JP2010082068A - 血液適合性の評価・検査用の血液回路および循環システム - Google Patents
血液適合性の評価・検査用の血液回路および循環システム Download PDFInfo
- Publication number
- JP2010082068A JP2010082068A JP2008252828A JP2008252828A JP2010082068A JP 2010082068 A JP2010082068 A JP 2010082068A JP 2008252828 A JP2008252828 A JP 2008252828A JP 2008252828 A JP2008252828 A JP 2008252828A JP 2010082068 A JP2010082068 A JP 2010082068A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- blood
- circuit
- evaluation
- circulation system
- volume
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 239000008280 blood Substances 0.000 title claims abstract description 84
- 210000004369 blood Anatomy 0.000 title claims abstract description 84
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 230000004087 circulation Effects 0.000 title claims description 19
- 238000007689 inspection Methods 0.000 title abstract description 7
- 238000012360 testing method Methods 0.000 claims abstract description 32
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000700 radioactive tracer Substances 0.000 claims abstract description 28
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 25
- 230000014508 negative regulation of coagulation Effects 0.000 claims abstract description 17
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 9
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims abstract description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 14
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 claims description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 claims description 4
- 239000004227 calcium gluconate Substances 0.000 claims description 3
- 229960004494 calcium gluconate Drugs 0.000 claims description 3
- 235000013927 calcium gluconate Nutrition 0.000 claims description 3
- NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L calcium;2,3,4,5,6-pentahydroxyhexanoate Chemical compound [Ca+2].OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O.OCC(O)C(O)C(O)C(O)C([O-])=O NEEHYRZPVYRGPP-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 3
- 239000001509 sodium citrate Substances 0.000 claims description 3
- NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K sodium citrate Chemical compound O.O.[Na+].[Na+].[Na+].[O-]C(=O)CC(O)(CC([O-])=O)C([O-])=O NLJMYIDDQXHKNR-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 3
- 230000017531 blood circulation Effects 0.000 abstract description 16
- 238000000338 in vitro Methods 0.000 abstract description 7
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 abstract 1
- 239000012510 hollow fiber Substances 0.000 description 12
- 239000003146 anticoagulant agent Substances 0.000 description 10
- 229940127219 anticoagulant drug Drugs 0.000 description 10
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 10
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 8
- FDJOLVPMNUYSCM-UVKKECPRSA-L cobalt(3+);[(2r,3s,4r,5s)-5-(5,6-dimethylbenzimidazol-1-yl)-4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)oxolan-3-yl] [(2r)-1-[3-[(2r,3r,4z,7s,9z,12s,13s,14z,17s,18s,19r)-2,13,18-tris(2-amino-2-oxoethyl)-7,12,17-tris(3-amino-3-oxopropyl)-3,5,8,8,13,15,18,19-octamethyl-2,7, Chemical compound [Co+3].N#[C-].C1([C@H](CC(N)=O)[C@@]2(C)CCC(=O)NC[C@@H](C)OP([O-])(=O)O[C@H]3[C@H]([C@H](O[C@@H]3CO)N3C4=CC(C)=C(C)C=C4N=C3)O)[N-]\C2=C(C)/C([C@H](C\2(C)C)CCC(N)=O)=N/C/2=C\C([C@H]([C@@]/2(CC(N)=O)C)CCC(N)=O)=N\C\2=C(C)/C2=N[C@]1(C)[C@@](C)(CC(N)=O)[C@@H]2CCC(N)=O FDJOLVPMNUYSCM-UVKKECPRSA-L 0.000 description 7
- 230000014759 maintenance of location Effects 0.000 description 7
- 239000000230 xanthan gum Substances 0.000 description 7
- 229920001285 xanthan gum Polymers 0.000 description 7
- 229940082509 xanthan gum Drugs 0.000 description 7
- 235000010493 xanthan gum Nutrition 0.000 description 7
- 208000007536 Thrombosis Diseases 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 5
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 5
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 5
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 5
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N Heparin Chemical compound OC1C(NC(=O)C)C(O)OC(COS(O)(=O)=O)C1OC1C(OS(O)(=O)=O)C(O)C(OC2C(C(OS(O)(=O)=O)C(OC3C(C(O)C(O)C(O3)C(O)=O)OS(O)(=O)=O)C(CO)O2)NS(O)(=O)=O)C(C(O)=O)O1 HTTJABKRGRZYRN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000023555 blood coagulation Effects 0.000 description 4
- 230000015271 coagulation Effects 0.000 description 4
- 238000005345 coagulation Methods 0.000 description 4
- 239000000306 component Substances 0.000 description 4
- 239000012153 distilled water Substances 0.000 description 4
- 229960002897 heparin Drugs 0.000 description 4
- 229920000669 heparin Polymers 0.000 description 4
- 102000015081 Blood Coagulation Factors Human genes 0.000 description 3
- 108010039209 Blood Coagulation Factors Proteins 0.000 description 3
- 238000002835 absorbance Methods 0.000 description 3
- 239000003114 blood coagulation factor Substances 0.000 description 3
- 238000011088 calibration curve Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 3
- 238000004382 potting Methods 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N Dimethylsulphoxide Chemical compound CS(C)=O IAZDPXIOMUYVGZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229940019700 blood coagulation factors Drugs 0.000 description 2
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 2
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 description 2
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 229950009865 nafamostat Drugs 0.000 description 2
- MQQNFDZXWVTQEH-UHFFFAOYSA-N nafamostat Chemical compound C1=CC(N=C(N)N)=CC=C1C(=O)OC1=CC=C(C=C(C=C2)C(N)=N)C2=C1 MQQNFDZXWVTQEH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 2
- 229920003229 poly(methyl methacrylate) Polymers 0.000 description 2
- 239000004926 polymethyl methacrylate Substances 0.000 description 2
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 2
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 2
- 230000037452 priming Effects 0.000 description 2
- 238000007711 solidification Methods 0.000 description 2
- 230000008023 solidification Effects 0.000 description 2
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 2
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 231100000987 absorbed dose Toxicity 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 230000002965 anti-thrombogenic effect Effects 0.000 description 1
- 239000012620 biological material Substances 0.000 description 1
- 239000012503 blood component Substances 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 238000003889 chemical engineering Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 210000003734 kidney Anatomy 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000012567 medical material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 210000000056 organ Anatomy 0.000 description 1
- 230000002572 peristaltic effect Effects 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 230000020971 positive regulation of blood coagulation Effects 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 238000012372 quality testing Methods 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- External Artificial Organs (AREA)
Abstract
【課題】 本発明は、抗血液凝固活性を有する基材からなる、体外循環用モジュールなどの医療用デバイスの性能や品質を正しく評価または検査することが可能な血液流れの良好な血液回路、ならびに該デバイスおよび該回路を含む循環システム、さらには該システムを用いたin vitro評価方法を提供することをその課題とする。
【解決手段】 トレーサー応答試験において拡散モデルによる解析を行うとき、応答曲線の曲線下面積に対する、規格化した無次元時間φの2以上の比率が0.2以下であることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
【選択図】図2
【解決手段】 トレーサー応答試験において拡散モデルによる解析を行うとき、応答曲線の曲線下面積に対する、規格化した無次元時間φの2以上の比率が0.2以下であることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
【選択図】図2
Description
本発明は、抗血液凝固活性が付与された材料の血液適合性について、主にin vitroで評価や検査する時に用いる、血液回路および循環システム、ならびにこれらを用いた評価方法に関するものである。
医療分野で用いられる血液回路のみならず、抗血液凝固活性が付与された材料の開発において性能評価や品質検査に用いられる血液回路には高い血液適合性が求められることから、血液回路内での血栓形成を軽減する必要がある。血栓形成は血液と回路基材との接触によって引き起こされるほか、よどみなど流れ場の問題によっても引き起こされる。医療分野で用いられる既存血液回路はコネクタ、チャンバーなど様々な部品からなり、部品と部品の接続部、回路内径が変化する部分ではよどみが生じる。医療現場ではヘパリンやメシル酸ナファモスタットなどの抗凝固剤を用いるため、血液と回路基材との接触やよどみ部分での滞留による血液成分の活性化が抑えられ、凝固することなく循環することができる。しかし、抗血液凝固性材料の評価・検査においては、材料そのものの抗凝固性能を調べるために抗凝固剤を使用できず、医療現場で使用されている既存の血液回路を、材料の評価・検査にそのまま用いると回路内で凝固が起こって評価や検査が不可能であった。このような問題を解決するために、例えば、回路中の連結部の内径と肉厚を同一にし、端面同士を密着させることにより段差をなくし、接続部での血液の滞留を防ぐ技術が開示されている(特許文献1参照)。その他、血液回路をヘパリンコーティングすることにより血液適合性化、抗血栓性化する技術も開示されている(特許文献2参照)。一方、心肺バイパスのin vitroでの評価として、開放系または閉鎖系回路に抗凝固剤であるヘパリンを添加したヒト血液を循環させる方法が報告されている(非特許文献1参照)。ヘパリン添加血液を用いたin vitro評価は他に、抗血液凝固活性が付与された医療用コネクタ用基材の評価が報告されている(非特許文献2参照)。上述のとおり、血液回路の血液適合性を向上させる試みは種々行われているが、十分であるとは言い難く、またこれらの技術では、評価に抗凝固剤の添加により凝固が起こりにくい状態にした血液を用いており、生体に近い条件ではないという欠点もある。以上のことから、抗凝固材料の性能評価や品質検査を行うのにふさわしい、血栓の形成しない回路や評価方法は未だに知られていない。
特開2003−320037号公報
特開2004−8693号公報
Artificial organs. 1999 23(6), pp.547-551
Journal of biomaterials applications. 2002 17(1), pp.5-17
抗血液凝固活性が付与された基材を用いて作製した医療用デバイスを回路に装着し、ヘパリンやメシル酸ナファモスタットなどの抗凝固剤を添加しない条件下で主にin vitroで血液循環を行った場合、回路内での血栓形成が起こり、該基材の性能や品質を正しく評価または検査することが不可能であるという問題があった。このため、回路内での血栓形成を防ぐことが求められた。本発明は、かかる欠点を改良し、抗血液凝固活性を有する基材からなる、体外循環用モジュールなどの医療用デバイスの性能や品質を正しく評価または検査することが可能な血液流れの良好な血液回路、ならびに該デバイスおよび該回路を含む循環システム、さらには該システムを用いた評価方法を提供することをその課題とする。
発明者らは、血液の滞留が無く、流れの良い回路を検討した結果、回路の構成や線速度を制御することによって、血液に抗凝固剤を添加しなくても血栓を形成しない血液回路を見出した。本発明は下記の構成からなる。
1.トレーサー応答試験において拡散モデルによる解析を行うとき、応答曲線の曲線下面積に対する、規格化した無次元時間φの2以上の比率が0.2以下であることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
2.該回路中の主回路体積を1としたとき、主回路以外の体積が1.5以下であることを特徴とする前記1に記載の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
3.前記1または2に記載の血液適合性の評価・検査用の回路および抗血液凝固活性が付与された基材を用いたモジュールからなる循環システム。
4.前記3に記載の循環システム内に、クエン酸ナトリウムおよびグルコン酸カルシウムを含有する血液を循環させて行う、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価または検査方法。
5.循環システムに流れる流体の線速度が120〜230cm/minであることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の前記4に記載の評価または検査方法。
1.トレーサー応答試験において拡散モデルによる解析を行うとき、応答曲線の曲線下面積に対する、規格化した無次元時間φの2以上の比率が0.2以下であることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
2.該回路中の主回路体積を1としたとき、主回路以外の体積が1.5以下であることを特徴とする前記1に記載の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
3.前記1または2に記載の血液適合性の評価・検査用の回路および抗血液凝固活性が付与された基材を用いたモジュールからなる循環システム。
4.前記3に記載の循環システム内に、クエン酸ナトリウムおよびグルコン酸カルシウムを含有する血液を循環させて行う、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価または検査方法。
5.循環システムに流れる流体の線速度が120〜230cm/minであることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の前記4に記載の評価または検査方法。
本発明により提供される流れの良好な血液回路を用いると、抗血液凝固活性を有する材料の血液適合性をin vitroでも正しく評価または検査することが可能となり、その結果、安定した品質の製品を市場に供給し、医療現場に安全で安心できる診断・治療を提供できるだけでなく、より高性能の医療用材料、医療用デバイスの創出に結びつけることができる。
本発明におけるトレーサー応答試験において拡散モデルによる解析を行うとき、応答曲線の曲線下面積に対する、規格化した無次元時間φの2以上の比率が0.2以下である血液回路とは、回路中の血液滞留部分の少ない、流れの良い血液回路である。臨床で使用する血液回路はチューブの他に、血管への空気混入を避けるためのチャンバーやコネクタなどの構成部品からなるが、構成部品が多いほど血液滞留部分は増加する。血液滞留部分では血液のよどみがおこり、血液凝固因子が活性化され、回路内での凝固が促進される。また、チャンバー内での血液と空気との接触や、構成部品とチューブとの接続部における内径の変化も、回路内での血液凝固因子の活性化を引き起こす要因となる。本発明ではこれらの構成部品を極力少なくしチューブの占める割合が多い回路とすることで、抗凝固剤を添加しない血液を用いて抗血液凝固活性を有する材料の血液適合性を評価できることを見いだし、課題を解決するに至ったものである。
本発明において、主回路体積とは、チューブ体積を指し、主回路以外の体積とは、チューブ以外、例えばチャンバー等の体積を指す。主回路以外の体積が大きすぎる場合、例えばチャンバーの体積が大きい、チャンバー個数が多い場合、チャンバー内で血液が空気と接触する機会が増大し、またチャンバーと主回路の接続部において回路内径が変化し、血液のよどみが生じる。空気との接触やよどみはいずれも回路での血液凝固の原因となることから、主回路以外の体積の主回路の体積に対する比率が1.5以下であることが好ましく、1以下であることが更に好ましい。従来の血液回路においては、チャンバーやコネクタを通常通り用いると、主回路以外の体積の主回路の体積に対する比率が上記数値範囲を超えるものとなり、その結果、空気との接触、よどみが生じやすい回路となっていた。これは、血液回路内に相当量の空気が入ると、循環時間に影響することが必至である、という常識的な考えに基づいていた。しかしながら、本発明の検討において、回路内に相当量の空気が入っても循環時間に影響しない、という事実に到ったことにより、従来、評価モジュールに空気が入り凝固が促進されることを防止するために使用していたチャンバーが無くとも、回路として使用可能であることを確認した。さらにヒト血液循環試験における循環終点を「循環不可能となる時間」(例えば、チューブの両端をつないだ部分が圧上昇により外れる時間)と設定することで、モジュールまたは回路圧力測定や、凝固因子等の経時測定を不要とし、圧力測定やサンプリングのための回路へのチューブ接続に必要なコネクタを減らすことにより、上記範囲を達成できるものとした。本発明の血液回路に用いるチューブの材質は特に限定しないが、ポンプとの長時間接触に耐えうるものであることが好ましい。また、本発明の血液回路に用いるチューブの内径および外径は使用するポンプや接続するモジュール、および血液流量に応じて決めることができ、特に限定しない。
本発明の血液回路を用いた評価において、回路への血液の導入方法は特に限定しないが、例えば、回路チューブの一端を血液の入った容器に入れ、ポンプを使って回路内に血液を導入し、反対側の一端まで血液が達した時点でポンプを止め、回路の末端同士を接続してもよい。かかる方法により、チャンバーから血液を添加する方法を採る必要がなくなり、チャンバーの使用数をより減少させることが可能となる。
本発明のトレーサー応答試験とは、流体の混合特性の評価法の一つであるインパルス応答法に基づくものである。トレーサー応答試験は、流体が一定の流量で定常的に流入、流出している回路の入口からトレーサーを瞬時的に注入し、回路出口から排出されるトレーサー濃度を経時的に測定することにより行う。測定は以下の方法により行う。ポンプを用いて回路に0.35g/Lキサンタンガム水溶液(以下、キサンタンガム水溶液)を5.6mL/minの流量で通液し、いったん通液を止める。トレーサーとしてビタミンB12を0.1g/Lの濃度でキサンタンガム水溶液に溶解させた溶液(以下、ビタミンB12溶液)を上記と同じ流量で回路入口から5秒間、通液する。再度、回路にキサンタンガム水溶液を上記と同じ流量で通液し、トレーサーの注入を開始した時点を0秒として回路出口から排出される溶液を、容器1本あたり10秒間ずつ採取する。採取した溶液の360nmにおける吸光度を測定する。予め、任意の濃度に調製したビタミンB12溶液の360nmでの吸光度を測定し、結果を検量線として用い、検量線から採取した溶液中のビタミンB12濃度を算出する。
トレーサー応答試験における解析には、化学工学において公知の拡散モデルを用いる。すなわち、トレーサー応答試験の結果から、トレーサー注入後の時間を回路での平均滞留時間で規格化した無次元時間φを用いて、回路出口から排出されるトレーサー濃度の変化を関数E(φ)で表す。
トレーサー応答試験における解析には、化学工学において公知の拡散モデルを用いる。すなわち、トレーサー応答試験の結果から、トレーサー注入後の時間を回路での平均滞留時間で規格化した無次元時間φを用いて、回路出口から排出されるトレーサー濃度の変化を関数E(φ)で表す。
無次元時間φおよび無次元濃度E(φ)は、以下の手順により計算する。すなわち、回路の容積をV(cm3)、流量をv(cm3/S)、トレーサー注入後の時間をtとすると、回路の平均滞留時間tmはtm=V/vで表され、tmで規格化した無次元時間はφ=t/tmにより表される。回路出口からのトレーサー濃度をcとすると、無次元濃度E(φ)はE(φ)=c/c0により表される。ただし、
とする。次いで、無次元濃度E(φ)を縦軸、無次元時間φを横軸とした応答曲線を描く。血液回路の理想流れはφ=1においてトレーサー全量が瞬間的に流出するピストン流れである。もうひとつの理想流れは完全混合である、装置の中でトレーサーが完全に混合されている状態である。実際の回路内の流れはピストン流れと完全混合の中間である。
血液回路に滞留部分がある場合、応答曲線にはテーリングがみられる。テーリングの程度を数値化するため、以下の計算を行う。すなわち、トレーサー応答試験によって得られた応答曲線の曲線下面積を、台形の面積として近似的に求める。例えば、無次元時間のある時点aでの無次元濃度をE(φ)a時点bでの無次元濃度をE(φ)bとすると、aからbまでの曲線下面積Sは、
血液回路に滞留部分がある場合、応答曲線にはテーリングがみられる。テーリングの程度を数値化するため、以下の計算を行う。すなわち、トレーサー応答試験によって得られた応答曲線の曲線下面積を、台形の面積として近似的に求める。例えば、無次元時間のある時点aでの無次元濃度をE(φ)a時点bでの無次元濃度をE(φ)bとすると、aからbまでの曲線下面積Sは、
で近似的に計算される。続いて、無次元時間φの2以上の曲線下面積の全曲線下面積に対する比率を計算する。無次元時間φの2以上の面積比率は血液回路の滞留の程度を示すものであり、この比率が大きすぎると血液回路の滞留部分が増大し、回路での血液凝固が起こりやすくなることから、0.2以下であることが好ましく、0.15以下であることが更に好ましい。本発明におけるモジュールは、上記抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料が中空糸等の形態でプラスチック製のケース等に内蔵されてなるものであるが、図1に示すように、一般的な中空糸型透析器同様に中空糸の内側に通ずるポート(血液ポート)を2個と外側に通ずるポート(透析液ポート)を2個有するモジュールケースと、このケースの両端にポッティング剤によって固定された中空糸とを含んでなるものが例示される。本発明における循環システムは、上記血液回路、上記モジュールおよびポンプを含んでなるものである。
本発明における線速度の計算方法は、流量を断面積で除すことにより求める。例えば、直径2mmのチューブを用いた回路の場合、断面積は0.0314cm2であるから、流量が5.6mL/minであれば、線速度は178cm/minと計算される。
線速度は、大きすぎると材料やデバイスの評価に適用したときに材料やデバイスと血液との接触時間が減り、材料やデバイスの抗血栓性が発揮されない。一方、小さすぎると材料やデバイス以外の部分、すなわち回路と接触する時間が増え、回路での血液凝固が起こりやすくなることから、120cm/min以上、230cm/min以下が好ましく、140cm/min以上、210cm/min以下であることが更に好ましい。
本発明の血液回路を用いて評価または検査される、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料は、医療用デバイスとして好適に用いることができる。医療用デバイスの例として人工腎臓、カテーテル等が挙げられる。
本発明の血液回路を用いて評価または検査される、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料は、医療用デバイスとして好適に用いることができる。医療用デバイスの例として人工腎臓、カテーテル等が挙げられる。
以下、実施例を挙げて本発明の血液回路と循環システム、in vitro評価方法について説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。
(中空糸ミニモジュールの作製)
iso−PMMA5重量部とsyn−PMMA20重量部を、ジメチルスルホキシド75重量部に加え、110℃で8時間撹拌し製膜原液を得た。この製膜原液をオリフィス型二重円筒型口金から吐出し、空気中を300mm通過させた後、水100%の凝固浴中に導き中空糸を得た。この際、内部注入気体として乾燥窒素を用いた。得られた中空糸の内径は0.2mmであり、膜厚は0.03mmであった。この中空糸を50本束ね、中空糸中空部が閉塞しないように留意しつつその両末端をエポキシ系ポッティング剤でモジュールケースに固定し、図1に示すミニモジュール(図1)を作成した。該ミニモジュールの直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸型透析器同様に中空糸の内側に通ずるポート(血液ポート)を2個と外側に通ずるポート(透析液ポート)を2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄し、4ヶ所のポートを密栓し蒸留水を充填した状態でγ線照射した。このときγ線の吸収線量は25kGyであった。その後、該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を、ペリスタポンプを用いて25℃の温度の蒸留水及び生理食塩水、各300mLを流速10mL/minで流して洗浄し、中空糸ミニモジュール(以下、ミニモジュールと略す。)を得た。蒸留水洗浄と生理食塩水洗浄は同時ではない。
(トレーサー応答試験)
以下に示す回路(1)〜(3)を用いてトレーサー応答試験を行った。すなわち、チューブをポンプに接続し、5.6mL/minの流量で0.346g/Lキサンタンガム水溶液を流した。チューブの一端からビタミンB12を0.1g/Lの濃度でキサンタンガム水溶液に溶解させた液を0.47mL注入し、もう一端から出てくる液を10秒ずつ採取した。採取溶液の吸光度を波長360nmで測定し、検量線からビタミンB12濃度を算出した。以下の式により、無次元濃度E(φ)および無次元時間φを計算した。
E(φ)(濃度)(μg/mL)=ビタミンB12注入量(μg)/回路のプライミング体積(mL)
φ=実時間(sec)/(回路のプライミング体積(mL)/流量(mL/min)×60)
E(φ)=実濃度/E(φ)(濃度)
(ヒト血液循環実験)
回路(1)〜(3)を用いてヒト血液循環実験を行った。すなわち、ポンプを用いて5.6mL/minの流速でヒト血液を回路(1)の一端から導入し、血液が回路全体に満たされた時点で回路の先端同士を接続し、ヒト血液を循環させた。ヒト血液は健常ボランティアから採血し、クエン酸ナトリウムを血液に対して1:9の割合で混合し、循環直前に8.5%グルコン酸カルシウム溶液を血液1mLに対して43.6μLの割合で添加した。回路において、血液凝固により循環不可能となるまでの循環時間の平均を「平均循環時間」として求めた。
(実施例1)
内径2mm、外径4mmのシリコン製チューブを長さ61.5cmに切断し、回路(1)を作製した(図2)。主回路であるシリコンチューブの体積は回路(1)で2.6cm3、であった。主回路以外の部分であるチャンバーの体積は4cm3であったことから、チューブ体積を1としたときの主回路以外の部分の体積は表1に示す通りであった。
iso−PMMA5重量部とsyn−PMMA20重量部を、ジメチルスルホキシド75重量部に加え、110℃で8時間撹拌し製膜原液を得た。この製膜原液をオリフィス型二重円筒型口金から吐出し、空気中を300mm通過させた後、水100%の凝固浴中に導き中空糸を得た。この際、内部注入気体として乾燥窒素を用いた。得られた中空糸の内径は0.2mmであり、膜厚は0.03mmであった。この中空糸を50本束ね、中空糸中空部が閉塞しないように留意しつつその両末端をエポキシ系ポッティング剤でモジュールケースに固定し、図1に示すミニモジュール(図1)を作成した。該ミニモジュールの直径は約7mm、長さは約12cmであり、一般的な中空糸型透析器同様に中空糸の内側に通ずるポート(血液ポート)を2個と外側に通ずるポート(透析液ポート)を2個有している。該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を蒸留水にて洗浄し、4ヶ所のポートを密栓し蒸留水を充填した状態でγ線照射した。このときγ線の吸収線量は25kGyであった。その後、該ミニモジュールの中空糸およびモジュール内部を、ペリスタポンプを用いて25℃の温度の蒸留水及び生理食塩水、各300mLを流速10mL/minで流して洗浄し、中空糸ミニモジュール(以下、ミニモジュールと略す。)を得た。蒸留水洗浄と生理食塩水洗浄は同時ではない。
(トレーサー応答試験)
以下に示す回路(1)〜(3)を用いてトレーサー応答試験を行った。すなわち、チューブをポンプに接続し、5.6mL/minの流量で0.346g/Lキサンタンガム水溶液を流した。チューブの一端からビタミンB12を0.1g/Lの濃度でキサンタンガム水溶液に溶解させた液を0.47mL注入し、もう一端から出てくる液を10秒ずつ採取した。採取溶液の吸光度を波長360nmで測定し、検量線からビタミンB12濃度を算出した。以下の式により、無次元濃度E(φ)および無次元時間φを計算した。
E(φ)(濃度)(μg/mL)=ビタミンB12注入量(μg)/回路のプライミング体積(mL)
φ=実時間(sec)/(回路のプライミング体積(mL)/流量(mL/min)×60)
E(φ)=実濃度/E(φ)(濃度)
(ヒト血液循環実験)
回路(1)〜(3)を用いてヒト血液循環実験を行った。すなわち、ポンプを用いて5.6mL/minの流速でヒト血液を回路(1)の一端から導入し、血液が回路全体に満たされた時点で回路の先端同士を接続し、ヒト血液を循環させた。ヒト血液は健常ボランティアから採血し、クエン酸ナトリウムを血液に対して1:9の割合で混合し、循環直前に8.5%グルコン酸カルシウム溶液を血液1mLに対して43.6μLの割合で添加した。回路において、血液凝固により循環不可能となるまでの循環時間の平均を「平均循環時間」として求めた。
(実施例1)
内径2mm、外径4mmのシリコン製チューブを長さ61.5cmに切断し、回路(1)を作製した(図2)。主回路であるシリコンチューブの体積は回路(1)で2.6cm3、であった。主回路以外の部分であるチャンバーの体積は4cm3であったことから、チューブ体積を1としたときの主回路以外の部分の体積は表1に示す通りであった。
続いて、回路(1)を用いて、トレーサー応答試験、ヒト血液循環実験を行った。続いて、ミニモジュールと接続し、ヒト血液循環実験を行った。結果を表1に示す。
(実施例2)
実施例1と同一素材のチューブの一端から10cmの位置にポリ塩化ビニル製チャンバーを取り付け、チャンバーを含む全長が61.5cmとなるような回路(2)を作製した(図3)。主回路であるシリコンチューブの体積は回路(2)で2.4cm3であった。主回路以外の部分であるチャンバーの体積は4cm3であったことから、チューブ体積を1としたときの主回路以外の部分の体積は表1に示す通りであった。
(実施例2)
実施例1と同一素材のチューブの一端から10cmの位置にポリ塩化ビニル製チャンバーを取り付け、チャンバーを含む全長が61.5cmとなるような回路(2)を作製した(図3)。主回路であるシリコンチューブの体積は回路(2)で2.4cm3であった。主回路以外の部分であるチャンバーの体積は4cm3であったことから、チューブ体積を1としたときの主回路以外の部分の体積は表1に示す通りであった。
続いて、回路(2)を用いて、トレーサー応答試験、ヒト血液循環実験を行った。続いて、ミニモジュールと接続し、ヒト血液循環実験を行った。結果を表1に示す。
(実施例3)
実施例1と同一素材のチューブの一端から10cmおよび反対側の端から12.5cmの位置にポリ塩化ビニル製チャンバーを1個ずつ、計2個取り付け、チャンバーを含む全長が61.5cmとなるような回路(3)を作製した(図4)。主回路であるシリコンチューブの体積は回路(3)で2.2cm3であった。主回路以外の部分であるチャンバーの体積は4cm3であったことから、チューブ体積を1としたときの主回路以外の部分の体積は表1に示す通りであった。
(実施例3)
実施例1と同一素材のチューブの一端から10cmおよび反対側の端から12.5cmの位置にポリ塩化ビニル製チャンバーを1個ずつ、計2個取り付け、チャンバーを含む全長が61.5cmとなるような回路(3)を作製した(図4)。主回路であるシリコンチューブの体積は回路(3)で2.2cm3であった。主回路以外の部分であるチャンバーの体積は4cm3であったことから、チューブ体積を1としたときの主回路以外の部分の体積は表1に示す通りであった。
続いて、回路(3)を用いて、トレーサー応答試験、ヒト血液循環実験を行った。続いて、ミニモジュールと接続し、ヒト血液循環実験を行った。結果を表1に示す。
1,1’:血液ポート
2,2’:透析液ポート
3:モジュールケース
4:中空糸
5:ポッティング部
6:ポンプ
7:シリコンチューブ
8:トレーサー回収容器
9:キサンタンガム水溶液入り容器
10:チャンバー
2,2’:透析液ポート
3:モジュールケース
4:中空糸
5:ポッティング部
6:ポンプ
7:シリコンチューブ
8:トレーサー回収容器
9:キサンタンガム水溶液入り容器
10:チャンバー
Claims (5)
- トレーサー応答試験において拡散モデルによる解析を行うとき、応答曲線の曲線下面積に対する、規格化した無次元時間φの2以上の比率が0.2以下であることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
- 該回路中の主回路体積を1としたとき、主回路以外の体積が1.5以下であることを特徴とする請求項1に記載の血液適合性の評価・検査用の血液回路。
- 請求項1または2に記載の血液適合性の評価・検査用の回路および抗血液凝固活性が付与された基材を用いたモジュールからなる循環システム。
- 請求項3に記載の循環システム内に、クエン酸ナトリウムおよびグルコン酸カルシウムを含有する血液を循環させて行う、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の評価または検査方法。
- 循環システムに流れる流体の線速度が120〜230cm/minであることを特徴とする、抗血液凝固活性を有する化合物を含む材料の血液適合性の請求項4に記載の評価または検査方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008252828A JP2010082068A (ja) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | 血液適合性の評価・検査用の血液回路および循環システム |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2008252828A JP2010082068A (ja) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | 血液適合性の評価・検査用の血液回路および循環システム |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2010082068A true JP2010082068A (ja) | 2010-04-15 |
Family
ID=42246624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2008252828A Pending JP2010082068A (ja) | 2008-09-30 | 2008-09-30 | 血液適合性の評価・検査用の血液回路および循環システム |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2010082068A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017136414A (ja) * | 2011-07-29 | 2017-08-10 | フレゼニウス ムディカル カーレ ドイチェランド ゲーエムベーハーFresenius Medical Care Deutschland GmbH | 体外血液回路及び装置における少なくとも1つのパラメータを決定するための方法 |
| JP2018017720A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-02-01 | 旭化成メディカル株式会社 | 中空糸の生体適合性評価方法 |
| CN109984732A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-09 | 广东省人民医院(广东省医学科学院) | 一套半体内动物实验血液相容性检测系统及其应用 |
-
2008
- 2008-09-30 JP JP2008252828A patent/JP2010082068A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017136414A (ja) * | 2011-07-29 | 2017-08-10 | フレゼニウス ムディカル カーレ ドイチェランド ゲーエムベーハーFresenius Medical Care Deutschland GmbH | 体外血液回路及び装置における少なくとも1つのパラメータを決定するための方法 |
| JP2018017720A (ja) * | 2016-07-13 | 2018-02-01 | 旭化成メディカル株式会社 | 中空糸の生体適合性評価方法 |
| CN109984732A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-07-09 | 广东省人民医院(广东省医学科学院) | 一套半体内动物实验血液相容性检测系统及其应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5275170B2 (ja) | アクセス流を測定するための方法及び装置 | |
| US7955291B2 (en) | Method and apparatus for detecting access recirculation | |
| JP7470489B2 (ja) | 等張性ナトリウム血症用透析を実施するための装置および方法 | |
| WO2014077082A1 (ja) | 透析ユニットおよびアクセス再循環率の測定方法 | |
| BR122024002579A2 (pt) | Membrana de fibra oca, seu método de fabricação, uso de um coagulante, filtro de membranas de fibra oca e dialisador para hemodiálise | |
| JP6327543B1 (ja) | 抗炎症性を有する中空糸膜およびその製造方法 | |
| JP3896197B2 (ja) | 体外循環により血液を処理する装置およびその製造方法 | |
| de Villiers Hugo et al. | Quantification of carbon dioxide removal at low sweep gas and blood flows | |
| JP2010082068A (ja) | 血液適合性の評価・検査用の血液回路および循環システム | |
| JP2009136704A (ja) | 透析装置 | |
| Potger et al. | Air transmission comparison of the affinity fusion oxygenator with an integrated arterial filter to the affinity NT oxygenator with a separate arterial filter | |
| JP2006305333A (ja) | 血液濾過または血液濾過透析用のモジュール | |
| Born et al. | Generation of microbubbles in extracorporeal life support and assessment of new elimination strategies | |
| US11383014B2 (en) | Blood purifying device and access flow rate measuring method | |
| Vanommeslaeghe et al. | Detection and scoring of extracorporeal circuit clotting during hemodialysis | |
| JP2000300663A (ja) | 選択分離膜 | |
| JP2022522961A (ja) | フッ素含有中空繊維膜を含む透析器 | |
| Tuzun et al. | The effects of continuous and intermittent reduced speed modes on renal and intestinal perfusion in an ovine model | |
| Nakano et al. | Estimation of blood oxygen saturation in the circulation circuit for extracorporeal membrane oxygenation | |
| CN205460109U (zh) | 一种多功能ecmo循环管道 | |
| Ferrari et al. | Evaluation of extra‐corporeal membrane oxygenator cannulae in pulsatile and non‐pulsatile pediatric mock circuits | |
| JPS6080461A (ja) | 人工臓器の製造方法 | |
| Stragier et al. | Plea for an Air-Microbubbles and Air-Blood Interface Free Hemodialysis | |
| TW202541902A (zh) | 具有高生物相容性及低白蛋白損失之中空纖維膜 | |
| BR112019015665B1 (pt) | Método para fabricação de uma membrana de fibra oca, membrana de fibra oca, filtro de membranas de fibra oca e dialisador para hemodiálise |