JPS61168367A - 肝炎ウイルス除去フイルター - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明は血清タンパク質等のタンパク質溶液から肝炎ウ
ィルスを除去するフィルターに関する。

〔従来技術〕

ウィルス感染の危険等を防止する目的を以って血漿タン
パクその他のタンパク質溶液から有害な肝炎ウィルスを
除去することが強く望まれているが、従来、満足すべき
除去方法は知られていない。

例えば、いわゆる精密濾過膜は血漿タンパクを透過する
が、粒子径の小さいウィルスも透過するため、血漿中の
ウィルスの除去に利用することはできない。

また、いわゆる限外濾過膜はウィルスを阻止できるもの
があるが、血漿タンパク質透過は不十分であり、膜を用
いて血漿中のウィルスを除去する方法は、ウィルスの阻
止と血漿タンパク質の透過とが両立しないので、血清肝
炎の防止の立場から極めてニーズが高いにもかかわらず
未だ成功した例を見ない。

また、血漿または血清中のＢ型肝炎ウィルスを除去する
ため、抗ＨＢｓ抗体を固定したカラムに血漿等を通過せ
しめることにより、ウィルスを選択的に吸着除去する方
法が研究されている（大城孟他、人工臓器ユ　１０８　
（１９８３））、Ｌかし実用化にはなお多くの問題があ
る。しかも、このカラムでＢ型肝炎ウィルス以外のウィ
ルスを除去することはできない。

〔問題点〕

血漿等のタンパク質溶液から、その組成を殆ど変えるこ
となく肝炎ウィルスを簡単に除去できるフィルターを提
供することである。

〔解決手段〕

上記問題点は、多数の多孔質中空糸膜からなる束の端部
を、各多孔質中空糸膜の両端を開口した状態として、接
着して形成した１個または２個の開口接着端部で区画さ
れており、かつ原液の入口および濾液の出口を有するフ
ィルターであって、多孔質中空糸膜が、５μｍ以上の実
効膜厚を有し、粒径０．０９１μｍのポリスチレンラテ
ックスの阻止率６０％以上、粒径０．１７３μｍのポリ
スチレンラテックスの阻止率９５％以上で、かつウシ血
清Ｔ−グロブリンの透過率８０％以上であることを特徴
とする肝炎ウィルス除去フィルターによって解決される
。

中空糸膜の実効膜厚は５μｍ以上とし、１０μｍ以上が
好ましい。ここで、実効膜厚とはタンパク質の透過また
は阻止機能に直接関与する多孔質構造部分の膜厚を指す
。すなわち、従来の限外濾過膜のような非対称構造の膜
ではウィルス除去と高いタンパク透過率とを両立させる
ことが困難であるので、本発明においては、膜の厚さ方
向に比較的均一な構造を有する多孔質膜を用いる。実効
膜厚が５μｍ以下の場合は肝炎などのウィルスの阻止が
不十分で本発明の目的を達成できない。

中空糸膜の上記各平均粒径のポリスチレンラテックスの
阻止率（測定法は後記）が上記各百分率に満たない場合
は肝炎ウィルスの除去が不十分となる。

また中空糸膜のウシ血清γ−グロブリン透過率（測定法
は後記）が８０％未満の場合は血漿等のタンパク質の損
失が大となり、発明の目的を達成することができない。

さらに、中空糸膜は粒径０．０４５μｍのシリカゾルの
阻止率５０％以上であることが好ましい。

この阻止機能によって肝炎ウィルスの除去率を一段と高
めることができる。

血清肝炎ウィルスとしてはＢ型肝炎ウィルス（ゾーン粒
子）および非Ａ非Ｂ型肝炎ウィルスが知られている。こ
のうちＢ型肝炎については最低感染闇値は１０３〜１０
４ウイルス数／１１β程度といわれる。したがって本発
明のフィルターによるＢ型肝炎ウィルスの除去率は９９
．９％以上、望ましくは９９．９９％以上であれば感染
の危険性は著しく減少する。

従来多孔質膜による肝炎ウィルスの除去は全く不可能と
されていたが、本発明によりウィルスの除去とタンパク
質の透過との両立に成功したことは画期的である。

本発明に用いる上記特性を有する多孔質膜はセルロース
アセテート系、ポリメタクリル酸メチル系、ポリアクリ
ロニトリル系、ポリスルフォン系、ポリオレフィン系な
どいずれの材質の膜でも使用可能であるが、なかでもポ
リオレフィン系の膜が好ましい。特に好ましいポリオレ
フィン系の膜は次の特性をもつポリエチレン膜またはポ
リプロピレン膜であり、ポリエチレン膜が最良である。

すなわち、特に好ましいポリオレフィン系膜は、空孔率
が４０〜９０容積％であり、膜厚が５〜１００　ｉｔｍ
であり、膜の微小空孔が、膜の延伸方向に配列したミク
ロフィブリルとこのミクロフィブリルに対してほぼ直角
に連結した節部とによって形成される短冊状微小空孔が
多数積層されたような形態を有し、これらの微小空孔は
膜の一方の面より他方の面へ相互につながっている膜で
ある。

空孔率が４０容積％未満ではタンパク溶液を高度に透過
し、かつウィルスを阻止する膜を得ることが難しく、９
０容積％をこえると強度が低下するという欠点を有して
いる。膜厚が１００μｍをこえでも濾過効果の向上はな
く、膜構造が不均質となりやすく、また単位容積中に収
容できる膜面積が低下するという欠点を有している。ミ
クロフィブリルと節部とから形成される短冊状微小空孔
が積層された形態を有する微小空孔を有する膜は膜の一
方の面から他方の面に一定の孔径を有する微小空孔（貫
通孔）があけられてなるいわゆるストレートボア型の膜
に較べ阻止率が高く、かつ液の透過流量が大きいという
特徴を有する。その機構は不明であるが、このような特
徴をもつ膜は微小なウィルスを阻止し、かつＴ−グロブ
リン等のタンパクを良好に透過する。

上記ポリオレフィン多孔質の短冊状微小空孔の平均幅は
０．０５〜０．３５μｍであることが望ましい。平均幅
が０．０５μｍ未満ではタンパク質の透過が不充分であ
り、０６３５μｍをこえるとウィルスの阻止が不十分と
なる。短冊状微小空孔の平均幅は膜表面の走査型電子顕
微鏡写真から読み取ることによって決定することができ
、空孔５０個の幅の平均値として表わす。

上述のような特に好ましい膜構造を有するポリエチレン
中空糸は、例えば、次のよう・に製造することができる
。すなわち、メルトインデックス値１〜１５で少なくと
もＯ６９５５ｇ　／ｃｒｌ密度を有する本質的に分岐の
少ない高密度ポリエチレンを中空糸製造用ノズルを用い
て比較的低温で、かつ比較的高ドラフトで溶融紡糸し、
得られた高配向結晶性未延伸中空糸を、必要に応じてポ
リマー融点以下でアニール処理を行った後、伸゛張率５
〜２００％の冷延伸を行い、次いで冷延伸温度以上で１
段または多段に熱延伸を行い、しかる後必要に応じて熱
セットすることにより製造する。

〔ポリスチレンラテックスまたはシリカゾル粒子の阻止率〕

第４図を参照して説明する。中空糸膜（４）で濾過面積
約１０ｃｔａのモジュール（５）を作製し、その粒子阻
止率を測定する。ポリスチレンラテックスまたはシリカ
ゾルの０．１％水分散液をポンプ（１３）で吸引し、中
空糸膜の外側から内側に８ＩＩＩｌ／ｌｌｌ１ｎの速度
で濾過し、全部で４０ｍｊ２を濾過する。濾液は２ｍｌ
づつ試験管（１４）に分取し、濃度２５％に希釈して吸
光度を測定する。

阻止率は次式により計算する。

各両分の阻止率を求め、その中の値を膜の阻止率とする
。

吸光度の測定波長は、０．０９１μｍポリスチレン（ダ
ウケミカル社製）は２８０ｎｍ、０．１７３μｍポリス
チレン（ダウケミカル社製）は４００μｍ。

０．０９５　μｍシリカゾル（触媒化学■製Ｃａｔａｌ
ｏｉｏｌＳＩ−４５Ｐ）は２５０　ｔｌｍを用いる。

〔ウシ血清γ−グロブリンの透過率〕

ウシ血清Ｔ−グロブリンの透過率は、中空糸膜の場合は
有効長？ＣＩｌの中空糸膜モジュールを使用し、膜間圧
力差が５０ｍｓＨｇの条件で０．１％のウシ血清γ−グ
ロブリン（シグマ社製Ｆｒａｃｔｉｏｎ　Ｉ　）の生理
的食塩水溶液を濾過したとき、濾液中に含まれるウシ血
清γ−グロブリン濃度を２８０ｎｍでの吸光度測定から
求めることによって次式から計算されるものである。

次に上記中空糸膜の複数本を用いてモジュールを作製す
る。モジュールは、第１図のように２個の開口接着端部
（３）を有するものでもよいし、第２図のように１個の
開口接着端部（３）を有するものでもよい。タンパク質
溶液は開口（２）から入り、中空糸膜の外側から内側へ
濾過されて開口（１）から出るようにしてもよいし、開
口（１）から入り中空糸膜の内側から外側へ濾過されて
開口（２）から出るようにしてもよい。

本発明の肝炎ウィルス除去フィルターを血漿輸血に用い
る場合は、膜面積０．１〜０．５Ｍの小型モジュールを
用いることが望ましい。この場合モジュールの形式とし
ては第２図のような１個の開口接着端部（３）を有する
ものが簡便である。

また、この場合の濾過方式は開口（２）を入口とし、開
口（１）を出口として、中空糸膜の外側から内側へ濾過
する方式がより好ましい。このようなフィルターを輸血
用回路に組込むことにより、血清肝炎の発生を防止する
ことができる。

近年血漿交換治療法が自己免疫疾患、肝不全、悪性腫瘍
等の治療に用いられ、成果を上げているが、その最大の
問題点の一つは血清肝炎の発生である。この治療法にお
ける血球と血漿との分離はフィルターまたは遠心分離機
により行われ、分離された血漿は廃棄され、補液として
新鮮凍結血漿（Ｆ　Ｆ　Ｐ）が供給されるが、このＦＦ
Ｐによりかなり高率な肝炎の発生をみている。最近はＦ
ＦＰを用いない二重濾過方式も採用されているが、二重
濾過の有効でない疾患も多い。第３図は本発明の利用態
様の１例を示したもので、動脈血供給回路（６）、静脈
への返送回路（７）、ポンプ（１０，１１，１２）、血
漿分離フィルター（８）、ＦＦＰバッグ（９）、および
肝炎ウィルス除去フィルター（５）からなる。このよう
な装置により安全な血漿交換療法の実施が可能となる。

大施開 以下、実施例について本発明を具体的に説明する。

実施例１ 微小空孔が膜の内面より外面へ相互につながっており、
この微小空孔が延伸方向に配列したミクロフィブリルと
このミクロフィブリルに対してほぼ直角に連結した節部
とから形成される短冊状微小空孔が多数積層されたよう
な形態を有し、空孔率６６容積％、膜厚５５μｍ、ウシ
血清Ｔ−グロブリン透過率９９％、０．０９１μｍのポ
リスチレンラテックス（ダウケミカル社製）の阻止率９
０％、０．１７３μｍのポリスチレンラテックスの阻止
率１００％、０．０４５ｎｍのシリカゾルの阻止率５５
％のポルエチレン中空糸膜をループ状に束ね、各中空糸
膜の両端が開口した状態で、端部をポリウレタン樹脂で
接着し、有効長６　ｃｍ、膜面積０．０５ｒｄのモジュ
ールを作製した。エタノールで親水化した後、このモジ
ュールの中空糸の外側へＨＢｓ抗原陽性のヒト新鮮血漿
を５＋ｗＩｌ／＋ｓｉｎの流速で通し、濾過した。濾液
を分析した結果、アルブミンの透過率１００％、γ−グ
ロブリンの透過率９６％であった。また、濾過前の血漿
および濾液それぞれ１００ｍ１を２．０００　Ｇ　１時
間遠心し、上澄液を３００，０００　Ｇ　１８時間遠心
し、そのペレットを１０１１１１の生理食塩水に溶解し
た。次に、アミラーゼ、リパーゼ、トリプシン、ノイラ
ミニダーゼ、ホスフォリパーゼＣ、プロナーゼで処理し
て混在する血漿成分を分解した。次いで、５ｅｐｈａｄ
ｅｘＧ　−２００を用いてゲル濾過し、その第１ピーク
を集めた。これをしょ糖密度勾配法により精製し、次い
で塩化セシウム溶液中で２２２．０００Ｇ４０時間超遠
心し、ｄ＝１．２１　　（ＨＢ抗原のバンド）を取り出
した。これを電子顕微鏡で観察したところ、濾過前の血
漿には直径２．２ｎｍの球形粒子、２２ｎｍＸ　２０〜
２３０ｎｍの管状粒子に混在して直径約４２ｎｍのゾー
ン粒子の存在が認められた。これに対して濾過後の血漿
についてはゾーン粒子の存在が認められなかった。

比較例 ポリアクリルニトリルの限外濾過膜（分画分子量１３，
０００、有効膜厚０．５μｍ、ポリスチレンラテックス
の阻止率９９．９％、ウシ血清Ｔ−グロブリン透過率５
％）のモジュールを用いて実施例１と同様の血漿を濾過
したところアルブミン、Ｔ−グロブリンともに殆ど透過
せず、本発明の目的を達成することができなかった。

比較例２ プランズウイソク社製メンブレンフィルター（孔径０．
２μｍ、有効膜厚２μｍ、粒径０．０８５μ閘のポリス
チレンラテックスの阻止率２０％、ウシ血清γ−グロブ
リン透過率９９％）を用いて実施例１と同様の血漿を濾
過した結果、アルブミンおよびγ−グロブリンの透過率
は９０％以上であったが、ゾーン粒子を除去することは
できなかった。

実施例２ 空孔率６７％、膜圧５３μ鴎、ウシ血清Ｔ−グロブリン
透過率１００％、０．０９１ｎｍのポリスチレンラテッ
クスの阻止率１００％、０．１７３ｎｍのラテックスの
阻止率１００％、かつ０．０４５μｍのシリカゾルの阻
止率９０％である以外は実施例１と同様のポリスチレン
中空糸膜を用い、実施例１と同様にして濾過面積０．１
Ｍ、有効長７−のモジュールを作成し、エタノールで親
水化処理を行った。

このモジュールの中空糸膜の外側へチューブポンプを用
いてＨＢｓ抗原陽性のヒト新鮮血漿を１０ｎｕ／ｍｉｎ
の流速で流し、濾過した。濾過された血漿を分析した結
果アルブミンの透過率は１００％、Ｔ−グロブリンの透
過率は９８％であった。

また、濾過前後の血漿を実施例１と同様にして精製し、
電子顕微鏡で調べたところ、濾過前の血漿にはゾーン粒
子が認められたが、濾過後の血漿には全（認められなか
った。

実施例３ 第３図の血漿交換治療装置において、肝炎ウィルス除去
フィルターとして実施例１と同様のフィルター（５）を
用いた。ｉｎ　ｖｉｔｒｏ実験として開口（１）より新
鮮ウシ血を供給しフィルター（８）で血球と血漿とを分
離し、血漿はポンプ（１１）により廃棄した。一方、肝
炎ウィルスのモデルとして５ａｂｉｎ　Ｔｙｐｅ　１ポ
リオウィルスワクチン株をアフリカミトリサルの正常腎
の上皮性細胞を用いて増殖し、ウィルス増殖液を１０１
００Ｏｒｐ分遠心分離し、その上澄を採取した。ウィル
ス原液を血清０％培地で１０６ＴＣＩＤ、。／ｍｌにな
るように希釈し、これをＦＦＰバ・ノブ（９）に入れ、
フィルター（５）を通して１０　ｍ（１／ｍｉｎの速度
で濾過した。濾液５０ＩＩ１１を集めウィルスの定量に
供した。

ウィルスの定量はＣＰＥの観察による測定法で行なった
。その結果濾液のウィルス濃度は１０”　’ＴＣＩＤｓ
ｏ　／　ｍ　Ａであり、ポリオウィルスは１／１０００
０以下に低下していることがわかった。

〔発明の効果〕

本発明による簡単な肝炎ウィルス除去フィルターにより
、血漿等のタンパク賞溶液中のＢ型肝炎ウィルスの除去
が可能となった。輸血漿のＢ型肝炎ウィルスはＨＢｓ抗
原の試験によりチェックされているが、ＨＢｓ抗原の検
出限界以下のＨＢｓ抗原陰性血液でも肝炎ウィルスは存
在する可能性があり、これが輸血後Ｂ型肝炎発症の大き
な原因と考えられている。本発明の肝炎除去フィルター
によってこのような問題を解決し得るものと考えられる
。

また、現在輸血後炎で非Ａ非Ｂ型肝炎の発症が重大な問
題となっているが、非Ａ非Ｂ型肝炎ウィルスについては
未だ検査法もな（、対策も全くない状況である。本発明
によれば、最小のウィルスの１つといわれるポリオウィ
ルスの除去が可能であるので、非Ａ非Ｂ型肝炎ウィルス
の除去も可能と思われ、その意義は極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図および第２図は本発明の肝炎ウィルス除去フィル
ターの実施態様の説明図であり、第３図は本発明の肝炎
ウィルス除去フィルターを備えた血漿交換治療装置の系
統図であり、第４図は阻止率測定のための濾液分取装置
の説明図である。 １．２・・・タンパク質溶液の入口または出口、３・・
・中空糸膜の開口接着端部、４・・・中空糸膜、５・・
・肝炎ウィルス除去フィルター、６・・・動脈血供給回
路、７・・・静脈への返送回路、８・・・血漿分離フィ
ルター、９・・・ＦＦＰバ・ノブ、１０．１１．１２゜
１３・・・ポンプ、１４・・・試験管。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、多数の多孔質中空糸膜からなる束の端部を、各多孔
   質中空糸膜の両端を開口した状態として、接着して形成
   した１個または２個の開口接着端部で区画されており、
   かつ原液の入口および濾液の出口を有するフィルターで
   あって、多孔質中空糸膜が、５μｍ以上の実効膜厚を有
   し、粒径０．０９１μｍのポリスチレンラテックスの阻
   止率６０％以上、粒径０．１７３μｍのポリスチレンラ
   テックスの阻止率９５％以上で、かつウシ血清γ−グロ
   ブリンの透過率８０％以上であることを特徴とする肝炎
   ウィルス除去フィルター。 ２、多孔質中空糸膜が粒径０．０４５μｍのシリカゾル
   の阻止率５０％以上である特許請求の範囲第１項記載の
   肝炎ウィルス除去フィルター。 ３、血漿交換装置において、新鮮凍結血漿供給経路に挿
   入された特許請求の範囲第１項記載の肝炎ウィルス除去
   フィルター。