JPH0780062A - エンドトキシン除去器および浄化血液の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 顆粒球や単球などの白血球成分を除去するこ
とで、間接的に血液中から、エンドトキシン及び／また
はエンドトキシンに起因するサイトカインを除去するた
めの除去器及び該除去器を用いた浄化血液の製造方法を
提供する。 【構成】 孔径１μｍ以上１００μｍ以下の孔の孔容積
率が３０％以上９０％以下である顆粒球及び／または単
球捕捉性材料を内蔵した、顆粒球及び／または単球を採
取する事によって、エンドトキシン含有血液中よりエン
ドトキシン及び／またはエンドトキシンに起因するサイ
トカインを除去する除去器。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液中のエンドトキシ
ン及び／またはエンドトキシンに起因するサイトカイン
を除去する技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】エンドトキシンは、血液中で発熱、血圧
低下、血管内凝固、ハーゲマン因子の活性化など種々の
生物活性を示す。特に臨床の場では、例えば外科手術後
に患者血液中に混入したエンドトキシンによって重篤な
悪性の症状を誘発する。この症状の治療或いは予防の目
的でポリプロピレン製の不織布に、エンドトキシンとの
結合性を有するポリミキシンＢを共有結合したエンドト
キシン吸着材が知られている。この吸着材は血漿中のエ
ンドトキシンを吸着除去しようとするものである。しか
し、ポリミキシンＢは溶液中に溶解した状態では、なる
ほどエンドトキシンとの結合性を有するが、本発明者ら
の研究によると、ポリミキシンＢを不溶化することによ
ってエンドトキシンとの結合性は著しく低下してしまう
ことがわかった。これはおそらく不溶化することによっ
て除去材として用いている不織布そのもの、或いは不織
布との化学的結合手によって立体的にエンドトキシンと
の結合を阻害するために結合力が低下するため、及びポ
リミキシンＢが溶解状態と不溶化状態とでは、ポリミキ
シンＢとエンドトキシンとの接触が非常に起こりにくく
なるためであると考えられた。しかも除去材が不織布で
あり、エンドトキシンの吸着に有効に働く表面積が少な
く、やはりエンドトキシンの吸着能力の点で十分ではな
かった。しかもエンドトキシンは血球成分にも付着して
おり、これらのエンドトキシンを前記ポリミキシンＢで
はほとんど除去できず、よって実用上十分に使用できる
ものではなかった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、血液
中からのエンドトキシン及び／またはエンドトキシンに
起因するサイトカインの除去、特に顆粒球や単球などの
白血球成分との付着性を有するエンドトキシン及び／ま
たは該エンドトキシンに起因するサイトカインを除去す
るための、優れた除去器及び該除去器を用いたエンドト
キシン及び／またはエンドトキシンに起因するサイトカ
インを除去した血液の製造方法を提供することにある。

【０００４】

【課題を解決するための手段】エンドトキシン含有血液
はエンドトキシンによって特に白血球より癌壊死因子、
インターロイキン１、インターロイシン６、インターフ
ェロンなどの種々のサイトカインや、酸過酸化物が放出
されており、これら過剰なサイトカインが生理的悪影響
を及ぼすことが知られている。そこで本発明者等の研究
によると、サイトカイン放出の原因となっているエンド
トキシン、特に顆粒球や単球表面に付着したエンドトキ
シンを除去し、或いはエンドトキシンによる過剰なサイ
トカインの生産を予防して、エンドトキシン含有血液の
状態を改善することが重要であることを分った。本発明
は、顆粒球或いは単球などの白血球成分への付着性のエ
ンドトキシンを、顆粒球或いは単球を本捕捉材に付着さ
せることによって間接的に血液中より除去しようとする
ものである。更には顆粒球及び／または単球を捕捉する
ことによって、該エンドトキシンに起因するサイトカイ
ンの生産を抑制して血液中のサイトカイン濃度の上昇を
予防しようとするものである。サイトカインは本来血液
中で迅速に代謝されるものであり、この、代謝速度を越
えたサイトカインの過剰な生産を抑制することは、血液
中の濃度を低下させることになる。あわせて白血球の放
出する酸過酸化物濃度の上昇も同時に抑制できる。更
に、捕捉材に付着した顆粒球や単球は、緩衝作用を有す
る、塩を含む水溶液で洗浄、或いは培養することによっ
てエンドトキシンを除去した顆粒球や単球を回収するこ
ともできる。この顆粒球や単球は再度血液と混合するこ
とにも利用できる。ここで培養とは顆粒球や単球を一定
時間生理条件下に置くことをいう。より具体的には顆粒
球及び／または単球捕捉性材料を内蔵した、顆粒球及び
／または単球を採取する事によって血液中よりエンドト
キシン及び／または該エンドトキシンに起因するサイト
カインを除去する除去器と、該除去器を用いて血液中よ
りエンドトキシン及び／またはエンドトキシンに起因す
るサイトカインを除去した血液を製造する方法に関す
る。

【０００５】エンドトキシンの説明 エンドトキシンとはグラム陰性菌細胞壁外膜を構成する
主成分として知られる、リポ多糖、或いはリポ多糖と蛋
白質との複合体である。リポ多糖はリピドＡとポリ多糖
との多様な化合物として知られている。

【０００６】捕捉材 本発明でいう顆粒球及び／または単球捕捉性材料（以下
捕捉材と称す）は、糸状、スポンジ状、ビーズ状、チッ
プ状、中空糸状、平膜状等いずれの形状であっても良
い。この中でも取扱い性の点で糸状、スポンジ状、ビー
ズ状が好ましく用いられ、特に糸状、スポンジ状のもの
が捕捉性能の点で最も優れている。糸状のものは、その
まま例えば綿状にして用いることもできるし、織布、或
いは不織布状、更には短く裁断して使用することができ
るが、やはり取扱い性や捕捉性能の点で不織布であるこ
とが好ましい。

【０００７】捕捉率 捕捉材の顆粒球或いは単球の捕捉性は、捕捉率で表すこ
とができる。捕捉率は、低すぎると本発明の目的である
顆粒球及び／または単球を採取する事によって血液中よ
りエンドトキシン及び／または該エンドトキシンに起因
するサイトカインを除去することが、十分に達成できな
い。上限の規定は、除去が目的であるため不要である。
ここでいう捕捉率は、除去器の内容積（プライミングボ
リーム）の５倍量の血液を灌流した時の、除去器での処
理前後の顆粒球及び／または単球数の低下率である。こ
の時抗凝固剤は通常用いられるクエン酸系のもの、ヘパ
リンなど抗トロンピン作用を有するもの、或いはメシル
酸ナファモスタットなど蛋白分解酵素阻害作用を有する
ものなどいずれであっても良いが捕捉材の材質や表面状
態によって変動する場合がある。そのため次の方法で測
定することとする。抗凝固剤としてＡＣＤ−Ａ液１１．
１％を含む牛の血液を血液溜に入れて３７℃に保温して
おく。牛の血液は採血後５時間以内のものを用いること
とする。この時血液中の血球成分が沈降しないように静
かに攪拌しておく。この血液を、除去器の内容積の１／
３容量／分の流速で灌流する。除去器の内容積の５倍量
の血液を灌流し、除去器出口の血液を採取する。この血
液を、除去器入口の血液溜中の血液に対して、常法に従
って染色し、顕微鏡下で顆粒球及び／または単球数を測
定する。この測定結果より、捕捉率を求めることができ
る。 捕捉率（％）＝［（１−（除去器出口の濃度）／（除去
器入口の濃度）×１００］ こうして求めた捕捉率は６０％以上であることが好まし
く、７０％以上の時より好ましい。捕捉率は、エンドト
キシン除去の目的においては高ければ高いほど好ましい
が、例えば体外循環に用いるときには顆粒球或いは単球
を完全に捕捉することは免疫機能低下につながる場合が
あるため必ずしも好ましくはない。そこで捕捉率は９８
％以下であることが好ましい。更に好ましくは９６％以
下である。

【０００８】材質 捕捉材には、ポリエチレンテレフテレート、ポリブチレ
ンテレフタレート及びポリオキシエチレンテレフタレー
ト等のポリエステル、ポリアクリロニトリル、ナイロン
６、及びナイロン６、６等のポリアミド、芳香族ポリア
ミド、ポリスチレン及びその誘導体、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、及びポリブテン等のポリオレフィン、メ
チルメタクリレート、及びエチルメタクリレート等のメ
タクリル酸エステル誘導体を重合して得られる高分子化
合物、メチルアクリレート、及びエチルアクリレート等
のアクリル酸エステル誘導体を重合して得られる高分子
化合物、ポリトリフルオロクロルエチレン、ポリビニル
マール、ポリスルホン、ポリウレタン、ポリビニルアセ
タール、ポリカーボネイト等の合成高分子化合物で、上
記高分子化合物の単量体の単独重合体、共重合体、ブロ
ック重合体及び上記高分子化合物の、ブレンド及びアロ
イ化したものを含むものや、セルロース及び／またはそ
の誘導体等の再生繊維及び上記に示した合成高分子化合
物とのブレンド、アロイ化したものを含むものなどが挙
げられる。上記の中で、特にポリエチレンテレフタレー
ト、ポリブチレンテレフタレート、ポリオキシエチレン
テレフタレートなどのポリエステル系、及びポリオレフ
ィン系の合成高分子材料が不織布への成形性や、得られ
る不織布の繊維径、繊維によって形成される細孔状態等
が制御し易く、またこれが顆粒球や単球等の捕捉能力に
大きく影響するために特に好ましい。ポリエステル系合
成高分子材料は、更に、後述する血液の濡れ性の点でも
好ましい。

【０００９】捕捉材の製造方法 本発明の捕捉材の具体的製造法の例としては、常圧発泡
法、加圧発泡法、押出発泡法、射出発泡法等の発泡分解
法、溶剤気散法、気体混入法、化学反応法、溶出法、燒
結法等の公知の方法があげられる。更に、熱プレス圧
縮、適当な液体による膨潤等の２次加工を施し、本発明
で規定する孔径分布になるように制御したものがより好
ましい。また、繊維状のものの製造としてはメルトブロ
ー法やフラッシュ紡糸等の方法が挙げられ、更に製造さ
れた繊維にプレス圧縮や熱収縮、適当な液体による処理
等の２次加工を施し、本発明で規定する孔径分布になる
ように制御したものがより好ましい。

【００１０】接触角の定義、接触角の至適範囲 液体を捕捉材表面と接触させ、液体と捕捉材表面とのな
す角を接触角θとした時、捕捉材表面の親水性を接触角
で表せる。接触角は、表面張力１００ｄｙ／ｃｍの液体
を用い、捕捉材表面に該液滴を落とした時の、液滴と捕
捉材との接点における接線と捕捉材平面との成す角を測
定することによって求められる。接触角をθとすると
き、θが１２０度以下のときエンドトキシン除去に先だ
って行う湿潤化が容易である。更に、有用な血漿タンパ
クが吸着するのを防ぐことができることより、好ましく
は接触角が９０度以下であることがあげられ、更には７
０度以下の時最も好ましい。

【００１１】孔の定義 本発明でいう孔は、例えば不織布等の繊維状材料の場合
は繊維と繊維とによって形成される空間、またスポンジ
様の多孔質材料では材料内に形成される空間など、例え
ば３次元的な網目様の空間をいい、白血球採取の目的で
利用される。このため本発明でいう孔は血球が通過する
流路を形成し、貫通したものであることが好ましい。本
発明の目的である顆粒球或いは単球の捕捉には、血球の
流路を確保して血液処理時の目詰まりを防止するために
孔径は１μｍ以上であることが好ましく、より好ましく
は３μｍ以上である。また血液処理時に捕捉材と顆粒球
或いは単球とがより多く接触するように設計することが
好ましく、孔径が大きすぎると顆粒球或いは単球の漏れ
が多くなり、好ましくない。孔径は１００μｍ以下であ
ることが好ましく、更に好ましくは５０μｍ以下であ
り、３０μｍ以下であるとき最も好ましい。

【００１２】孔の分布 顆粒球や単球の捕捉の効率を高め、一定容積に多数の顆
粒球や単球が付着できる表面積を確保するためには至適
な孔径の孔が多数存在することが好ましい。このため孔
径が１μｍ以上１００μｍ以下の孔がより多く存在する
ことが好ましい。孔の量を、実用状態の捕捉材の容積に
対する１μｍ以上１００μｍ以下の孔の占める容積の割
合、即ち孔容積率で表す時、３０％以上であることが好
ましい。更に４０％以上であることがより好ましい。と
ころで孔容積率が大きくなりすぎると、捕捉材の強度が
低下しやすくなり目詰まりを起こして圧力が上昇しやす
くなることがわかった。このため孔容積率は９０％以下
であることが好ましく、より好ましくは８０％以下であ
る。より好ましい範囲の孔径が、上記割合にあることで
更に良好な結果を得ることができる。最も好ましい例
は、３μｍ以上３０μｍ以下の孔の孔容積率が４０％以
上８０％以下のときである。

【００１３】孔の容積、面積の求め方 孔の容積、面積は水銀圧入法による水銀圧入曲線から得
ることができる。水銀圧入法による測定は、１〜２６５
０ｐｓｉａの圧力範囲で測定した値とする。ここで孔は
できるだけ実用時に近い状態での値であることがよい
が、本発明者らの研究では、繊維状の捕捉材では、繊維
の一部を切り出して膨潤などによる繊維長の変化を光学
顕微鏡で測定し、表面積は繊維長の変化率の２乗倍、容
積は繊維長の変化率の３乗倍して補正することとした。
また、容器への充填時に圧縮によって捕捉材の容積が１
／Ｘ³ となる時は、孔径は１／Ｘとなるとして、孔の容
積、面積の測定時と実用時との差を補正することとす
る。一方スポンジ状では捕捉材の縦、横及び厚さを測定
して体積の変化率を求め、この変化率だけ孔の容積が変
化したとする。面積の変化率は容積の変化率の２／３乗
であるとする。またビーズ状などでは、捕捉材の径の変
化を光学顕微鏡で測定し、表面積は捕捉材径の変化率の
２乗、細孔容積は捕捉材径の変化率の３乗倍して補正す
る。平均孔径は水銀圧入法とは別に、走査型電子顕微鏡
によって得た像より多数の細孔の面積を求め、円に換算
した時の径より平均径を求めることもできる。例えば走
査電子顕微鏡で捕捉材の表面を撮影し、目視により撮影
面上に分散している細孔の面積をランダムに２００個以
上測定し、円に換算したときの径より平均孔径を求める
ことができる。

【００１４】平均孔径、全表面積の定義 平均孔径は、捕捉材の任意の切断面に分散する細孔はい
ろいろな形で、その直径もさまざまであるが、ある切断
面上に分散する細孔の平均直径のことである。平均孔径
は１μｍ未満であると血球の流路が狭すぎるため圧力損
失が増大し、一方１００μｍを超える平均孔径では、顆
粒球や単球の捕捉性能が低下してしまう。このため平均
孔径は１〜１００μｍの範囲内にあることが好ましい。
より好ましい範囲を示すと１〜３０μｍである。更に好
ましくは２〜２０μｍ、最も好ましくは３〜１５μｍで
ある。

【００１５】表面積の最適値 捕捉材の全表面積、即ち顆粒球や単球の捕捉面の表面積
はいずれであっても使用できる。表面積は、捕捉材が
０．１μｍ以下の細孔を多数有する場合と不織布など細
孔を有しない場合とで大きく異なる。本発明の顆粒球や
単球を介してのエンドトキシン及び／またはエンドトキ
シンに起因するサイトカイン除去においては、細孔は除
去に有効には作用しないため、細孔部分を除いた表面積
で表現することが好ましい。この時、該表面積は０．２
０ｍ² ／ｍｌ以上であることが好ましい。より好ましく
は０．５０ｍ² ／ｍｌ以上であり、最も好ましくは０．
７０ｍ² ／ｍｌ以上である。該表面積が０．２０ｍ² ／
ｍｌ未満であると顆粒球や単球を捕捉できる表面積が少
ないため、顆粒球や単球の漏出が起こり、好ましくな
い。一方、多数の細孔を有する捕捉材では血漿中に遊離
したエンドトキシンも同時に直接吸着除去できる点で好
ましい。この時細孔も含めた総表面積は１０ｍ² ／ｍｌ
以上であることが好ましい。総表面積の上限は特に制限
は不要であるが、多すぎると蛋白質の非特異吸着が増加
するため好ましくない。このため１００ｍ²／ｍｌ以下
であることが好ましい。更に好ましくは５０ｍ² ／ｍｌ
以下であり、２０ｍ² ／ｍｌ以下であることが最も好ま
しい。尚、０．１μｍ以下の細孔部分を除いた表面積は
水銀圧入法によって測定でき、また細孔部分を含めた総
表面積は窒素吸着法（ＢＥＴ法）によって測定できる。
このうち１〜３０μｍの孔部分の表面積は全表面積の５
０％以上、より好ましくは５５％以上、最も好ましくは
６０％以上であることが望ましい。１〜３０μｍの孔部
分の表面積は全表面積の６０％以上、より好ましくは６
５％以上、最も好ましくは７０％以上であることが望ま
しい。１μｍ未満の孔部分の表面積は３８％以下、より
好ましくは３０％以下、最も好ましくは２８％以下であ
る。１〜３０μｍの孔部分の表面積が全表面積の５０％
未満であると、リンパ球漏出または目詰まりを誘発する
ため好ましくない。また、１μｍ未満の細孔部分は血球
が通過し難い孔であるため、１μｍ未満の孔部分の表面
積が３８％を超えると赤血球の回収量が低下するため、
やはり好ましくない。

【００１６】捕捉材の全細孔容積 細孔容積は、捕捉材の体積当たりの孔の体積の割合をい
う。全細孔容積は、ある程度の機械的な強度をもたせる
ために、０．９５ｍｌ／ｍｌ以下であることが好まし
い。更に顆粒球や単球の捕捉性能の観点から、好ましい
孔径の孔が多く存在し、その接触面積がより大きいこと
が有効であることより、全細孔容積は０．４ｍｌ／ｍｌ
以上であることが好ましく、０．４５ｍｌ／ｍｌ以上で
あることがより好ましく、更に好ましくは０．５０ｍｌ
／ｍｌ以上である。

【００１７】捕捉材の平均繊維直径、繊維直径変動係数 不織布などの、繊維状の捕捉材を用いる場合、繊維径が
孔径及び細孔分布に寄与する為、その有効な平均繊維直
径を示すことも重要である。本発明の平均繊維直径の測
定は走査型電子顕微鏡で繊維状の捕捉材の表面を撮影
し、目視により撮影面上に分散している糸の直径をラン
ダムに１００個以上測定して求める。機械的強度及び顆
粒球や単球の捕捉性能において有効な捕捉材の繊維直径
は０．３μｍ以上１０μｍ以下で、糸径は細いほど顆粒
球や単球の捕捉性能は向上することより、好ましくは
０．３μｍ以上５μｍ以下、更に好ましくは０．３μｍ
以上３μｍ以下である。更に、平均繊維直径からの繊維
直径の変動の分布は、狭い方が好ましく、上下変動が２
０〜６０％以内である必要がある。好ましくは上下変動
が２０〜５０％以内で、更に好ましくは、２０〜４５％
以内のとき、均一な捕捉材を与える。尚、繊維状の捕捉
材において湿潤時に膨潤するときは、乾燥時と湿潤時の
繊維長さの変化率を光学顕微鏡で測定し、その変化率だ
け繊維直径も変化したとして補正することとする。

【００１８】親水性被覆層の定義 捕捉材は、水溶液や血液との親和性をよくするために、
親水性の重合体で実質的に覆われていてもよい。親水性
被覆層は、接触角測定法によって求められる平板状にし
た時の表面の水滴の接触角が８０度以下であるものが好
ましく、重合体を重合体単位の単量体としての名前で例
示すれば、ヒドロキシスチレン、ヒドロキシメチルスチ
レン、ビニルアルコール、２−ヒドロキシエチルアクリ
レート、２−ヒドロキシエチルメタクリレート、ビニル
アミン、ジエチルアミノエチルスチレン、ジエチルアミ
ノエチルメタクリレート、メトキシトリエチレングリコ
ールメタクリレート、ジメチルアミノエチル（メタ）ア
クリレートセグメント化ポリウレタン、セグメント化ポ
リエステル等のブロック共重合体、ポリエチレンオキサ
イド鎖を有する単量体と他の重合単量体のようなグラフ
ト共重合体、エチレン−ビニルアルコール、ポリエステ
ル、ポリエチレングリコール、等が例示できる。この中
で、重合体中にヒドロキシル基を有していることが、特
に血小板の過剰な捕捉を防止できるため好ましい。エン
ドトキシンは血小板にも付着していると考えられるた
め、エンドトキシン除去の目的には血小板の捕捉性も優
れていることが好ましいが、一方で過剰な血小板の捕捉
は血液凝固能を著しく低下させるため好ましくない。こ
のため血小板捕捉率を例えば５０％以下とすることは実
用上好ましい。ヒドロキシル基の重合体中における結合
様式に特に制限はない。これらの重合体の内、２−ヒド
ロキシエチルメタクリレート、エチレン−ビニルアルコ
ール、ポリエチレングリコール、メトキシトリエチレン
グリコールメタクリレートが親水性の効果の点で好まし
く、特にエチレン−ビニルアルコールが塩基性官能基の
導入に際して活性基を導入し易く、且つ塩基性官能基導
入時に剥離による親水性の低下が少ないためより好まし
い。親水性被覆層は、上記重合体単位の単独重合体であ
ってもよく、或いは２つ以上の共重合体であっても良
く、線状重合体、グラフト重合体、架橋重合体などの重
合形態には特に関係は無い。

【００１９】被覆層を得る方法 捕捉材に親水性被覆層を得る方法には、被覆層を形成す
る化合物を溶解した液中に捕捉材を浸漬、或いは該液を
噴霧することによってコーティングする方法、放射線や
電子線を用いたグラフト法により捕捉材表面に共有結合
する方法、或いは化学的方法により捕捉材表面の官能基
を介して共有結合する方法などがある。この中で特にコ
ーティングする方法が工業的に容易に行なえ、有利であ
る。ここで言うコーティング法は、被覆層を形成する化
合物中に重合性化合物も共存させ、コーティング後に架
橋させるものであっても良い。こうして得られた被覆層
の量、即ち被覆量は、被覆捕捉材表面積あたりの被覆層
の重量で表す時、１０^-5ｇ／ｍ² 以上で且つ１ｇ／ｍ²
以下であった。被覆量が１０^-5ｇ／ｍ² 未満では親水化
が不十分で、親水性被覆層としての効果が得られず、
又、被覆量が１ｇ／ｍ² を超えると実用時に剥離、或い
は溶出の危険性が生じるため、好ましくない。この被覆
層の特に好ましい量は１０^-4ｇ／ｍ² 以上１０^-1ｇ／ｍ
² 以下であった。

【００２０】除去器 本発明の捕捉材は血液の入口と出口を有する容器に充填
して、除去器として使用できる。容器形状としては、血
液の入口と出口を有する容器で有れば特に限定はない
が、敢えて例を挙げると、公知の捕捉材を積層状に充填
できる容器や、円柱状、三角柱状、四角柱状、六角柱
状、八角柱状、等の角柱状容器、更に、捕捉材を円筒状
に巻きこれを充填できる容器、又は、血液の流れが円筒
の外周より入り内側へと流れ、最も内側に集まり血液流
出口より出ることを特徴とする容器等が良好な形状とな
る。又、錘状等の断面積が入口から出口に向かうに従っ
て、小さくなる形状を有する容器等が用いられる。この
時の捕捉材の血液濾過断面積（濾過面積）と血液濾過長
（捕捉材の厚み）の比（断面積／厚み、Ｓ／Ｌ）は、小
さすぎると断面積が不足して血液の流れ抵抗が大きくな
りすぎるため好ましくなく、又大きすぎると血液の片流
れなどの流れの不均一がおこり易くなって顆粒球及び／
又は単球の粘着による捕捉率が低下してしまうため、や
はり好ましくない。好ましいＳ／Ｌは、１０ｃｍ以上５
００ｃｍ以下である。

【００２１】ここで血液成分の凝集物その他の、より大
きな固形物による目詰まりを防止し、使用中の圧上昇を
抑制するために、平均孔径が本捕捉材よりも大きな濾過
材料を、捕捉材より血液の上流側に設けても良い。ここ
でいう濾過材料の平均孔径は１０〜３００μｍであるこ
とが好ましく、より好ましくは１０〜１５０μｍ、最も
好ましくは１０〜１００μｍである。平均孔径が１０μ
ｍ未満であると、濾過材料表面で血球による目詰まりを
引き起こし、圧力損失が増大することがあるため不適で
ある。一方、平均孔径が３００μｍを超えるものである
と、血球の凝集物などの血球より大きな成分を捕捉材に
先だって予め除いて該成分による捕捉材での目詰まりを
防止するという濾過材料としての効果が十分に得られな
いため好ましくない。

【００２２】除去器の充填密度 充填密度は、容器中に該捕捉材を充填した時の一定体積
当たりの重さをいい、該容器に該捕捉材を充填密度０．
０５ｇ／ｃｍ³ 以上０．５ｇ／ｃｍ³ 以下充填して、除
去器とする事が望ましい。更に、目詰まりを防ぎ、圧損
の上昇を防ぎ流れをスムーズにするために、好ましい充
填密度は、０．１ｇ／ｃｍ³ 以上０．４ｇ／ｃｍ³ 以下
で、更に好ましい充填密度は０．１ｇ／ｃｍ³ 以上０．
３ｇ／ｃｍ³ 以下である。

【００２３】除去器の断面積、厚み 除去器の好ましい有効断面積は何れの大きさでも良い
が、その製造上の容易さ及び血液処理量より０．５ｃｍ
² 以上３００ｃｍ² 以下が好ましく、小型化及び操作性
の観点から好ましくは２５０ｃｍ² 以下、更に好ましく
は、２００ｃｍ²以下が好ましい。また、捕捉材全体の
厚みは、その形状に依存するが、実用的な範囲として捕
捉材全体の厚みが０．１ｍｍ以上５００ｍｍ以下が好ま
しい。プライミン性から考慮すると好ましくは０．１ｍ
ｍ以上４５０ｍｍ以下が好ましく、更に好ましくは０．
１ｍｍ以上４００ｍｍ以下が実用的である。

【００２４】除去器のプライミングボリウム 本発明の除去器のプライミング量は、何れの量でも良い
が、その量は操作性の面及び処理時間の短縮のため少な
いことが好ましい。好ましいプライミング量の例を示す
と、５〜１０００ｍｌが良く、更に好ましくは１０〜３
００ｍｌ、最も好ましくは、５０〜３００ｍｌである。

【００２５】除去器の滅菌方法 滅菌方法は、公知の何れの方法を用いても良いが、敢え
て例を挙げるならば、オートクレーブ等の熱滅菌、エチ
レンオキサイドガス（ＥＯＧ）滅菌、γ線滅菌、電子線
滅菌等の放射線滅菌、ＵＶ照射等の滅菌法を使用でき
る。

【００２６】除去器の使用形状 本発明の除去器の使用方法の具体例を示すと、除去器の
前後に血液バッグ、血液回路、チェンバー、クランプ、
ローラクランプ、ドリップチェンバー、針、メッシュ付
きドリップチェンバー、血液ポンプ用チューブ等の何れ
か若しくは複数組み込んだ、例えば体外循環用回路ある
いは輸血用回路などを用いることができる。また、回路
中に組み込まれる機材は、上記に限定される物ではな
い。更に、血液処理は回路の途中に血液ポンプ或いは送
液ポンプ或いは吸引ポンプ等のポンプを組み込んで使用
することもできる。また、血液の自重による落差でも良
好に用いることができる。

【００２７】捕捉条件 血液を灌流する流速は遅い方が捕捉率は高くなるが、処
理時間は長くなり好ましくない。逆に早いと処理時間を
短くできるが捕捉率は低下してしまう。このため流速は
１ｍｌ／分以上、１０００ｍｌ／分以下であることが良
い。より好ましい流速は、５ｍｌ／分以上、５００ｍｌ
／分以下である。流速は実際には濾過の有効断面積当た
りの値、即ち線速で表現することが除去器の大きさや設
計によらず、有用である。線速の好ましい範囲は、０．
０５ｃｍ／分以上であり、１００ｃｍ／分以下である。
最も好ましいのは線速が０．１ｃｍ／分以上であり、５
０ｃｍ／分以下であるときである。また、血液の通過方
法としては、使用上の必要に応じ、或いは設備の装置状
況に応じて、連続的に通過しても良いし、また断続的に
通液しても良い。この時高い捕捉性能を得るためには、
滞留時間は長い方がよく、好ましくは除去器内での血液
の滞留時間は０．５分以上である。また長時間血液が除
去器内に滞留すると、血液成分の非特異吸着や血液凝固
を引き起こす危険性が生じる。よって、滞留時間は３０
分以下であることが好ましい。

【００２８】捕捉顆粒球・単球の利用 除去器に付着した顆粒球及び／または単球は、除去器を
振動しながら燐酸緩衝生理食塩液や乳酸リンゲル液など
の生理的食塩液、或いは微量の界面活性剤を含む生理的
食塩液を灌流することで回収し、回収後生理的食塩液或
いは微量の界面活性剤を含む生理的食塩液で洗浄して、
再利用する事もできる。

【００２９】

【発明の効果】本発明の除去器により、エンドトキシン
含有血液中よりエンドトキシン及び／またはエンドトキ
シンに起因するサイトカインを効率良く、しかも手軽に
除去することができる。

【００３０】

【実施例】

【実施例１】ポリエチレンテレフタレートを溶融押し出
し紡糸して不織布を得た。この不織布は、目付け４０ｇ
／ｍ² 、厚み０．３２ｍｍ、密度０．１２６、平均繊維
直径１．６μｍ、ＣＷＳＴ値５８ｄｙｎｅ／ｃｍ、平均
孔径５．３μｍ、孔径１μｍ以上１００μｍ以下の孔の
孔容積率７６％であった。不織布をエンドトキシン捕捉
材として、７．５ｃｍ幅、長さ２４０ｃｍに切断して円
筒型に巻き、両端をウレタンで接着固化した。不織布量
は１２ｇであった。この円筒型不織布を内径４ｃｍ、長
さ８ｃｍの円筒型容器に充填した。容器には、円筒型不
織布の外周側より中心部に向かって血液が流れるよう
に、入口と出口とを設けて除去器とした。除去器は、燐
酸緩衝生理食塩液を充填して１２１℃で１時間のオート
クレーブ滅菌した。この除去器の捕捉率は９８％であっ
た。頸動脈部にシャントを有する体重２２ｋｇの健常成
犬に、エンドトキシンとして大腸菌のリポポリサッカラ
イドを体重１ｋｇあたり０．５ｍｇを投与してエンドト
キシン含有血液を作成した。投与後、シャントにカテー
テルを挿入して体外循環回路にて血液を採取した。カテ
ーテルを通して得た血液に、抗凝固剤としてメシル酸ナ
ファモスタット２５ｍｇ／時を混合した後、ポンプで除
去器に血液灌流速度３０ｍｌ／分で灌流して、エンドト
キシン除去血液を得た。除去器でエンドトキシンを除去
した血液は経時的に健常成犬にもどした。エンドトキシ
ンに起因する症状の観察を行って、エンドトキシン及び
サイトカインの吸着除去効果の判定をした。エンドトキ
シンに起因する血圧低下が見られたが、健常成犬はエン
ドトキシンによる致死的な症状を呈さず、本除去器によ
って効果的にエンドトキシン及びエンドトキシンに起因
するサイトカインを除去できた。

【００３１】

【実施例２】溶液の入口と出口とを有する内径２ｃｍ×
２ｃｍの正方形の容器に、実施例１のエンドトキシン捕
捉材を５ｍｍの厚みで充填して、除去器とした。ヒト血
液より比重遠心法によって白血球を採取し、ハンクス液
（Ｈａｎｋｓ液）で５×１０⁶ 個／ｍｌとなるように白
血球浮遊液を調整した。この白血球浮遊液に０．０５Ｅ
Ｕ／ｍｌのエンドトキシンを溶解し、３７℃で２時間、
振盪して、エンドトキシン含有液とした。除去器にエン
ドトキシン含有液１０ｍｌを０．５ｍｌ／分で灌流し、
除去器流出液を採取した。除去器流出液中には白血球は
見いだせなかった。この除去器流出液中のエンドトキシ
ン濃度をジアゾカップリング法で測定したところ、０．
０３ＥＵ／ｍｌであった。本除去器により、４０％のエ
ンドトキシンが吸着除去できた。

【００３２】

【実施例３】ＢＡＬＢ／ｃマウス血液１０ｍｌに、エン
ドトキシン０．５ｍｇ／ｍｌを加え、３７℃で２時間振
盪下で反応させた。次にこのエンドトキシン含有血液を
実施例２の除去器に、０．５ｍｌ／分で灌流し、除去器
流出血液を採取した。除去器流出血液１ｍｌをＢＡＬＢ
／ｃマウス５匹の尾静脈に投与したところ、エンドトキ
シンに起因する死亡は１匹のみであり、ほとんどが生存
した。

【００３３】

【比較例１】実施例１と同様にして健常成犬にエンドト
キシンを投与してエンドトキシン含有血液を作成し、エ
ンドトキシンに起因する症状の観察を行ったところ、大
きな血圧低下などエンドトキシンに起因する致死的な症
状を示した。

【００３４】

【比較例２】実施例３と同様にして得たエンドトキシン
含有血液を、除去器に灌流すること無く１ｍｌをＢＡＬ
Ｂ／ｃマウス５匹の尾静脈に投与したところ、エンドト
キシンに起因する死亡が４匹であり、ほとんどが死亡し
た。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 孔径１μｍ以上１００μｍ以下の孔の孔
   容積率が３０％以上９０％以下である顆粒球及び／また
   は単球捕捉性材料を内蔵した、顆粒球及び／または単球
   を採取する事によって、エンドトキシン含有血液中より
   エンドトキシン及び／またはエンドトキシンに起因する
   サイトカインを除去する除去器。
2. 【請求項２】 孔径１μｍ以上１００μｍ以下の孔の孔
   容積率が３０％以上９０％以下である顆粒球及び／また
   は単球捕捉性材料を内蔵した除去器を用いて、顆粒球及
   び／または単球を採取する事によって、エンドトキシン
   含有血液中よりエンドトキシン及び／またはエンドトキ
   シンに起因するサイトカインを除去した浄化血液を製造
   する方法。