JPH03114468A - 血液浄化器および浄化方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は血液浄化器および浄化方法に関するものである
。詳しく述べると本発明は、血漿中の低密度リポ蛋白質
を選択的に吸着させる電気的な血液浄化器および浄化方
法に関するものである。

（従来の技術） 虚血性心疾患や各種血管障害、さらには車状糸球体硬化
症由来の薬物抵抗性ネフローゼを惹起する病因物質とさ
れているコレステロールは、水に対し難溶性であるため
、トリグリセライド、リン脂質、アポ蛋白質等とリポ蛋
白質粒子を形成し、血中に存在している。これらのリポ
蛋白質は、その密度によってそれぞれ、超低密度リポ蛋
白質（ＶＬＤＬ　　　ＶｅｒｙＬｏｗＤｃｎｓｉｔｙＬ
ｆｐｏｐｒｏｔｃｆｎ）　　、低密度リポ蛋白質（Ｌ　
Ｄ　Ｌ　　Ｌｏｗ　Ｄｅｎｓｉｔｙ　Ｌｉｐｏｐｒｏｔ
ｃｉｎ　）　、高密度リポ蛋白質（ＨＤ　Ｌ　　ｌｌｉ
ｇｈ　Ｄｅｎｓａｙ　Ｌｉｐｏｐｒｏｔｅｉｎ）などに
分類されるが、特にＬＤＬはコレステロールを多く含む
。このＬＤＬは、正常人では肝臓における血漿リポ蛋白
質の代謝によって、定常値に維持されるが、遺伝的に肝
臓にＬＤＬレセプターを白°しない家族性高コレステロ
ール血症では、ＬＤＬの異常な増加によって若年性虚血
性心疾患等を惹起する。家族性高コレステロール血症の
特にホモ接合体と重症のへテロ接合体では、薬物療法に
よってコレステロール濃度を動脈硬化の進展を防止し得
るレベルまで低下させることは不可能で、体外における
さらなる血液浄化処理が必要とされる。

このようなＬＤＬ除去を目的とする血液浄化ｈ゛法とし
て、連続遠心分離と凍結血漿を用いた血漿交換療法がト
ンプソンらによって試みられ、ＬＤＬ減少による高い臨
床効果が確認された（１’ｏｍｐｓ。

ｎ、　Ｇ、　Ｒ，、ａｔ、　ａｔ、　：ＰＩａｓｍａ　
ｅｘｃｈａｎｇｅ　ｉｎ　ｔｈｅ　ｍａｎｅｇｅｍｅｎ
ｔ　ｏｆ　ｈｏｍｏｚｙｇｏｕｓ　ｆａｍｉｌｉａｌ　
ｈｙｐｃｒｃｈｏｌｃｓｔｃｒｏｌａｃｍｉａ、　Ｌａ
ｎｃｅｔ　１．１２０８．１９７５　）　ｏ　　しかし
ながらこの方法では、複雑かつ高価な装置を必要とする
上、遠心分離処理によって血漿中の他のａ用成分まで根
こそぎ捨てられてしまうものであった。

さらにこのような観点から、さらに精度の高い選択的Ｌ
ＤＬ除去法として、膜濾過法、分別沈澱法および選択的
吸着法の３つに大別される種々の方法が提唱されている
。しかしながら、これらの方法においても多くの問題点
が残されているものであった。例えば、膜濾過法である
ダブルフィルトレーションプラズマフエレーシスでは、
分子サイズによるＬＤＬとＨＤＬの分画化が不完全であ
り、遊離コレステロールを取込み、高コレステロール血
症の抑制因子と推定されるＨＤＬや各種Ｈ用血漿タンパ
ク質を損失してしまうものであった。

また分別沈澱法であるヘパリン−カルシウム沈澱法は、
ＬＤＬに対し選択的ではあるが、除去量に問題があり、
生理的濃度の約１０倍程度のカルシウムの使用を余儀な
くされるものであった。さらに、選択的吸着法では、除
去精度や除去能力に問題があり、また選択性を向１−さ
せるためにアフイニティリガンドである抗ＬＤＬ抗体や
酸性ムコ多糖を固定化したものを使用する場合において
は、リガンドの脱離をＳめた安定性の面や、経済性の面
に問題が生じてくるものであった。

（発明が解決しようとする課題） 従って、本発明は新規な血液浄化器および浄化り法を提
供することを目的とするものである。本発明はまた血液
中からＬＤＬを選択的に高精度で吸着除去する血液浄化
器および浄化方法を提供することを目的とするものであ
る。本発明はさらに、ＨＤＬやアルブミンを含有する血
漿タンパク質等のＧ用物質を損失することなく　ＬＤＬ
のみを除去する板石選択性、および血漿交換療法に匹敵
するＬＤＬ除去効率を備えた血液浄化器および浄化り。

法を提供することを目的とするものである。本発明はま
た、耐オートクレーブ性やリガンドの非脱離性などとい
った安定性の面、ならびに経済性および操作の簡便性な
どに優れた血液浄化器および浄化方法を提供することを
目的とするものである。

（課題を解決するための手段） 」二記諸目的は、血液中の不用物を選択的に吸着除去す
る血液浄化器であって、吸着担体として電気的に分極さ
せた固体表面を有することを特徴とする血液浄化器によ
って達成される。

本発明はまた、電気的に分極させた固体表面に選択的に
吸着される血液中の不用物が、ＬＤＬである血液浄化器
を示すものである。本発明はさらに、固体表面を電気的
に分極させるための電気機器と電気回路を白゛すること
を特徴とする血ｌｆＭ浄化器を示すものである。

１〕記諸目的はさらに、処理しようとする而ｌｆｋを、
電気的に分極させた固体表面に接触させ、静電気的相互
作用により血液中に含まれる静電的に異ノＪ性の高い分
子・構造を有する不用物を選択的に吸着除去することを
特徴とする血液浄化方法によっても達成される。

本発明はまた、血漿中からＬＤＬを選択的に吸着除去す
るものである血液浄化方法を示すものである。

（作用） しかして本発明に係わる血液浄化器においては、吸着担
体として電気的に分極させた固体表面を利用するもので
あり、静電気的な相互作用によって血液中に含まれる静
電的に異方性の高い分子（ｊり造をＵする物質を極めて
選択的に吸着除去できるものである。

具体的な例を用いてこの機序を詳述すると、ＬＤＬは、
従来より分別沈澱法などにおいても応用されているよう
に、ポリアニオンである酸性ムコ多糖類と特異的に沈降
性の複合体を形成する。このことから、ＬＤＬはポリア
ニオンと相互作用しやすい静電的に異方性の高い分子構
造をａするものと考えらる。従って、電気機器および電
気回路などを用いて純粋かつ直接的に負に分極させた固
体表面に血液を接触させた際、該血液中に含まれるＬＤ
Ｌは、酸性ムコ多糖類との場合と同様に静電的相互作用
によって、該固体表面に極めて選択的に吸着されるもの
と考えられる。

さらに本発明においては、吸着担体として電気機器およ
び電気回路などを用いて純粋かつ直接的に分極させた固
体表面を利用するものであるために、化学的に酸性官能
基を導入された固体表面（例えば、酸性ムコ多糖類固定
化担体）に比較して、静電的相互作用を除く他の非特異
的相互作用が関り、することがなく、産業１−性能の安
定性や吸着原理を把握しやすいものである。

さらに本発明においては、固体表面１−の分極性などの
電気的特性を機械的に任意に変化させることが可能であ
るため、同一の固体表面１−で自由に任意の静電的な相
互作用力を設定できるものである。従って、本発明は血
液中の他の構成成分、例えば静電的に異方性を有する構
造を持つ各種血漿タンパク質等の高分子や胆汁酸、イオ
ン種等の低分子あるいはそのような分子で構成された膜
を白。

する血液細胞等についても同じ構成において相互分離が
可能である。

以下、本発明を実施態様に基づきより詳細に説明する。

本発明の血液浄化器は、吸着担体として電気的に分極さ
せた固体表面を有することを特徴とするものである。本
発明において「分画」とは、２つの電極間に電圧を印加
することによって生じる電界によって電極表面や非導電
性の固体表面に形成される電気的極性の変化を意味する
ものである。

電圧の印加方法としては、電解質中で２つの電極間に直
流電圧や交流電圧を印加できるものであればどのような
ものであってよく、電極そのものを念めた固体表面の電
荷を何等か方法で制御できればよい。例えば、第１図に
示すように電解質１中で、直流電場で電極２．３間に直
接電流を流して物理的な力すなわち泳動を得る方法、第
２図に示すように電解質１中である一定の周波数量１−
の交流電場を電極２．３間に印加することによって、電
極の月質、電解質の種類、電場の強さあるいは周波数等
に応じて、電極２．３そのものの界面を分極させる方法
、第３図に示すように電極２．３間に絶縁体４（真空も
含む）を挿入し、絶縁体４の誘電率に応じた分極表面を
得るｈ゛法、第４図に示すように一定の基準電位を＾゛
する基準電極５、ならびに対極７を用いて、作用極６と
基準電極５との間の電位を電解質１が電気分解しない範
囲において電気化学的に制御する方法などがあり、場合
によっては動磁場によって電流を得ることもできる。

このなかでも、電極そのものや、絶縁物の固体表面を分
極させた場合は、電気現蒙の変化、すなわち系にかかる
エネルギーが電極や絶縁物固体界面のごく近傍のみに集
約されるため、吸着分子が板石時に受ける電気的な相互
作用がより大きいものになると考えられる。特に電気化
学的な制御法は、電極そのものを吸着担体に利用でき、
かつ極めて低電圧、低エネルギー系で電極固体表面に白
゛効な電荷を設定できるので好ましく用いられる。

この場合において用いられる電気機器や電気回路も公知
の電解電池を構成するものと同板のもので良く、電極電
位の制御には、例えば汎用のポテンシオスタットなどを
用いることが可能で、また基準極や対極の接続に塩橋を
用いても構わない。

基準極としては銀／塩化銀電極や飽和カロメル電極等が
、また対極としては白金やカーボン等が好適に用いられ
得る。吸着担体ともなる作用極については、電解ｉｔｌ
中で分極性の高い累月を用いることが好ましく、例えば
亜鉛、白金、金、炭素系の材料が好適に用いられる。ま
た酸化錫をドープした酸化インジウム等の半導体も好適
に用いられ得る。さらに作用極の形状については何ら限
定されるものではないが、高い板石面積を得るために多
孔質形状のもの、あるいはミクロフィラメントの束また
はミクロフィラメントを不織布状、織布状等に加工した
ものなどがより好適である。そして、これらが適当なハ
ウジングに納められ、電解電池の構成を白°するものと
なればよい。

ハウジングを構成する祠質としては、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリ
メチルメタクリレート等の合成樹脂、ガラス及びステン
レス等の金属などが使用できるが、湿熱滅菌が可能で取
扱いの容易なポリプロピレンやポリカーボネート等か特
に好ましいものである。

第５図は、本発明の血ｌｆｋ浄化器の一実施態様の構成
を模式的に示す断面図である。第５図において、作用極
１１であるグラファイト繊維束は吸着担体として、血液
導入口１２および血液導出口１３を−６するカラム１４
に所定の高密度、例えば０゜５〜１．５ｇ／Ｃｍ３で充
填され、血液導出口１３側の端部に導線１５ａとの接点
を取り、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、低融点ガラス等
の絶縁性接着剤１６で絶縁固定されている。一方、飽和
カロメル電極からなる参照極１７と白金線からなる対極
１８は、寒天ゲルを充填した塩橋１９ａ、１９ｂで、作
用極１１を充填したカラム１４とそれぞれ接続され、か
つ飽和食塩水からなる電解′ｆｉ２０を満された別々の
浴槽２１ａ、２１ｂ中にそれぞれ固定されている。ｈ電
極１１．１７．１８からの導線１５ａ、１５ｂ、１５ｃ
はポテンシオスタット２２に接続されており、このポテ
ンシオスタット２２によってグラファイト繊維束からな
る作用極１１の電極電位を規制する。

このような構成をＧする血液浄化器は、血液中に含まれ
る、ＬＤＬなどに代表される静電的に異方性の高い分子
構造を有する不用物を選択的に吸着除去するために好適
に用いられるものである。

例えば、ＬＤＬ除去を目的とした血液浄化方法として、
高コレステロール血症患者に対して体外循環を行なうに
は、第６図に示すように、血液回路中に前記のごとき構
成の血液浄化器を組入れて用いればよい。すなわち、患
者よりの血液は、血液供給口２３より回路内に導入され
て、血液ポンプ２４、チャンバー２５ａを通って、一定
流速にて血液浄化器１０へ供給される。なお、チャンバ
ー２５ａには圧力ゲージ２６ａが設けられており、血液
乗下記１０の流通抵抗をモニタリングできるようになっ
ている。血液導入口１２より導入された血液は、血液浄
化器１０内において、一定電位、例えば−０，９〜＋１
．７Ｖ（対基準電極）、より好ましくは−０，６〜−〇
、４Ｖ（対基準電極）において分極された作用極１１と
してのグラファイト繊維束と接触してＬＤＬを吸着処理
されたのち、血液導出口１３より導出される。導出され
た血液は、チャンバー２５ｂおよび圧力ゲージ２６ｂか
らなるモニタリング部、恒温槽２７および気泡検知器２
８を通って血液供出口２９より再び患者の体内に戻され
る。この例においては、血液浄化器１０に直接、全血を
流した場合について説明しているが、もちろん患者から
の血液を一旦遠心分離等によって、血球成分と血漿成分
とに分離し、血漿成分のみを血液浄化器１０にかけ、浄
化された血漿成分を前記血球成分と再び合せて、患者に
返送するような構成を取ることも可能である。

なお、本発明の血液浄化器は、使用前に精製水、生理食
塩水等を浄化器内に充填し、加熱することによって湿熱
滅菌処理を施される。

（実施例） 以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明する。

実施例１ 内径１１ｍｍのポリカーボネートバイブに０゜９ｇ／ｃ
ｍ３の密度で作用極であるグラファイト繊維（ベスファ
イト　直径７μｍ、東邦レーヨン側製）を充填し、片端
を導線と接続しエポキシ横１で固めたカラムに、塩橋（
２％寒天ゲル）を通じて、基準電極である飽和カロメル
電極（Ｓ、Ｃ。

Ｅ、）と対極である白金電極を接続した。電極間電位は
ポテンシオスタット（東邦技研■製、２０００）で制御
した。

この電解電池を構成したカラム内のグラファイト繊維に
−０，９Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、ｌＥ、Ｃ，の電位を設定し、
３ケ月間高コレステロール食を投与したウサギから採取
した高コレステロール血漿を０，１ｍｌ／ｍｉｎの流速
で１．５ｍｌ注入した。

この後、回収された血漿中のＬＤＬ濃度を、ＬＤＬ測定
キット（β−リポ蛋白Ｃテスト、和光純５■製）を用い
て測定し、ＬＤＬの除去率を算出した。得られた結果を
第１表に示す。

実施例２ 設定電位を−０，７Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変える
以外は実施例１と同様にして実験を行なった。害られた
結果を第１表に示す。

実施例３ 設定電位を−０，６Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変える
以外は実施例１と同様にして実験を行なった。得られた
結果を第１表に示す。

実施例４ 設定電位を−０，５５Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、ｌＥ、Ｃ，に変
え、さらに回収された血漿中のＨＤ　Ｌ　ｉｌｋ度、総
蛋白質濃度およびアルブミン濃度を市販の測定試薬（そ
れぞれＨＤＬ−コレステロールテスト、蛋白質？Ｉｌｌ
定用ビユレット液およびアルブミン発巴試７　Ａ　／Ｇ
Ｂテスト、全て和光純５■製）を用いて４１す定した以
外は、実施例１と同様にして実験を行なった。

得られた結果を第１表に示す。

実施例５ 設定電位を−０，５Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変える
以外は実施例４と同様にして実験を行なった。得られた
結果を第１表に示す。

実施例６ 設定電位を−０，４５Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、ｌＥ、Ｃ，に変
える以外は実施例４と同様にして実験を行なった。得ら
れた結果を第１表に示す。

実施ｆｆ１ｌ　７ 設定電位を−０，４Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変える
以外は実施例１と同様にして実験を行なった。得られた
結果を第１表に示す。

実施例８ 設定電位を−０，２５Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変え
る以外は実施例１と同様にして実験を行なった。寿られ
た結果を第１表に示す。

実施例９ 設定電位を０．　１５　Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変
える以外は実施例１と同様にして実験を行なった。得ら
れた結果を第１表に示す。

実施例１０ 設定電位を０．　５　Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、Ｅ、Ｃ，に変え
る以外は実施例１と同様にして実験を行なった。得られ
た結果を第１表に示す。

比較例１ カラムに充填したグラファイト繊維に電位を設定しない
以外は、実施例１と同様にして実験を行なった。得られ
た結果を第１表に示す。

実施例１１ 実施例１で作成したカラムに充填したグラファイト繊維
に−０，５Ｖ　　ｖｓ　Ｓ、ＩＥ、Ｃ，の電位を設定し
、１５ｍ１の高コレステロールウサギ血漿を１ｍｌ／分
の流速で循環させた。循環１５．３０．６０．１２０分
後にサンプリングされた血漿は、実施例４の手順に従っ
て、各蛋白質濃度を測定された。得られた結果を第２表
に示す。

第１表および第２表に示す結果から明らかなように、本
発明に係わる血液浄化器は、血漿中のり。

用成分である他の血漿蛋白質をほとんど損失することな
く、ＬＤＬのみを効果的に吸着除去するものであった。

（発明の効果） 以１−述べたように本発明は、吸着担体として電気的に
分極させた固体表面を＾°することを特徴とする血液浄
化器、ならびに処理しようとする血液を、電気的に分極
させた固体表面に接触させ、静電的相互作用により血液
中に含まれる静電的に異方性の高い分子構造を何する不
用物を選択的に吸着除去することを特徴とする血液浄化
方法であるので、ＬＤＬ等の静電的に異方性の高い分子
構造を白゛する不用物を静電的相互作用によって極めて
選択的に吸着除去することができ、極めて選択的な血漿
浄化が達成されることとなる。従って、各種の体外循環
回路に本発明の血液浄化器を挿入することによって、虚
商性心疾患や各種血管障害、さらには生状糸球体硬化症
由来の薬物抵抗性ネフロー七等を惹起する病因物質とさ
れているコレステロールを、血漿交換療法に匹敵する除
去効率を持って、また、耐オートクレーブ性やりガント
脱離性等に関する浄化器の安定性、経済性、実施の簡便
性等に関してなんら支障もなく吸着除去する治療法に応
用できることを示すものである。さらに本発明において
は、吸着担体として電気機器および電気回路などを用い
て純粋かつ直接的に分極させた固体表面を利用するもの
であるために、化学的に官能基を導入された固体表面に
比較して、静′１を的相互作用を除く他の非特異的相互
作用か関り、することがなく、産業Ｉ−拌性能安定性や
板石原理を把握しやすいものである。加えて本発明にお
いては、固体表面Ｉ−の分極性などの電気的特性を機械
的に任意に変化させることが可能であるため、同一の固
体表面１−で自由に任意の静電的な相互作用力を設定で
きるものである。従って、本発明は而；ｆｋ中の他のｆ
１４成成分、例えば静電的に異方性を有する構造を持つ
各種血漿タンパク質等の品分−ｒ〜や胆月酸、イオン種
等の低分子あるいはそのような分子で構成された膜を有
する白液細胞等についても同じ構成において相互分離が
可能である、多成分対応型の極めて利用価値の高い曲成
浄化技術であるということができる。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は、それぞれ本発明の血液浄化器に適用可能
な分極状態を得るための電圧の６種の印加原理を示す図
、第５図は本発明の面ｉｒｋ浄化器を一実施態様の構成
を示す模式図であり、また第６図は本発明の血液浄化器
の一実施態様を組込んだ体外循環回路の構成を示す模式
図である。 １．２０・・・電解質、　２．３・・・電極、４・・・
絶縁体、５・・・基準電極、６，１１・・・作用極、７
．１８・・・対極、　１０・・・血液浄化器、１２・・
・血液導入口、　　１３・・・ｍ１ｔｋ導出口、１４　
・・・カラム、　　１５ａ、１５ｂ、１５ｃ・・・導線
、１６・・・絶縁性接着剤、　１７・・・参照極、１９
ａ、１９ｂ−・・塩橋、　２１ａ、２１ｂ−浴槽、２２
・・・ポテンシオスタット、　２３・・・血ｉ＋１　（
３（結目、２４・・・血液ポンプ、 ２５ａ。 ２５ｂ・・・チャンバー ２６ａ。 ２６ｂ・・・圧力ゲージ、 ２７・・・恒温槽、 ２８・・・気泡検知器、 ２９・・・血液供出口。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）血液中の不用物を選択的に吸着除去する血液浄化
   器であって、吸着担体として電気的に分極させた固体表
   面を有することを特徴とする血液浄化器。
2. （２）電気的に分極させた固体表面に選択的に吸着され
   る血液中の不用物が、低密度リポ蛋白質である請求項１
   に記載の血液浄化器。
3. （３）固体表面を電気的に分極させるための電気機器と
   電気回路を有することを特徴とする血液浄化器。
4. （４）処理しようとする血液を、電気的に分極させた固
   体表面に接触させ、静電気的相互作用により血液中に含
   まれる静電的に異方性の高い分子構造を有する不用物を
   選択的に吸着除去することを特徴とする血液浄化方法。
5. （５）血漿中から低密度リポ蛋白質を選択的に吸着除去
   するものである請求項４に記載の血液浄化方法。