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人工腎臓治療をさらに発展させるためには、血液から病因物質のみを取り除くシステムか、透析後の透析液から有用な溶質を回収して血液に戻すという尿細管機能を実現するシステムを構築する必要がある。
本研究では、携帯型人工腎臓の開発を目指して、使用後の透析液に含まれているイオン(特にNaCl)と尿素を分離し、イオンを回収することを目的とした。そこで、イオン選択性を有する液体膜を用い、電位差を推進力とした透析システムで、尿素とNaClの分離およびNaClの濃縮を試みた。逆ミセルを形成させた有機溶液およびキレートを溶解させた有機溶液をPTFE膜に含浸させて液体膜として使用した。その結果、逆ミセル液体膜では、電位差を与えなくてもNaClの透過速度は尿素のそれよりも大きくなり、電位差を与えることでNaClの透過速度は向上した。キレート溶液を用いた場合には、逆ミセルより含浸膜の安定性は優れていたが、電位差を与えないと尿素とNaClの透過速度に差が生じなかった。そこで、逆ミセル含浸型液膜を用いて、電気透析を模倣した三連式セルを作製した。外側の二層間に推進力として電位をかけ、一定時間経過後のNaClと尿素の移動量を求めた。NaClは中央の層で増加し、尿素の移動量はNaClに比べて少なかったことから、同様の操作を繰り返すか、同様の装置をいくつか接続して連続操作することによって、NaClと尿素を分離し、NaClを濃縮することが可能になる。
以上の結果より、逆ミセル液体膜を用い、電気透析を模倣したシステムによって、NaClと尿素の混合溶液からNaClを分離、濃縮できることが分かった。このような分離システムは、尿細管機能を再現したり、使用後の透析液から有用な溶質を回収し、それを血液に戻すことを可能にする。
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