(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種の非イオン性親水性高分子をｐＨ４．５において、電荷が１ｍｅｑ／ｇ以上のカチオン性高分子が存在する基材に接触させることを特徴とする基材の処理方法。
【請求項２】
前記のカチオン性高分子が存在する基材が、基材成型後にカチオン性高分子を化学結合させることによって得られることを特徴とする請求項１に記載の基材の処理方法。
【請求項３】
前記のカチオン性高分子が存在する基材が、基材成型後にカチオン性高分子を吸着させることによって得られることを特徴とする請求項１に記載の基材の処理方法。
【請求項４】
前記の非イオン性親水性高分子を基材に接触させた後、放射線照射することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の基材の処理方法。
【請求項５】
前記基材が医療用基材であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の基材の処理方法。
【請求項６】
前記医療用基材が血液浄化用モジュールに内蔵されていることを特徴とする請求項５に記載の基材の処理方法。
【請求項７】
前記医療用基材が人工腎臓用モジュールに内蔵されていることを特徴とする請求項５に記載の基材の処理方法。
【請求項８】
前記医療用基材が分離膜であることを特徴とする請求項５〜７のいずれかに記載の基材の処理方法。
【請求項９】
前記医療用基材が中空糸膜であることを特徴とする請求項８に記載の基材の処理方法。
【請求項１０】
前記分離膜がポリスルホン系ポリマーであることを特徴とする請求項８または９に記載の基材の処理方法。
【請求項１１】
請求項１〜１０のいずれかに記載の基材の処理方法により分離膜が処理されることを特徴とする分離膜の製造方法。
【請求項１２】
血液浄化用モジュールの製造方法であって、請求項１〜１１のいずれかに記載の基材の処理方法を製造工程に含むことを特徴とする血液浄化用モジュールの製造方法。
【請求項１３】
人工腎臓用モジュールの製造方法であって、請求項１〜１２のいずれかに記載の基材の処理方法を製造工程に含むことを特徴とする人工腎臓用モジュールの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材に機能性物質と非イオン性親水性高分子を付与させる方法に関する。機能性物質の特性を失活させることなく、表面に非イオン性の親水性が必要な用途に幅広く用いることができる。具体的には、人工血管、カテーテル、血液バッグ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、人工腎臓、人工肺、手術用補助器具などの医療用具、浄水器用膜、上水浄化膜、下水浄化膜、ＲＯ膜などの分離膜、ＤＤＳ、タンパクチップ、ＤＮＡチップ、バイオセンサー、生体成分分離用モジュールに好適に用いられる。特に、血液適合性が要求される用途、例えば、血液浄化用モジュールの製造時には好適に用いられる。
【背景技術】
【０００２】
基材に機能性物質を導入し、特定の物質を除去したり、特定の物質を活性化させるような試みは数多くなされている。例えば、機能性物質としては、イオン性基をもつ物質としてデキストラン硫酸やポリエチレンイミンなど、疎水基としてヘキサデシル基など、生理活性物質としてポリミキシンＢなどが挙げられる。陰性電荷の強い表面はブラジキンの産生を増加させ、血栓形成を促す。また、陰性電荷表面はフサンなどの陽性電荷を有する抗凝固薬を吸着するという問題点がある。そこで、孔径の制御された多孔質ビーズにデキストラン硫酸を固定化し、低密度リポタンパク質（ＬＤＬ）を除去する方法（特公昭６２−５６７８２）が開示されている。また、ヘキサデシル基のような疎水性の強い官能基は非特異的に様々なタンパク質も吸着することに加えて、凝固関連タンパク質の吸着も起きるので、血液の活性化が生じる。そこで、同様に孔径の制御された多孔質ビーズにヘキサデシル基を固定化し、β2−ミクログロブリンを除去する方法（人工臓器２７（２）、５７１−５７７、１９９８）が開示されている。しかしながら、この方法だと、機能性物質を固定化する担体の形態が限定されてしまうという問題点があった。また、ポリエチレンイミンは酸化低密度リポタンパク質（酸化ＬＤＬ）と相互作用する（特開２００２−０２８４６１）。アミノ基は血小板粘着を引き起こすだけでなく、放出反応も大きいことが知られている。すなわち、目的の物質を除去するには、機能性物質の密度を高めることが有効であるが、その分、血液の活性を亢進したり、担体の形状が限定されるという問題があった。
【特許文献１】特公昭６２−５６７８２号公報
【特許文献２】特開２００２−２８４６１号公報
【非特許文献１】人工臓器２７（２）、５７１−５７７、１９９８
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を改良し、機能性物質の特性を失活させることなく、表面に非イオン性の親水性を導入した基材の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者らは上記課題を達成するため鋭意検討を進めた結果、機能性物質の特性を失活させることなく、表面に非イオン性の親水性を導入するための処理方法を見出し、本発明を完成させるに至った。すなわち、本発明は、下記の（１）〜（２２）の構成によって達成される。
(1) ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールおよびこれらの誘導体から選ばれる少なくとも１種の非イオン性親水性高分子をｐＨ４．５において、電荷が１ｍｅｑ／ｇ以上のカチオン性高分子が存在する基材に接触させることを特徴とする基材の処理方法。
(2) 前記のカチオン性高分子が存在する基材が、基材成型後にカチオン性高分子を化学結合させることによって得られることを特徴とする(1)に記載の基材の処理方法。
(3) 前記のカチオン性高分子が存在する基材が、基材成型後にカチオン性高分子を吸着させることによって得られることを特徴とする(1)に記載の基材の処理方法。
(4) 非イオン性親水性高分子を基材に接触させた後、放射線照射することを特徴とする(1)〜(3)のいずれかに記載の基材の処理方法。
(5) 前記基材が医療用基材であることを特徴とする(1)〜(4)のいずれかに記載の基材の処理方法。
(6) 前記医療用基材が血液浄化用モジュールに内蔵されていることを特徴とする(5)に記載の基材の処理方法。
(7)前記医療用基材が人工腎臓用モジュールに内蔵されていることを特徴とする(5)に記載の基材の処理方法。
(8) 前記医療用基材が分離膜であることを特徴とする(5)〜(7)のいずれかに記載の基材の処理方法。
(9) 前記医療用基材が中空糸膜であることを特徴とする(8)に記載の基材の処理方法。
(10) 前記分離膜がポリスルホン系ポリマーであることを特徴とする(8)または(9)に記載の基材の処理方法。
(11) (1)〜(10)のいずれかに記載の基材の処理方法により分離膜が処理されることを特徴とする分離膜の製造方法。
(12) 血液浄化用モジュールの製造方法であって、(1)〜(11)のいずれかに記載の基材の処理方法を製造工程に含むことを特徴とする血液浄化用モジュールの製造方法。
(13) 人工腎臓用モジュールの製造方法であって、(1)〜(12)のいずれかに記載の基材の処理方法を製造工程に含むことを特徴とする人工腎臓用モジュールの製造方法。
【発明の効果】
【０００５】
本発明の方法は、基材上に存在する機能性物質の特性を失活させることなく、表面に非イオン性の親水性が必要な用途に幅広く用いることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の方法では、機能性物質が存在する基材を非イオン性親水性高分子と接触させることを特徴とする。すなわち、本発明の方法を用いることにより、機能性物質の特性を失活させることなく、表面に非イオン性の親水性を導入させることができる。
【０００７】
機能性物質が存在する基材を非イオン性親水性高分子と接触させることで、機能性物質を被覆するように非イオン性親水性高分子が存在すると考えられる。したがって、血小板や血球のような大きなものは、非イオン性親水性高分子層にはじかれて、基材の表面近傍に近づけない。このため血液の活性化などの好ましくない現象を抑制することができる。一方で、ＬＤＬやβ2−ミクログロブリンなどの比較的小さい物質は、非イオン性親水性高分子層を通り抜けて、機能性物質と相互作用できるものと考えられる。
【０００８】
本発明でいうところの基材とは非イオン性の親水性を付与させたい材料のことを指し、高分子材料が好ましい。高分子材料の例としては、ポリスルホンやポリスチレン、ポリウレタン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。さらに、基材中に非イオン性親水性高分子が存在していても良い。例えば、人工腎臓用ポリスルホン系中空糸膜の多くは、ポリスルホンとポリビニルピロリドンのブレンド体であるが、これらのブレンド体も基材とする。基材の形状としては、繊維、フィルム、樹脂、分離膜などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。
【０００９】
本発明でいうところの機能性物質とはイオン性基もしくは疎水性基をもつ物質もしくは生理活性物質のことを指す。
【００１０】
イオン性基とは電荷を帯びた官能基のことを言い、カチオン性基でも、アニオン性基でも特に限定されず、例えば、アミノ基、アミノ硫酸基、イミダゾール基、カルボキシル基、スルホン酸基、リン酸基などが挙げられる。
【００１１】
イオン性基がアミノ基の場合は、血小板粘着を引き起こすだけでなく、放出反応も大きいため、本発明の技術を用いることは特に好ましい。ここでいう、アミノ基は１級アミン、２級アミン、３級アミン、４級アミンを指す。
【００１２】
また、カチオン性基を有する物質としては、カチオン性高分子が酸化低密度リポタンパク質（酸化ＬＤＬ）などの酸性タンパク質の吸着除去効果が高いため、好ましく用いられる。これは、高分子であれば、酸性タンパク質と最適な立体配置をとる余地が大きいため、相互作用しやすいものと考えられる。ここで、カチオン性高分子とはｐＨ４．５において、電荷が１ｍｅｑ／ｇ以上の高分子のことをいう。カチオン性高分子の重量平均分子量としては、特に限定されるものではないが、１０００以上であることが好ましく、さらに好ましくは５０００以上、さらには１万以上のものが好適に用いられる。具体的には、ポリアルキレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドなどアミノ基含有高分子や、ビニルイミダゾリウムメトクロライド重合体やビニルイミダゾール重合体などや、これらと他のモノマーとの共重合体や、グラフト体などの誘導体等でも良い。また、２種類以上のカチオン性高分子を併用して用いても良い。カチオン性高分子の中でも、ポリアルキレンイミン、ポリビニルアミン、ポリアリルアミン、ジエチルアミノエチルデキストラン、ポリジアリルジメチルアンモニウムクロリドといった、アミノ基含有高分子は、入手のしやすさ、酸化低密度リポタンパク質（酸化ＬＤＬ）などの酸性タンパク質の吸着除去効果の高さなどの点で好ましい。
【００１３】
また、疎水性基としては、炭素数が６以上５０以下の炭化水素を用いた基であることが好ましく、基材に化学結合によって結合しているものを意味する。
【００１４】
本発明でいうところの生理活性物質とは生体機能に影響を与える物質のことを指す。例えば、タンパク質、ペプチド、アミノ酸などが挙げられる。具体的にはポリミキシンＢなどが挙げられる。
【００１５】
本発明でいうところの機能性物質が存在する基材とは、基材中もしくは基材表面に機能性物質が含有されていることをいう。機能性物質を基材に存在させる方法としては、１）機能性物質を基材の構成成分として導入する方法、２）基材成型後に機能性物質を基材に化学結合させる方法、３）基材成型後に機能性物質を基材に吸着させる方法、などが挙げられる。
【００１６】
基材の構成成分として導入する方法とは、基材が成型される前に基材に導入される物質のことを指す。例えば、人工腎臓用のポリスルホンとポリビニルピロリドンのブレンド中空糸膜の場合、構成成分であるポリスルホンとポリビニルピロリドンが機能性物質に該当する。該中空糸膜の製造方法の詳細は後述するが、機能性物質を中空糸膜に構成成分として導入するには、製膜原液、注入液、凝固浴のいずれか１つに少なくとも添加しておく必要がある。機能性物質を原液に添加する場合においては、ポリスルホン、ポリビニルピロリドン以外に第３成分として添加するか、ポリスルホンやポリビニルピロリドンの代わりに、イオン性基や疎水性基をもった変性ポリスルホンやポリビニルピロリドンを用いてもよい。
【００１７】
本発明でいうところの化学結合とは、共有結合もしくはイオン結合を指す。基材を成型後、化学結合によって機能性物質を導入する具体的な方法としては、機能性物質がイオン性基の場合はプラズマ照射やイオンクラスタービームなどによって基材に化学結合として導入することが可能である。または基材に化学反応を用いて機能性物質を架橋させても良い。このとき、機能性物質と基材の間にスペーサーを介しても良い。さらに、基材上にモノマー溶液に浸積、もしくは湿潤させて、高分子重合によって機能性物質を導入してもよい。また、機能性物質や基材によっては、機能性物質を基材に吸着させた後、加熱や、放射線照射によって機能性物質と基材に化学結合が形成されるものがある。
本発明でいうところの吸着とは、基材表面の機能性物質の濃度が、機能性物質溶液濃度よりも高くなっている状態をさし、その機構は化学吸着、物理吸着のどちらでもよい。また、間接的な相互作用で吸着されていてもよい。例えば、機能性物質が基材と水分子を介した水素結合によって吸着されていても良い。基材に機能性物質を吸着させる具体的な方法としては、基材を機能性物質溶液に浸漬もしくは湿潤させればよい。また、本発明でいう湿潤とは、基材を浸漬していた水溶液を除去して乾燥させない状態のことを言う。特に限定されるものではないが、基材の乾燥重量に対して３重量％以上の水分を含んでいることが好ましい。ここでいう、乾燥重量とは改質基材を乾燥させて、乾燥中の１時間での重量変化率が２％以内になった状態の重量をいう。
【００１８】
本発明でいうところの非イオン性親水性高分子とはｐＨ４．５およびｐＨ９．５のいずれにおいても、電荷が１ｍｅｑ／ｇ未満であり、水に可溶な高分子のことをいう。ここで、水に可溶とは、２５℃の水に対する溶解度が好ましくは０．００１重量％以上、より好ましくは０．０１重量％以上、さらに好ましくは０．１重量％以上のことをいう。例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコールなどのポリアルキレングリコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルアルコールなどや、これらと他のモノマーとの共重合体や、グラフト体などの誘導体等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。また、２種類以上の非イオン性親水性高分子を併用して用いても良い。
【００１９】
また、本発明でいうところの非イオン性親水性高分子を機能性物質が存在する基材に接触させるとは、非イオン性親水性高分子が、機能性物質が存在する基材において、機能性物質もしくは基材と、直接的もしくは間接的に相互作用している状態を指す。相互作用としては、化学結合や吸着が挙げられる。間接的に相互作用している例として、化学結合ならば、非イオン性親水性高分子とスペーサーを介して機能性物質もしくは基材と化学結合している場合などが挙げられる。吸着ならば、非イオン性親水性高分子が水分子を介して機能性物質もしくは基材と水素結合を形成している場合などが挙げられる。
【００２０】
接触させる具体的な例としては、機能性物質を存在させた基材を、非イオン性親水性高分子を含む溶液に浸漬もしくは湿潤すれば、非イオン性親水性高分子が基材に吸着される。また、非イオン性親水性高分子の吸着力が弱いため、該物質の導入量が少なく、機能性物質を十分に覆うことができない場合や、該物質の溶出が問題になる場合には、該物質を機能性物質もしくは基材に化学反応によって固定化すれば良い。
【００２１】
機能性物質もしくは非イオン性親水性高分子を基材に吸着させる場合、基材の形状がフィルムならば機能性物質もしくは非イオン性親水性高分子水溶液に浸漬させればよい。また、基材の形状が多孔質の中空糸膜ならば、多孔質部分の細孔径より小さい物質を用いれば、多孔質内部にも吸着させることができる。また、多孔質部分の細孔径よりも大きい物質を用いれば中空糸内表面のみ、もしくは外表面のみというように必要に応じた部分を吸着させることができる。例えば、人工腎臓ならば、モジュールケース内に分離膜が内蔵されている。したがって、機能性物質もしくは非イオン性親水性高分子水溶液をモジュール内に充填すれば、分離膜に該物質が吸着される。また、分離膜のみを機能性物質もしくは非イオン性親水性高分子水溶液に一旦浸漬させて、該物質を吸着させてから、モジュールに組み込んでも良い。分離膜が中空糸膜である人工腎臓の場合は、血液が接触する部分が中空糸内表面であるから、非イオン性親水性高分子は少なくとも中空糸内表面に接触させておかなければならない。
【００２２】
また、機能性物質もしくは非イオン性親水性高分子水溶液と基材を接触させた後、基材に付着した水溶液をブローして湿潤状態にしても良い。
【００２３】
機能性物質もしくは非イオン性親水性高分子が吸着により固定化されていても良いが、化学結合によって固定化されているほうが、溶出の懸念が少なく好ましい。吸着によって固定化されているものが、放射線によってラジカルが発生し、簡便に化学結合を形成することができうる。放射線としてはα線、β線、γ線、Ｘ線、紫外線、電子線などが用いられる。また、人工腎臓などの医療用具は滅菌することが必要であり、近年は残留毒性の少なさや簡便さの点から、放射線滅菌法が多用されており、特に、γ線や電子線が好適に用いられている。例えば、血液浄化用モジュールをγ線で滅菌するには２０ｋＧｙ以上の線量照射が好ましいとされている。また、放射線照射によってラジカルが発生し、機能性物質および非イオン性親水性高分子が基材と、もしくは機能性物質と非イオン性親水性高分子の相互で化学結合が形成されるので、これらの物質の溶出量が低下する。したがって、２０ｋＧｙ以上の放射線照射は、機能性物質や非イオン性親水性高分子の固定化と滅菌処理を同時に行えるので好ましい処理である。ただし、このときに、機能性物質の失活や非イオン性親水性高分子の過度な変性に注意することが好ましい。ここでいう過度な変性とは、非イオン性親水性高分子のもつ血小板などの血液成分の付着抑制能が無くなる程度の変性を指す。放射線照射を行う際に、変性、失活を防ぐために、抗酸化剤を同時に添加していても良い。ここでいう抗酸化剤とは、他の分子に電子を与えやすい性質を持つ分子のことを言うが、基材や機能性物質、非イオン性親水性高分子が放射線によって変性することを抑制する性質をもつものである。例えば、ビタミンＣなどの水溶性ビタミン類、ポリフェノール類、メタノール、エタノール、プロパノール、エチレングリコール、グリセリンなどのアルコール類、グルコース、ガラクトース、マンノース、トレハロースなどの糖類、ソジウムハイドロサルファイト、ピロ亜硫酸ナトリウム、二チオン酸ナトリウムなどの無機塩類、尿酸、システイン、グルタチオン、酸素などが挙げられるが、これらに限定されるものではない。これらの抗酸化剤は単独で用いてもよいし、２種類以上混合して用いてもよい。本発明の方法を医療用具に用いる際は、その安全性を考慮する必要があるため、抗酸化剤は毒性の低いものが好適に用いられる。抗酸化剤を含有する水溶液の濃度については、含有する抗酸化剤の種類、放射線の照射線量などにより異なるため、適宜、最適な濃度で使用すればよい。
【００２４】
本発明の基材は、医療用基材として好適に用いられる。医療用基材としては、人工血管、カテーテル、血液バッグ、コンタクトレンズ、眼内レンズ、手術用補助器具等が挙げられ、生体成分分離用モジュール、血液浄化用モジュール、などにおいて用いられる分離膜なども含まれる。
【００２５】
本発明の基材は、生体成分分離膜に好ましく用いられる。生体成分分離膜とは、濾過もしくは透析により生体物質を分離し、一部を回収する膜のことをいう。例えば、分離膜にカチオン性基を導入し、その上部が非イオン性親水性高分子により覆われた改質分離膜を用いれば、生体成分の非特異的な吸着や血液成分の活性化を抑制しつつ、酸性タンパク質を効率的に分離できる。
【００２６】
本発明の血液浄化用モジュールとは、血液を体外に循環させる際に、吸着や濾過、拡散によって血中の老廃物や有害物質を取り除く機能を有したモジュールのことをいい、人工腎臓や外毒素吸着カラムなどがある。
【００２７】
血液浄化用モジュールに内蔵される分離膜の形態は特に限定されるものではなく、平膜、中空糸膜などの形態で用いられる。しかし、処理効率すなわち血液と接触する表面積の確保などを考慮すると中空糸膜型であることが好ましい。
【００２８】
医療用基材が分離膜であることが好ましい。分離膜となる素材は、特に限定しないが、医療用に用いられている素材が好ましく、例えば、ポリ塩化ビニル、セルロース系ポリマー、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリカーボネート、ポリスルホンやポリエーテルスルホンなどのポリスルホン系ポリマー、ポリウレタンなどが挙げられる。この中でも特にポリスルホンは成形が容易で、膜にしたときの物質透過性能に優れているため、好適に用いられる。
【００２９】
本発明で用いられるポリスルホン系ポリマーは、主鎖に芳香環、スルフォニル基およびエーテル基をもつもので、例えば、次式（１）、（２）の化学式で示されるポリスルホンが好適に使用されるが、本発明ではこれらに限定されない。式中のｎは、例えば５０〜８０の如き整数である。
【００３０】
【化１】
0004797327.tif 000002
【００３１】
ポリスルホンの具体例としては、ユーデルポリスルホンＰ−１７００、Ｐ−３５００（ソルベイ社製）、ウルトラソンＳ３０１０、Ｓ６０１０（ＢＡＳＦ社製）、ビクトレックス（住友化学）、レーデルＡ（ソルベイ社製）、ウルトラソンＥ（ＢＡＳＦ社製）等のポリスルホンが挙げられる。又、本発明で用いられるポリスルホンは上記式（１）及び／又は（２）で表される繰り返し単位のみからなるポリマーが好適ではあるが、本発明の効果を妨げない範囲で他のモノマーと共重合していても良い。特に限定するものではないが、他の共重合モノマーは１０重量％以下であることが好ましい。
【００３２】
本発明にかかる血液浄化用モジュールの製造方法としては、その用途により、種々の方法があるが、大まかな工程としては、血液浄化用の分離膜の製造工程と、その分離膜をモジュールに組み込むという工程にわけることができる。本発明にかかる基材の処理方法を、分離膜をモジュールに組み込む工程の前に用いてもよいし、分離膜をモジュールに組み込んだ後に用いてもよい。モジュール化の後にγ線照射するのであれば、滅菌も同時に行うことができるので好ましい。
【００３３】
血液浄化用モジュールの製造方法としては、その用途により、種々の方法があるが、大まかな工程としては、血液浄化用の分離膜の製造工程と、その分離膜をモジュールに組み込むという工程にわけることができる。
【００３４】
人工腎臓に用いられる中空糸膜モジュールの製造方法についての一例を示す。人工腎臓に内蔵される中空糸膜の製造方法としては、つぎのような方法がある。すなわち、ポリスルホンおよびポリビニルピロリドンを良溶媒または良溶媒を含む混合溶媒に溶解させたものを原液とする。ポリマー濃度は、１０〜３０重量％が好ましく、１５〜２５重量％がより好ましい。ポリスルホンおよびポリビニルピロリドンの重量比率は、２０：１〜１：５が好ましく、５：１〜１：１がより好ましい。良溶媒としては、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、ジメチルスルホキシド、ジメチルホルムアミド、Ｎ−メチルピロリドン、ジオキサンなどが好ましい。該原液を二重環状口金の外側の管から吐出し、乾式部を走行させた後凝固浴へ導く。二重環状口金の内側の管からは、中空部を形成するための注入液もしくは気体を吐出する。この際、乾式部の湿度が影響を与えるために、乾式部走行中に膜外表面からの水分補給によって、外表面近傍での相分離挙動を速め、孔径拡大し、結果として透析の際の透過／拡散抵抗を減らすことも可能である。ただし、相対湿度が高すぎると外表面での原液凝固が支配的になり、かえって孔径が小さくなり、結果として透析の際の透過／拡散抵抗を増大する傾向がある。そのため、相対湿度としては６０〜９０％が好適である。また、注入液組成としては、プロセス適性から、原液に用いた溶媒を基本とする組成からなるものを用いることが好ましい。注入液濃度としては、例えばジメチルアセトアミドを用いたときは、４５〜８０重量％、さらには６０〜７５重量％の水溶液が好適に用いられる。
【００３５】
中空糸膜をモジュールに内蔵する方法としては、特に限定されないが、一例を示すと次の通りである。まず、中空糸膜を必要な長さに切断し、必要本数を束ねた後、筒状ケースに入れる。その後両端に仮のキャップをし、中空糸膜両端部にポッティング剤を入れる。このとき遠心機でモジュールを回転させながらポッティング剤を入れる方法は、ポッティング剤が均一に充填されるために好ましい方法である。ポッティング剤が固化した後、中空糸膜の両端が開口するように両端部を切断し、中空糸膜モジュールを得る。
【００３６】
上記において機能性物質を基材に導入するには、原液中のポリビニルピロリドンの代わりにイオン性基もしくは疎水性基もしくは生理活性物質が共有結合した変性ポリビニルピロリドンを用いるか、ポリスルホンの代わりにイオン性基もしくは疎水性基もしくは生理活性物質が共有結合した変性ポリスルホンを用いることによって達成することができる。変性ポリビニルピロリドンの具体例としては次式（３）で表されるようなＢＡＳＦ社から市販されているカチオン性ポリビニルピロリドンが挙げられる。式中のｍ、ｎは、例えば１０〜１０００の如き整数である。
【００３７】
【化２】
0004797327.tif 000003
【００３８】
また、原液中のポリスルホンとポリビニルピロリドンに加えて、第３成分として機能性物質を添加しても良い。例えば、上記の変性ポリビニルピロリドンやポリアルキレンイミンなどのカチオン性高分子や生理活性物質が好適に用いられる。さらには注入液や凝固浴に機能性物質を添加することで、基材に機能性物質を導入することも可能である。また、中空糸膜に成型した後、中空糸膜を機能性物質水溶液に浸漬または湿潤させて、該物質を吸着させても良い。また、モジュール化を行った後に、モジュール内を機能性物質水溶液で充填、もしくは湿潤させて、中空糸膜に該物質を吸着させても良い。
【００３９】
中空糸膜がモジュールに組み込まれる前に、機能性物質が導入されていれば、非イオン性親水性高分子水溶液を中空糸膜に接触させても良いし、モジュール化を行った後に、モジュール内を非イオン性親水性高分子水溶液で充填、もしくは湿潤させても良い。中空糸膜がモジュールに組み込まれた後に、機能性物質を導入する場合は、機能性物質を導入した後、非イオン性親水性高分子を導入しなくてはならない。
【００４０】
また、中空糸膜の細孔径よりも大きい物質の場合、中空糸膜を通して濾過しながら充填した場合、膜の表面に濃縮されるため、表面密度を高めたい場合は効果的な手法である。さらに、濾過充填した物質は、膜表面に強く押しつけられて、遊離しにくくなるので、好適に用いられる方法である。用いる物質としては、高分子量の機能性材料でも高分子量の非イオン性親水性高分子でもよい。一方、中空糸膜の細孔径よりも小さい物質の場合は、膜細孔内部まで物質を接触させることが可能である。例えば、生体成分の一部を機能性物質が吸着して除去する場合で、その目的物質が膜細孔径よりも小さい場合は、機能性物質は膜細孔内部まで存在したほうが、効率的に除去できる。また、選択性を出すために、非イオン性親水性高分子も膜細孔内部まで存在させることが好ましい形態である。
【００４１】
上記のようにして得られた中空糸膜モジュールを用いた人工腎臓の基本構造の一例を図１に示す。円筒状のプラスチックケース７に中空糸膜５の束が挿入されており、中空糸の両端部を樹脂１０で封止されている。ケース７には透析液の導入口８および導出口９が設けられており、中空糸膜５の外部には透析液、生食、濾過水等が流れるようになっている。ケース７の端部にはそれぞれ入口側ポート部１および出口側ポート部２が設けられている。血液６は入口側ポート部１に設けた血液導入口３より導入され、漏斗状のポート部１によって、中空糸膜５の内部に導かれる。中空糸膜５によってろ過された血液６は、出口側ポート部２によって集合させられ、血液導出口４より排出される。血液導入口３および血液導出口４には、血液回路１１が接続される。
【実施例】
【００４２】
以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。
１．中空糸膜モジュールの作製
ポリスルホン（ソルベイ社製ユーデルポリスルホン（登録商標）Ｐ−３５００）１８重量部およびポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製Ｋ３０）９重量部をＮ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド７２重量部および水１重量部の混合溶媒に加え、９０℃で１４時間加熱して溶解し、製膜原液を得た。この製膜原液を外径０．３ｍｍ、内径０．２ｍｍのオリフィス型二重円筒型口金の外側の管より吐出した。芯液としてＮ，Ｎ’−ジメチルアセトアミド５８重量部および水４２重量部からなる溶液を内側の管より吐出した。吐出された製膜原液は、乾式長３５０ｍｍを通過した後、水１００％の凝固浴に導かれ、中空糸が得られた。
【００４３】
得られた中空糸を１００００本、図１に示すような、透析液入口および透析液出口を有する円筒状のプラスチックケースに挿入し、両端部を樹脂で封止して、有効膜面積１．６ｍ2の人工腎臓用中空糸膜モジュールを作成した。
２．測定方法
（１）中空糸膜のヒト血小板付着試験方法
１８ｍｍφのポリスチレン製の円形板に両面テープを貼り付け、そこに中空糸膜を固定した。貼り付けた中空糸膜を片刃で半円筒状にそぎ切り、中空糸膜の内表面を露出させた。中空糸内表面に汚れや傷、折り目などがあると、その部分に血小板が付着し、正しい評価ができないことがあるので注意を要する。筒状に切ったＦａｌｃｏｎ（登録商標）チューブ（１８ｍｍφ、Ｎｏ．２０５１）に該円形板を、中空糸膜を貼り付けた面が、円筒内部にくるように取り付け、パラフィルムで隙間を埋めた。この円筒管内を生理食塩水で洗浄後、生理食塩水で満たした。人間の静脈血を採血後、直ちにヘパリンを５０Ｕ／ｍｌになるように添加した。前記円筒管内の生理食塩水を廃棄後、前記血液を、採血後１０分以内に、円筒管内に１．０ｍｌ入れて３７℃にて１時間振盪させた。その後、中空糸膜を１０ｍｌの生理食塩水で洗浄し、２．５％グルタルアルデヒド生理食塩水で血液成分の固定を行い、２０ｍｌの蒸留水にて洗浄した。洗浄した中空糸膜を常温０．５Ｔｏｒｒにて１０時間減圧乾燥した。このフィルムを走査型電子顕微鏡の試料台に両面テープで貼り付けた。その後、スパッタリングにより、Ｐｔ−Ｐｄの薄膜を中空糸膜表面に形成させて、試料とした。この中空糸膜の内表面をフィールドエミッション型走査型電子顕微鏡（日立社製Ｓ８００）にて、倍率１５００倍で試料の内表面を観察し、１視野中（４．３×１０3μｍ2）の付着血小板数を数えた。中空糸長手方向における中央付近で、異なる１０視野での付着血小板数の平均値を血小板付着数（個／４．３×１０3μｍ2）とした。中空糸の長手方向における端の部分は、血液溜まりができやすいためである。
（２）酸化ＬＤＬ吸着除去試験方法
（ａ）抗酸化ＬＤＬ抗体の作製
板部らの方法(H.Itabe et al.,J.Biol.Chem.269:15274、1994)に従って作成したものを用いた。すなわち、ヒト粥状硬化病巣ホモジェネートをマウスに注射して免疫し、そのマウスの脾臓からハイブリドーマを作製し、硫酸銅処理ＬＤＬと反応するものを選別して、抗酸化ＬＤＬ抗体を得た。得られた抗酸化ＬＤＬ抗体の抗体クラスは、マウスＩｇＭで、未処理ＬＤＬ、アセチルＬＤＬ、マロンジアルデヒドＬＤＬとは反応しない。一方、該抗酸化ＬＤＬ抗体は、フォスファチジルコリンのアルデヒド誘導体やヒドロペルオキシドを含めていくつかのフォスファチジルコリン過酸化反応生成物と反応する。該抗酸化ＬＤＬ抗体を１５０ｍＭのＮａＣｌを含む１０ｍＭほう酸緩衝液（ｐＨ８．５）に溶解したものを用いた（蛋白質濃度０．６０ｍｇ／ｍｌ）。
（ｂ）酸化ＬＤＬの調製
市販のＬＤＬ（ＨＵＭＡＮ，Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌ  Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ  Ｉｎｃ．社製）を脱塩カラム（ＨｉＴｒａｐ  Ｄｅｓａｌｔｉｎｇ，  Ｐｈａｒｍａｃｉａ製）にかけ、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を除去するとともに、０．２ｍｇ／ｍｌとなるようにリン酸緩衝液（以下、ＰＢＳと略記）で希釈した。その後、Ｆａｌｃｏｎ（登録商標）チューブ（１８ｍｍφ、Ｎｏ．２０５１）に２ｍｌずつ分注した。３７℃で３分間保温した。０．５ｍＭ硫酸銅水溶液を２ｗｔ％添加し、３７℃で５時間反応させた。このとき、０．５ｍＭ硫酸銅水溶液は用事調製した。また、３７℃で５時間反応させている間は、チューブに蓋をせず、空気と触れるようにしておき、１時間おきに２，３度ピペッティングを行った。得られた溶液に、２５ｍＭのエチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）を１ｗｔ％、１０ｗｔ％アジ化ナトリウムを０．０２ｗｔ％となるように添加したものを酸化ＬＤＬ標品とした。この酸化ＬＤＬの総タンパク質量は０．１７１ｍｇ／ｍｌ、マロンジアルデヒド量は８６．３ｎＭ／ｍｇＬＤＬであった。
（ｃ）酸化ＬＤＬ濃度の測定
前記抗酸化ＬＤＬ抗体をＰＢＳで５μｇ／ｍｌに希釈し、９６穴のプレートに１００μｌ／ウェルずつ分注した。室温で２時間震盪した後、４℃にて一晩以上放置し、抗体を壁に吸着させた。
【００４４】
ウェル中の抗体溶液を捨て、１％Ｂｏｖｉｎｅ  Ｓｅｒｕｍ  Ａｌｂｍｉｎ（ＢＳＡ、フラクションＶ、生化学工業）を含むトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）を２００μｌ／ウェルずつ分注した。室温で２時間震盪して壁をブロッキングした後、ウェル中のＢＳＡ溶液を捨て、酸化ＬＤＬを含んだ血漿および検量線作成用のスタンダードを１００μｌ／ウェルずつ分注した。その後、室温で３０分震盪した後、４℃で一晩放置した。
【００４５】
室温に戻し、ウェル中の溶液を捨て、０．０５％トゥイーン（登録商標）−２０を含むトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）でウェルを３回洗浄した。洗浄したウェルにＰＢＳで２０００倍に希釈したヒツジ抗アポＢ抗体１００μｌ／ウェルずつ分注した。室温で２時間震盪した後、ウェル中の抗アポＢ抗体を捨て、０．０５％トゥイーン−２０を含むトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）でウェルを３回洗浄した。洗浄したウェルに２％ブロックエース（大日本製薬社製）を含むトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）で２０００倍に希釈したアルカリ性フォスファターゼ標識ロバ抗ヒツジＩｇＧ抗体を１００μｌ／ウェルずつ分注し、室温で２時間震盪した。その後、ウェル中の標識抗体を捨て、０．０５％トゥイーン−２０を含むトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）でウェルを３回洗浄し、さらにトリス−塩酸緩衝液（ｐＨ８．０）で２回洗浄した。続いて、ｐ−ニトロフェニルリン酸の１ｍｇ／ｍｌ溶液（０．０００５Ｍ  ＭｇＣｌ2、１Ｍジエタノールアミン緩衝液、ｐＨ９．８）を１００μｌ／ウェルずつ分注した。適当な時間室温で反応させた後、波長４１５ｎｍにおける吸光度をプレートリーダーで測定した。スタンダードの結果から検量線を引き、酸化ＬＤＬ濃度を決定した。
（ｄ）酸化ＬＤＬ吸着除去率の測定
健常者血漿（日本人、３０歳、ＬＤＬ（βリポ蛋白）濃度２７５ｍｇ／ｄｌ，ＨＤＬ−コレステロール濃度７０ｍｇ／ｄｌ）に、上記酸化ＬＤＬを濃度２μｇ／ｍｌとなるように添加した。
【００４６】
中空糸膜を７０本束ね、直径約７ｍｍ、長さは１２ｃｍのガラス管モジュールケースに挿入した。中空糸膜の両末端を、中空糸膜中空部を閉塞しないようにエポキシ系ポッティング剤で固定し、ミニモジュール（内表面積５３ｃｍ2）を作成した。ミニモジュールを超純水で３７℃で３０分間洗浄した。その後、ミニモジュールの両端に内径７ｍｍ（外径１０ｍｍ）、長さ２ｃｍのシリコーンチューブ（製品名ＡＲＡＭ（登録商標））と異形コネクターを介して、内径０．８ｍｍ、外径１ｍｍ、長さ３７ｃｍのシリコーンチューブ（製品名ＡＲＡＭ（登録商標））をつなぎ、上記血漿１．５ｍｌを窒素雰囲気下で０．５ｍｌ／分の流量で２５℃、４時間中空糸膜内に灌流した。中空糸膜表面積１ｍ2あたりの血漿量は２．８×１０2ｍｌ／ｍ2であった。さらにミニモジュールをつけずにシリコーンチューブのみで灌流操作も行った。灌流前後の血漿中の酸化ＬＤＬ濃度を定量することにより、それぞれの吸着除去率を下記式により算出した。
【００４７】
酸化ＬＤＬ吸着除去率（％）＝ミニモジュールでの酸化ＬＤＬ吸着除去率（％）−シリコーンチューブのみでの酸化ＬＤＬ吸着除去率（％）
酸化ＬＤＬ吸着除去率（％）＝１００×（灌流前の濃度−灌流後の濃度）／灌流前の濃度
（実施例１）
機能性物質としてポリエチレンイミン（ＢＡＳＦ社製、重量平均分子量７５万）を、非イオン性親水性高分子としてポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製Ｋ９０）を使用した。ポリエチレンイミン０．０１重量％水溶液を前記の中空糸膜モジュールの血液導出口４から入れ、透析液の導出口９から出して、ポリエチレンイミンを中空糸膜に導入した。通液量は１Ｌとした。またこのとき、血液導入口３および透析液の導入口８には栓をした。その後、ポリビニルピロリドン０．００１重量％水溶液を、ポリエチレンイミン水溶液と同様に１Ｌ通液し、ポリビニルピロリドンを中空糸膜に導入した。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線吸収線量は２７ｋＧｙであった。該モジュールの中空糸を切り出し、血小板付着数を評価した。さらに、切り出した中空糸膜を用いてミニモジュールを作成し、酸化ＬＤＬ吸着実験に供した。その結果、表１に示された通りであった。
（比較例１）
機能性物質としてポリエチレンイミン（ＢＡＳＦ社製、重量平均分子量７５万）を、非イオン性親水性高分子としてポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製Ｋ９０）を使用した。ポリエチレンイミン０．０１重量％とポリビニルピロリドン０．００１重量％の混合水溶液を前記の中空糸膜モジュールの血液導出口４から入れ、透析液の導出口９から出して、ポリエチレンイミンとポリビニルピロリドンを同時に中空糸膜に導入した。通液量は１Ｌとした。またこのとき、血液導入口３および透析液の導入口８には栓をした。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線吸収線量は２７ｋＧｙであった。該モジュールの中空糸を切り出し、血小板付着数を評価した。さらに、切り出した中空糸膜を用いてミニモジュールを作成し、酸化ＬＤＬ吸着実験に供した。その結果、表１に示された通りであった。
（比較例２）
機能性物質としてポリエチレンイミン（ＢＡＳＦ社製、重量平均分子量７５万）を、非イオン性親水性高分子としてポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製Ｋ９０）を使用した。ポリビニルピロリドン０．００１重量％水溶液を前記の中空糸膜モジュールの血液導出口４から入れ、透析液の導出口９から出して、ポリビニルピロリドンを中空糸膜に導入した。通液量は１Ｌとした。またこのとき、血液導入口３および透析液の導入口８には栓をした。その後、ポリエチレンイミン０．０１重量％水溶液を、ポリビニルピロリドン水溶液と同様に１Ｌ通液し、ポリエチレンイミンを中空糸膜に導入した。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線吸収線量は２７ｋＧｙであった。該モジュールの中空糸を切り出し、血小板付着数を評価した。さらに、切り出した中空糸膜を用いてミニモジュールを作成し、酸化ＬＤＬ吸着実験に供した。その結果、表１に示された通りであった。
（比較例３）
機能性物質としてポリエチレンイミン（ＢＡＳＦ社製、重量平均分子量７５万）を使用した。ポリエチレンイミン０．０１重量％水溶液を前記の中空糸膜モジュールの血液導出口４から入れ、透析液の導出口９から出して、ポリエチレンイミンを中空糸膜に導入した。通液量は１Ｌとした。またこのとき、血液導入口３および透析液の導入口８には栓をした。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線吸収線量は２７ｋＧｙであった。該モジュールの中空糸を切り出し、血小板付着数を評価した。さらに、切り出した中空糸膜を用いてミニモジュールを作成し、酸化ＬＤＬ吸着実験に供した。その結果、表１に示された通りであった。
（比較例４）
非イオン性親水性高分子としてポリビニルピロリドン（ＢＡＳＦ社製Ｋ９０）を使用した。ポリビニルピロリドン０．００１重量％水溶液を前記の中空糸膜モジュールの血液導出口４から入れ、透析液の導出口９から出して、ポリビニルピロリドンを中空糸膜に導入した。通液量は１Ｌとした。またこのとき、血液導入口３および透析液の導入口８には栓をした。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線吸収線量は２７ｋＧｙであった。該モジュールの中空糸を切り出し、血小板付着数を評価した。さらに、切り出した中空糸膜を用いてミニモジュールを作成し、酸化ＬＤＬ吸着実験に供した。その結果、表１に示された通りであった。
（比較例５）
純水を前記の中空糸膜モジュール血液導出口４から入れ、透析液の導出口９から出した。通液量は２Ｌとした。この後、該モジュールにγ線を照射した。γ線吸収線量は２７ｋＧｙであった。該モジュールの中空糸を切り出し、血小板付着数を評価した。さらに、切り出した中空糸膜を用いてミニモジュールを作成し、酸化ＬＤＬ吸着実験に供した。その結果、表１に示された通りであった。
【００４８】
【表１】
0004797327.tif 000004
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に用いられる人工腎臓の一態様を示す。
【図１】
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