間歇補充型血液透析濾過療法における逆濾過補充の膜洗浄効果に関する基礎検討

血液透析療法に用いる血液浄化器は、治療中に膜表面に血液中のタンパク質等が付着し、溶質除去性能が経時的に低下する。本研究では、間歇補充型血液透析濾過の治療中に膜を効果的に洗浄し、高い溶質除去性能を維持可能な逆濾過条件を明らかにすることを目指す。令和4年度は、水系の限外濾過実験と牛全血を用いた間歇補充型血液透析濾過実験の二通りの方法で、逆濾過による膜洗浄効果を調査した。限外濾過実験では、牛血清アルブミンの単一成分水溶液を濾過した後の血液浄化器に対して逆濾過洗浄を行い、中空糸膜の内側表面を電子顕微鏡で観察した。限外濾過を行うことで膜表面にアルブミンが堆積し、膜のマクロ孔の大部分が閉塞したが、逆濾過洗浄後には限外濾過開始前に近い状態までマクロ孔の数が回復した。したがって、濾過によって膜表面に形成されたタンパク質の付着層や濃度分極層は逆濾過によって取り除くことが可能と考えられる。また、逆濾過による洗浄効果には補充液温度が影響を及ぼし、高い温度での逆濾過が濾過性能回復に効果的であることがわかった。間歇補充型血液透析濾過実験では、透析液の流れを通常の向流のままで逆濾過を行う「向流逆濾過」と、逆濾過時のみ並流に切り替える本研究独自の「並流逆濾過」について、膜の洗浄効果の違いを溶質除去性能の観点から評価した。溶質除去性能維持に効果的な逆濾過方式は血液浄化器の膜素材によって異なり、ポリスルホン製の膜では向流逆濾過、ポリメチルメタクリレート製の膜では並流逆濾過が有効であることが示された。また、本研究で着目する逆濾過によるファウリング解消の評価に加えて、水系でファウリングを擬似的に再現した様々な膜面積および膜素材の血液浄化器の性能評価を行った。この検討により、大膜面積モデルほどファウリングによる性能低下の影響を受けにくいことが示された。

血液透析療法に用いる血液浄化器は、治療中に膜表面に血液中のタンパク質等が付着し、溶質除去性能が経時的に低下する。本研究では、間歇補充型血液透析濾過の治療中に膜を効果的に洗浄し、高い溶質除去性能を維持可能な逆濾過条件を明らかにすることを目指す。令和4年度は、水系の限外濾過実験と牛全血を用いた間歇補充型血液透析濾過実験の二通りの方法で、逆濾過による膜洗浄効果を調査した。限外濾過実験では、牛血清アルブミンの単一成分水溶液を濾過した後の血液浄化器に対して逆濾過洗浄を行い、中空糸膜の内側表面を電子顕微鏡で観察した。限外濾過を行うことで膜表面にアルブミンが堆積し、膜のマクロ孔の大部分が閉塞したが、逆濾過洗浄後には限外濾過開始前に近い状態までマクロ孔の数が回復した。したがって、濾過によって膜表面に形成されたタンパク質の付着層や濃度分極層は逆濾過によって取り除くことが可能と考えられる。また、逆濾過による洗浄効果には補充液温度が影響を及ぼし、高い温度での逆濾過が濾過性能回復に効果的であることがわかった。間歇補充型血液透析濾過実験では、透析液の流れを通常の向流のままで逆濾過を行う「向流逆濾過」と、逆濾過時のみ並流に切り替える本研究独自の「並流逆濾過」について、膜の洗浄効果の違いを溶質除去性能の観点から評価した。溶質除去性能維持に効果的な逆濾過方式は血液浄化器の膜素材によって異なり、ポリスルホン製の膜では向流逆濾過、ポリメチルメタクリレート製の膜では並流逆濾過が有効であることが示された。また、本研究で着目する逆濾過によるファウリング解消の評価に加えて、水系でファウリングを擬似的に再現した様々な膜面積および膜素材の血液浄化器の性能評価を行った。この検討により、大膜面積モデルほどファウリングによる性能低下の影響を受けにくいことが示された。