(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
膜面積１．５ｍ２のモジュールにヘマトクリット３０±３％、タンパク濃度６．５±０．５ｇ／ｄｌの牛血液を流速２００ｍｌ／ｍｉｎで流し、ろ過流速１５ｍｌ／ｍｉｎで血液ろ過を行った際の１５分後のろ液中タンパク濃度が２００ｍｇ／ｄｌ以上６００ｍｇ／ｄｌ以下、１２０分後のろ液中タンパク濃度が５０ｍｇ／ｄｌ以上２００ｍｇ／ｄｌ以下で、かつろ過開始１５分後のβ２−ミクログロブリンの篩い係数が０．８５以上、分子量２万のデキストランの篩い係数が０．５以上、透水性が１０ｍｌ／ｍ２／ｈｒ／ｍｍＨｇ以上であるセルローストリアセテートからなる血液浄化用中空糸膜。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は血液透析等に用いられる血液浄化膜に関する。さらに詳しくは慢性腎不全の治療に用いられる際に安定して効率よくβ2-ミクログロブリン（以下、β2Mと称する）に代表される分子量の尿毒症物質を除去でき、有用タンパクであるアルブミンの漏出を抑制することが可能な血液浄化用中空糸膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、長期透析患者の増加に伴う透析合併症が注目されており尿素、クレアチニンなどの低分子量物質だけでなく、中高分子量物質（低分子タンパク）まで除去対象が拡大してきている。また掻痒、疼痛等の臨床症状の改善や脂質代謝の改善効果が分子量2 万程度の物質の除去にあることが示唆されている。痒みやいらいら感の減少に効果があるとして報告されている膜（腎と透析別冊36ハイパフォーマンスメンブレン'94 ：70，1994、腎と透析別冊36ハイパフォーマンスメンブレン'94 ：132 ，1994）もある。
【０００３】
しかし、これらの膜は一治療あたりのアルブミ漏出が多すぎるため、長期にわたって使用すると低タンパク血症を引き起こし逆に患者の予後を悪化させてしまうことがある。またポリスルフォンに代表される合成高分子系の膜はアルブミン漏出量が一治療あたり1g以下でかつβ2Mの除去性能に優れていると報告されているが、痒みやいらいら感に対する効果はβ2M除去性能は低いがアルブミン漏出量の低い前記膜に比べ劣っていた。すなわち患者の安全性を確保するためアルブミン漏出量が少なく且つ痒みやいらいら感の減少に繋がるような分子量2 万程度の物質の除去性能に優れた膜はこれまで得られていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の欠点を解決しようとするものであり、その目的はβ2Mに代表される分子量1 万程度の透析合併症誘因物質の除去性に優れるだけでなく臨床症状の改善効果がある分子量2 万程度の物質の除去性に優れ、かつ有用タンパクであるアルブミンの漏出を極力抑制した血液浄化用中空糸膜を提供することにある。
【０００５】
痒みやいらいら感の原因物質とされる分子量2 万程度の物質を効率的に除去するためには、通常の透析膜より大きな細孔径が必要である。しかし現在の膜製造技術では、分子量2 万程度の物質と人体にとって必要なタンパク質であるアルブミンを完全に分離することは不可能であり、痒みやいらいら感などの臨床症状を改善するためにはかなりの量のアルブミンリークが同時に起こってしまう。具体的な数字として血液をろ過した際のろ液中タンパク濃度（ほとんどをアルブミンが占める）が200mg/dl以上の時に痒みやいらいら感等の臨床症状の改善が特によく認められている。しかしながらろ液中のタンパク濃度が200mg/dl以上の場合、通常の透析では1 治療あたり3L程度のろ過を行うので1 回の治療で漏出するアルミンが6g以上となり前述したように低タンパク血症を引き起こす恐れがある。このため痒みやいらいら感の臨床症状改善とアルブミン漏出が少ない安全性を両立することは不可能なことと思われた。
【０００６】
ところがさらに検討を加えた結果、血液ろ過初期のろ液中タンパク濃度が200mg/dl以上の膜で、かつ血液ろ過により経時的にろ液中タンパク濃度が減少しても一定の範囲内であれば、分子量2 万程度の物質の除去性能が治療時間全体に渡って高く保たれることがわかり本発明に到達した。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は下記の血液浄化用中空糸膜を提供するものである。膜面積１．５ｍ２のモジュールにヘマトクリット３０±３％、タンパク濃度６．５±０．５ｇ／ｄｌの牛血液を流速２００ｍｌ／ｍｉｎで流しろ過流速１５ｍｌ／ｍｉｎで血液ろ過を行った際の１５分後のろ液中タンパク濃度が２００ｍｇ／ｄｌ以上６００ｍｇ／ｄｌ以下、１２０分後のろ液中タンパク濃度が５０ｍｇ／ｄｌ以上２００ｍｇ／ｄｌ以下で、かつろ過開始１５分後のβ２−ミクログロブリンの篩い係数が０．８５以上、分子量２万のデキストランの篩い係数が０．５以上、透水性が１０ｍｌ／ｍ２／ｈｒ／ｍｍＨｇ以上であるセルローストリアセテートからなる血液浄化用中空糸膜。
【０００８】
本発明において15分後のろ液中タンパク濃度は200mg/dl以上1000mg/dl 以下が必要である。好ましくは300 〜800mg/dl、より好ましくは400 〜600mg/dlである。200mg/dl以上とすることで分子量2 万程度の分子量物質が効率的に除去されうる。200mg/dl未満でも分子量1 万程度までの物質であれば比較的効率よく除去されるものの痒みやいらいら感といった臨床症状は改善されにくい。一方15分後のろ液中タンパク濃度は1000mg/dl 以下が好ましい。1000mg/dl を超えるとその後いく  ら経時的にろ液中タンパク濃度が低下しても治療中の総タンパク除去量を安全範囲に抑えることが困難となる。
【０００９】
本発明において血液ろ過開始直後のろ液中タンパク濃度の測定を15分後としているのは以下の理由による。
本発明において発明の目的から明らかなように血液ろ過直後の膜の細孔径がある値以上を取ることが必要であり、そのため血液ろ過開始後出来るだけ早い時間のろ液中タンパク濃度を正確に測定することが望ましい。しかしながら膜は血液と接触する前に予め生理食塩水でプライミング処理を施してあり膜中およびモジュール中のろ液側は生理食塩水で満たされている。このため血液を流しろ過を始めても最初に得られるろ液は生理食塩水で希釈された状態になっており、正確なろ液中タンパク濃度を得ることは困難である。ろ液流量が15ml/min程度の場合、生理食塩水による希釈の影響を無視できる最短時間はろ過開始後15分である。
【００１０】
本発明において120 分後のろ液中タンパク濃度は50mg/dl 以上200mg/dl以下が必要である。120 分後のろ液中タンパク濃度が50mg/dl 以上であれば分子量2 万程度の分子量物質の除去が治療時間全域にわたって効率的に行われる。50mg/dl 未満の場合には治療開始初期の物質除去性能は高いが治療時間全域にわたって除去効果が持続できず好ましくない。また120 分後のろ液中タンパク濃度が200mg/dlを超えると治療時間全域にわたってタンパク質の漏出が多くなり低タンパク血症を引き起こしやすくなる。
【００１１】
痒みやいらいら感の原因物質は分子量2 万程度と推定されているが、まだ特定されていない。また分子量は同じでも分子の形が異なると膜で濾過した時の除去特性は一概に定義できない。われわれの研究では15分後のろ液中タンパク濃度が200mg/dl以上のとき分子量2 万の蛍光標識デキストランの篩い係数が0.5 以上となることが認められている。われわれは実験室的に臨床効果を客観的に判断できる基準として、分子量2 万の蛍光標識デキストランの篩い係数を導入し、この篩い係数が0.5 以上のときに痒みやいらいら感を解消できると考えた。
【００１２】
本発明はろ液中のタンパク濃度を適正な範囲に調節することにより、高い除去効率と安全性を兼ね備えた中空糸膜を提供するものであるが、本発明の中空糸膜は一般にハイフラックス透析膜と呼ばれる範疇に属する。すなわち除去効率は透析膜の透水性と相関を有するので本発明の中空糸膜の透水性は10ml/m2 /hr/mmHg以上が好ましく20ml/m2 /hr/mmHg以上がより好ましい。このような高い透水性を持ち、上記ろ液タンパク濃度範囲に設定することにより優れた治療効果が期待できる。
【００１３】
本発明の中空糸膜は5wt%アルブミン含有リン酸緩衝液（pH7.4 ）を用いて測定したアルブミンの篩い係数が0.15〜0.6 であることが必要である。アルブミンの篩い係数が0.15未満の場合には実際に血液浄化を行う場合にβ2M等の除去が不十分となる。またアルブミンに対する篩い係数が0.6 を超える場合には人体にとって必要なアルブミンの漏出量が多くなってしまう。すなわち水溶液中でのアルブミンの篩い係数が0.15〜0.6 の範囲にある必要性は実際の血液浄化時に形成されるタンパクゲル層により低下する分の孔径を上乗せした大きさであるといえる。
【００１４】
本発明における中空糸膜素材としては再生セルロース、改質セルロース、ポリスルフォン、アクリロニトリル等が挙げられるが、タンパク質の吸着量が少ないものであれば何でも良く透水性、溶質透過性に優れるセルロースアセテートが好ましく、生体適合性の面からセルローストリアセテートが特に好ましい。
【００１５】
本発明の中空糸膜の紡糸法は特に限定されるものではなく溶融、乾式、湿式、乾湿式等公知の紡糸方法によって得ることができるが、相分離制御の幅を広げる意味から中空形成剤を用いる乾湿式紡糸法で製膜されることが好ましい。中空形成剤としては紡糸原液に対して不活性であれば良く、例えば液体のものは流動パラフィンやミリスチン酸イソプロピル、気体としては乾燥空気、窒素、ヘリウム、アルゴン等を用いることができる。
【００１６】
本発明の中空糸膜は例えば以下のように製造することができるが、本発明は何ら以下に限定されるものではない。セルロースアセテート16〜25重量部、溶媒45〜75.6重量部、非溶媒8.4 〜39重量部からなる紡糸原液を130 〜190 ℃に加熱して溶解し、二重管紡糸口金の外側から押し出し、内側からは中空形成剤を押し出す。押し出した紡糸原液は気体雰囲気中を通過した後0 〜50℃の凝固性液体中で凝固され水洗浴で過剰の溶媒、非溶媒を洗浄する。本発明の中空糸膜を得るためには、セルローストリアセテート等の膜素材、溶媒、非溶媒からなる紡糸原液をチューブインオリフィス型の紡糸口金から気体雰囲気中に吐出し次いで凝固浴に導いて中空糸膜を製造する際に外径1000μm 以上の紡糸口金を用いることおよび気体通過時間を0.5 秒以上に調整するのが好ましい。ここで気体通過時間とは紡糸口金より吐出された紡糸原液の線速度と気体雰囲気通過長さにより計算する。紡糸速度にもよるがAG長は50mm以上、さらには100mm 以上とることが望ましい。また凝固浴出口のローラー速度と紡糸口金より吐出される紡糸原液の線速度の比で表されるドラフト比を10〜30の間に調整するのが好ましい。さらに凝固浴の温度を30℃以上に調整することが好ましい。これらの組み合わせを用いることにより、得られる中空糸膜は非晶領域と結晶領域が適度なバランスを取り、水透過性と溶質透過性が良好で本発明のパラメータを満足する血液浄化用膜を得ることが可能となることを見い出した。
【００１７】
以降は常法により中空糸を30〜70重量％のグリセリン水溶液中に通すことにより膜孔中にグリセリンを含浸させ、乾燥工程を経て巻取る。上記溶媒としてはセルロースアセテートを溶解するものであれば特に限定されないが、Ｎ、Ｎ- ジメチルアセトアミド、Ｎ、Ｎ- ジメチルホルムアミド、γ- ブチロラクトン、Ｎ- チルピロリドン、ジメチルスルフォキシド、Ｎ、Ｎ- ジメチルイミダゾリジノンなどの極性溶媒を用いるのが好ましい。これらは単独または混合して用いることもできる。非溶媒としてはエチレングリコール、トリエチレングリコール、ポリエチレングリコール、グリセリン等の多価アルコールあるいはそれらの低級アルキルエーテル誘導体等が挙げられ、単独あるいは混合して使用することができる。
【００１８】
このような方法により製造された血液浄化用中空糸膜は、孔径と孔数のバランスが良好であり低分子溶質〜中分子溶質（低分子タンパク）の透過性と有用タンパクであるアルブミンのカットオフ性に優れるので限外ろ過、透析、透析ろ過用に好適に使用され具体的には血液透析、血液ろ過透析等に使用される。
本発明の理論的根拠は確認されていないが、発明者は以下のように考える。
すなわち痒みやいらいら感の原因物質の除去には通常の透析膜よりも細孔径を大きくする必要が有り、このため5wt%アルブミン含有リン酸緩衝液を用いて測定したアルブミンの篩い係数とろ過開始15分後のろ液タンパク濃度をある一定範囲内に設定する必要があることは明かであろう。
上記範囲内の細孔径を持ち、かつ非晶領域と結晶領域が適度なバランスをとることで血液と膜が接触した時に膜の血液接触表面に血漿タンパクがある特定の吸着形態をもち、これが2 次的な分離膜として作用し現状の製膜技術では達成し得ない優れた分離効率、すなわち分子量2 万程度の物質とアルブミンの高度な分離を発揮していると考えられる。
【００１９】
【実施例】
以下、本発明を実施例を挙げてより詳細に説明するが本発明は実施例により何ら限定されるものではない。
【００２０】
〔実施例１〕
セルローストリアセテート19重量部、Ｎ- メチルピロリドン56.7重量部、トリエチレングリコール24.3重量部を170 ℃にて加熱溶解し、さらに真空脱泡してセルローストリアセテートの紡糸原液を得た。これを孔径20μｍの焼結フィルターでろ過し不純物を除去した後、外径1400μm の二重管構造の口金の外側から吐出線速度321cm/min で吐出し同時に口金の内側から流動パラフィンを吐出した。中空糸状の紡糸原液は気体雰囲気中7.5cm を1.4 秒間通過した後、Ｎ- メチルピロドン／トリエチレングリコール／水＝10.5／4.5 ／85からなる40℃の凝固浴に導き、凝固浴出口ローラー速度73.8m/min で凝固浴より引出した。この時のドラフト比を紡糸原液吐出線速度と凝固浴出口ローラー速度より計算すると23.0であった。次いで水洗浴、60％グリセリン水浴、乾燥工程を経てワインダーにてチーズ状に巻取った。
【００２１】
このようにして得られた内径200 μm 、膜厚15μm の中空糸10400 本を束にしプラスチックケースに充填し有効長23cmの性能評価用モジュール（有効膜面積1.5m2 を
作製した。
【００２２】
測定方法
１. 限外ろ過係数の測定
上記作製したモジュールを純水で十分洗浄し、３７℃に調整した純水を中空糸膜に流し膜間圧力差（TMP ）50、100 、150 、200mmHg における透水量を測定した。
得られた透水量より下記式を用いて各TMP での限外ろ過係数を算出した。
UFR （ｍｌ／ｍ2 ・ｈｒ・ｍｍＨｇ）＝透水量×60／TMP ／膜面積
モジュールの限外ろ過係数は上記4 点のTMP および限外ろ過係数より得られる回帰直線の傾きより平均の限外ろ過係数として求めた。
【００２３】
２. アルブミンの篩い係数の測定
アルブミンをリン酸緩衝液に溶解し生理食塩水を加えてアルブミン濃度5wt%、pH7.4 、37℃に調製する。この溶液を膜面積1.5m2 のモジュールに流速200ml/min 、ろ過流速15ml/minで流し15分後のモジュール入り口と出口およびろ液のアルブミン濃度を市販の測定キットを用いて測定した。下記式によりアルブミンの篩い係数（SC）を計算した。
SC＝ろ液濃度/ （（入り口濃度＋出口濃度）/2）
【００２４】
３. 蛍光標識（FITC）- デキストランの篩い係数の測定
ヘマトクリット30±3%、タンパク濃度6.5 ±0.5g/dl に調製した牛血液にFITC- デキストラン（分子量20,000）を濃度1.9mg/dlとなるように溶解し、流速200ml/min で膜面積1.5m2 のモジュールに流す。血液を流し始めてから5 分後にろ過速度15ml/minで血液ろ過を開始し15、30、60、120 分後のモジュールの入り口、出口の血液およびろ液をサンプリングしFITC- デキストラン濃度を蛍光分光光度計を用いて測定した。得られた各測定値を用いて下記式よりデキストランの篩い係数を計算した。
SC＝ろ液濃度/ （（入り口濃度＋出口濃度）/2）
【００２５】
４. β2 ミクログロブリン（β2M）の篩い係数の測定
ヘマトクリット30±3%、タンパク濃度6.5 ±0.5g/dl に調製した牛血液を200ml/min で膜面積1.5m2 のモジュールに流す。血液を流しはじめてから5 分後にろ過速度15ml/minで血液ろ過を開始し15、30、60、120 分後のモジュールの入り口、出口の血液およびろ液をサンプリングし、酵素免疫測定法（例えばグラザイムβ2-Microglobulin-EIA Test  和光純薬工業製）等によりβ2M濃度を測定する。
なお当該測定でモジュールに流す牛血液には適量のヒト由来β2Mを添加して行い、サンプリングした血液は必要に応じて遠心分離してβ2Mの測定に供する。測定したβ2M濃度から下記式に従って篩い係数を算出した。
SC＝ろ液濃度/ （（入り口濃度＋出口濃度）/2）
【００２６】
５. ろ液中タンパク濃度の測定
ヘマトクリット30±3%、タンパク濃度6.5 ±0.5g/dl に調製した牛血液を200ml/min でモジュールに流しろ過速度15ml/minで血液ろ過開始後15、30、60、120 分後のモジュールの入り口、出口の血液およびろ液をサンプリングし、比色法（マイクロTPテストワコー等）によりタンパク濃度を測定した。3L除水時のタンパク漏出量は15分〜120 分の平均値より算出した。
【００２７】
〔比較例１〕
セルローストリアセテート17重量部、Ｎ- メチルピロリドン49.8重量部、トリエチレングリコール33.2重量部を170 ℃にて加熱溶解し、さらに真空脱泡してセルローストリアセテートの紡糸原液を得た。これを孔径20μｍの焼結フィルターでろ過し不純物を除去した後、外径540 μm の二重管口金の外側から吐出線速度1064cm/minで吐出し同時に口金の内側から流動パラフィンを吐出した。中空糸状の紡糸原液は空気中25mmを0.14秒間通過した後Ｎ- メチルピロリドン／トリエチレングリコール／水＝18／12／70からなる55℃の凝固浴に導き、実施例1 と同様に7 3.8m/minで凝固浴から引出した。この場合のドラフト比は7.0 であった。次いで水洗浴、60％グリセリン水浴、乾燥工程を経てワインダーにてチーズ状に巻取った。
【００２８】
〔実施例２〕
セルローストリアセテート17.5重量部、Ｎ- メチルピロリドン66.0重量部、トリエチレングリコール16.5重量部を170 ℃にて加熱溶解し、さらに真空脱泡してセルローストリアセテートの紡糸原液を得た。これを孔径20μｍの焼結フィルターでろ過し不純物を除去した後、外径1200μm の二重管口金の外側から吐出線速度364cm/min で吐出し同時に口金の内側から流動パラフィンを吐出した。中空糸状の紡糸原液は空気中60mmを0.99秒間通過した後Ｎ- メチルピロリドン／トリエチレングリコール／水＝40／10／50からなる36℃の凝固浴に導き、実施例1 と同様73.8m/min で凝固浴から引出した。このときのドラフト比は20.6であった。次いで水洗浴、60％グリセリン水浴、乾燥工程を経てワインダーにてチーズ状に巻取った。
【００２９】
〔比較例２〕
市販のモジュール（フレゼニウス社製、製品名F60 、膜面積1.25m2）を用いて同様に性能評価を行い比較した。
【表１】
0003995228.tif 000002
【００３０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば透析合併症誘因物質の除去性や臨床症状の改善効果があるとされる分子量2 万程度の物質の除去性に優れ、かつアルブミンの漏出の少ないシャープなカットオフ性を有する血液浄化用中空糸膜が得られる。