(57)【要約】【課題】  生体適合性に優れ、同時に高いβ２−マイクログロブリンの吸着性能を示す血液浄化用中空糸膜およびこれを内蔵してなる血液浄化器を提供することにある。【解決手段】次の項目を満足する中空糸膜が内蔵されたことを特徴とする血液浄化用中空糸膜。（ａ）均一膜構造を有すること（ｂ）抱液率が１７０％以上であること（ｃ）アルブミンふるい係数が０．５％以上、５％未満であること（ｄ）該中空糸膜をモジュールに内蔵し、有効膜面積を１．６ｍ２としたときのβ２−マイクログロブリンクリアランスが５０ｍＬ／ｍｉｎ以上であること（ｅ）該中空糸膜内表面にヒト血液を接触させたとき付着する血小板数が１０個／（４．３×１０３μｍ２）以下であること【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
次の項目を満足する血液浄化用中空糸膜。
（ａ）均一膜構造を有すること
（ｂ）アルブミンふるい係数が０．５％以上、５％未満であること
（ｃ）抱液率が１７０％以上であること
（ｄ）前記中空糸膜をモジュールに内蔵し、有効膜面積を１．６ｍ２としたときのβ２−マイクログロブリンクリアランスが５０ｍＬ／ｍｉｎ以上であること
（ｅ）前記中空糸膜内表面にヒト血液を接触させたとき付着する血小板数が１０個／（４．３×１０３μｍ２）以下であること
【請求項２】
前記膜がβ２−マイクログロブリン吸着特性を有する素材を含むことを特徴とする請求項１に記載の血液浄化用中空糸膜。
【請求項３】
前記膜が陰性荷電を有する素材を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の血液浄化用中空糸膜。
【請求項４】
前記中空糸膜がエステル基含有ポリマーからなることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の血液浄化用中空糸膜。
【請求項５】
前記中空糸膜がポリメチルメタクリレートからなることを特徴とする請求項４に記載の血液浄化用中空糸膜。
【請求項６】
０．０１重量％以上、１重量％以下の抗酸化剤溶液に接触させた状態で放射線照射することにより得られることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の血液浄化用中空糸膜。
【請求項７】
人工腎臓であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の血液浄化器。
【請求項８】
ポリメチルメタクリレートを含む紡糸原液を４１℃以上４８℃以下の液体中で凝固させ、７５℃以上９０℃以下の保湿成分の水溶液中で処理した後、０．０１重量％以上、１重量％以下の抗酸化剤溶液に接触させた状態で放射線照射することを特徴とする血液浄化用中空糸膜の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、β２−マイクログロブリン（以下、β２−ＭＧと略す）吸着特性を持ち、かつ優れた生体適合性を示す中空糸膜およびこれを内蔵してなる血液浄化器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
血液透析においては、透析性アミロイドーシス予防の為にその原因物質であるβ２−ＭＧを効率よく除去することが望まれている。しかしながら、β２−ＭＧの分子量は、一般に除去すべきではないと言われているアルブミンのそれに比較的近いために、均一膜構造（または、対称膜構造ともいう）を有する中空糸膜が主流であった時代には簡単ではなかった。現在血液浄化器の主流になりつつあるポリスルホン膜に代表される非対称膜構造を有する膜は、シャープな分子量分画特性から、このような小分子量タンパク質を除去するものであるが、ろ過特性が優れているために、人体に有用なアミノ酸なども大量に除去されることが懸念される。一方で、厚み方向に均一膜構造を有する膜の代表例であるポリメチルメタクリレート系膜は、吸着サイトが多く、β２−ＭＧなどの除去すべきタンパク質を吸着によっても除去することが出来、アミノ酸の大量喪失も防ぐことが出来ると言われている。また、陰性荷電を有する均一膜構造のタンパク質吸着素材の膜を使用することにより、透析患者のかゆみが軽減したとも報告されている。しかしながら、均一膜構造を有する素材は、その除去性能を好ましいレベルまで上げることは難しい状況にある。一部にβ２−ＭＧを吸着によって除去することの出来るポリメチルメタクリレート素材のものもあるが、非対称膜に比して、まだ十分に満足できるレベルまでは至っていなかった（特許文献１）。さらに、上記のような吸着型中空糸膜は、凝固系タンパク質をも吸着し血小板が粘着しやすく、生体適合性に劣ることが問題であった。
【０００３】
したがって、均一膜構造を有する中空糸膜において、高いβ２−ＭＧ除去能を持ち、かつ優れた生体適合性を示すものはいまだ発明されていない。
【特許文献１】特開２００４−２３１６５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明の目的は、かかる従来技術の欠点を改良し、高いβ２−ＭＧ吸着除去能を持ち、かつ生体適合性に優れた中空糸膜およびこれを内蔵してなる血液浄化器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題に対して、本発明者らが鋭意検討した結果、下記の構成によって課題を解決できることを見出した。
１．次の項目を満足する血液浄化用中空糸膜。
（ａ）均一膜構造を有すること
（ｂ）アルブミンふるい係数が０．５％以上、５％未満であること
（ｃ）抱液率が１７０％以上であること
（ｄ）前記中空糸膜をモジュールに内蔵し、有効膜面積を１．６ｍ２としたときのβ２−マイクログロブリンクリアランスが５０ｍＬ／ｍｉｎ以上であること
（ｅ）前記中空糸膜内表面にヒト血液を接触させたとき付着する血小板数が１０個／（４．３×１０３μｍ２）以下であること
２．前記膜がβ２−マイクログロブリン吸着特性を有する素材を含むことを特徴とする前記１に記載の血液浄化用中空糸膜。
３．前記膜が陰性荷電を有する素材を含むことを特徴とする前記１または２に記載の血液浄化用中空糸膜。
４．前記中空糸膜がエステル基含有ポリマーからなることを特徴とする前記１〜３のいずれかに記載の血液浄化用中空糸膜。
５．前記中空糸膜がポリメチルメタクリレートからなることを特徴とする前記４に記載の血液浄化用中空糸膜。
６．０．０１重量％以上、１重量％以下の抗酸化剤溶液に接触させた状態で放射線照射することにより得られることを特徴とする前記１〜５のいずれかに記載の血液浄化用中空糸膜。
７．人工腎臓であることを特徴とする前記１〜６のいずれかに記載の血液浄化器。
８．ポリメチルメタクリレートを含む紡糸原液を４１℃以上４８℃以下の液体中で凝固させ、７５℃以上９０℃以下の保湿成分の水溶液中で処理した後、０．０１重量％以上、１重量％以下の抗酸化剤溶液に接触させた状態で放射線照射することを特徴とする血液浄化用中空糸膜の製造方法。
【発明の効果】
【０００６】
本発明により、非対称膜構造を有する膜に比べて一般に分画特性の低い吸着型の均一膜構造を有する膜であっても、生体適合性を確保しつつβ２−ＭＧ除去性能を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
本発明の目的は、生体適合性に優れ、かつβ２−ＭＧの吸着除去能にも優れた中空糸膜およびこれを内蔵してなる血液浄化器を提供することにある。すなわち本発明の要旨は下記のとおりのものである。
次の項目を満足する中空糸膜が内蔵されたことを特徴とする血液浄化器。
（ａ）均一膜構造を有すること
（ｂ）アルブミンふるい係数が０．５％以上、５％未満であること
（ｃ）抱液率が１７０％以上であること
（ｄ）該中空糸膜をモジュールに内蔵し、有効膜面積を１．６ｍ２としたときのβ２−マイクログロブリンクリアランスが５０ｍＬ／ｍｉｎ以上であること
（ｅ）該中空糸膜内表面にヒト血液を接触させたとき付着する血小板数が１０個／（４．３×１０３μｍ２）以下であること
本発明に係る中空糸膜は、主に血液浄化器に用いることができ、通常、中空糸膜束として、筒部分であるプラスチック製のケース、ヘッダー等から構成されるモジュール内部に内蔵される。血液浄化器としては、一般に人工腎臓と呼ばれる血液透析器、血液濾過器や救急救命用途の緩徐式血液濾過器および血液透析濾過器等が挙げられる。
【０００８】
本発明における中空糸膜は、東レ社製“フィルトライザー”（登録商標）ＢＫシリーズ、ニプロ社製“トリアセテートホローファイバーダイアライザー”（登録商標）ＦＢシリーズに代表される中空糸膜のような均一膜構造を有するものである。素材としては、ポリメチルメタクリレート（以下、ＰＭＭＡという）、ポリアクリロニトリル（以下、ＰＡＮという）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、セルローストリアセテート等が用いられるが、中でも、β２−ＭＧを吸着できる特性を有する素材を含むことが好ましく、例えば、ＰＭＭＡ、ＰＡＮ等が挙げられる。特に、素材の少なくとも一部が陰性荷電を有している素材を用いると、後述する中空糸膜の抱液率をより高くすることが可能となるため、アルブミンを過剰に漏出させることなく、β２−ＭＧを除去するためには好ましい。一般的にイオン性基を含むと親水性が増し、微分散（すなわち、細かな孔が数多く形成される）する傾向にある。陰性荷電を有する素材としては、スルホン酸基、カルボキシル基、リン酸基、亜リン酸基、硫酸エステル基、亜硫酸基、次亜硫酸基、スルフィド基、フェノール基、ヒドロキシシリル基等の置換基を有する素材が挙げられる。スルホン酸基を有するものとしてはビニルスルホン酸、アクリルスルホン酸、メタクリルスルホン酸パラスチレンスルホン酸、３−メタクリロキシプロパンスルホン酸、３−アクリロキシプロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチルプロパンスルホン酸およびこれらのナトリウム塩、カリウム塩、アンモニウム塩、ピリジン塩、キノリン塩、テトラメチルアンモニウム塩などがあげられる。陰性荷電量としては、乾燥した中空糸膜１ｇあたり５μｅｑ以上、３０μｅｑ以下のものが好ましい。陰性荷電量は、例えば、滴定法を用いて測定することが出来る。
【０００９】
また、膜がβ２−ＭＧ吸着特性を有する場合、膜構造としては、膜の厚み方向にほぼ均一な均一膜が好ましい。β２−ＭＧは分子量１１，８００であるため、分子量約６７，０００のアルブミンに比較して、小さい孔を通過し得る。しかしながら、β２−ＭＧを吸着によって除去する場合、内表面の開孔率を大きくして分子量１１，８００のβ２−ＭＧの吸着サイト、すなわち、β２−ＭＧ分子が十分に入り込むスペースの孔を増加させる必要がある。従って、より高分子量のアルブミンが漏出する可能性が生じるのであるが、このとき、膜の構造の均一性が高い程、アルブミンの漏出を抑えやすい。
【００１０】
また、中空糸膜の膜厚は２０〜５０μｍであることが好ましい。血液浄化器として用いる場合、この範囲であると、性能向上、コンパクト性に有利であり、かつ十分な膜強度を保つことが可能になる。さらに、膜の内径が小さいと血液浄化器として用いるときのコンパクト化を図ることが可能であり、一方で小さすぎると血液浄化器に血液を流した場合に血液の圧力損失が増大することがあるため、内径は１５０〜３００μｍであることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る中空糸膜は、アルブミンのふるい係数を調節することが重要である。通常、例えば人工腎臓として用いる場合、アルブミンは生体の活動に必須なタンパク質であるため、例えば、人工腎臓として継続使用する場合等においては、アルブミンの漏出を最小限におさえる必要がある。したがって、本発明に係る中空糸膜のアルブミンふるい係数の上限は５％未満であり、３％未満であることが好ましい。しかしながら、本発明において、β２−ＭＧクリアランスを５０ｍＬ／ｍｉｎ以上とするためには、アルブミンのふるい係数が０．５％以上となるように膜設計をすることが重要である。アルブミンふるい係数は好ましくは０．５％以上であり、より好ましくは０．８％以上である。ここでのアルブミンふるい係数とは、日本透析医学会の定める方法（血液浄化器の性能評価法、透析会誌２９（８）１２３１−１２４５、１９９６）に従い、ＡＣＤ−Ａ液を用いて抗凝固したタンパク濃度６〜７ｇ／ｄＬの血漿を血液側溶液として用い、血液側流量を２００ｍＬ／ｍｉｎ、濾過流量を１０ｍＬ／ｍｉｎ／ｍ２で循環した時の６０分後の試験液から血液入口側液、血液出口側液および濾液を採取して、液中アルブミン濃度を測定して得た値である。濃度は、アルブミンとブロムクレゾールグリーン（以下ＢＣＧと略す）やブロムクレゾールパープルなどの色素との結合による色調の変化を利用して測定する。なお、循環中に得られた濾液は血液側に戻す。ふるい係数の算出式はＪＩＳＴ３２５０（２００５）に従った。
【００１２】
また、本発明に係る中空糸膜の特性を示す重要な指標として抱液率がある。本発明に係る中空糸膜の抱液率は、１７０％以上であり、好ましくは２２０％以下である。膜の経時的な安定性の観点からより好ましい範囲は１７０〜１９０％である。抱液率とは中空糸膜での空孔の占める割合を示す指標であり、空孔の数と大きさに支配される。中空糸膜の内表面にβ２−ＭＧの大きさと同等以上の孔が数多く存在することがβ２−ＭＧの除去には効果的である。すなわち、単にアルブミンのふるい係数が０．５％以上５％未満である中空糸膜であっても、孔の空孔の数が少なければ、β２−ＭＧクリアランスを５０ｍＬ／ｍｉｎ以上とすることはできない。我々は、抱液率が１７０％以上であると、膜の孔の数が増え、同様に内表面の孔の数も増え、併せてアルブミンふるい係数が上記数値範囲内である場合に、β２−ＭＧの除去性能を上げることが出来ることを見いだした。一方、孔の数、大きさが過大になると、有用タンパクであるアルブミンを漏出させ過ぎることがあるため、抱液率を２２０％以下に抑えることが好ましい。本発明における抱液率は、上述のように膜の空孔率に依存するものであるが、膜がその空孔内に抱液可能な液体の中空糸膜に対する重量割合として中空糸膜束空孔部分を所定濃度のグリセリン水溶液に置換して測定される。製品には水が充填されている場合が多いが、水を用いると、測定途中の自然乾燥等による微量の重量減少によって測定誤差が生じ得るため、６３重量％のグリセリン水溶液（比重１．１７）に置換して測定し、算出する。乾燥状態の製品であれば一旦水充填した後の充填液を、６３重量％のグリセリン水溶液（比重１．１７）に置換して測定し、算出する。すなわち、モジュール内の中心部付近の中空糸膜４８０本を１サンプルとして、中空糸膜の表面および中空部分に付着しているグリセリン水溶液を遠心分離器中で２１５０×ｇの遠心加速度で３０分間脱液し、一定量の中空糸膜束を切出し、６３重量％のグリセリン水溶液が付着した中空糸膜束の重量Ａと、その中空糸膜束を水で洗浄してグリセリンを除去した後、減圧乾燥して乾燥した中空糸膜のみの重量Ｂを測定し、次式で算出する。
【００１３】
抱液率＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ×１００（％）
上式によって上記中空糸膜３サンプルについての測定および算出を行い、平均値を抱液率とする。なお、中空糸膜の周りにスペーサー糸を導入している場合は、スペーサー糸の重量を除いて、Ａ，Ｂを測定する。
【００１４】
また、本発明の中空糸膜は、膜の有効膜面積（中空糸膜の中空部分の表面積（モジュール内の中空糸膜とケースを接着した樹脂（ポッティング樹脂）で覆われた部分は除いた面積））を１．６ｍ２としたときのβ２−ＭＧクリアランスが５０ｍＬ／ｍｉｎ以上である中空糸膜である。
【００１５】
ここで、有効膜面積は次式によって求められる。
有効膜面積（ｍ２）＝π×ｄ×Ｌ×ｎ／１０８
ｄ：湿潤時の中空糸膜内径平均値（μｍ）
Ｌ：有効長（ポッティング樹脂で覆われていない中空糸膜部分の平均長さ）（ｃｍ）
ｎ：中空糸膜本数
上記β２−ＭＧクリアランス値は、日本医療器材工業会の定める方法（ダイアライザー機能分類実施マニュアル、日本医療器材工業会  平成１５年７月２５日）における数式１に示す換算式に従い、有効膜面積１．６ｍ２に換算して求められる。
【００１６】
【数１】
2009207715.tif 000003
【００１７】
β２−ＭＧのクリアランス測定は日本透析医学会の定める方法（血液浄化器の性能評価法、透析会誌２９（８）１２３１−１２４５、１９９６）に従い、血液透析器に対し、血液側（中空糸膜内側）流量（ＱＢｉｎ）２００ｍＬ／ｍｉｎ、透析液側（中空糸膜外側）流量（ＱＤｉｎ）５００ｍＬ／ｍｉｎ、濾過液流量１０ｍＬ／ｍｉｎ／ｍ２の条件下で実施する。クリアランスは以下の式により算出される。
β２−ＭＧクリアランス＝（ＱＢｉｎ×ＣＢｉｎ−ＱＢｏｕｔ×ＣＢｏｕｔ）／ＣＢｉｎ
ＣＢｉｎ  ：  血液入口側のβ２−ＭＧの濃度（ｍｇ／Ｌ）
ＣＢｏｕｔ：  血液出口側のβ２−ＭＧの濃度（ｍｇ／Ｌ）
ＱＢｉｎ  ：  血液側入口流量（ｍＬ／ｍｉｎ）
ＱＢｏｕｔ：  血液側出口流量（ｍＬ／ｍｉｎ）
ここで、血液側には生物学的製剤基準血液保存液Ａ液（以下ＡＣＤ−Ａ液とする）を用いて抗凝固したタンパク濃度６〜７ｇ／ｄＬの牛血漿溶液を用い、β２−ＭＧの牛血漿中濃度が１ｍｇ／Ｌとなるように濃度を調整し、予め６０分間閉鎖循環したモジュールを使用する。血液側入口の牛血漿を未循環のものに交換し、シングルパス回路に切り替え、５分後の溶液を採取し、それぞれの溶液の濃度を測定する。濃度の測定は、ＥＬＩＳＡ法やラテックス凝集免疫測定法（参考文献として医療と検査機器・試薬２６（２）１２７−１３４、２００３がある）を用いて測定することが出来る。β２−ＭＧのクリアランスの単位はｍＬ／ｍｉｎとなり、血液側溶液中、溶液からどれくらいのβ２−ＭＧが除去されたのかを示し、数値が大きいほど血液透析器等の血液中β２−ＭＧの除去性能が高いことを示す。
【００１８】
血液浄化用中空糸膜は、その使用前に滅菌を行うことが不可欠である。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。放射線の照射線量は特に限定されないが、一般的に医療用具の滅菌には１５ｋＧｙ以上、５０ｋＧｙ以下の滅菌線量が必要とされている。
【００１９】
また、本発明における生体適合性は、中空糸内表面への血小板付着数で評価される。血小板の付着、非付着は、生体適合性の指標となり、生体適合性が良好な中空糸膜内表面への血小板付着数は少なくなる。ここで、本発明における「ヒト血液を接触させたとき付着する血小板数」の測定方法は以下の通りである。
【００２０】
中空糸膜を半円筒状にそぎ切り、内表面を露出させ、生理食塩水で洗浄後、生理食塩水中で保管する。成人健常者の静脈血を採血後、直ちに抗凝固剤を、たとえばヘパリンナトリウム注射液（味の素社製）を５０Ｕ／ｍＬになるように添加する。生理食塩水を廃棄後、前記血液を、採血後１０分以内に接触させ、３７℃で１時間振盪させる。その後、中空糸膜を生理食塩水で洗浄し、２．５容積％グルタルアルデヒド（ナカライテスク社製）生理食塩水溶液で血液成分の固定を行い、続いて蒸留水にて洗浄する。電子顕微鏡用試料台に前記中空糸膜を貼り付け、常温６６Ｐａにて１０時間減圧乾燥する。その後、スパッタリングにより、白金／パラジウムの薄膜を中空糸膜表面に形成させて、試料とし、中空糸膜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る。
【００２１】
滅菌時の放射線照射によって発生するラジカルによって、中空糸膜の生体適合性が損なわれ得るが、中空糸膜モジュールを放射線滅菌する際に、充填液中に抗酸化剤を添加し、ラジカルを消去することで、生体適合性を確保することができ、上記「ヒト血液を接触させたとき付着する血小板数」を１０個／（４．３×１０３μｍ２）以下とすることができることを見出した。
【００２２】
その場合、血液浄化器に添加する抗酸化剤は、その安全性を考慮する必要があり、毒性が低く、分子量が低いことなどが求められる。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、ポリマーが放射線によりラジカル反応を起こす際、その反応を抑制する性質をもつものである。一般的な抗酸化剤としては、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、アルコール類、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。また、医療現場での洗浄効率や安全性から、抗酸化剤は水溶液として中空糸膜に接触させることが好ましい。
【００２３】
上記の中から、我々は本発明に係る膜素材に添加する抗酸化剤として、アルコールが少量で効果があり毒性も低く、最適であることを見出した。
【００２４】
本発明の中空糸膜に生体適合性を付与するためには、少なくとも血液接触面がアルコール水溶液に接した状態で中空糸膜に放射線を照射する。アルコール水溶液におけるアルコール濃度は、０．００１重量％以下になると濃度が薄く効果が得られないことがあり、１重量％以上になると必要量以上であり、充填液中の分解物も増える傾向がある。従って、本発明の効果を発現するためにはアルコール濃度が０．０１重量％以上であることが好ましく、また、１重量％未満が好ましく、０．１重量％以下がより好ましい。
【００２５】
上記方法を行うに当たり、滅菌時に中空糸膜にアルコール等の抗酸化剤を接触させ、放射線滅菌と兼ねる方法を採ってもよく、また、アルコール水溶液と接触させた状態で本発明の効果が得られる程度の放射線照射を行い、その後に本発明の効果を損なわない別の滅菌方法をとってもよい。
【００２６】
ここで用いられるアルコールのうち、２価以上のアルコールにおいて、エチレングリコールやグリセリンなどのように水酸基が結合している炭素原子が隣接しているものについては、放射線によって不飽和結合が生成しやすい。これは、水酸基が結合している炭素にラジカルが発生しやすいため、水酸基が結合している炭素原子が隣接していると、不飽和結合が生成しやすくなるものと考えられる。不飽和結合を持つ炭化水素基は血液を活性化させることがあるため、血液適合性を低下させるおそれがある。従って、本発明のアルコールとしては、１価のアルコール、もしくはモノマーもしくはそのポリマー単位について水酸基が結合している炭素間に１以上の炭素原子を有する２価以上のアルコールが好適に用いられ、特に１価のアルコールが好ましい。また、４価以上では、ラジカルの発生点が多くなるため、不飽和結合が形成される確率も高くなると考えられる。したがって、３価以下のアルコールが好適に用いられる。
【００２７】
１価アルコールの具体例としては、メタノール、エタノール、１−プロパノール、１−ブタノール、１−ペンタノール、１−ヘキサノールなどのように１級アルコールでも、イソプロパノールやｔ−ブタノールなどの２級、３級アルコールであってもよい。また、上記好適な２価以上のアルコールの例としては、１，３−プロパンジオール、１，４−ブタンジオール、ペンタエリスリトールなどが挙げられる。なお、アルコールの級数（１級、２級、３級のいずれか）は限定されない。
【００２８】
また、中空糸膜表面の生体適合性が損なわれるのを防止するために、上記抗酸化剤を接触させて放射線照射し、ラジカルを捕捉させると、放射線による中空糸膜の変化を抑制する効果が得られることがわかった。
【００２９】
たとえばポリメチルメタクリレートの場合、放射線照射によってアルブミンふるい係数が大きくなるが、抗酸化剤を添加することによってその変化が抑制される。従って放射線照射後のアルブミンふるい係数は抗酸化剤を添加しないものよりも小さくなることが多い。従って目的とするアルブミンふるい係数を有する中空糸膜を得るためには、少し孔径が大きい中空糸膜となるよう紡糸する必要がある。
【００３０】
以下に本発明に係る中空糸膜の作成例を説明する。
【００３１】
ポリマーを溶媒に溶かした紡糸原液を調整する。このとき、陰性荷電基を有するポリマーを同時に溶解することも出来る。陰性荷電が高く、原液濃度（原液中の溶媒を除いた物質の濃度）が低い程、中空糸膜の抱液率を高くすることが出来るため、陰性荷電基および原液濃度を適宜設定することにより、抱液率をコントロールすることが可能である。かかる観点から、本発明において好ましい原液濃度は３０重量％以下であり、より好ましくは２２重量％以下で用いられる。中空糸膜は、内側の管に中空部分を形成させるための液体もしくは気体を、外側の管に紡糸原液を流すことができる２重管環状スリット型中空糸膜用口金を用い、これらの液体等を一定距離の乾式空中部分を通した後に凝固浴に吐出する事により得られる。内側の管に注入される液体としては、たとえば、上記紡糸原液が溶解可能な溶媒、水やアルコールなどの凝固剤、これらの混合物、あるいはこれらに溶解可能な重合体やそれとの混合物の非溶媒であるような疎水性の液体、たとえば、ｎ−オクタン、流動パラフィンなどの脂肪族炭化水素、ミリスチン酸イソプロピルの様な脂肪酸エステルなども使用できる。また、吐出糸条が空中での温度変化によってゲル化したり、凝固によって速やかに強固な構造を形成する場合には、自己吸引や圧入によって、窒素ガスや空気などの不活性気体を用いることができる。このような気体注入法は工程上からも非常に有利な方法である。温度変化によってゲル化をおこすような原液系の場合には、乾式部分において冷風を吹き付け、ゲル化を促進させることができる。中空糸膜の膜厚は紡糸原液の吐出量により、内径は注入液体もしくは気体の量によりコントロールする方法が一般的である。
【００３２】
２重管環状スリット中空糸膜用口金から吐出された紡糸原液は凝固浴にて中空の糸形状に凝固される。凝固浴は通常、水やアルコールなどの凝固剤、または紡糸原液を構成している溶媒との混合物からなる。通常は水を用いることができる。本発明においては、凝固浴の温度をコントロールすることにより、抱液率を変化させることができる。抱液率は紡糸原液の種類等によって影響を受け得るために、凝固浴の温度も適宜選択されるものであるが、一般に凝固浴温度を高くすることにより、抱液率を高くすることが出来る。この機序は正確には明らかではないが、原液からの脱溶媒と凝固収縮との競争反応で、高温浴では脱溶媒が速く、収縮する前に凝固固定されるからではないかと考えられる。しかしながら、凝固浴温度が高くなりすぎると、アルブミンふるい係数が高くなりすぎるために、例えば、中空糸膜がＰＭＭＡを含む膜で、かつ内管に気体を入れる場合の凝固浴温度は４１℃以上が好ましく、４２℃以上がより好ましい。一方で、４８℃以下が好ましく、より好ましくは４６℃以下である。
【００３３】
次いで、凝固した中空糸膜に付着している溶媒を洗浄する工程を通過させる。中空糸膜を洗浄する手段は特に限定されないが、多段の水を張った浴（水洗浴という）中に中空糸膜を通過させる方法が好んで用いられる。水洗浴中の水の温度は、膜を構成する重合体の性質に応じて決めればよい。例えばＰＭＭＡを含む膜である場合、３０〜５０℃が用いられる。
【００３４】
また、中空糸膜は水洗浴の後に孔径を保持するために、保湿成分を付与する工程を入れても良い。ここでいう保湿成分とは、中空糸膜の湿度を保つことが可能な成分、または、空気中にて、中空糸膜の湿度低下を防止することが可能な成分をいう。保湿成分の代表例としてはグリセリンやその水溶液などがある。
【００３５】
水洗や保湿成分付与の終わった後、収縮性の高い中空糸膜の寸法安定性を高めるため、加熱した保湿成分の水溶液が満たされた浴（熱処理浴という）の工程を通過させることも可能である。熱処理浴には加熱した保湿成分の水溶液が満たされており、中空糸膜がこの熱処理浴を通過することで、熱的な作用を受けて、収縮し、以後の工程で収縮しにくくなり、膜構造を安定させることが出来る。このときの熱処理温度は、膜素材によって異なるが、ＰＭＭＡを含む膜の場合には７５℃以上が好ましく、８３℃以上がより好ましく、また、９０℃以下が好ましく、８６℃以下がより好ましい温度として設定される。
【００３６】
得られた中空糸膜を用いて血液浄化器とする手段は特に限定されないが、一例を示すと次の通りである。
【００３７】
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、血液浄化器用モジュールの筒部分となるプラスチックケースに入れる。その後両端に仮のキャップをし、中空糸膜両端部に中空糸膜をケースに固定するための樹脂を入れてポッティングする。医療用ポッティング樹脂としては、ポリウレタン系樹脂が好ましく用いられる。このとき遠心機でモジュールを回転させながら底部キャップもしくは、人工腎臓であれば透析液用のポートから樹脂を入れてポッティングする方法は、樹脂が均一に充填されるために好ましい方法である。樹脂が固化した後、両端をカッター等で切断して中空糸膜が樹脂で閉塞している部分を取り除いて開口端面を形成し、ヘッダーキャップと呼ばれる血液入り口、出口ポートを取り付けて血液浄化器用のモジュールを得ることができる。
【００３８】
また、滅菌のため、上記血液浄化器用のモジュールに放射線を照射する。そのとき、上記した如く、モジュールに抗酸化剤溶液に接触した状態で放射線を照射することにより、生体適合性を高くすることが可能である。
【実施例】
【００３９】
以下実施例と比較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製造方法
（実施例１−４、比較例２−６、８）
重量平均分子量が４０万のｓｙｎ−ＰＭＭＡを３１．７重量部、重量平均分子量が１４０万のｓｙｎ−ＰＭＭＡを３１．７重量部、重量平均分子量が５０万のｉｓｏ−ＰＭＭＡを１６．７重量部、パラスチレンスルホン酸ソーダを１．５ｍｏｌ％含む分子量３０万のＰＭＭＡ共重合体２０重量部をジメチルスルホキシド３７６重量部と混合し、１１０℃で８時間撹拌し紡糸原液を調製した。得られた紡糸原液の１１０℃での粘度は１２４０ｐｏｉｓｅであった。得られた紡糸原液を９９℃に保温された環状スリット部分の外径／内径＝２．１／１．９５ｍｍφの２重管中空糸膜用口金から、２．５ｇ／ｍｉｎの速度で、空気中に吐出した。ここで、同時に２重管の内管部分には窒素ガスを注入し、空中部分を５０ｃｍ走行させた後、凝固浴に導いた。凝固浴に用いた水温（凝固浴温度）を３８〜４８℃の間で表１に示すように変更し、それぞれ異なる中空糸膜を得た。それぞれの中空糸膜を水洗後、保湿剤としてグリセリンを６３重量％水溶液として付与し、熱処理浴温度を表１のように７８℃から８５℃まで変更し、余分のグリセリンを除去した後、スペーサー糸を巻き付けて６０ｍ／ｍｉｎで巻き取った。
【００４０】
それぞれの中空糸膜の内径／膜厚は２００／３０μｍであった。
【００４１】
中空糸膜を条件毎に区別して、公知の方法で中空糸膜を束ねて、それぞれ表示の有効膜面積となるように装填し、図１に示すような有効膜面積１．６ｍ２の中空糸膜モジュールを作成した。各モジュールに装填された中空糸膜の有効長は１９．５ｃｍとなるようにした。
（比較例１、７）
上記中空糸膜の製造方法において、パラスチレンスルホン酸ソーダを１．５ｍｏｌ％含む分子量３０万のＰＭＭＡ共重合体を除いたものを混合し、同様に中空糸膜モジュールを得た。
２．測定方法
（１）陰性荷電量の測定方法
陰性荷電量は次のようにして測定した。
【００４２】
乾燥させた中空糸膜を０．０２ｇ秤量し、０．１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２０ｍＬで洗浄したのち、蒸留水で洗浄した。洗浄後の蒸留水に１％フェノールフタレイン溶液を滴下して着色しなくなるまで蒸留水での洗浄をくりかえした。洗浄後の中空糸膜を恒量になるまで凍結乾燥した。なお、乾燥による熱変性を防ぐために凍結乾燥が好ましいが、凍結乾燥が困難な場合はこれに限らない。凍結乾燥後の中空糸膜をプラスチック製試験管に入れ、０．００１Ｎの水酸化ナトリウム水溶液２０ｍＬを、中空糸膜が液に浸かるように加え、３０℃で、１分間に１５０回の速度で２４時間振盪した。振盪後、上清１０ｍＬを採取し、０．００１Ｎの塩酸で滴定した。なお、指示薬として０．１％メチルレッドを２滴添加した。この滴定結果より陰性荷電量を求めた。また、塩酸の滴下量が２μｍｏｌ未満で滴定が完了した場合、すなわち中空糸膜の陰性荷電量が大きい場合は、乾燥中空糸膜を減量し、再度測定を行った。陰性荷電量は、次式より算出した。
陰性荷電量（μｅｑ／ｇ）＝（滴定に用いた上清量（ｍＬ）×水酸化ナトリウムの規定度（μｅｑ／ｍＬ）−滴定量（ｍＬ）×塩酸の規定度（μｅｑ／ｍＬ））／中空糸膜乾燥重量（ｇ）
（２）血小板付着数の測定方法
１８ｍｍφのポリスチレン製の円形フィルム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このような部分はできるだけ用いないよう注意を要する。）。
【００４３】
筒状に切ったＦａｌｃｏｎ（登録商標）チューブ（１８ｍｍφ、Ｎｏ．２０５１）に該円形フィルムを、中空糸膜を貼り付けた面が円筒内部に入るように取り付け、パラフィルム（登録商標）で取り付け部分の隙間を埋めてカップ状の試験サンプルを作成した。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。成人健常者の静脈血を採血後、直ちにヘパリンナトリウム注射液（味の素社製）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、３７℃で１時間振盪させた。その後、円筒管内を１０ｍＬの生理食塩水で洗浄し、２．５容積％グルタルアルデヒド（ナカライテスク社製）生理食塩水溶液で血液成分の固定を行い、２０ｍＬの蒸留水にて洗浄した。円筒管から洗浄した円形フィルムを取り外し、走査型電子顕微鏡の試料台に両面テープで貼り付けた。該試料台を常温６６Ｐａにて１０時間減圧乾燥した。その後、スパッタリングにより、白金／パラジウムの薄膜を円形フィルム上の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付着数の計測対象からはずした。
【００４４】
なお、血小板付着試験においては、試験が適切に行われているかどうかを確認するために、対照サンプルを実験毎に水準に入れた。血小板付着が多いことがわかっている既知のサンプルを陽性対照、血小板付着が少ないことがわかっている既知のサンプルを陰性対照とした。陽性対照としては東レ社製人工腎臓“フィルトライザー”（登録商標）ＢＧ−１．６Ｕの中空糸膜、陰性対照としては川澄化学社製人工腎臓ＰＳ−１．６ＵＷの中空糸膜とした。上記の実験条件で血小板付着数が、陽性対照への付着数が４０（個／（４．３×１０３μｍ２））以上、かつ、陰性対照への付着数が５（個／（４．３×１０３μｍ２））以下であったときに、測定値を採用した。対照サンプルの血小板付着数が上記範囲からはずれた場合は、血液の鮮度が欠けていたり、血液の過度な活性化が生じていることなどが考えられるので、試験をやり直すこととした。
【００４５】
本実験で血小板付着数が１０（個／（４．３×１０３μｍ２））以下であれば、生体適合性が良好であると考えられる。
（３）アルブミンふるい係数およびβ２−ＭＧのクリアランスの測定方法
アルブミンふるい係数およびβ２−ＭＧのクリアランスは次のようにして測定した。
１．ＡＣＤ−Ａ液を用いて抗凝固した牛血液を遠心分離して得た牛血漿に、β２−ＭＧを１ｍｇ／Ｌとなるように添加し、タンパク濃度６．５ｇ／ｄＬの牛血漿溶液を調整する。
２．透析会誌２９（８）１２３１−１２４５、１９９６記載の閉鎖循環回路を用いて、血液側（中空糸膜内側）流量（ＱＢｉｎ）２００ｍＬ／ｍｉｎ、濾過液流量１０ｍＬ／ｍｉｎ／ｍ２の条件で２Ｌの牛血漿溶液を個人用透析装置（ＴＲ３０００Ｓ、東レ製）を用いて循環する。
３．循環開始５９〜６０分の間に血液入口側液、血液出口側液および濾液を採取し、アルブミンふるい係数測定用サンプルとする。
４．循環を停止し、血液側供給液を新しい牛血漿溶液に交換し、透析会誌２９（８）１２３１−１２４５、１９９６記載のシングルパス回路を用いて血液側（中空糸膜内側）流量（ＱＢｉｎ）２００ｍＬ／ｍｉｎ  、透析液側（中空糸膜外側）流量（ＱＤｉｎ）５００ｍＬ／ｍｉｎ、濾過液流量１０ｍＬ／ｍｉｎ／ｍ２で個人用透析装置を用いて流す。透析液側には、人工腎臓様透析液キンダリー（登録商標）液（ＡＦ−２号、扶桑薬品工業製）を用いる。
５．シングルパス送液開始後４〜５分の間に血液入口側液および血液出口側液を採取し、β２−ＭＧのクリアランス測定用サンプルとする。
６．３のサンプル中のアルブミン濃度をアルブミン・グロブリン比測定用キット（Ａ／Ｇ  Ｂ−テストワコー、Ｃｏｄｅ２７４−２４３０１、和光純薬製）を用いたＢＣＧ法で測定する。
アルブミンふるい係数は以下の式により算出される。
アルブミンふるい係数（％）＝２ＣＦ／（ＣＢｉｎ＋ＣＢｏｕｔ）×１００
ＣＢｉｎ  ：  血液入口側のアルブミンの濃度（ｇ／ｄＬ）
ＣＢｏｕｔ：  血液出口側のアルブミンの濃度（ｇ／ｄＬ）
ＣＦ      ：  濾液のアルブミンの濃度（ｇ／ｄＬ）
７．５のサンプル中のβ２−ＭＧ濃度をラテックス凝集免疫測定法を用いて測定する（参考文献として医療と検査機器・試薬２６（２）１２７−１３４、２００３がある）。
β２−ＭＧクリアランスは以下の式により算出される。
β２−ＭＧクリアランス＝（ＱＢｉｎ×ＣＢｉｎ−ＱＢｏｕｔ×ＣＢｏｕｔ）／ＣＢｉｎ  
ＣＢｉｎ  ：  血液入口側のβ２−ＭＧの濃度（ｍｇ／Ｌ）
ＣＢｏｕｔ：  血液出口側のβ２−ＭＧの濃度（ｍｇ／Ｌ）
ＱＢｉｎ  ：  血液側入口流量（ｍＬ／ｍｉｎ）
ＱＢｏｕｔ：  血液側出口流量（ｍＬ／ｍｉｎ）
（４）抱液率の測定方法
抱液率は、次のようにして測定した。
１．人工腎臓の血液側および透析液側に、減圧ポンプで２０分間脱気した蒸留水を１００ｍＬ／ｍｉｎで１０分間流し、中空糸膜内の空気を追い出す。
２．６３重量％のグリセリン水溶液（２０℃における屈折率１．４１７）を流速４０ｍＬ／ｍｉｎにて血液入口側→血液出口側→透析液出口側→透析液入口側の順に３０分間流す。
３．透析液入口側液の屈折率を手持屈折計（Ｒ−５０００、ＡＴＡＧＯ製）を用いて測定し、１．４１７となったことを確認する。
４．３の人工腎臓の両端をケースごと切断し、中空糸膜束を取り出す。
５．糸束の中心部付近の中空糸膜４８０本を取り出し、両側を切断して、長手方向における中央部付近の５ｃｍの長さの部分を残し、１サンプルとして、１本の人工腎臓から合計３サンプル準備する。
６．５のサンプルを遠心分離器（ＣＦ９ＲＸ形、Ｔ３Ｓ５１ローター、日立工機製）を用いて２１５０×ｇの遠心加速度（３０００ｒｐｍ）にて３０分間遠心脱液する。
７．６にて遠心脱液した中空糸膜の重量を秤量し、グリセリン水溶液が付着した中空糸膜束の重量Ａとする（秤量した重量から各実施例、比較例において中空糸膜周りに巻くスペーサー糸の重量を減じて重量Ａとする）。
８．６を４０℃に加温した蒸留水１００ｍＬ中で６０分振盪する操作を３回繰り返す。
９．蒸留水を切り、４０℃にて２４時間以上減圧乾燥を行った後、中空糸膜の重量を測定し、７と同様にスペーサー糸の重量を減じて中空糸膜のみの重量Ｂとする。
１０．再度数時間減圧乾燥を行い、直ちに重量を再度測定し、その後の重量変化が無いことを確認する。
１１．抱液率は次式によって計算する。抱液率＝（Ａ−Ｂ）／Ｂ×１００（％）
１２．１本の人工腎臓から得た３サンプルの平均値を算出し、その人工腎臓に内蔵される中空糸膜の抱液率とする。
（実施例１−４）
０．０２重量％のエタノール（和光純薬社製）水溶液で中空糸膜モジュール内を満たし、２５ｋＧｙのγ線で滅菌した後、それぞれのβ２−ＭＧクリアランス、抱液率、アルブミンふるい係数、血小板付着試験を測定した。結果を表１に示す。
【００４６】
実施例１の陰性荷電は９．２８μｅｑ／ｇであった。
（比較例１−６）
純水で中空糸膜モジュール内を満たし、２５ｋＧｙのγ線で滅菌した後、それぞれのβ２−ＭＧクリアランス、抱液率、アルブミンふるい係数、血小板付着試験を測定した。結果を表１に示す。
【００４７】
比較例１は陰性荷電基を含有しないポリメチルメタクリレートのみから得られた人工腎臓であるため、陰性荷電は４．２μｅｑ／ｇと低かった。一方、比較例２の陰性荷電は１３．５μｅｑ／ｇであった。
（比較例７）
０．０２重量％のエタノール（和光純薬社製）水溶液で中空糸膜モジュール内を満たし、２５ｋＧｙのγ線で滅菌した後、β２−ＭＧクリアランス、抱液率、アルブミンふるい係数、血小板付着試験を測定した。結果を表１に示す。
【００４８】
抗酸化剤として０．０２重量％のエタノール水溶液を中空糸膜モジュールに満たしたものは、血小板付着数が１０個／（４．３×１０３μｍ２）以下となり、生体適合性に優れていた。一方で、純水で満たしたものは血小板付着数が１００個／（４．３×１０３μｍ２）以上となり、生体適合性に劣っていた。
【００４９】
凝固浴温度上昇に伴い抱液率とアルブミンふるい係数は上昇していたが、β２−ＭＧクリアランスは必ずしもそうではなかった。
【００５０】
以上の実施例および比較例から、次のことが分かった。まず、β２−ＭＧクリアランスが、あるアルブミンふるい係数の範囲で極大値を示すことを見出した。
【００５１】
したがって、抱液率が１７０％以上、アルブミンふるい係数が０．５％以上５％未満、さらには１％以上３％以下である中空糸膜は、有効膜面積１．６ｍ２のときのβ２−ＭＧクリアランスが５０ｍＬ／ｍｉｎ以上になる。
【００５２】
一方、パラスチレンスルホン酸ソーダを１．５ｍｏｌ％含む分子量３０万のＰＭＭＡ共重合体を除いて中空糸膜を製造した場合、陰性荷電基を含まないために抱液率が１７０％を超えず、またアルブミンふるい係数も低かった。β２−ＭＧクリアランスも５０ｍＬ／ｍｉｎ以下であった。
【００５３】
【表１】
2009207715.tif 000004
【産業上の利用可能性】
【００５４】
本発明は生体適合性に優れ、同時にβ２−マイクログロブリン吸着特性が要求される用途に好適に用いられる。例えば、人工腎臓など血液浄化用の医療用基材ではβ２−マイクログロブリン除去と同時に生体適合性が要求されるため、好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明に用いられる人工腎臓の一態様を示す。
【符号の説明】
【００５６】
１．動脈側ヘッダー
２．静脈側ヘッダー
３．血液導入口
４．血液導出口
５．中空糸膜
６．血液
７．モジュールケース
８．透析液導入口
９．透析液導出口
１０．ポッティング部
１１．血液回路
【図１】
2009207715.tif 000005