中空纤维膜组件及其制造方法与流程

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中空纤维膜组件及其制造方法与制造工艺

本发明涉及中空纤维膜组件及中空纤维膜组件的制造方法。



背景技术:

作为中空纤维膜的原材料,可举出纤维素系高分子、聚丙烯腈、聚甲基丙烯酸甲酯、聚砜系高分子等。其中,由于聚砜系高分子的透水性高、耐化学药品性及强度优异,因此,特别适合作为用于净水器等的水处理膜、可用于透析治疗的人工肾脏等的医疗用分离膜使用。对于透析治疗而言,除了通常的血液透析(HD)之外,为了提高透析效率、积极除去低分子量蛋白,开发了血液透析过滤(HDF)、间歇补充型血液透析过滤(I-HDF)。因此,作为适合于这样的透析方法的物质,广泛使用了透水性能高的聚砜系高分子。

另外,中空纤维膜组件包括:在内置中空纤维膜束的容器中填充液体、用液体将组件内完全充满的湿式型;未在容器中填充液体而仅将中空纤维膜润湿的半干式型;及中空纤维膜几乎不含水分的干式型。其中,干式型具有下述优点而可优选使用:由于不含水,因而重量轻,即使在寒冷地区,因冷冻而导致的性能劣化发生的可能性也低。

另一方面,聚砜系高分子为疏水性高分子,由聚砜系高分子形成的中空纤维膜的膜表面的疏水性强,因此,在与血液接触时,可能引起血液活化,导致血液凝固。因此,通过在聚砜系高分子中添加亲水性高分子从而提高膜表面的亲水性的对策被广泛实施。作为添加亲水性高分子的方法,在中空纤维膜的制膜原液中添加亲水性高分子的方法(专利文献1)、将形成的中空纤维膜浸渍于含有亲水性高分子的溶液中而向中空纤维膜表面赋予亲水性高分子的方法是常规方法。添加的亲水性高分子过多时,亲水性高分子的溶出成为问题。因此,公开了利用热处理或放射线处理将亲水性高分子交联固定化的方法(专利文献2、3)。另外,公开了在干燥状态下照射γ射线、使构成膜的高分子物质的一部分形成簇,由此,可得到不仅γ射线照射后的中空纤维膜的水分率为10重量%以下、而且在将中空纤维膜溶解于疏水性高分子和亲水性高分子的通用溶剂时、膜的不溶化成分为10重量%以下的中空纤维膜(专利文献4)。

另外,作为医疗器械使用的中空纤维膜组件,必须进行灭菌。作为灭菌方法,包括环氧乙烷气体灭菌、高压蒸汽灭菌等方法。作为即使以包装状态也可得到好的灭菌效果的简便的灭菌方法,近年来广泛利用了基于放射线的灭菌方法。然而,在进行基于放射线的灭菌时,根据照射放射线时的中空纤维周围气氛的状态,存在发生因中空纤维膜的劣化而导致的性能降低、构成中空纤维膜的成分溶出的可能性。专利文献5中,通过在使氧浓度为0.1%以上3.6%以下、使中空纤维膜的含水率低于4~300%的状态下照射放射线,从而实现了溶出物的降低。

专利文献6中,通过在使含水率为3%以下、并且使中空纤维膜周围气氛的相对湿度为40%以下的状态下照射放射线从而实现溶出物的降低。

专利文献7中公开了在使氧浓度为0.001%以上0.1%以下、使相对于中空纤维膜自重的含水率为0.2~7重量%以下的状态下、并且在25℃时的相对湿度大于40%Rh的包装袋内气氛下照射放射线的方法。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本特公平2-18695号公报

专利文献2:日本特公平5-3331号公报

专利文献3:日本特开2011-92928号公报

专利文献4:日本特开2001-205057号公报

专利文献5:日本特开2003-245526号公报

专利文献6:日本特开2000-288085号公报

专利文献7:日本专利第4846587号公报



技术实现要素:

发明所要解决的课题

专利文献1中记载的方法中,由于向制膜原液中添加亲水性高分子,因而可向膜整体添加亲水性高分子,是合适的。然而,在将膜整体亲水化时,添加的亲水性高分子的量变多,结果,亲水性高分子可能溶出。

专利文献2、3中记载的方法中,亲水性高分子以化学方式固定于膜原材料,变得不溶,因此,可抑制亲水性高分子的溶出。然而,利用上述方法时,存在以下可能:与处理液接触的表面上存在的亲水性高分子发生交联,导致亲水性高分子的运动性可能降低,或由于交联而导致膜的孔径发生变化,导致性能降低。此外,在利用放射线进行交联时,在水存在下照射放射线是重要的,因此,不适于制造干式的中空纤维膜组件。

专利文献4中公开了在干燥状态下照射γ射线、从而减少溶出物的方法。然而,利用该方法时存在以下担忧:由于在制膜原液中添加的亲水性高分子的分子量等的影响,簇的形成变得困难,溶出物增加。另外,并未提到与处理液接触的表面的改性。

专利文献5中记载的方法中,是在氧浓度极低的状态下,被认为生物相容性降低。另外,经本申请发明人们的研究发现,进一步降低含水率时,存在溶出物增加的倾向,要求更高水平的溶出物的降低。

专利文献6中记载的方法中,没有关于放射线照射时的氧浓度的记载,与专利文献1的方法同样,可能会发生由于产生氧自由基而导致的中空纤维膜原材料的劣化、溶出物的增加。

专利文献7中记载的方法中,由于成为相对湿度大于40%Rh的状态,因而需要使用放出水分的脱氧剂等。因此,存在需要使用氧透过度低、并且水蒸汽透过性低的包装容器这样的限制。另外,关于如何解决低氧浓度时生物相容性降低的问题没有任何说明。

另外,通过本发明的研究发现,在照射放射线时的含水率低的情况下,单纯地仅降低对中空纤维膜照射放射线时的氧浓度,无法解决上述溶出的问题。

即,目前为止尚不存在亲水性高分子不会因交联等而发生结构的变化、并且溶出物少、生物相容性优异的干式的中空纤维膜组件。

本发明的课题在于提供一种中空纤维膜组件,是内置有中空纤维膜的中空纤维膜组件,从中空纤维膜中溶出的溶出物少,并且,生物相容性高。

用于解决课题的手段

本发明是中空纤维膜组件,是内置有中空纤维膜的中空纤维膜组件,该中空纤维膜包含聚砜系高分子和亲水性高分子,且满足以下的(A)及(B),并且,以200mL/min在上述中空纤维膜内表面的流路中循环已加热至37℃的超纯水4小时而得到的液体中包含的溶出物量为1.0mg/m2以下,

(A)将上述中空纤维膜溶解于N,N-二甲基乙酰胺时的不溶成分小于上述中空纤维膜总质量的3质量%;

(B)在湿润状态下在上述中空纤维膜的功能层表面存在有柔软层,上述柔软层的厚度为7nm以上。

另外,本发明是中空纤维膜组件的制造方法,所述方法包括下述工序:

在由疏水性高分子组成的基质材料中配合不具有疏水性单元的亲水性高分子而制造中空纤维膜的工序,

用包含0.002质量%以上0.05质量%以下的、含有亲水性单元及疏水性单元且含有酯基的高分子的洗涤液洗涤上述中空纤维膜的工序,

在壳体中内置上述中空纤维膜,在上述中空纤维膜的周围的气氛的氧浓度为0~1%、并且相对于上述中空纤维膜的质量的含水率为0~25质量%的条件下,向该中空纤维膜照射放射线的工序。

发明的效果

通过本发明的中空纤维膜组件及其制造方法,可提供溶出物少、生物相容性高的中空纤维膜组件。

附图说明

[图1]为本发明涉及的中空纤维膜组件

[图2]为表示使用原子力显微镜测定时的施加至悬臂的力与悬臂的位移量的关系的力曲线(force curve)的例子

[图3]为白蛋白筛分系数的经时变化测定时的装置及线路图

具体实施方式

本发明的中空纤维膜组件可将欲从混合溶液中回收的目标物质与废弃物质分离。图1为表示本发明的中空纤维膜组件的一个方式的模式图。中空纤维膜组件具有壳体11和中空纤维膜13,优选在该壳体11中内置该中空纤维膜13。具体而言,优选将已切断成必要的长度的中空纤维膜13的束收纳到筒状的壳体11中。优选中空纤维膜的两端部通过灌封材料17等而被固定于筒状的壳体11的两端部。此时,优选中空纤维膜的两端开口。

另外,中空纤维膜组件优选在壳体11的两端具有顶盖(header)14A及14B。优选顶盖14A具有被处理液注入口15A。另外,优选顶盖14B具有被处理液排出口15B。此外,如图1所示,优选中空纤维膜组件在壳体的侧面部且为壳体的两端部的附近具有管嘴16A和16B。

通常,被处理液从被处理液注入口15A被导入,从中空纤维膜的内侧通过,从被处理液排出口15B被排出。另一方面,通常,处理液从管嘴16A(处理液注入口)被导入,从中空纤维膜的外侧通过,从管嘴16B(处理液排出口)被排出。即,通常,被处理液的流动方向与处理液的流动方向相反。

将本发明的中空纤维膜组件供于人工肾脏用途(血液净化用途)时,通常,作为被处理液的血液从被处理液注入口15A被导入,从中空纤维膜的内侧通过,由此,进行人工透析,从被处理液排出口15B排出作为回收目标物质的净化后的血液。即,从被处理液注入口15A开始、通过中空纤维膜的内侧、直到被处理液排出口15B为止的流路成为被处理液的流路(血液侧流路)。以下,有时将该流路简称为“血液侧流路”。

另一方面,作为处理液的透析液从管嘴16A(处理液注入口)被导入,从中空纤维膜的外侧通过,由此,将被处理液(血液)净化(透析)。从管嘴16B(处理液排出口)将包含血液中的有毒成分(废弃物质)的透析液排出。即,从管嘴16A开始、通过中空纤维膜的外侧、直到管嘴16B为止的流路成为处理液的流路(透析液流路)。以下,有时将该流路简称为“透析液流路”。

在组件中内置的中空纤维膜是将疏水性高分子作为基质材料、在其中配合不具有疏水性基团(疏水性单元)的亲水性高分子而成的。此处,“基质材料”是指,在构成中空纤维膜的成分中含量最高的成分。作为具体的疏水性高分子,可举出聚砜系高分子、聚苯乙烯、聚氨酯、聚乙烯、聚丙烯、聚丙烯腈等。其中,聚砜系高分子容易形成中空纤维膜,因而优选使用。即,优选中空纤维膜包含聚砜系高分子和亲水性高分子。

本发明中的聚砜系高分子是指在主链上具有芳香环、磺酰基及醚基的高分子,可举出聚砜、聚醚砜、聚烯丙基醚砜等。例如,优选使用下式(1)或(2)的化学式所表示的聚砜系高分子,但本发明不限于这些。式中的n优选为50~80。

(1)

(2)

作为聚砜的具体例,可举出ユーデル(注册商标)聚砜P-1700、P-3500(ソルベイ公司制)、ウルトラソン(注册商标)S3010、S6010(BASF公司制)、ビクトレックス(注册商标)(住友化学)、レーデル(注册商标)A(ソルベイ公司制)、ウルトラソン(注册商标)E(BASF公司制)等聚砜。另外,作为聚砜,优选仅由上述式(1)及/或(2)表示的重复单元形成的高分子,但在不妨碍本发明的效果的范围内,也可以是与其他单体共聚而成的共聚物、改性体。虽然没有特别限制,但其他共聚单体优选为10质量%以下。

本发明中所谓的亲水性高分子,是指含有亲水性单元的高分子,并且是可溶于水或乙醇的高分子。优选亲水性高分子不具有疏水性单元。此处,“可溶于”是指,在20℃的水或乙醇100g中,溶解0.1g以上。作为亲水性高分子,可举出聚乙烯吡咯烷酮、聚亚烷基二醇、聚乙烯醇、聚乙烯亚胺、聚丙烯酸等。其中,从与聚砜系高分子的相容性这样的观点考虑,可优选使用聚乙烯吡咯烷酮。

以往,为了防止亲水性高分子从中空纤维膜溶出,认为亲水性高分子具有凝胶结构、与聚砜系高分子交联是重要的。然而,认为与处理液接触的表面的亲水性高分子的可动性降低时,生物相容性降低。另外认为,亲水性高分子采取凝胶结构时,凝胶成为透过阻碍,膜的性能降低。

因此,发明人们进行了深入研究,结果发现了即使在亲水性高分子具有少量的凝胶结构、或几乎不具有凝胶结构的情况下、也得到溶出物少、生物相容性高的中空纤维膜的方法。

另外,发明人们发现,通过抑制膜表面存在的亲水性高分子的交联,由此,抑制蛋白质、有机物污垢的能力提高。详细的机理虽不明确,但考虑如下:通过使膜表面的亲水性高分子的交联状态成为不溶出的最低限度的状态,从而与进行了交联的状态相比,膜表面的高分子的运动性提高,抑制蛋白质等的附着。像这样,膜表面的抑制污垢的效果好时,可抑制使用时的组件性能的劣化,因此是非常有用的。关于污垢抑制效果,如后文所述,可通过测定血液中包含的白蛋白筛分系数的经时变化而得知。白蛋白筛分系数的维持率可以为50%以上,优选为60%以上,进一步优选为70%以上。

本发明中,通过选择N,N-二甲基乙酰胺(DMAc)作为良溶剂、测定将中空纤维膜溶解于其中时的不溶成分的量,可获知亲水性高分子的交联状态。这是因为,DMAc可溶解多种物质,未交联的聚砜系高分子、亲水性高分子溶解于DMAc,但采取凝胶结构的亲水性高分子、或与聚砜系高分子交联的亲水性高分子在DMAc中变得不溶。具体而言,在将中空纤维膜溶解于DMAc中后,进行离心分离,除去上清液,由此,可得到不溶成分。详细测定方法如后文实施例中所述。不溶成分多时,膜的性能、生物相容性可能降低,因此,中空纤维膜中的不溶成分含有率优选为小于3质量%,更优选为2质量%以下,进一步优选为1质量%以下。

从中空纤维膜组件中溶出的亲水性高分子的量多时,在用于透析等时,溶出物混入到血液中,可能成为副作用、并发症的原因。因此,作为利用下述的方法测定的、从中空纤维膜组件中溶出的亲水性高分子的量(以下,称为溶出物量),优选为1.0mg/m2以下,更优选为0.75mg/m2,进一步优选为0.5mg/m2以下,最优选为0mg/m2。然而,有时难以使溶出物量低于0.1mg/m2,这种情况下,溶出物量成为0.1mg/m2以上。

本发明中,中空纤维膜组件的溶出物量是指,在中空纤维膜组件内部循环了4小时的水中所含有的溶出物的量。此处,循环了4小时的水是指下述水:以100mL/min在中空纤维膜组件的中空纤维膜内表面侧的流路中流通已加热至37℃的超纯水7分钟,接下来,同样地以500mL/min在中空纤维膜外表面侧的流路中流通5分钟,再次以100mL/min在中空纤维膜内表面流路中流通3分钟,由此,进行中空纤维膜的洗涤,然后,在中空纤维膜内表面侧将已加热至37℃的4L的超纯水以200mL/min循环4小时并进行通液,采集循环4小时后的水。可以以将该循环了4小时的水浓缩100倍而成的液体作为测定样品,使用凝胶过滤色谱法等,测定水中溶出的溶出物。详细测定方法如后文实施例中所述。将用如上所述地求出的循环4小时后的4L水中的亲水性高分子量(mg)除以测定出的被填充到中空纤维膜组件中的中空纤维膜的内表面面积的合计值(m2)而得到的值作为本发明中的溶出物量(mg/m2)。计算值使用将小数点后第2位四舍五入而得到的值。

溶出物量(mg/m2)=4L中的亲水性高分子量(mg)/中空纤维膜的内表面面积的合计值(m2)

中空纤维膜的内表面面积的合计值利用下式求出。

中空纤维膜的内表面面积的合计值(m2)=π×中空纤维膜内径(m)×有效长度(m)×纤维根数(根)

此处,有效长度是指,被填充到中空纤维膜组件中的中空纤维膜中未附着灌封材料的部分。

另外,作为从中空纤维膜的有机物溶出物量的其他指标,可使用中空纤维膜组件的初始洗涤液的高锰酸钾的消耗量。此处所谓初始洗涤液,是指从以100mL/min的流量使超纯水在中空纤维膜的内侧流动时、用水充满中空纤维膜组件而流出的最初的25mL的洗涤液中采集的水。对于该初始洗涤液中含有的溶出物的测定而言,向10mL初始洗涤液中添加20mL的2.0×10-3mol/L的高锰酸钾水溶液、1mL的10体积%的硫酸及沸石,煮沸3分钟。然后,将混合物冷却至室温。向其中添加1mL的10质量%碘化钾水溶液,于室温充分搅拌后,放置10分钟,用1.0×10-2mol/L硫代硫酸钠水溶液进行滴定。在溶液的颜色成为淡黄色的时间点添加0.5mL的1质量%淀粉水溶液,于室温充分搅拌。然后,用硫代硫酸钠水溶液进一步进行滴定,直至溶液的颜色变透明。将滴定未从中空纤维膜组件通过的超纯水所需要的1.0×10-2mol/L硫代硫酸钠水溶液量与滴定初始洗涤液所需要的1.0×10-2mol/L硫代硫酸钠水溶液量之差作为溶出物量的指标。上述的基于4小时循环液的测定而得到的溶出物量的指标表示使用中空纤维膜组件时的溶出物的量,与此相对,基于初始洗涤液的测定而得到的溶出物量的指标表示中空纤维膜组件的初始状态的溶出物的量。

例如,中空纤维膜组件作为人工肾脏用于血液透析时,优选高锰酸钾的消耗量少。透析型人工肾脏认可标准中的线路的溶出物试验使用10ml初始洗涤液、用2.0×10-3mol/L高锰酸钾水溶液实施滴定,该标准规定,滴定时的高锰酸钾水溶液的消耗量为1ml以下。该标准是线路的溶出物试验,是比透析器的认可标准更严格的标准,因此,在本发明中,中空纤维膜组件不需要满足该标准,对于初始洗涤液的高锰酸钾的消耗量而言,优选每1m2膜面积为3mL以下,更优选为2mL以下,进一步优选为1mL以下。

作为降低亲水性高分子的溶出量的优选手段,可举出着眼于亲水性高分子向聚砜系高分子的吸附平衡常数而选择洗涤液、从而洗涤中空纤维膜的方法。具体而言,选择向聚砜系高分子的吸附平衡常数比在制膜原液中添加的亲水性高分子高的高分子,使用含有所述高分子的洗涤液,进行中空纤维膜的洗涤。洗涤工序中,来源于在制膜原液中添加的亲水性高分子的容易溶出的亲水性高分子被吸附平衡常数更高的高分子置换。由此,中空纤维膜中包含的容易溶出的亲水性高分子的量变少。另一方面,吸附于中空纤维膜的吸附平衡常数高的高分子比亲水性高分子难于溶出。结果,可得到亲水性高分子的溶出量被抑制的中空纤维膜。

作为向聚砜系高分子的吸附平衡常数比亲水性高分子高的高分子,优选含有亲水性单元及疏水性单元的共聚物。通过含有亲水性单元,从而变得容易溶解于水。另外,由于聚砜系高分子为疏水性,因此,具有疏水性单元的高分子由于与聚砜系高分子的疏水性相互作用,因而吸附平衡常数变高。另外,对于含有亲水性单元及疏水性单元的高分子而言,虽然详细机理不明,但通常认为与聚砜系高分子的分子间的接触点多,结果,认为即使在无水分、不易发生因放射线而引起的交联的条件下,也容易与聚砜系高分子交联,结果,从中空纤维膜的溶出不易发生。

本发明中所谓亲水性单元是指构成高分子的单体单元中的下述单体单元:在制成仅由该单体单元形成的聚合物时,得到的聚合物在100g的20℃的水中的溶解度为1g以上。

另外,本发明中所谓疏水性单元是指构成高分子的单体单元中的下述单体单元:在制成仅由该单体单元形成的聚合物时,得到的聚合物在100g的20℃的水中的溶解度小于1g,优选为0.1g以下。

对于含有亲水性单元及疏水性单元的高分子中的、亲水性单元与疏水性单元的比率而言,疏水性单元的比率小时,与作为膜原材料的疏水性高分子的相互作用弱,不易得到提高导入效率的优点。另一方面,疏水性单元的比率大时,中空纤维膜内表面的亲水性降低,血液相容性变差。因此,疏水性单元的比率优选为20摩尔%以上,更优选为30摩尔%以上。另一方面,优选为80摩尔%以下,进一步优选为70摩尔%以下。

另外,如后文所述,为了将酯基导入至功能层表面,含有亲水性单元及疏水性单元的高分子优选还含有酯基。这种情况下,优选酯基存在于疏水性单元中。

作为含有亲水性单元及疏水性单元的高分子的具体例,可举出乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物、乙烯基吡咯烷酮-乙烯醇共聚物等。另外,作为含有亲水性单元及疏水性单元、并且含有酯基的高分子的具体例,可举出皂化度小于99%的聚乙烯醇、乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物等,优选包含这些中的至少1种。其中,从与聚砜系高分子的相容性这样的观点考虑,可优选使用选自乙烯基吡咯烷酮-乙酸乙烯酯共聚物及乙烯基吡咯烷酮-乙烯基己内酰胺共聚物中的至少1种。

作为使用洗涤液洗涤中空纤维膜的方法,可举出下述方法:在中空纤维膜的纺丝工序中设置洗涤浴,使中空纤维膜从浴内的洗涤液中通过的方法;捆束中空纤维膜而形成中空纤维膜束,将其浸渍于洗涤液中的方法;在将中空纤维膜插入至壳体中而形成中空纤维膜组件后,将洗涤液供给至中空纤维膜组件,使所述洗涤液在中空纤维膜的内表面侧及外表面侧流动的方法;同样地操作而将洗涤液供给至中空纤维膜组件,使洗涤液沿中空纤维膜的膜厚方向流动的方法;等等。虽然没有特别限制,但使用在形成中空纤维膜组件后、使洗涤液沿膜厚方向通过的方法时,亲水性高分子的洗涤效率高,是优选的。另外,添加到洗涤液中的含有亲水性单元及疏水性单元的高分子的生物相容性良好时,也可通过使洗涤液沿从中空纤维膜的功能层表面朝向相反侧表面的膜厚方向通过,从而在洗涤亲水性高分子的同时,向功能层表面赋予高生物相容性。使洗涤液沿膜厚方向通过时,洗涤时间优选为10秒以上,更优选为30秒以上,进一步优选为1分钟以上。另一方面,洗涤时间过长时,膜表面的亲水性高分子变得过量,溶出物可能增加,因此,洗涤时间优选为30分钟以下,更优选为10分钟以下。对于洗涤液的流量而言,200~1000mL/min是合适的范围。

在洗涤液中添加的高分子的量过少时,得不到充分的洗涤效果,因而优选为0.002质量%以上,更优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.0075质量%以上。另一方面,含有的高分子的量过多时,该高分子自身可能溶出,因而优选为0.05质量%以下,更优选为0.03质量%以下,进一步优选为0.02质量%以下。洗涤液的温度过高时,可能会导致膜的性能降低,因而优选为100℃以下,更优选为90℃以下。想要提高洗涤液的温度时,需要用于加热的设备,因此,从生产效率方面考虑,不理想。然而,温度高时,含有亲水性单元及疏水性单元的高分子的水合状态变得不稳定,因此,该高分子中的疏水性相对增强。即,对聚砜系高分子的吸附平衡常数提高,洗涤效率提高。因此,洗涤液的温度优选为25℃以上,更优选为50℃以上,进一步优选为70℃以上。

作为降低中空纤维亲水性高分子的溶出量的其他方法,在中空纤维制膜时的芯液中添加对聚砜系高分子的吸附平衡常数高的高分子的方法也是有效的。通过在芯液中添加吸附平衡常数高的高分子,从而在制膜时在膜表面发生与在制膜原液中添加的亲水性高分子的置换。在芯液中添加的吸附平衡常数高的高分子的量优选为0.002质量%以上,更优选为0.005质量%以上,进一步优选为0.0075质量%。另一方面,所含有的该高分子量过多时,该高分子自身可能溶出,因而优选为0.05质量%以下,更优选为0.03质量%以下,进一步优选为0.02质量%以下。在芯液中添加吸附平衡常数高的高分子时,上述的利用洗涤液的洗涤用水或热水进行。

本发明的中空纤维膜在湿润状态下在功能层表面存在柔软层,上述柔软层的厚度为7nm以上。本发明中的功能层表面是指在中空纤维膜组件内流动的被处理物质所接触的表面。以用于透析治疗的中空纤维膜组件为例,则与血液接触侧的表面为功能层表面。另外,柔软层的厚度是指针对中空纤维膜的功能层表面使用原子力显微镜(AFM)如下所述地进行测定而得到的值。柔软层是中空纤维膜的表面存在的亲水性高分子等因水分溶胀而形成的层。此处,作为湿润状态,只要是中空纤维膜的含水率为65质量%以上的状态即可。作为所述柔软层是重要的原因,可推测如下。血小板、血细胞等尺寸大的成分不会进入到中空纤维膜内部,仅与功能层表面接触。因此认为,柔软层越厚,血小板、血细胞越难以接近聚砜系高分子,不会发生附着、活化。另一方面,柔软层过厚时,有时蛋白质被柔软层捕获。由于以上的原因,柔软层的厚度优选为7nm以上,更优选为10nm以上。另外,柔软层的厚度优选为50nm以下,更优选为40nm以下,更优选为30nm以下,进一步优选为20nm以下。

对于湿润状态下的功能层表面的柔软层的厚度而言,使用原子力显微镜(AFM)进行观察,由得到的力曲线测定结果算出。图2中示出表示使用原子力显微镜的测定时的施加至悬臂的力与悬臂的位移量的关系的力曲线的例子。力曲线由以施加至悬臂的力为纵轴、以悬臂的位移量为横轴的图表示。在悬臂与功能层表面接触之前的区域21中,力曲线沿x轴平行推移。在悬臂与功能层表面接触之后,在不存在柔软层的情况下,施加至悬臂的力相对于悬臂的位移量线性增加,在悬臂的位移量与施加至悬臂的力之间存在线性相关。然而,在功能层表面存在柔软层的情况下,悬臂与功能层表面接触后,在力曲线中出现弯曲的非线形的区域22。通过该非线形区域后,出现在悬臂的位移量与施加至悬臂的力之间能够得到线性相关的区域23。柔软层的厚度24是在从上述在悬臂与功能层表面接触之前力曲线沿x轴平行推移的区域21的线引出的延长线上,从悬臂与功能层表面接触而出现的非线形的区域22的起点至上述延长线与上述线形的区域23的交点的距离。需要说明的是,对于测定而言,优选在任意选择的多根中空纤维膜中的任意的20个位置进行,求出平均值,未必需要针对多根中空纤维膜进行。平均值采用将小数点后第一位四舍五入而得到的值。

被填充到中空纤维膜组件中的中空纤维膜的含水率过多时,在保存时菌可能会增殖,或者导致中空纤维膜冻结,可能导致性能降低。另外,在含水率多的状态下照射放射线时,发生亲水性高分子的交联及凝胶化,可能会对膜性能造成影响。另一方面,如果是含水率少的干式型,则可使得中空纤维膜组件轻质化,运送的成本降低,安全性提高。另外,对于中空纤维膜实质上干燥的干式型的中空纤维膜组件而言,使用时的中空纤维膜内部的脱泡性提高。由于上述原因,中空纤维膜组件中内置的中空纤维膜的相对于质量的含水率优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为4质量%以下,特别优选为2质量%以下,最优选为1质量%以下。

此处,所谓本发明中的含水率,测定干燥前的中空纤维膜组件的质量(a)、将中空纤维膜干燥至干透状态后的中空纤维膜组件的质量(b)、和干透时的中空纤维膜的质量(c),由含水率(质量%)=100×(a-b)/c算出。

另外,在中空纤维膜束的状态下测定时,测定干燥前的中空纤维束的质量(d)、和干透状态的中空纤维膜束的质量(e),由含水率(质量%)=100×(d-e)/e算出。在任意情况下,测定值均使用将小数点后第2位四舍五入而得到的值。

作为使中空纤维膜干燥的方法,可举出向中空纤维膜组件内流入压缩空气等气体而使其干燥的方法、照射微波而使其干燥的方法、减压干燥等方法。

从血液相容性的观点考虑,优选在中空纤维膜的功能层表面存在酯基。通过在中空纤维膜的功能层表面存在酯基,可抑制蛋白质、血小板的附着。详细的机制虽不明确,但可认为,酯基的亲水性适度,功能层表面的水的状态与蛋白质周围的水的状态变得大致相同,由此,可抑制蛋白质的非特异性的吸附。

作为向功能层表面导入酯基的方法,没有特别限制,但使用含有亲水性单元及疏水性单元、并且含有酯基的高分子作为在上述的洗涤液、芯液中添加的高分子时,可较简单地进行,因而优选。此外,发明人们发现,酯基在放射线照射作用下较容易产生自由基,即使在含水率低的条件下,也可通过自由基反应而固定于膜。尤其是,优选将含有亲水性单元及疏水性单元、并且含有酯基的高分子添加至洗涤液中,如上所述地进行洗涤工序的方法。由此,不仅在中空纤维膜的表面,而且在中空纤维膜的内部,亲水性高分子也被含有亲水性单元及疏水性单元、并且含有酯基的高分子置换。即,在中空纤维膜的内部也同样,亲水性高分子的含量被降低,而且变得含有具有酯基的高分子。由此发现,即使在亲水性高分子未发生交联或凝胶化的状态下,也可抑制亲水性高分子的溶出。

中空纤维膜表面的酯基的量可通过使用X射线光电子能谱法(XPS)测定中空纤维膜表面的来源于酯基的碳量而求出。为了发挥抑制蛋白质、血小板的附着的效果,在利用X射线光电子能谱法(XPS)进行测定时,将该功能层表面的来源于碳的总峰面积作为100(原子数%)时,来源于酯基的碳峰的面积百分率优选为1(原子数%)以上,更优选为1.2(原子数%)以上,进一步优选为1.5(原子数%)以上。另一方面,酯基的量过多时,有时可见膜的性能降低,因此,来源于酯基的碳峰面积百分率优选为10(原子数%)以下,更优选为5(原子数%)以下。

在利用X射线光电子能谱法(XPS)求出中空纤维膜表面的来源于酯基的碳量时,使用以90°为测定角而测得的值。以90°的测定角进行测定时,可检测距表面的深度为约10nm以下的区域。另外,对中空纤维膜的不同的3个位置进行测定,使用该3个位置的值的平均值。来源于酯基(COO)的碳的峰可通过对在比C1s的来源于CH、C-C的主峰高+4.0~4.2eV处出现的峰进行峰分割而求出。通过算出来源于酯基的峰面积相对于来源于碳的总峰面积的比例,从而求出来源于酯基的碳量(原子数%)。更具体而言,C1s的峰由主要来源于CHx、C-C、C=C、C-S的成分、主要来源于C-O、C-N的成分、来源于π-π*伴峰(Satellite)的成分、来源于C=O的成分、来源于COO的成分这5种成分构成。将峰分割成以上的5种成分。来源于COO的成分是在比CHx、C-C的主峰(285eV附近)高+4.0~4.2eV处出现的峰。上述各成分的峰面积比可通过将小数点后第2位四舍五入而算出。对于峰分割的结果而言,如果峰面积百分率为0.4%以下,则为检测限以下。

对于从功能层表面朝深度方向数μm的范围内的含有酯基的高分子的量而言,可利用全反射红外光谱法(ATR)测定。作为ATR的测定方法,使1个位置的测定范围为3μm×3μm,累积次数为30次以上,测定25个该位置的红外吸收光谱。从各红外吸收光谱,利用下述的方法,求出(ACOO)/(ACC),求出25个的平均值。即,红外吸收光谱中,在1711~1759cm-1画出基准线,将由该基准线和光谱的正部分包围的部分作为来源于酯基的峰面积(ACOO)。同样地,在1549~1620cm-1画出基准线,将由该基准线与光谱的正的部分包围的部分作为来源于聚砜的苯环C=C的峰面积(ACC),算出两者之比(ACOO)/(ACC)。对于所述25个测定平均值的计算而言,针对1根中空纤维膜,在长度方向的两端面附近及中央部附近的不同的3个位置进行,每1个组件针对3个中空纤维膜进行,将3×3=9个的平均值作为(ACOO)/(ACC)的平均值。该(ACOO)/(ACC)的平均值优选为0.02以上,更优选为0.03以上,进一步优选为0.05以上。另一方面,酯基的比例过多时,表面的疏水性变强,血液相容性可能降低,因此,平均值优选为0.5以下,更优选为0.3以下,进一步优选为0.15以下。

本发明的中空纤维膜组件的制造方法包括下述工序:

在由疏水性高分子组成的基质材料中配合不具有疏水性单元的亲水性高分子而制造中空纤维膜的工序,

用含有0.002质量%以上0.05质量%以下的、含有亲水性单元及疏水性单元且含有酯基的高分子的洗涤液洗涤上述中空纤维膜的工序,

在组件壳体中内置上述中空纤维膜,在上述中空纤维膜的周围的气氛的氧浓度为0~1%、并且相对于上述中空纤维膜的质量的含水率为0~25质量%的条件下,向该中空纤维膜照射放射线的工序。

首先,对中空纤维膜的制造方法进行说明。对于中空纤维膜而言,从透水性及分离性能方面考虑,优选由有助于分离性能的功能层和有助于膜的机械强度的支持层形成的非对称结构的膜。

这样的中空纤维膜优选如下制造:从双层管模口的狭缝部吐出含有疏水性高分子、其良溶剂及不良溶剂的制膜原液,同时从圆管部吐出芯液,使吐出的制膜原液从干式部通过后,在凝固浴中使其凝固。

此处,良溶剂是指制膜原液中溶解聚砜系高分子的溶剂。虽然没有特别限制,但从溶解性考虑,优选使用N,N-二甲基乙酰胺、N-甲基吡咯烷酮。另一方面,不良溶剂是指制膜原液中不溶解聚砜系高分子的溶剂。虽然没有特别限制,但优选使用水。

通过提高制膜原液中的聚砜系高分子的浓度,可提高中空纤维膜的机械强度。另一方面,聚砜系高分子的浓度过高时,可发生由于溶解性的降低、制膜原液的粘度增加而导致的吐出不良等。另外,通过制膜原液中的聚砜系高分子的浓度,可调整得到的中空纤维膜的透水性及截留分子量。过度提高聚砜系高分子的浓度时,中空纤维膜内表面的该高分子的密度提高,因此,透水性及截留分子量降低。由于上述原因,制膜原液中的聚砜系高分子的浓度优选为24质量%以下,另一方面,作为下限,优选为12质量%以上。

在制造中空纤维膜时,为了作为造孔剂及对制膜原液的粘度进行调整,需要配合亲水性高分子。虽然没有特别限制,但作为亲水性高分子的例子,可举出聚乙二醇、聚乙烯醇、聚乙烯吡咯烷酮、羧甲基纤维素、聚丙二醇等。其中,从与聚砜系高分子的相容性、安全性的观点考虑,可优选使用聚乙烯吡咯烷酮。

然而,如此添加于制膜原液的亲水性高分子、尤其是低分子量的亲水性高分子常常成为放射线照射后的溶出物的原因。作为其原因,考虑如下:例如,在使用了聚砜作为聚砜系高分子、使用了聚乙烯吡咯烷酮作为亲水性高分子的制膜原液的情况下,聚砜和聚乙烯吡咯烷酮的吸附平衡常数低,因而发生溶出。进而,如后文所述,认为放射线照射时的含水率低时,不易发生因放射线照射而导致的交联反应,因此,亲水性高分子更容易溶出。因此,通过利用上述那样的洗涤方法洗涤中空纤维膜,从而有效地降低溶出物。

在制膜原液中配合的亲水性高分子作为造孔剂发挥作用,可期待提高得到的中空纤维膜的透水性、亲水性的效果。另外,通过配合亲水性高分子,可调节制膜原液的粘度,可抑制作为膜强度降低的主要原因的大孔的生成。但是,制膜原液中的亲水性高分子的配合量过多时,有时引起因制膜原液的粘度增加而导致的溶解性的降低、吐出不良。另外,由于在中空纤维膜中残留大量的亲水性高分子,因而可能发生因透过阻碍的增大而导致的透水性的降低等。在制膜原液中添加上述亲水性高分子的最合适的添加量根据其种类、目标性能的不同而不同,但相对于制膜原液整体,优选为1质量%以上,另一方面,优选为15质量%以下。作为在制膜原液中添加的亲水性高分子,没有特别限制,从与聚砜系高分子的相容性高的方面考虑,可优选使用聚乙烯吡咯烷酮。亲水性高分子可单独使用1种,也可混合使用2种以上。

此外,为了提高中空纤维膜的透水性,使用分子量较低的亲水性高分子时,造孔作用增强,因而是优选的。使用低分子量的亲水性高分子时,从中空纤维膜的溶出变得容易发生,但通过本发明,可降低所述溶出。

为了得到制膜原液而溶解聚砜系高分子时,在高温下进行溶解可使溶解性提高,因而优选,但可能会发生因热而导致的高分子的改性、因溶剂的蒸发而导致的组成变化。因此,溶解温度优选为30℃以上120℃以下。但是,根据聚砜系高分子及添加剂的种类,有时它们的最合适范围有所不同。

中空纤维制膜时使用的芯液优选为对聚砜系高分子的良溶剂和不良溶剂的混合液,可通过其比率来调整中空纤维膜的透水性及截留分子量。作为不良溶剂,没有特别限制,可优选使用水。作为良溶剂,没有特别限制,可优选使用N,N-二甲基乙酰胺。

通过使制膜原液与芯液接触,在不良溶剂的作用下,可诱发制膜原液的相分离,使凝固进行。过度提高芯液中的不良溶剂比率时,膜的透水性及截留分子量降低。另一方面,不良溶剂比率过低时,成为保持液体的状态进行滴下的情况,因此,有时无法得到中空纤维膜。芯液中的合适的两者的比率根据良溶剂和不良溶剂的种类的不同而不同,不良溶剂在芯液中优选为10质量%以上,另一方面,优选为80质量%以下。芯液中的良溶剂的浓度优选为40质量%以上,进一步优选为50质量%以上,另一方面,优选为90质量%以下,更优选为80质量%以下,进一步优选为70%以下。如上所述,也可在芯液中添加含有亲水性单元及疏水性单元的高分子。

吐出时的双层管模口的温度可能对制膜原液的粘度及相分离行为以及芯液在制膜原液中的扩散速度造成影响。通常,双层管模口的温度越高,得到的中空纤维膜的透水性和截留分子量越大。但是,双层管模口的温度过高时,由于制膜原液的粘度的降低、凝固性的降低,导致吐出变得不稳定,因此纺丝性降低。另一方面,双层管模口的温度低时,有时由于结露而在双层管模口附着有水分。因此,双层管模口的温度优选为20℃以上,另一方面,优选为90℃以下。

制膜原液从双层管模口吐出后,通过干式部,被浸渍于凝固浴中,而被凝固。在干式部中,制膜原液的外表面通过与空气接触,从而吸收空气中的水分,其成为不良溶剂,因此,制膜原液的相分离进行。因此,通过控制干式部的露点,可调整得到的中空纤维膜外表面的开孔率。干式部的露点低时,有时相分离不会充分地进行,外表面的开孔率降低,中空纤维膜的摩擦增大,纺丝性可能变差。另一方面,干式部的露点过高时,外表面凝固,因而有时开孔率降低。干式部的露点优选为60℃以下,另一方面,优选为10℃以上。

干式长过短时,在制膜原液的相分离充分进行之前发生凝固,透水性能、截留性能降低。干式长优选为50mm以上,进一步优选为100mm以上。另一方面,干式长过长时,可能由于摆丝等而导致纺丝稳定性降低,因此优选为600mm以下。

凝固浴以对聚砜系高分子的不良溶剂为主成分,根据需要可添加良溶剂。作为不良溶剂,可优选使用水。制膜原液进入凝固浴时,由于凝固浴中的大量的不良溶剂而导致制膜原液凝固,膜结构被固定。由于凝固浴的温度越高,凝固越受抑制,因而透水性和截留分子量增大。

通过在凝固浴中凝固而得到的中空纤维膜由于包含来源于溶剂、原液的多余的亲水性高分子,因此,为了降低亲水性高分子的溶出量,优选如上所述地进行洗涤。制膜时的洗涤不充分时,在使用中空纤维膜组件之前进行的洗涤变得复杂,另外,溶出物向处理液的流入可能成为问题。

中空纤维膜的膜厚越薄,越可降低边界膜传质系数,因而中空纤维膜的物质除去性能提高。另一方面,膜厚过薄时,容易发生断线、干燥崩坏,存在在制造上成为问题的可能性。中空纤维膜的崩坏容易性与中空纤维膜的膜厚及内径存在相关关系。因此,中空纤维膜的膜厚优选为20μm以上,进一步优选为25μm以上。另一方面,优选为50μm以下,进一步优选为45μm以下。中空纤维膜的内径优选为80μm以上,更优选为100μm以上,进一步优选为120μm以上,另一方面,优选为250μm以下,更优选为200μm以下,进一步优选为160μm以下。

上述中空纤维膜内径是指,例如用マイクロウォッチャー的1000倍透镜(VH-Z100;株式会社KEYENCE等)分别测定随机选择的16根中空纤维膜的膜厚,求出平均值a,由下式算出的值。需要说明的是,中空纤维膜外径是指,用激光位移计(例如,LS5040T;株式会社KEYENCE)分别测定随机选择的16根中空纤维膜的外径而求出的平均值。

中空纤维膜内径(μm)=中空纤维膜外径-2×膜厚。

将如上所述地得到的中空纤维膜内置于壳体而得到中空纤维膜组件。作为将中空纤维膜内置于壳体的方法,没有特别限制,作为一例,如下所述。首先,将中空纤维膜切割成必要的长度,捆束必要根数,然后放入到筒状的壳体中。然后,在两端安放临时盖,向中空纤维膜两端部注入灌封剂。此时,一边利用离心机旋转组件一边注入灌封剂的方法可均匀地填充灌封剂,因而是优选的方法。灌封剂固化后,以使中空纤维膜的两端开口的方式切断两端部。在壳体的两端安装顶盖,对顶盖及壳体的管嘴部分加盖,由此得到中空纤维膜组件。

人工肾脏等血液净化用的中空纤维膜组件需要进行灭菌,从残留毒性少且简便方面考虑,常用放射线灭菌法。作为使用的放射线,可使用α射线、β射线、γ射线、X射线、紫外线、电子束等。其中,从残留毒性少且简便方面考虑,可优选使用γ射线或电子束。另外,进入到中空纤维内表面的含有亲水性单元及疏水性单元的高分子通过放射线的照射而与膜原材料交联,由此可进行固定化,也使得溶出物降低,因此,优选照射放射线。放射线的照射线量低时,灭菌效果降低,另一方面,照射线量高时,发生含有亲水性单元及疏水性单元的高分子、膜原材料等的分解,血液相容性降低。因此,照射线量优选为15kGy以上,优选为100kGy以下。

为了抑制因放射线而导致的聚砜系高分子和亲水性高分子的交联及凝胶化,优选在中空纤维膜的含水率低的状态下照射放射线。因此,放射线照射时的中空纤维膜的含水率优选为25质量%以下,更优选为10质量%以下,更优选为7质量%以下,进一步优选为4质量%以下,特别优选为2质量%以下,最优选为1质量%以下。

在放射线照射时中空纤维膜周围的氧浓度高的情况下,容易由于放射线的照射而产生氧自由基,在中空纤维膜的含水率低的状态下,可能会导致膜的劣化、溶出物的增加。优选在中空纤维膜周围的气氛的氧浓度为1%以下的条件下照射放射线,更优选为0.5%以下,进一步优选为0.2%以下,特别优选为0.1%以下。通过使用氧浓度计等,可测定组件内部的氧浓度。

作为降低中空纤维膜组件内的氧浓度的方法,可举出向中空纤维膜组件内流入非活性气体的方法、使用脱氧剂的方法。然而,对于使用脱氧剂的方法而言,脱氧剂耗费成本,另外,作为中空纤维膜的包装容器,必须使用氧透过性低的材料。因此,优选填充非活性气体的方法。在流入非活性气体后,将中空纤维膜组件的全部的注入口塞严,或者,将中空纤维膜组件放入到已流入了非活性气体的氧透过性低的包装袋中并进行密封,由此可使中空纤维膜周围的气氛为非活性气体,成为低氧浓度状态。

另外,中空纤维膜周围及包装容器内的湿度过高时,成为结露、低温下的冷冻的原因,可能导致性能降低等。因此,中空纤维膜周围及包装容器内的25℃时的相对湿度优选低于80%Rh,更优选低于60%Rh,进一步优选低于40Rh%。此处所谓相对湿度,使用室温时的水蒸汽分压(p)和室温时的饱和水蒸汽压(P),由相对湿度(%Rh)=100×p/P的式子表示。

作为中空纤维膜的透水性,优选为100ml/hr/mmHg/m2以上,更优选为200ml/hr/mmHg/m2以上,进一步优选为300ml/hr/mmHg/m2以上。另外,在人工肾脏用途的情况下,透水性过高时,有时观察到残血等现象,因此,优选为2000ml/hr/mmHg/m2以下,进一步优选为1500ml/hr/mmHg/m2以下。透水性能(UFR)利用下式计算。

UFR(mL/hr/m2/mmHg)=Qw/(P×T×A)

此处,Qw:滤过量(mL),T:流出时间(hr),P:压力(mmHg),A:中空纤维膜的内表面积(m2)。

中空纤维膜内表面的血液相容性可利用附着于中空纤维膜的血小板的附着数来评价。血小板的附着数多时,导致血液凝固,因此,可以说中空纤维膜内表面的血液相容性低。中空纤维膜内表面的血小板的附着数可通过利用扫描型电子显微镜观察与人血液接触后的中空纤维膜内表面而进行评价。评价条件的详细内容如后文实施例中所述。以1500倍的倍率观察试样的内表面时,在1个视野4.3×103μm2中附着的血小板的附着数优选为20个以下,更优选为10个以下,进一步优选为8个以下,特别优选为4个以下。血小板的附着数使用针对观察不同的10个视野时的平均值将小数点后第1位四舍五入而得到的值。

实施例

(1)不溶成分量的测定

取1g中空纤维膜至锥形瓶中,添加40mL的DMAc,进行2小时搅拌。接下来,以2500rpm进行离心分离,使不溶成分沉淀,去除上清液。反复进行3次下述操作:向得到的不溶成分中添加10mL的DMAc,将不溶成分洗涤,进行离心分离,去除上清液。最后,去除上清液后,对得到的不溶成分进行冷冻干燥。测定不溶成分的干燥质量,将干燥质量/1g(中空纤维膜的质量)×100的值作为不溶成分相对于中空纤维膜总质量的含有率(质量%)。使用将小数点后第2位四舍五入而得到的值。

(2)溶出物试验

使用已加热至37℃的超纯水,以100mL/min在中空纤维膜组件的中空纤维膜内表面侧的流路中流通7分钟,接着以500mL/min在中空纤维膜外表面侧的流路中流通5分钟,再次,以100mL/min在中空纤维膜内表面流路中流通3分钟,由此,实施中空纤维膜的洗涤。然后,在中空纤维膜内表面侧将已加热至37℃的4L的超纯水以200mL/min循环4小时并进行通液。采集进行了4小时循环后的水,得到样品溶液。由于得到的样品溶液浓度低,因而进行冷冻干燥,浓缩100倍,然后供于凝胶过滤色谱测定。对于凝胶过滤色谱法而言,在下述的条件下实施测定。

柱:TSKgel GMPWXL(東ソー公司制)

溶剂:0.1mol/L硝酸锂,水/甲醇:50vol/50vol

流速:0.5mL/min

柱温:40℃

检测器:差示折射计RI-8010(東ソー公司制)。

首先,将变更浓度而溶解聚乙烯吡咯烷酮(ISP公司制K90)的数种水溶液作为标准试样,使用凝胶过滤色谱法进行测定。制成标准试样的聚乙烯吡咯烷酮的峰面积与调配的浓度的关系的标准曲线。接下来,由测定上述样品溶液而得到的全部峰的面积的合计值和上述标准曲线,算出样品溶液中的溶出物的浓度。

接着,利用下式算出进行了4小时循环后的4L的超纯水中含有的亲水性高分子量。此时,将纯水1L近似为1kg而进行计算。计算值使用将小数点后第2位四舍五入而得到的值。

4L中的亲水性高分子量(mg)=测定样品中的亲水性高分子浓度(ppm)×4(kg)/100

将用如上所述地求出的进行了4小时循环后的4L水中的亲水性高分子量(mg)除以测定的被填充到中空纤维膜组件中的中空纤维膜的内表面面积的合计值(m2)而得到的值作为本发明中的溶出物量(mg/m2)。计算值使用将小数点后第2位四舍五入而得到的值。

溶出物量(mg/m2)=4L中的亲水性高分子量(mg)/中空纤维膜的内表面面积的合计值(m2)

中空纤维膜的内表面面积的合计值(m2)=π×中空纤维膜内径(m)×有效长度(m)×纤维根数(根)

此处,有效长度是指,被填充到中空纤维膜组件中的中空纤维膜中未附着灌封材料的部分。

(3)中空纤维表面的柔软层测定

用单面刀将中空纤维膜切割成半圆筒状,使用原子力显微镜(AFM)测定内表面。用超纯水冲洗测定样品,于室温、0.5Torr进行10小时干燥,然后供于测定。

将中空纤维膜贴附于试样台,然后,滴下水滴而将膜润湿,成为含水率为65质量%以上的湿润状态。在该状态下,以接触模式进行力曲线测定。需要说明的是,在测定中需要注意不使试样表面干燥。将以施加至悬臂的力为纵轴、以悬臂的位移量为横轴的力曲线的例子示于图2。测定结果中,在中空纤维膜的表面存在柔软层的情况下,确认到在悬臂与中空纤维膜的表面接触后,在力曲线中出现弯曲的非线形的区域22。通过该非线形区域后,出现在悬臂的位移量与施加至悬臂的力之间能够得到线性相关的区域23。柔软层的厚度24是在从上述在悬臂与功能层表面接触之前力曲线沿x轴平行推移的区域21的线引出的延长线上,从悬臂与功能层表面接触而出现的非线形的区域22的起点至上述延长线与上述线形的区域23的交点的距离。对于测定而言,在任意选择的多根中空纤维膜中的任意选择的20处进行,采用平均值。需要说明的是,平均值采用将小数点后第一位四舍五入而得到的值。

作为AFM观察条件,在下述条件下进行,装置为扫描型探针显微镜SPM 9500-J3(SHIMADZU,Kyoto,Japan),观察模式为接触模式,探针为NP-S(120mm,wide)(Nihon VEECO KK,Tokyo,Japan),扫描范围为5μm×5μm,扫描速度为1Hz。

(4)中空纤维膜的含水率测定

测定制成的中空纤维膜组件的质量,作为中空纤维膜组件质量(a)。将该中空纤维膜组件放入到已设定为50℃的减压干燥机中,以0.5Torr进行12小时干燥,然后将测定的质量作为干透状态的中空纤维膜组件质量(b)。此外,将同样地制成的其他组件分解,取出中空纤维膜,在50℃、0.5Torr下进行12小时减压干燥后,测定质量,将测得的质量作为干透时的中空纤维膜的质量(c)。中空纤维膜的含水率利用下式算出,测定值使用将小数点后第2位四舍五入而得到的值。

含水率(质量%)=100×(a-b)/c

此处,a:中空纤维膜组件质量(g),b:干透后中空纤维膜组件质量(g),c:干透时的中空纤维膜质量(g)。

(5)显微ATR法

用单面刀将中空纤维膜切割成半圆筒状,用超纯水冲洗,然后于室温、0.5Torr进行10小时干燥,制成表面测定用的试样。使用JASCO公司制IRT-3000,利用显微ATR法,对该干燥中空纤维膜的各表面进行测定。对于测定而言,使视野(aperture)为100μm×100μm,1个位置的测定范围为3μm×3μm,累积次数为30次,对纵横各5点、合计25点进行测定。在得到的光谱的波长1549~1620cm-1画出基准线,将由该基准线与光谱的正的部分包围的部分作为来源于聚砜的苯环C=C的峰面积,记为(ACC)。同样地,在1711~1759cm-1画出基准线,将由该基准线与光谱的正部分包围的部分作为来源于酯基的峰面积,记为(ACOO),求出(ACOO)/(ACC),求出25点的平均值。

对于所述25点的测定平均值的计算而言,在同一中空纤维的长度方向的两端面附近及中央部附近的不同的3个位置进行,每1个组件针对3个中空纤维膜进行测定,将3×3=9个的平均值作为(ACOO)/(ACC)的平均值,使用将小数点后第3位四舍五入而得到的值。

(6)亲水性高分子等向聚砜的吸附平衡常数测定

将GEヘルスケアバイオサイエンス株式会社制的Au传感器芯片固定于旋涂机后,用巴斯德吸管滴加1、2滴聚砜(アモコ公司Udel(注册商标)-P3500)的0.1质量%氯苯溶液。然后立即以3000rpm旋转干燥1分钟,由此,制成聚砜系高分子在表面形成了薄层的Au传感器芯片。将该传感器芯片插入至GEヘルスケアバイオサイエンス株式会社制BIACORE(注册商标)3000,对传感器芯片进行2000秒水洗涤,然后用10、100、250、500、1000ppm各浓度的亲水性高分子等水溶液反复进行以下的操作。

1.流动750μL亲水性高分子水溶液,使所述亲水性高分子水溶液吸附于已薄层化的聚砜表面。

2.进行2000秒水洗涤。

3.流动750μL的0.025质量%的TRITON,使1.中吸附的亲水性高分子剥离。

4.进行2000秒水洗涤。

在聚砜系高分子表面的吸附量,是将在插入传感器芯片后、立即进行2000秒水洗涤后的值作为0,各浓度在操作2.结束的时间点的差值。需要说明的是,在操作4.结束的时间点,比在插入传感器芯片后立即进行水洗涤后的值高时,视为利用0.025质量%TRITON未将亲水性高分子完全剥离,将其增量加在吸附量中。在上述各浓度,重复进行以上的操作,由通过上述操作而得到的吸附等温线(横轴为亲水性高分子的浓度,纵轴为吸附量),使用高分子与其吸附表面的通常的溶液吸附模型(Freundlich方程近似)(式1),利用最小二乘法拟合,算出该吸附平衡常数,使用将小数点后第1位四舍五入而得到的值。

Q=KCn (式1)

(Q:每单位面积的吸附量,K:吸附结合常数,n:Freundlich常数)。

(7)人血小板附着试验方法

在18mmφ的聚苯乙烯制的圆形板上贴合双面胶带,在其上固定中空纤维膜。用单面刀将贴合的中空纤维膜切割成半圆筒状,使中空纤维膜的内表面露出。在中空纤维膜内表面上存在污垢、损伤、折痕等时,血小板在该部分附着,因而有时无法进行正确评价,因此需要注意。在已切割成筒状的Falcon(注册商标)管(18mmφ、No.2051)中安装上述圆形板,使得贴合有中空纤维膜的面朝向圆筒的内部,用石蜡膜填埋缝隙。用生理盐水将该圆筒管内洗涤后,用生理盐水装满。采集人的静脉血后,立即添加肝素,使得浓度成为50U/mL。将上述圆筒管内的生理盐水废弃,然后将1.0mL采血后30分钟以内的上述血液添加到上述圆筒管内,于37℃振荡1小时。然后,用10mL的生理盐水洗涤中空纤维膜,添加2.5%戊二醛生理盐水,进行静置,使附着于中空纤维膜的血液成分固定于中空纤维膜。经过1小时以上后,用20mL的蒸馏水洗涤。将洗涤后的中空纤维膜于常温、0.5Torr进行10小时减压干燥。用双面胶带将该中空纤维膜贴合于扫描型电子显微镜的试样台。然后,通过溅射,在中空纤维表面上形成Pt-Pd的薄膜,制成测定试样。针对该中空纤维膜内表面,使用场发射型扫描型电子显微镜(日立公司制S-800),以1500倍的倍率进行观察,计数1个视野中(4.3×103μm2)的附着的血小板数。将在中空纤维长度方向的中央附近的不同的10个视野中的附着的血小板数的平均值作为血小板附着数(个/4.3×103μm2)。使用将小数点后第1位四舍五入而得到的值。1个视野中超过50个/4.3×103μm2时,作为50个进行计数。中空纤维的长度方向的端部部分容易出现血液滞留,因此不作为血小板附着数的计测对象。

(8)白蛋白筛分系数的经时变化测定

图3中示出表示白蛋白筛分系数的经时变化测定装置的模式图。作为透析装置,使用東レメディカル公司制TR3000S。对于TR3000S而言,在图3中,包括Bi泵34、F泵35、及相当于透析装置32的要素。各线路中具有用于去除液体中的气泡的室(Do线路室44、Di线路室45、Bi线路室46、Bo线路室47)。另外,将Bi线路室的液面与Di线路室的液面、以及Bo线路室的上部、Do线路室的上部设为与基准线31用的高度相同的高度,从而不产生压力差。

将添加了柠檬酸钠的牛血液制备成血细胞比容(hematocrit)为30%、总蛋白质浓度为6.5g/dL、37℃,装入到循环用烧杯37中,如图3所示,将该循环用烧杯37设置于温水槽43中。

通过Bi泵34,以Bi线路38将中空纤维膜组件33的处理液注入口和循环用烧杯37连接。以Bo线路39将中空纤维膜组件33的处理液排出口和循环用烧杯37连接。以Di线路40将透析装置32的透析液出口和中空纤维膜组件33的处理液注入口连接。以Do线路41将透析装置32的透析液入口和中空纤维膜组件33的处理液排出口连接。

在透析装置32中设置透析液(キンダリー液AF2号扶桑药品工业株式会社制)A液及B液。将透析液浓度设定为13~15mS/cm,将温度设定为34℃以上,将透析液流量设定为500mL/min。

将Bi线路38的入口部放入到装有生理盐水的烧杯中,将Bi泵34的设定流量设为200mL/min,启动泵,洗涤中空纤维膜组件5分钟。

接下来,将Bi线路38的入口部放入到装有上述制备的牛血液2L(37℃)的循环用烧杯37中,将Bi泵34的设定流量设为200mL/min,启动泵。将从Bo线路39的出口部排出的液体废弃至废弃用容器36中90秒,然后,立即将Bo线路39的出口部及Do线路41的出口部放入到循环用烧杯37中,成为循环状态。然后,将F泵35的除水速度设定为10mL/(min·m2),以ECUM模式启动。从中空纤维膜组件33的处理液排出口,将经中空纤维膜过滤过的包含血液的一部分的透析液排出。排出的透析液的一部分,通过F泵35,通过滤液循环线路42返回至循环用烧杯,使循环的血液未被浓缩。经时地分别从Bi线路38入口侧、Bo线路39出口侧及Do线路41出口侧进行取样。对于从Bi线路38及Bo线路39取样的血液,以3000rpm进行10分钟离心分离,将作为上清液的血浆作为白蛋白测定用的样品。白蛋白浓度的测定使用A/G Bテストワコー(和光纯药公司制)实施。利用下式计算经时的每小时的白蛋白筛分系数(Sc-Alb)。

Sc-Alb(%)=2CDo/(CBi+CBo)×100

上述式中,CDo表示Do线路出口侧的白蛋白浓度(g/mL),CBi表示Bi线路入口侧的白蛋白浓度(g/mL),CBo表示Bo线路出口侧的白蛋白浓度(g/mL)。另外,使用下式,由循环5分钟后和循环240分钟后的白蛋白筛分系数的值,算出经过240分钟后的白蛋白筛分系数的维持率。

白蛋白筛分系数维持率(%)=Sc-Alb(240分钟后)/Sc-Alb(5分钟后)×100。

(9)基于高锰酸钾水溶液的溶出物量的测定

在测定中空纤维膜组件的中空纤维内侧,以100mL/min流量流通超纯水作为初始洗涤液,采集用水充满中空纤维膜组件而流出的最初的25mL的水。从该样品中取出10mL,添加20mL的2.0×10-3mol/L的高锰酸钾水溶液、1mL的10体积%的硫酸及沸石,煮沸3分钟。然后,冷却至室温,添加1mL的10质量%碘化钾水溶液,于室温充分搅拌后,放置10分钟,用1.0×10-2mol/L硫代硫酸钠水溶液进行滴定。在溶液的颜色成为淡黄色的时间点,添加0.5mL的1质量%淀粉水溶液,于室温充分搅拌。然后,继续用硫代硫酸钠水溶液进行滴定,直到溶液的颜色变得透明。对于未通过中空纤维膜组件的超纯水,也进行与测定样品同样的滴定。将未通过中空纤维膜组件的超纯水的滴定所需要的1.0×10-2mol/L硫代硫酸钠水溶液量和初始洗涤液的滴定所需要的1.0×10-2mol/L硫代硫酸钠水溶液量之差作为溶出物量的指标。算出2次测定的平均值,使用将小数点后第3位四舍五入而得到的值。

(10)相对湿度的测定

在塞严的中空纤维膜组件内插入温湿度计(ヴェイサラ公司制,指示计HM141,探针HMP42),实施测定。

(11)脱泡性评价

在中空纤维膜组件的被处理液注入口侧朝向下侧、被处理液排出口侧朝向上侧的状态下,以100mL/min的流量使超纯水在中空纤维膜组件中流通5分钟。此时,使得不向中空纤维膜组件赋予振动。然后,一边敲打中空纤维膜组件,一边进行2分钟通液。此时,用水上置换法将从中空纤维内部产生的气泡回收至玻璃瓶内中,在水中盖好盖。然后,用压缩空气等除去玻璃瓶周围的水滴,进行玻璃瓶的重量(x)的测定。另外,另行进行玻璃瓶内装满水的状态下的重量(y)的测定。对装满水时的玻璃瓶的重量进行3次测定,使用平均值。由装满水时的玻璃瓶的重量(y)与气泡回收后的玻璃瓶的重量(x)之差,求出从中空纤维内部产生的气泡的量。水的比重设为1.0。值使用将小数点后第3位四舍五入而得到的值,在气泡量小于0.15mL时,评价为脱泡性良好,在气泡量为0.15mL以上时,评价为脱泡性差。

产生的气泡量(mL)=y(g)-x(g)。

[实施例1]

将16质量%聚砜(ソルベイ公司制“ユーデル(注册商标)”P-3500)、4质量%聚乙烯吡咯烷酮(インターナショナルスペシャルプロダクツ公司制(以下简称为ISP公司)K30)、2质量%聚乙烯吡咯烷酮(ISP公司制K90)、77质量%N,N-二甲基乙酰胺及1质量%水加热溶解,制成制膜原液。将63质量%N,N-二甲基乙酰胺和37质量%水的溶液作为芯液。

将制膜原液及芯液分别送至温度为50℃的喷丝头部,从环状狭缝部的外径为0.35mm、内径为0.25mm的孔式双层管模口的外侧的管吐出制膜原液,从内侧的管吐出芯液。使吐出的制膜原液通过干式长350mm、温度30℃、露点28℃的干燥区气氛,然后,导入至水100%、温度40℃的凝固浴使其凝固,进而经60~75℃的90秒的水洗工序、130℃的2分钟的干燥工序、160℃的卷曲工序得到中空纤维膜。卷绕得到的中空纤维膜,制成中空纤维膜束。中空纤维膜的内径为200μm,外径为280μm。

将中空纤维膜13填充到壳体11中,使得中空纤维膜的有效的内表面积(中空纤维膜内表面中的不会被下一工序中添加的灌封剂被覆的部分的表面积)成为1.5m2,并且,用灌封材料17将中空纤维膜的两端固定于壳体端部。此外,通过切割灌封材料的端部的一部分,从而使两端的中空纤维膜两面开口,将顶盖14A、14B安装于壳体两侧,得到中空纤维膜组件。

接下来,作为洗涤工序,使含有0.01质量%部分皂化聚乙烯醇(クラレ公司制PVA417)的25℃的水溶液以500mL/min从中空纤维膜组件的被处理液注入口(中空纤维膜内表面侧入口)15A向被处理液排出口(中空纤维膜内表面侧出口)15B流通1分钟,进而以500mL/min沿膜厚方向从被处理液注入口15A向管嘴(处理液注入口)16A流通1分钟。接下来,用100kPa的压缩空气从管嘴16A向被处理液注入口15A将填充的液体挤出,然后,用压缩空气沿从15B向15A的方向吹中空纤维膜内表面侧的填充液,成为仅中空纤维膜湿润的状态。此外,在中空纤维膜内表面侧和外表面侧,同时用流量为30L/min的压缩空气进行吹风,同时照射2.5kw的微波,使中空纤维膜干燥。此处,如上所述地求出中空纤维膜组件的含水率。

将中空纤维膜组件内部气氛用氮置换,然后用不透过氧的橡胶栓加盖,照射照射线量为25kGy的γ射线,得到中空纤维膜组件1。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。得到了未观测到不溶成分、溶出物少、柔软层的厚度充分、血小板附着数少的中空纤维膜组件。

[实施例2]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.01质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(5/5(摩尔比,在下文中也同样)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA55)的25℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件2。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例1同样,得到了未观测到不溶成分、柔软层厚、血小板附着数少的中空纤维膜组件。洗涤液中包含的高分子(乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(5/5)无规共聚物)对聚砜的吸附平衡常数比实施例1中使用的高分子稍低,但可达成低溶出量。

[实施例3]

使洗涤液的温度为50℃,除此之外,进行与实施例2同样的实验,得到中空纤维膜组件3。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。通过提高洗涤液的温度,集中存在于表面的高分子量增加,并且洗涤效率提高,可达成比实施例2低的溶出。

[实施例4]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.01质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA64)的25℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件4。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例1同样,得到了未观测到不溶成分、柔软层厚、血小板附着数少的中空纤维膜组件。洗涤液中包含的高分子(乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物)对聚砜的吸附平衡常数比实施例1、2中使用的高分子稍低,但可达成低溶出量。

[实施例5]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.03质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(7/3)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA73)的50℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件5。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。洗涤液中包含的高分子(乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(7/3)无规共聚物)对聚砜的吸附平衡常数比实施例1、2中使用的该高分子低,但可达成低溶出量,血小板的附着数也少。

[实施例6]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.01质量%乙烯基吡咯烷酮·乙烯基己内酰胺(5/5)共聚高分子(VPC55)的25℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件6。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例1同样,得到了未观测到不溶成分、柔软层厚的中空纤维膜组件。洗涤液中包含的高分子(乙烯基吡咯烷酮/乙烯基己内酰胺(5/5)无规共聚物)对聚砜的吸附平衡常数比实施例1中使用的高分子低,但可达成低溶出量。由于不具有酯基,因而血小板附着数稍多。

[实施例7]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.01质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA64)的70℃的水溶液,使γ射线照射时的中空纤维膜组件内的氧浓度为1.0%,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件7。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例4相比,存在于中空纤维膜功能层表面的酯基量多。考虑这是因为通过提高洗涤液温度,洗涤液中的高分子与聚砜的疏水性相互作用增强所致。进而,即使在氧浓度稍高的条件下,也可达成低溶出。

[实施例8]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.02质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA64)的25℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件8。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例4相比,存在于中空纤维膜功能层表面的酯基量多。考虑这是因为通过增加在洗涤液中添加的高分子的量,洗涤性提高,并且吸附于表面的高分子量增加所致。

[实施例9]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.01质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA64)的60℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件9。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例4相比,存在于中空纤维膜功能层表面的酯基量多。考虑这是因为通过提高洗涤液温度,洗涤液中的高分子与聚砜的疏水性相互作用增强所致,溶出物量也少。

[实施例10]

将15质量%聚砜(ソルベイ公司制“ユーデル(注册商标)”P-3500)、1质量%聚乙烯吡咯烷酮(ISP公司K30)、3质量%聚乙烯吡咯烷酮(ISP公司制K90)、80质量%的N,N-二甲基乙酰胺及1质量%水加热溶解,制成制膜原液。使用含有63质量%的N,N-二甲基乙酰胺、36.97质量%水及0.03质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA64)的溶液作为芯液,使用于洗涤的溶液为50℃的水,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件10。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。即使在向芯液中添加含有亲水性单元和疏水性单元的高分子的情况下,也得到了不溶成分及溶出物少的中空纤维膜组件。

[比较例1]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了25℃的水,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件11。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与实施例1相比,亲水性高分子的溶出量多。考虑这是因为,仅利用水时洗涤效果低。而且柔软层的厚度也薄,血小板的附着数也多。

[比较例2]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了70℃的水,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件12。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。通过提高洗涤液温度,亲水性高分子的溶出量比比较例1少,但不充分。

[比较例3]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.01质量%乙烯基吡咯烷酮(IPS公司制)K90的25℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件13。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。与比较例1、2相比,溶出物量及血小板附着数减少,但效果不充分。考虑这是因为乙烯基吡咯烷酮对聚砜的吸附平衡常数低,无法充分洗涤所致。

[比较例4]

作为洗涤工序中使用的洗涤液,使用了含有0.001质量%乙烯基吡咯烷酮/乙酸乙烯酯(6/4)无规共聚物(BASF公司制“KOLLIDON”(注册商标)VA64)的25℃的水溶液,除此之外,进行与实施例1同样的实验,得到中空纤维膜组件14。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。将结果示于表2。虽然柔软层厚、血小板附着数少,但洗涤效果不充分,溶出物量多。

[比较例5]

使γ射线照射时的中空纤维膜组件的含水率为283%,除此之外,进行与比较例4同样的实验,得到中空纤维膜组件15。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。由于γ射线照射时的含水率高,因而交联反应进行,不溶性成分的含有率多。可能由于膜表面的高分子的运动性降低,因而白蛋白筛分系数的维持率低。另外,与含水率低的情况相比,脱泡性也差。

[比较例6]

使γ射线照射时的中空纤维膜组件内的氧浓度为2.5%,除此之外,进行与实施例4同样的实验,得到中空纤维膜组件16。测定得到的中空纤维膜组件中的不溶成分量、溶出物量、及中空纤维膜内表面的显微ATR、血小板附着数等。由于γ射线照射时的氧浓度高、伴随着氧自由基的产生而发生了高分子的分解,因而溶出物量增加。

[表1]

表中:

PSf:聚砜

PVP:聚乙烯吡咯烷酮

PVA:部分皂化聚乙烯醇

[表2]

附图标记说明

11 筒状的壳体

13 中空纤维膜

14A 顶盖

14B 顶盖

15A 被处理液注入口(中空纤维膜内侧入口)

15B 被处理液排出口(中空纤维膜内侧出口)

16A 管嘴(处理液注入口)

16B 管嘴(处理液排出口)

17 灌封材料

21 悬臂与功能层表面接触之前的区域

22 悬臂与功能层表面接触之后出现的、力曲线弯曲的非线形的区域

23 悬臂与表面接触之后出现的、力曲线成为线性相关的区域

24 柔软层的厚度

31 基准线

32 透析装置

33 中空纤维膜组件

34 Bi泵

35 F泵

36 废弃用容器

37 循环用烧杯

38 Bi线路

39 Bo线路

40 Di线路

41 Do线路

42 滤液循环线路

43 温水槽

44 Do线路室

45 Di线路室

46 Bi线路室

47 Bo线路室

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