JPH01242105A - エンドトキシン除去材 - Google Patents
エンドトキシン除去材Info
- Publication number
- JPH01242105A JPH01242105A JP63066997A JP6699788A JPH01242105A JP H01242105 A JPH01242105 A JP H01242105A JP 63066997 A JP63066997 A JP 63066997A JP 6699788 A JP6699788 A JP 6699788A JP H01242105 A JPH01242105 A JP H01242105A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- endotoxin
- methyl methacrylate
- hollow
- hollow fiber
- solvent
- 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
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- External Artificial Organs (AREA)
- Medicines Containing Material From Animals Or Micro-Organisms (AREA)
- Separation Using Semi-Permeable Membranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
[産業上の利用分野]
本発明は、生物体にとって有害なエンドトキシンを含む
液体から、該エンドトキシンを除去し無害化するための
エンドトキシン除去材に関する。
液体から、該エンドトキシンを除去し無害化するための
エンドトキシン除去材に関する。
[従来の技術]
生物体や生体成分を対象とした技術、例えばバイオリア
クター、細胞培養、血液体外循環療法、連続的腹膜透析
、各種の輸液・輸血療法などの進展に伴ない、これらの
技術で用いられる液体中に含まれる可能性のあるエンド
トキシンの除去が望まれている。また、エンドトキシン
が流血中に混入してしまうエンドトキシン血症も知られ
ており、この場合もエンドトキシンの除去が望まれてい
る。
クター、細胞培養、血液体外循環療法、連続的腹膜透析
、各種の輸液・輸血療法などの進展に伴ない、これらの
技術で用いられる液体中に含まれる可能性のあるエンド
トキシンの除去が望まれている。また、エンドトキシン
が流血中に混入してしまうエンドトキシン血症も知られ
ており、この場合もエンドトキシンの除去が望まれてい
る。
エンドトキシンとは化学的にはダラム陰性菌の細胞表層
の構成成分であるリボ多糖体であり、様々の結合状態が
あるためにその分子量は5×103ないし108とされ
ている(内毒素−その構造と活性−P、124 、医歯
薬出版株式会社、昭和58年)。また、エンドトキシン
は生物体にとって有害な成分であり、細胞機能や生体組
織全体の機能を障害・修飾したりして、生体全体の平衡
状態を乱し、例えば発熱や致死性のショック、補体活性
化などをもたらす、この中で発熱反応がエンドトキシン
の典型的反応であるので、エンドトキシンをパイロ−ジ
エン(発熱原物質)ということもある。
の構成成分であるリボ多糖体であり、様々の結合状態が
あるためにその分子量は5×103ないし108とされ
ている(内毒素−その構造と活性−P、124 、医歯
薬出版株式会社、昭和58年)。また、エンドトキシン
は生物体にとって有害な成分であり、細胞機能や生体組
織全体の機能を障害・修飾したりして、生体全体の平衡
状態を乱し、例えば発熱や致死性のショック、補体活性
化などをもたらす、この中で発熱反応がエンドトキシン
の典型的反応であるので、エンドトキシンをパイロ−ジ
エン(発熱原物質)ということもある。
先に挙げた生物体や生体成分を対象とした各種の技術に
おいては、ダラム陰性菌の増殖に適した化学組成や温度
環境下にあるために無菌的な取り扱いが強く要求され、
現実にはダラム陰性菌の混人、その結果としてエンドト
キシンの混入をしばしば招く。またエンドトキシンは、
菌由来ではあるものの生物体ではないので通常の滅菌処
理では無害化できず、その化学構造を熱的に破壊しよう
とすれば250℃の加温が必要とされ、先に挙げた技術
領域では、このような高温処理は該技術の目的そのもの
を損なう条件であり適用できない。
おいては、ダラム陰性菌の増殖に適した化学組成や温度
環境下にあるために無菌的な取り扱いが強く要求され、
現実にはダラム陰性菌の混人、その結果としてエンドト
キシンの混入をしばしば招く。またエンドトキシンは、
菌由来ではあるものの生物体ではないので通常の滅菌処
理では無害化できず、その化学構造を熱的に破壊しよう
とすれば250℃の加温が必要とされ、先に挙げた技術
領域では、このような高温処理は該技術の目的そのもの
を損なう条件であり適用できない。
このように発生頻度も高く生物体にとって有害であるエ
ンドトキシンを除去する技術として、従来は逆浸透膜や
濾過膜、あるいはエンドトキシンと親和性のあるリガン
ド−例えばヒスチジン(醗酵工学65巻、5号、445
.1987年)−を固定化したゲル状体などが使われて
きた。しかし、前者のみでは血液や蛋白質溶液を処理し
ようとする場合では、利用しようとしている血球や、蛋
白質とエンドトキシンの分離が適切に行い得す、また、
後者では被処理液を流動させて処理したい時に、ゲル状
体であるので均一で滑らかな流動情況が得られない。さ
らに後者は比較的高価であるが故に般用できるエンドト
キシン除去手段には成り得ない。
ンドトキシンを除去する技術として、従来は逆浸透膜や
濾過膜、あるいはエンドトキシンと親和性のあるリガン
ド−例えばヒスチジン(醗酵工学65巻、5号、445
.1987年)−を固定化したゲル状体などが使われて
きた。しかし、前者のみでは血液や蛋白質溶液を処理し
ようとする場合では、利用しようとしている血球や、蛋
白質とエンドトキシンの分離が適切に行い得す、また、
後者では被処理液を流動させて処理したい時に、ゲル状
体であるので均一で滑らかな流動情況が得られない。さ
らに後者は比較的高価であるが故に般用できるエンドト
キシン除去手段には成り得ない。
[発明が解決しようとする問題点]
上記の如きエンドトキシンの有害性と従来技術の基づく
エンドトキシンの除去手段の状況に鑑みて、本発明者ら
はより選択的に除去できて、かつより安価で般用できる
エンドトキシンの除去材について鋭意検討を重ねたとこ
ろ、先に示した公知例とは異なる特性の材料がエンドト
キシンを吸着およびまたは濾過により除去できることを
見出した。
エンドトキシンの除去手段の状況に鑑みて、本発明者ら
はより選択的に除去できて、かつより安価で般用できる
エンドトキシンの除去材について鋭意検討を重ねたとこ
ろ、先に示した公知例とは異なる特性の材料がエンドト
キシンを吸着およびまたは濾過により除去できることを
見出した。
[問題点を解決するための手段]
すなわち、メチルメタクリレートを単量体分率で50%
以上含むメチルメタクリレート系重合体から成る多孔体
で、その重量含水率が30ないし90%である材料が、
本手段を利用しようとする技術領域の本来の目的を損な
うことなく、被処理液体中のエンドトキシンを好適に除
去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
。
以上含むメチルメタクリレート系重合体から成る多孔体
で、その重量含水率が30ないし90%である材料が、
本手段を利用しようとする技術領域の本来の目的を損な
うことなく、被処理液体中のエンドトキシンを好適に除
去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
。
重量含水率は、含水状態の該材料り重量に対する該材料
に含まれている水の重量の比をパーセント単位で表現し
た尺度であり、被処理液に接触する前の20℃で純水と
平衡化させた状態での材料の多孔状態を規定する尺度で
ある。
に含まれている水の重量の比をパーセント単位で表現し
た尺度であり、被処理液に接触する前の20℃で純水と
平衡化させた状態での材料の多孔状態を規定する尺度で
ある。
該材料で用いる重合体素材はメチルメタクリレートを主
体とした重合体であれば良く、メチルメタクリレートの
単量体分率が50%以上の重合体、より好ましくは80
%以上の重合体であり、メチルメタクリレートの単独重
合体や、メチルメタクリレート系の各種の共重合体が好
適に用いられる。
体とした重合体であれば良く、メチルメタクリレートの
単量体分率が50%以上の重合体、より好ましくは80
%以上の重合体であり、メチルメタクリレートの単独重
合体や、メチルメタクリレート系の各種の共重合体が好
適に用いられる。
メチルメタクリレートへの共重合成分としては、該材料
の多孔構造を維持できて、かつメチルメタクリレートへ
共重合できる成分であればどのような成分でも用いうる
が、メチルメタクリレート以外のメタクリル酸エステル
、アクリル酸エステル、メタクリル酸、アクリル酸、ア
クリルアミド、メタアリルスルホン酸ナトリウム、アリ
ルスルホン酸ナトリウム、パラスチレンスルホン酸ナト
リウム、2−メタクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライド、酢酸ビニル、アクリロニトリル
などのビニル化合物が好適に用いられる。
の多孔構造を維持できて、かつメチルメタクリレートへ
共重合できる成分であればどのような成分でも用いうる
が、メチルメタクリレート以外のメタクリル酸エステル
、アクリル酸エステル、メタクリル酸、アクリル酸、ア
クリルアミド、メタアリルスルホン酸ナトリウム、アリ
ルスルホン酸ナトリウム、パラスチレンスルホン酸ナト
リウム、2−メタクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライド、酢酸ビニル、アクリロニトリル
などのビニル化合物が好適に用いられる。
エンドトキシン除去材として用いる状態では、以上に挙
げた各素材を単独でも、複数の素材相互をブレンド状態
や単に共存させるなど組み合わせて用いても良く、また
該素材を支持するなど、より有効かつ安定に使うために
他の素材と組み合わせて用いることもできる。
げた各素材を単独でも、複数の素材相互をブレンド状態
や単に共存させるなど組み合わせて用いても良く、また
該素材を支持するなど、より有効かつ安定に使うために
他の素材と組み合わせて用いることもできる。
上記の重合体素材をエンドトキシン除去材として用いる
には、特定の多孔構造が必要となり、該材料の重量含水
率は30ないし90%、より好ましくは40ないし80
%である必要がある。メチルメタクリレート系重合体を
用いて多孔構造を形成させるには乾湿式または湿式成型
を行ない、材料内に該重合体に対する溶媒、非溶媒、水
などの液体が包含されている状態を維持する必要がある
。
には、特定の多孔構造が必要となり、該材料の重量含水
率は30ないし90%、より好ましくは40ないし80
%である必要がある。メチルメタクリレート系重合体を
用いて多孔構造を形成させるには乾湿式または湿式成型
を行ない、材料内に該重合体に対する溶媒、非溶媒、水
などの液体が包含されている状態を維持する必要がある
。
重量含水率が30%以下ではエンドトキシンが該材料内
に浸透し難くなりエンドトキシンの吸着による除去効果
が損なわれ、また90%以上では該材料の形態を保持す
ることが困難となり好ましくない。 該材料の多孔性が
ほぼ均一である場合には、その表面での重量含水率は材
料全体の重量含水率と同一視して良い。多孔体を形成さ
せようとする時には不均一構造となることもあるが、そ
の場合には該被処理液に接触する表面層における重量含
水率が30ないし90%である必要がある。
に浸透し難くなりエンドトキシンの吸着による除去効果
が損なわれ、また90%以上では該材料の形態を保持す
ることが困難となり好ましくない。 該材料の多孔性が
ほぼ均一である場合には、その表面での重量含水率は材
料全体の重量含水率と同一視して良い。多孔体を形成さ
せようとする時には不均一構造となることもあるが、そ
の場合には該被処理液に接触する表面層における重量含
水率が30ないし90%である必要がある。
表面層の重量含水率は、表面層のみを取り出しその部分
の重量含水率を直接測定したり、該材料内の水を水溶性
エポキシ樹脂に置換包埋して、その部分を四酸化オスミ
ウムで染色して得られる透過型電子顕微鏡像あるいは該
材料を凍結乾燥後に得られる走査形電子顕微鏡像と、別
に均一な多孔体となるように緩徐な条件下で調整した種
々の重量含水率のサンプルに対して同様に観察した電子
顕微鏡像とを比較することなどで、求めることができる
。
の重量含水率を直接測定したり、該材料内の水を水溶性
エポキシ樹脂に置換包埋して、その部分を四酸化オスミ
ウムで染色して得られる透過型電子顕微鏡像あるいは該
材料を凍結乾燥後に得られる走査形電子顕微鏡像と、別
に均一な多孔体となるように緩徐な条件下で調整した種
々の重量含水率のサンプルに対して同様に観察した電子
顕微鏡像とを比較することなどで、求めることができる
。
該エンドトキシン除去材の形態としては、ビーズ状、中
空繊維状、繊維状、平膜状のものなど、いずれの形態で
も良いが、中空繊維状や平膜状のものにあっては材料内
へのエンドトキシンの取り込みや吸着だけでなく、同じ
材料をそのまま枦通用または透析用フィルターとしても
用いることが可能となり、より広範な利用方法を提供で
きることになり、特に好ましい形態である。
空繊維状、繊維状、平膜状のものなど、いずれの形態で
も良いが、中空繊維状や平膜状のものにあっては材料内
へのエンドトキシンの取り込みや吸着だけでなく、同じ
材料をそのまま枦通用または透析用フィルターとしても
用いることが可能となり、より広範な利用方法を提供で
きることになり、特に好ましい形態である。
以下に実施例をもって本特許の有効性を具体的に示すが
、被処理液中のエンドトキシンの分析においては、市販
の分析キット、パイロデイ・2り■(帝国臓器製薬味製
造)を用いた。
、被処理液中のエンドトキシンの分析においては、市販
の分析キット、パイロデイ・2り■(帝国臓器製薬味製
造)を用いた。
実施例1
グリニア試薬で重合したメチルメタクリレート単独重合
体12部とラジカル重合法で得たメチルメタクリレート
単独重合体60部を285部のジメチルスルホキシドに
溶解した紡糸原液を環状紡糸口金の外側吐出孔より吐出
し、内側に乾燥窒素ガスを導入し、中空糸条を形成した
。この糸条を24℃の水中で凝固、脱溶媒させることに
よって、内径200μ、外径260μの中空繊維を得た
。
体12部とラジカル重合法で得たメチルメタクリレート
単独重合体60部を285部のジメチルスルホキシドに
溶解した紡糸原液を環状紡糸口金の外側吐出孔より吐出
し、内側に乾燥窒素ガスを導入し、中空糸条を形成した
。この糸条を24℃の水中で凝固、脱溶媒させることに
よって、内径200μ、外径260μの中空繊維を得た
。
この中空繊維8000本を束ねて有効膜面積1゜0ボの
モジュールを作成し、中空繊維の内外へ純水を充填し、
25にGVのガンマ−線を照射し滅菌した。このように
作成したメチルメタクリレート系中空繊維は、はぼ均一
な多孔構造を示しており、その重量含水率は62%であ
った。
モジュールを作成し、中空繊維の内外へ純水を充填し、
25にGVのガンマ−線を照射し滅菌した。このように
作成したメチルメタクリレート系中空繊維は、はぼ均一
な多孔構造を示しており、その重量含水率は62%であ
った。
この中空繊維モジュールの外側へ、無処理の水道水を用
いて調整した隣酸緩衝液(0,05M。
いて調整した隣酸緩衝液(0,05M。
pH7,4,食塩0.7%)12αを500m1/mi
nの流量で3時間循環させ、次に中空繊維の外側から内
側へ100m1/m!nで濾過させつつ2時間循環させ
た。この時の中空繊維の外側および内側のエンドトキシ
ン分析値を表1に示す。
nの流量で3時間循環させ、次に中空繊維の外側から内
側へ100m1/m!nで濾過させつつ2時間循環させ
た。この時の中空繊維の外側および内側のエンドトキシ
ン分析値を表1に示す。
循環のみでエンドトキシンが低下しており、この状態の
間はエンドトキシンが中空繊維材料へ吸着除去されるこ
とが示されている。また、濾過を加えた場合では濾過流
出液中にはエンドトキシンがほとんど認められていす、
さらにこの場合のシ濾過開始時点と90?過時点間の物
質収支を考えても、10.5μgのエンドトキシンが除
去されており(2,8n(]/mlX12000ml
7.7n(]/mlX3000ml)、この状態の間
は吸着およびまたはシ濾過によってエンドトキシンが除
去されることが示されている。
間はエンドトキシンが中空繊維材料へ吸着除去されるこ
とが示されている。また、濾過を加えた場合では濾過流
出液中にはエンドトキシンがほとんど認められていす、
さらにこの場合のシ濾過開始時点と90?過時点間の物
質収支を考えても、10.5μgのエンドトキシンが除
去されており(2,8n(]/mlX12000ml
7.7n(]/mlX3000ml)、この状態の間
は吸着およびまたはシ濾過によってエンドトキシンが除
去されることが示されている。
実施例2
パラスチレンスルホン酸ナトリウムを単量体分率3.5
%含む溶液重合で得たメチルメタクリレート系重合体1
5部と、2−メタクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライドを単量体分率3.0%含む溶液重
合で得たメチルメタクリレート系重合体15部を170
部のジメチルスルホキシドに溶解した紡糸原液を環状紡
糸口金の外側吐出孔より吐出し、内側にエチレングリコ
ール60部とジメチルスルホキシド40部とから成る混
合液を注入し、中空糸条を形成した。この糸条を90℃
の水中で凝固、脱溶媒させることによって、内径310
μ、外径480μの中空繊維を得な。この中空繊維66
00本を束ねて有効膜面積1.2Tr12のモジュール
を作成し、中空繊維の内外へ純水を充填し、25 KG
yのガンマ−線を照射し滅菌した。このように作成した
メチルメタクリレート系中空繊維は不均一な多孔構造を
示しており、全体の重量含水率は74%であったが中空
糸内側表層の重量含水率は電子顕微鏡像から約60%と
推定された。
%含む溶液重合で得たメチルメタクリレート系重合体1
5部と、2−メタクリロイルオキシエチルトリメチルア
ンモニウムクロライドを単量体分率3.0%含む溶液重
合で得たメチルメタクリレート系重合体15部を170
部のジメチルスルホキシドに溶解した紡糸原液を環状紡
糸口金の外側吐出孔より吐出し、内側にエチレングリコ
ール60部とジメチルスルホキシド40部とから成る混
合液を注入し、中空糸条を形成した。この糸条を90℃
の水中で凝固、脱溶媒させることによって、内径310
μ、外径480μの中空繊維を得な。この中空繊維66
00本を束ねて有効膜面積1.2Tr12のモジュール
を作成し、中空繊維の内外へ純水を充填し、25 KG
yのガンマ−線を照射し滅菌した。このように作成した
メチルメタクリレート系中空繊維は不均一な多孔構造を
示しており、全体の重量含水率は74%であったが中空
糸内側表層の重量含水率は電子顕微鏡像から約60%と
推定された。
この中空繊維モジュールの内側へ、実施例1と同様の循
環実験を行なったが、本例では初めから中空繊維の内側
から外側へ100m1/m!nでi濾過させつつ2時間
循環させた。この時の中空繊維の内側および外側のエン
ドトキシン分析値を表2に示す。
環実験を行なったが、本例では初めから中空繊維の内側
から外側へ100m1/m!nでi濾過させつつ2時間
循環させた。この時の中空繊維の内側および外側のエン
ドトキシン分析値を表2に示す。
一過流出液中にはエンドトキシンはわずかじか認められ
ず、さらに)濾過開始時点と9 Q 濾過時点間の物質
収支をとると42.9μgのエンドトキシンが除去され
ており(6,Ong/mlX12000ml−9,7n
(1/mlX3000ml) 、吸着および濾過によっ
てエンドトキシンが除去されることが示されている。
ず、さらに)濾過開始時点と9 Q 濾過時点間の物質
収支をとると42.9μgのエンドトキシンが除去され
ており(6,Ong/mlX12000ml−9,7n
(1/mlX3000ml) 、吸着および濾過によっ
てエンドトキシンが除去されることが示されている。
比較例1
実施例1に比べて2種の重合体量を1.5倍量とし、1
1°Cの水中で凝固させる以外は実施例1と同条件で中
空繊維および膜モジュールを得た。
1°Cの水中で凝固させる以外は実施例1と同条件で中
空繊維および膜モジュールを得た。
このように作成したメチルメタクリレート系中空繊維は
、はぼ均一な多孔構造を示しており、その重量含水率は
27%であった。
、はぼ均一な多孔構造を示しており、その重量含水率は
27%であった。
この中空糸モジュールに対して実施例2と同様の実験を
行なったが、−過量始時点と9Qi濾過時点間の物質収
支をとると3゜3μgのエンドトキシンしか除去されて
いす(6,9nO/mlX12000ml 26.5
ng/mlX3000ml> 、本特許での請求範囲外
の多孔構造ではエンドトキシンの除去能が低下する。
行なったが、−過量始時点と9Qi濾過時点間の物質収
支をとると3゜3μgのエンドトキシンしか除去されて
いす(6,9nO/mlX12000ml 26.5
ng/mlX3000ml> 、本特許での請求範囲外
の多孔構造ではエンドトキシンの除去能が低下する。
[発明の効果]
(1) 単一材料でありながら、エンドトキシンを吸
着及びまたはシ濾過により除去できる。
着及びまたはシ濾過により除去できる。
(2)他の目的の)濾過や透析機能も兼ね備えている。
(3)用途に応じた広範な形態をとり得る。
(4)材料が安価である。
Claims (1)
- メチルメタクリレートを単量体分率で50%以上含むメ
チルメタクリレート系重合体から成り、20℃において
含水状態としたときの平衡重量含水率が30ないし90
%である多孔体によって構成されてなるエンドトキシン
除去材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066997A JPH01242105A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | エンドトキシン除去材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63066997A JPH01242105A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | エンドトキシン除去材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01242105A true JPH01242105A (ja) | 1989-09-27 |
Family
ID=13332155
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63066997A Pending JPH01242105A (ja) | 1988-03-18 | 1988-03-18 | エンドトキシン除去材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01242105A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917022A (en) * | 1994-02-16 | 1999-06-29 | Csl Limited | Process for removing endotoxins |
| WO2006016217A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Angiosyn, Inc. | tRNA SYNTHETASE FRAGMENTS |
| US8282921B2 (en) | 2004-08-02 | 2012-10-09 | Paul Glidden | tRNA synthetase fragments |
-
1988
- 1988-03-18 JP JP63066997A patent/JPH01242105A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5917022A (en) * | 1994-02-16 | 1999-06-29 | Csl Limited | Process for removing endotoxins |
| WO2006016217A1 (en) * | 2004-08-02 | 2006-02-16 | Angiosyn, Inc. | tRNA SYNTHETASE FRAGMENTS |
| JP2008508349A (ja) * | 2004-08-02 | 2008-03-21 | アンジオシン,インコーポレイティド | tRNAシンセターゼフラグメント |
| US8282921B2 (en) | 2004-08-02 | 2012-10-09 | Paul Glidden | tRNA synthetase fragments |
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