JPH06142196A

JPH06142196A - 白血球除去フィルター

Info

Publication number: JPH06142196A
Application number: JP4226021A
Authority: JP
Inventors: Naoki Katsurada; 直樹桂田; Yoshitaka Omura; 佳孝大村
Original assignee: Terumo Corp; Seiren Co Ltd
Current assignee: Terumo Corp; Seiren Co Ltd
Priority date: 1992-08-25
Filing date: 1992-08-25
Publication date: 1994-05-24
Anticipated expiration: 2017-07-15
Also published as: JP3301443B2

Abstract

(57)【要約】【構成】表面ゼーター電位（界面動電位）が正電位（０
ｍＶ以上）である外部に通じる連続した多孔質体からな
る濾材を主要部とする白血球除去フィルター。【効果】白血球および血小板の除去率が著しく向上す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血小板除去率の高い白
血球除去フィルターに関するものである。詳しく述べる
と本発明は、白血球を除去すると共に血小板をより効率
良く除去する白血球除去フィルターに関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】輸血の形態が全血輸血から成分輸血に変
化してきたのにともない、より純粋な赤血球の成分製剤
が求められるようになってきた。２００ｃｃまたは４０
０ｃｃの献血によって得られた血液は、遠心操作によっ
て各種の成分に分画される。赤血球成分は、ほとんどの
場合赤血球濃厚液として分離され、赤血球を必要とする
患者に輸血される。この赤血球濃厚液には、多くの白血
球や血小板を含んでおり輸血後の副作用が大きな問題と
なっている。特に白血球は、輸血副作用の原因となるこ
とが多く、非溶血性発熱性副作用、抗白血球抗体の産
生、移植片対宿主反応等を引き起こす恐れがあるため
に、繊維や多孔体のフィルターを用いて除去されてき
た。また、血小板も頻回輸血する場合、抗血小板抗体生
成を抑制するために、除去される事が望まれている。そ
のため従来の白血球除去フィルターで血小板除去率をよ
り高くするためには、元々白血球に比べて大きさの小さ
い血小板を除去するには孔径を小さくする必要があっ
た。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うな従来の白血球除去フィルターにあっては、多孔質体
の孔径を小さくすると十分な流量が得られず、目づまり
を起こしやすいという問題があった。そこで、本発明
は、孔径を変化させずに白血球ばかりでなく血小板もよ
り効率的に除去する白血球除去フィルターを提供するこ
とを目的とした。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、以下の本
発明により解決される。（１）表面ゼーター電位（界面動電位）が正電位（０
ｍＶ以上）である外部に通じる連続した多孔質体からな
る濾材を主要部とする白血球除去フィルター。（２）表面ゼーター電位が３ｍＶ以上であることを特
徴とする上記（１）記載の白血球除去フィルター。（３）上記（１）または（２）のいずれかに記載の白
血球除去フィルターを備えた白血球除去装置。

【０００５】本発明における「ゼーター電位」は、通常
以下のように測定される。すなわち、固体と液体とを相
対移動させたとき、固体表面が負電化を帯びている場
合、液体側にはイオンの濃度勾配ができ、その状態で液
体を移動させると固体表面に引き寄せられた＋イオンの
うち、そのすべり面よりも沖合いのイオンは液体の流れ
に乗って移動し、一方固体表面近傍の吸着イオンはそこ
に保持される。この固体の上流と下流に電極を配置する
と、下流の電極は正に、上流の電極は負に帯電し、沖合
いのイオンはこの電位差を解消するために固体表面近傍
のイオンの流れとは逆に＋イオンが上流に、−イオンが
下流に移動する。そして、一定の液体流速下で、このイ
オンの挙動が定常状態を保つことにより２つの電極間に
一定の電位差が生じ、これを「流動電位」と呼ぶ。

【０００６】そして「ゼーター電位」はこの時のイオン
の流れに「すべり」が生ずる面における電位を指し、次
式（数１）により求められる。

【０００７】

【数１】式中、ηは流動液体の粘度、εは流動液体の誘電率、Ｅ
ｓは流動電位、λは流動液体の導電率、Ｐは流体を流す
ために加えられた圧力を示す。

【０００８】本発明において「多孔質体」とは、内部ま
たは表面に多数の小さな外部に通じる連続した孔状をも
つ物質のことである。つまり、血球が通過できる孔を有
していれば特に限定されるものではない。多孔質体の材
質は、煉瓦のような素焼等の無機物質でも、へちま、海
綿等の天然有機物質でも、プラスチックフォーム（発泡
プラスチック）等の合成高分子でも良い。また、スポン
ジ状の形態でも膜状の形態でも良い。量産化の面から合
成樹脂多孔質体等が望ましく、ポリウレタン、フッ素樹
脂、ポリプロピレン、ポリビニルホルマール、ポリカー
ボネート等が挙げられる。また、孔径に関しても、孔の
大きい多孔質体であれば厚さの厚いものを用いるか薄い
ものでも積層して使用すればよく、孔の小さいものでは
薄いままで用いることが可能である。多孔質体の孔径と
厚さを適宣選択することによって、血球が通過できるも
のであれば、いずれの多孔質体でも使用できる。特に、
特公昭６３−２６０８９、特開平３−１７３８２５によ
ると平均気孔径５〜２０μmあるいは６〜１２μmの白血
球除去用のフィルターが開示されており、これらの孔径
を有する多孔質体を使用するのが望ましい。

【０００９】表面ゼーター電位が正電位であるために
は、濾材主要部の多孔質体そのものが正電位を示す物質
であっても良い。また濾材主要部の多孔質体に表面処理
を行うことによって正電位を示すようにしても良い。例
えば、アミノ基のようなカチオン性官能基を有する物質
を化学反応によって基材の多孔質体に導入する事によ
り、基材の多孔質体のゼーター電位を正電位にする方法
がある。

【００１０】表面ゼーター電位が正電位（０ｍＶ以上）
である多孔質体からなるメインフィルター部は図１のよ
うなフィルターハウジングに組み込まれる。この濾材の
上流側に、単一の組成である不織布を積層したプレフィ
ルターを配し、濾材の下流側には濾材とハウジングが密
着することを防ぐためのスペーサーが配される。

【００１１】また、本発明の白血球除去フィルターは、
公知の方法により親水化することにより血液製剤が染み
込みやすくなり、フィルターの部分的なエアーブロック
を防ぐことができる。

【００１２】以下、実施例を示し本発明を更に詳細に説
明するが、本発明は何らこれに限定されるものではな
い。

【００１３】

【実施例】

（実施例１）ホルムアルデヒドによって架橋されたポリ
ビニルホルマール多孔質体（厚さ１.３mm）１ｇを１０
０mlの水に浸漬し、１Ｎ硝酸に硝酸セリウムアンモニウ
ムを溶かして０.１mol/lとした溶液２.５mlを加え、さ
らにアクリルアミド５ｇを溶かし、窒素雰囲気下で４０
℃で１時間重合した。表面ゼーター電位は、流動電位測
定装置によって、流動電位と液体を流すために加えた圧
力及び、液体の動電率を測定することによって計算より
求めた。流動液は、１mMＫＣｌ水溶液を使用し、pH６±
１、温度２０±５℃で測定した。ゼーター電位は、＋
５.９mVであった。得られたサンプルを図１のホルダー
に２５φに打ち抜き、０.８mmの厚さのプレフィルター
とメッシュと共に入れた。

【００１４】人の血液４００mlをＣＰＤテルモダブルバ
ック（テルモ社製）に採血し、３０００rpm,１０分遠心
した後、上澄である血漿１５０mlを子バックに取り、残
った濃厚赤血球に、ヘマトクリットが５０％になるよう
に、生理食塩水を加え、赤血球浮遊液を調製した。調製
した赤血球浮遊液２５mlを血液導入口２より流し、濾過
時間と濾過前後の血球数をＳｙｓｍｅｘＮＥ−６００
０（東亜医用電子株式会社製）にて測定し、下記式（数
２）にしたがい除去率を算出した。

【００１５】

【数２】

【００１６】その結果、白血球除去率９３.３％、血小
板除去率９１.４％、所要時間３分１６秒であった。

【００１７】（比較例１）一方、表面ゼーター電位が−
２２.８mVの実施例１で使用したポリビニルホルマール
多孔質体について同様な試験を行うと、白血球除去率９
２.０％、血小板除去率６５.５％、所要時間２分２９秒
であった。

【００１８】（実施例２）ポリウレタン多孔質フィルタ
ー（厚さ０.５mm）をメタノールで８時間ソックスレー
洗浄器で洗浄した後、低温プラズマ（アルゴン、０.２T
orr）を２０秒間照射した。続いて４−ビニルピリジン
のガス（０.６Torr）を反応器に導入して表面グラフト
重合を行った。得られた表面グラフト化フィルターは、
５５℃、３時間、０．１Ｍベンジルクロライドを含む溶
液中で４級化反応を行って、Ｎ−ベンジルピリジニウム
クロライド基を表面に有するポリウレタン多孔質フィル
ターを得た。

【００１９】当該フィルターのゼーター電位を測定した
ところ＋４６.８mVであった。得られたフィルターを実
施例１と同様に評価したところ白血球の除去率９９.８
９％、血小板除去率９８.８４％、所要時間４分５０秒
であった。

【００２０】（実施例３）実施例２と同様の方法で同様
のポリウレタン多孔質フィルターにジエチルアミノアク
リレートをグラフト重合した後、０.１Ｍエチルブロマ
イドを含むメタノール溶液中で、５０℃、１６時間反応
させて４級化反応を行って、表面にトリエチルアンモニ
ウムブロマイド基を有するポリウレタン多孔質フィルタ
ーを得た。

【００２１】当該フィルターのゼーター電位を測定した
ところ＋７.８mVであった。得られたフィルターを実施
例１と同様に評価したところ白血球の除去率９９.７３
％、血小板の除去率９９.１０％、所要時間４分２５秒
であった。

【００２２】（比較例２）実施例２，３の基材である未
処理のポリウレタン多孔質フィルターのゼーター電位を
測定したところ−４０．０ｍＶであった。該フィルター
を実施例２と同様に評価したところ白血球の除去率９
１.４％、血小板除去率５.１％、所要時間４分３９秒で
あった。

【００２３】（実施例４、比較例３）厚さ０.５mmで、
この厚さにおける白血球除去率が３０〜６０％程度であ
る表面ゼーター電位が−３０mVのポリウレタン多孔質体
濾材と、該ポリウレタン多孔質体にグリシジルアクリレ
ートをグラフト重合し、次いでカチオン化剤（カチオノ
ンＵＫ：一方社油脂工業）を固定し、表面ゼーター電位
が＋７.９mVとなった濾材を用いて白血球除去能力の比
較を行った。直径２５mmに打ち抜かれた厚さ０.５mmの
被検体をフィルターホルダー（NUCLEPORE 25mm HOLDE
R）にセットし、これを用いて新鮮全血、赤血球濃厚
液、白血球浮遊液を０.５ml/min/cm²の流速で１０分間
濾過した。結果を表１に示す。カチオン化処理された濾
材を用いて濾過された液体中の白血球濃度は、それぞれ
の未処理の多孔質体で濾過された液体中の白血球濃度の
約１/４０〜１/８０の値を表１に示した。また赤血球は
濾過前後で濃度変化はなかった。

【００２４】

【表１】

【００２５】濾過後の多孔質体の電子顕微鏡での所見で
は、未処理の多孔質体においては孔を通過できずに捕捉
されている白血球が認められたのみだが、カチオン化処
理多孔質体では孔径で捕捉されている以上に、多数の白
血球が基材表面に吸着していることが認められた。同時
にカチオン化表面においては血小板の吸着も認められ
た。このことによりカチオン化処理し表面ゼーター電位
を正にすることにより白血球と血小板の捕捉性能が向上
するが、赤血球の回収についての影響は少ないものと判
断できる。また、始動時間が短縮すると同時に、フィル
ター内の流路形成が均一になっていることも示唆され
た。

【００２６】

【発明の効果】以上、詳述したように、本発明の白血球
除去フィルターは、表面ゼーター電位が正電位である多
孔質体を濾材の主要部にすることにより白血球のみなら
ず血小板の除去率も著しく向上することができ、表面ゼ
ーター電位を変化させることで血小板の除去率が向上す
るために孔径の大きいフィルターを使用することがで
き、血液の処理時間の短縮が可能となり、また表面ゼー
ター電位は、表面ゼーター電位を正電位にする物質を処
理することにより手軽に変化でき、白血球、血小板の捕
捉性能を変化させることができる。

【図面の簡単な説明】

図１は、本発明のフィルターをハウジングに組み込んだ
白血球捕捉装置の一例である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面ゼーター電位が正電位である外部に通
じる連続した多孔質体からなる濾材を主要部とする白血
球除去フィルター。