醋酸纤维素系非对称中空纤维膜制造技术

本发明专利技术的目的在于，通过对中空纤维膜的内表面的致密层的结构进行优化，从而提供可以应对血流量及滤过量的增加并表现出稳定的性能的中空纤维膜。一种中空纤维膜，其特征在于，其为至少在内表面侧具有致密层的中空纤维膜，在用原子力显微镜观察上述中空纤维膜的内表面时，观察到沿着上述中空纤维膜的长度方向取向的两个以上的沟样凹部，上述凹部的长度与宽度之比即长宽比为3以上且30以下，上述中空纤维膜的干燥状态下的屈服强度为30g/丝以上、断裂延伸率为20％/丝以下。

Asymmetric hollow fiber membranes based on cellulose acetate

The aim of the present invention is to provide a hollow fiber membrane which can cope with the increase of blood flow and filtration and exhibit stable performance by optimizing the structure of the dense layer on the inner surface of the hollow fiber membrane. A hollow fiber membrane is characterized in that it is a hollow fiber membrane with a compact layer at least on the inner surface. When the inner surface of the hollow fiber membrane is observed by atomic force microscopy, more than two groove-like concaves oriented along the length direction of the hollow fiber membrane are observed. The ratio of length to width of the concave is more than 3 and less than 30. The yield strength and elongation at break are above 30 g/silk and below 20%/silk in dry state.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】醋酸纤维素系非对称中空纤维膜
本专利技术涉及包含醋酸纤维素系聚合物的中空纤维膜。详细而言，涉及适合于血液净化用途、特别是血液透析滤过的包含醋酸纤维素系聚合物的具有非对称结构的中空纤维膜。
技术介绍
血液净化有血液透析、血液滤过、血液透析滤过等方法。血液透析是使血液与透析液隔着半透膜而接触、利用扩散现象去除积存于体内的废物的方法。净化后的血液再次被返送回体内。通常1周进行3次，每次治疗进行4小时左右。另一方面，血液滤过是大量进行超滤而去除体液、由此将废物与体液一起去除的方法。由于体液被大量去除，因此需要输注补充液(12～20L/次)。通常认为，血液滤过与血液透析相比在中分子量～高分子量的废物的去除方面有优势、但在低分子量废物的去除方面较差。因此，近年将血液透析和血液滤过组合、从而能够高效地去除从低分子量至高分子量的较宽范围的废物的血液透析滤过备受关注，申请人也提出了相关申请(专利文献1、2)。这些文献公开了：通过提高膜表面的均匀性和平滑性、从而在大量滤过时也可以抑制血液蛋白等的吸附或堵塞、在血液透析滤过等中能够应用的中空纤维膜。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2009－95515号公报专利文献2:日本特开2011－78920号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题血液透析滤过疗法包括：在进入透析滤过器之前对血液进行补液的前稀释血液透析滤过疗法；和对从透析滤过器出来后的血液进行补液的后稀释血液透析滤过疗法。关于前稀释血液透析滤过疗法，由于血液在进入透析滤过器之前已被稀释，因此意欲去除的物质的血中浓度变低，基于扩散的去除效率变低，因此有不易发生蛋白将透析滤过器堵塞、不易导致性能经时下降的优点。另一方面，关于后稀释血液透析滤过疗法，由于透析滤过器内的血浓缩变大而存在下述问题：与前稀释血液透析滤过疗法相比白蛋白的泄露量增加、或者容易发生蛋白堵塞透析滤过器的情况。通常，后稀释血液透析滤过疗法以1/3左右的置换液量即可得到与前稀释血液透析滤过疗法同等的效果，因此为了适应后稀释血液透析滤过疗法，要求对中空纤维膜进行进一步减少蛋白等的吸附、抑制堵塞之类的进一步改良。本专利技术的目的在于，通过对中空纤维膜的内表面的致密层的结构进行优化，从而提供抑制经时的蛋白的吸附和堵塞、可以表现出适合于后稀释血液透析滤过疗法的稳定性能的中空纤维膜。用于解决课题的方案本专利技术具有以下的构成。(1)一种中空纤维膜，其特征在于，其为至少在内表面侧具有致密层的中空纤维膜，在用原子力显微镜观察上述中空纤维膜的内表面时，观察到沿着上述中空纤维膜的长度方向取向的两个以上的沟样凹部，上述凹部的长度与宽度之比即长宽比为3以上且30以下，上述中空纤维膜的干燥状态下的屈服强度为30g/丝(filament)以上、断裂延伸率为20％/丝以下。(2)根据(1)所述的中空纤维膜，其特征在于，上述中空纤维膜包含致密层及支撑层，上述支撑层具有比上述致密层扩大的孔。(3)根据(1)或(2)所述的中空纤维膜，其特征在于，上述中空纤维膜主要包含醋酸纤维素系聚合物。(4)一种中空纤维膜组件，其内装有(1)～(3)中任一项所述的中空纤维膜。专利技术效果。通过对中空纤维膜内表面的结构进行优化，从而可以得到在增大血流量和/或滤过量时也能抑制蛋白等的吸附和堵塞、不仅能适用于前稀释血液透析滤过疗法、而且也能适用于后稀释血液透析滤过疗法的中空纤维膜。附图说明图1是对用原子力显微镜观察中空纤维膜的内表面的凹部而得的数据进行傅里叶变换而得到的图像的一例。图2是对用原子力显微镜观察中空纤维膜的内表面的凹部而得的数据进行傅里叶变换而得到的图像的另外一例。图3是用扫描型电子显微镜以倍率3,000倍观察中空纤维膜的剖面而得的图像的一例。图4是示出每根干燥中空纤维膜的强度和延伸率(日文：強伸度)的测定结果的一例。图5是用原子力显微镜观察中空纤维膜的内表面时的表面形状图像。具体实施方式本专利技术的中空纤维膜包含在超滤膜的范畴内，具体而言，具有如下大小的细孔：细孔的平均孔径为3nm～50nm左右，如果以分子量来描述，具有数千～数十万的高分子物质和胶体状物质不能透过，在此以下的中分子物质、离子类可透过。以往，针对血液相容性、性能的提高，为了抑制血细胞成分、血浆蛋白向膜表面的吸附和堵塞而在提高中空纤维膜内表面的平滑性的方向进行开发。但是，对于适应血流量、滤过量的增大而言，以往的开发方向存在极限。本专利技术人发现，对于至少内表面侧具有致密层的中空纤维膜而言，通过满足在用原子力显微镜观察上述中空纤维膜的内表面时观察到沿着上述中空纤维膜的长度方向取向的两个以上的沟样凹部、上述凹部的长度与宽度之比即长宽比为3以上且30以下、上述中空纤维膜的干燥状态下的屈服强度为30g/丝以上、断裂延伸率为25％/丝以下，从而即使用于后稀释血液透析滤过之类的对中空纤维膜而言条件严苛的血液净化疗法，也能够抑制血细胞成分和蛋白等对膜面的吸附、堵塞，从而完成了本专利技术。本专利技术中，作为构成中空纤维膜的材料，优选使用醋酸纤维素系聚合物。作为醋酸纤维素系聚合物，从抑制补体活性、血液凝固低之类的血液相容性方面出发，优选羟基以某种程度被封端(日文：キャップ)的二醋酸纤维素、三醋酸纤维素。在将以纤维素系聚合物为主要成分的中空纤维膜用于血液净化时，有时会产生白细胞的一过性减少，从而血液相容性方面存在课题，通过使用纤维素的部分羟基被乙酰基取代的醋酸纤维素系聚合物，具有可以改善血液相容性的优点。具体而言，优选乙酰化度为53～62、6％粘度超过140mPa·s且小于200mPa·s的粘度较低的三醋酸纤维素。本专利技术中，优选的是，在用原子力显微镜按照后述的条件观察中空纤维膜的内表面时，具有沿着中空纤维膜的长度方向取向的两个以上的沟样的凹部(图5)。更详细而言，优选在大约2μm见方的观测视野中，具有10个以上的沿着中空纤维膜的长度方向取向的沟样的凹部。详细原因虽然不明，但在将凹部与凹部的间隔设为特定范围时，不仅血液的整流效果提高、蛋白等的吸附减少，而且有白细胞的一过性减少得到抑制的倾向。因此，更优选观察到15个以上上述凹部的内表面。本专利技术中，上述凹部的平均长度(长径)优选为200nm以上且500nm以下。凹部的长度过短时，血液的整流效果下降、或者凹部容易积存血细胞成分、蛋白等，不易得到本专利技术的效果。另外，凹部的长度过长时，容易形成凹部断裂等膜表面结构的缺陷。在此，平均长度(长径)如后所述为包括最长及最短在内的5个点的平均值。本专利技术中，上述凹部的平均宽度(短径)优选为10nm以上且100nm以下。凹部的宽度过短时，有时得不到充分的血流的整流效果。另外，凹部的宽度过宽(过短)时，凹部容易积存血细胞成分、蛋白，不易得到本专利技术的效果。在此，平均宽度(短径)如后所述为包括最大及最小在内的5个点的平均值。本专利技术中，上述凹部的平均长度与平均宽度之比即长宽比(平均长度/平均宽度)优选为3以上且30以下。长宽比过小时，凹部呈现宽度相较于长度较宽的形状，因此难以得到血流的整流效果，凹部容易积存血液成分。另一方面，通常认为长宽比过大则基本不会引起问题。本专利技术中，上述凹部的平均深度优选为30nm以下。凹部的深度过大时，虽然有时与凹部的宽度是平衡的，但血液等流体的流动中容易产生沉淀，有时β2－微球蛋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种中空纤维膜，其特征在于，其为至少在内表面侧具有致密层的中空纤维膜，在用原子力显微镜观察所述中空纤维膜的内表面时，观察到沿着所述中空纤维膜的长度方向取向的两个以上的沟样凹部，所述凹部的长度与宽度之比即长宽比为3以上且30以下，所述中空纤维膜的干燥状态下的屈服强度为30g/丝以上、断裂延伸率为20％/丝以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.10.31 JP 2016-2128361.一种中空纤维膜，其特征在于，其为至少在内表面侧具有致密层的中空纤维膜，在用原子力显微镜观察所述中空纤维膜的内表面时，观察到沿着所述中空纤维膜的长度方向取向的两个以上的沟样凹部，所述凹部的长度与宽度之比即长宽比为3以上且30以下，所述中空纤维膜的...

【专利技术属性】
技术研发人员：马渊公洋，香山晴彦，泷井由典，
申请(专利权)人：东洋纺株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP