Пористая мембрана, модуль очистки крови, содержащий пористую мембрану, и способ получения пористой мембраны

Пористая мембрана, модуль очистки крови, содержащий пористую мембрану, и способ получения пористой мембраны

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0001] Настоящее изобретение относится к пористой мембране, модулю очистки крови, содержащему пористую мембрану, и способу получения пористой мембраны. Более конкретно, настоящее изобретение относится к пористой мембране, используемой для искусственной почки.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0002] Пористые мембраны пригодны для использования при мембранном разделении веществ в жидкости, где вещество просеивают в зависимости от размера пор. Пористые мембраны широко используют в медицинских применениях, таких как гемодиализ и гемофильтрация, а также такой обработке воды, как та, которую используют в домашнем очистителе воды и при очистке воды.

[0003] В частности, в области очистки крови, такой как гемодиализ, существует потребность в разделительной мембране, которая имеет высокую эффективность фракционирования, избирательно допускающую проникновение ненужных низко- и среднемолекулярных веществ в крови, при этом не допуская проникновение нужного высокомолекулярного вещества. Типичные низкомолекулярные вещества включают уремические токсины, такие как мочевина, креатинин и фосфор. При диализе удаление этих веществ происходит преимущественно посредством диффузии и, следовательно, разделительная мембрана должна обладать высокой проницаемостью для воды. Типичные среднемолекулярные вещества включают β₂-микроглобулин. β₂-микроглобулин представляет собой белок, имеющий молекулярную массу приблизительно 12000, который предположительно представляет собой вещество, отвечающее за диализный амилоидоз, и, соответственно, необходимо удалять это вещество при диализе. С другой стороны, альбумин, который представляет собой белок, имеющий молекулярную массу приблизительно 66000, выполняет определенные функции, в том числе поддержание осмотического давления и удерживание и транспортировка различных веществ. Соответственно, он представляет собой вещество, которое должно оставаться в крови, и его утрату при диализе следует уменьшать. В последнее время полагают, что некоторые вещества с молекулярной массой в диапазоне около 30000, как типично представлено α₁-микроглобулином, также подлежат удалению.

[0004] Соответственно, существует потребность в пористой мембране, одновременно демонстрирующей высокую проницаемость для воды и высокую эффективность фракционирования белков, которую можно использовать в качестве разделительной мембраны для диализа. В частности, при гемодиафильтрации, которая является терапией, которой в последнее время уделяют внимание, где кровь, которую развели раствором для диализа, концентрируют посредством фильтрования через разделительную мембрану, разделительная мембрана, используемая для гемодиафильтрации, должна иметь высокую проницаемость для воды. Также необходима высокая эффективность фракционирования белков с тем, чтобы α₁-микроглобулин, имеющий высокую молекулярную массу, можно было удалять с высокой степенью, при этом ослабляя утрату альбумина.

[0005] Когда диаметр пор пористой мембраны уменьшают для того, чтобы ослаблять утрату альбумина, происходит снижение проницаемости для воды, а также снижение способности к удалению низкомолекулярных веществ, таких как уремические токсины. С другой стороны, когда происходит увеличение диаметра пор пористой мембраны для того, чтобы усовершенствовать способность к удалению β₂-микроглобулина, количество утраченного альбумина будет возрастать, несмотря на усовершенствование проницаемости для воды. Как описано выше, на проницаемость для воды и эффективность фракционирования белков значительно влияет диаметр пор на поверхности пористой мембраны, и одновременная реализация проницаемости для воды и эффективности фракционирования белков затруднительна.

[0006] Образцовым способом усовершенствования проницаемости для воды и эффективности фракционирования пористой мембраны является тот, где большой диаметр увеличивают по отношению к малому диаметру посредством растягивания поверхностных пор. Способ, используемый для растягивания пор на поверхности пористой мембраны, включает способ, в котором растягивание проводят после затвердевания пористой мембраны, и способ, где вытягивание проводят перед затвердеванием пористой мембраны.

[0007] В патентных документах 1 и 2 раскрыты пористые мембраны, полученные посредством растягивания. В патентных документах 3 и 4 раскрыты пористые мембраны, полученные посредством вытягивания. В патентных документах 5 и 6 раскрыты пористые мембраны, где растянутая геометрическая форма пор на внутренней поверхности сформирована посредством корректировки композиции прядильного пастообразного раствора и температуры формирования мембраны, чтобы тем самым управлять образованием пор и коагуляцией с помощью фазового разделения.

ДОКУМЕНТЫ ИЗВЕСТНОГО УРОВНЯ ТЕХНИКИ

Патентные документы

[0008] Патентный документ 1: публикация нерассмотренного японского патента (Kokai) № SHO 64-75015

Патентный документ 2: публикация нерассмотренного японского патента (Kokai) № SHO 59-64055

Патентный документ 3: международная публикация WO 2010/029908

Патентный документ 4: публикация нерассмотренного японского патента (Kokai) № HEI 6-165926

Патентный документ 5: публикация нерассмотренного японского патента (Kokai) № SHO 58-114702

Патентный документ 6: публикация нерассмотренного японского патента (Kokai) № HEI 9-308685

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Проблемы, подлежащие решению с помощью изобретения

[0009] В патентном документе 1 раскрыта пористая мембрана, где большой диаметр поверхностных пор по меньшей мере в 1,5 раза удлинен относительно малого диаметра поверхностных пор посредством растягивания. Однако малый диаметр пор составляет целых от 3 мкм до 30 мкм, и эта мембрана не позволяет проводить фракционирование белков. Кроме того, в этом документе ничего не сказано о дисперсии большого диаметра. В патентном документе 2 раскрыта пористая мембрана для обработки крови, где большой диаметр поверхностных пор от 1,5 до 20 раз удлинен относительно малого диаметра поверхностных пор посредством растягивания. Однако в этом документе ничего не сказано относительно диапазона малого диаметра поверхностных пор, а также в этом документе ничего не сказано о дисперсии большого и малого диаметра, которая вносит вклад в эффективность фракционирования.

[0010] В патентном документе 3 раскрыта мембрана из полых волокон для очистителей воды, где поры, сформированные посредством вытягивания, имеют высокое соотношение большого диаметра и малого диаметра, а также высокую пористость. Однако эта мембрана из полых волокон не позволяет проводить фракционирование белков из-за крупного малого диаметра поверхностной поры в 1 мкм. Несмотря на предполагаемую относительно высокую дисперсию диаметра поры, в этом документе ничего не сказано об этом усовершенствовании. Также в этом документе ничего не сказано об остаточном количестве гидрофильного полимера, который необходим для усовершенствования проницаемости для воды и биосовместимости. В патентном документе 4 раскрыта пористая мембрана, где малый диаметр поверхностных пор составляет от 1 нм до 50 нм, а также в этом документе раскрыто прядение при достаточно высоком соотношении вытягивания. Однако в этом документе ничего не сказано о соотношении большого диаметра и малого диаметра, и следует отметить, что соотношение большого диаметра и малого диаметра автоматически не увеличивается с увеличением соотношения вытягивания, как описано далее. Также в этом документе ничего не сказано о дисперсии диаметра поры, которая вносит вклад в эффективность фракционирования. Следует отметить, что в этом документе также ничего не сказано о большом диаметре поверхностных пор.

[0011] В патентном документе 5 раскрыта мембрана из полых волокон, которая имеет внутреннюю поверхность, где усредненный малый диаметр составляет вплоть до 50 нм и соотношение большого диаметра и малого диаметра составляет по меньшей мере 3. В документе также раскрыто, что малый диаметр пор должен быть как можно более единообразным. Однако в документе не раскрыты какие-либо средства для достижения такой однородности и в документе даже не раскрыто растягивание или вытягивание для удлинения поверхностных пор. Соответственно, в этом документе не реализовано точное управление дисперсией диаметра поры, и не может быть достигнута высокая эффективность фракционирования. Следует отметить, что эта мембрана страдает от повышенного сопротивления проникновению из-за относительно небольшого диаметра поры на внешней поверхности, и усовершенствование проницаемости для воды является затруднительным. В патентном документе 6 раскрыта пористая мембрана, где большой диаметр поверхностных пор составляет по меньшей мере в 2 раза и предпочтительно по меньшей мере в 3 раза больше, чем малый диаметр, и нижний предел малого диаметра пор составляет 20 нм. В этом документе раскрыто, что «усредненная ширина меньше чем 0,02 мкм ведет к пониженной скорости проникновения воды и пониженной скорости ультрафильтрования при фильтровании крови, а также к повышенному риску засорения по истечении определенного времени с пониженной проницаемостью уремического токсина, такого как мочевина и креатинин. Более предпочтительный нижний предел усредненной ширины составляет 0,04 мкм, и в документе не рассмотрено соотношение большого диаметра и малого диаметра пор или дисперсия диаметра поры в диапазоне малого диаметра пор по настоящему изобретению. По отношению к малому диаметру поверхностных пор в документе раскрыто, что малый диаметр поверхностных пор предпочтительно согласован для реализации свойства стабильного фракционирования, хотя в документе абсолютно ничего не сказано о конкретных средствах, таких как растягивание или вытягивание, для удлинения поверхностных пор, и, следовательно, очень вероятно, что в этом документе не осуществляют точного управления дисперсией большого диаметра и малого диаметра пор.

[0012] Цель настоящего изобретения состоит в том, чтобы предоставить пористую мембрану, которая одновременно демонстрирует высокую проницаемость для воды и высокую эффективность фракционирования.

Средства решения проблем

[0013] Для того чтобы решить проблемы, как описано выше, настоящее изобретение имеет следующие положения.

[0014] Соответственно, настоящее изобретение предусматривает пористую мембрану, используемую для очистки крови, которая содержит гидрофильный полимер с содержанием по меньшей мере 0,5% по массе и вплоть до 8% по массе, где поры, формируемые на одной поверхности отвечают следующим условиям (A) и (B):

(A) усредненное соотношение большого диаметра и малого диаметра пор составляет по меньшей мере 3, и

(B) усредненный малый диаметр составляет по меньшей мере 5 нм и вплоть до 20 нм и стандартное отклонение составляет вплоть до 4 нм.

Хотя измерение диаметров пор описано далее, в другом предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения, поры, формируемые на другой поверхности, отвечают следующим условиям (C) и (D):

(C) усредненное соотношение большого диаметра и малого диаметра пор составляет по меньшей мере 1,5, и

(D) усредненный малый диаметр составляет по меньшей мере 0,2 мкм и вплоть до 0,6 мкм.

Более конкретно, поры, формируемые на одной поверхности, отвечают условиям (A) и (B), тогда как поры, формируемые на другой поверхности, отвечают условиям (C) и (D). В более предпочтительном варианте осуществления настоящего изобретения пористая мембрана представляет собой мембрану из полых волокон, и в еще более предпочтительном варианте осуществления в мембране из полых волокон поверхность, отвечающая условиям (A) и (B), представляет собой внутреннюю поверхность, и поверхность, отвечающая условиям (C) и (D), представляет собой внешнюю поверхность. Когда используют в целях очистки крови, кровь проходит во внутреннюю часть мембраны, и ненужные компоненты крови удаляют в направлении от внутренней поверхности, которая имеет поры с меньшими диаметрами, к внешней поверхности, которая имеет поры с относительно крупными диаметрами.

[0015] Согласно другому предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, поверхность, имеющая поры, отвечающие условиям (A) и (B), имеет пористость по меньшей мере 1% и вплоть до 10%.

[0016] Согласно предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, материал, образующий основной компонент пористой мембраны, представляет собой аморфный полимер, и согласно более предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения, аморфный полимер представляет собой полисульфоновый полимер. Основной компонент представляет собой компонент, который имеет наибольшее массовое содержание в мембране.

[0017] По другому аспекту настоящего изобретения, настоящее изобретение предусматривает модуль очистки крови, который вмещает пористую мембрану, как описано выше.

Полезный эффект изобретения

[0018] Настоящее изобретение предусматривает пористую мембрану, которая одновременно демонстрирует высокую проницаемость для воды и высокую эффективность фракционирования. Например, когда такую пористую мембрану используют в качестве мембраны из полых волокон для очистки крови и, в частности, для искусственной почки, получаемый модуль будет демонстрировать высокую способность к удалению низкомолекулярных веществ, таких как уремические токсины, и высокую эффективность фракционирования, которая допускает прохождение низкомолекулярных белков, таких как β₂-микроглобулин, при этом избегая прохождения среднемолекулярных белков, таких как альбумин.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ФИГУР

[0019] [ФИГ. 1] На фиг. 1 представлено изображение поверхности пористой мембраны, получаемое способом из примера 1 и сделанное с помощью сканирующего электронного микроскопа (SEM).

[ФИГ. 2] На фиг. 2 представлено изображение, полученное посредством бинаризации SEM изображения на фиг. 1.

[ФИГ. 3] На фиг. 3 представлен график, на котором показана кривая фракционирования декстрана.

ОПИСАНИЕ ПРЕДПОЧТИТЕЛЬНЫХ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

[0020] Пористые мембраны в целом выполняют свою функцию просеивания вещества, подлежащего удалению, за счет размера пор на поверхности, и, следовательно, когда поры на поверхности мембраны, имеют продолговатую форму с направлениями большой и малой оси, эффективность фракционирования зависит от малого диаметра поверхностных пор. Например, когда пористая мембрана представляет собой мембрану из полых волокон, поры растягивают в ходе прядения в осевом направлении, поскольку пастообразный раствор, претерпевающий затвердевание, растягивают в осевом направлении, и соответственно, осевое направление мембраны из полых волокон соответствует большой оси пор, и диаметр в направлении, перпендикулярном осевому направлению, представляет собой малый диаметр. При просеивании за счет размера пор, кажущийся размер вещества, подлежащего удалению, больше, чем фактический размер из-за эффекта броуновского движения и т. п., и, следовательно, поверхностный диаметр поры должен быть больше, чем размер вещества, подлежащего удалению. Принимая это во внимание, когда пористую мембрану в соответствии с настоящим изобретением используют в качестве мембраны из полых волокон для применения в очистке крови, например, в диализе, усредненный малый диаметр пор на одной поверхности мембраны (поверхности, имеющей функцию фракционирования, обычно внутренней поверхности в случае мембраны из полых волокон) типично составляет по меньшей мере 5 нм, предпочтительно по меньшей мере 7 нм, и еще более предпочтительно по меньшей мере 10 нм, чтобы удалять β₂-микроглобулин, поскольку размер молекул β₂-микроглобулина, который представляет собой вещество, подлежащее удалению, составляет приблизительно 3 нм. Малый диаметр пор на такой поверхности меньше чем 5 нм является нежелательным, поскольку проницаемость для воды значительно снижается при таком диапазоне диаметра. С другой стороны, альбумин который предпочтительно остается не удаленным при диализе, имеет размер молекул приблизительно 8 нм, и малый диаметр пор на поверхности, как описано выше, типично имеет усредненное значение вплоть до 20 нм, предпочтительно вплоть до 18 нм, более предпочтительно вплоть до 15 нм, и еще более предпочтительно вплоть до 12 нм, чтобы предотвращать проникновение альбумина. Разделение белков, подлежащих удалению, и белков, не подлежащих удалению, можно усовершенствовать посредством управления малым диаметром пор, как описано выше.

[0021] Для того чтобы усовершенствовать эффективность фракционирования белка, необходимо принимать во внимание не только усредненное значение, но также дисперсию малого диаметра пор на этой поверхности. В настоящем изобретении, стандартное отклонение, которое представляет дисперсию малого диаметра пор на поверхности, типично составляет вплоть до 4 нм, предпочтительно вплоть до 3,8 нм, и еще более предпочтительно вплоть до 3,5 нм. С другой стороны, достаточное стандартное отклонение составляет по меньшей мере 2 нм ввиду сложности управления диаметром поры, и реализация проще, когда стандартное отклонение составляет по меньшей мере 2,5 нм. Дисперсию поверхностного диаметра поры можно эффективно снижать посредством растягивания пор на поверхности в направлении большого диаметра. Например, в случае мембраны из полых волокон, круглые поры растягивают, когда мембрану из полых волокон растягивают в осевом направлении, и получаемые продолговатые поры демонстрируют сниженную дисперсию малого диаметра пор. Когда поры на поверхности растягивают в направлении большого диаметра, поры с крупным малым диаметром подвергаются более значительной деформации, и, как следствие, малый диаметр более крупных отверстий уменьшают в большей степени по сравнению с небольшими отверстиями, где малый диаметр уменьшают не так значительно. Это ведет к уменьшению дисперсии малого диаметра. В отношении эффективности фракционирования, которая описана далее, ее можно вычислять по абсолютному значению наклона кривой фракционирования, которую строят по значениям коэффициента просеивания декстрана для каждой молекулярной массы.

[0022] Посредством увеличения большого диаметра пор на поверхности, при этом препятствуя изменению малого диаметра, можно снижать сопротивление проникновению воды, при этом сохраняя эффективность фракционирования, и тем самым делают возможным усовершенствование проницаемости для воды, а также усовершенствуют эффективность удаления. При диализе низкомолекулярные вещества могут диффундировать в большей степени, когда мембрана имеет более высокую проницаемость для воды. Другими словами, проницаемость для воды будет увеличена по отношению к эффективности фракционирования, когда усредненное соотношение большого диаметра и малого диаметра пор (малый диаметр/большой диаметр) выше. Соответственно, усредненное соотношение должно составлять по меньшей мере 3, и это усредненное значение предпочтительно составляет по меньшей мере 3,5. Между тем, также важна прочность структуры мембраны, и ввиду этого усредненное соотношение предпочтительно составляет вплоть до 6 и более предпочтительно вплоть до 4.

[0023] Эффективный способ, используемый для увеличения усредненного соотношения большого диаметра и малого диаметра пор на поверхности, как описано выше, включает растягивание пор и, более конкретно, растягивание пор после затвердевания пористой мембраны и растягивание пор перед затвердеванием пористой мембраны посредством увеличения соотношения вытягивания. Среди них увеличение соотношения вытягивания является предпочтительным ввиду широкой применимости без ограничения по материалу и способу получения пористой мембраны. С другой стороны, способ растягивания можно использовать только когда пористая мембрана имеет достаточную прочность, и использование этого способа ограничено случаем, например, когда используемый материал мембраны является кристаллическим полимером или тому подобное.

[0024] Соотношение вытягивания представляет собой значение, получаемое путем деления скорости приема пористой мембраны на линейную скорость выталкивания из щели, выталкивающей прядильный пастообразный раствор. Линейная скорость выталкивания представляет собой значение, получаемое путем деления скорости выталкиваемого потока на площадь поперечного сечения щели в фильере, из которой выталкивают пастообразный раствор. Соответственно, соотношение вытягивания обычно увеличивают посредством увеличения скорости приема. В настоящем изобретении, однако, соотношение вытягивания предпочтительно увеличивают посредством увеличения площади поперечного сечения выталкивающей части щели. Этот способ увеличения площади поперечного сечения щели предпочтителен, поскольку этот способ позволяет без труда достигать увеличения соотношения вытягивания без изменения геометрической формы пористой мембраны. Способ увеличения скорости приема связан с риском потери физической прочности пористой мембраны из-за уменьшения площади поперечного сечения пористой мембраны. Простое увеличение скорости приема может вызывать коагуляцию полимера в коагуляционной ванне прежде достаточного растягивания пор в осевом направлении мембраны из-за более короткого времени перед входом мембраны в коагуляционную ванну и в таком случае достаточное растягивание пор посредством увеличения соотношения вытягивания является затруднительным.

[0025] В настоящем изобретении, обнаружено, что, когда формируют пористую мембрану, которая имеет ту же толщину, линейную скорость выталкивания можно снижать посредством увеличения соотношения площади поперечного сечения щели, формируемой в фильере для выталкивания прядильной пасты, и площади поперечного сечения части пленочной толщины каждой отвержденной пористой мембраны, и, следовательно, соотношение вытягивания можно увеличивать без изменения скорости приема, чтобы тем самым растягивать поверхностные поры. Соотношение площади поперечного сечения щели и площади поперечного сечения части пленочной толщины пористой мембраны предпочтительно составляет по меньшей мере 3, более предпочтительно по меньшей мере 5 и еще более предпочтительно по меньшей мере 10. С другой стороны, чрезмерно высокое соотношение площадей поперечного сечения ведет к сложности управления выталкиванием и разрыву волокна и т. п., и, соответственно, соотношение площадей поперечного сечения предпочтительно составляет вплоть до 30 и более предпочтительно вплоть до 20.

[0026] Это применимо не только к случаю, когда пористая мембрана представляет собой мембрану из полых волокон, но также к плоской мембране и мембране из сплошных волокон, и поверхностные поры эффективно растягивают посредством усовершенствования соотношения вытягивания путем увеличения площади поперечного сечения щели фильеры. Тем самым уменьшают дисперсию диаметра поры.

[0027] Большой диаметр пор на поверхности, отвечающей таким требованиям (которую далее в настоящем документе обозначают как поверхность, которая имеет поры, отвечающие (A) и (B)), преимущественно вносит вклад в проницаемость для воды. Растягивание отверстий ведет к увеличению площади поры, и это вносит вклад в усовершенствование проницаемости для воды. Соответственно, усредненный большой диаметр поры предпочтительно составляет по меньшей мере 25 нм, более предпочтительно по меньшей мере 30 нм и даже более предпочтительно по меньшей мере 35 нм. Между тем, структурная прочность мембраны будет недостаточной, когда усредненный большой диаметр поры слишком велик и, следовательно, усредненный большой диаметр поры предпочтительно составляет вплоть до 100 нм, более предпочтительно вплоть до 70 нм и даже более предпочтительно вплоть до 50 нм.

[0028] Поскольку большой диаметр поры формируют посредством растягивания пор различных размеров, которые сформированы во время фазового разделения, дисперсию большого диаметра поры увеличивают посредством растягивания. Ввиду проницаемости для воды, большой диаметр поры предпочтительно имеет более высокую дисперсию, и, соответственно, стандартное отклонение большого диаметра поры предпочтительно составляет по меньшей мере 10 нм, более предпочтительно по меньшей мере 13 нм, и еще более предпочтительно по меньшей мере 15 нм. Между тем, стандартное отклонение большого диаметра поры предпочтительно составляет вплоть до 100 нм, более предпочтительно вплоть до 70 нм и еще более предпочтительно вплоть до 50 нм ввиду структурной прочности мембраны.

[0029] Степень дисперсии большого диаметра поры на поверхности можно увеличивать посредством растягивания крупных пор, которые неотъемлемо имеют высокую степень дисперсии диаметра пор. Когда растягивают поры на поверхности, более крупные поры подвергаются большей деформации и, как последствие, большой диаметр более крупных пор увеличивают в большей степени при увеличении степени деформации, тогда как большой диаметр менее крупных пор не изменяют так сильно. Это ведет к увеличению дисперсии большого диаметра. Образцовые способы, используемые при увеличении дисперсии диаметра пор перед растягиванием включают увеличение распределения средневзвешенной молекулярной массы гидрофильного полимера, который добавляют в прядильный пастообразный раствор в качестве порообразующего средства, чтобы тем самым облегчать неединообразное фазовое разделение и содействие фазовому разделению, чтобы тем самым содействовать такому росту поверхностных пор. Поскольку поры растут путем слияния со смежными порами в процессе фазового разделения, рост пор зависит от вероятности столкновения, а формируемые поры имеют неединообразные размеры. Фазовое разделение можно облегчать посредством корректировки композиции прядильного пастообразного раствора, композиции коагуляционной ванны, температуры фазового разделения, времени до затвердевания и т. п.

[0030] Для управления фазовым разделением эффективным также является добавление гидрофильного полимера в прядильный пастообразный раствор. Когда гидрофильный полимер добавляют в прядильный пастообразный раствор, происходит снижение времени затвердевания, когда основной компонент, образующий пастообразный раствор, приводят в контакт со слабым растворителем, и это делает возможным достаточное растягивание в ходе фазового разделения, и тем самым снижают дисперсию малого диаметра пор. Поскольку чрезмерно высокая средневзвешенная молекулярная масса добавляемого гидрофобного полимера ведет к утрате совместимости с прядильным пастообразным раствором, средневзвешенная молекулярная масса гидрофильного полимера предпочтительно составляет вплоть до 1500000 и более предпочтительно вплоть до 1200000, несмотря на то, что средневзвешенная молекулярная масса конкретно не ограничена. Между тем, добавление гидрофильного полимера, который имеет небольшую средневзвешенную молекулярную массу, в прядильный пастообразный раствор, связано с риском элюирования гидрофильного полимера из мембраны. Соответственно, средневзвешенная молекулярная масса гидрофильного полимера предпочтительно составляет по меньшей мере 20000 и более предпочтительно по меньшей мере 40000.

[0031] Средневзвешенную молекулярную массу гидрофильного полимера в пористой мембране можно измерять, например, посредством растворения пористой мембраны в растворителе, экстрагирования гидрофильного полимера с использованием растворителя, который представляет собой хороший растворитель для гидрофильного полимера и слабый растворитель для полимера, образующего структуру пористой мембраны, и измерения средневзвешенной молекулярной массы гидрофильного полимера в экстракте с помощью гельпроникающей хроматографии или тому подобного. Условия, используемые при экстрагировании, можно в достаточной мере корректировать в зависимости от комбинации полимера, образующего структуру пористой мембраны, и гидрофильного полимера. Более точное измерение средневзвешенной молекулярной массы возможно, когда высока степень извлечения гидрофильного полимера.

[0032] В отношении слабого растворителя для полимера, который представляет собой основной компонент, образующий прядильный пастообразный раствор, добавление такого слабого растворителя облегчает протекание фазового разделения, и это ведет к более выраженному эффекту растягивания пор. Полимер, который представляет собой основной компонент, образующий прядильный пастообразный раствор, является полимером с самым высоким содержанием (по массе) среди полимеров, образующих прядильный пастообразный раствор. Несмотря на то, что оптимальный диапазон может отличаться в зависимости от композиции прядильного пастообразного раствора и типа слабого растворителя, когда используемый слабый растворитель представляет собой воду, содержание воды в прядильном пастообразном растворе предпочтительно составляет по меньшей мере 0,5% по массе и более предпочтительно по меньшей мере 0,8% по массе. Между тем, чрезмерное содержание слабого растворителя в прядильном пастообразном растворе ведет к затвердеванию прядильного пастообразного раствора и, следовательно, содержание воды предпочтительно составляет вплоть до 3% по массе.

[0033] В настоящем изобретении, большой диаметр и малый диаметр пор, формируемых на поверхности, можно измерять на изображении, получаемом путем наблюдения поверхности с использованием сканирующего электронного микроскопа (SEM). Малый диаметр представляет собой наибольший диаметр в направлении малой оси, а большой диаметр представляет собой наибольший диаметр в направлении большой оси. Анализируют все поры в произвольно выбранной области 1 мкм × 1 мкм, которые можно распознать путем наблюдения с использованием SEM на увеличении 50000. Когда общее число измеряемых пор составляет меньше чем 50, измерение в области 1 мкм × 1 мкм повторяют до тех пор, пока общее число пор не достигнет по меньшей мере 50, чтобы добавлять к данным. Арифметическое среднее значение и стандартное отклонение вычисляют по измерениям путем округления числа до 1 десятичного разряда. Стандартное отклонение представляет собой стандартное отклонение (выборочное стандартное отклонение), оцениваемое на выборке, которое вычисляют с помощью следующего уравнения:

[0034] Стандартное отклонение={Σ(a-b)²/(c-1)}^1/2

где a представляет собой усредненный диаметр поры, b представляет собой измеренный диаметр поры, и с представляет собой число измеренных диаметров пор.

В отношении пор, формируемых на другой поверхности (например, внешней поверхности, не влияющей на эффективность фракционирования, когда пористая мембрана представляет собой мембрану из полых волокон и на внутренней поверхности формируют мелкие поры), усредненное соотношение большого диаметра пор и малого диаметра пор предпочтительно составляет по меньшей мере 1,5 ввиду усовершенствования проницаемости для воды. Между тем, усредненное значение этого соотношения предпочтительно составляет вплоть до 4 и более предпочтительно вплоть до 3, поскольку чрезмерно высокое усредненное соотношение может вести к ломкой структуре мембраны и, таким образом, сниженной прочности. Усредненный малый диаметр пор, формируемых на внешней поверхности, предпочтительно составляет по меньшей мере 0,2 мкм, и более предпочтительно по меньшей мере 0,3 мкм ввиду эффективности, например, проницаемости для воды и трения, когда превращают в пучок волокон. Между тем, усредненный малый диаметр пор предпочтительно составляет вплоть до 0,6 мкм ввиду прочности волокна.

[0035] Диаметр поры внешней поверхности можно корректировать с помощью условий сухой секции после выталкивания пастообразного раствора, как описано далее.

[0036] Пористая мембрана будет иметь увеличенную проницаемость для воды, когда пористая поверхность мембраны имеет повышенную пористость из-за увеличения пути потока воды. С другой стороны, путем снижения пористости обеспечивают более высокую структурную прочность поверхности. Соответственно, пористость поверхности пористой мембраны предпочтительно составляет по меньшей мере 1% и более предпочтительно по меньшей мере 3%. С другой стороны, пористость предпочтительно составляет меньше чем 10% и более предпочтительно вплоть до 8%.

[0037] Пористость можно эффективно увеличивать посредством увеличения количества гидрофильного полимера, добавляемого в прядильный пастообразный раствор.

[0038] Пористость поверхности можно измерять, используя изображение, полученное при наблюдении поверхности пористой мембраны с использованием SEM. Более конкретно, любую область 1 мкм × 1 мкм на изображении поверхности при увеличении 50000 обрабатывают для того, чтобы бинаризовать структурную часть мембраны и пористую часть, и для применения в качестве пористости в измеряемой области вычисляют процентную долю площади для площади пор.

[0039] Структуру пористой мембраны в направлении толщины классифицируют на симметричную структуру мембраны, где диаметр поры по существу постоянен, и асимметричную мембрану, где диаметр поры непрерывно или постепенно меняется так, что одно из поверхности, внутренней части мембраны и другой поверхности имеет отличающийся диаметр поры. Среди них слой с небольшим диаметром поры, вносящий вклад в исключение по размерам, является тонким в случае асимметричной мембраны, и такая мембрана демонстрирует низкое сопротивление для проникновения воды и, таким образом, высокую проницаемость для воды. Соответственно, асимметричная структура является предпочтительной для структуры мембраны в направлении толщины. В этом случае обычно только одна поверхность мембраны является поверхностью, отвечающей (A) и (B).

[0040] Более конкретно, более выраженная асимметрия благоприятна для проницаемости для воды. Соответственно, в предпочтительном варианте осуществления пористой мембраны, используемой для гемодиафильтрации, усредненный малый диаметр пор на другой поверхности составляет по меньшей мере 0,1 мкм и более предпочтительно по меньшей мере 0,2 мкм, несмотря на то, что размер поры конкретно не ограничен. Между тем, усредненный малый диаметр пор на такой поверхности предпочтительно составляет вплоть до 0,6 мкм и более предпочтительно вплоть до 0,5 мкм ввиду структурной прочности мембраны. Термин «другая поверхность», как используют в настоящем документе, представляет собой поверхность, противоположную поверхности, на которой формируют поры, отвечающие (A) и (B). Другими словами, мембрана асимметрична, и одну поверхность формируют с порами с маленьким диаметром поры, отвечающим (A) и (B), тогда как другую поверхность формируют с порами, которые имеют диаметр поры, как определено выше.

[0041] Кроме того, соотношение большого диаметра и малого диаметра пор на такой поверхности предпочтительно составляет по меньшей мере 1,5 и вплоть до 3 ввиду структурной прочности мембраны.

[0042] Материал, образующий основной компонент пористой мембраны, предпочтительно представляет собой аморфный полимер. Аморфный полимер представляет собой полимер, который не претерпевает кристаллизацию и который не демонстрирует экзотермический пик при кристаллизации при измерении посредством дифференциального сканирующего калориметра.

[0043] Аморфные полимеры восприимчивы претерпевать структурные деформации, и это делает возможным эффективное растягивание пор. Также облегчено управление структурой в направлении толщины мембраны. Известно, что пористую мембрану, выполняемую из аморфного полимера, получают, вызывая фазовое разделение прядильного пастообразного раствора, который получен посредством растворения аморфного полимера в растворителе с использованием тепла или слабого растворителя и удаления растворяющего компонента. Поскольку аморфный полимер в растворителе очень подвижен, аморфный полимер образует агрегаты во время фазового разделения и это делает возможным увеличение концентрации и формирование плотной структуры. Используя другую скорость фазового разделения в направлении толщины мембраны, можно получать мембрану, которая имеет асимметричную структуру, где диаметр поры различается в направлении толщины мембраны.

[0044] Примеры аморфного п