さてさて、皆様ご無沙汰しております。
筆者はこの1ヶ月何をしていたかと申しますと、筆者が開発したiOS/Android OSアプリである「DialysisManager」の開発に勤しんでいました。
また、仕事に関して言えば、8度目の転職をする事となり、筆者は現在有給消化中となります。
で、やっとアプリも仕事も一段落したので久しぶりにブログを書こうかと思った次第です。
さて、今回はPMMA：ポリメチルメタクリレート膜についての論文をご紹介。
敗血症性ショックや重症炎症で「サイトカインを下げたい」という話は日常的に出てきます。一方で、血液浄化でサイトカインが下がったとき、それが拡散（透析）なのか、対流（濾過）なのか、吸着なのかは案外あいまいなまま議論されがちです。
今回紹介するHayashiらのin vitro研究は、PMMA（polymethylmethacrylate）膜のサイトカイン除去において、(1)膜面積が“速度”に与える影響、そして””(2)サイトカインが膜のどこに存在するか（膜内分布）””に踏み込んだ点が特徴です。
この記事で分かること（Take-home 3つ）
- PMMAヘモフィルタは、透析（QD）も濾過（QF）もかけなくてもIL-6が低下する（＝吸着の寄与が大きい設計で示された）。
- 膜面積が大きいほど、IL-6が””「半分になるまでの時間（T50）」が短い””＝初動が速い。
- NanoSIMS観察から、IL-6が血液側表面だけでなく膜の内部方向にも広く分布している可能性が示唆された。
背景：サイトカイン除去は「3原理」が混ざる
敗血症ではサイトカイン過剰産生が臓器障害や死亡に関与し、循環血中サイトカインを低下させる試みとして血液浄化が検討されてきました。サイトカイン除去の原理は大きく拡散・対流・吸着に分けられます。
PMMA膜は従来から「吸着する膜」として知られ、対称構造で平均孔径15nmに制御され、10–30kDa付近の分子を捕捉しやすいこと、膜自体が弱疎水性でタンパクとの疎水相互作用が吸着に寄与し得ることが述べられています。
ただし、「膜面積が大きいほど吸着性能が上がるはず」という直感はあっても、面積依存性（とくに“速度”）をシンプルな形で比較したデータは十分ではない—これが本研究の問題意識です。
研究目的：この論文が見に行った2点
本研究の目的は明確です。
- PMMAヘモフィルタにおける膜面積とサイトカイン（主にIL-6）吸着性能の関係
- サイトカインが膜と接触した後、膜内部でどのように分布するか（NanoSIMSを用いた推定）
方法：ポイントは「QD/QFなし」で吸着を見に行ったこと
IL-6吸着試験（膜面積比較）
PMMAヘモフィルタ（HEMOFEEL CH）4種類：0.3 / 0.6 / 1.3 / 1.8 m²を用い、牛血漿1LにIL-6を添加（理論 10,000 pg/mL）して閉鎖回路で循環しました。条件はQB 100 mL/min、37℃、24時間。ここで重要なのは、””QD（透析液流量）とQF（濾過）を“かけない”””ことです。
評価指標は除去率に加え、””T50（初期濃度が50%になるまでの時間）””を残存率グラフから決めています。
医療者向けに言い換えると：
「拡散でも対流でもなく、“通過中に膜へ吸着した分だけ”濃度が下がる」状況を作って、吸着の寄与を強めた設計です。
IL-8/IL-10/TNF-α（追加検証）
FBSにIL-8/IL-10/TNF-αを各1µg添加し、CH-1.8Wで4時間まで追跡しています。
NanoSIMS：膜内分布の推定（“見える化”への挑戦）
CH-1.8Wから中空糸を抜き、ミニモジュール（2本×5cm、膜面積0.754 cm²）を作成。PBS中のIL-6（20 µg/mL）を24時間循環し、膜断面を作ってNanoSIMSで観察しています。ここでは””12C14N−（窒素含有有機物）””をIL-6の指標として用いています（PBS中でIL-6以外のタンパクがない前提）。
結果：除去率より「T50」が臨床感覚に近い
IL-6：膜面積が大きいほど“速い”
24時間後のIL-6除去率は、0.3→0.6→1.3→1.8 m²で 74% / 84% / 89% / 89%。
この数字だけだと「1.3と1.8は同じ」に見えます。
しかし本研究のキモはT50です。
T50は、486±25 / 175±16 / 104±6.7 / 88±20 分（p<0.01）。膜面積が大きいほど半分まで落ちる時間が短い＝初動が速いことが示されました。
Fig.2（3ページ）では、面積が大きいフィルタほど曲線の立ち下がりが急であることが視覚的にも分かります。
臨床的な含意（※この論文自体は臨床効果を示していない点に注意）：
「高濃度サイトカイン状態で、まず早期に“半分まで落とす”」という概念に対し、面積が“到達速度”を左右する可能性が示唆されます。
IL-8 / IL-10 / TNF-α：落ち方は同じではない
CH-1.8Wで4時間後の除去率は、IL-8 87%、IL-10 85%、TNF-α 54%。
T50は、IL-8 20分、IL-10 44分、TNF-α 200分。
つまり、同じPMMAでもターゲット分子によって“速さ/落ちやすさ”が違う。TNF-αは比較的落ちにくい側として示されました。
NanoSIMS：IL-6は膜表面だけでなく“膜内へ”分布する可能性
膜断面のNanoSIMS画像では、12C14N−シグナルが血液側から透析側へ向かって膜全体に分布し、血液側表面で最も強く、透析側へ向けて減衰するプロファイルが示されています。
この視覚情報がFig.4-5（4–5ページ）です。
従来、PMMAの吸着は「入口/出口で濃度が下がる」「循環で時間とともに下がる」「濾液に出にくい」など、間接証拠で語られることが多かったのに対し、著者らは膜内に存在しているかもしれないという形で一歩踏み込んでいます。
考察：なぜ“膜面積で速さが変わる”のか（機序の整理）
著者らは、PMMA膜の構造特性として
- 対称構造で血液側から透析側へ連続する多孔構造
- 孔径は約15nmで相互に連結
- PMMA膜は弱疎水性で、IL-6のような数nmスケール分子が孔へ入りやすい
を挙げ、効率的吸着に寄与すると説明しています。
さらに、もしサイトカインが孔構造全体に吸着するなら、単なる“見かけの膜面積”だけでなく、内部孔の総表面積も性能に関わる可能性がある、と示唆しています。
ここは医療者向け記事として重要で、現場の会話が「面積」だけに寄りすぎると、膜材質・孔構造・内部表面積という本質を落としがちです。
本研究は「面積を増やすと初動が速い」という見え方を提示しつつ、背景に“孔構造全体が効いているかもしれない”という視点も残しています。
「QD/QFなし」でも吸着が起きることの意味（運用の観点）
本研究では、QD/QFを用いずに“通すだけ”で吸着が起きた点から、QD/QFが吸着に必須ではないことを強調しています。これにより、臨床では別途必要な透析・濾過を否定するものではないものの、濾過量増加がフィルタ寿命短縮や置換液負担、廃棄物増加につながるといった現場課題を踏まえた議論が展開されています。
読者への一言：
「サイトカイン狙い＝とにかく濾過量を盛る」ではなく、膜特性（吸着）をどう活かすか、という発想の整理に使えるデータです。
限界：この論文は“臨床効果”を示していない
著者らは限界を具体的に述べています。
- 溶媒が牛血漿/FBSであり全血ではない。血小板・白血球の付着や孔閉塞で吸着性能が低下し得るため、臨床結果は本データから直接導けない。
- 面積依存性を検証したのはIL-6のみ。
- NanoSIMSは24h単一点、線速度が臨床と異なる、そしてIL-6特異シグナルではなく12C14N−を見ている。
- 利益相反：著者全員がToray Industriesの社員。
この限界を押さえた上で、「それでも吸着特性の“理解”には価値がある」という立ち位置が妥当です。
まとめ：臨床の会話を整理するための“良いin vitro論文”
Hayashiら（2025）は、PMMAヘモフィルタのサイトカイン吸着を、拡散・対流の影響を極力排した条件で評価し、以下を示しました。
- PMMAは“通すだけ”でもIL-6が低下し得る（吸着の寄与を示しやすい設計）。
- 膜面積が大きいほど、IL-6のT50が短くなり、初動が速い。
- NanoSIMSの12C14N−シグナルから、IL-6が膜表面だけでなく内部方向にも分布し、孔構造全体で吸着している可能性が示唆された。
臨床導入の有効性を直接示す論文ではありませんが、「PMMAは吸着する」を“どれくらい速く・どこで起きていそうか”という解像度で語れるようにしてくれる、現場の説明材料として使いやすい研究です。
あとがき
さてさて、今回は筆者の大好きPMMA膜に関する新知見を解説した記事となりました。
個人的に、CRRTで使う膜にはCH-1.8Wを使うのが大好きです。必ず48時間で回路交換をしています。
これまでは吸着の作用より、濾過などによりサイトカインの除去が勝っているのではないか？と思われていました。しかし、実は膜面積が大きい方が、吸着速度は速いという事実が示された訳です。
筆者も実臨床の肌感覚から、””膜が大きい方が炎症は抑えている。””という考えから1.8Wを使っていました（実際にデータを見たことがあります。凄かったですね）。
実臨床を示した訳ではないとはいえ、これは炎症のある症例についてはとても大きな知見であると考えています。
それでは今回はこの辺で。ではまた～。
引用文献
１）Hayashi et al.;Cytokine adsorption properties of a polymethylmethacrylate (PMMA) hollow‑fiber membrane: an in vitro study.;Renal Replacement Therapy (2025) 11:92
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