[发明专利]血液处理用多孔中空纤维膜

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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)而整体致密的均匀膜、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匀膜；进而不均匀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。