血液处理用多孔中空纤维膜制造技术

提供一种血液处理用的多孔中空纤维膜，其即便为经薄膜化的聚砜系中空纤维膜，在生产工序和输送中或操作时也不易产生机械性损伤，而且分级性优异。所述血液处理用多孔中空纤维膜包含聚砜系聚合物和聚乙烯基吡咯烷酮，其具有孔径从膜厚方向的内侧向外侧扩大的梯度多孔结构，该血液处理用多孔中空纤维膜的特征在于，该多孔结构的膜厚为２５μｍ以上且低于４０μｍ，而且，总平均粗度为１００～２００μｍ的原纤维以膜厚方向的外侧平均粗度（Ｔｏ）与内侧平均粗度（Ｔｉ）的比（Ｔｏ／Ｔｉ）在２以下的方式配置而成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及血液处理用的多孔中空纤维膜。尤其是，涉及在透析疗法中使用时中 空纤维膜产生机械性破损的危险性较低、且分级性优异的血液处理用多孔中空纤维膜。
技术介绍
作为通过从血液中除去因各种原因而蓄积在血液中的病因物质或毒性废物从而 进行症状改善的治疗方法，体外循环式的血液净化疗法正在广泛普及。血液处理膜为填充 于在体外循环式的血液净化疗法中使用的血液处理器、例如血液透析器、血液过滤器、血液 成分分级器、血浆分离器等中的分离膜，目前其大部分被中空纤维膜型的血液处理膜所占 据。作为血液处理膜的膜结构，大致分为在膜的横切面中，不具有表层(skin layer) 而整体致密的均勻膜、以及由作为分离功能部的表层(致密层)与作为增强部的支持层构 成的不均勻膜；进而不均勻膜大致分为对称膜和非对称膜。这种膜结构可以根据膜的具体 用途而适宜设计，例如，从数量比例或制品的多样性的观点出发，在可称为 血液处理器的代 表的血液透析器的情况下，当进行更高性能化时，扩散性和过滤性的平衡尤其受到重视。并 且，作为体现极高的扩散性和过滤性的手段之一，很多情况下膜结构采用非对称的多孔结 构。作为血液处理膜的原材料，一直以来使用以纤维素系、醋酸纤维素系、聚酰胺系、 聚烯烃系、聚丙烯腈系、聚砜系等的聚合物为主体的膜材料。其中，聚砜系聚合物除了具有 生物学上的安全性和化学上的稳定性以外，制膜性也优异，能够设计各种透过性和膜结构 的范围很广，因而近年来作为血液处理膜的膜材料而迅速普及。通过组合这种膜结构和膜材料，正在研究使用聚砜系聚合物的各种血液处理用的 多孔中空纤维膜。如前所述，尤其是对于血液透析器，由于分离对象物的尺寸上的原因，不 像其他血液处理器那样仅着眼于过滤性，而需要取得扩散性和过滤性的最佳平衡。因此容 器形状也成为重要的因素，而作为基础的是膜所固有的分级性。通常，膜的分级性是指区分应透过膜的成分和应阻止透过的成分的程度的指标， 是扩散、过滤、吸附等分离原理的综合性结果。在血液透析用的中空纤维膜的情况下，为如 下指标高比例地透过除去作为尿毒物质的、在透析疗法中应除去的目标之一即β2-微球 蛋白等低分子量蛋白质，并且抑制与所述蛋白质的分子量之差较小的有用蛋白质、即透析 疗法中应维持的白蛋白的透过的程度。分级性的高度(也称为精确度(sharpness))为血 液处理膜所要求的重要性能，已知存在多种从膜结构和制造方法等各种角度提高分级性的 聚砜系的多孔中空纤维膜(例如，专利文献1、2)。然而，均未达到生物体肾脏那样的精确的 分级性，要求更进一步的技术改良。另一方面，血液处理用的多孔中空纤维膜大体上比工业用的中空纤维膜的内外径 和膜厚更小，机械物性绝对不高。其结果，即便对于进行普通的血液处理而言机械物性是足 够的，但由于某些原因有时也会产生机械性损伤。通常，其操作需要细心注意，例如，在将中空纤维膜以束(捆)的形式插入到筒状容器中组装血液处理器时，束的外周部的中空纤 维膜有时会与容器的内壁摩擦而折弯。这会导致品质上的外观不良和血液的流动不良，因 而必须从制造工序中排除。另外，导入血液处理器内的水的影响很大，在湿型的血液处理器 中，在水的填充工序或填充后的输送时，由于高水流 高水压或水的振动等有时中空纤维膜 会产生机械性损伤。在治疗设备中使用前进行的洗涤操作或再利用时的洗涤工序中，与湿 型或干型无关均受到高水流·高水压的影响。由于高水流·高水压或水的振动，中空纤维 膜在最严重的情况下会断裂，这种情况下，必须在制造工序中排除，而且，在治疗设备中必 须中止使用而进行更换。此外，若事前未发现故障而直接用于治疗的话，可能会导致不同程 度的血液渗漏。中空纤维膜的机械性损伤的原因根本在于其粗度和膜厚非常小，但与膜材料的聚 合物所固有的物性、和所得到的中空纤维膜所固有的物性也有很大关系。例如，作为中空纤 维膜所固有的机械物性，认为断裂强度和断裂伸长率的影响尤其大。血液处理用的多孔中 空纤维膜一方面背负着这样容易产生机械性损伤的宿命，另一方面，从进一步提高透过性、 或者减小束的直径而更简洁地设计血液处理器的观点出发，还要求尽可能减小膜厚。因此， 中空纤维膜的机械物性的提高也一直是技术上的重要课题。因此，着眼于在近年来的血液净化用的高性能中空纤维膜、尤其是聚砜系的中空 纤维膜中涉及强度、伸长率等机械物性的技术。例如，专利文献3中记载了通过设置与致密 层连续的支持层从而提高膜的强度，专利文献4中记载了非对称膜的倾斜结构对于精确的 分级性而言很重要；但它们只不过说明了已经普遍化的非对称膜的基本结构和特征。另外， 专利文献5中记载了具有非对称的倾斜结构的膜厚35 55 μ m的中空纤维膜显示出高强 度和高伸长率。然而，该中空纤维膜是通过将添加有水的不稳定的制膜原液在低温凝固这 种特殊条件下进行纺丝而得到的，分级性的程度和具体的膜结构尚不明确。与此相对，也有若干更详细地言及了中空纤维膜的强度、伸长率与膜结构的关系 的技术。首先作为比较宏观的视点，专利文献6中示出了中空纤维膜厚部的网格状骨架，并 记载有该骨架为伴有聚乙烯基吡咯烷酮(亲水化材料)被覆层的聚砜。另外，专利文献7 中记载了因在纺出部正下方产生的压载(ballast)效果所引起的微细结构变化与伸长率、 分级性的关系。这些中空纤维膜的强度和伸长率优异，但都只不过示出了膜厚45 μ m的例 子，可认为若进行薄膜化则难以避免机械物性降低。与此相对，专利文献8和9中记载了膜 厚35 μ m的所谓薄膜化聚砜系中空纤维膜。然而，它们均是从膜的孔隙率与强度的关系来 看形成均勻结构的膜，而并非像非对称膜那样为充分考虑了扩散性的膜结构。另一方面，作为更微观的分子水平下的视点，专利文献10中记载了 通过纺丝张 力的优化，使得聚合物之间的结合增强，因此即便以相同的孔隙率也可获得机械物性更高 的膜；专利文献11中记载了 若聚乙烯基吡咯烷酮插进到聚砜颗粒之间，则会引起膜的强 度降低。这些中空纤维膜的强度和伸长率优异，但都只不过示出了膜厚45 μ m的例子，可 认为若进行薄膜化则难以避免机械物性降低。另外，关于与膜结构的关系，仅暗示了推定机 制，详细内容尚不明确。与此相对，专利文献12和13中记载了膜厚35 μ m的所谓薄膜化聚 砜系中空纤维膜。然而，专利文献12中虽然记载了若在致密的结构中封入聚乙烯基吡咯烷 酮则可保持药品处理前后的伸长率，但其为均勻结构膜。另外，专利文献13中记载了膜密 度、具体而言致密层与粗大层的厚度的比率等与膜的强度和伸长率相关，还记载了若聚乙4烯基吡咯烷酮的含量较高，则膜的骨架较软，对于确保伸长率而言有利。然而，所得到的伸 长率充其量为46. 3%，无法说获得了充分高的伸长率。如上所述，作为亲水化材料的聚乙烯 基吡咯烷酮对聚砜系中空纤维膜的强度、伸长率带来很大影响，因此从膜的机械物性的观 点出发未必优选。然而，用于使疏水性较高的聚砜适于血液处理时，由于各种原因适合将聚 乙烯基吡咯烷酮用于亲水化材料中。这使聚砜系中空纤维膜的薄膜化变得更为困难。如上所述，在具备优异分级性的聚砜系的中空纤维膜中，关于机械物性与具体的 膜结构的关系，主要从孔隙率、密度、均勻结构这些视点出发进行了研究，但所得到的中空 纤维本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种血液处理用多孔中空纤维膜，该血液处理用多孔中空纤维膜包含聚砜系聚合物和聚乙烯基吡咯烷酮，且具有孔径从膜厚方向的内侧向外侧扩大的梯度多孔结构，其特征在于，该多孔结构的膜厚为２５μｍ以上且低于４０μｍ，而且，总平均粗度为１００～２００μｍ的原纤维以膜厚方向的外侧平均粗度Ｔｏ与内侧平均粗度Ｔｉ的比Ｔｏ／Ｔｉ在１以上、２以下的方式配置而成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2007-12-6 2007-316214一种血液处理用多孔中空纤维膜，该血液处理用多孔中空纤维膜包含聚砜系聚合物和聚乙烯基吡咯烷酮，且具有孔径从膜厚方向的内侧向外侧扩大的梯度多孔结构，其特征在于，该多孔结构的膜厚为25μm以上且低于40μm，而且，总平均粗度为100～200μm的原纤维以膜厚方向的外侧平均粗度To与内侧平均粗度Ti的比To/Ti在1以上、2以下的方式配置而成。2.根据权利要求1所述的血液处理用多孔中空纤维膜，其中，所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：日高秀敏，一贵浩，
申请(专利权)人：旭化成可乐丽医疗株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]