JPH11206876A - 白血球分離用フィルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 白血球に対して安定した捕捉能を有しかつ血
小板除去性能に優れた白血球分離用フィルターおよびそ
の製造方法に関する。 【構成】 フィルター基材の表面に固定された第４級ア
ンモニウム塩の濃度が異なる少なくとも３種類以上の多
孔性基材を配置してなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は白血球と血小板に対して
良好な捕捉能を有し、かつ詰まり防止効果に優れた白血
球分離用フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術】輸血の形態が従来の全血輸血から、患者
が必要としている成分のみを輸血する成分輸血へと変化
して久しいが、この成分輸血においては、分画した血液
成分の純度をいかに高くするかが課題である。

【０００３】なかでも濃厚赤血球（ＣＲＣ）の場合に
は、白血球や血小板に対する抗体の産生を抑制し、輸血
副作用を予防するために、白血球だけでなく血小板をも
取り除いた純度の高い赤血球であることが良いことは言
うまでもない。

【０００４】このために多くの工夫がなされており、血
球の比重差を利用した重力遠心分離法、血球の粘着およ
び／または付着の作用を利用したフィルター法等があ
る。

【０００５】なかでも、フィルター法は白血球除去効率
の良さ、手技の簡便さなどから広く用いられており、フ
ィルター部分の構造としては極細繊維をカラム内に詰め
たもの、不織布等に２次加工したもの、スポンジ状の３
次元網目状連続多孔体などがその代表例である。

【０００６】ところで、そのフィルター法によって濃厚
赤血球から白血球と血小板を除去するためには工夫が必
要である。

【０００７】すなわち、白血球の分離能はフィルターの
孔径を小さくすることで高められることは当然である
が、血小板を除去できるほどの孔径になると、捕捉され
た血球により目詰まりが発生しやすくなってくるので、
孔径の比較的大きなフィルターを用いつつ白血球と血小
板の両方を除去できることが要件となる。

【０００８】その解決策としてはフィルター基材の表面
部のゼータ電位を正（プラス）にする方法であり、具体
的にはカチオン性の基、すなわち第４級アンモニウム塩
を該基材の表面部に固定するのが良いことが知られてお
り、これによって血小板が基材に吸着（付着）しやすく
なり、除去される。

【０００９】しかしながら、このような方法の場合、基
材のカチオン化の度合い（カチオン化度）によって血小
板の吸着能が変化してしまうことや血液には個体差が有
るため血小板の吸着挙動が多様であること等に起因する
問題が生じる。

【００１０】カチオン化度が高ければ血小板が吸着しや
すくなり、除去も促進されるのであるが血小板が高濃度
のままカチオン化度の高い基材に触れると、その部分に
血小板が集中して吸着され基材の孔が小さくなり流速が
低下する傾向にあり、極端な場合としては目詰まりが発
生しフィルターとしての機能を果たさなくなる。

【００１１】逆の場合としてカチオン化度が低ければ血
小板の吸着が不十分となる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、白血球およ
び血小板の除去を目的としたフィルターに関わる上記の
ごとき問題点を解決すべくなされたものであり、良好な
除去性能を有しかつ目詰まりしにくいフィルターを提供
することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明の第１は表面固定
された第４級アンモニウム塩の濃度が異なる少なくとも
３種類以上の多孔性基材から構成されたフィルターであ
って、下流側に向けて第４級アンモニウム塩濃度が高め
られていることを特徴とする白血球分離用フィルターで
ある。

【００１４】また本発明の多孔性基材の好ましい組み合
わせとしてはカチオン化度が実質的にゼロの第１の多
孔性基材部、カチオン化度が０．２〜０．５の多孔性
基材部、カチオン化度が０．６〜１．０でかつ部よ
り０．２〜０．６高い第３の多孔性基材部からなる白血
球分離用フィルターである。

【００１５】更に上述の多孔性基材の組み合わせが血液
流路の上流側より、、の順に配置されてなる事が
好ましく、このような構成とすることにより、良好な白
血球除去率と血小板除去率が維持されつつ実用的な流速
が安定して得られる。

【００１６】本発明において用いられる多孔性基材とし
てはポリエチレン、ポリプロピレン、ポリウレタン、ポ
リエステル、ポリアミド、ポリスルホン、ポリエーテル
スルホン、ポリアミドポリエーテルブロックコポリマ
ー、ポリエステルポリエーテルブロックコポリマー、エ
チレンビニルアルコールコポリマーなどフィルターとし
て用いられ得るポリマーからなり、形状としては多孔質
体、平膜、不織布、織布、編布もしくはそれらのコンポ
ジットなどが挙げられる。

【００１７】特に好ましい有機ポリマーはポリウレタ
ン、ポリエステル、ポリアミドあるいはエチレンビニル
アルコールコポリマーであり、形状としては３次元網目
状多孔体もしくは不織布が良い。

【００１８】また白血球や血小板もしくは除去率および
濾過時の流速を考慮すると、最頻孔径が１〜７ミクロ
ン、より好ましくは２〜６ミクロンであるフィルターで
あるのが良い。

【００１９】次に本発明における「表面固定された第４
級アンモニウム塩」とは上記多孔性基材に化学結合の形
であるいはコートの形で固定された第４級アンモニウム
塩を意味し、例えば以下の方法で固定される。

【００２０】多孔性基材の表面に、プラズマ開始重合
によって少なくとも１種の官能基（酸ハライド基、イソ
シアネート基、エポキシ基等）を導入しこれらの官能基
と反応可能な部位（アミノ基、カルボキシル基、ヒドロ
キシル基等）を有する第４級アンモニウム塩化合物を結
合させる方法。代表例としてはグリシジルアクリレート
を表面グラフト重合（エポキシ基が導入される）し、次
いで下記一般式（１）

【００２１】

【化学式１】

【００２２】の化合物と反応させる方法がある。

【００２３】オルガノシリコーンタイプの第４級アン
モニウム塩を多孔性基材の表面に固定する方法。代表例
としては下記一般式（２）

【００２４】

【化学式２】

【００２５】と硫酸塩界面活性剤（例えばラウリル硫酸
ナトリウム）とを含む水溶液で、多孔性基材を処理する
方法がある。

【００２６】冒頭に述べたごとく、本発明の白血球分離
用フィルターは、表面固定された第４級アンモニウム塩
が異なる少なくとも３種類以上の多孔性基材から構成さ
れている。

【００２７】ここで種類とは必ずしも枚数を意味しな
い。本発明の趣旨は第４級アンモニウム塩の濃度により
カチオン化度の異なる少なくとも３種類以上言い換えれ
ば３層以上からなる構成である。

【００２８】例えばポリウレタン性多孔質シート６枚よ
りなるフィルターであってそのシートが２枚づつの３層
からなる、あるいは１枚から構成される第１層、２枚か
ら構成される第２層および３枚から構成される第３層か
らなるというように、異なった第４級アンモニウム塩の
濃度を有している層が少なくとも３種類以上より構成さ
れている物で有れば本発明の趣旨に合致するものであ
り、その各層における枚数の組み合わせは容積、濾過量
等のからみにより任意に構成されるものであり何ら限定
される物ではない。

【００２９】また第４級アンモニウム塩の濃度の種類は
実用性を考えると５種類以下が好ましい。

【００３０】

【実施例】以下に実施例により本発明をさらに具体的に
説明するが本発明はその効果を有する実施態様であれば
これらになんら限定されるものではない。

【００３１】１−１．実験方法（実施例１〜４、比較例
１〜８） フィルター基材のカチオン化処理：最頻孔径３μｍ、
空孔率９０％、厚さ１．３ｍｍのポリウレタン製の３次
元網目状連続多孔膜（２０ｃｍ幅×１００ｃｍ長）を、
３−（トリメトキシシリル）プロピルジメチル−ラウリ
ルアンモニウムクロライド（Ａ）（分子量４１２）とラ
ウリル硫酸ナトリウム（Ｂ）（分子量２８８）とを含む
水溶液８Ｌに浸漬し５０℃×６０分の条件で処理した。
次いで７０℃の純水で湯煎後、絞り、７０℃×１２時間
の条件で乾燥した。

【００３２】プロピルジメチル−ラウリルアンモニウ
ムクロライド（Ａ）もしくはラウリル硫酸ナトリウム
（Ｂ）の濃度を変えて上記の操作を行い表１に示すカ
チオン化度の異なる基材を作製した。

【００３３】

【表１】

【００３４】フィルター基材のカチオン化度（第４級
アンモニウム塩の固着量）の測定：の処理後のポリウ
レタン膜から２ｃｍ径の小片をサンプリングし、以下の
方法に基づいてカチオン化度を測定した。

【００３５】なお作業手順（ａ）から（ｃ）は室温で処
理を行う。

【００３６】（ａ）多孔性基材をリン酸緩衝液に浸漬す
る。

【００３７】（ｂ）浸漬後の基材を０．０２５ｍＭトリ
パンブルー／リン酸緩衝液中で１５分間浸漬処理する。

【００３８】（ｃ）（ｂ）の処理後の基材を再度リン酸
緩衝液に１０分間漬ける。

【００３９】（ｄ）浸漬後の基材を６０℃で１時間乾燥
し、基材表面の反射吸光度を波長５５０〜６００ｎＭの
範囲で測定する。

【００４０】血液濾過性能の評価：第１表のＣ₀〜Ｃ₄
の基材（膜）から直径６ｃｍの円形片を打ち抜き、この
基材片を適宜選択し３枚を重ね、専用のモジュールに充
填した。このモジュールに４００ＭＬ採血をして得られ
たＣＰＤ加ヒト赤血球濃厚液（ＣＲＣ）１単位を流し
た。濾過処理前後のＣＲＣ中の血球数を自動血球算定装
置（Ｓｙｓｍｅｘ ＮＥ−６０００、東亜医用電子
（株）製）とフローサイトメーター（Ｃｙｔｏ−ＡＣＥ
１５０、日本分光（株）製）を用いて算定の後、液量に
基づいて各血球成分の絶対数を求め、これより白血球の
除去率、血小板の除去率および赤血球の回収率を求め
た。

【００４１】１−２．実験結果 （１）目詰まりを起こしやすい濃厚赤血球（ＣＲＣ）を
濾過原液とし表１に記載の基材を用いて組み合わせた組
み合わせおよび濾過結果を表２に示す。

【００４２】

【表２】

【００４３】（２）血小板を捕捉しにくい濃厚赤血球
（ＣＲＣ）を濾過原液とし表１に記載の基材を用いて組
み合わせた組み合わせおよび濾過結果を表３に示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】第２表および第３表より明らかなように、 第４級アンモニウム塩の存在で白血球除去率および血
小板除去率は向上するがカチオン化度の高い膜のみでは
フィルターの目詰まりが発生しやすく、カチオン化度の
低い膜のみでは白血球除去率および血小板除去率が不十
分である、 カチオン化度の低い膜と高い膜とを組み合わせかつカ
チオン化度の低い膜側から高い膜側へと濃厚赤血球を流
すことにより濃厚赤血球の種類に関わらず実用的な流速
が安定して保たれかつ良好な除去性能が得られる、 少なくとも３種類以上配置することによりカチオン化
度が異なる２種の組み合わせより適用される血液の種類
に関わらず濾過時間、白血球除去率および血小板除去率
のバランスに優れている、ことが確認される。

【００４６】

【発明の効果】以上詳述したごとく、本発明は表面に固
定された第４級アンモニウム塩の濃度が異なる少なくと
も３種類以上の多孔性基材を上流側から下流側に向けて
第４級アンモニウム塩の濃度が高まるように配置された
構成からなる白血球除去フィルターであり、安定した流
速と良好な白血球および血小板除去性能を有するので医
療への大きな貢献が期待できる。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】表面固定された第４級アンモニウム塩の濃
   度が異なる少なくとも３種類以上の多孔性基材から構成
   されたフィルターであって、下流側に向けて第４級アン
   モニウム塩濃度が高められていることを特徴とする白血
   球分離用フィルター。
2. 【請求項２】前記基材層がカチオン化度が実質的にゼ
   ロの多孔性基材層、カチオン化度が０．２〜０．５の
   多孔性基材層および、カチオン化度が０．６〜１．０
   でかつより０．２〜０．６高い多孔性基材層からなる
   ことを特徴とする請求項１記載の白血球分離用フィルタ
   ー。
3. 【請求項３】前記基材層が血液流路上流側よりカチオ
   ン化度が実質的にゼロの多孔性基材層、カチオン化度
   が０．２〜０．５の多孔性基材層および、カチオン化
   度が０．６〜１．０でかつより０．２〜０．６高い多
   孔性基材層の順に配されてなることを特徴とする請求項
   １記載の白血球分離用フィルター。
4. 【請求項４】前記基材は、ポリエチレン、ポリプロピレ
   ン、ポリウレタン、ポリエステル、ポリアミド、ポリス
   ルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアミドポリエーテ
   ルブロックコポリマー、ポリエステルポリエーテルブロ
   ックコポリマー、エチレンビニルアルコールコポリマー
   などフィルターとして用いられるポリマーの群から選択
   されてなることを特徴とする請求項１に記載の白血球分
   離用フィルター。
5. 【請求項５】前記基材は、ポリウレタン、ポリエステ
   ル、ポリアミドあるいは、エチレンビニルアルコールコ
   ポリマーの有機ポリマーから選択されてなる請求項１に
   記載の白血球分離用フィルター。
6. 【請求項６】前記基材の最頻孔径が１〜７μｍであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の白血球分離用フィルタ
   ー。
7. 【請求項７】前記基材の最頻孔径が２〜５μｍであるこ
   とを特徴とする請求項１に記載の白血球分離用フィルタ
   ー。