JPS62243561A

JPS62243561A - 白血球除去フイルタ−装置

Info

Publication number: JPS62243561A
Application number: JP8518186A
Authority: JP
Inventors: 隆雄西村; 陸丸　紘
Original assignee: Asahi Medical Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Medical Co Ltd
Priority date: 1986-04-15
Filing date: 1986-04-15
Publication date: 1987-10-24

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】（産業上の利用分野）本発明は、大量の血液中の白血球を効率よく除去するた
めの白血球除去フィルター装置に関する。詳しくは、免
疫系に異常をきたした患者の血液中から、効率的にリン
パ球を含む白血球を除去して治療するために主に用いら
れる、白血球除去フィルター装置に関する。

（従来技術とその問題点）血液中の白血球を除去する方法に関しては、古くから研
究されているが、実用化されているものは比較的少ない
（鶴田禎二、バイオマテリアルサイエンス第２集、ｐ、
１５５〜ｐ、１６９南光堂、１９８２）、本発明者らは
、血液中の白血球を効率よく除去でき、しかもその血液
処理速度が十分に大きい実用的な白血球除去手段として
、平均直径が０．３ルｍ以上、３．０用ｍ未満の繊維か
らなる不織布フィルターが有効であることを見出し先に
特許出願した（特開昭６Ｏ−１９３４６８）、さらに、
本発明者らはこの白血球除去フィルターを用いた血液処
理装置が、免疫系に異常をきたした患者の血液中より効
率的かつ選択的にリンパ球を含む白血球を除去１．て治
療する手段として有効に用いうることを見出し、特許出
願した（特願昭６０−１１５４７８）。

特開昭６０−１９３４６８においては、その白血球除去
フィルターの形状は特に規定されていないが、実施態様
として示されているのは、円板状の形状である。５００
ｍ１の血液の処理を目的とした場合、不織布部分の大き
さは、例えばその有効断面積３６ｃｍ″、厚み４ｍｍ程
度である。この様な平板なフィルターの形状は、５００
　ｒｎｌ程度の量の血液処理を目的とした場合には、適
当な大きさですむので製作は容易であり、血液処理時の
操作性も良好である。しかしながら、免疫に異常をきた
した患者の血液中より白血球を除去しようとする時のよ
うに大量の血液（例えば２文から６ｆＬ）の処理を目的
とした場合には、圧力損失を小さく保つにはフィルター
の厚みをあまり大きくすることができないことから、必
然的にかなり大きな断面積のものとなってしまい、容器
の成形、不織布を組み込んだ組立てなどがやりにくくな
り、また血液処理時の操作性も悪くなってしまうという
問題がある。別法として、５００ｍ１用のフィルターを
回路で適当な数だけ並列に連結する方法も可能であるが
、回路が複雑になってしまい、操作性もあまり良いもの
ではない。以上の様な理由から、大量の血液を処理する
ためのコンパクトで操作性の良好な白血球除去フィルタ
ー装置の開発が望まれていた。

（発明の目的）本発明の目的は、大量の血液を処理するためのコンパク
トで操作性の良好な白血球除去フィルター装置を提供す
ることにある。

（発明の構成および作用）本発明の白血球除去フィルター装置は、平均直径が０．
３弘ｍ以上、３．０μｍ未満のｌ！誰からなる不織布フ
ィルターと、これを収容する血液入口と血液出口を有す
る容器からなり、不織布フィルターが円筒形状に巻かれ
てその両端面がシールされており、円筒形状不織布フィ
ルターの外側面に前記容器の血液入口が、また円筒形状
不織布フィルターの内側面に容器の血液出口が、それぞ
れ通じており、さらに血液入口と血液出口は円筒形状に
巻かれた不織布フィルターによって隔てられていること
を特徴とする。

平均直径が０．３ルｍ以上、３．ＯｊＬｍ未満の極細繊
維からなる不織布フィルターが血液中の白血球を効率よ
く除去でき、しかも圧力損失が小さく血液の処理速度を
大きくできることに関しては、先に出願した特許に述べ
た通りである（特開昭６０−１９３４６８および、特願
昭６Ｏ−１１５４７８）。

本発明においては、上記の不織布フィルターが円筒形状
に巻かれることにより、平板状の不織布フィルターを用
いた場合に比べてフィルター装置全体をコンパクトにす
ることができ、大量の血液を処理するために相当量の不
織布を用いる場合でもフィルター装置の大きさはそれ程
大きくならず、血液処理時の操作性も良好に保つことが
できる。

また、円筒形状に巻かれた不織布フィルターの両端面は
シールされており、その外側面に容器の血液入口が、ま
たその内側面に容器の血液出口が、それぞれ通じており
、これらの血液入口と血液出口は円筒形状に巻かれた不
織布フィルターによって隔てられた構造となっているの
で、血液は円筒形状に巻かれた不織布フィルターの外側
面から入って、円筒形状フィルターの半径方向を内側へ
向って流れた後に１円筒形状フィルターの内側面から出
て行く、これによって、同じ量の不織布を用いた平板状
のフィルターに比べて円筒形状のフィルターに、より高
い白血球除去性を持たせることを可能とする。すなわち
、血液中の白血球の大部分は、円筒形状フィルターの外
周部の大きな面積の不織布で迅速に除去され、除去され
ずに残ったわずかな白血球も、円筒形状フィルターの内
周部に到って、その小さな面積の不織布でも十分に除去
されるので、効率的な白血球除去が可能である。

本発明の白血球除去フィルター装置において、円筒形状
に巻かれた不織布フィルターの平均外径と平均内径の比
は１．５から３０の間であることが好ましい、平均外径
と平均内径の比が１．５未満では外周部と内周部の間で
不織布面積の差が小さくなってしまい、平板状のフィル
ターに対する円筒形状フィルターの白血球除去能の優位
性がなくなってしまう、また、平均外径と平均内径の比
が３０を超えると、フィルターの厚みが厚すぎたり、或
は、円筒形状フィルターの内側面の面積が小さくなりす
ぎて、圧力損失の増大をもたらす。

本発明において、「円筒形状」とは円筒形に近い形状を
広く含むもので、四角形以上の多角形の断面を有するも
の、中心軸上の上方と下方で断面積が少々異なって円錐
形状となっているもの等も含むものである。その意味で
、明細書中では平均外径、平均内径という表現を用いて
いる。

本発明において、円筒形状に巻かれた不織布フィルター
の平均厚みは、５ｍｍから５０ｍｍの間であることが好
ましい、平均厚みが５ｍｍ未満では、白血球が除去しき
れずにもれてしまう可能性が高くなり、５０ｍｍを超え
ると圧力損失が高くなってしまう。

本発明において、円筒形状に巻かれた不織布フィルター
の中心軸方向の長さと平均外径の比は、０．５から２０
の間であることが好ましい。

この比が０．５未満の偏平なフィルターでは、結果的に
フィルターの厚みが厚くなってしまい圧力損失が大きく
なってしまうか、無理に肉薄のフィルターとするならば
フィルター全体が非常に大きくなってしまいコンパクト
性が失われてしまう。

また、この比が２０を超えると、フィルターが必然的に
非常に縦長になってしまい操作性が悪くなる。

以下に、本発明の白血球除去フィルター装置を、その製
造方法と関連づけてより詳細に説明する。

円筒形状に巻かれた不織布フィルターは、帯状の不織布
をそのまま巻いて円筒形状としたり、適当な芯材のまわ
りに巻きつけて、後で芯材を抜くといった方法でも製造
できる。不織布自体がある程度の機械的強度を持ってい
たり、不織布自体はそれ程の機械的強度がない場合でも
、巻いた後の円筒形状フィルターの肉厚が十分にある時
とか、内径が比較的小さい時などは、円筒形状とした段
階でフィルター全体として強度を持たせることができる
ので、こうした方法でも十分である。

好ましい製造方法の１つとしては、適当な芯材のまわり
にまず荒いメツシュを１周以上巻いてから帯状の不織布
をその上に巻いていき、巻き終ってから芯材を抜く方法
がある。この場合は、内側面の荒いメツシュが形状の保
持の役をするので安定したフィルターとすることができ
る。径の大きな芯材を用いた場合は、芯材は抜き取らず
に残しておいた方が好ましい時もある。芯材は、機械的
強度を保つことと、フィルター装置のプライミングボリ
ュムを小さく押えることに効果がある。また、別の好ま
しい製造方法としては、多孔性で機械的強度のある円管
状の芯材のまわりに不織布を巻きつける方法もあげられ
る。

上述の各製法において１巻きつける帯状不織布は、１枚
の連続したものであってもよいし、複数枚のものであっ
て、それを同時に巻きつけるか、１枚づつ巻いて重ねて
いくこともできる０巻きつけ方は一般的には一様な力が
加わるようにしながら巻きつけていき、フィルター全体
としてムラがなく、血液が一様に流れるようになること
が好ましい。

以上の様にして製作した円筒形状の不織布フィルターを
、血液の入口と血液の出口を有する容器（以後、たんに
「容器」と略称する）に収容するにあたっては、不織布
フィルターと容器の間に適当な支持枠を設けて、容器内
で不織布フィルターが安定して保持されるようにするこ
とが好ましい、好適な支持枠としては荒いメツシュまた
は孔径の大きな多孔性のシートがあげられる。これらを
円筒形状フィルターの周囲に０．５ｍｍ以上。

５ｍｍ以下の厚みで巻いて、これを容器内にすきまがほ
とんどない様に収容することによって、フィルターの容
器内での支持を簡便に行ない、かつフィルター装置全体
の充填容量（プライミングボリューム）を非常に小さく
することができる。

メツシュまたはシートの厚みが０．５ｍｍ未満では、容
器の血液入口から入ってきた血液がメツシュ、またはシ
ートが形成する空間に沿って円筒形状不織布フィルター
の外側面全体に一様に拡がる時に、メツシュまたはシー
ト部での圧力損失が大きくなってしまったり、血液がフ
ィルター外側面全体に十分に拡がらなくなってしまった
りする。メツシュまたはシートの厚みが５ｍｍを超える
とフィルター装置の充填容量が大きくなってしまう。

以上の様に円筒形状に巻かれた不織布は、その両端面が
適当な方法によってシールされている必要がある。ここ
でいう両端面とは、円筒形状フィルターの上底面と下底
面をさす。シールすることによって、血液は円筒形状に
巻かれた不織布フィルターの通過にあたり、円筒形状の
外側面から内側面へ向って圧力損失が少ないよう主に半
径方向に流れ、血液は常に一定量（半径方向の厚み）以
上の不織布を通過することになり、安定した白血球除去
が行なえるようになる。端面がシールされていないと、
血液は端面からもれてしまい安定した白血球除去は行な
えない、端面のシールは、人工腎臓の製造に用いられて
いるポリウレタンの様な接着材を用いたり、不織布の端
面自体を加熱して熱融着させたり、適当な熱溶融性の材
料を加熱してから不織布の端面に押しつけて熱融着させ
たり、容器形状を工夫して不織布の端面を圧着したり、
などの手段によって行ないうる。

円筒形状に巻かれた不織布フィルターは１両端面をシー
ルしたのち血液入口と血液出口を有する容器に収容され
る。この容器の形状は全体的に円筒形状とし１円筒形状
の不織布フィルターを余分なすき間がないように包み込
むことが好ましい。

この容器ははじめから一体化されたものでもよいし、い
くつかの部品にわかれており、不織布フィルターを収容
してから組み立てて一体化するものでもよい、また、円
筒形状の容器の内側面には、多数の突起または溝が形成
されていてもよい、この場合は、先に述べた不織布フィ
ルターと容器との間に設ける支持枠はなくてもよい。

上記の容器において血液の入口は、収容される円筒形状
不織布フィルターの外側面に通じうる位置であればどこ
に設けてもよく、また血液の出口は同じく内側面に通じ
うる位置ならばどこに設けてもよい、しかしながら、血
液の流れを一様とするには、円筒形状不織布フィルター
の中心軸上であって円筒形状の両端に対向するように、
血液の入口と血液の出口が設けられることが好ましい。

円筒形状に巻かれた不織布フィルターを血液入口と血液
出口を有する容器に収容して本発明の白血球除去フィル
ター装置とするにあたって重要なことは、先にも述べた
ように、血液の入口が両端面がシールされた円筒形状不
織布フィルターの外側面に通じ、血液の出口が同じく円
筒形状フィルターの内側面に通じ、これらの血液入口と
血液出口は上記のフィルターによって隔てられた構造と
することにある。このことにより血液は、血液の入口か
ら容器内に入って、適当な血液導入路を経て円筒形状フ
ィルターの外側面に拡がり、続いて円筒形状フィルター
を通過してその内側面に到り、適当な血液導出路を経て
血液の出口より容器の外へ出て行くことになる。上記の
血液導入路および血液導出路とは、容器内の円筒形状フ
ィルターによって隔てられた、血液の入口側の空間と血
液の出口側の空間を指す、なお１円筒形状フィルターの
両端面のシール部分は、容器の一部を形成して容器の外
部と接する形式にすることもできる。

本発明の白血球除去フィルター装置は、精製水または生
理的液体が充填されかつ滅菌されたものとすることがで
きる。このことは、白血球除去フィルター装置に精製水
または生理的液体を充填してから、高圧蒸気滅菌、ガン
マ線滅菌などで滅菌することによって実現でき、また、
エチレンオキサイドガス滅菌などであらかじめ白血球除
去フィルター装置を滅菌しておいてから無菌的に精製水
または生理的液体を充填することによっても実現できる
。生理的液体とは、生理食塩水、リン酸緩衝液、各種等
張電解質液などをさす。

精製水または生理的液体が充填され、かつ、滅菌されて
いることにより、白血球除去フィルター装置は血液を通
過させる前に一般的に行なう生理食塩水でのプライミン
グ操作が全く不要または極めて容易になる。また、極細
繊維の不織布全体があらかじめ十分にぬれた状態となり
有効に白血球除去に用いることができるので、白血球除
去フィルター装置は、その白血球除去性能を最大限に安
定して発揮できる。

次に、添付図面により本発明の白血球除去フィルター装
置を説明する。

第１図と第２図は１本発明の白血球除去フィルター装置
の１具体例の縦方向の断面図（第１図）と横方向の断面
図（第２図）である、１はフィルター装置本体で、円筒
型の枠体２とキャップ３．３′とが嵌合されている。４
はメツシュ部であり、不織布フィルタ一層５の外周をと
り巻いている。６は５を内側から保持するメツシュ部で
ある。７．７′は接着材であり、２に４．５．６を接着
固定している。血液は入口８より入り、ｈ液導入口９か
ら４へ導入され、５の外周部に一様に拡がった後、５の
外側から内側へと流れてこの間に白血球が除去される。

白血球を除去された血液は６を通って血液導出通路１０
に入り、続いて血液出口１１よりフィルター装置の外部
へと流れていく。

次に、実施例によって本発明をより具体的に説明する。

（実施例１）平均直径１．８ＪＬｍのポリエステル（ＰＥＴ　：密度
１．３８ｇ／Ｃｍ″）のａｍよりなる不織布（６５ｇ／
ｍ″目付）を幅１６２ｍｍに切断し、外径４　ｍ　ｍの
ポリプロピレン製の円筒型のメツシュの周囲に巻いてい
き、長さ２４０ｃｍ分の不織布を巻いた所、外径３６ｍ
ｍの円筒状となった。この外周にポリプロピレン製のメ
ツシュを巻き、内径４０ｍｍ、長さ１８４ｍｍの円筒型
のポリカーボネート製の容器内に収め、接着材としてポ
リウレタン樹脂を両端からそれぞれ約１２ｍｍの所まで
注入し、樹脂が固まった後に血液の導入口と導出口を、
樹脂を切り取ることによって形成させ、最後に血液の入
口と出口を有するキャップを円筒型ポリカーボネートの
両端に超音波融着させることにより、第１図および第２
図に示すような円筒型のフィルター装置（以下「円筒型
フィルター」と略称する）を製作した。また、比較のた
めに同じ不織布を直径１６０ｍｍの円形に切断したもの
を２０枚重ねて用い、公知の平型フィルターを製作した
。その不織布フィルタ一部分の厚みは７ｍｍ、有効部分
の断面積は１６９　ｃｒｎ’であった。これら円筒型フ
ィルターおよび平型フィルターにおける不織布フィルタ
ーの有効部分の重さは約２１．９ｇでほぼ等しい、　上
記の２つのフィルターの各々に、ＡＣＤを添加した牛の
新鮮面６文（白血球濃度５５００コ／ＩＬｆＬ、血小板
濠度２１７０００コ／ｇＪＬ）を、３７℃の温度、５０
ｍＪＬ／　ｍ　ｉ　ｎの流速で流し、フィルター前後の
圧力損失、白血球除去率、血小板通過率を調べた。

結果は、圧力損失は円筒型フィルター、平型フィルター
ともに１５ｍｍＨｇ以下と低い値で安定していた。白血
球除去率は１円筒型フィルターで９２．７％、平型フィ
ルターで８３．９％であり、血小板通過率はそれぞれ８
７．９％、７９゜６％であった。円筒型フィルターの方
が、同じ量の不織布を用いた平型フィルターに比べて白
血球除去率が高いことがわかる。

（実施例２）実施例１の円筒型フィルターと同じものを４個製作した
。このうち２個に生理食塩水を十分に充填してから高圧
蒸気滅菌を行ない、また別のｌ　（ＩＩは生理食塩水を
充填しない乾燥状態で高圧蒸気滅菌を行なった。

生理食塩水を十分に充填してから高圧蒸気滅菌を行なっ
たフィルター１個と何もしていないフィルター１個に、
それぞれ、ＡＣＤを添加した牛の新鮮面６１（白血球濃
度６４００コ／ＩＬ！Ｌ、血小板濃度１３６０００コ／
終文）を実施例１と同じ様に流した。結果は、前者のフ
ィルターの白血球除去率９６．６％、血小板通過率８４
．７％に対して、後者の白血球除去率８６．３％、血小
板通過率７９．６％であった。

また、生理食塩水を十分に充填してから高圧蒸気滅菌を
行なったもう１個のフィルターと生理食塩水を充填しな
いで高圧蒸気滅菌を行なったフィルター１個に、それぞ
れ、、ＡＣＤを添加した牛の新鮮面６文（白血球濃度５
６１０コ／ＩＬｆＬ、血小板濃度２３２０００コ／　ｐ
−、Ｑ、　）を実施例１と同様に流した。結果は、前者
のフィルターの白血球除去率９６．５％、血小板通過率
９１．８％に対して、後者の白血球除去率７０．８％、
血小板通過率８６．９％であ−クた。

上記の実験において、生理的−＠！堵木有−充填１．た
状態で滅菌されたフィルターの、血液を流す前Ｖ゛行な
う生理食塩水のプシイミング（洗浄およびフィルター内
の空気を追い出すこと）は、何もしていないフィルター
または乾燥状態１′滅菌されたフィルターに比べて極め
て容易であ：８ｔやｉた結果からもわかるように、前者
のフィルターの方が後者のフィルターに比べて白血球除
去性も優れていた。

（発明の効果）本発明は、大量の血液を処理するためのコンパクトで操
作性の良好な白血球除去フィルター装置を提供するもの
である０本発明の白血球除去フィルター装置により、免
疫系に異常をきたした患者の血液中から白血球を除去し
て治療する手法がより簡便に、かつ効果的に行なえるこ
とが期待される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の白血球除去フィルター装置の１具体例
の縦方向の断面図、第２図はその横方向の断面図である
。１、フィルター装置本体　７．７’、接着材２６円筒型
枠体　　　　　８．血液入口３．３’、キャップ　　　
９．血液導入口４、外周メツシュ部　　　１０．血液導
出通路５、不織布フィルタ一層　１１．血液出口６、内
周メツシュ部

Claims

【特許請求の範囲】

（１）平均直径が０．３μｍ以上、３．０μｍ未満の繊
維からなる不織布フィルターと、これを収容する血液入
口と血液出口を有する容器からなるフィルター装置にお
いて、前記不織布フィルターが円筒形状に巻かれてその
両端面がシールされており、円筒形状不織布フィルター
の外側面に前記容器の血液入口が、また円筒形状不織布
フィルターの内側面に容器の血液出口が、それぞれ通じ
ており、さらに血液入口と血液出口は円筒形状に巻かれ
た不織布フィルターによって隔てられていることを特徴
とする白血球除去フィルター装置。
（２）円筒形状に巻かれた不織布フィルターの、平均外
径と平均内径の比が１．５から３０の間である特許請求
の範囲（１）記載の白血球除去フィルター装置。
（３）円筒形状に巻かれた不織布フィルターの平均厚み
が５ｍｍから５０ｍｍの間である特許請求の範囲（１）
、または（２）に記載の白血球除去フィルター装置。
（４）円筒形状に巻かれた不織布フィルターの、中心軸
方向の長さと平均外径の比が０．５から２０の間である
特許請求の範囲（１）〜（３）のいずれか１つに記載の
白血球除去フィルター装置。