JPH0453548B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は血液、血漿、血清、赤血球懸濁液に含
まれる遊離ヘモグロビンを過により選択的に除
去するための分離膜に関するものである。

遊離ヘモグロビンは正常な状態では体内を流れ
る、あるいは体外に取り出した血液中には見出さ
れない蛋白とされる。しかし人工心肺を用いる開
心術においては、術野に流出した血液を回収する
ための吸引ポンプ、その他の送血用ポンプ、気泡
型、膜型、あるいは回転円板型人工肺などにおけ
る赤血球の機械的損傷によりヘモグロビンが遊離
され、また他の手術時間の長い一般手術において
も、かなりのヘモグロビンが遊離される。さらに
分子量の大きな有害物質を除去するために、まず
膜で血球と血漿を分離する血漿分離法においても
ヘモグロビンの遊離が問題とされている。また、
全血輸血や赤血球輸血を行なう場合においても保
存時間が長くなるにつれて遊離ヘモグロビンが増
加する。一方、各種の溶血性貧血の中には、血管
内溶血を来たし、ヘモグロビン血症を示す例も知
られている。

このように流血中に発生する、あるいは流血中
に注入される遊離ヘモグロビン量が生体の処理能
力レベル、例えば濃度としては100mg／dl、ある
いは生成速度としては15mg／dl／hrを越えた時に
遊離ヘモグロビンが尿中に現われ、ヘモグロビン
尿症を来たし、さらには重篤な急性腎不全に至る
ことも知られている。

ヘモグロビンの分子量は64000である（溶血の
知識、三輪史朗著、P.23、中外医学社、昭和51
年）のに対し、血漿中に多量に存在するアルブミ
ンの分子量は66000であり（血漿タンパク質、構
造・機能・病態、平山千里・右田俊介編、医歯薬
出版、昭和54年）、両者の分子量は極めて接近し
ておりそれらの分離は極めて困難とされる。しか
し、遊離ヘモグロビンは前述のように有害成分で
あり除去が望まれるのに対し、アルブミンは細胞
間質液から血管系への水の出入りを支配する血漿
膠質浸透圧を規定する主要な成分であり、また、
栄養物や老廃物を運搬するという重要な役割りを
担つており、その喪失は極力避けねばならない。

半透膜の両側に加えた圧力差を駆動力として利
用する血液過法は、尿毒性老廃物を除去しよう
とする場合に、最も一般的な人工腎臓療法であ
り、濃度差を駆動力とする血液透析法に代る療法
として用いられており、その老廃物排出において
血液透析法よりも分子量の大きい物質、たとえば
いわゆる尿毒性中分子量物質（分子量300ないし
5000）の除去に勝れる方法としてその意義が認め
られている。血液過法で用いられている膜とし
ては、ポリアクリロニトリル系ポリマーを膜素材
とするPAN15 （旭メデイカル社製）、RP−610
（ローヌプーラン社製）、ポリメチルメタクリ
レート系ポリマーを膜素材とするB1−Ｌ （東
レ社製）、セルロースアセテート系ポリマーを膜
素材とするHemofilter （ザルトリウス社製）、
Hemofresh （ダイセル社製）などが知られて
いるが、これらの膜の分画分子量（過を行なつ
た時に被処理液中の濃度の90％を排除し10％が
過液中の濃度となるような物質の分子量）は約
40000であり、実質的に血漿蛋白を透過させない。

一方、駆動原理としては血液過法と同様であ
るが、抗原と抗体が結合した免疫複合体やγ−グ
ロブリン（分子量160000）などの異常化した大分
子量蛋白を除去するために、血液から血漿を膜を
用いて分離する血漿分離法も用いられている。血
漿分離法で用いられる膜としては、セルロースア
セテート系ポリマーを膜素材とするPlasmflo
（旭メデイカル社製）、ポリビニルアルコール系ポ
リマーを膜素材とするPVAフイルター （クラ
レ社製）、ポリメチルメタクリレート系ポリマー
を膜素材とするMasmax などが知られており、
γ−グロブリンの透過率（過液中濃度の被処理
液中濃度に対する比）は80％以上である。

これらの膜を遊離ヘモグロビンを除くための
過膜として用いようとした場合に、前者の血液
過膜では、血漿蛋白を原則的に透過させないよう
な分子量分画特性が付与されているために、遊離
ヘモグロビンの透過率は高々10％であり、遊離ヘ
モグロビンの除去効果はほとんど見出されない。
また、後者の血漿分離膜では、遊離ヘモグロビン
の透過率は90％以上と極めて高く、血液中の遊離
ヘモグロビン濃度と同等の濃度の過液が得られ
るが、有効成分であるアルブミンを始めとした大
部分の血漿蛋白も液側に透過し、そのままでは
本特許の目的とする遊離ヘモグロビンの選択的除
去という意味において全く無効である。

本発明者らは、有害成分である遊離ヘモグロビ
ンを選択的に簡便に除去する方法につき鋭意検討
を加えたところ、驚くべきことに、遊離ヘモグロ
ビンと他の血液中に通常大量に共存するヘモグロ
ビンと同等の分子量の各種の血漿蛋白とを、特定
の限定された分子量分画特性を持つ膜を用いる
過により分離できることを見出した。

すなわち本発明は、重量平均分子量40000のデ
キストランに対する透過率が65％以上で、かつ重
量平均分子量500000のデキストランに対する透過
率が45％以下である遊離ヘモグロビン分離膜であ
る。（これらのデキストラン透過率は、過流束40
ml／min／m²で測定した時の値である。） 本発明の特定の分子量分画領域および分子量分
画の先鋭さが限定された範囲の膜を通常の使用条
件下、すなわち温度10℃〜45℃、過流束20ml／
min／m²〜1000ml／min／m²、遊離ヘモグロビン
の透過率が50％以上、アルブミンの透過率が30％
以下、ヘモグロビンの透過率のアルブミンの透過
率に対する比が2.0以上となり遊離ヘモグロビン
を、アルブミンをはじめとした各種の血漿蛋白か
ら有効に分離できる。そして例えば、ヘマトクリ
ツト値（赤血球の体積分率）20％、遊離ヘモグロ
ビン70mg／dl、アルブミン1.5ｇ／dlを含む血液
２に対して、遊離ヘモグロビン透過率60％、ア
ルブミン透過率20％の膜から成るモジユールを一
回通過させて過を行ない800mlの液を得た時
には、ヘマトクリツト値33％、遊離ヘモグロビン
92mg／dl、アルブミン2.6ｇ／dlの血液が得られ、
遊離ヘモグロビンの絶対量の35％が除去されるの
に、アルブミンの絶対量の14％が損失するに止ま
るという効果が達成される。

重量平均分子量40000のデキストランに対する
透過率が65％未満の分離膜では、遊離ヘモグロビ
ンの透過率が極めて低く、該ヘモグロビンの除去
が困難である。一方、重量平均分子量500000のデ
キストランに対する透過率が45％を越えると、遊
離ヘモグロビン透過率は高くなるがアルブミン等
の有益成分も液側に透過してしまい、遊離ヘモ
グロビンの選択的除去が不可能である。

従来の血液過膜および血漿分離率の透過率
は、フアルマシア社製の比較的分子量分布の狭い
デキストラン、T40、T500（各々の公称重量平均
分子量：40000、500000）の水溶液を用いてを測
定した結果では、前者の血液過膜はT40で１％
ないし45％で、T500で２％以下である。一方、
後者の血漿分離膜はT40で95％ないし100％、
T500で80％ないし100％である。

従つて、従来のこれらの膜では遊離ヘモグロビ
ンの選択的除去は不可能である。

本発明の分離膜の、重量平均分子量40000のデ
キストランに対する透過率が75％以上が特に好ま
しい。また重量平均分子量500000のデキストラン
透過率は35％以下が特に好ましい。

本発明の膜の素材については、本発明の特定の
分画分子量特性を持つ膜であれば特に限定するも
のではないが、例えばセルロースアセテート系、
ポリメチルメタクリレート系、ポリアクリロニト
リル系、ポリビニルアルコール系、ポリエチレン
系、ポリプロピレン系、ポリエーテルスルホン系
重合体など、およびこれらの素材相互間の共重量
合体（たとえばエチレンビニルアルコール共重合
体）あるいは混合物から成る素材から、このよう
な特性の膜を得ることができる。

本発明の分離膜を製造するには、例えばポリメ
チルメタクリレート系重合体を素材として用いた
時には、ポリマ濃度が10wt％ないし20wt％にな
るようにジメチルスルホキシドなどの溶媒に溶解
し、水を主体とした凝固浴に導いて固化、脱溶媒
することにより得られる。

また、膜の形態としては本発明の特定の分画分
子量特性をもつものであれば特に限定するもので
はないが、例えば中空繊維膜、平膜のいずれでも
利用できる。さらに、このような過膜の使い方
としては、開心術で一般に見られるように既に希
釈された血液について、そのまま過するだけと
いう使い方だけでなく、過により濃縮された被
処理液を後から生理的食塩水などの生理的液で希
釈したり、過する前に生理的液で希釈してから
過する方法などであつてもよく、それぞれ最終
的に得られる処理済み液中に存在する遊離ヘモグ
ロビンや各種血漿蛋白の量および濃度は、未処理
液での量や濃度に対して種々異なつたものとな
る。なお、あらかじめ希釈してから過するとい
う使い方は、膜の性能を安定化させる効果および
または遊離ヘモグロビンの分離効率を向上させる
効果が認められ、好ましい使い方である。

以下、実施例により本発明の効果を更に詳しく
説明する。

実施例 １ ポリメチルメタクリレート系重合体15部を85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繊維を形成した。この糸条
を30℃のジメチルスルホキシドを約10％含む水溶
液へ導き凝固させ、次に水洗、熱処理して内径
370μ、膜厚85μの中空繊維を得た。この中空繊維
を束ねて作られた有効面積0.8m²のモジユールに
ついて、フアルマシア社製デキストランを用いて
分子量分画特性を測定した。被処理液流量は200
ml／min、過流量は32ml／minすなわち過流束
は40ml／min／m²とした。デキストランの濃度は
高速液体クロマトグラフイー（カラム：ウオータ
ーズ社製、μ−Bondagel−E500／E1000）を用
いて測定した。T40、T500（各々の公称重量平均
分子量およびｗ／ｎ；40000、1.5；500000、
2.7）の１％水溶液に対する透過率はそれぞれ79
％、20％であつた。

上記特性のモジユールに対して、次に血液過
実験を行なつた。ヘマトクリツト値42％、総蛋白
量6.5ｇ／dlの血液に、ヘモグロビンを加えて、
遊離ヘモグロビンが190mg／dl存在する血液を得
た。ヘモグロビンは赤血球に水を加えて溶血させ
て得た。

遊離ヘモグロビンはシアンメトヘモグロビン法
により測定した。この血液をさらに生理的食塩水
で2.1倍に希釈した。

希釈血液を前記モジユールを用いて、血液流量
200ml／min、37℃の条件下で過処理した。
過側には吸引ポンプを用いて過流量を規制し
た。

過流量が54ml／min（過流束68ml／min／m²）
の条件で、遊離ヘモグロビンの透過率は61％、ア
ルブミンの透過率は16％であり、遊離ヘモグロビ
ンの透過率のアルブミンの透過率に対する比は
3.8であつた。アルブミン量は、ビウレツト法に
よる総蛋白量とセルロースアセテート膜電気泳動
分画から算出した。

さらに前記希釈血液2.5に対して、前記モジ
ユールを用いて血液流量300ml／minの条件でモ
ジユール出口液を血液容器に戻す循環過を行な
つたところ、15分間で950mlの過液が得られ、
血液中の遊離ヘモグロビン量は当初の67％に減少
した。

実施例 ２ アセチル化度42％のジアセチルセルロース10部
を90部のジメチルホルムアミドに溶解した製膜原
液をガラス板上に塗延して４℃の水へ浸透し凝
固、脱溶媒して厚さ150μのセルロースアセテー
ト平膜を得た。この膜をアミコン社の撹拌子付き
過装置モデル52 にセツトして、以下実施例１
と同様の実験を行なつた。37℃、過流束40ml／
min／m²の条件でのデキストランT40、T500の透
過率はそれぞれ85％、29％であつた。

次に実施例１で用いたのと同じ血液で、生理的
食塩水で希釈する前の血液について過実験を行
ない、過流束45ml／min／m²の条件下での遊離ヘ
モグロビンおよびアルブミンの透過率はそれぞれ
61％、27％であり、両透過率の比は2.3であつた。

比較実施例 １ ポリメチルメタクリレート系の素材を用いた
B1−Ｌ （東レ社製）およびポリアクリロニト
リル系の素材を用いたPAN−15 （旭メデイカ
ル社製）は共に中空繊維膜であり、おもに血液
過法で用いられているが、これらについて実施例
１と同様の実験を行なつた。

B1−Ｌ ではデキストランT40、T500の透過
率はそれぞれ10％、１％であり、血液過実験で
は遊離ヘモグロビンの透過率２％が得られ、アル
ブミンの透過は認められなかつた。PAN−15
ではデキストランT40、T500の透過率はそれぞ
れ２％、０％であり、血液過実験では遊離ヘモ
グロビンの透過率0.5％が得られ、アルブミンの
透過は認められなかつた。以上のようにB1−Ｌ
、PAN−15 は共に、過により遊離ヘモグ
ロビンを除くという意味では、ほとんど無効であ
つた。

比較実験例 ２ セルロースアセテート系の素材を用いた血漿分
離用中空繊維モジユールPlasmaflo （旭メデイ
カル社製）について実施例１と同様の実験を行な
つた。

デキストランT40、T500の透過率はそれぞれ
98％、95％であり、血液過実験では遊離ヘモグ
ロビン透過率99％が得られたが、アルブミン透過
率も94％となり、遊離ヘモグロビンを過により
分離するという意味においては無効であつた。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 重量平均分子量40000のデキストランに対す
   る透過率が65％以上で、かつ重量平均分子量
   500000のデキストランに対する透過率が45％以下
   である遊離ヘモグロビン分離膜。