスル ホン系ポリマーの具体例としては、 上記ポリスルホン系ポリマーにおいて示した 具体例のスルホン化体が挙げられ、 好ましく用いられる。
親水性ポリマーとの共重合体としては、 親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン 系ポリマーのスルホン化体との共重合体、 例えば、 ポリエチレンオキサイドで代 表される直鎖もしくは分岐アルキレンォキサイド系ポリマー、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリエチレングリコール等と上記芳香族ポリスルホン系ポリマーのスルホ ン化体とのブロックもしくはグラフ卜共重合体が挙げられ、 中でもポリエチレン ォキサイ ドで代表される直鎖もしくは分岐アルキレンォキサイ ド系ポリマーと上 記芳香族ポリスルホン系ポリマーのスルホン化体とのブロックもしくはグラフト 共重合体が好ましく用いられる。 .
芳香族ポリスルホン系ポリマー及び脂肪族ポリスルホン系ポリマーのスルホン 化の手法としては公知の方法を用いて実施すれば良く、 一例を芳香族ポリスルホ ン系ポリマーの場合で示すと、 芳香族ポリスルホン系ポリマーを塩化メチレンに 溶解したポリマー溶液とク口ルスルホン酸を塩化メチレンに溶解した溶液を反応 容器中で攪袢しながら混合し、 生成したポリマーをイソプロパノールで沈殿、 洗 浄後乾燥して粉末状のポリマーとして得ることができる。 但し、 スルホン化の手 法についてはこれに限定される.ものではない。
また、 親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマーのスルホン化体との共 重合体の合成方法としては、 (a ) 芳香族ポリスルホン系ポリマーと親水性ポリ マーからなる共重合体をスルホン化する方法、 (b ) 芳香族ポリスルホン系ポリ マ一をスルホン'化した後、 親水性ポリマーと共重合する方法、 (c ) 芳香族ポリ スルホン系ポリマーの原料モノマーをスルホン化後、 スルホン化芳香族ポリスル ホン系ポリマーを合成し、 さらに親水性ポリマーと共重合する方法がある力 こ れらのいずれの合成方法であっても良く、 特に限定されない。
スルホン化して得られるスルホン化ポリスルホン系ポリマーが、 スルホン化芳 香族ポリスルホン系ポリマーの場合、 その置換度が 1以上の場合は、 スルホン化 による親水性が強く水溶性となる傾向にあるために、 使用が難しい。
置換度が 0 . 5以上、 1未満においては水膨潤性を示すため、 スルホン化芳香 族ポリスルホン系ポリマー単独で使用することはできず、 スルホン化されていな ぃポリスルホン系ポリマ一である芳香族ポリスルホン系ポリマーと混合して使用 する。 この場合、 ド一プ溶液中の芳香族ポリスルホン系ポリマーに対するスルホ ン化芳香族ポリスルホン系ポリマーの混合比 (重量比) は、 (スルホン化芳香族 ポリスルホン系ポリマー)ノ(芳香族ポリスルホン系ポリマー) = 0 . 0 2〜0 . 7 5が好ましく、 より好ましくは、 0 . 0 5〜0 . 5である。
置換度が 0 . 0 5以上 0 . 5未満ではスルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマ 一単独で、 あるいは芳香族ポリスルホン系ポリマーと混合して使用できる。 混合 して用いる場合、 ドープ溶液中の芳香族ポリスルホン系ポリマーに対するスルホ ン化芳香族ポリスルホン系ポリマーとの混合比 (重量比) は、 (スルホン化ポリ スルホン系ポリマ一) (芳香族ポリスルホン系ポリマ一) = 0 . 1〜1が好ま しく、 より好ましくは、 0 . 1〜0 . 9である。 置換度及び混合比を変えること により膜全体の陰性荷電量 (スルホン化密度) を所望のものに設定することが可 能となり、 陰性荷電による静電反発力を調整可能にすることができる。 置換度が 0 . 0 未満であるとスルホン化による陰性荷電量が低すぎるために単独使用で も充分な分画性能を発現させることが難しい。
一方、 置換度が 0 . 3未満の場合、 スルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマー の単独使用、 及び芳香族ポリスルホン系ポリマーとの混合使用ではポリマーの親 水性が不足するため、 親水性の高分子化合物と併用することによリ親水性を上げ る必要がある。 併用できる親水性の高分子化合物としては、 ポリエチレンォキサ ィ ドで代表される直鎖もしくは分岐アルキレンォキサイ ド系ポリマ一、 ポリビニ ルピロリ ドン、 ポリエチレンォキサイ ド等の親水性ポリマー、 あるいは該親水性 ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマーとの共重合体等が挙げられる。 . 本発明の非対称多孔質膜においては、 親水性能をより向上させるためには置換 度を問わずに親水性の高分子化合物を併用することが好ましい実施態様であり、 親水性の高分子化合物のドープ溶液中の含有量は、好ましくは 0 . 5〜 2 0 w t %、 より好ましくは 1〜1 O w t o/oである。 ここでいう置換度 (スルホン化度または D . S ) とは、 ポリスルホン骨格の繰り返レ単位当たりに存在するスルホン酸基 の数と定義する。
さらに、 ポリスルホン系ポリマーの中で脂肪族ポリスルホン系ポリマーについ ては、 スルホン化することなくして陰性荷電が強く、 例えば、 化学式 (6 ) で示 す繰返し単位を有する脂肪族ポリスルホンは、 先に記述した公知の手法を用いて さらにスルホン化を実施しても良いが、 スルホン化を実施しなくともスルホン化 ポリスルホン系ポリマーの代わりに用いることができる。
スルホン化脂肪族ポリスルホン系ポリマー、 および脂肪族ポリスルホン系ポリ マーは、 それぞれ単独で使用しても良いが、 芳香族ポリスルホン系ポリマーを併 用することもできる。 併用する場合は、 スルホン化脂肪族ポリスルホン系ポリマ 一、 および脂肪族ポリスルホン系ポリマーの保持する陰性荷電量にもよるが、 ド ープ溶液中のスルホン化脂肪族ポリスルホン系ポリマー又は脂肪族ポリスルホン 系ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマーの混合比 (重量比) は、 (スルホン 化脂肪族ポリスルホン系ポリマー又は脂肪族ポリスルホン系ポリマー) (芳香 族ポリスルホン系ポリマー) = 0 . 1〜 0 . 9が好ましく、 より好ましくは、 0 . 1 5〜0 . 8である。
さらに、 親水性付与の観点から親水性の高分子化合物を併用することは好まし い実施態様であり、 親水性の高分子化合物のドープ溶液中の含有量は、 0 . 5〜 2 0 w t %が好ましく、 より好ましくは"!〜 1 0 w t %である。 また、 本発明における陰性荷電を有する非対称多子 L質膜の構成成分には、 スル ホン化芳香族ポリスルホン系ポリマー、 スルホン化脂肪族ポリスルホン系ポリマ ―、 脂肪族ポリスルホン系ポリマーを併用して用いることもできる。 本発明の非対称多孔質膜においては、 その溶液負荷側に少なくとも最表面が実 質的に荷電を持たない緻密層が存在するが、 そ 0最表面が非荷電親水性素材を含 有することが好ましい。 すなわち、.緻密層全体に亘つて荷電を持たない場合は、 緻密層がこの非荷電親水性素材から構成されていても良く、 実質的に荷電を持た ない緻密層の最表面にこの素材が含まれていても良い。 また、 緻密層の最表面だ けが荷電を持たない場合は、 最表面がこの非荷電親水性素材から構成されている ことが好ましい。
本発明において、 非荷電親水性素材とは、 荷電を実質的に有しない親水性素材 を言う。 なお、 荷電を実質的に有しないとは、 実施例に記載の 電位測定方法に おいて p H = 7 . 4での 電位がマイナス 2 m Vよりも高く、 プラス 3 0 m V以 下の荷電を有することである。
即ち、 陰性荷電を有していても、 血液との接触により産生されるブラジキニン ( B K N ) により引き起こされる、 血液透析治療において熱つぼさ、.指、 脣など の知覚麻痺などのいわゆるァナフイラキシ一様反応等の問題の起こらない程度、 即ち該^"電位測定方法において p H = 7 . 4での^電位がマィナス 2 m Vよりも 高い陰性荷電であれば、 本発明の非荷電親水性素材に含まれる。 以下、 合成ポリマーとしてポリスルホン系ポリマーを用いる例において、 非荷 電親水性素材を詳細に説明するが、 本発明はこれに限定されるものではない。 親水性素材とは、 水酸基、 アクリルアミ ド基、 エーテル基のような水素結合性 官能基や、 カルボキシル基、 スルホン酸基、 第 4級ァミン基のような電離性官能 基を介して水分子に親和力を示すポリマーや天然高分子あるいはその誘導体など を含有するものを言い、 例えば、 デンプン、 ぺクチン、 ゼラチン、 カゼイン、 デ キストランなどの天然の高分子およびオリゴマー、 メチルセルロース、 カルボキ シメチルセルロース、 ヒドロキシェチルセルロースなど半合成高分子およびオリ ゴマー、 ポリエチレンォキサイ ドに代表される分岐あるいは直鎖のポリアルキレ ンォキサイ ド、 ポリエチレングリコール、 ポリビニルアルコール、 ポリビニルメ チルエーテル、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリアクリル酸ナトリウム、 ポリエチレ ンィミン、 ポリアクリルアミ ド、 これらの少なくとも 1種と芳香族ポリスルホン 系ポリマーとの混合体、 およびこれらの少なくとも 1種と芳香族ポリスルホン系 ポリマーとの共重合体等が挙げられる。
これらの中で直鎖あるいは分岐ポリアルキレンォキサイド、 ポリエチレングリ コール、 ポリビニルピロリ ドン等の親水性ポリマー、 該親水性ポリマーと芳香族 ポリスルホン系ポリマーとの混合体、 該親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン系 ポリマーとの共重合体が好ましく、 より好ましくは直鎖あるいは分岐アルキレン ォキサイ ド系ポリマ一、 該アルキレンォキサイド系ポリマーと芳香族ポリスルホ ン系ポリマ一との混合体、 該アルキレンォキサイド系ポリマーと芳香族ポリスル ホン系ポリマーとの共重合体、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリビニルピロリ ドンと 芳香族ポリスルホン系ポリマーとの混合体、 およびポリビニルピロリ ドンと芳香 族ポリスルホン系ポリマーとの共重合体である。 特に好ましくはポリエチレンォ キサイド、 ポリビニルピロリ ドン、 これら各々と芳香族ポリスルホン系ポリマー との混合体、 およびこれら各々と芳香族ポリスルホン系ポリマーと共重合体であ る。
本発明において、 非荷電親水性素材として、 あるいはポリスルホン系ポリマー との共重合体として使用されるポリアルキレンォキサイドは、 直鎖状物のみなら ず、 分岐状物でも利用でき、 特にポリアルキレンォキサイ ドは膜表面にいわゆる 散漫層を形成することから、 極めて良好な生体適合性を発現し、 かつ高分子キニ ノーゲンなどの蛋白と基材膜との接触を大幅に抑制することが出来る。 例えば、 この分岐アルキレンォキサイドを有する芳香族ポリスルホン共重合体の製法は米 国特許第 6 1 7 2 1 8 0号明細書に示されている。
非荷電親水性素材の好ましい例である直鎖あるいは分岐アルキレンォキサイ ド 系ポリマー、 該アルキレンォキザィド系ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマ —との混合体、 該アルキレンォキサイ ド系ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリ マーとの共重合体、 ポリピニルピロリ ドン、 ポリビニルピロリ ドンと芳香族ポリ スルホン系ポリマーとの混合体、 およびポリビニルピロリ ドンと芳香族ポリスル ホン系ポリマーとの共重合体、 中でもポリエチレンオキサイド、 ポリビニルビ口 リ ドン、 これら各々と芳香族ポリスルホン系ポリマーとの混合体、 およびこれら 各々と芳香族ポリスルホン系ポリマーと共重合体は、 血液との接触による血小板 、 内因凝固系、 補体系、 キニン系の活性度が極めて低く、 生体適合性が良好であ るばかりではなく、 血漿タンパクの付着も少ないため血液処理中、 例えば、 透析 中において血液処理膜としての経時的な透過性の変化を抑制することができると いう特徴も有する。
さらに、 これらの非荷電親水性素材は、 基材膜である多孔質膜を構成するポリ スルホン系ポリマーの良溶剤に溶解するばかリでなく、 該良溶剤とポリスルホン 系ポリマーの非溶剤とからなる混合溶媒に、 広範囲の混合割合で溶解するために 、 基材膜の紡糸および製膜時に該混合溶媒に溶解させて、 あるいは基材膜への後 コ一ト処理などによって容易に基材膜の血液接触面側に、 これらの非荷電親水性- 素材を有する表面層を形成できる利点をも有する。
本発明でいう、 緻密層の少なくとも最表面に実質的に荷電を持たない層がある か否かの評価は、 基材膜を構成する合成ポリマ一の種類や高分子荷電物質の種類 に応じて、 X線光電子分光法などの表面解析手段から適宜選択して行えばよい。 例えば、 合成ポリマーがポリスルホン系ポリマーであって、 緻密層の少なくとも 最表面の実質的に荷電を持たない層として非荷電親水性素材を含有する層を有す るか否かの評価については、 以下のように行う。
光電子力'光法 (X— r a y p h o t o e I e c t r o n s p e c t r o s e o p y) (以下、 X PSと称す。 ) により、 非荷電親水性素材の表面濃度指数と して硫黄原子に対する酸素原子の比率 ([o]/[s]) 、 あるいは硫黄原子に対する 窒素原子の比率 ([N]/[S]) を測定する。 ここで、 [0]/[S]、 あるいは [N]/[S] の 評価区別は、 用いる非荷電親水性素材により決まり、 例えば、 ポリビニルピロリ ドンを含むポリマーの場合は [N]/[S]の値 を使用し、 一方、 ポリアルキレンォキ サイ ドを含むポリマーの場合には [o]/[s]の値を使用する。 ポリビ ÷ルピロリ ド ンとポリアルキレンォキサイ ドの両者を含む場合は、 [0]/[S]、 あるいは [N]/[S] のどちらか一方を使用する。 ' 本発明において、 非荷電親水性素材を含有する層を有するとは、 非荷電親水性 素材の表面濃度指数が [0]/[ S ]の場合は [0]/[S ]> 6、 好ましくは [0]/[S ]> 7で あることを言い、 [ N ]/[S ]の場合は [N ]/[S ]> 1 . 5、 好ましくは [ N]/[S ]> 2 . 0であることを言う。 また、 ポリビニルピロリ ドンとポリアルキレンオキサイド の両者を含む場合は、 [0]/[ S ]、 あるいは [ N ]/[S ]のどちらか一方の値が上記を満 足してれば良い。 次に、 本発明の非対称多孔質膜の製造方法について説明するが、 本発明の非対 称多孔質膜の製造方法は大きく分けて 7通り存在する。
すなわち、
①陰性荷電を有する多孔質膜を基材膜とし、 この表面で、 別途、 実質的に荷電 を持たない合成ポリマーを凝固させて緻密層を形成させる方法、
②実質的に荷電を持たなし、非対称多孔質の基材膜に対して、 膜の支持層側から 緻密層側に向かって、 緻密層を透過し いサイズの高分子荷電物質を含む溶液を 付与し、 高分子荷電物質を膜内部に固定化する方法、
③陰性荷電を有する合成ポリマーを含むドープ溶液を 2重円筒紡口の外筒より 吐出し、 紡口の内筒から実質的に荷電を持たない合成ポリマーを非溶剤と良溶剤 との混合溶剤に溶解させた混合溶液を吐出させ、 続いて凝固させることによリ製 膜する方法、
④該ド一プ溶液を 3重円筒紡口の外筒より吐出し、 中間筒から実質的に荷電を 持たない合成ポリマーを含む溶液を吐出し、 さらに内筒からドープと実質的に荷 電を持たない合成ポリマ一に対して凝固作用を有する溶剤を吐出させることによ リ製膜する方法、
⑤該ドープ溶液を 2重円筒紡口の外筒より吐出し、 紡口の内筒から非溶剤と良 溶剤からなる溶液を吐出し、 凝固させ多孔質膜を形成させたのち、 得られた中空 状膜の緻密層触面に、 実質的に荷電を持たない合成ポリマーを含む溶液を接触さ せることによリ製膜する方法、
⑥実質的に荷電を持たない非対称多孔質膜を基材膜とし、 この表面で、 別途、 陰性荷電を有する合成ポリマ一を凝固させて緻密層を形成させた後、 さらに、 こ の緻密層表面に実質的に荷電を持たない合成ポリマーを含む溶液を接触させる方 法、 および
⑦該ド一プ溶液を 3重円筒紡口の中間より吐出し、 外筒から実質的に荷電を持 たない合成ポリマーを含む溶液を吐出し、 さらに内筒からドープと実質的に荷電 を持たないポリマ一に対して凝固作用を有する溶剤を吐出させることにより陰性 荷電を含む緻密層を形成させ、 さらに、 この緻密層表面に実質的に荷電を持だな い合成ポリマーを含む溶液を接触させることにより製膜する方法、
である。
上記の製造方法のうち、 ①および②の方法は、 緻密層全体に亘つて荷電を持た ない場合に好ましい製造方法である。 また、 ③〜⑦の方法は、 緻密層の最表面が 荷電を持たない場合に好ましい製造方法である。
①の製造方法は、 陰性荷電を有するが所望の緻密層を持たない多孔質膜を準備 し、 この基材膜の表面で、 別途、 実質的に荷電を持たない合成ポリマ一を凝固さ せて緻密層を形成させるものである。
陰性荷電を有する基材膜は、 前記 (9頁の 4〜1 7行目) に説明した合成ポリ マ一のいずれかから主として構成されるものでよいが、 p H = 7 . 4における 電 がマィナス 2 m V以下を示す多孔質膜であり、 好ましくはマイナス 4 m V以 下、 マイナス 5 O m V以上を示す多孔質膜である。 膜がゼータ電位の範囲を満た せば、 ポリマーの種類や組成については問わず、 適宜製膜されたものを用いても よく、 市販の多孔質合成膜を基材膜として利用することもできる。
緻密層の形成にあたっては、 公知の複合膜の製造方法に準じればよい。 すなわ ち、 緻密層を形成する合成ポリマーの良溶剤であって、 しかも基材膜を溶解しな い溶剤に緻密層を形成する合成ポリマーを溶解した溶液を用いる。 次.に、 基材膜 の表面にこの溶液を接触させた後、 緻密層を形成する合成ポリマーの非溶剤でし かも基材膜を溶解しない凝固液を接触させるか、 あるいは乾燥によって溶剤を除 去してポリマーを析出させれば複合膜が得られる。
基材膜の表面に複合化される緻密層は、 前記 (9頁の 4〜1 7行目) に説明し た合成ポリマーのいずれかから形成されればよく、 実質的に荷電を持たない合成 ポリマ一を用いる。 ポリマーの種類や組成については、 前記 (1 2頁下から 3行 目〜 1 3頁 6行目) の定義を満たすものであれば、 特に限定しない。 また、 形成 された緻密層の最表面に、 本発明でいう非荷電親水性素材を塗布しても良く、 或 し、は、 緻密層自体を非荷電親水性素材から形成しても良い。
②の製造方法においては、 非対称多孔質膜内の緻密層直下に荷電膜層を形成さ せるには、 まず、 膜の支持層側から緻密層のある側に向かって荷電性物質の溶液 を濾過もしくは拡散で供給する。 荷電物質として、 緻密層を透過しないサイズの ものを使用すると、 荷電物質は膜の支持層を進み緻密層に向かうが、 緻密層で進 行を阻止されて緻密層直下の多孔質支持層に捕捉される。 続いて、 補足された荷 電物質を固定する。
固定法は、 荷電物質どうしもしくは荷電物質と膜材質との間で架橋を起こさせ る架橋剤 (固定剤) を含む溶液を膜の支持層側から濾過もしくは拡散により供給 し、 局所で架橋反応を起こさせることにより、 荷電物質は膜内の緻密層直下の位 置に物理的、化学的に固定するのが好ましし、が、膜内に固定化できるのであれば、 架橋以外の方法であっても良い。
或いは、 荷電物質を膜の支持層側から濾過もしくは拡散しつつ、 架橋剤 (固定 剤) を緻密層側から拡散により供給して、 荷電物質を緻密層直下に固定すること もできる。.
非対称膜の凝固工程において、 膜の外側に存在する凝固剤に荷電性官能基を導 入し得る化学物質を用いてポリマー溶液と直接反応さ'せることによリ、 膜の断面 方向における荷電の分布に極性を持だせ、 膜の外側に荷電が存在し、 緻密層の部 分では荷電が発生しないようにして、 内面に荷電が露出しない荷電膜を得ること もできる。
この製造方法において、 基材膜は、 前記 (9頁の 4 ~ 1 7行目) に例示した合 成ポリマーのいずれから構成されるものでよいが、 実質的に荷電を持たない非対 称多孔質膜である。 実質的に荷電を持たない膜とは、 実施例に記載のゼータ電位 測定方法において、 p H = 7 . 4におけるゼ一タ電位がマイナス 2 m Vよりも高 く、 プラス 3 O m V以下を示す膜である。 このゼ一タ電位の範囲を満たせば、 ポ リマーの種類や組成については問わず、 適宜製膜されたものを用いてもよく、 市 販の非対称多孔質の合成膜を利用することもできる。
基材膜に付与される陰性荷電を有する高分子荷電物質としては、 天然、 合成を 問わずいずれの高分子荷電物質でもよいが、 生理的 p H下での電離度の大きさか ら特にスルホン酸基を有するものが好ましい。 具体的には、 へパリン、 へパラン 硫酸、 コンドロイチン硫酸、 ケラト硫酸などの酸性ムコ多糖類や、 デキストラン 硫酸などの半合成多糖類に代表される、 いわゆる硫酸化多糖類ならいずれでもよ し、。 また、 合成ポリマーとしては、 メタリルスルホン酸ソ一ダなどのスルホン酸 基を含有するビニル系モノマーを共重合したポリマーであってもよく、 処理時に 基材膜に損傷を与えない目的から、 水溶性のポリマーが好ましい。 これらは、.そ の化学構造から、 架橋試薬による処理や放射線照射によって自己架橋したり、.膜 の一部と反応して固定されるため特に好ましいものである。
また、高分子荷電物質は、緻密層を透過しない分子サイズを有するものを用い、 付与した陰性荷電が徽密層の表面に露出しないように膜中に存在させる。さらに、 基材膜へ 和性、 特に吸着性が高い高分子荷電物質を利用すれば、 基材膜の緻密 層以外の全体に亘つて陰性荷電を付与した膜を得ることができる。
なお、 本製造方法②においても、 非荷電親水性素材を緻密層の最表面に塗布し てもよい。 以下、 製造方法③〜⑤については、 合成ポリマーとしてポリスルホン系ポリマ 一を用い、 実質的に荷電を持たない合成ポリマーとして非荷電親水性素材を用い る場合を例として詳細に説明する。 もちろん、 本発明はこれに限定されるもので はない。 ,
基材膜である非対称多孔質膜の製造に使用するドープ溶液のポリマー構成とし ては、 ( 1 ) スルホン化ポリスルホン系ポリマー単独、 (2 ) スルホン化ポリス ルホン系ポリマーと、 芳香族ポリスルホン系ポリマーとの混合物、 (3 ) 脂肪族 ポリスルホンのみ、 ( 4 ) 脂肪族ポリスルホンと芳香族ポリスルホン系ポリマ一 との混合物、 (5 ) ( 1 ) 〜 (4 ) までのポリマー組成に親水性の高分子化合物 を添加したもの等が挙げられ、 どのポリマ一構成を選択するかは膜性能を考えて 適宜選択すれば良い。 上記のポリマ一構成のポリスルホン系ポリマ一を溶剤に溶 解しド一プ溶液を作製する。 ポリスルホン系ポリマーを溶解する溶剤を、 以下単 に良溶剤と称す。
この良溶剤としては、 N , N—ジメチルァセ卜アミ ド、 N , N—ジメチルホ ルムアミ ド、 N—メチルー 2—ピロリ ド、ン、 ジメチルスルォキシド等の溶剤が好 適に使用されるが、 中でも N , N—ジメチルァセトアミ ド、 N—メチル一2—ピ 口リ ドンが好ましい。 また、 これらの良溶剤は単独で使用する必要はなくポリマ 一に対する溶解性、 ドープ粘度の調整、 あるいは膜性能を制御する目的のために 2種類あるいは fれ以上の良溶剤を混合して用いることもできる。 さらに、 水や 、 イソプロピルアルコール、 エタノール等のアルコール類、 塩化ナトリウム、 塩 化カルシウム等の無機塩類、 プロピレングリコール、 テトラエチレングリコール 、 ポリェチレングリコ一ル等のグリコール類などのポリスルホン系ポリマーの非 溶剤 (以下、.単に非溶剤と称す。 ) を、 製膜において膜性能を左右する多孔化と ボイ ド形成を回避するために該ド一プに添加することも可能である。 その種類、 添加量については、 多孔膜の性能に合わせて適宜選択調整すればよい。
また、 ド一プ溶液のポリマー濃度はポリマーの分子量にもよるが、 1 0〜5 0 w t %であり、 洩糸性、 膜強度などの視点から 1 5 ~ 4 0 w t %の範囲のものが 良好である。
③の製造法においては、 外筒から上記のドープ溶液を紡糸原液とする。 紡口の 内筒から吐出される非荷電親水性素材を含む溶液に用いられる溶媒は、 外筒に用 いるドープ溶液の溶媒に、 非溶剤を添加した混合溶媒である。 非溶剤としては水 、 イソプロピルアルコール、 エタノール、 プロピルプロピレングリコール、 テト ラエチレングリコール等が挙げられるが、 水が好ましい。 また、 この混合溶媒の 良溶剤と非溶剤の混合比は基材膜の平均孔径を決定する最大の囟子であり、 主と してポリスルホン系ポリマーからなる多孔質膜では一般に非溶剤である水の割合 を増加させると緻密層の平均孔径が低下する傾向を示す。 したがって良溶剤と非 溶剤の混合組成比としては、 良溶剤ノ非溶剤 = 1 0ノ 9 0〜 6 5 3 5が好まし く、 より好ましくは 2 0 Z 8 0〜5 5 Z 4 5である。 ③の製造方法のように、 外筒と内筒から同時に上記各ポリマー溶液を流して凝 固させて形成される多孔質膜では、 該多孔質の緻密層の最表面近傍に形成される 表面層が後処理などにより剥離ないし溶出することが危惧されるが、 内筒と外筒 から溶液を同時に流すことにより凝固と並行して外筒溶液と内筒溶液の界面にお いてポリマー分子鎖間の絡み合いが起こり、 非荷電親水性素材としてポリアルキ レンォキサイド、 あるいはポリビニルピロリ ドンのような親水性ポリマーを単独 で使用した混合溶液を内筒溶液 して用いても、 それらの重量平均分子量が 5, 0 0 0以上、 好ましくは 8 0 0 0以上であれば剥離、 溶出は起こらない。 一方、 該非荷電親水性素材として用いた親水性ポリマーの分子量が 5 , 0 0 0未満の場 合は、. 内筒に用いる混合溶媒に溶解する範囲内で、.芳香族ポリスルホン系ポリマ —との混合体、 あるいは芳香族ポリスルホン系ポリマーとの共重合体として使用 することが好ましい。
また、 表面層の厚みを決定する重要な因子である非荷電親水性素材の濃度は、 0 . 0 1〜 1 5 w t %、 より好ましくは 0 . 0 5〜 5 w t %程度であると、 表面 層の厚みが基材膜の陰性荷電の影響を押さえるに充分な厚みで、 且つ均一な薄膜 が形成することができる。 さらに、 該溶液が低粘度であるためポリマーの外筒溶 液側への拡散が促進され、 基材膜表面近傍の孔表面の開孔径を大きく変えること なく開孔表面を均一に覆うことが可能となる。
④の製造方法のように、 中空糸状膜は、 3重円筒状紡口を用いても製造するこ とができる。 該 3重円筒紡口の外筒から、 ドープ溶液を吐出させ、 中間筒から非 荷電親水性素材を含む溶液を吐出し、 更に内筒から上記ポリスルホン系ポリマー 及び非荷電親水性素材に対して凝固作用を有する溶剤を吐出させて非対称多孔質 膜を製造させる。
中間筒から吐出させる非荷電親水性素材を含む溶液の溶剤としては、 N , N— ジメチルァセトアミ ド、 N , N—ジメチルホルムアミド、 N—メチル -2-ピロリ ドン、 ジメチルスルォキシド等の溶剤が好適に使用されるが、 中でも N, N—ジ メチルァセトアミ ド、 N—メチル -2-ピロリ ドンが好ましい。 また、 これらの溶 剤は単独で使用する必要はなくポリマーに対する溶解性、 粘度の調整、 あるいは 膜性能を制御する目的のために 2種類あるいはそれ以上の溶剤を混合して用いる こともできる。 さらに、 水や、 イソプロピルアルコール、 エタノール等のアルコ ール類、 塩化ナトリウム、 塩化カルシウム等の無機塩類、 プロピレングリコール , テトラエチレングリコール、 ポリエチレングリコール等のグリコール類などの 非溶剤を、 製膜において膜性能を左右する多孔化とボイ ド形成を回避するために 添加することも可能であり、 その種類、 添加量については、 多孔膜の性能に合わ せて適宜選択調整すればよい。
内筒からは、 良溶剤と非溶剤との混合溶媒を吐出させる。 該良溶剤としては、 N , N—ジメチルァセトアミ ド、 N , N—ジメチルホルムアミ ド、 N—メチル -2 -ピロリ ドン、 ジメチルスルォキシド等の溶剤が好適に使用されるが、 中でも N , N—ジメチルァセ卜アミ ド、 N—メチル -2-ピロリ ドンが好ましい。 また、 こ れらの溶剤は単独で使用する必要はなく膜性能を制御する目的のために 2種類あ るいはそれ以上の溶剤を混合して用いることもできる。 また、 非溶剤としては水 、 イソプロピルアルコール、 エタノール、 プロピルプロピレングリコール、 テト ラエチレングリコール等が挙げられるが、 水が最良である。 また、 この混合溶媒 の良溶剤と非溶剤の混合比は基材膜の平均孔径を決定する最大の因子であリ、 主 としてポリスルホン系ポリマーからなる多孔質膜では一般に非溶剤である水の割 合を増加させると緻密層の平均孔径が低下する傾向を示す。 したがって溶剤と非 溶剤の混合組成比としては、 溶剤 非溶剤= 1 0 9 0〜 6 5ノ3 5、 より好ま しくは 2 0ノ 8 0〜5 5 4 5である。
③あるいは④のようにして紡糸された中空状膜は、 凝固浴で凝固後、 洗浄、 乾 燥され本発明である非対称多孔質膜となる。 また、 膜の緻密層最表面の親水性を 更に向上するためには、 高温蒸気などによる後処理も有効である。 上記凝固浴の 組成は、 非溶剤である水を使用するのが好ましいが、 N , N—ジメチルァセトァ ミ ド、 N, N—ジメチルホルムアミ ド、 N—メチル -2-ピロリ ドン、 ジメチルスル ォキシド等の溶剤を含んでもよい。 また、 これらの溶剤は単独で使用する必要は なくポリマーに対する凝固性、 あるいは膜性能を制御する目的のために 2種類あ るいはそれ以上の溶剤を水に混合して用いることもできる。 さらに、 イソプロピ ルアルコール、 ェタノ一ル等のアルコール類などの非溶剤を添加することも可能 であり、 その種類、 添加量については、 多孔膜の性能に合わせて適宜選択調整す ればよい。また、凝固浴の温度は、その膜性能を大きく左右する点で重要であり、
20°C~90°C、 より好ましくは、 50°C〜75°Cがよい。
⑤の方法で製造する場合の基材膜は、 ③および④の方法とほぼ同様の方法で製 膜することができる。 この場合、 紡糸中における内筒の溶液組成は、 ④の 3重円 筒状紡口を用いる製造方法に記載の内筒に用いる良溶剤と非溶剤の溶液組成であ れぱよい。 基材膜である多孔質膜を形成し、 乾燥後、 その多孔質膜の緻密層表面 に非荷電親水性素材を含む溶液を接触させ表面層を形成する。
ここで使用する非荷電親水性素材を含む溶液の組成としては、 良溶剤 Z非溶剤 = 5/95~65/35, より好ましくは 20 &0〜 55 45であり、 非荷 電親水性素材の濃度は、 0. 01 ~ 1 5 w t %、 より好ましくは 0. 05 ~ 5 w t %程度である。 多孔質膜の緻密層表面に非荷電親水性素材を含む溶液を接触さ せる方法としては特に限定はしないが、 公知の方法によって中空糸モジュールを 作成した後、 モジュールの緻密層表面側に該非荷電親水性素材を含む溶液を流し 込み、 その後水で溶出が無くなるまで置換しながら該非荷電親水性素材を凝固固 定させ、 必要ならば乾燥を行う。 この場合は表面層の剥離、 溶出を回避するため に、 基材膜表面が膨潤する程度に長時間、 該溶液に接触させるか、 処理温度を室 温より高く、 好ましくは 50~ 70°C程度に設定するのが望ましい。
〔実施例〕
次に実施例によって本発明をさらに具体的に説明するが、 本発明は、 これに限 定されるものではない。
ぐ各種評価方法 >
[置換度の測定法]
スルホン酸基モル数を社団法人日本分析化学会編「分析化学便覧(改訂二版 19 71年度) 」 、 P367 (2 - 47 - 3定量) に示されている中和滴定法で求める 。 さらに、 NMRにおいて、 芳香族部分とポリエチレンオキサイ ドのメチレン鎖 部分の積分値からポリスルホン骨格の重量%を求める。 ポリスルホン骨格の繰り 返し単位あたりに換算し、 先に求めたスルホン酸基量とからポリスルホン骨格の 繰り返し単位あたりのスルホン酸基数、 すなわち、 置換度 (スルホン化度または D. S) が求められる。
[重量平均分子量の測定方法]
G P C用カラム K D— 806 M、 KD— 803、 KD- 802 (いずれも S h o wd e X製) を連結した測定装置 S y s t em—21 (S h o d e x社製 ) を用いて、 展開液としてジメチルァセトアミ ド (以下、 DMAc) 、 カラム温 度 50°C、 1 m I Zm i nの流速で測定する。 ポリスチレン標準サンプル (TS KSTANDARD POLYSTYRENE、 東ソ一製) を用いて換算分子量 を算出する。
[分画分子量の測定方法]
中空糸膜の内径を測定して、 以下の式より性能が一定となるように糸を数えて 有効長 1 8 cmとなるよう両端をエポキシにて接着し、 モジュールを作製する。 試験前に糸を生理食塩水 (大塚製薬 (株) 製 大塚生食注) で充分に洗浄して試 験に共する。
糸の本数 =流量 Z { (π/4) X (内径/ 1 0000) 2Χ線速 X 60m i n) 線 1 c m/ s e c s 流量 = 2. 0 m I /m i n
次に生理食塩液 (大塚製薬 (株) 製、 大塚生食注) 1 リツトルに、 デキストラ ン 4万 (S I GMA、 Mw=41 272) 1 0 gとデキストラン 7万 (S I GM Mw=7 1 000) 1 0 gを溶解し調合する。 その後該デキストラン溶液を 37 °Cで加温して、 流速 2. 0m I /m i nでモジュールに通液させる。 モジュ 一ルの出側よリデキストラン溶液が出てきたら、 膜間圧力差 (TMP) =25m mH gとなるように圧力をかけて 1 0分後の濾液を 5分間分取して評価用サンプ ルとする。 得られた濾液の量から限外濾過速度 (U FR) を算出 (m l/mmH g ■ m2■ h r) する。 評価用サンプルと性能試験に用いたデキストラン溶液に ついて以下の条件で高速液体クロマトグラフ (HP LC) 測定を行う。 カラム: (分析カラム) S h o d e x : G F— 71 0 HQ、 (ガードカラム) G F- 1 G-7巳、 カラム温度: 40°C、 検出器: R I (S h i ma d z u, R I D— 6 A) 、 移動相:生理食塩液、 流速: 0. 3m I i n、 標準デキストラ ン 6点 (Mw=1 86000、 1 00000、 48000、 23700、 1 22
00、 5800) を用いて、 分子量校正曲線を作成し、 クロマトグラムの保持時 間をデキス卜ラン分子量に換算する。 各評価サンプルのクロマトグラムのピーク 強度をデキス卜ラン溶液のクロマ卜グラムのピーク強度で割り、. S C (諦ぃ係数 ) を求める。 さらに、 阻止率とは、 (1一 SC) X I 00と定義する。
[多孔膜の "電位の測定方法]
E l e c t r o K i n e t i c An a l y z e r (以下、 E K Aと称す。 )
(An t o n P a a r Gmb H社製) を用いて下記のとおり行った。 EKAの ポンプ設定電圧を 20 Vにする。 測定試料は、 シリンドリカルセル中央部に、 ― 930〜一 950m b aの圧力がかかるように、 A g/A g C I電極間で挟みこ んで、 3〜 5 c m幅に充填する。 25 °Cの 0. OCM mo l Z I KC I永溶液 ( キシダ化学 (株) 製 試験研究用 0. 01 mo I I KC I溶液と、 大塚製薬 ( 株) 製 大塚蒸留水を使用して調製) を.500m I用意し、 該 KC I水溶液を測 定回路内全体に満たした後、 0. 1 mo Iノ I KOH溶液 (和光純薬 (株) 製 容量分析用 0. I mo l l KOH溶液) を添加して p Hを 1 1にする。 その後 、 0. 1 mo I I HC I溶液 (和光純薬 (株) 製 容量分析用 0. I mo l Z
1 H C I溶液) を RTU (R emo t e Co n t r o l l e d T i t r a t i o n U n i t (An t o n P a a r Gm b H社製) ) で滴定しながら、 ["1カ 0. 8変化する毎の中空糸膜の 電位を P H 1 1 ~3までのレンジで測定 し、 p H 7. 4の :電位を求める。
[XPSの測定方法]
中空糸膜を切り開いて内側を出し、 測定視野に入る程度に数本並べ、 これを X PS (P h y s i c a l E l e c t r o n i c s, I n c製 PH I— 540 0) 装置にて下記の条件で測定した。 励起源 M g Κα (1 5 k VZ26. 7 mA) 、 分析面積 3. 5mmX 1 mm% 取込領域は S u r v e y S c a n (定性分析用) 1 1 00〜O e V、 N a r r o w S c a n (定量分析、 化学分析用) C l s、 O l s、 S 2 p、 N 1 s、 P a s s E n e r g yは S u r v e y S c a n : 1 78. 9 e V、 N a r r ow S c a n : 35. 7 5 e V。 得られた N a r r ow S c a nスぺクトゾレの面積 強度から装置のライブラリ相対感度係数を用いて元素濃度を求め定量計算した。 用いた相対感度係数は、 C l s : 0. 296、 O l s : 0. 7 1 1 S 2 p : 0 . 666、 N 1 s : 0. 477である。
[血小板活性化指標である乳酸脱水素酵素 (LDH) 及び蛋白吸着量の試験方法
]
中空糸 56本、 有効長 1 5 cm (膜面積 5 Omm 2) となるように両端をェポ キシ接着したミニモジュールに対し、 内外をそれぞれ上記生理食塩水 (大塚製薬 株式会社、 大塚生食注) 1 Om I を中空糸内側に流し洗浄する (以下、 ブライミ ングと称す。 ) 。 その後、 へパリン加人血を 7m Iシリンジポンプにセッ卜して 、 1. 2m I /m i nの流速でモジュール内に通血した後、 該生理食塩水を用い て内側 1 0 m I、 外側 1 0m lで洗浄する。 洗浄したモジュールから L D Hは 2 8本、 吸着蛋白は 23本、 長さを 1 4 cmとし採取後、 これを細断し測定用試料 とする。
燐酸緩衝溶液 (P BS) (和光純薬工業 (株) 製) に T r i t o n X- 1 00 (ナカライテスク社製) を溶解して得た 0. 5容量 T r i t o n X- 1 O OZP BS溶液を L DH測定用のスピッツ管に 0. 5m l添加し、 超音波を 60分かけ て抽出液を 0. 1 m l分取し、 この抽出液に LDH反応試薬 (LDHモノテスト :べ一リンガーマンハム社製) 3m I を反応させ直ちに 0. 5m lを分取して 3 40 nmの吸光度を測定する。 残液は、 37°Cで 1時間反応させた後 340 n m の吸光度を測定し吸光度の減少を測定し、 同様に血液と反応させていない膜につ いても吸光度を測定し、 A 340 nm= (サンプル反応直後吸光度—サンプル 6 0分後吸光度) 一 (ブランク反応直後吸光度一ブランク 60分後吸光度) より評 価する。 よって、 この減少率が大きいほど L DH活性の高い膜となる。 PBSに S o d i um La u r y I S u I f a t e(S DS) (ナカライテス ク社製)を溶解して得た 1容量%5 DSZP BS溶液を吸着蛋白測定用の瓶に 2 m I加えて、 室温で 4時間攪拌させ、 抽出液を 0.45 mのフィルタ一で濾過 した後 0. 2 m I を試験液とする。 該試験液に B i c i n c h o n i n i c A c i d(BCA)蛋白測定試薬 (P I ERCE社製 BCA p r o t e i n a s s a y r e a g e n t A) 3 m I を加えて、 37 °Cで 30分反応した後、 56
2 nmの吸光度を測定し、 同様に血液を反応させていない膜についても吸光度を 測定し、 試験液の吸光度から差し引く。 標準蛋白の吸光度直線より検量線を作成 して、 試験液の吸着蛋白量を測定した。
[ブラジキニン (BKN) の測定方法]
各サンプル糸を 1 00本、 長さ 1 6 cmでシリコン接着し、 外側に塩ビのカバ 一をつける (膜面積 1 00m2) 。 純水→生理食塩水の順でプライミングをして
37°Cの水浴中につけて加温しておき、 人新鮮へパリン加血液をシリンジポンプ で送り糸内層と接触させ出側の血液をサンプルとして専用試験管 (インヒビター 2m l入り : トラジロール、 大豆トリプシンイン tビタ一、 硫酸プロタミン、 E DTA— 2N a、 S R L社製) に 5m l回収する。 (血液流速は、 0. 44m l m i nとして接触時間が 4分となるようにする。 ) その後、 冷却遠心し血漿を 分取して凍結保存としサンプルとし、 測定は放射免疫測定法 (R I A法) で実施 した。
[牛血清を用いた分画性能の評価方法].
分画性の指標として、 アルブミン (Mw=66000) と 1マイクログロブ リン (0M MG、 Mw=33000) 、 さらに 2マイクログロブミン (S 2M G、 Mw= 1 1 800) の SC (ふる C、係数) を以下の手順により求める。
膜の内径を測定して、 膜面積が 1 20mm 2となるように糸を数え有効長 1 5 cmとなるよう両端をエポキシにて接着し、 生理食塩水で充分に洗浄して試験用 ミニモジュールとする。 一方で、 牛血清 (凍結品: Va l l e y B i ome d i c a I , I n c) を 37 °Cで加温溶解した後、 総蛋白量が 6. 5 g/d I とな るように生理食塩水で希釈する。 この血清に精製 1マイクログロブリン (8m gハ ) (栄研化学 (株) 製 1—Mハイグレード栄研) 及び 2マイクログ ロブリン (5mgZ l ) (栄研化学 (株) 製 2— Mハイグレード栄研) を添 加して試験用の血清とする。 その後、 血清を 37 °Cで加温して、 流速 1 m l/m i nでモジュールに通液させ、 TMP=34mmH gとなるように圧力をかけて 60分後の濾液を分取して評価用サンプルとする。 得られた濾液の量から U FR
(m I /-rnrnH g ■ m2■ H r ) を算出し、 アルブミン発色試薬を用いてアルブ ミンの濾過を吸光度 630 nmにて測定する。 アルブミン S Cは S C=サンプル 吸光度 血清元液吸光度として算出する。 また、 1マイクログロブリン及び 2 マイクログロプリンの S C測定は、全自動免疫化学分析装置(栄研化学(株)製、 LX-6000) を用いて測定した。
〔参考例 1〕.
[スルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマーの製造]
J . P o l ym. S c i , : P a r t A : P o I y m. C h e m. , 31 , 853-858 ( 1 993) に記載の方法で、 ビス (2—クロ口ベンゼンスル フォネイト) 一5, 5' —スルホン酸ナトリウム塩を合成した。
1 00 Om I三ッロセパラブルフラスコにビスフエノール A (東京化成) 29. 02 g、 4, 4' —ジクロロジフエニルスルホン (東京化成) 31. 56 g、 上 述のビス (2—クロ口ベンゼンスルフォネイ ト) 一5, 5' ースルホン酸ナトリ ゥム塩 1 0. 23 g、 炭酸カリウム (和光純薬) 52. 76 g、 トルエン (和光 純薬) 80. 8m I、 N—メチル一2—ピロリ ドン (東京化成) 1 94. 6m I を秤取し、 撹拌を行いながら窒素置換を 2時間行った。 混合液を 1 55°Cで保持 後、 トルエンを 3時間還流させ、 その間、 共沸してくる水をディ一ンスタック 卜 ラップで混合液から除去した。 続いて混合液を 1 90°Cに昇温し、 トルエンを除 去後、 さらに 1 90°Cで 5時間保持した。 反応混合物を室温に冷却し、 撹拌下の 蒸留水 1 O O OOm Iへゆつくりと滴下し、 繊維状分岐スルホン化ポリスルホン を得た。 濾物を蒸留水 5 O O Om l中へ投入し、 濾物と蒸留水混合物の pHが 2 となる様に濃塩酸を加え、 濾別し、 濾液が p H 7になるまで水洗した。 さらに 7 0°C 0 %ェタノール水溶液 6000 m Iで 3時間洗浄した後、 濾别し、 濾物を エタノールで洗浄後、 50°Cで真空乾燥して、スルホン化置換度(D. S)が 0. 3であるスルホン化芳香族ポリスルホン系ポリマーを得た。 このときの収量 65 gであった。 また、 得られたポリマーの重量平均分子量は 75000であった。
〔参考例 2〕
[分岐ポリエチレンォキサイドと芳香族ポリスルホン系ポリマーのブロック共重 合体の製造]
1 00 Om I三つ口セパラブルフラスコに、 ビスフエノール A (東京化成) 2 9. 02 g、 4, 4' —ジクロロジフエニルスルホン (東京化成) 43. 08 g 、 炭酸カリウム (和光純薬) 5Ό. 00 g、 トルエン (和光純薬) 50m l、 N —メチルー 2—ピロリ ドン (東京化成) 1 30m I を入れ、 攪拌下,、 窒素置換し た。 反応混合液を 1 55°Cに保持し、 トルエンを 3時間還流させ、 その間、 共沸 しでくる水をディーンスタック卜ラップで反応混合液から除去した。 続いて、 反 応混合液を 1 90°Cに昇温し、 トルエンを留去、 さらに 1 90°Cで 4時間保持し て、 両末端クロ口型のポリスルホンプレボリマ一を合成した。 1 00 Om I三つ ロセパラブルフラスコに、 ポリエチレングリコール #4000 (東京化成工業 水酸基価 36mgKOHZg) 1 29. 86 g、 エチレンジァミンに酸化プロ ピレンと酸化エチレンを逐次付加したものから派生した 4官能ラロック 'コポリ マ一 (BAS F社、 T e t r o n i c 304 水酸基価 68 m g K O Hノ g ) 26. 72
Figure imgf000037_0001
炭酸カリウム (和光純薬) 200. 00 g、 トルエン (和光純薬 ) 1 5 Om I、 N—メチルー 2—ピロリ ドン (東京化成) ) 350m lを入れ、 攪拌下、 窒素置換した。 反応混合液を 1 55°C保持しトルエン (和光純薬) を 3 . 5時間還流させ、 その間、 共沸してくる水をディー.ンスタックトラップで反応 混合液から除去した。 続いて、 反応混合液を 1 90°Cに昇温し、 トルエンを留去 し、.次いで 4, 4' ージフルォロジフエニルスルホン (東京化成) 4. 91 gを 加え、 1 90°Cで 6時間保持して、 分岐ポリエチレンォキサイドブレポリマーを 合成した。 上記の両末端クロ口型のポリスルホンゴレポリマー反応混合液に、 分' 岐ポリエチレンォキサイ ドブレポリマー反応混合液を加え、 窒素雰囲気下、 1 9 0°Cで 8時間保持した。 反応混合液を、 撹拌下の蒸留水 1 O OOOm lへゆつく りと滴下し、 繊維状分岐 PEO—ポリスルホン共重合体を得た。 濾物を蒸留水 5 000m I中へ投入し、濾物と蒸留水混合物の pHが 2となる様に濃塩酸を加え、 濾別し、 濾液が p Hフになるまで水洗した。 さらに 70°C40%エタノール水溶 液 6000 m Iで 3時間洗浄した後、 濾別し、 濾物をェタノ一ルで洗浄後、 50 °Cで真空乾燥して、 分岐ポリエチレンォキサイ ドと芳香族ポリスルホンのブロッ ク共重合体を得た。 このときの収量は 1 51. 66 gであった。 得られた共重合 体の 電位はマイナス 0. 3mVであり、 重量平均分子量は 60000であった
〔参考例 3〕
[グラフトスルホン化ポリスルホンの製造]
芳香族ポリスルホン (ァモコ 'ェンジァリング 'ポリマーズ社製:ユーデル P- 1700) 200 gをドライアイス雰囲気下で、 1 M r dZh rの強度にて 1.0時間 r線を照射した後、 グラフト化剤である 3—スルホプロピルメタクリレート 30 gに対し H20Zt— B t OH = 3 1混合溶液 1 k gを混合させた溶液中に投 入し、 窒素雰囲気下で 40 °C、 4時間反応させ、 反応終了後アルコール洗浄、 水 洗、 乾燥後、 ドープ作製用のグラフ卜スルホン化ポリスルホンとした。 得られた ポリマーのスルホン化置換度 (D. S. ) は 0: 2であった。
〔参考例 4〕
[エチレンスルホンプロピレンスルホン共重合体の製造]
エチレンスルフイ ド 4. 9 gとプロピレンスルフイ ド 1 4. 0 g (ともに関東 化成製) を過塩素酸マグネシウム 44. 8mg (和光純薬製) を溶解した酢酸ェ チル 254mgと混合し、 密閉容器に入れて 70°Cで 5時間攪拌して重合した。 これを 40m Iの 1 _メチル一2—ピロリ ドン (和光純薬製) に溶解して 1 0ひ Om Iのエタノールに滴下し、 ポリマーの白色沈殿物を得た。
沈殿物をエタノールでよく洗浄して 60°Cで減圧下エタノールを除去して、 ポリ スルフィ ド 1 4. 0 gを得た。 次に、 このポリスルフィ ド 1 gを 60m lの 1一 メチルー 2—ピロリ ドンに溶解したものに、 30%過酸化水素水 4m I と蟻酸 2 Om lの混合液を撹拌しながらゆっくり滴下した。 すぐに発熱が起り、 スルフィ ドはスルホンに酸化され、 エチレンスルホンプロピレンスルホン共重合体の沈殿 が生成した。 これを遠心沈降して上澄みを入れ替える洗浄法を 3回繰り返して精 製した後、 60°Cで 4時間減圧乾燥して白色固体エチレンスルホンプロピレンス ルホン共重合体 0. 35 gを得た (脂肪族ポリスルホン:化学式 6記載) 。 得ら れた共重合体の重量平均分子量は 78000であった。
〔参考例 5〕
[分岐ポリエチレンォキサイ ド一スルホン化ポリスルホン共重合体の製造] J . Po l ym. S c i , : P a r t A : P o I y m. Ch em. , 3 1 , 853-858 ( 1 993) に記載の方法で、 ビス (2—クロ口ベンゼンスル フォネイト).一 5, 5' —スルホン酸ナトリウム塩を合成した。
1 000m I三ッロセパラブルフラスコにビスフエノール A (東京化成) 29. 02 g、 4, 4' ージクロロジフエニルスルホン (東京化成) 36. 61 g、 上 述のビス (2—クロ口ベンゼンスルフォネイト) 一 5, 5' —スルホン酸ナトリ ゥム塩 1 1. 86 g、 炭酸カリウム (和光純薬) 52. 76 g、 トルエン (和光 純薬) 80. 8m I、 N—メチル一2—ピロリ ドン (東京化成) 1 94. 6m I を坪取し、 撹拌を行いながら窒素置換を 2時間行った。 混合液を 1 55°Cで保持 後、 トルエンを 3時間還流させ、 その間、 共沸してくる水をディ一ンスタック 卜 ラップで混合液から除去した。 続いて混合液を 1 90°Cに昇温し、 トルエンを除 去後、 さらに 1 90°Gで 5時間保持して、 両末端クロ口型スルホン化ポリスルホ ン (以下、 ポリスルホン) プレボリマ一を合成した。
1 000m l三ッロセパラブルフラスコにポリエチレングリコール #4000 (東京化成工業 水酸基価 36mg KOHZg) 1 29. 84 g、 エチレンジ ァミンに酸化プロピレンと酸化エチレンを逐次付加したものから派生した 4官能 ブロック 'ゴポリマ一 (BAS F社、 T e t r o n i c 304 水酸基価 68 mg KOH/g) 26. 74 g、 炭酸カリウム 200. 03 g、 トルエン 1 73 . Om I、 N—メチルー 2—ピロリ ドン 340. 6 m Iを入れ、 撹拌を行いなが ら窒素置換を 2時間行った。 混合液を 1 55°Cで保持後、 トルエンを 3. 5時間 還流させ、 その間、 共沸してくる水をディ一ンスタック卜ラップで混合液から除 去した。 続いて N—メチル一2—ピロリ ドン P 50 gに溶解させた 4, 4' —ジ フルォロジフエニルスルホン (東京化成) 9. 83 gを加えた。 続いて混合液を 1 90°Cに昇温し、 トルエンを 1時間除去後、 さらに 1 9ひ °Cで 5時間保持して 、 分岐ポリエチレンォキサイドブレポリマーを合成した。
両末端塩素化スルホン化プレポリマー反応混合液に、 分岐ポリェチレンォキサ ィ ドブレポリマー反応混合液、 さらにトルエン 1 OOm I を加え、 撹拌を行いな がら、.窒素置換した。 反応混合液を 1 55°Cで保持後、 トルエンを 3時間還流さ せ、 その間、 共沸してくる水をディーンスタック トラップで混合液から除去した 。 続いて混合 ¾を 1 90°Cに昇温し、 トルエンを 1時間除去後、 さらに 1 90°C で 8時間保持して、 分岐ポリエチレンォキサイド一スルホン化ポリスルポン共重 合体を合成した。 反応混合液を、 撹拌下の蒸留水 1 0000 m Iへゆつくりと滴 下し、 繊維状分岐ポリエチレンォキサイドースルホン化ホ°リスルホン共重合体を 得た。 濾物を蒸留水 5000m I 中へ投入し、 濾物と蒸留水混合物の pHが 2と なる様に濃塩酸を加え、濾別し、濾液が p H 7になるまで水洗した。さらに 70°C 40 %ェタノ一ル水溶液 6000m l中で 3時間攪拌■洗浄した後、 濾别し、 濾 物をエタノールで洗浄後、 50°Cで真空乾燥して、 分岐ポリエチレンオキサイド ースルホン化ポリスルホン共重合体を得た。このときの収量は 21 5 gであった。 得られた共重合体のスルホン化置換度 (D. S. ) は、 0. 3であり、 重量平均 分子量は 37000であった。 実施例 1〜7には、 2重紡口または 3重紡口を用いて、 非対称多孔質膜を製造 する例を示す。
〔実施例 1〕
芳香族ポリスルホン (ァモコ 'ェンジァリング 'ポリマーズ社製:ュ一デル P 一 1.700) 8重量部、 参考例 1に記載の製造方法で得られたスルホン化ポリ スルホン共重合体 7重量部、 テトラエチレングリコール 1 5重量部、 N—メチル 一 2—ピロリ ドン 60重量部からなる紡糸原液を作製した。 この紡糸原液を 50 °Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2—ピロリ ドン 49. 5重量部、 参考 例 2に記載の製造方法で得られた分岐ポリェチレンォキサイドと芳香族ポリスル ホンのブロック共重合体 0. 5重暈部を内筒液として、 2重紡ロカ、ら押し出し、 水蒸気で満たされた平均温度 40°Cのフ一ド内を通過し、 60 Omm下方に設け た 55°Cの水中に浸漬させ 5 OmZm i nの速度で巻取った。 その後、 90°Cの 熱水にて 90m ί η間洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られ た中空糸を先に記述した方法にて評価した結果を表 1に記載する。
〔実施例 2〕
芳香族ポリスルホン (ァモコ ■ェンジァリング 'ポリマーズ社製:ユーデル P - 1 700) 1 5重量部、 参考例 1に記載の製造方法で得られるスルホン化ポリ スルホン共重合休 7重量部、 参考例 2に記載の製造方法で得られる分岐ポリェチ レンォキサイドと芳香族ポリスルホンのブロック共重合体 8重量部、 テトラェチ レングリコール 1 0重量部、 N—メチルー 2ピロリ ドン 60重量部からなる紡糸 原液を作製した。 この紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチルー 2—ピロリ ドン 49. 5重量部、 参考例 2に記載の製造方法で得られる分岐ポリ . エチレンォキサイドと芳香族ポリスルホンのブロック共重合体 0. 5重量部を内 筒液として、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たされた平均温度 40°Cのフ一 ド内を通過し、 60 Omm下; ¾"に設けた 55°Cの水中に浸漬させ 5 Omノ m i n の速度で巻取った。 その後、 90°Cの熱水にて 9 Om i n間洗浄し、 70°Cにて 乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に記述した方法にて評価した 結果を表 1に示す。
〔実施例 3〕
参考例 3に記載の製造方法で得られるグラフトスルホン化ポリスルホン 1 8重. 量部、 テトラエチレングリコール 30重量部、 N—メチルー 2—ピロリ ドン 52 重量部からなる紡糸原液を作製した。 この紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重 量部、 N—メチル一2—ピロリ ドン 49. 5重量部、 参考例 2に記載の製造方法 で得られる分岐ポリエチレンォキサイドと芳香族ポリスルホンのブロック共重合 体 0. 5重量部を内筒液として、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たされた平 均温度 40°Cのフ一ド内を通過し、 60 Omm下方に設けた 55°Cの水中に浸漬 させ 50mZm i πの速度で巻取った。 その後、 90 °Cの熱水にて 90 m i n間 洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に記述し た方法にて評価した結果を表 1に示す。
〔実施例 4〕
参考例 4に記載の方法で得られるエチレンスルホンプロピレンスルホン共重合 体 (脂肪族ポリスルホン:化学式 6記載) 5重量部、 芳香族ポリスルホン (ァモ コ 'ェンジァリング 'ポリマーズ社製:ュ一デル P— 1 700) 1 8重量部、 テ トラエチレングリコ一ル 1 5重量部、 N—メチルー 2ピロリ ドン 62重量部から なる紡糸原液を作製した。 この原液に使用した脂肪族ポリスルホンは、 スルホン 化することなくして陰性荷電が強いためそのまま使用した。 この紡糸原液を 50 °Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2—ピロリ ドン 49. 5重量部、 参考 • 例 2に記載の方法で得られる分岐ポリエチレンォキサイドと芳香族ポリスルホン のブロック共重合体 0. 5重量部を内筒 ¾として、 2重紡口から押し出し、 水蒸 気で満たされた平均温度 40°Cのフード内を通過し、 60 Omm下方に設けた 5 5°Cの水中に浸漬させ 5 OmZm i nの速度で巻取った。 その後、 90°Cの熱水 にて 90m i n間洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中 空糸を先に記述した方法にて評価した結果を表 1に示す。
〔実施例 5〕
芳香族ポリスルホン (ァモコ 'ェンジァリング *ポリマーズ社製:ユーデル P - 1 700) 1 8重量部、 参考例 1に記載の方法で得られるスルホン化ポリスル ホン 7重量部、 亍トラエチレングリコール 1 5重量部、 N—メチルー 2ピロリ ド ン 60重量部からなる紡糸原液を作製した。 この紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2—ピロリ ドン 50重量部を内筒液として、 2重紡口 から押し出し、 水蒸気で満たされた平均温度 40°Cのフード内を通過し、 600 mm下方に設けた 55°Cの水中に浸潰させ 5 OmZm i nの速度で卷取った。 そ の後、 9 0 °Cの熱水にて 9 O m i n間洗浄し、 7 0 °Cにて乾燥させ中空糸を得た 。 その後、 該中空糸を用いミニモジュールを作製し中空糸内部に対し、 5 0 °Cの 水フ 0重量部、 N—メチルー 2—ピロリ ドン 2 9 . 5重量部、 参考例 2に記載の 方法で得られる分岐ポリエチレンォキサイドと芳香族ポリスルホンのブロック共 重合体 0 . 5重量部の混合溶液を十分、 中空糸内部に注入プライミングした後、 水洗し、 乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に記述した方法にて 評価した結果を表 1に示す。
〔実施例 6〕
芳香族ポリスルホン (ァモコ 'ェンジァリング 'ポリマーズ社製:ユーデル P - 1 7 0 0 ) 1 8重量部、 参考例 1記載の方法で得られるスルホン化ポリスルホ ン 7重量部、 亍トラエチレングリコール 1 0重量部、 N— チル—2—ピロリ ド ン 6 5重量部からなる紡糸原液を作製し、 5 0 °Cに保持し 3重紡口の外筒から、 芳香族ポリスルホン (ァモコ ■パフォーマンス 'プロダクツ社製: P— 1 7 0 0 ) 1 8重量部、 参考例 2に記載の方法で得られる分岐ポリエチレンォキサイ ドと 芳香族ポリスルホンのブロック共重合体 7重量部、 テトラエチレングリコール 1 0重量部、 N—メチル一2ピロリ ドン 6 5重量部からなる溶液を作製し同じく 5 0 °Cに保持し 3重紡口の中間筒より、 さらに、 水 5 0重量部、 N—メチルー 2— ピロリ ドン 5 0重量部を内筒液として 3重紡口の内筒から同時に押し出し、 水蒸 気で満たされた平均温度 4 0 °Cのフード内を遒過し、 1 1 0 0 mm下方に設けた 6 0 °Cの水中に浸漬させ 5 O mZm i nの速度で卷取った。 その後、, 9 0 °Cの熱 水にて 9 0 m i n間洗浄し、 7 0 °Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた 中空糸を先に記述した方法にて評価した結果を表 1に示す。
〔実施例 7〕
参考例 5に記載の方法で得られる分岐ポリエチレンォキサイドースルホン化ポ リスルホン共重合体 5重量部、 芳香族ポリスルホン (ァモコ ■ェンジァリング - ポリマーズ社製:ユーデル P— "I 7 0 0 ) を 1 8重量部、 亍トラエチレングリコ ール 1 5重量部、 N—メチルー 2ピロリ ドンを 6 2重量部からなる原液を作製し た。 この紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2—ピロリ ド ン 49. 5重量部、 參考例 2に記載の方法で得られる分岐ポリアルキレンォキサ イ ドと芳香族ポリスルホンのブロック共重合体 0. 5重量部を内筒液として、 2 重紡口から押し出し、 水蒸気で満たされた平均温度 40°Cのフード内を通過し、 60 Omm下方に設けた 55 °Cの水中に浸漬させ 50 mZm i nの速度で巻取つ た。 その後、 90°Cの熱水にて 9 Om i n間洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用 中空糸を得た。 得られた中空糸を先に記述した方法にて評価した結果を表 1に示 す。
〔比較例 1〕
芳香族ポリスルホン (ァモコ 'ェンジァリング 'ポリマーズ社製:ュ一デル P 一 1 7.00) 1 8重量部、 ポリビニルピロリ ドン 7重量部、 N—メチルー 2—ピ ロリ ドン 7 重量部からなる均一な紡糸原液を作製した。 この紡糸原液を 50°C に保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2—ピロリ ドン 50重量部を内筒液とし て、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たされた平均温度 40°Cのフード内を通 過し、 60 Omm下方に設けた 55°Cの水中に浸漬させ 5 OmZm ί ηの速度で 巻取った。 その後、 90°Cの熱水にて 9 Om ί η間洗浄し、 続いて 20重量%の グリセリン水溶液中で 1時間、 60°Cにて浸潰処理を行、 70°Cにて乾燥させ評 価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に記述した方法にて評価した結果を表 1 に示す。
〔比較例 2〕
実施例 1と同じ紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2— ピロリ ドン 50重量部を内筒液として、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たさ れた平均温度 40°Cのフード内を通過し、 60 Omm下方に設けた 55°Cの水中 に浸潰させ 50m/m i nの速度で巻取った。 その後、 90°Cの熱水にて 90 m i n間洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に 記述した方法にて評価した結果を表 1に示す。 〔比較例 3〕
実施例 2と同じ紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチルー 2— ピロリ ドン 50重量部を内筒液として、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たさ れた平均温度 40 °Cのフード内を通過し、 60 Omm下方に設けた 55°Cの水中 に浸漬させ 50mZm i nの速度で巻取った。 その後、 90°Cの熱水にて 90m i n間洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に 記述した方法にて評価した結果を表 1に示す。
〔比較例 4〕
実施例 3と同じ紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチルー 2— ピロリ ドン 50重量部を内筒液として、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たさ れた平均温度 40°Cのフード内を通過し、 60 Omm下方に設けた 55°Cの水中 に浸漬させ 50mZm i nの速度で巻取った。 その後、 90°Cの熱水にて 90m i n間洗浄し、 フ 0°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に 記述した方法にて評価した結果を表 1に示す。
〔比較例 5〕
実施例 4と同じ紡糸原液を 50°Cに保持し、 水 50重量部、 N—メチル一2— ピロリ ドン 50重量部を内筒液として、 2重紡口から押し出し、 水蒸気で満たさ れた平均温度 40°Gのフード内を通過し、 60 Omm下方に設けた 55°Cの水中 に浸漬させ 50mZm i nの速度で巻取った。 その後、 90°Cの熱水にて 90m i n間洗浄し、 70°Cにて乾燥させ評価用中空糸を得た。 得られた中空糸を先に 記述した方法にて評価した結果を表 1に示す。 τ n H 带白吸著量 B KN x) β 2 MG . 1 MG ァノレブミン 分画分子景 X p S 2> r雷位 3)
(IU/m2) 産生度 (-) S C (-) - s C(-) (Mw) X 10一3 (-) (mV) 実施例 1 1.2 1.4 2.1 1.00 0.22 0.004 40 ±5 7.8 -4 実施例 2 1.0 1.3 1.9 1.00 0.24 0.004 . 40 ±5 8.5 一 3 実施例 3 1.2 . 1.3 2.1 1.00 0.18 0.005 . 0±5 8.0 -3 実施例 4 2.0 1.8 2.3 1.00 0.18 0.005 . 40 ±5 7.1 -5 実施例 5 1.3 1.5 2.2 1.00 0.22 0.004 40±5 7.9 -4 実施例 6 1.5 1.6 2.1 l.do 0.18 . 0.005 40±5 7.5 -4 実施例 7 1.2 1.8 2.1 1.00 0.16 0.005 40±5 7.8 一 4 比較例 1 5.5 4.2 2.1 1.00 0.09 0.011 40±5 1.8 -1
」 比較例 2 70.2 4.8 16.6 1.00 0.19 0.006 40±5 5.9 -10 比較例 3 84.5 7.5 8.5 1.00 0.20 0.006 40±5 5.8 . -7 比較例 4 82.2 5.4 5.8 1.00 0.18 0.006 40 ±5 5.6 -9 比較例 5 200 5.8 69.8 1.00 0.18 0.006 40±5 5.5 -13
1): BKN産生度は、 コント口ールである非接触の血を 1としたときの分率値。
2): X P S : 比較例 1は [N]/[ S ]の値、 そのほかの例は [0]/[S]の値。
3):多孔質膜の p H= 7 . 4での値。
比較例 1に記載の方法では、 陰性荷電を導入していないために、 ブラジキニン 産生度は低く抑えられているが、 アルブミン漏洩が多く分画性が低下しているこ とが判る。 さらに比較例 2〜 5記載の方法では、 陰性荷電の効果により、 アルブ ミンの漏洩は低く抑えられ分画性が向上して るが、 内表面すなわち血液接触面 に陰性荷電を有するスルホン基が偏在化することにより、 ブラジキニン産生量が 増加させるばかりか、 L D Hの増加、 蛋白吸着の増加という欠点があり、 いずれ の場合も著しく実用に耐えかねる多孔蹒であることが判る。
それに対し、 本発明である実施例 1 ~ 7では、 陰電荷導入による静電荷反発 Iこ よリ、 アルブミンの漏洩がかなリ低く抑えられ分画性が向上しているばかリか、 血液接触面を非荷電親水化素材で被覆しているためブラジキニン産生が低く、 L D H、 蛋白吸着の増加も大きく抑制されていることが判る。 このことから、 本発 明は、 血液凝固、 補体活性、 ブラジキニン産生など生体に望ましくない生体反応 を惹起せずに、 血漿アルブミンの漏洩を最小限にしてアミロイドーシスの原因と なる低分子量血漿タンパク質や後期糖化蛋白質などを良好に分離除去できること が判る。 次に、 陰性荷電物質の溶液を緻密層の逆側から.導入することによって非対称多 孔質膜を製造する例を示す。
[実施例 8 ]
図 2により、 実施例 8の膜製造方法と膜の性状の 1例を説明する。
基材膜には、既存の膜内側に緻密層 (a)、外側に支持層 (c)を有するグラジェント 非対称構造のポリスルホン中空糸膜であって、 緻密層 (a)の分画分子量が 60〜 lOOkDの限外濾過膜を選定する。このような膜は通常の血液浄化治療においては アルブミンの漏出が過大 (ふるい係数が過大)となるため使用されていない。
上記膜の緻密層直下の支持層に荷電層 (e)を導入する。すなわち、 まず大分子量 (200〜500kD程度)の希薄プロテオへパリン水溶液 (1%程度)からなる荷電性高分 子溶液 (d)を調製し、図 2の Aに示すように中空糸膜の外側から内側に向かつて逆 濾過 (矢印) をかけ、 図 2の Bに示すように陰荷電分子として、 プロテオへパリ ンを膜内の緻密層直下の支持層 (c)に捕捉させ、 荷電層 (e)を形成させる。 次に、 図 Cに示すように、 直ちに固定液 (0.075Mメタ過ヨウ素酸ナトリウム一 0.037M リジン—ρΗ6·2緩衝液) (f を同様に逆濾過 (図の矢印)し、 へパリンの糖鎖 の 5員環のジオール基をメタ過ョゥ素酸ナ十リゥ厶によリ酸化しアルデヒ ド基と し、 2つのアミノ基を有するリジン分子により異なる分子の多糖鎖間で架橋し、 ポリスルホンポリマー 0メッシュ構造に絡ませて遊離しないように緻密層直下の 位置に物理的に固定する。 メタ過ヨウ素酸ナトリウムはポリスルホンポリマーの ビスフエノールエーテル結合も酸化によリアルデヒド化しうるので、 同じく酸化 されたへパリンのアルデヒド基との間でリジンを架橋として結合を形成し、 一部 のへパリン分子は化学的に膜に直接固定される。 余分の固定液を十分に水洗して 除去する。
プロテオへパリンの代わりによリ小分子のへパリン( 7〜25kD)を陰荷電物質 として使用する場合は、 へパリン分子を予め架橋剤により重合させて分子量を巨 大化させておくと効果的に支持層 (多孔質層) に捕捉することができる。
こうして製造された荷電膜は、 最内層に分画分子量が 60〜: L00kD、 厚さ l m 程度の緻密層を有し、 その直下の緻密層よりも細孔径が大きな (分画分子量が lOOkD以上) 支持層に陰性荷電を有する非対称多孔質膜であり、 図 1に示す基本 性状を満たしている。
このようにして製造された非対称多孔質膜を用いて血液浄化 (血液透析、 血液 濾過もしくは血液透析濾過) を行うと、 小分子毒素から分子量 30〜80kDに至る 大分子毒素を飛躍的に高め、かつ分子量 66kDのアルブミンの損失を許容範囲( 2 ~6g) に抑制することができる。
[実施例 9 ]
既存の膜内側に緻密層、 外側に支持層を有するグラジェント非対称構造のポリ エーテルスルホン中空糸膜のうち、 緻密層の分画分子量が 20~40kD限外濾過膜 を選定する。 まず、 大分子量 (100~200kD 程度)の希薄へパラン硫酸プロ亍ォグ リカン水溶液 (1 %程度) を調製し、 中空糸膜の外側から内側に向かって逆濾過 をかけ、 へパラン硫酸プロテオグリカンを膜内の緻密層直下の支持層に捕捉させ て荷電層を形成させる。 次いで逆濾過を行いながら、 中空糸内側より架橋促進剤 (0.075Mメタ過ョゥ素酸ナトリゥム一 0.0375M リジン一 pH6.2緩衝液)を拡散に より緻密層下に至らせ、 重合反応を開始する。 この方法によると、 確実に緻密層 直下にへパリンを固定することができる。
同様に濾過し、 へパラン硫酸の糖鎖の 5員環のジオール基をメタ過ヨウ素酸ナ トリウ厶により酸化しアルデヒド基とし、 2つのアミノ基を有するリジン分子に より異なる分子の多糖鎖間で架橋し、 ポリスルホンポリマーのメッシュ構造に絡 ませて遊離しないように緻密層直下の位置に物理的に固定する。 メタ過ヨウ素酸 ナトリゥムはポリエーテルスルホンポリマーのビスフヱノ一ルエーテル結.合も酸 化によりアルデヒド化しうるので、 同じく酸化されたへパリンのアルデヒド基と の間でリジンを架橋として結合を形成し一部のへパラン硫酸分子は化学的に膜に 直接固定される。 最後に、 余分の固定液を十分に水洗して除き去る。
こうして製造された荷電膜は、 最内層に分画分子量が 20~40kDで厚さが 1 ut m程度の緻密層を有し、 その直下に緻密層よりも細孔径が大きな (分画分子量が 40kD 以上) 支持層に陰性荷電を有する非対称多孔質膜であり、 図 1に示す基本 性状を満たしている。
このようにして製造された非対称多孔質膜により、 例えば尿を濾過すると、 尿 中に大量に含まれる蛋白である分子量 33kDの 1—ミクログロブリンと分子量 11.7kD の酸性蛋白である 8 2—ミクログロブリンを同時に阻止することが可能 となり、 尿中に微量に含まれる分子量 20kD以下の蛋白ゃぺプチドを高収量に濾 液中に分離することができる。 本発明に基づき、 膜構造特性として、 緻密層の分画分子量が 60〜80kD程度で 厚さが l ju ni程度、緻密層下の陰荷電層の分画分子量が 80〜数百 kD程度とした 膜を製造し、 これを腎不全や肝不全などの病態の治療を目的とレて血液浄化を行 つた場合の効果を以下に示す。 血液浄化療法のモードとしては、 血液濾過、 血液 透析濾過、 血液透析が選択できるが前 2者の治療効果の方が高い。
本発明の分離膜は従来の血液浄化膜に比べ、 緻密層の細孔径が大きいため、 従 来の治療では除去が困難とされてきた分子量 20kD以上の大分子毒素の除去性能 が格段に向上している。 図 3 Aには、分子量 33kDの ο; 1—ミクログロブリンのヒト血漿の濾過におけ るふるい係数 (膜透過率の指標で、 溶質の濾液中の濃度 Z負荷液中の濃度)を、 次 の 3種の試料について調べた結果を示した。
(1) 市販されている従来の血液濾過膜のうちもっとも高性能なもの(通常血液浄 化膜) 。 材質はポリスルホン膜で分画分子量は 10〜20kDである。
(2) 血液濾過には使用されない非対称多孔質構造の大孔径限外濾過膜。材質はポ リエーテルスルホン膜で分画分子量は 60〜80kDである。 及び
(3) これに陰荷電層を導入した非対称多孔質構造の大孔径限外濾過膜 (大孔径荷 当然大孔径の後 2者 (こおいて α 1—ミクログロプリンのふるい係数は高い値を 示し、 後 2者の値が同等であることから陰荷電性物質の導入によリふるい機能は 影響はうけないことがわかる。
一方、 非対称多孔質構造の大孔径限外濾過膜においては、 緻密層はアルブミン 分子を透過させてしまうが、 緻密層直下の陰荷電層が電気的にアルブミン分子を 反発するため、.アルブミン阻止性能は至適にコントロールできる。 図 3 Βに上記 各膜についてアルブミンのふるい係数を調べた結果を示している。 図に示すごと く、 (3)の大子 L径荷電膜は (2)の木孔径膜と同じ大孑 L径を有する構造の膜であリなが ら陰荷電を導入することにより、 アルブミン透過は通常血液浄化膜と同等かそれ 以下のレベルにまで抑えられている。 結果として、 分子サイズでは分離が困難な 除去対象である大分子毒素 (例えば 1—ミクログロブリン)と阻止対象であるァ ルブミンの分離性能が飛躍的に向上している。
〔産業上の利用の可能性〕
本発明の非対称多子 L質膜は、 多分散溶液系から特定の溶質および または分散 質を分離する膜であって、 サイズバリアーと陰性荷電のチャージバリア一を兼ね 備える 2重のバリアー構造を有する膜である。 しかも、 陰性荷電は膜内部にあつ て、 緻密層の少なくとも最表面は実質的に荷電を持たない構造となっている。 その結果、 本発明の非対称多孔質膜は、 二重のバリアー構造によって多溶質分 散溶液系における溶質およびノまたは分散質間の分離性能が飛躍的に向上してお リ、 かつ被処理負荷液が荷電と直接的に生物もしくは化学反応を起こすのを防止 できる。 '
本発明の^対称多孔質膜は、被処理液が血液である場合に特に好適に用いられ、 血液凝固、 補体活性、 ブラジキニン産生など生体に望ましくない生体反応を惹起 せずに、 血漿アルブミンの漏洩を最小限にしてアミロイ ドーシスの原因となる低 分子量血漿タンパク質や後期糖化蛋白質などを良好に分離除去できる。

Claims

請 求 の 範 囲
1 . 合成ポリマーから主として構成される非対称多孔質膜であって、 その断 面構造において、 被処理液負荷側には少なくとも最表面に実質的に荷電を持たな い緻密層が存在し、 該最表面以外の膜の少なくとも一部には陰性荷電が存在する ことを特徴とする非対称多孔質膜。
2 . 緻密層全体が実質的に荷電を持たないことを特徴とする請求項 1に記載 の非対称多子 L質膜。
3 . 陰性荷電が、 緻密層直下に高密度に存在することを特徴とする請求項 2 に記載の非対称多孔質膜。
4 . 陰性荷電が、 緻密層を除いた全体に存在することを特徴とする請求項 2 に記載の非対称多孔質膜。
' 5 . 陰性荷電が、 多孔質膜を構成する合成ポ1 jマーとは異なる高分子荷電物 質に由来することを特徴とする請求項 1 ~ 4のいずれかに記載の非対称多孔質膜。
6 . 陰性荷電が、 多孔質臈の緻密層を除いた部分を主として構成する合成ポ リマ一に由来することを特徴とする請求項 1〜 4のいずれかに記載の非対称多孔 質膜。
.
7 . 緻密層の最表面のみが実黉的に荷電を持たないことを特徵とする請求項 1に記載の非対称多孔質膜。
8 . 陰性荷電が、 最表面層直下に高密度に存在することを特徴とする請求項 7に記載の非対称多子 L質膜。
9 . 陰性荷電が、 緻密層の最表面層を除いた全体に存在することを特徴とす る請求項 7に記載の非対称多孔質膜。
1 0 . 陰性荷電が、 多孔質膜を構成する合成ポリマーとは異なる高分子荷電 物質に由来することを特徴とする請求項 7〜 9のいずれかに記載の非対称多孔質 膜。
1 1 . 陰性荷電が、 多孔質膜の緻密層の最表面を除いた部分を主として構成 する合成ポリマ一に由来することを特徴とする請求項 7〜 9のいずれかに記載の 非対称多孔質膜。
1 2 . 陰性荷電を有する合成ポリマーが、 このポリマーから得られる基材膜 のゼ一タ電位を測定したときに、 p H.= 7 . 4においてマイナス 2 m V以下のゼ ータ電位を示すことを特徴とする請求項 6または 1 1に記載の非対称多孑し質膜。
1 3 . 陰性荷電を有する合成ポリマーが、 スルホン化ポリスルホン系ポリマ 一および脂肪族ポリスルホン系ポリマーから選ばれる少なくとも 1種を含有して なるポリスルホン系ポリマ一である請求項 1 2に記載の非対称多孔質膜。
1 4 . スルホン化ポリスルホン系ポリマーが、 スルホン化芳香族ポリスルホ ン系ポリマー、 スルホン化脂肪族ポリスルホン系ポリマ一、 および親水性ポリマ —と芳香族ポリスルホン系ポリマーとの共重合体のスルホン化体から選ばれる少 なくとも 1種である請求項 1 3に記載の非対称多子 L質膜。
1 5 . 実質的に荷電をもたない層が非荷電親水性素材からなることを特徴と する請求項 1 ~ 1 4のいずれかに記載の非対称多子 L質膜。
1 6 . 非荷電親水性素材が、 親水性ポリマー、 親水性ポリマーと芳香族ポリ ルホン系ポリマーとの混合物、 親水性ポリマーと芳香族ポリスルホン系ポリマー との共重合体から選ばれる少なくとも 1種である請求項 1 5に記載の非対称多孔
1 7 . 親水性ポリマーが、 直鎖もしくは分岐アルキレンォキサイド系ポリマ 一、 またはポリビニルピロリ ドンである請求項 1 6に記載の非対称多孔質膜。
1 8 . 膜が被処理液中に存在する複数の溶質およびノまたは分散質を濾過お よび または拡散により分離するための膜である請求項 1〜1 7のいずれかに記 載の非対称多孔質膜。
1 9 . 膜が血液透析および または血液濾 ϋ膜であることを特徴とする請求 項 1 8に記載の非対称多孔質膜。
2 0 . 実質的に荷電を持たない合成ポリマーから主として構成され溶液負荷 側に緻密層を有する非対称構造の多孔質基材膜に、 緻密層に阻止されうる高分子 陰性荷電物質の溶液を緻密層と反対側から濾過もしくは拡散させることにより、 高分子陰性荷電物質の透過を緻密層で阻止して緻密層を除く部分に陰性荷電を導 入し、 陰性荷電物質を緻密層を除く部分に固定することを特徴とする請求項 1 ~ 5のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方法。
2 1 . 高分子陰性荷電物質を緻密層直下で阻止して、 緻密層直下に陰性荷電 を高密度に導入することを特徴とする請求項 2 0に記載の非対称多孔質膜の製造 方法。
2 2 . 陰性荷電を有する合成ポリマーを主成分とするポリマー溶液から多 ¾ 質の基材膜を形成した後、 該基材膜の表面に、 実質的に荷電を持たない合成ポリ マ一溶液を接触させ、 続いて凝固させて実質的に荷電を持たない層を形成する請 求項 1、 2、 4および 6〜 1 9のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方法。
2 3 . 陰性荷電を有する合成ポリマーを主成分とするポリマー溶液を 2重円 筒紡口の外筒より吐出し、 紡口の内筒から、 上記合成ポリマ一に対して凝固作用 を有する実質的に荷電を持たない合成ポリマ一溶液を吐出させる請求項 1〜 1 9 のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方法。
2 4 . 3重円筒状紡口を用い、 該 3重円筒紡口の外筒から、 陰性荷電を有す る合成ポリマーを主成分とするポリマー溶液を吐出し、 中間筒から実質的に荷電 を持たない合成ポリマー溶液を吐出し、 更に内筒から上記陰性荷電を有する合成 ポリマー及び実質的に荷電を持たない合成ポリマーに対して凝固作用を有する溶 剤を吐出させる請求項 1〜1 9のいずれかに記載の非対称多孔質膜の製造方法。
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Cited By (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004290670A (ja) * 2003-03-12 2004-10-21 Toray Ind Inc 中空糸型液体処理装置およびその製造方法
WO2005046763A1 (ja) 2003-11-17 2005-05-26 Asahi Kasei Medical Co., Ltd. 血液浄化用中空糸膜及びこれを用いた血液浄化器
JP2005214919A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toray Ind Inc タンパク質および/もしくはペプチド分析前処理用分離膜
JP2006022468A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Carl Freudenberg Kg 機能化された不織布、その製造方法およびその使用方法
JP2006051094A (ja) * 2004-08-10 2006-02-23 Toyobo Co Ltd 中空糸膜モジュール
JP2006129987A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Toray Ind Inc 中空糸膜型分離膜およびその製造方法ならびにその使用方法
JP2006194724A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Toray Ind Inc タンパク質および/もしくはペプチド分析前処理用分離膜
JP2006280460A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Toray Ind Inc 改質基材
JP2006341087A (ja) * 2005-05-12 2006-12-21 Toray Ind Inc 人工腎臓
JP2007522851A (ja) * 2004-02-19 2007-08-16 メムブラーナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 改良された分離挙動を有する高流束透析膜
CN100422741C (zh) * 2003-03-27 2008-10-01 泰尔茂株式会社 试纸和多孔膜
JP2009226268A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Ngk Insulators Ltd 濾過膜の評価方法及び濾過膜評価システム
JP2011530644A (ja) * 2008-08-13 2011-12-22 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ポリアリールエーテルメンブレン
JP2012035265A (ja) * 2011-11-10 2012-02-23 Ngk Insulators Ltd 濾過膜評価システム
JP2012196590A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Asahi Kasei Chemicals Corp ろ過膜、ろ過膜の洗浄手段および前処理手段の選択方法
CN104524994A (zh) * 2015-01-14 2015-04-22 安得膜分离技术工程(北京)有限公司 一种超滤膜及其制备方法
WO2016113964A1 (ja) * 2015-01-16 2016-07-21 旭化成メディカル株式会社 多孔質中空糸膜
KR20170080627A (ko) * 2014-10-31 2017-07-10 바스프 에스이 멤브레인 제조용 공중합체
JP2017164743A (ja) * 2014-02-28 2017-09-21 ポール・コーポレーションPall Corporation 六角形の空隙を有する荷電中空繊維膜
CN109248544A (zh) * 2017-07-12 2019-01-22 财团法人工业技术研究院 滤气结构与过滤气体的方法
JP2019063783A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 東ソー株式会社 表面修飾多孔質膜及びその製造方法
JP2019077964A (ja) * 2017-10-25 2019-05-23 日本バイリーン株式会社 繊維シート及び繊維シートの製造方法

Families Citing this family (32)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SE0203855L (sv) * 2002-12-20 2004-06-21 Gambro Lundia Ab Permselektivt membran
SE0203857L (sv) 2002-12-20 2004-06-21 Gambro Lundia Ab Permselektivt membran och förfarande för tillverkning därav
US20060062688A1 (en) * 2004-02-03 2006-03-23 Polymer Technology Systems, Inc. Bodily fluid analysis system
US7625721B2 (en) 2004-02-03 2009-12-01 Polymer Technology Systems, Inc. Non-precipitating bodily fluid analysis system
US8465696B2 (en) * 2004-02-03 2013-06-18 Polymer Technology Systems, Inc. Dry test strip with controlled flow and method of manufacturing same
WO2006023679A1 (en) * 2004-08-17 2006-03-02 Polymer Technology Systems, Inc. Apparatus and method for manufacturing bodily fluid test strip
WO2007084759A2 (en) * 2006-01-18 2007-07-26 Board Of Regents, The University Of Texas System Chlorine resistant desalination membranes based on directly sulfonated poly(arylene ether sulfone) copolymers
KR101202331B1 (ko) * 2006-02-20 2012-11-16 삼성에스디아이 주식회사 다중 블럭 공중합체, 그 제조방법, 상기 다중 블럭공중합체로부터 제조된 고분자 전해질막, 그 제조방법 및상기 고분자 전해질막을 포함하는 연료전지
WO2009076064A1 (en) 2007-12-06 2009-06-18 3M Innovative Properties Company Electret webs with charge-enhancing additives
US7765698B2 (en) * 2008-06-02 2010-08-03 3M Innovative Properties Company Method of making electret articles based on zeta potential
CN102046871B (zh) 2008-06-02 2013-02-13 3M创新有限公司 驻极体料片、驻极体过滤介质和制备驻极体料片的方法
EP2253370B1 (en) 2009-05-20 2014-10-01 Gambro Lundia AB Hollow fibre membranes having improved performance
EP2253367B1 (en) * 2009-05-20 2014-11-19 Gambro Lundia AB Membranes having improved performance
EP2380610B1 (en) * 2010-04-20 2014-05-07 Gambro Lundia AB High cut-off hemodialysis membrane for use in liver dialysis
KR101198644B1 (ko) 2010-05-31 2012-11-07 웅진케미칼 주식회사 투수성이 개선된 폴리술폰계 내오염성 막 및 그의 제조방법
KR101230842B1 (ko) 2010-06-17 2013-02-15 웅진케미칼 주식회사 다공성 비대칭 멤브레인의 제조방법 및 그로부터 제조된 다공성 비대칭 멤브레인
EP2567750B1 (en) * 2011-09-08 2014-12-24 Gambro Lundia AB Hollow fiber membrane
US10654740B2 (en) 2013-05-22 2020-05-19 Johns Manville Submerged combustion burners, melters, and methods of use
SG10201708956RA (en) * 2013-06-19 2017-11-29 Nat Univ Singapore Thin film composite hollow fibers for osmotic power generation
WO2015009300A1 (en) 2013-07-18 2015-01-22 Johns Manville Fluid cooled combustion burner and method of making said burner
AU2015214950B2 (en) 2014-02-06 2018-10-04 Gambro Lundia Ab Hemodialyzer for blood purification
CA2938221C (en) 2014-02-06 2022-08-16 Gambro Lundia Ab Membrane for blood purification
FR3031683B1 (fr) * 2015-01-16 2017-02-17 Commissariat Energie Atomique Procede de formation d'un film compact de particules a la surface d'un liquide porteur
US10710026B2 (en) 2015-06-01 2020-07-14 Trustees Of Tufts College Zwitterionic fiber membranes
US20190077919A1 (en) * 2016-03-09 2019-03-14 Basf Se Method for sulfonating polymers
CN106238023B (zh) * 2016-08-22 2018-08-28 成都欧赛医疗器械有限公司 一种用于改善血液净化材料表面生物相容性的包膜方法
US10337732B2 (en) 2016-08-25 2019-07-02 Johns Manville Consumable tip burners, submerged combustion melters including same, and methods
CN110177613A (zh) * 2017-01-12 2019-08-27 巴斯夫欧洲公司 用活性层膜由含水体系移除金属离子
MX2020003098A (es) 2017-09-19 2020-07-28 Terapore Tech Inc Estructura entrelazada isoporosa de copolimero de bloques quimicamente resistente.
JP7495353B2 (ja) * 2018-04-04 2024-06-04 テラポア テクノロジーズ,インコーポレイテッド カプセル化粒子分画装置、それらのシステム及び使用方法
CN112534039A (zh) * 2018-08-06 2021-03-19 贝克顿·迪金森公司 带有分离膜的侧向流动免疫测定设备
DE102019007144A1 (de) * 2019-10-15 2021-04-15 ProMedTec Germany GmbH Verfahren und Anordnung zur Verbesserung des Austausches von Gasen über semipermeable Membranen im wässrigen Milieu

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6087803A (ja) * 1983-10-19 1985-05-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd ポリスルホン選択透過膜の製造方法
JPS6219205A (ja) * 1985-07-17 1987-01-28 Nok Corp 限外ロ過膜の製造方法
JPH04176330A (ja) * 1990-11-09 1992-06-24 Kuraray Co Ltd 荷電型分離膜の製造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE68991T1 (de) * 1984-06-13 1991-11-15 Inst Nat Rech Chimique Verfahren zur herstellung von hohlfasern und ihre verwendung in membrantrennverfahren.
GB2250469B (en) * 1990-12-03 1995-03-22 Aligena Ag Charged asymmetric mosaic membranes
US5762798A (en) * 1991-04-12 1998-06-09 Minntech Corporation Hollow fiber membranes and method of manufacture
JP3379963B2 (ja) * 1996-03-18 2003-02-24 日東電工株式会社 逆浸透複合膜及びこれを用いた水の逆浸透処理方法
US6945411B1 (en) * 1999-03-16 2005-09-20 Pall Corporation Biological fluid filter and system
US6258272B1 (en) * 1999-04-09 2001-07-10 Usf Filtrations And Separations Group, Inc. Internal hydrophilic membranes from blended anionic copolymers
US6183640B1 (en) * 1999-04-09 2001-02-06 Usf Filtration And Separations Group, Inc. Highly asymmetric anionic membranes

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6087803A (ja) * 1983-10-19 1985-05-17 Sumitomo Bakelite Co Ltd ポリスルホン選択透過膜の製造方法
JPS6219205A (ja) * 1985-07-17 1987-01-28 Nok Corp 限外ロ過膜の製造方法
JPH04176330A (ja) * 1990-11-09 1992-06-24 Kuraray Co Ltd 荷電型分離膜の製造方法

Cited By (34)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004290670A (ja) * 2003-03-12 2004-10-21 Toray Ind Inc 中空糸型液体処理装置およびその製造方法
CN100422741C (zh) * 2003-03-27 2008-10-01 泰尔茂株式会社 试纸和多孔膜
WO2005046763A1 (ja) 2003-11-17 2005-05-26 Asahi Kasei Medical Co., Ltd. 血液浄化用中空糸膜及びこれを用いた血液浄化器
KR101139594B1 (ko) * 2003-11-17 2012-04-27 아사히 카세이 쿠라레 메디칼 가부시키가이샤 혈액 정화용 중공사막 및 이것을 사용한 혈액 정화기
US9849427B2 (en) 2003-11-17 2017-12-26 Asahi Kasei Medical Co., Ltd. Hollow fiber membrane for blood purification and blood purification apparatus using the same
CN101862600B (zh) * 2003-11-17 2013-02-13 旭化成医疗株式会社 血液净化用中空丝膜以及使用该中空丝膜的血液净化器
TWI406703B (zh) * 2003-11-17 2013-09-01 Asahi Kasei Medical Co Ltd Purify blood with hollow fiber membrane and use its blood purifier
EP1685862A4 (en) * 2003-11-17 2007-05-23 Asahi Kasei Medical Co Ltd HOLLOW FIBER MEMBRANE FOR BLOOD CLEANING AND THIS CONTAINING BLOOD CLEANING DEVICE
JP2005214919A (ja) * 2004-02-02 2005-08-11 Toray Ind Inc タンパク質および/もしくはペプチド分析前処理用分離膜
JP2007522851A (ja) * 2004-02-19 2007-08-16 メムブラーナ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング 改良された分離挙動を有する高流束透析膜
JP2006022468A (ja) * 2004-07-09 2006-01-26 Carl Freudenberg Kg 機能化された不織布、その製造方法およびその使用方法
JP2006051094A (ja) * 2004-08-10 2006-02-23 Toyobo Co Ltd 中空糸膜モジュール
JP2006129987A (ja) * 2004-11-04 2006-05-25 Toray Ind Inc 中空糸膜型分離膜およびその製造方法ならびにその使用方法
JP2006194724A (ja) * 2005-01-13 2006-07-27 Toray Ind Inc タンパク質および/もしくはペプチド分析前処理用分離膜
JP2006280460A (ja) * 2005-03-31 2006-10-19 Toray Ind Inc 改質基材
JP2006341087A (ja) * 2005-05-12 2006-12-21 Toray Ind Inc 人工腎臓
JP2009226268A (ja) * 2008-03-19 2009-10-08 Ngk Insulators Ltd 濾過膜の評価方法及び濾過膜評価システム
JP2011530644A (ja) * 2008-08-13 2011-12-22 ゼネラル・エレクトリック・カンパニイ ポリアリールエーテルメンブレン
JP2012196590A (ja) * 2011-03-18 2012-10-18 Asahi Kasei Chemicals Corp ろ過膜、ろ過膜の洗浄手段および前処理手段の選択方法
JP2012035265A (ja) * 2011-11-10 2012-02-23 Ngk Insulators Ltd 濾過膜評価システム
JP2017164743A (ja) * 2014-02-28 2017-09-21 ポール・コーポレーションPall Corporation 六角形の空隙を有する荷電中空繊維膜
KR20170080627A (ko) * 2014-10-31 2017-07-10 바스프 에스이 멤브레인 제조용 공중합체
JP2018500401A (ja) * 2014-10-31 2018-01-11 ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピアBasf Se 膜を作るためのコポリマー
KR102528630B1 (ko) * 2014-10-31 2023-05-03 바스프 에스이 멤브레인 제조용 공중합체
CN104524994A (zh) * 2015-01-14 2015-04-22 安得膜分离技术工程(北京)有限公司 一种超滤膜及其制备方法
CN104524994B (zh) * 2015-01-14 2017-01-18 安得膜分离技术工程(北京)有限公司 一种超滤膜及其制备方法
JPWO2016113964A1 (ja) * 2015-01-16 2017-10-05 旭化成メディカル株式会社 多孔質中空糸膜
WO2016113964A1 (ja) * 2015-01-16 2016-07-21 旭化成メディカル株式会社 多孔質中空糸膜
CN109248544A (zh) * 2017-07-12 2019-01-22 财团法人工业技术研究院 滤气结构与过滤气体的方法
CN109248544B (zh) * 2017-07-12 2021-11-09 财团法人工业技术研究院 滤气结构与过滤气体的方法
JP2019063783A (ja) * 2017-09-29 2019-04-25 東ソー株式会社 表面修飾多孔質膜及びその製造方法
JP7095292B2 (ja) 2017-09-29 2022-07-05 東ソー株式会社 表面修飾多孔質膜及びその製造方法
JP2019077964A (ja) * 2017-10-25 2019-05-23 日本バイリーン株式会社 繊維シート及び繊維シートの製造方法
JP7058493B2 (ja) 2017-10-25 2022-04-22 日本バイリーン株式会社 繊維シート及び繊維シートの製造方法

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Publication number Publication date
DE60230033D1 (de) 2009-01-08
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