JPH0585191B2

JPH0585191B2 -

Info

Publication number: JPH0585191B2
Application number: JP59101691A
Authority: JP
Inventors: Tooru Kuroda; Naokuni Yamawaki
Original assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1984-05-22
Filing date: 1984-05-22
Publication date: 1993-12-06
Also published as: JPS60246765A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は、血漿脂質の増加に起因する各種疾患
と密接な関係を持つと考えられている低比重リポ
蛋白質や、癌、免疫増殖性症候群、慢性関節リウ
マチ、全身性エリテマトーデス、アレルギー、臓
器移植時の拒絶反応等の生体免疫機能に関係した
疾患および現象、あるいは腎炎等の腎臓病、肝炎
等の肝臓病などにおいて、血液、血漿等の体液中
に発現し、疾患の原因あるいは進行と密接な関係
をもつていると考えられる悪性物質を、体液中よ
り吸着、除去する体液浄化用吸着カラムに関す
る。

（従来の技術）体液浄化の目的に使用された、あるいは研究さ
れてきた吸着材の主なものを挙げると、例えば、
肝臓病用に人工肝臓として用いられた活性炭ある
いは親水性高分子でコートした活性炭、家族性高
コレステロール血症用に低比重リポ蛋白質吸着材
として用いられたヘパリン固定化アガロース
（Lupien，Ｐ−Ｊ，et.Al.：Ａ new approach
to the management of familial
hypercholesterolemia.Removal of plasma−
cholesterol based on the principle of affinity
chromatography.Lancet，２：1261〜1264，
1976.）や、ガラスパウダー、ガラスビーズ
（Carlson，L.A.：Chromatographic separation
of serum lipoproteins on glass powder
colums.Description of the method and some
applications.Clin.Chim.Acta，５：528〜538，
1960.）がある。

また、近年では、各種自己抗体、免疫複合体の
吸着材として本発明者らが見出した、担体に被吸
着物質と生物学的または／および化学的な選択的
相互作用をなす特別な物質を化学結合により保持
させてなる種々の吸着材がある。（特開昭57−
77624、特開昭57−77625、特開昭57−122875、特
開昭57−134164、特開昭57−156035）そして、これらの吸着材は、通常、流体の出入
口を持つたカラムに充填され使用される。

（発明が解決しようとする問題点）前記従来の吸着材は、球状あるいは破砕体の形
をした粒子状吸着材であるため、カラムへの細密
充填が難しく、排除容量（カラム内での吸着材外
空間）が多く、プライミングボリユームの増大、
吸着能力の低下につながつていた。従来の吸着材
をカラムに充填した場合、排除容量は、通常、カ
ラム容量の40％もあり、吸着材充填率が低い場合
には50％を越える場合もあつた。

また、前記した種々の吸着材の中には、体液浄
化用吸着材としてはまだ充分な吸着能力がなく、
体外循環治療器として用いた場合、吸着材を大量
に用いないと充分な臨床効果が発揮できず、吸着
材を大量に用いるとプライミングボリユームが増
大し、患者に対して好ましくない影響を与えると
いう結果になつてしまうものがあり、改良が望ま
れていた。

（問題点を解決するための手段）本発明者らは、上記したような吸着材の問題点
を解決し、さらには、より高い能力を持つた吸着
カラムとするために、吸着材の形状およびカラム
への充填方法等を中心に鋭意検討を重ねた結果、
吸着材の形状を繊維状ないしは棒状にし、長さ方
向に多数本束ね、繊維あるいは棒の束が丁度入る
程度の容器に納め、繊維あるいは棒の束の両端面
に流体の出入口を設けた吸着カラムが非常に高い
吸着能力を示すことを見出し、通液抵抗も比較的
小さいことを確認し、本発明を完成するに至つ
た。

すなわち、本発明は、表面に被吸着物質と結合
可能なリガンドが固定化された非活性炭からな
る、乾燥多孔質体1g当たりの全細孔容量が0.5c.c.
以上である繊維状ないしは棒状の多孔質体が多数
本結束されて容器に納められ、該多孔質体の束の
両端面にそれぞれ流体の入口及び出口を有するこ
とを特徴とする体液浄化用吸着カラムである。本
発明における多孔質体は、シリカゲル、ガラス等
のように材料表面自体が吸着性を持つ多孔体に被
吸着物質と結合可能なリガンドを固定したもので
も、あるいはそれ自体はあまり吸着能を示さない
多孔性の担体に被吸着物質と結合可能なリガンド
を固定したものでもよい。いずれにせよ、内部ま
で続くスポンジ状の編み目構造を持つ多孔質体で
あり、被吸着物質と生科学的、物理的あるいは科
学的に結合できるリガンドを表面に有している繊
維状ないしは棒状のものをいう。

本発明で言う繊維状ないしは棒状とは、断面の
寸法に比して充分に大きい寸法の長さを有するも
のである。断面の形状は特に限定されないが、円
形が特に好ましく用いられる。断面の寸法は、そ
の断面積を真円に換算したときの直径で0.01mmか
ら10mmの範囲が好ましく、0.02mmから５mmがさら
に好ましい。望ましいのは0.03mmから２mmの範囲
であり、0.05mmから１mmが特に望ましい。直径は
細い方が被吸着物質の細孔内部への拡散速度が速
くなり好ましいが、圧損は増す。断面の形状、寸
法は略均一であることが好ましく、また、長さは
通常100mm以上、好ましくは200mm以上の長さであ
るのが望ましい。

繊維状ないしは棒状の多孔質体の細孔容量、孔
径は、例えば水銀圧入法（触媒工学講座−４、触
媒測定法、触媒学会編、地人書館、69頁から73
頁）により得られる水銀圧入曲線から求められる
が、全細孔容量は0.5c.c.／ｇ（乾燥吸着材重量）以
上あるのが好ましく、1.0c.c.／ｇ以上あるのがさ
らに好ましい。望ましくは2.0c.c.／ｇより大きい
ことであり、3.0c.c.／ｇ以上あるのがさらに望ま
しい。細孔容量は吸着材の材質が同一であれば、
値が大きいほど単位体積当りの吸着材内部空間容
積が大きくなり、それだけ被吸着物質の吸着容量
を大きくできる。

孔径および孔径の分布は、被吸着物質と共存す
る物質の寸法、濃度等を考え、自由に選択できる
が、数十‖から数万‖の孔径まで可能であり、孔
径分布も非常にシヤープなものからブロードなも
のまで可能である。

繊維状ないしは棒状の多孔質吸着材は、例え
ば、被吸着物質と結合可能な表面を持つ粒子状の
吸着材を融着、接着等の手段により、繊維状ない
しは棒状に成型することもできるし、樹脂を用い
て繊維状ないしは棒状に成型した後に加熱処理
し、繊維状ないしは棒状の吸着材とすることも可
能ではあるが、これらの方法で得られる繊維状、
棒状の吸着材は、実質的には粒子状多孔質吸着材
となんら変わりなく、実質的な吸着材量は少ない
ため好ましくない。

本発明で言う繊維状ないしは棒状の多孔質体
は、実質的に極端に大きなポアーを有せず、繊維
あるいは棒全体が吸着に関与する細孔であること
が好ましい。

このような繊維状ないしは棒状の多孔質体は、
例えば、Na₂Ｏ、B₂O₃−SiO₃の三成分系で製造
したガラス繊維あるいはガラス棒を加熱により分
相させ、酸でNa₂Ｏ，B₂O₃に富む相を抽出する
ことにより得られる。得られた多孔質ガラス繊維
あるいは棒は、このままでも蛋白質に対する吸着
性を有しているが、表面シラノール基の部分ブロ
ツキングによる吸着選択性の付与も可能である
し、また、シランカツプリング剤を用いて、被吸
着物質と結合可能なリガンドをその表面に固定す
ることもできる。

被吸着物質と結合可能なリガンドを例示する
と、家族性高コレステロール血症治療用に低比重
リポ蛋白質吸着用として、ヘパリンまたは抗低比
重リポ蛋白質抗体があげられる。

全身性エリテマトーデス治療用としては、抗核
抗体、抗DNA抗体の吸着除去用に、アデニン、
グアニン、シトシン、ウラシル、チミン等のモ
ノ、ジ、トリヌクレオチドのホモポリマー、また
はコポリマー、天然に存在するDNA、RNA等の
核酸があげられる。また、血中に存在するDNA、
RNA、ENAの吸着除去用に、抗一本鎖DNA抗
体、抗二本鎖DNA抗体、抗RNA抗体、抗ENA
抗体等の抗核酸抗体、メチル化アルブミンアクチ
ノマイシンＤ等の塩基性化合物であげられる。さ
らに、血中の免疫複合体の吸着除去用には、Ciq
等の補体成分、プロテインＡ等の特異タンパク
質、抗ヘビーチエイン不変部第２相抗体等の免疫
複合体に対する抗体があげられる。

慢性関節リウマチ、悪性関節リウマチ治療用と
しては、尿素、塩酸グアニジン、メルカプトエタ
ノール、界面活性剤、有機溶剤等の科学的変性
（凝集）方法、熱、超音波、ガスバブリング等の
物理的変性（凝集）方法により変性された変性γ
−グロブリン、変性イムノグロブリン、凝集γ−
グロブリン、凝集イムノグロブリン、イムノグロ
ブリンのFc部、イムノグロブリンのヘビーチエ
イン不変部第２相およびそれらの前記変性方法に
よる変性体等のリウマチ因子に対する抗原様物
質、および抗リウマチ因子抗体があげられる。ま
た、リウマチの免疫複合体除去用には、Clq等の
補体成分、プロテインＡ等の特異タンパク質、抗
ヘビーチエイン不変部第２相抗体等の免疫複合体
に対する抗体があげられる。

橋本病治療用には、サイログロブリン、甲状腺
のミクロソーム分画成分があげられ、重症筋無力
症治療用には、神経筋のアセチルコリンレセプタ
ー分画成分があげられる。

糸球体腎炎治療用には、糸球体基底膜成分、特
発性血小板減少性紫斑病治療用には、血小板膜成
分、血小板顆粒分画成分、クツシング症候群治療
用にはトランスコーチゾン、抗コーチゾン抗体が
あげられる。

肝炎の予防、治療用には、Ａ型肝炎ウイルス、
Ｂ型肝炎ウイルス等のウイルス表面抗原に対する
抗体があげられ、高血圧治療用には、抗アンジオ
テンシン抗体があげられる。

リンパ球異常に基づく免疫疾患治療用には、抗
Ｂセル抗体、抗サプレツサーＴ抗体、抗ヘルパー
Ｔ抗体等の抗リンパ球抗体があげられ、乳ガン等
のガン治療用には、プロテインＡ、抗イムノグロ
ブリン抗体があげられる。

本発明に用いることができるリガンドは、以上
の例示に限定されるものではなく、コングニチニ
ン、コンカナバリンＡ、フイトヘマアグルチニン
等のレクチン、核酸、アミノ酸、脂質、プロタミ
ン、抗原、抗体、酵素、基質、補酵素等の被吸着
物質と結合可能な公知の物質を用いることができ
る。

また、担体に２種以上のリガンドを保持させて
用いることもできる。さらにはリガンドを保持し
た担体を２種以上併用して用いることもできる。

担体としては、繊維状ないしは棒状の多孔体で
あることが必要であるが、活性化できる官能基
（水酸基、アミノ基、カルボキシル基、チオール
基、シラノール基等の活性水素を有する求核反応
基）を表面に持つているものが好ましい。

リガンドを担体に結合する方法は、共有結合、
イオン結合、物理吸着、包埋あるいは重合体表面
への沈澱不溶化等あらゆる公知の方法を用いるこ
とができるが、結合物の溶出性よりみて、共有結
合により固定、不溶化して用いることが好まし
い。そのため通常固定化酵素、アフイニテイクロ
マトグラフイで用いられる公知の担体の活性化方
法およひリガンドの結合方法を用いることができ
る。

活性化方法を例示すると、ハロゲン化シアン
法、エピクロルヒドリン法、ビスエポキシド法、
ハロゲン化トリアジン法、ブロモアセチルブロミ
ド法、エチルクロロホルマート法、１，1′−カル
ボニルジイミダゾール法、シランカツプリング剤
活性化法等をあげることができる。本発明の活性
化方法は、リガンドのアミノ基、水酸基、カルボ
キシル基、チオール基、シラノール基等の活性水
素を有する求核反応基と置換および／または付加
反応できればよく、上記の例示に限定されるもの
ではない。

無機多孔体担体の場合には、シランカツプリン
グ剤が好ましく用いられる。

繊維状あるいは棒状多孔質体の容器への充填
は、例えば、図面に示すように行なわれる。

図面は、本発明体液浄化用吸着カラムの一例を
示す断面模式図であり、円筒１の一端開口部に、
内側にフイルター２を張つたパツキング３を介し
て体液導入口４を有するキヤツプ５をネジ嵌合
し、円筒１の他端開口部に内側にフイルター２′
を張つたパツキング３′を介して体液導出口６を
有するキヤツプ７をネジ嵌合して容器を形成し、
フイルター２およひ２′の間隙に吸着材を充填保
持させて吸着材層８を形成してなるものである。

ここで、吸着材層８は、被吸着物質と結合可能
なリガンドが固定化された非活性炭からなる繊維
状ないしは棒状の多孔質体が、多数本のその長さ
方向に揃えられ、結束され、円筒１に収められて
いる。円筒１の壁面と繊維状または棒状多孔質吸
着材との間に隙間ができ、体液の片流れが懸念さ
れる場合には、この隙間に充填剤または接着剤を
入れることが好ましいが、繊維状または棒状多孔
質体の細孔を潰してしまうことがないように注意
する必要がある。繊維状または棒状多孔質体の束
は、繊維状または棒状多孔質吸着材の１本１本が
独立していてもよいが、多数箇所で融着または接
着し、一つの束となつている方が取り扱い易い場
合がある。

吸着材層８の容積は、体外循環に用いる場合、
50〜400ml程度が適当である。本発明の体液浄化
用吸着カラムを体外循環で用いる場合には、大略
次の二通りの方法がある。一つには、体内から取
り出した血液を遠心分離器もしくは膜型血漿分離
器を使用して、血漿成分を血球成分とに分離した
後、血漿成分を該吸着カラムに通過させ、浄化し
た後、血球成分と合わせて体内にもどす方法であ
り、他の一つは体内から取り出した血液を直接該
吸着カラムに通過させ、浄化する方法である。

体液の通液方法としては、臨床上の必要に応
じ、あるいは設備の装置状況に応じて、連続的に
通液してもよいし、また、断続的に通液使用して
もよい。

（発明の効果）本発明の体液浄化用吸着カラムは、まず、担体
が多孔質の細い棒状または繊維状体を平行に整然
と束ねたものであるので、カラムに充填した場合
に、従来の粒子状の担体を充填してなる吸着材に
比べて、多孔部分に体液が隈なく流れ込み易い。
したがつて、吸着に寄与できる多孔部分を粒子状
の吸着体よりもより有効に、理論値により近い量
利用できる。

また、本発明の体液浄化用吸着カラムでは、上
述の棒状または繊維状体が両端でカラムの両端内
壁にしつかりと固着されているので、体液を導入
した場合の通液抵抗が低く、圧力損失も粒子状の
担体を充填してなるカラムよりも低く抑えること
ができる。

さらに、本発明の体液浄化用吸着カラムは、上
述の棒状または繊維状体に、任意の被吸着物質と
結合可能なリガンドが固定されてなるものである
から、リガンドを適宜選択することで、体液中の
様々な悪性物質の除去に使用可能である。

そして、本発明の体液浄化用吸着カラムは、単
位容積当たりの吸着能力が従来のものに比べて非
常に高いため、吸着カラムのプライミングボリユ
ームを小さくできるので、血液を体外導出するこ
とにより、患者にかかる負担を非常に軽くでき、
また、操作性にも優れる。

（実施例）実施例１直径が0.2mm、長さが16cmの繊維状の多孔質ガ
ラス（カルロ・エルバ社製水銀圧入式ポロシメー
ターを用いて測定した平均孔径が498‖、細孔容
積が0.6c.c.／ｇのもの）20gを、0.5N水酸化ナトリ
ウム水溶液500mlに浸漬し、静かに振盪して、室
温で８時間処理した。十分に水洗し、その後アセ
トンで洗浄し、次いで、20v／ｖ％のγ−グリシ
ドキシプロピルトリメトキシシランのアセトン溶
液200mlに浸漬して、静かに振盪しながら50℃で
40時間反応させて活性化した。活性化繊維状多孔
質ガラスはアセトン、水、0.1炭酸ナトリウム緩
衝液（PH9.8）で順に洗浄した。

２−アミノエタンチオールを連鎖移動剤とし
て、α，α′−アゾビスイソブチロニトリルを開始
剤として合成した、片末端アミノ基のポリアクリ
ル酸（分子量約13000）1w／ｖ％を含有する
0.1M炭酸ナトリウム緩衝液（PH9.8）200ml中に、
上記活性化繊維状多孔質ガラスを浸漬して、静か
に振盪しながら50℃で72時間、固定化反応を行つ
た。

得られた繊維状多孔質吸着材を内径２cm、長さ
16cm、内容積50mlのカラムに3817本充填して吸着
カラムとした。

吸着カラムに37℃に保温した家族性高コレステ
ロール血症患者血漿300mlを、１ml／分の流速で
灌流した。吸着前後の低比重リポ蛋白質濃度を比
濁法で測定したところ、吸着前が720mg／dlであ
つたのに対して、吸着後は115mg／dlであり、高
い吸着性を示した。

実施例２平均孔径0.2μm、細孔容積0.6ml／ｇ、直径0.2
mm、長さ16cmの多孔質ガラス繊維を作製した。

これの10gをγ−グリシドキシプロピルトリメ
トキシシランの25％溶液（アセトン溶液溶媒）に
浸し、50℃、40時間振盪しながら反応させた。反
応後、アセトン500mlで洗浄、次いで水洗し、
0.1M炭酸ナトリウム緩衝液20ml中に入れ、50℃、
40時間振盪しながら固定化を行い、その後60mg／
mlのトリス（ヒドロキシエチル）アミノメタン溶
液５mlを加え、さらに50℃、５時間攪拌しながら
ブロツキング反応（残存活性基をブロツクする）
を行つた。この後、水洗してトリプトフアン固定
化繊維を得た。固定化されたトリプトフアンは
55μモル／（ml繊維）であつた。

かくして得られた繊維状吸着材930本を、内径
９mm、長さ16cmのカラムに約5g充填し、リウマ
チ患者血漿を0.4ml／分の速度で12ml流した。灌
流後の免疫複合体の濃度は10.0μg／ml以下であ
り、吸着による免疫複合体の減少率は58％以上で
あつた。

実施例３高密度ポリエチレン（密度0.968，MI値5.5、商
品名ハイゼツクス2208J）を紡口径35mmの円形紡
口を用いて、紡口温度150℃、ポリエチレン吐出
量16g／分、紡糸距離5m、紡糸冷却温度20℃、巻
き取り張力10gf、巻き取り速度400ml／分で溶融
紡糸した。

得られたポリエチレン糸を室温（22℃）にて、
一次のローラー速度3.75m／分、二次ローラー速
度5m／分で冷延伸した。次に、この冷延伸に連
続して、108℃、119℃、122℃の三段階の温度で、
それぞれのローラー速度15m／分、19.5m／分、
21.8m／分の延伸速度で熱延伸することにより延
伸開孔し、繊維状多孔質のポリエチレン製吸着担
体を得た。総延伸倍率は5.8倍であつた。

得られた繊維は糸径176μm、巻き取り長１Kmで
あり、水銀圧入法による平均孔径は0.2μm、全細
孔容積3.6ml／ｇ、空孔率77.8％、全表面積71.03
m²／ｇ、孔径0.01μm以上10μm以下の細孔の容積
は、全細孔容積の84％であつた。

この多孔質支持体（長さ12cm、1000本）をグリ
シジルメタクリレート５％を含むクロロホルム中
に入れ、窒素雰囲気下で25kGyのγ線を照射し
た。照射後、溶媒洗浄したところ、重量変化より
求めたグラフト率は15.6％であり、大量のエポキ
シ基を導入できた。

このエポキシ基導入多孔質支持体に0.1N水酸
化ナトリウム水溶液中でフエニルアラニンを有す
る吸着材を得た。フエニルアラニンの固定量は、
吸着材１ml当たり（内部空孔を含む）73μ当量で
あつた。

この吸着材1000本を内径10mm、長さ12cmのカラ
ムに充填し、慢性関節リウマチ患者血漿を0.3
ml／分で灌流した。灌流前の血漿中の免疫複合体
の濃度が28.6μg／mlであつたのに対して、灌流後
の免疫複合体の濃度は10.0μg／ml以下であり、吸
着による免疫複合体の減少率は65％以下であつ
た。

比較例１実施例３のポリエチレンを用い、冷延伸を行わ
ない以外は上記と同じ操作を行い、総延伸倍率
5.8倍の非多孔質ポリエチレン繊維を得た。

この繊維に、実施例３と同様の操作でグリシジ
ルメタクリレートをグラフトした。重量変化によ
り求めたグラフト率は5.7％であつた。このエポ
キシ基導入繊維に、上記と同様の操作でフエニル
アラニンを反応させ、フエニルアラニン固定量が
吸着体１ml当たり30μ当量であつた。

このフエニルアラニン固定化繊維を用い、同じ
血漿を用いて上記の方法で免疫複合体の濃度を測
定した。灌流後の免疫複合体の濃度は19.1μg／ml
以下であり、吸着による免疫複合体の減少率は33
％以上であつた。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明の体液浄化用吸着カラムの一例
を示す断面模式図である。１……円筒、２，２′……フイルター、３，
３′……パツキング、４……体液導入口、５……
キヤツプ、６……体液導出口、７……キヤツプ、
８……吸着材層。

Claims

【特許請求の範囲】

１表面に被吸着物質と結合可能なリガンドが固
定化された非活性炭からなる、乾燥多孔質体1g
当たりの全細孔容量が0.5c.c.以上である繊維状な
いしは棒状の多孔質体が多数本結束されて容器に
納められ、該多孔質体の束の両端面にそれぞれ流
体の入口及び出口を有することを特徴とする体液
浄化用吸着カラム。