JPH09500799A - 血漿脱脂肪システム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 血漿からコレステロールを抽出するための改良された分離装置は導入された血漿を抽出溶液内に細滴の形態で側方に分散させる回転装置（４５）を利用して、分離効率を改善しており、これにより血漿の脱脂肪を適正に行うことができるようになっている。

Description

【発明の詳細な説明】 血漿脱脂肪システム 技術分野 この発明は血漿脱脂肪酸システムに関し、詳しくは、人間を含む動物の血液血 漿からコレストロール等の脂質を連続的に抽出する方法及び装置に関する。 発明の背景 重い過脂血症を減少させるための安全で効果的な方法は人間やその他の動物の 冠動脈性心臓病の治療において重要である。過脂血症アテローム性動脈硬化斑の 形成に結び付き、結果として冠動脈性心臓病に至ることが避けられない。 ダイエットが過脂血症（血漿中の脂肪過多）の治療にとって基本的な要素であ る。しかしながら、治療の主要な方法としてダイエットを用いることは、医者、 栄養士、栄養学者、健康専門家等の側に多大な努力を要求する。 ダイエットによる改善がうまく行かないときは、代わりに薬剤療法が用いられ る。このために、単独もしくは組み合わせて用いられる数種の薬剤が手に入る。 しかしながら、コレステロール低下薬が長期間にわたって安全に与えられるかど うかは直接の証拠がない。 薬剤とダイエットの両者の組み合わせが血漿脂質の凝縮を減少させるためには 必要である。従って、脂質低下薬がダイエット療法の補足として用いられる。 多くの薬剤は血液脂質を低下させるのに有効であるが、いずれも全ての過脂肪 蛋白症に効力がないし望ましくない副作用もある。脂質低下薬がアテローム性動 脈硬化症を退化させることができるかは決定的証拠がない。 上記事情を鑑みて、経口薬が効かない同形接合体及び異形接合体の人の血漿に おける脂質の量を減少させる方法が求められてきた。 血漿搬出（血漿交換）療法が開発され、患者の血漿をドナーの血漿、すなわち 、より通常には血漿タンパク分画に交換することが可能になった。この治療は異 質蛋白が導入されたり伝染病が伝染される可能性をもたらす。実に、血漿交換に よれば、全ての血漿蛋白のみならず、極低濃度脂肪蛋白質（ＶＬＤＬ）、低濃度 脂肪蛋白質（ＬＤＬ）及び高濃度脂肪蛋白質（ＨＤＬ）を除去してしまう。 ＨＤＬは冠動脈病変の苦痛のみならず、この病変の進行の可能性に逆に関連し ていることが知られている。従って、ＨＤＬを除去することは有利ではない。 また、ＬＤＬを血漿から完全に除去する方法もある。この方法には、ＬＤＬを ヘパリンアガロースビーズに吸着させる方法（アフニティークロマトグラフィ） や固定化ＬＤＬ抗体を使用する方法もある。ＬＤＬを除去するのに現在有効な他 の方法はカスケード濾過によって固定化されたデキストラン硫酸塩に吸着させる 方法やヘパリンの存在の下に低いpHでＬＤＬを沈殿させる方法がある。いずれの 方法もＬＤＬを除去するものでありＨＤＬは除去しない。 しかしながら、ＬＤＬ搬出液(LDL aphaeresis)には欠点がある。搬出の際にか なりの量の他の血漿蛋白質が除去されてしまい、ＬＤＬコレステロールを持続し て減少させるためには、ＬＤＬ搬出法を頻繁に（週に一回）行う必要がある。さ らに、ＬＤＬを除去すると逆に他の事態が発生する。すなわち低血液ＬＤＬレベ ルは結果として細胞コレステロール合成を増加させる。 ダイエットや薬剤治療による以外の同形接合体血統的過コレストロール血症や 異形接合体血統的コレステロール血症の患者における血漿コレステロール、特に ＬＤＬコレステロールを減少させる方法の必要性を満足させるために、「コレス テロール搬出法」と呼ばれる特別の有体脂質除去方法が開発された。このコレス テロール搬出法では、血液は患者から引き出され、血漿が血液から分離され、そ の血漿から脂質を抽出する混合溶媒と混合される。その後、脂肪を除かれた血漿 は血液細胞と再結合して患者に戻る。 この方法の利点は、ＬＤＬとＨＤＬは血漿から除去されないが、コレステロー ルのみと、若干のリン脂質とトリグリセライドが除去される。我々の以前の米国 特許第４，８９５，５５８号にこの装置の記載がある。 コレステロール交換はダイエットや薬剤による治療及びその他の除去方法の欠 点を克服しているが、コレステロール交換用に現在ある装置は充分に迅速な処理 を提供しない。臨床現場で使用するためには、数分で脂肪を除去できる装置が必 要である。更に、７０ml／min程度の流量が人間の患者のコレステロール交換に は必要である。 発明の概要 この発明の目的は、動物の血漿からコレステロールを抽出するシステムであっ て、上記の欠点を克服したシステムを開発することである。 この発明の一つの態様は動物の血漿からコレステロールを除去する方法であり 、血漿を溶媒抽出工程にかけて血漿からコレステロールを抽出する段階と、血漿 から残存溶媒を除去する段階とを有し、溶媒抽出段階においては、血漿が分散媒 によって溶媒中に小滴として分散され、それによって、溶媒中へのコレステロー ルの抽出速度が向上される。 血漿はヒトの血漿でもその他の動物のものでもよい。血漿はヒト又は動物の血 液から遠心分離法、濾過法等の周知の血漿分離技術によって得ることができる。 溶媒抽出段階は連続又は半連続法として適宜に行われ、血漿からコレステロー ルを連続的に抽出するのに適した方法とされる。この溶媒抽出段階においては、 血漿からコレステロールを迅速に抽出することが可能である一方、ＬＤＬ、ＨＤ Ｌ及びＶＬＤＬ等の有用な成分を抽出しにくい一種又は複数種の溶媒が使用され る。 好ましい溶媒は炭化水素、エーテル及びアルコールの混合物である。血漿から 残存溶媒を引き続き除去することを可能にするためには、溶媒は加熱と減圧の組 み合わせによって除去できるように、比較的低沸点のものが好ましい。好ましい 溶媒は低級アルコールと低級アルコールの混合物である。好適な低級アルコール は血漿に対して高い混和性をもたないブタノール（ブタン−１−オール及びブタ ン−２−オール）である。Ｃ１−Ｃ４のエーテルも好ましく、このエーテルには プロピルエーテル（ジ−イソプロピルエーテル、プロピルエーテル）が含まれる 。使用可能な他の溶媒としては、１）血漿からコレステロールを迅速かつ容易に 除去可能で、２）血漿に対する混和性を事実上もたず、３）血漿から迅速に除去 可能（必要に応じて）で、４）有用な成分に対する変性作用を持たないという条 件を満たすことを条件に、アミン、エステル、炭化水素、及び混合物を使用する ことができる。好ましい溶媒は、ブタノールとイソプロピルエーテルとの混合物 であり、その混合比率はアルコール２０−４０％、エーテル８０−６０％である 。 溶媒抽出段階は溶媒をいれた容器の中で行われる。なお、容器にはインレット とアウトレットとが設けられている。インレットは血漿が通過できるように構成 され、容器の上部又は下部のいずれかに隣接して配置されている。なお、上部に 隣接して配置されるか下部に隣接して配置されるかは、血漿に対する溶媒の密度 に応じて決められる。したがって、血漿が溶媒よりも重ければ、インレットは容 器の上部に隣接して設けられることが望ましい。この場合、血漿が重力の作用で 溶媒中を沈降して容器の下部に達する。逆に、血漿が溶媒よりも軽ければ、イン レットは容器の下部に隣接して設けられることが望ましい。ブタノール及びジ− イソプロピルエーテルより成る好ましい溶媒システムに対しては、血漿は溶媒混 合物よりも重いため、インレットは容器の上部に隣接して設けられることが望ま しい。 アウトレットは血漿が溶媒によって抽出作用を受けた後に血漿を捕集できるよ うにも位置決めされる。したがって、血漿が溶媒よりも重ければ、アウトレット は容器の下部に隣接して配置され得る。逆に、血漿が溶媒よりも軽ければ、アウ トレットは容器の上部に隣接して配置され得る。 血漿に対する抽出を迅速に行う（それによって、血漿からの脱脂肪に要する時 間を短縮する）ために、分散手段が用いられる。分散手段は、流入する液体（た とえば、血漿）を微細な小滴に分散させるために、インレットに設けられる。分 散手段はまた小滴を溶媒に向けて横方向に移動させる。このため、溶媒の抽出能 力が最大限に引き出され、他の抽出法に比べて明らかな利点がある。したがって 、この分散手段は容器に対して回転可能に取付られたスピナを有する。血漿はス ピナ内に導入された後、遠心作用によって横方向へ放出されて溶媒中へ導入され る。スピナは、さらに、その回転によって、血漿を微細な小滴に変化させる作用 も有する。 溶媒抽出段階は連続法によって行われるため、血漿は連続的にインレットを通 過し、溶媒による抽出作用を受け、アウトレットから排出される。上記の溶媒抽 出段階を使用すると、抽出時間は従来法での最高３０分から１−５分にまで短縮 される。 脱脂肪化された血漿は通常エマルジョンの形態の同伴溶媒として存在する。し たがって、脱脂肪化された血漿は脱乳化剤で処理される。脱乳化剤はエーテルで あり、好ましいエーテルはジエチルエーテルである。脱脂肪化された血漿は脱乳 化容器内へと導入され、そこで、エーテルによって処理される。もう一度繰り返 すと、脱脂肪化された血漿は迅速に脱乳化するために脱乳化剤で分散されること が望ましい。 脱乳化作用を受けた脱脂肪化された血漿は、さらに溶媒（脱乳化剤を含む）を 所定のレベルまで除去するために溶媒除去段階において処理される。こうして処 理された血漿はヒト又は動物の体内へと戻される。当然のことながら、脱脂肪化 された血漿内に残存溶媒が存在しなければ、あるいは、残存溶媒の量が許容範囲 内にあれば、この溶媒除去段階は不要である。 溶媒抽出は周知の方法であり、この方法によれば、溶媒中に抽出される成分は 固体でも液体でもよい。液−液溶媒抽出システムにおいては、溶媒と抽出される べき液体は事実上非混和性でなくてはならない。もちろん、溶媒としては液体か ら所望の化合物を抽出し得るものが選択されなくてはならない。現在まで、液− 液溶媒抽出システムは溶媒抽出用のフラスコ内で二つの液体を混合することによ って手動で行われている。また、同一の目的のために自動攪拌機を使用すること も知られている。 これら周知のシステムにおける欠点は連続法に向かないことである。これは、 二つの液体が勢いよく攪拌されること、及び、二つの液体が分離するまでの所定 期間にわたって容器を立てたままにしておく必要があることに起因する。勢いよ く攪拌することは溶媒抽出段階の効率化のため、及び、溶媒抽出時間の短縮化の ためには避けられないことである。 当然のことながら、溶媒抽出段階を連続的に行うことは有意義である。これが 達成されれば、溶媒抽出段階は操作の手間が少なくて人手を余り必要としない十 分自動化された他の連続法と組み合わせて使用することが可能になる。十分自動 化されたシステムは臨床用途においても、産業用途においても数々の利点を有す る。 この発明において、連続的な溶媒抽出を可能にする溶媒抽出装置が開発された 。この装置はそれ自体単独でも、また、他の自動化された装置と組み合わせても 使用可能である。この装置は溶媒を勢いよく攪拌しなくても迅速かつ効率的な溶 媒抽出が可能にする。 したがって、この発明の別の態様における溶媒抽出装置は、第１の液体を収容 することが可能な容器と、第２の液体を容器内へと導入させるインレットと、第 ２の液体を容器から排出するためのアウトレットと、インレットに取り付けられ て第２の液体が容器内を通過するときにこの第２の液体を小滴状に分散させるた めの分散手段とを有する。 このようにして、溶媒抽出速度は最大になり、装置は連続又は半連続状態での 使用が可能になり、導入される第２の液体が容器内の第１の液体によって連続的 に抽出作用を受ける。 容器内におけるインレットの位置は第１及び第２の液体間の密度差に依存する 。第２の液体が第１の液体よりも重ければ、インレットは容器の上部に隣接して 配置されることが望ましい。逆に、第２の液体が第１の液体よりも軽ければ、ア ウトレットは容器の下部に隣接して配置され得る。 同様に、アウトレットの位置も液体間の相対密度に依存する。第２の液体が第 １の液体よりも重ければ、インレットは容器の下部に配置されることが望ましい 。逆に、第２の液体が第１の液体よりも軽ければ、アウトレットは容器の上部に 配置され得る。二つの液体の分離を容易にするために、容器の形状は、アウトレ ットの近傍において、容器の本体に対して狭小化すなわちテーパ状に形成されて いる。 分散手段は、第２の液体を小滴状に分散させる機能とともに、小滴を容器内へ 向けて横方向に移動させる機能をも有する。これは、分散手段としてスピナを使 用することによって達成される。スピナは容器に対して回転可能に取り付けられ る。スピナはコンテナを有し、このコンテナ内には第２の液体が導入される。コ ンテナは液体を小滴状に分散させる手段を含む。この手段はコンテナ内に設けら れたビーズ（代表的なものは、ガラスビーズ）であり、コンテナがその軸回りに 回転したときに、ビーズによって液体が小滴状に分散される。分散された液体が コンテナの外壁を通過して容器内へ向けて横方向に移動できるように、コンテナ の外壁には細孔が形成されている。また、液体を分散させるための手段はメッシ ュ又は容器の壁に形成された細孔であり得る。コンテナは所定の寸法を有し、か つ第２の液体が容器内の第１の液体を通じてほぼ横方向に分散されるように回転 されることが望ましい。もろろん、当業者であれば、コンテナの回転速度や寸法 を設定することは可能であること、また、第１及び第２の液体の粘度を考慮に入 れる必要があることは理解できよう。 この溶媒抽出装置は幅広い液体について使用可能である。これらの液体は血漿 、有機溶媒、オイル、洗浄液等を含むものでもよい。 図面の簡単な説明 図１は血漿からコレステロールを除去するための方法の概略を示す図である。 図２は溶液抽出装置を示す。 最良の形態 図１を参照すると、血液は検体（図示しない）から採取されてポンプ２２の補 助によって２１で示したシステムに入る。検体から血液を採取するには抜取針（ 図示しない）が利用される。容器２３内の血漿溶液は血液と混合され、容器２４ からの抗凝固剤がポンプ２５により血液と混ぜ合わされる。ポンプ２２及び２５ は静脈血圧モニタによって調整されている。 このように準備され、抗凝固処理された血液は次いで周知構造の使い捨ての遠 心分離器２７に送られ、血漿（未充填の経路）を赤血球（充填された経路）から 分離する。血漿中の不要物はすべて不要物バッグ２８に分配される。 血漿は溶液抽出ステップ３０に通され、図２を参照してより明瞭に説明する装 置により抽出される。この装置４０は入口４２と出口４３を有する槽４１を含み 、６０対４０の混合比の過酸化物有利ジ−イソピルエーテル及びブタノールから なる溶液で満たされている。入口４２は槽４１により回転可能に上下方向で取り 付けられたスチール管からなっている。血漿はこの管を上端４４から下端４５へ と通過することができる。下端４５は分散手段４６内に延びており、この分散手 段４６は水平な天壁及び底壁と円形の周側壁とを有するかご状のメッシュ容器の 形態のものである。これらの天壁及び底壁は連続材料から形成されており、一方 円形の側壁は有孔材料（本実施例ではメッシュ）から形成されている。この容器 には約２ミリメートル直径のガラスボールが詰められており、容器のメッシュは ボールが容器の側壁を通過するのを妨げるように寸法設定されている。容器はモ ータ（図示しない）により回転でき、一般に２５０〜３５０ｒｐｍで回転される 。従って、血漿が入口４２を通って容器内に入ると、血漿はガラスボールに強制 的に当たり、メッシュの側壁を通って槽４１を満たす溶液中に飛び出す前に小さ な滴に分散されることが理解されよう。この容器は溶液中に完全に浸漬されてお り、溶液は容器内に自由に通ることができるようになっている。 血漿が回転中の容器内に入るとビーズにより分散され、側壁を通って溶液混合 物の上部に飛び出す。血漿の細滴はついで重力の影響で出口４３に向けて落下す る。このプロセスでは迅速かつ効率的な溶液抽出が行われる。それは細滴は溶液 混合物を下方に通過するにつれて新たな溶液に連続的に接触するからである。 槽４１の下端は回転する分散手段４６により発生した渦が槽４１の下部におい て好ましくない乱流を生じさせることを防止するために狭められている。 このようにして脱脂肪された血漿が次いで出口４３を通過することができる。 或る溶液は通常ちょっとしたエマルジョンの形態で脱脂肪された血漿により保 持されるので、脱脂肪された血漿は例えばジ−エチルエーテルのような脱乳化剤 を含む第２の槽４７（図１では３０Ａ）に通されることで脱乳化される。この槽 にはホモジナイザ４８が備えられており、脱脂肪された血漿はまずホモジナイザ のターレット４９付近で槽内を通される。ホモジナイザの作用により脱脂肪され かつ乳化された血漿がエーテル内に分散される。このような均質化は槽の上部で 生じるので、脱乳化されたところの脱脂肪された血漿は槽５０の下部に落下し、 そこでエーテルから分離されて集められることができる。 従って、図１に示すように、脱脂肪されかつ脱乳化された血漿は連続溶液エバ ポレータ３１に通され、そこで残留するいかなる溶液も除去され、もしくは検体 にもはや無害のレベルまで減少させられることができる。容器３２からの置換流 体溶液が次いでポンプ３４を介して血漿に加えられることができ、血漿は続いて ポンプ３５により赤血球と再び組み合わされ、このような再構成された血液がレ ベルモニタ３６の制御下で静脈内注入針により検体に戻されることができる。 図２に示した装置は血漿からのコレステロールの抽出に利用されると同様、い かなる適当な液−液システムにおける抽出にも利用でき、従って広範囲の用途に おける利用が有る。 図１を参照すると、同図には血漿からコレステロールを除去するための方法、 特に血液を検体から連続的に取り出してコレステロールを血漿から抽出し、そし てこのように再構成された脱コレステロール血液を検体に戻す、連続的な方法が 示されている。 図１に示したシステムは約２００ミリリットルの体積の血漿を数分で脱脂肪で きる迅速かつ連続的なプロセスを提供するために利用できる。 請求の範囲に記載した本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、上記で説 明した実施例に様々なその他の変更及び変形をなすことができることが理解され よう。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ Ｂ０１Ｆ 9/10 9441−4Ｄ Ｂ０１Ｆ 9/10 (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＫＥ，ＭＷ，ＳＤ)，ＡＴ，ＡＵ， ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＺ，Ｄ Ｅ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＥ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＥ ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＫ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ， ＭＤ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＬ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，Ｐ Ｔ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＩ，ＳＫ，ＴＪ，ＴＴ ，ＵＡ，ＵＳ，ＵＺ，ＶＮ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．血漿に対し溶液抽出段階を行って血漿からコレステロールを抽出する、動物 血漿からコレステロールを除去するための方法であって、前記溶液抽出段階にお いて血漿が分散手段により溶液内で細滴に分散されて、コレステロールの溶液内 への抽出速度が改善されることを特徴とする方法。 ２．前記溶液抽出段階は溶液を入れた槽を有し、該槽は血漿の当該槽内への通過 を許容する入口と、脱脂肪された血漿の槽からの除去を許容する出口とを有し、 前記分散手段は前記入口と関連して設けられ、前記入口を通る血漿を細滴に分散 する請求項１の方法。 ３．前記分散手段は槽に対し回転可能に取り付けられた回転容器からなり、該容 器は入口と出口とを有し、血漿はこの容器に前記入口から入り、細滴となって前 記出口を通る請求項２の方法。 ４．前記分散手段は血漿を側方で溶液内に分散させる請求項３の方法。 ５．前記回転容器は血漿の分散を補助する充填材料を有する請求項４の方法。 ６．前記充填材料は多数の球からなる請求項５の方法。 ７．前記容器は円筒形であり、その出口は有孔の側壁を有しており、血漿はこの 有孔の側壁を通って容器を出て、溶液中に分散される請求項６の方法。 ８．前記溶液は２０〜４０％の低級アルコールと８０〜６０％の低級エーテルか らなる請求項７の方法。 ９．前記溶液抽出段階を経た血漿は脱乳化段階を受ける請求項１の方法。 １０．動物から血液を抽出し、この血液から血漿を分離して、血漿に前記溶液抽 出段階を受けさせ、抽出された血漿に前記脱乳化段階を受けさせ、脱乳化された 血漿を、除去した血液と再び組合せて動物に再び導入する段階を有する請求項９ の方法。 １１．溶液を入れるための、入口及び出口を有する槽と、前記入口に関連して設 けられて該入口を通る液体を細滴に分散させるための分散手段とを有する溶液抽 出装置。 １２．前記分散手段は入口及び出口を有する回転容器を有し、該容器は前記槽内 に配置されており、前記容器の入口は前記槽の入口に関連して設けられている請 求項１１の装置。 １３．前記容器は前記出口を有する有孔の周側壁を備えた中空円筒である請求項 １２の装置。 １４．前記容器の内部には液体を細滴に分散させるための補助を行う充填材料が 含まれている請求項１３の装置。 １５．前記充填材料は多数の球からなる請求項１４の装置。 １６．上部の入口と下部の出口とを有して溶液を収容する槽と、有孔の周側壁出 口を有し内部に充填材料を有する中空円筒状の容器とを有し、前記容器は前記槽 内の溶液レベルの下方で前記槽内に回転可能に取り付けられており、前記容器は 前記槽の入口に連通する入口を有し、前記槽に入る液体が前記容器内に入るよう になっている溶液抽出装置。