JPH11267199A

JPH11267199A - 血液処理方法および装置

Info

Publication number: JPH11267199A
Application number: JP10072328A
Authority: JP
Inventors: Tadahiro Motomura; 忠広本村; Masato Onishi; 誠人大西; Hiroko Miyashita; 裕子宮下
Original assignee: Terumo Corp
Current assignee: Terumo Corp
Priority date: 1998-03-20
Filing date: 1998-03-20
Publication date: 1999-10-05

Abstract

(57)【要約】【課題】血液中の有害物質、病因細胞、ウイルス、ウイ
ルス感染細胞等を除去する血液処理方法および装置の提
供。【解決手段】体内から血液を取り出し、血液中の有害物
質、病因細胞、ウイルス、ウイルス感染細胞から選択さ
れる少なくとも１つの標的物質を吸着、除去、または不
活性化する化合物と、抗凝固剤とを表面に有する担体で
該血液を処理した後、血液を体内に戻す方法、および装
置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、血液中の有害物
質、病因細胞、ウイルス、ウイルス感染細胞等を除去す
る血液処理方法および装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来の血液処理システムは、特開昭６１
−１１３４６３号、特公平５−５０３０２号、特公平５
−５０３０３号、特公平５−５０３０１号等に記載され
ている様に血漿分離膜や遠心分離装置によって血漿成分
と血球成分とを分離した後、血漿成分を免疫吸着剤や低
密度リポ蛋白質吸着剤等と直接接触させ、標的物質を吸
着除去するシステムであった。これらのシステムでは、
標的物質吸着剤が直接血漿成分と接触する為、血液が凝
固しないように抗凝固剤を投与しながら使用していた。
また、抗凝固剤の投与量が多くなる等の問題点を有して
いた。ウイルスやウイルス感染細胞を殺傷するシステム
や吸着除去するシステムも研究されているが、いずれも
血液蛋白成分に与える影響や血液凝固の問題を有してい
た。

【０００３】多くのウイルスの等電点は、３〜６であ
り、中性領域では負電荷を有している為、緩衝液中など
からは、静電的な相互作用によりウイルスを吸着でき
る。このようなウイルス除去材料としては、特開平３−
１２３６３０号に記載されているようなカチオン性化合
物を表面に有する材料がある。また、特開平２−３６８
７８号には、表面が弱酸性または弱塩基性を示す固体物
質からなるＨＩＶおよび該関連物質を除去する為の除去
剤が開示されている。この除去剤は、表面に-COOHや-SO
₃H 等を有し、表面のｐＨが２．５〜６．９または７．
４〜１０．５であることが特徴とされており、表面に存
在する-COOH や-SO₃H 等が塩を形成している場合には、
ＨＩＶを除去できないと記載されている。さらに、特開
平２−３６８７８号に記載されている方法では、血液を
除去剤に接触させると血液のｐＨが変化することが確認
されており、成分蛋白質の変性等が生じ、必ずしも血液
にとって好ましい条件ではなかった。先に述べたように
これらの技術に共通する問題として材料と血液が接触し
た際の血液蛋白質の変性により、血液凝固の危険性を有
することが挙げられる。

【０００４】前述のシステムに比べて血液に接触しても
比較的影響の小さい膜として特開平２−１６７２３２号
には体液や蛋白質溶液等から孔径によってウイルスを除
去する再生セルロース膜が記載されている。この膜は、
孔径がＨＩＶ粒子よりも小さく、ＨＩＶを透過させな
い。しかし、孔径が小さい為に透過速度が小さく目詰ま
りを生じやすいという問題を有している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、血液中より
有害物質、病因細胞、ウイルス、ウイルス感染細胞等の
標的物質を除去もしくは不活化し、しかも血液凝固や血
液のｐＨ変化の問題を改良した血液処理システムを提供
することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明は、体
内から血液を取り出し、血液中の有害物質、病因細胞、
ウイルス、ウイルス感染細胞から選択される少なくとも
１つの標的物質を吸着、除去、または不活性化する化合
物と、抗凝固剤とを表面に有する担体で血液を処理した
後、該血液を体内に戻す方法を提供する。また、本発明
は、採血手段、採血手段に連通した血液処理手段、およ
び血液処理手段に連通した返血手段を有し、該血液処理
手段が血液中の有害物質、病因細胞、ウイルス、ウイル
ス感染細胞から選択される少なくとも１つの標的物質を
吸着、除去、または不活性化する化合物と、抗凝固剤と
を表面に保持する担体を有する血液処理装置を提供す
る。前記標的物質を吸着、除去、または不活性化する化
合物はポリエチレンイミン、ポリアリルアミン、ポリビ
ニルアミン、ポリプロピレンアミン等のポリアミン化合
物であることが好ましい。

【０００７】

【発明の実施の形態】本発明の方法は、体内から血液を
取り出し、標的物質を吸着、除去、または不活性化する
化合物、および抗凝固剤を表面に有する担体で血液を処
理した後、該血液を体内に戻す方法である。

【０００８】本発明方法に用いる血液処理担体は多孔質
平膜、中空糸膜、不織布、織布、多孔質ビーズ等を例示
でき、不織布の場合、フィラメントは、モノフィラメン
トでもマルチフィラメントでも構わないし、多孔質フィ
ラメントでも異型フィラメントでも構わない。また、担
体の材質は、特に限定されず、セルロースやその誘導体
等の天然高分子、ポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデ
ン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリエス
テル、ポリサルホン、ポリアクリロニトリル等の高分子
材料を例示できるが、表面処理によって親水性に表面改
質されているものが好ましい。

【０００９】担体が、多孔質膜である場合は、その平均
孔径は、０．１〜１０μｍであるのが好ましい。孔径が
０．１μｍ未満だと十分なろ過量が得られず、目詰まり
を起こしやすく、１０μｍを超えると適切な除去が出来
なくなるからである。担体が不織布状の場合、繊維径が
平均１００μｍ以下の不織布が好ましい。繊維径が大き
くなると基材の表面積確保が困難となり、該基材表面に
ポリアミン化合物等を固定化することが困難となるから
である。担体が多孔質ビーズである場合、多孔質ビーズ
の平均粒子径がは２５μｍ〜３００μｍであるのが好ま
しい。平均粒子径が２５μｍより小さいと、ろ過圧が高
くなり、また、３００μｍより大きいと体積当たりの表
面積が小さくなり、十分なアミノ基を固定できないから
である。

【００１０】本発明方法における標的物質は、血液中の
有害物質、病因細胞、ウイルス、ウイルス感染細胞等で
あり、ＡＩＤＳを例に挙げると、ＡＩＤＳやＡＩＤＳ関
連症候群の原因および進行と係わりのある血液中のＨＩ
Ｖ、ＨＩＶ感染細胞、ＨＩＶ関連物質やこれらの生体成
分との複合体およびＡＩＤＳ進行に伴って産生されるＩ
Ｌ−１，ＩＬ−６，ＴＮＦなどのサイトカイン、またエ
ンドトキシン等の病因物質である。

【００１１】標的物質を吸着、除去、または不活性化す
る化合物としては、ポリアミン化合物が好ましい。ポリ
アミン化合物とは、分子内に複数のアミノ基を有する化
合物であれば特に限定されないが、先に例示したポリエ
チレンイミンをはじめ、ポリアリルアミン、ポリビニル
アミン、ポリプロピレンアミン等を例示することができ
る。これらのうち、特に電荷密度が高いポリエチレンイ
ミンが好ましい。

【００１２】ポリアミン化合物を担体表面に有する方法
としては、種々の公知の方法が適用可能である。ここで
いう有するとは、水や血液中に溶出しないように担体表
面に存在させることであり、例えば、グラフト重合法、
コーティング法等によりエポキシ基、アミノ基、ホルミ
ル基、カルボキシル基、ヒドロキシル基、酸ハライド
基、シアノジェンハライド基などの官能基を担体表面に
導入した後、ポリアミン化合物と直接またはカップリン
グ剤やスペーサを介して結合する方法等が例示できる。

【００１３】抗凝固剤としては、抗凝固活性を有する化
合物であれば、特に限定されないが、ヘパリン、フサ
ン、ＦＯＹ、アルガトロバン、クエン酸等が好適例とし
て挙げられ、好ましくはヘパリンである。抗凝固剤は、
徐放されるか、該材料表面に存在したままで抗凝固活性
を発現する。

【００１４】抗凝固剤は、溶媒に溶解後、塗布、スピン
コーティング、ディッピング、噴霧などの被覆方法によ
り担体の表面に被覆される。

【００１５】本発明は、担体表面にポリアミン化合物と
抗凝固剤が共に存在しているのが好ましい。ポリアミン
化合物のアミノ基と抗凝固剤は、互いに塩を形成してい
ることが望ましいが、抗凝固剤と塩を形成していない遊
離のアミノ基が存在する必要がある。アミノ基と抗凝固
剤が塩を形成していない場合、すなわち、アミノ基が遊
離の状態で残存している場合は、アミノ基は単独で−CO
OH、−SO₃HやHCl などと塩を形成している。塩を形成す
ることによりｐＨ変化を抑制できるからである。

【００１６】本発明方法は本発明の血液処理装置により
好適に実施できる。本発明の血液処理装置について図１
〜２に示した実施例を用いて説明する。本発明の血液処
理装置１は、血液中よりウイルス、ウイルス感染細胞、
有害物質などの除去もしくは不活性化を行なうための装
置であり、採血手段、血液処理手段、返血手段を有し、
各装置間はチューブで連通されている。処理対象である
血液は、採血手段を介して被験者から採血され、次い
で、血液処理手段で処理された後、再び返血手段により
被験者体内に戻される。

【００１７】本装置の採血手段は、採血針８を有する。
採血針８としては、公知の金属針、または合成樹脂製の
針が用いられる。針にはチューブが連通される。本発明
装置の採血手段は、必要に応じて採血ポンプ１２を有し
てもよく、採血ポンプ１２を有する場合は採血針８と採
血ポンプ１２はチューブを介して連通される。

【００１８】血液処理手段は、採血手段に連通されてお
り、採血手段で被験者から採取された血液は血液処理手
段へ送られ処理される。血液処理手段は血漿分離装置
４、血漿処理装置５、および血球処理装置６からなる。
図１（ｂ）に示すように、採取された血液はまず血漿分
離装置４で血漿成分と血球成分に分けられ、血漿処理装
置５、および血球処理装置６で各成分が処理されるよう
に配されていてもよいが、図１（ａ）に示すように、採
取された血液は、まず血球処理装置６で血球成分が処理
された後、血漿分離装置４で血漿成分と血球成分に分け
られ、血漿成分が血漿処理装置５で処理されるのが好ま
しい。血漿が分離された後では、血球処理装置が詰まり
やすいためである。また、必要に応じて、血液分離装置
と血漿処理装置に血漿ポンプ１３を設けてもよい。

【００１９】血漿分離装置４としては、中空糸型血漿分
離装置または遠心式血漿分離装置が例示される。中空糸
型血漿分離装置は中空糸の外側に全血成分を流し中空糸
内に血漿成分を、外側には血球成分を分離して取り出
す。遠心式血漿分離装置は全血成分を遠心して血球成分
を沈降させて集め上澄みを血漿成分として分離する。

【００２０】血球処理装置６はハウジング内に多孔質平
膜、中空糸膜、不織布、織布、多孔質ビーズ等の担体が
充填されたものであり、該担体表面には、標的物質に対
して親和性を有する化合物および抗凝固剤が存在する。
血球処理装置６に用いる担体が多孔体である場合、その
平均孔径は１〜１０μｍであるのが好ましい。目詰まり
なく処理するためである。処理対象としては血球成分で
あれば特に制限されず、赤血球、血小板、白血球（好中
球、好塩基球、リンパ球、単球）が挙げられるが、この
うちＡＩＤＳ治療のためには白血球が好ましい。

【００２１】血漿処理装置５は血液の流入口、流出口を
有するハウジングに内に、多孔質平膜、中空糸膜、不織
布、織布、多孔質ビーズ等の担体が充填された装置であ
る。血漿処理装置５に用いる担体が多孔体である場合、
その平均孔径は０．１〜０．８μｍであるのが好まし
い。表面積を確保し、かつ、目詰まりなく処理するため
である。該担体は、その表面に標的物質に対して親和性
を有する化合物と抗凝固剤を有する。

【００２２】なお、本発明装置に用いる、標的物質を吸
着、除去、または不活性化する化合物、抗凝固剤、およ
びこれらを表面に保持する担体に関する詳細な説明は本
発明方法においてした通りである。

【００２３】各装置のハウジングはポリプロピレン、ポ
リカーボネート、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリメ
タクリル酸等の合成樹脂、ガラスあるいはステンレス等
の金属からなる。

【００２４】本装置で各部材間を連通するチューブは、
塩化ビニル樹脂、シリコーンゴム等の透明性を有する軟
質合成樹脂からなる。

【００２５】血液処理手段で処理された血球成分と血漿
成分は、再び混合されて、血液処理手段に連通された返
血手段へ送られ、被験者の体内へ戻される。血球成分と
血漿成分の再混合は血漿分離装置４または血球処理装置
６から排出された処理済血球成分を処理済血漿成分で押
し流すことにより行なわれる。また、機械的な攪拌手段
を用いてもよい。機械的攪拌手段としては攪拌翼やマグ
ネチックスターラーによる攪拌等が挙げられる。ただし
機械的攪拌手段を使用する場合は、血球成分が損傷を受
けないようにゆるやかに攪拌する。返血手段は返血針１
０からなる。返血針１０としては公知の金属針、または
合成樹脂製の針が用いられる。

【００２６】本発明の血液処理装置は図２に示す態様で
あってもよい。この態様において本装置は、採血手段と
血漿分離装置４の間に一時的貯血容器１４を有する。一
時的貯血容器１４を設けることにより、圧損を調整して
流速を一定に保つことができる。一時的貯血容器１４
は、軟質合成樹脂（例えば軟質塩化ビニル）、硬質合成
樹脂（例えばポリカーボネート、硬質塩化ビニル）によ
り形成された密封型容器、または開放型容器である。ま
た、一時的貯血容器１４内に抗凝固剤としてＡＣＤ液、
ＣＰＤ液、クエン酸ナトリウム、ヘパリン等を予め注入
しておいても良い。

【００２７】また、図２に示す態様の本発明装置は採血
手段が返血手段をかねる。これにより患者に採血針と返
血針の２本の針を装着することなく、１本の針で済むの
で患者の負担を軽減できる。さらに、各手段の間、およ
び血液処理手段を構成する各装置の間に適宜バルブを設
けてもよい。バルブを設けることにより、例えば処理を
終えた血球成分と血漿成分の混合比を調整したり、一方
の成分のみを装置から取り出したりすることができる。

【００２８】さらに、本装置は必要に応じて、装置に侵
入した空気の除去手段を有してもよい。

【００２９】本発明により、血液を凝固させず、ｐＨ変
化を抑制して、血液中の標的物質等を除去、不活性化す
ることができる。また本発明により、血液中の標的物質
（標的物質、例えばＨＩＶ）が除去された血液を体内に
戻すことができるので、標的物質に対応した病気の治療
に効果がある。例えば、被験者がＡＩＤＳに罹患してい
る場合は、後天性免疫不全症候群（ＡＩＤＳ) に対し
て、予防および治療を目的として血液中や血液製剤中よ
りヒト免疫不全症候群ウイルス（ＨＩＶ）やその関連物
質、ＨＩＶ感染によって生成されるＩＬ−１，ＩＬ−
６，ＴＮＦなどのサイトカイン、敗血病の原因となるエ
ンドトキシン等を除去することができる。ジャーナルオ
ブクリニカルアフェレーシス、３、１３３−１３９（１
９８６）には、プラズマフェレーシスとリンフォサイト
フェレーシスを組み合わせたリンフォプラズマフェレー
シスがＡＩＤＳ治療に有効であることが記載されてお
り、その治療を行う方法または装置として血球処理と血
漿処理を組み合わせた本方法または装置はＡＩＤＳ治療
に有効である。

【００３０】

【実施例】本発明を以下のＡＩＤＳを対象とした血液処
理システムを例に説明するが、本発明はこれに限定され
るものではない。

【００３１】図１（ａ）に示す構成で血液処理システム
を作成した。１）採血手段採血針に塩化ビニル樹脂製の内径３ｍｍのチューブを連
結した。

【００３２】２）血球処理装置血球処理装置として白血球除去フィルター等を用いた。３）血漿分離装置血漿分離装置として市販の中空糸型血漿分離装置を用い
た。

【００３３】４）血漿処理装置多孔質膜の製造平均孔径０．４５μｍ、膜厚８０μｍのポリプロピレン
製多孔質膜にアルゴンプラズマ（１００Ｗ、０．１Ｔｏ
ｒｒ、１５秒間）を照射した後、2-メトキシエチルアク
リレートガス（１．０Ｔｏｒｒ）に３分間、グリシジル
メタクリレートガス（０．７Ｔｏｒｒ）を接触させて表
面グラフト重合を行い、表面にエポキシ基を有する親水
性多孔質膜を得た。続いて、０．３ｗｔ％のポリエチレ
ンイミン（分子量70,000）と０．０１ｗｔ％のピリジン
を含む水溶液に１０秒間浸漬、さらに、９０℃、１０分
間固定化を行い、膜表面にポリエチレンイミンを固定化
した。なお、平均孔径は、ASTM-F316 に準拠したパーム
ポロメーター（ポーラスマテリアル社製）を用いて求め
た値である。

【００３４】多孔質膜の評価で作成した膜を３０分間、５Ｕ／ｍｌのヘパリン生理
食塩水溶液に浸漬した後、ニュークリポア製スインロッ
クフィルターホルダー（φ２５ｍｍ）にセットし、ＨＩ
Ｖ陽性の患者から採血したヒト血漿３ｍｌを濾過した。
濾過前後のＨＩＶ感染性の有無を測定し、比較したとこ
ろ、ろ過後には、感染性が消失していた。

【００３５】ここで、感染性の評価は次のように行なっ
た。濾過前後の血漿を１０％ＦＣＳを含むRPMI1640を用
いて２倍希釈ずつの他段階希釈し、これにヒトリンパ球
を加え、培養し、感染成立の有無をＨＩＶ抗原（ｐ２４
抗原）の検出で確認した。

【００３６】血漿処理装置の製造得られた膜は、２４ｍｍ幅でプリーツ状に折った後、幅
２５ｍｍ、長さ１２０ｍｍ、高さ６０ｍｍの長方形のポ
リカーボネート製ハウジングに充填した。本モジュール
の有効膜面積は約０．７ｍ²となる。

【００３７】５）返血手段塩化ビニル樹脂製の内径３ｍｍのチューブの先端に返血
針を連結し、血球成分と血漿成分を混合しながら該返血
針より体内に血液を戻した。

【００３８】

【発明の効果】本発明の血液処理方法および装置は、採
血手段と返血手段との間に、血液処理手段を設け、該血
液処理手段が血液中の有害物質、病因細胞、ウイルス、
ウイルス感染細胞から選択される少なくとも１つの標的
物質を吸着、除去、または不活性化する化合物と、抗凝
固剤とを表面に存在している担体を含む血漿処理装置お
よび血球処理装置を有し、該血漿処理装置で処理された
血漿と該血球処理装置で処理された血球成分を混合して
返血する手段を有することを特徴とするため、標的物質
を含む患者の血液を処理した場合には、標的物質やその
関連物質を含む血漿中より標的物質やその関連物質を除
去、または不活性化することができ、血球処理装置で標
的物質となる抗原を有する血球成分等を除去することが
できる。また、標的物質を吸着、除去、または不活性化
する化合物をポリアミン化合物とすれば、抗凝固剤と塩
を形成するので血液凝固やｐＨ変化による血液変性を抑
制することができる。ＡＩＤＳ治療を例に挙げるとＡＩ
ＤＳ治療には、ウイルス負荷の低減、ウイルス再感染の
阻止、ウイルス複製の阻止が重要とされている。つま
り、ＨＩＶ血症となった患者の体液よりＨＩＶやＨＩＶ
関連物質、あるいはＨＩＶ感染細胞を除去することは、
患者のＱＯＬ改善や病状進行の抑制に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ）、（ｂ）は本発明の血液処理装置の二
針式の態様を示す図である。

【図２】本発明の血液処理装置の単針式の態様を示す
図である。

【符号の説明】

１血液処理装置４血漿分離装置５血漿処理装置６血球処理装置７血液の流れ８採血針１０返血針１２採血ポンプ１３血漿ポンプ１４一時的貯血容器１５バルブ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】体内から血液を取り出し、血液中の有害物
質、病因細胞、ウイルス、ウイルス感染細胞から選択さ
れる少なくとも１つの標的物質を吸着、除去、または不
活性化する化合物と、抗凝固剤とを表面に有する担体で
該血液を処理した後、血液を体内に戻す方法。
【請求項２】採血手段、採血手段に連通した血液処理手
段、および血液処理手段に連通した返血手段を有し、該
血液処理手段が血液中の有害物質、病因細胞、ウイル
ス、ウイルス感染細胞から選択される少なくとも１つの
標的物質を吸着、除去、または不活性化する化合物と、
抗凝固剤とを表面に有する担体を有する血液処理装置。
【請求項３】前記標的物質を吸着、除去、または不活性
化する化合物がポリアミン化合物であることを特徴とす
る請求項２に記載の血液処理装置。
【請求項４】前記ポリアミン化合物がポリエチレンイミ
ン、ポリアリルアミン、ポリビニルアミン、ポリプロピ
レンアミンのうちのいずれかである請求項３に記載の血
液処理装置。