JP5017996B2 - Leukocyte and cytokine adsorber - Google Patents
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Description
本発明は、血液中から白血球とサイトカインとを吸着または除去することが可能な吸着器に関するものである。さらに詳しくは、白血球とサイトカインとを吸着または除去することに適した血液処理カラムに関するものである。 The present invention relates to an adsorber capable of adsorbing or removing leukocytes and cytokines from blood. More specifically, the present invention relates to a blood processing column suitable for adsorbing or removing leukocytes and cytokines.
広く知られているように、血液には白血球が含まれている。白血球には顆粒球・単球・リンパ球などの種類があり、これらのうち顆粒球・単球は感染防御に重要なものであるが、必要以上に増加すると炎症性サイトカインや活性酸素等を放出し続けて血管や腎臓などの臓器に傷害を与えるので、有害である。例えば、敗血症の重篤化、冠動脈の閉塞の誘導を起こし、その他、潰瘍性大腸炎、クローン病またはリウマチなどに代表される自己免疫疾患を引き起こすので、これらの病気の対処法として過剰に増えた顆粒球・単球を吸着または除去する必要がある。また、炎症時に増加するサイトカインや活性酸素も併せて吸着または除去することが必要である。 As is widely known, blood contains white blood cells. There are various types of leukocytes such as granulocytes, monocytes, and lymphocytes. Of these, granulocytes and monocytes are important for infection protection. However, if they increase more than necessary, they release inflammatory cytokines, active oxygen, etc. It is harmful because it continues to damage organs such as blood vessels and kidneys. For example, it causes severe sepsis, induction of coronary artery occlusion, and other autoimmune diseases such as ulcerative colitis, Crohn's disease, or rheumatism. It is necessary to adsorb or remove granulocytes and monocytes. It is also necessary to adsorb or remove cytokines and active oxygen that increase during inflammation.
これまでに、白血球除去、また顆粒球を対象とした白血球除去を目的としたカラム(特許文献1,2)や、サイトカイン吸着を目的としたカラム(特許文献3,4)がそれぞれ開発されてきている。 So far, columns for removing leukocytes and removing leukocytes for granulocytes (Patent Documents 1 and 2) and columns for adsorbing cytokines (Patent Documents 3 and 4) have been developed. Yes.
これらのカラムの担体においては、白血球そのものの除去またはサイトカインそのものの除去のための効率化は施されているが、血球や血球が情報応答する液性因子すべてについて除去することができないため、残存した細胞の正常化が不十分となる。 In these column carriers, the efficiency for removing leukocytes themselves or cytokines has been improved, but it remains because blood cells and all humoral factors to which blood cells respond can not be removed. Cell normalization is insufficient.
白血球と毒素との両方を吸着することを目的としたカラム(特許文献5,6)も開発されているが、サイトカインのような細胞が産生する生理活性物質については何ら除去することができないため、残存した細胞の正常化が不十分となる。 Columns that aim to adsorb both leukocytes and toxins (Patent Documents 5 and 6) have also been developed, but it cannot remove any bioactive substances produced by cells such as cytokines. Normalization of the remaining cells becomes insufficient.
なお、これらの吸着器では、除去した血球成分のため、目詰まりが起こることが問題点と指摘されており、その克服のため、吸着体の中の空隙を規定したカラム(特許文献7)が開発されている。
上述したように白血球、特に過剰の顆粒球や単球より癌壊死因子、インターロイキン1、インターロイキン6、インターフェロンなどの種々のサイトカインや、酸過酸化物が放出されている。一方、これら過剰なサイトカインが生理的悪影響を及ぼすことが知られている。そこで本発明者等は、サイトカイン放出を行う白血球、特に顆粒球や単球を吸着または除去し、併せてサイトカインの血中濃度増加を予防して、血液状態を改善することが重要であると考えた。本発明の課題は、顆粒球或いは単球に代表される白血球を本吸着器に内蔵した水不溶性材料に効率よく付着させて血液から吸着または除去し、併せてサイトカイン産生を抑制し、さらに直接血液中より効率よく標的サイトカインを吸着または除去することができるような新規吸着器を実現することである。さらにこの操作中における血液の目詰まりによるカラム圧上昇を抑えることをも課題とした。 As described above, various cytokines such as cancer necrosis factor, interleukin 1, interleukin 6, and interferon, and acid peroxide are released from leukocytes, particularly excessive granulocytes and monocytes. On the other hand, it is known that these excessive cytokines have a physiological adverse effect. Therefore, the present inventors consider that it is important to improve the blood state by adsorbing or removing leukocytes that release cytokines, particularly granulocytes and monocytes, together with preventing an increase in blood levels of cytokines. It was. The object of the present invention is to efficiently adsorb or remove leukocytes typified by granulocytes or monocytes from the blood by adhering them to the water-insoluble material incorporated in the adsorber, together with suppressing cytokine production, and directly blood It is to realize a novel adsorber that can adsorb or remove the target cytokine more efficiently than the inside. It was also an object to suppress column pressure increase due to blood clogging during this operation.
本発明は、上記目的を達成するために、下記の構成を有する。
1.孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率が30%以上であり、親水性アミン残基が結合してなる、血液分散液から白血球およびサイトカインを吸着または除去する水不溶性材料を内蔵することを特徴とする吸着器。
2.前記孔容積率が90%以上であることを特徴とする前記1記載の吸着器。
3.前記サイトカインはインターロイキン−1(IL−1)、インターロイキン−6(IL−6)、インターロイキン−8(IL−8)、インターロイキン−10(IL−10)、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)、トランスフォーミング・グロウス・ファクター・ベータ(TGF−β)、血管新生増殖因子(VEGF)、免疫抑制酸性蛋白(IAP)なる群から選ばれる少なくとも1種であることを特徴とする前記1または2記載の吸着器。
4.ヒト健常者血液を1時間処理したとき、血液からの血球吸着率が以下の式を満たすことを特徴とする前記1〜3のいずれかに記載の吸着器。
In order to achieve the above object, the present invention has the following configuration.
1. Built-in water-insoluble material that adsorbs or removes leukocytes and cytokines from a blood dispersion, wherein the pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less is 30% or more and is bound with a hydrophilic amine residue. Adsorber.
2. 2. The adsorber according to 1 above, wherein the pore volume ratio is 90% or more.
3. The cytokines include interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8), interleukin-10 (IL-10), tumor necrosis factor-α (TNF). -Α), at least one selected from the group consisting of transforming growth factor beta (TGF-β), angiogenic growth factor (VEGF), and immunosuppressive acidic protein (IAP) Or the adsorber of 2.
4). 4. The adsorber according to any one of 1 to 3, wherein the blood cell adsorption rate from the blood satisfies the following formula when the blood of a healthy human subject is treated for 1 hour.
a/b<1
ここで、a:顆粒球吸着率(%)、b:単球吸着率(%)
5.前記血液分散液からの顆粒球の吸着率が50%以上、かつ単球の吸着率が50%以上であることを特徴とする前記1〜4のいずれかに記載の吸着器。
6.前記血液分散液からのリンパ球の吸着率が40%以下であることを特徴とする前記1〜5のいずれかに記載の吸着器。
7.前記水不溶性材料が繊維状、中空糸形状またはビーズ状を有することを特徴とする前記1〜6のいずれかに記載の吸着器。
8.前記水不溶性材料が繊維状あるいは中空糸形状を有し、かつ膜形態を有することを特徴とする前記7記載の吸着器。
9.前記水不溶性材料の形状が繊維状あるいは中空糸形状であって、かつその繊維径が3μmを超えるものであることを特徴とする前記7または8記載の吸着器。
10.前記水不溶性材料の形状がビーズ状であって、かつ材料の表面に径が3μmを超える突起部分を有することを特徴とする前記7記載の吸着器。
11.前記親水性アミン残基におけるアミノ基が4級化されていることを特徴とする前記1〜10のいずれかに記載の吸着器。
12.血液を循環させる用途に使用するものであることを特徴とする前記1〜11のいずれかに記載の吸着器。
13.前記1ないし12記載のいずれかの吸着器を用いる、血液分散液から血球浄化液を得る方法。
a / b <1
Where a: granulocyte adsorption rate (%), b: monocyte adsorption rate (%)
5. 5. The adsorber according to any one of 1 to 4, wherein the adsorption rate of granulocytes from the blood dispersion is 50% or more and the adsorption rate of monocytes is 50% or more.
6). 6. The adsorber according to any one of 1 to 5, wherein an adsorption rate of lymphocytes from the blood dispersion is 40% or less.
7). The adsorber according to any one of 1 to 6, wherein the water-insoluble material has a fibrous shape, a hollow fiber shape, or a bead shape.
8). 8. The adsorber according to 7, wherein the water-insoluble material has a fiber shape or a hollow fiber shape and has a membrane form.
9. 9. The adsorber as described in 7 or 8 above, wherein the water-insoluble material has a fiber shape or a hollow fiber shape, and the fiber diameter exceeds 3 μm.
10. 8. The adsorber according to 7 above, wherein the water-insoluble material has a bead shape and has a protruding portion having a diameter exceeding 3 μm on the surface of the material.
11. 11. The adsorber according to any one of 1 to 10, wherein an amino group in the hydrophilic amine residue is quaternized.
12 The adsorber according to any one of 1 to 11 above, which is used for a purpose of circulating blood.
13. 13. A method for obtaining a blood cell purification solution from a blood dispersion using the adsorber according to any one of 1 to 12 above.
本発明に係る材料を用いると、過剰に増殖した顆粒球や単球などの人体に不要かつ有害な白血球や、これら細胞に対し情報伝達するサイトカインを併せて吸着または除去することにより、これらによる細胞に対する刺激を緩和し、活性化状態を抑えることができるため、難病として知られる潰瘍性大腸炎、クローン病、自己免疫疾患などの血液処理や治療に有用である。また、輸血に用いる血液をあらかじめ本発明の吸着器を用いて処理することで、安全な輸血も行える。 When the material according to the present invention is used, the leukocytes that are unnecessary and harmful to the human body, such as excessively proliferated granulocytes and monocytes, and the cytokines that transmit information to these cells are also adsorbed or removed together, so that Therefore, it is useful for blood treatment and treatment of ulcerative colitis, Crohn's disease, and autoimmune diseases known as intractable diseases. Moreover, the blood used for blood transfusion can be safely transfused by processing in advance using the adsorber of the present invention.
このように本発明により、血液循環中の目詰まりが抑制でき、長時間安定に血液中に存在する人体に不要かつ有害な白血球や腫瘍細胞などを選択的に吸着または除去でき、安全な輸血や、細胞除去、白血球除去療法などを行うことが可能となる。本発明で血液とは、血球成分を含むものを言い、全血、腹水、胸水を指す。 Thus, according to the present invention, clogging in the blood circulation can be suppressed, and it is possible to selectively adsorb or remove white blood cells and tumor cells that are unnecessary and harmful to the human body stably in the blood for a long time. Cell removal, leukocyte removal therapy, etc. can be performed. In the present invention, blood means a blood cell component, and includes whole blood, ascites, and pleural effusion.
続いて、本発明についてさらに詳細に説明する。 Subsequently, the present invention will be described in more detail.
本発明の吸着器に内蔵される水不溶性材料とは、血液分散液から白血球およびサイトカインの両方を吸着または除去可能な吸着材料である。ここで、本発明における血液分散液とは、白血球、赤血球、血小板の少なくともひとつが血清、血漿、培地、緩衝液等に分散した液をさす。また、本発明における水不溶性材料とは、実質上、あるいはその大部分が水に溶けない性質の材料を意味し、60分間水中に入れた場合の重量減量が初期重量の2%未満の材料を指す。 The water-insoluble material incorporated in the adsorber of the present invention is an adsorbing material capable of adsorbing or removing both leukocytes and cytokines from a blood dispersion. Here, the blood dispersion liquid in the present invention refers to a liquid in which at least one of white blood cells, red blood cells, and platelets is dispersed in serum, plasma, culture medium, buffer solution or the like. In addition, the water-insoluble material in the present invention means a material that is substantially or most of insoluble in water, and a material whose weight loss when immersed in water for 60 minutes is less than 2% of the initial weight. Point to.
さらに、本発明に係る吸着材料は、孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率が30%以上であること、および少なくとも親水性アミン残基が結合してなることを特徴とするものである。 Furthermore, the adsorbing material according to the present invention is characterized in that the pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less is 30% or more, and at least a hydrophilic amine residue is bonded.
本発明でいう材料中の孔とは、材料を血球が通過する流路を形成するために材料を貫通しているものである。繊維と繊維との隙間や、粒子と粒子との間隙などを含むものである。本発明の目的である白血球、特に顆粒球或いは単球を捕捉する際、血球の流路を確保して血液処理時の目詰まりを防止するために、孔径は1μm以上の孔の割合が一定の容積以上を占めることが好ましく、さらには5μm以上の孔が多いことがより好ましい。 The hole in the material referred to in the present invention is a material that penetrates the material in order to form a flow path through which blood cells pass. It includes a gap between fibers and a gap between particles. When capturing leukocytes, particularly granulocytes or monocytes, which is the object of the present invention, in order to secure the blood cell flow path and prevent clogging during blood treatment, the pore diameter is constant at a ratio of 1 μm or more. It preferably occupies more than the volume, and more preferably has more than 5 μm pores.
また、上記細孔等の孔径が大きすぎると、機械的な圧縮強度や、引っ張り強度を保つことができなくなるため好ましくない。従って、孔径が100μm以下である孔の割合が一定以上の容積を占めることが好ましく、更に形状安定化のために50μm以下の孔が多いことがより好ましい。 Further, if the pore diameter such as the above-mentioned pores is too large, it is not preferable because mechanical compressive strength and tensile strength cannot be maintained. Therefore, it is preferable that the ratio of the holes having a hole diameter of 100 μm or less occupy a certain volume or more, and it is more preferable that there are many holes of 50 μm or less in order to stabilize the shape.
上記した理由から、本発明の吸着器に内蔵される材料としては、孔径が1μm以上100μm以下の孔が多く存在することが好ましく、かかる孔の割合を実用状態の吸着材料の全ての孔の占める容積(全孔容積)に対する孔径1μm以上100μm以下の孔の占める容積の割合(本発明において、孔容積率とする。)で表す時、30%以上であることが好ましい。かかる孔の孔容積率が30%以上であることで、血球が吸着材料中にて目詰まりすることなく、かつ吸着材料の強度を保つことが可能となる。更には、かかる孔の孔容積率が35%以上であると、より確実に血球等の捕捉率を高めることが可能である。さらには、かかる孔の孔容積率が40%以上であることがより好ましい。また、特にヘマトクリット値が50%を超えるような濃厚血液を通過させる場合、白血球、特に顆粒球や単球の捕捉の効率を高め、一定容積内に多数の顆粒球や単球が付着できる表面積を確保するため、また、捕捉した白血球による目詰まりを防ぐためには至適な孔径の孔が多数存在することが好ましく、孔径1μm以上100μm以下の孔が90%を超えることが好ましい。更に92%を超えることがより好ましい。構成的には100%も可能である。以上の要件を満たすことで、孔径の小さな孔が少なくなり、その結果、濾過効果による細胞捕捉性を極限まで低くした吸着器を提供することができる(濾過効果による細胞捕捉性が高くなると、選択捕捉性が低下する。すなわち、リンパ球等を除去し過ぎることがある。)。ただし、孔径が大きな孔が増加する傾向にあるため、その場合は吸着器に補強構造を付与することが重要となる。その手段としては、血球の吸着または除去以外の目的で、直径10μmを超えるような機械強度保持材を混合すること、たとえばスクリム構造を付与することなどが考えられ、これらを用いることで、孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率が90%を超えるという要件を安定に維持できる。機械強度保持材がさらに太くなれば、孔径を大きく保持できるが、吸着器単位重量あたりの細胞捕捉性が減少するため、径100μm以下のものが好ましく用いられる。さらに、吸着器単位重量あたりの細胞捕捉性を十分な量に設定するため、径50μm以下が好ましい。 For the above reasons, it is preferable that the material incorporated in the adsorber of the present invention has a large number of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less, and the proportion of such pores is occupied by all the pores of the adsorbing material in a practical state. When expressed as a ratio of the volume occupied by pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less to the volume (total pore volume) (referred to as pore volume ratio in the present invention), it is preferably 30% or more. When the pore volume ratio of the pores is 30% or more, it is possible to maintain the strength of the adsorbing material without clogging blood cells in the adsorbing material. Furthermore, when the pore volume ratio of such holes is 35% or more, it is possible to increase the capture rate of blood cells and the like more reliably. Furthermore, the hole volume ratio of such holes is more preferably 40% or more. In addition, especially when concentrated blood with a hematocrit value exceeding 50% is passed, the efficiency of capturing leukocytes, especially granulocytes and monocytes, is increased, and the surface area on which a large number of granulocytes and monocytes can adhere within a certain volume is increased. In order to ensure it and to prevent clogging by the captured leukocytes, it is preferable that a large number of pores having an optimum pore size exist, and it is preferable that the pores having a pore size of 1 μm or more and 100 μm or less exceed 90%. More preferably, it exceeds 92%. In terms of configuration, 100% is possible. By satisfying the above requirements, the number of pores with a small pore diameter is reduced, and as a result, an adsorber with a cell trapping ability by filtration effect lowered to the limit can be provided (selection is made when cell trapping ability by filtration effect is increased). Capturing ability decreases, that is, lymphocytes and the like may be removed excessively.) However, since there is a tendency that holes having a large hole diameter increase, in that case, it is important to provide a reinforcing structure to the adsorber. As the means, for the purpose other than the adsorption or removal of blood cells, it is conceivable to mix a mechanical strength retaining material having a diameter exceeding 10 μm, for example, to give a scrim structure. The requirement that the pore volume ratio of the pores of 100 μm or less exceeds 90% can be stably maintained. If the mechanical strength retaining material becomes thicker, the pore diameter can be kept large. However, since the cell trapping ability per unit weight of the adsorber is decreased, those having a diameter of 100 μm or less are preferably used. Furthermore, in order to set the cell capturing property per unit weight of the adsorber to a sufficient amount, the diameter is preferably 50 μm or less.
ここで、本発明において、孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率は水銀圧入法による水銀圧入曲線から得ることができる。この場合、水銀圧入法による測定値は1〜2650psiaの圧力範囲で測定した値とする。ここで、本吸着材料は、生理的な条件で生理食塩水もしくは血液と接触し実用されるものであるが、この値はできるだけ実用時に近い変形状態での値を測定する必要がある。従って、測定時に孔の状態をできるだけ実用時に近い変形状態とする必要がある。
また、測定容器への充填時に圧縮によって吸着材料の容積が変わらないよう注意する。
Here, in the present invention, the pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less can be obtained from a mercury intrusion curve by a mercury intrusion method. In this case, the measured value by the mercury intrusion method is a value measured in a pressure range of 1 to 2650 psia. Here, the present adsorbent material is practically used in contact with physiological saline or blood under physiological conditions, but this value needs to be measured in a deformed state as close to practical use as possible. Therefore, it is necessary to make the state of the hole as close as possible to practical use at the time of measurement.
Also, care should be taken not to change the volume of the adsorbent material due to compression when filling the measurement container.
また、血液処理時に吸着材料と顆粒球或いは単球とがより多く接触するように設計するという観点からは、吸着材料を形成する繊維の繊維径(中空糸の場合は中空糸外径、以下同じ。)やビーズ粒子の上の表面の突起の径(大きさ)などについて、これら血球細胞の貪食能を発揮しやすくするという観点からは、0.5μmから5μmに設計することが好ましい条件である。上記した材料の細孔の孔径を1μm以上とするためには、吸着材料を形成する繊維の繊維径、あるいはビーズ粒子の表面の突起の径(大きさ)等(以下、繊維径等)が3μmを超えることがより好ましい。繊維径等が小さい場合、リンパ球の吸着率または除去率が多くなることがあり、その場合はメモリーセルの除去に繋がる。メモリーセルの低下につながらないようにするためには、リンパ球の吸着率が40%以下であることが好ましく、安全性の観点から、好ましくは30%以下である。かかる観点からも、この繊維径等が3μmを超えると、リンパ球の捕捉率を下げることができるため、白血球の吸着または除去における選択性を付与でき、好ましい。また、顆粒球、単球等の細胞をより効率的に吸着または除去させるためには、水不溶性材料からなる担体(以下、水不溶性担体)として用いるこれら繊維の繊維径等が4μm以上であることが好ましい。さらには、より確実にリンパ球の吸着率を抑え、顆粒球や単球の吸着率の低下につながらないようにする観点からは、繊維径等が5μm以上であることがよい。ただし、これらの径が10μmを超えると顆粒球や単球の吸着率が低下してしまうことがあるため、実用上の観点からは大きくても20μm以下であることが好ましいことが分かっている。ただし、血球の吸着または除去以外の目的で混合した繊維構造体などにおける径はこの限りではない。ここで、本発明における繊維径とは、繊維断面の直径をいう。なお、本発明における繊維径等、または機械強度保持材の径は、光学顕微鏡、ズーム付きCCDカメラ、走査型電子顕微鏡などいずれの装置を用いても測定可能であるが、吸着材料からランダムに小片サンプル10個を採取し、1000〜3000倍の写真を撮影し、各サンプルから10箇所ずつ、計100箇所の繊維などの直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入し算出することが可能である。特に走査型電子顕微鏡(日本電子株式会社製、JSM−5400LV、日立製作所製 走査型電子顕微鏡S−800等)を好適に用いることができる。また、ここで示した径は、形状が真円状の場合のみ適用されるものではなく、たとえば楕円や矩形、多角形の形状の場合にも適用される。これらの場合、最外層を結んでできた図形の面積を求め、その面積に相当する円の直径を求める。ただし、5つの突起部分が存在する星形を例にとると、その5つの頂点を結ぶ図形を考え、その面積を算出し、対応する円の直径を本発明で言う径とする。 In addition, from the viewpoint of designing the adsorbent material and granulocytes or monocytes to make more contact during blood treatment, the fiber diameter of the fiber forming the adsorbent material (in the case of hollow fiber, hollow fiber outer diameter, the same shall apply hereinafter) .) And the diameter (size) of the protrusions on the surface of the bead particles are preferably designed from 0.5 μm to 5 μm from the viewpoint of facilitating the phagocytic ability of these blood cells. . In order to set the pore diameter of the above-mentioned material to 1 μm or more, the fiber diameter of the fiber forming the adsorbent material or the diameter (size) of the protrusion on the surface of the bead particle (hereinafter referred to as the fiber diameter) is 3 μm. Is more preferable. When the fiber diameter or the like is small, the adsorption rate or removal rate of lymphocytes may increase. In this case, the memory cell is removed. In order not to lead to a decrease in the memory cell, the lymphocyte adsorption rate is preferably 40% or less, and preferably 30% or less from the viewpoint of safety. Also from this viewpoint, it is preferable that the fiber diameter and the like exceed 3 μm because the lymphocyte capture rate can be lowered, and selectivity in the adsorption or removal of leukocytes can be imparted. In order to more efficiently adsorb or remove cells such as granulocytes and monocytes, the fiber diameter of these fibers used as a carrier made of a water-insoluble material (hereinafter, water-insoluble carrier) is 4 μm or more. Is preferred. Furthermore, from the viewpoint of more reliably suppressing the adsorption rate of lymphocytes and not leading to a decrease in the adsorption rate of granulocytes and monocytes, the fiber diameter and the like are preferably 5 μm or more. However, since the adsorption rate of granulocytes and monocytes may decrease when these diameters exceed 10 μm, it has been found that it is preferably 20 μm or less from the practical viewpoint. However, the diameter of the fiber structure mixed for the purpose other than the adsorption or removal of blood cells is not limited to this. Here, the fiber diameter in the present invention refers to the diameter of the fiber cross section. The fiber diameter or the like of the present invention or the diameter of the mechanical strength retaining material can be measured using any device such as an optical microscope, a CCD camera with a zoom, a scanning electron microscope, etc. Take 10 samples, take 1000 to 3000 times photos, measure the diameter of 100 fibers, etc., 10 places from each sample, round off the first decimal place of the average value and calculate Is possible. In particular, a scanning electron microscope (manufactured by JEOL Ltd., JSM-5400LV, Hitachi, Ltd., scanning electron microscope S-800, etc.) can be suitably used. Moreover, the diameter shown here is not applied only when the shape is a perfect circle, and is also applied when the shape is, for example, an ellipse, a rectangle, or a polygon. In these cases, the area of the figure formed by connecting the outermost layers is obtained, and the diameter of the circle corresponding to the area is obtained. However, taking a star shape with five protruding portions as an example, a figure connecting the five vertices is considered, the area is calculated, and the diameter of the corresponding circle is the diameter referred to in the present invention.
ここで、吸着材料の嵩密度とは、容器中に該吸着材料を充填した時の一定体積当たりの重さをいうが、吸着材料の形状が粒子状である場合は、該容器に該吸着材料を嵩密度0.03g/cm3以上0.5g/cm3以下の範囲として充填して吸着器とする事が望ましい。更に、目詰まりを防ぎ、圧損の上昇を防いで流れをスムーズにするために好ましい嵩密度は、0.05g/cm3以上0.4g/cm3以下であり、更に好ましい嵩密度は0.05g/cm3以上0.3g/cm3以下である。 Here, the bulk density of the adsorbing material refers to the weight per fixed volume when the adsorbing material is filled in the container. When the adsorbing material is in the form of particles, the adsorbing material is placed in the container. It is desirable that the adsorber is filled with a bulk density of 0.03 g / cm 3 to 0.5 g / cm 3 . Furthermore, to prevent clogging, the preferred bulk density for the flow smoothly to prevent increase in pressure loss, 0.05g / cm 3 or more 0.4 g / cm 3 or less, still more preferably a bulk density of 0.05g / Cm 3 or more and 0.3 g / cm 3 or less.
本発明において、白血球等を吸着する担体である水不溶性材料の形状は特に限定されないが、加工性や、血液処理カラムとした時の圧力損失等の点から、繊維、中空糸又はビーズの形状であることが好ましい(なお、ここでの繊維とは、中空糸形状を有さないものをいう。)。もちろん、これらを混合したものでもかまわない。なお、ビーズ状の場合は、粒子表面に、後述する大きさの径を有する突起によって白血球等を捕捉するものであるが、この突起部分の粒子表面全体における割合は20%以上であることが望ましい。 In the present invention, the shape of the water-insoluble material that is a carrier that adsorbs leukocytes and the like is not particularly limited, but in terms of processability and pressure loss when used as a blood treatment column, the shape of fibers, hollow fibers, or beads is used. It is preferable that the fiber is a fiber that does not have a hollow fiber shape. Of course, a mixture of these may also be used. In the case of a bead shape, leukocytes and the like are captured on the particle surface by a projection having a diameter of a size described later, and the ratio of the projection portion to the entire particle surface is preferably 20% or more. .
また、水不溶性材料の形態は膜形態であることが好ましい。本発明において、膜形態とは、繊維状、中空糸状、リボン状などの形状を有し、かつ、その表面に多数の微細孔がある多孔質状の物を指す。微細孔の孔径は血液分散液中の生理活性物質、すなわちタンパク質、糖タンパク質、多糖類、プロテオグリカン類などが材料の内部まで入ることが可能な大きさであることが好ましく、数nmからサブミクロンのオーダーまでを含むものである。 The form of the water-insoluble material is preferably a film form. In the present invention, the membrane form refers to a porous product having a fiber shape, a hollow fiber shape, a ribbon shape, or the like and having a large number of micropores on the surface thereof. The pore size of the micropores is preferably such that the physiologically active substances in the blood dispersion, that is, proteins, glycoproteins, polysaccharides, proteoglycans, etc., can enter the material. Includes orders.
本発明の吸着材料においては、形体は特に不織布とすることが好ましい。その場合、不織布の嵩密度は、大きすぎると目詰まりしやすく、逆に小さすぎると形態保持性が悪くなるので、0.02〜0.3g/cm3であることが好ましく、より好ましくは0.05〜0.15g/cm3であるものが使用される。 In the adsorbing material of the present invention, the shape is particularly preferably a non-woven fabric. In that case, if the bulk density of the nonwoven fabric is too large, clogging tends to occur, and if it is too small, the shape retainability deteriorates. Therefore, the bulk density is preferably 0.02 to 0.3 g / cm 3 , more preferably 0. Those of 0.05 to 0.15 g / cm 3 are used.
孔容積率の制御は、一般に容器内の繊維の嵩密度を制御することで達成される。粒子状の吸着体を用いる場合は、その直径に依存して決まる。繊維径および素材が同一の繊維を用いる場合は、繊維を集合させたときの密度を変化させることで制御可能である。繊維を用いる場合は、本発明における材料を作製するためには、例えば以下の方法をとればよく、またこの方法に限るものではない。すなわち、用いる繊維の直径を3μmから5μmとし、さらに直径8μm以上の繊維を適量混合し、繊維を交絡させ、例えばパンチング回数を制御するなどして、繊維の交絡度を変化させ、嵩密度が上記範囲の嵩密度である材料を作成することができる。 The control of the pore volume ratio is generally achieved by controlling the bulk density of the fibers in the container. When a particulate adsorbent is used, it is determined depending on its diameter. When fibers having the same fiber diameter and material are used, it is possible to control by changing the density when the fibers are assembled. In the case of using fibers, for example, the following method may be used to produce the material in the present invention, and the method is not limited to this method. That is, the diameter of the fiber to be used is 3 μm to 5 μm, an appropriate amount of fibers having a diameter of 8 μm or more are mixed, the fibers are entangled, for example, the number of punching is controlled, and the entanglement degree of the fibers is changed. Materials with a bulk density in the range can be made.
なお、吸着材料の全表面積、即ち顆粒球や単球の捕捉面の表面積はいずれであっても使用できる。 In addition, any surface area of the adsorbing material, that is, the surface area of the capturing surface of granulocytes or monocytes can be used.
本発明で用いる吸着材料の基本的な構成としては、水不溶性担体に官能基を固定化したもの、もしくは官能基を固定化した水不溶性担体を基材にコーティング等したものが好ましい。水不溶性担体の種類は、水不溶性を有し、官能基を固定化できるものであれば良く、特に制限されるものではない。生体適合性の観点からは、ポリプロピレンやポリエチレンなどのオレフィン系樹脂が好ましく、ポリアミドや、ポリエチレンテレフタレートに代表されるポリエステル、ポリスチレンなどのビニル系ポリマーが好ましい。 As the basic structure of the adsorbing material used in the present invention, a material in which a functional group is immobilized on a water-insoluble carrier or a material in which a water-insoluble carrier in which a functional group is immobilized is coated on a substrate is preferable. The type of water-insoluble carrier is not particularly limited as long as it is water-insoluble and can immobilize a functional group. From the viewpoint of biocompatibility, olefin resins such as polypropylene and polyethylene are preferable, and vinyl polymers such as polyamide, polyester typified by polyethylene terephthalate, and polystyrene are preferable.
吸着材料としては、水溶液や血液との親和性を向上させるために、その表面が親水性であることが好ましく、材料が親水性被覆層を有することが好ましい。ただし、あらかじめエタノール等の液体になじませた後に水溶液と接触させることによっても親和性についての改善は可能であるため、親水性被覆層を設けることが必須ではない。材料が親水性被覆層を有することができるようにするための方法としては、用いる吸着材料の組成を親水性の水不溶性高分子にする方法、水不溶性高分子表面に親水性官能基を共有結合により結合させ、導入する方法(共有結合法)、親水性の水不溶性高分子を材料にコートする方法(コート法)などの公知技術を利用可能である。本発明では、材料にサイトカインを吸着する機能を保持させるため、上記3つの方法のうち共有結合法もしくはコート法が望ましく、繊維径等をコントロールする観点からは共有結合法がもっとも好ましい。 As the adsorbing material, in order to improve the affinity with an aqueous solution or blood, the surface is preferably hydrophilic, and the material preferably has a hydrophilic coating layer. However, it is not essential to provide a hydrophilic coating layer, since it is possible to improve the affinity also by bringing it into a liquid such as ethanol in advance and then bringing it into contact with an aqueous solution. As a method for enabling the material to have a hydrophilic coating layer, the composition of the adsorbing material used is a hydrophilic water-insoluble polymer, and a hydrophilic functional group is covalently bonded to the surface of the water-insoluble polymer. Known techniques such as a method of bonding and introducing by a covalent bond (covalent bonding method) and a method of coating a hydrophilic water-insoluble polymer on a material (coating method) can be used. In the present invention, in order to maintain the function of adsorbing cytokine to the material, the covalent bonding method or the coating method is desirable among the above three methods, and the covalent bonding method is most preferable from the viewpoint of controlling the fiber diameter and the like.
これらの方法により親水性表面を形成するために用いられる化合物としては、ポリアルキレングリコール鎖を有する単量体、重合体またはグラフト共重合体、エチレン−ビニルアルコール、ポリエステル等を用いることが例示できる。この中で、重合体中にヒドロキシル基を有していることが、特に血小板の過剰な捕捉を防止できるため好ましい。 Examples of the compound used for forming a hydrophilic surface by these methods include use of a monomer having a polyalkylene glycol chain, a polymer or graft copolymer, ethylene-vinyl alcohol, and polyester. Among these, it is preferable to have a hydroxyl group in the polymer because it can prevent excessive capture of platelets.
本発明において、上記水不溶性担体に結合させる官能基は親水性アミン残基(すなわち、親水性アミン官能基)であるが、特に4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基を固定化したものが好ましい。なお、親水性アミン残基以外の他の官能基を固定化することも問題ない。4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基を水不溶性担体に固定化するため、別途反応性官能基を材料に導入することが好ましく、その好ましい例としては、ハロメチル基、ハロアセチル基、ハロアセトアミドメチル基、ハロゲン化アルキル基などの活性ハロゲン基、エポキサイド基、カルボキシル基、イソシアン酸基、チオイソシアン酸基、酸無水物基などを挙げることができるが、とりわけ、活性ハロゲン基、中でもハロアセチル基は、製造が容易な上に、反応性が適度に高く、4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基の固定化反応が温和な条件で遂行できると共に、この際生じる共有結合が化学的に安定なので好ましい。 In the present invention, the functional group to be bound to the water-insoluble carrier is a hydrophilic amine residue (that is, a hydrophilic amine functional group), and in particular, a quaternary ammonium salt and / or a linear amino group is immobilized. Is preferred. There is no problem in immobilizing other functional groups other than the hydrophilic amine residue. In order to immobilize a quaternary ammonium salt and / or a linear amino group on a water-insoluble carrier, it is preferable to separately introduce a reactive functional group into the material. Preferred examples thereof include a halomethyl group, a haloacetyl group, and a haloacetamide. Examples include an active halogen group such as a methyl group and a halogenated alkyl group, an epoxide group, a carboxyl group, an isocyanate group, a thioisocyanate group, and an acid anhydride group. In addition to being easy to produce, the reactivity is moderately high and the quaternary ammonium salt and / or linear amino group immobilization reaction can be carried out under mild conditions, and the resulting covalent bond is chemically stable. So it is preferable.
ここで、官能基の固定化とは、アンモニア、第1〜3級アミノ基等をポリマに化学的に結合させることを意味する。第1〜3級アミノ基としては、炭素原子数(以下、炭素数)で言うと、窒素原子1個当たり炭素数18以下であるものが反応性官能基との反応率向上のために好ましい。さらに、第1〜3級アミノ基の中でも、窒素原子1個当たりの炭素数が3以上18以下、とりわけ、4以上14以下のアルキル基を持つ第3級アミノ基から得られる第4級アンモニウム基を結合したものがサイトカイン吸着性の観点から優れている。かかる第3級アミノ基の具体例としては、トリメチルアミン、トリエチルアミン、N,N−ジメチルヘキシルアミン、N,N−ジメチルオクチルアミン、N,N−ジメチルラウリルアミン、N−メチル−N−エチル−ヘキシルアミンなどが挙げられる。 Here, the immobilization of the functional group means that ammonia, a primary to tertiary amino group or the like is chemically bonded to the polymer. In terms of the number of carbon atoms (hereinafter referred to as carbon number), the primary to tertiary amino groups are preferably those having 18 or less carbon atoms per nitrogen atom in order to improve the reaction rate with the reactive functional group. Further, among the primary to tertiary amino groups, a quaternary ammonium group obtained from a tertiary amino group having an alkyl group having 3 to 18 carbon atoms, particularly 4 to 14 carbon atoms, per nitrogen atom. Is excellent from the viewpoint of adsorbing cytokines. Specific examples of such tertiary amino groups include trimethylamine, triethylamine, N, N-dimethylhexylamine, N, N-dimethyloctylamine, N, N-dimethyllaurylamine, N-methyl-N-ethyl-hexylamine. Etc.
本発明における材料における固定化された4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基の密度は、水不溶性担体の化学構造、あるいは吸着器の用途により異なるが、少なすぎるとその機能が発現しない傾向にあり、一方、多すぎると、固定化後の担体の物理的強度が低下し、また吸着材料としての機能も下がる傾向にあるので、水不溶性担体の繰り返し単位あたり0.01〜2.0モル、より好ましくは0.1〜1.0モルがよい。 The density of the immobilized quaternary ammonium salt and / or linear amino group in the material of the present invention varies depending on the chemical structure of the water-insoluble carrier or the use of the adsorber, but if it is too small, its function does not appear. On the other hand, if the amount is too large, the physical strength of the carrier after immobilization tends to be lowered and the function as an adsorbing material tends to be lowered, so that 0.01 to 2.0 moles per repeating unit of the water-insoluble carrier. More preferably, the amount is 0.1 to 1.0 mol.
前述の通り、吸着材料の形状としては特に限定はないが、カラムとして用いる場合には、繊維状、中空糸形状あるいはビーズ状が好ましく、さらには繊維を用いた編織した編地、織物や不織布等の繊維構造物とすることが好ましい。水不溶性担体それ自身のみで形態保持可能であれば材料単独での使用も可能であるが、単独での形態保持性が低ければ適当な基材にコーティングなどの方法で固定したり、他の材料と混合して一つのカラムとして用いることもできる。かかる固定化あるいは混合などの操作は、上記した編地、織物等に加工する前に行ってもよい。 As described above, the shape of the adsorbing material is not particularly limited, but when used as a column, a fiber shape, a hollow fiber shape, or a bead shape is preferable, and a knitted fabric, a woven fabric, a nonwoven fabric, or the like using fibers. It is preferable to use a fiber structure. The material alone can be used as long as the water-insoluble carrier itself can retain its form, but if the form retainability alone is low, it can be fixed to an appropriate substrate by a method such as coating or other materials. And can be used as a single column. Such an operation such as fixing or mixing may be performed before processing into the above-described knitted fabric, fabric or the like.
本発明において用いられる不織布は、単独の繊維から作製されるものであってもよいが、特に好ましくは海島型複合繊維から作製されるものである。すなわち、かかる複合繊維を用いて公知の方法によって不織布にした後、この不織布の形態保持性を良くするため、および嵩密度を調整するために、ニードルパンチした後、海成分を溶解することによって、容易に製造することができる。 The nonwoven fabric used in the present invention may be made from a single fiber, but is particularly preferably made from a sea-island type composite fiber. That is, after making a nonwoven fabric by a known method using such a conjugate fiber, to improve the shape retention of this nonwoven fabric, and to adjust the bulk density, after needle punching, by dissolving sea components, It can be manufactured easily.
水不溶性担体として好ましい素材は前述の通りであるが、単独で使用可能な4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基を固定化したポリマであり、単独で使用可能なポリマとしての具体例は、ポリ(p−フェニレンエーテルスルホン):−{(p−C6H4)−SO2−(p−C6H4)−O−}n−やユーデル・ポリスルホン:−{(p−C6H4)−SO2−(p−C6H4)−O−(p−C6H4)−C(CH3)2−(p−C6H4)−O}n−のほか、−{(p−C6H4)−SO2−(p−C6H4)−O−(p−C6H4)−O}n−、−{(p−C6H4)−SO2−(p−C6H4)−S−(p−C6H4)−O}n−、−{(p−C6H4)−SO2−(p−C6H4)−O−(p−C6H4)−C(CF3)2−(p−C6H4)−O}n−などで代表されるポリスルホン系重合体、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、アクリルポリマなどで、かつ、アミノ基を共有結合により固定化できる反応性官能基を持つものが挙げられる。そのなかでも、ポリスルホン系重合体は安定性が高く、また形態保持性がよいので好ましく用いられる。 Preferred materials for the water-insoluble carrier are as described above, but are quaternary ammonium salts that can be used alone and / or polymers having a linear amino group immobilized thereon. Specific examples of polymers that can be used alone are as follows. , Poly (p-phenylene ether sulfone):-{(p-C 6 H 4 ) -SO 2- (p-C 6 H 4 ) -O-} n -or Udel polysulfone:-{(p-C 6 H 4) -SO 2 - (p -C 6 H 4) -O- (p-C 6 H 4) -C (CH 3) 2 - (p-C 6 H 4) -O} n - other, - {(p-C 6 H 4) -SO 2 - (p-C 6 H 4) -O- (p-C 6 H 4) -O} n -, - {(p-C 6 H 4) - SO 2 - (p-C 6 H 4) -S- (p-C 6 H 4) -O} n -, - {(p-C 6 H 4) -SO 2 - ( -C 6 H 4) -O- (p -C 6 H 4) -C (CF 3) 2 - (p-C 6 H 4) -O} n - polysulfone type polymer represented by like, polyether Examples thereof include imide, polyimide, polyamide, polyether, polyphenylene sulfide, polystyrene, acrylic polymer, and the like, and having a reactive functional group that can fix an amino group by a covalent bond. Among these, polysulfone polymers are preferably used because of their high stability and good shape retention.
具体的な例としては、クロルアセトアミドメチル化ポリスチレン、クロルアセトアミドメチル化したユーデル・ポリスルホン、クロルアセトアミドメチル化したポリエーテルイミドなどが使用される。さらに、これらのポリマは有機溶媒に対し可溶であるものが、成型のしやすさの上から、特に好ましく使用される。 Specific examples include chloroacetamidomethylated polystyrene, chloracetamidomethylated Udel polysulfone, chloroacetamidomethylated polyetherimide, and the like. Furthermore, those polymers that are soluble in organic solvents are particularly preferably used from the viewpoint of ease of molding.
本発明における吸着材料は、かかる4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基等を有するポリマを水不溶性担体自体としてこれを繊維状、中空糸形状またはビーズ状に成形する方法によって製造することの他、繊維、中空糸及びビーズ、特に生産性の面から好ましくは不織布等の基材に4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基等を有するポリマをコーティングして製造することもできる。後者の場合、該ポリマを溶媒、たとえば塩化メチレン、テトラヒドロフラン、N,Nージメチルホルムアミドなどに溶かし、この溶液に該不織布を浸したのち、該溶媒を蒸発させることにより容易に製造することができる。 The adsorbing material in the present invention can be produced by a method in which a polymer having such a quaternary ammonium salt and / or a linear amino group is used as a water-insoluble carrier itself and formed into a fiber, hollow fiber or bead. In addition, fibers, hollow fibers and beads, particularly from the viewpoint of productivity, may preferably be produced by coating a substrate such as a nonwoven fabric with a polymer having a quaternary ammonium salt and / or a linear amino group. In the latter case, the polymer can be easily produced by dissolving the polymer in a solvent such as methylene chloride, tetrahydrofuran, N, N-dimethylformamide, etc., immersing the nonwoven fabric in this solution, and then evaporating the solvent.
また、4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基等を水不溶性担体に固定化する際の反応溶媒としては、水、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ジメチルスルホキシド、N,N−ジメチルホルムアミド、N,N−ジメチルアセトアミド、N−メチルピロリドンなどが好ましく用いられる。 As a reaction solvent for immobilizing a quaternary ammonium salt and / or a linear amino group on a water-insoluble carrier, water, methanol, ethanol, isopropanol, dimethyl sulfoxide, N, N-dimethylformamide, N, N-dimethylacetamide, N-methylpyrrolidone and the like are preferably used.
本発明における吸着材料は、孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率を制御することで、血球の選択捕捉性を高めることが可能である。 The adsorptive material in the present invention can enhance the selective capture of blood cells by controlling the pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less.
孔径が1μm以上100μm以下の孔の孔容積率が30%以上であると、血球と吸着材料との接触の機会は十分にあるが、濾過による補足作用が小さくなる。このため、顆粒球や単球が保有する異物認識力や貪食能が吸着材料に対して顕著に観察されるようになる。この性質を利用して、リンパ球に比べて顆粒球や単球の吸着率を高くすることができる。さらに水不溶性材料に親水性アミン残基を導入することで、単球の異物認識力がさらに高まり、顆粒球吸着率に対し単球吸着率を大きくできる。顆粒球に対し、単球はサイトカイン産生能が高く、血液中での残存量が多いと血液中でのサイトカイン濃度を効率的に下げることが困難になる。従って、顆粒球、単球の両方の吸着率が高い吸着材料を用いることが望ましいが、顆粒球吸着率a(%)と単球吸着率b(%)との比であるa/b(−)としては1より小さいことが望ましい。さらに効果を高めるためには、かかるa/bが0.9より小さいことが好ましい。特定の孔を持つ孔容積率を上記範囲に設定することにより、効果的にサイトカイン産生量を下げることが可能となる。 When the pore volume ratio of the pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less is 30% or more, there is a sufficient chance of contact between the blood cells and the adsorbing material, but the supplementary action by filtration is reduced. For this reason, the foreign substance recognition power and phagocytic ability possessed by granulocytes and monocytes are significantly observed for the adsorbing material. Utilizing this property, the adsorption rate of granulocytes and monocytes can be increased compared to lymphocytes. Furthermore, by introducing a hydrophilic amine residue into the water-insoluble material, the foreign matter recognition ability of monocytes is further increased, and the monocyte adsorption rate can be increased with respect to the granulocyte adsorption rate. In contrast to granulocytes, monocytes have a higher cytokine-producing ability, and if the remaining amount in the blood is large, it is difficult to efficiently reduce the cytokine concentration in the blood. Therefore, it is desirable to use an adsorbing material having a high adsorption rate for both granulocytes and monocytes, but a / b (−) which is the ratio of the granulocyte adsorption rate a (%) to the monocyte adsorption rate b (%). ) Is preferably smaller than 1. In order to further enhance the effect, the a / b is preferably smaller than 0.9. By setting the pore volume ratio having specific pores within the above range, it is possible to effectively reduce cytokine production.
また、本発明における吸着材料は、上記構成を採ることにより、血液分散液からの顆粒球の吸着率は50%以上であり、かつ単球の吸着率が50%以上であることを特徴とする。さらに、顆粒球および単球の吸着率は、高いほど血球の除去効率を向上させることが可能であるため好ましい。 Further, the adsorbing material in the present invention is characterized in that, by adopting the above configuration, the adsorption rate of granulocytes from the blood dispersion is 50% or more and the adsorption rate of monocytes is 50% or more. . Furthermore, it is preferable that the adsorption rate of granulocytes and monocytes is higher because the removal efficiency of blood cells can be improved.
また、本発明におけるリンパ球の吸着率は、40%以下であることが好ましい。さらには、免疫機能の観点からリンパ球の吸着率は30%以下であることが好ましい。 In the present invention, the lymphocyte adsorption rate is preferably 40% or less. Furthermore, the adsorption rate of lymphocytes is preferably 30% or less from the viewpoint of immune function.
なお、本発明における血球の吸着率の評価は、ミニカラムを用いて行うものとする。充填容積2mlの円筒状カラム(内径1cm)を用い、吸着材料を充填する。ヘパリン採血(ヘパリン濃度:10U/ml)した健常者ボランティアの血液25mlを37℃にて血流速0.65ml/分で1時間循環する。循環開始時(0分)と循環終了時(1時間)において各1mlの血液を採取し、血球の組成から血球数を測定する。 The evaluation of the blood cell adsorption rate in the present invention is performed using a mini-column. A cylindrical column (inner diameter 1 cm) with a packing volume of 2 ml is used to fill the adsorbing material. Heparin blood is collected (heparin concentration: 10 U / ml), and 25 ml of blood from healthy volunteers is circulated at 37 ° C. for 1 hour at a blood flow rate of 0.65 ml / min. At the start of circulation (0 minutes) and at the end of circulation (1 hour), 1 ml of blood is collected, and the number of blood cells is measured from the composition of blood cells.
なお、本発明における吸着率とは、血球を例に取る場合、以下の式から求められるものである。 The adsorption rate in the present invention is obtained from the following equation when blood cells are taken as an example.
吸着率(%)=[(カラム循環前の血液中の血球量)−(カラム循環後の血液中の血球量)]/(カラム循環前の血液中の血球量)×100
本発明における吸着材料が吸着するサイトカインは、インターロイキン−1(IL−1)、インターロイキン−6(IL−6)、インターロイキン−8(IL−8)、インターロイキン−10(IL−10)、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)、トランスフォーミング・グロウス・ファクター・ベータ(TGF−β)、血管新生増殖因子(VEGF)および免疫抑制酸性蛋白(IAP)からなる群から選ばれる少なくとも1種のサイトカインである。これらは、すべて白血球除去療法適用が考えられている病態である潰瘍性大腸炎、クローン病、および慢性関節リウマチなどへの関与が指摘されており、また、その除去により近年抗腫瘍効果があると期待されているサイトカインである。
Adsorption rate (%) = [(blood cell amount in blood before column circulation) − (blood cell amount in blood after column circulation)] / (blood cell amount in blood before column circulation) × 100
Cytokines adsorbed by the adsorbing material in the present invention are interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), interleukin-8 (IL-8), and interleukin-10 (IL-10). At least one selected from the group consisting of tumor necrosis factor-α (TNF-α), transforming growth factor beta (TGF-β), angiogenic growth factor (VEGF) and immunosuppressive acidic protein (IAP) It is a cytokine. These have all been suggested to be involved in ulcerative colitis, Crohn's disease, and rheumatoid arthritis, which are pathological conditions for which leukocyte removal therapy is considered, and in recent years, their removal has shown antitumor effects. It is an expected cytokine.
これら吸着すべきサイトカインの種類によって、水不溶性担体に固定化する4級アンモニウム塩および/または直鎖状アミノ基の種類を適宜選択することができる。たとえば、インターロイキン−1(IL−1)、インターロイキン−6(IL−6)、トランスフォーミング・グロウス・ファクター・ベータ(TGF−β)、血管新生増殖因子(VEGF)、免疫抑制酸性蛋白(IAP)などは、N,N−ジメチルヘキシルアミン、N,N−ジメチルオクチルアミン、N,N−ジメチルラウリルアミンなどを材料に固定化すると吸着性を付与することができる。また、インターロイキン−8(IL−8)、インターロイキン−10(IL−10)、腫瘍壊死因子−α(TNF−α)などは、アミン成分としてテトラエチレンペンタミンを材料に固定化することで吸着性を付与できる。 Depending on the type of cytokine to be adsorbed, the type of quaternary ammonium salt and / or linear amino group to be immobilized on the water-insoluble carrier can be appropriately selected. For example, interleukin-1 (IL-1), interleukin-6 (IL-6), transforming growth factor beta (TGF-β), angiogenic growth factor (VEGF), immunosuppressive acidic protein (IAP) ) And the like can be adsorbed by immobilizing N, N-dimethylhexylamine, N, N-dimethyloctylamine, N, N-dimethyllaurylamine or the like on the material. In addition, interleukin-8 (IL-8), interleukin-10 (IL-10), tumor necrosis factor-α (TNF-α) and the like can be obtained by immobilizing tetraethylenepentamine as an amine component on a material. Adsorbability can be imparted.
本発明において、これらサイトカインの吸着性または除去性の評価は、すべて天然型のタンパク質を被吸着材料として用い、酵素免疫測定法(EIA法)にて測定したものをいう(測定条件を37℃の温度で2時間バッチ吸着させて行うものである。)。 In the present invention, the evaluation of the adsorptivity or removability of these cytokines refers to those measured by enzyme immunoassay (EIA method) using natural proteins as adsorbed materials (measurement conditions at 37 ° C.). It is performed by batch adsorption for 2 hours at a temperature).
本発明の吸着器は、本発明の吸着材料をカラム容器に充填することによって製造することができる。カラム容器としては、公知の血液処理用カラムの容器を用いることができる。カラムの材質は特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリスルホンなどが好適に用いられる。カラムの構成としては、吸着材料を平板状に形成し、これを重ねて充填したカラム、吸着材料が円筒形状に巻かれてなる円筒状フィルターが、両端部に血液入口と血液出口とを有する円筒容器に納められているカラム、吸着材料が円筒形状に巻かれてなる中空円筒状フィルターが、その両端部を封止された状態で血液入口と血液出口とを有する円筒状容器であり、容器の血液出口は前記中空円筒状フィルターの外周部に通じる部位に、また容器の血液出口は前記中空円筒状フィルターの内周部に通じる部位にそれぞれ設けられている容器に納められているカラムが好ましい。そのなかでも、中空円筒状フィルターを用いたカラムは、血液中の炎症性白血球の大部分が、円筒形状フィルターの外周部の大きな面積の不織布により迅速に吸着または除去され、吸着または除去されずに残ったわずかな炎症性白血球も、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により十分に吸着または除去されるため、効率的な炎症性白血球の吸着または除去が可能であるので、最も好ましい。 The adsorber of the present invention can be produced by filling the column container with the adsorbing material of the present invention. As the column container, a known blood processing column container can be used. The material of the column is not particularly limited, but polypropylene, polycarbonate, nylon, polyethylene terephthalate, polyethylene, fluororesin, polyurethane, polysulfone and the like are preferably used. The column is composed of a column in which an adsorbent material is formed in a flat plate and packed with the plate, a cylindrical filter in which the adsorbent material is wound in a cylindrical shape, and a cylinder having a blood inlet and a blood outlet at both ends. A column housed in a container, a hollow cylindrical filter in which an adsorbent material is wound in a cylindrical shape, is a cylindrical container having a blood inlet and a blood outlet with both ends sealed. A column in which a blood outlet is housed in a container provided in a portion communicating with the outer peripheral portion of the hollow cylindrical filter and a blood outlet of the container in a portion communicating with the inner peripheral portion of the hollow cylindrical filter is preferable. Among them, the column using the hollow cylindrical filter allows most of the inflammatory leukocytes in the blood to be quickly adsorbed or removed by the large area nonwoven fabric on the outer periphery of the cylindrical filter, and not absorbed or removed. The remaining small amount of inflammatory leukocytes reaches the inner circumference of the cylindrical filter and is sufficiently adsorbed or removed by the nonwoven fabric of the small area, allowing efficient adsorption or removal of inflammatory leukocytes. So most preferred.
本発明の吸着材料は、上述の血液入口と血液出口とを有する容器に充填して、吸着器として使用することができる。容器形状としては、血液入口と血液出口を有する容器であれば特に限定はないが、敢えて例を挙げると、公知の吸着材料を積層状に充填できる容器や、円柱状、三角柱状、四角柱状、六角柱状、八角柱状、等の角柱状容器、更に、吸着材料を円筒状に巻いたものを充填できる容器、又は、血液が円筒の外周に配された入口より内側へと流れ、最も内側に集まって中央の血液流出口より流れ出る形状であることを特徴とする容器等が良好な形状となる。血液がこれと反対の向きに流れる構造の容器であっても問題ない。又、錘状等の、断面積が入口から出口に向かうに従って小さくなる形状を有する容器等を用いることができる。このときの吸着材料の血液濾過断面積(濾過面積)と血液濾過長(捕捉材の厚み)の比(断面積/厚み、以下S/Lとする。)は、小さすぎると断面積が不足して吸着器における血液の流れ抵抗が大きくなることがあるため好ましくなく、又大きすぎると吸着器内で血液の片流れなどの流れの不均一が起こり易くなり、顆粒球及び/又は単球の粘着による捕捉率が低下するため、やはり好ましくない。好ましいS/Lの範囲は、10cm以上200cm以下である。さらに好ましくは12cm以上100cm以下である。 The adsorbing material of the present invention can be used as an adsorber by filling a container having the above-described blood inlet and blood outlet. The container shape is not particularly limited as long as it has a blood inlet and a blood outlet, but to dare to give an example, a container that can be filled with a known adsorbing material in a laminated form, a cylindrical shape, a triangular prism shape, a quadrangular prism shape, Hexagonal columnar, octagonal columnar, etc. prismatic containers, containers that can be filled with a cylindrical wound of adsorbent material, or blood flows inward from the inlet arranged on the outer periphery of the cylinder and collects inside Thus, a container or the like having a shape that flows out from the central blood outlet has a good shape. There is no problem even if the container has a structure in which blood flows in the opposite direction. In addition, a container having a shape such that a cross-sectional area becomes smaller as it goes from the inlet toward the outlet can be used. If the ratio (cross-sectional area / thickness, hereinafter referred to as S / L) of the blood filtration cross-sectional area (filtration area) and blood filtration length (capture material thickness) of the adsorbent material at this time is too small, the cross-sectional area is insufficient. This is not preferable because the blood flow resistance in the adsorber may increase, and if it is too large, non-uniform flow such as a single blood flow tends to occur in the adsorber, which is caused by adhesion of granulocytes and / or monocytes. Since the capture rate is lowered, it is also not preferable. A preferable S / L range is 10 cm or more and 200 cm or less. More preferably, it is 12 cm or more and 100 cm or less.
ここで、使用前の洗浄時のゴミや血液成分の凝集物などの上記した繊維等の孔径より大きな固形物が進入することや、また、吸着器内で凝集した血液成分の凝集物が吸着器の外に出て人体に入ることを抑制するために、吸着器の中に平均孔径が本吸着材料の孔径よりも大きな濾過材料を、容器内における吸着材料より上流側の位置および/または下流側の位置に設けることが好ましい。かかる濾過材料の平均孔径は10〜300μmのものが通常採用されるが、これに制限されるものではない。ただし平均孔径が10μm未満であると、濾過材料表面で血球による目詰まりを引き起こし、圧力損失が増大することがあるためよくないことがある。 Here, solids larger than the pore size such as the above-mentioned fibers such as dust and blood component aggregates during washing before use enter, and aggregates of blood components aggregated in the adsorber In order to prevent the adsorber from entering the human body from the outside, a filtering material having an average pore size larger than the pore size of the adsorbing material is placed in the adsorber at a position upstream and / or downstream of the adsorbing material in the container. It is preferable to provide at the position. An average pore diameter of such a filtration material is usually 10 to 300 μm, but is not limited thereto. However, if the average pore size is less than 10 μm, clogging with blood cells on the surface of the filtering material may be caused, and pressure loss may increase, which may not be good.
本発明の吸着器のプライミング量(血液容量)は、特に限定されるものではないが、操作性の面及び処理時間の短縮のため可能な限り少ないことが好ましい。好ましいプライミング量の例を示すと、5〜500mlが良く、更に好ましくは10〜200ml、最も好ましくは、20〜100mlである。 The priming amount (blood volume) of the adsorber of the present invention is not particularly limited, but is preferably as small as possible for the sake of operability and shortening the processing time. An example of a preferable priming amount is 5 to 500 ml, more preferably 10 to 200 ml, and most preferably 20 to 100 ml.
本発明において、吸着器の滅菌方法は公知の何れの方法であってもよいが、敢えて例を挙げるならば、オートクレーブ等の熱滅菌、γ線滅菌、電子線滅菌等の放射線滅菌等の滅菌法を使用できる。付与した官能基や、使用する水不溶性担体の性質を考え適宜選択し、使用すればよい。 In the present invention, the sterilization method of the adsorber may be any known method, but if an example is given, sterilization methods such as heat sterilization such as autoclave, sterilization such as γ-ray sterilization, electron beam sterilization, etc. Can be used. What is necessary is just to select suitably considering the functional group provided and the property of the water-insoluble carrier to be used.
本発明の吸着器の使用方法の具体例を示すと、吸着器の前後に血液バッグ、血液回路、チェンバー、クランプ、ローラクランプ、ドリップチェンバー、針、メッシュ付きドリップチェンバー、血液ポンプ用チューブ等の機材のいずれか若しくは複数を適宜選択して組み込んだもの、例えば体外循環用回路あるいは輸血用回路などを用いて行うことができる。回路中に組み込まれる機材は、上記に限定される物ではない。更に、回路の途中に血液ポンプ、送液ポンプ或いは吸引ポンプ等のポンプを組み込んで使用することもできる。また、血液の自重による落差によって血液を送液することもできる。 Specific examples of the method of using the adsorber of the present invention include equipment such as a blood bag, a blood circuit, a chamber, a clamp, a roller clamp, a drip chamber, a needle, a drip chamber with a mesh, and a blood pump tube before and after the adsorber. Any one or a plurality of these can be selected and incorporated, for example, an extracorporeal circuit or a blood transfusion circuit. The equipment incorporated in the circuit is not limited to the above. Further, a pump such as a blood pump, a liquid feed pump, or a suction pump can be incorporated in the middle of the circuit. In addition, blood can be fed by a drop due to its own weight.
以下、実験例により、本発明をさらに具体的に説明する。
(孔容積率の測定)
マイクロメリテックス社製 ポアサイザー9320を用いて水銀圧入法により測定した。圧力範囲は1〜2650psiaとして測定した。ここで孔はできるだけ実用時に近い変形状態での値を用いる必要があるので、生理食塩水中で繊維径が乾燥状態に比べ変化する素材の場合は、膨潤などによる径の変化を光学顕微鏡で測定し、面積はその変化率について2乗倍、容積はその変化率について3乗倍することで補正した。かかる方法にて測定して得られた結果を用い、孔径1μm以上100μm以下に相当する圧力における孔の容積を合計し、この圧力範囲内での全孔容積に対する比率、すなわち孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率を求めた。
(サイトカイン吸着評価)
牛胎仔血清にヒト天然型IL−1、IL−6を添加し、これらの濃度がそれぞれ500pg/mlとなるように調製した。この血清に吸着担体を添加し、37℃で2時間振とうし(通常EIA測定で採用される条件を用いた。総液量が1.5ml以下の場合振動数は10回/秒程度であるが、液量が多い場合は下げる必要がある)、上清を採取し、サンプルとした。担体:血清量の比率を30mg:1mlの固液比として統一し、振とう前後のサイトカイン量を求め吸着率を測定した。定量にはEIA法を用い、市販のキット(IL−1:R&D System社製ヒトIL−1βELISAキット、IL−6:鎌倉テクノサイエンス製)を用いて行い、以下の式にて吸着率を算出した。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to experimental examples.
(Measurement of pore volume ratio)
Measurement was performed by a mercury intrusion method using a pore sizer 9320 manufactured by Micromeritex. The pressure range was measured as 1-2650 psia. Since it is necessary to use the value in the deformed state as close to practical as possible for the hole here, if the fiber diameter changes in saline compared to the dry state, measure the change in diameter due to swelling etc. with an optical microscope. The area was corrected by squaring the change rate, and the volume was multiplied by the cube of the change rate. Using the results obtained by measuring by this method, the pore volumes at a pressure corresponding to a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less are totaled, and the ratio to the total pore volume within this pressure range, that is, the pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less. The pore volume ratio of the pores was determined.
(Evaluation of cytokine adsorption)
Human natural IL-1 and IL-6 were added to fetal calf serum, and these concentrations were adjusted to 500 pg / ml, respectively. An adsorbent carrier was added to this serum, and the mixture was shaken at 37 ° C. for 2 hours (usually the conditions employed in EIA measurement were used. When the total liquid volume is 1.5 ml or less, the frequency is about 10 times / second. However, if the amount of liquid is large, it is necessary to lower it). The supernatant was collected and used as a sample. The ratio of carrier: serum amount was unified as a solid-liquid ratio of 30 mg: 1 ml, and the amount of cytokine before and after shaking was determined to measure the adsorption rate. The EIA method was used for quantification, using a commercially available kit (IL-1: human IL-1β ELISA kit manufactured by R & D System, IL-6: manufactured by Kamakura Technoscience), and the adsorption rate was calculated by the following formula. .
吸着率(%)=[(カラム循環前の血液中のサイトカイン量)−(カラム循環後の血液中のサイトカイン量)]/(カラム循環前の血液中のサイトカイン量)×100
(血球数の測定)
体液中の血球数の定量、ヘマトクリット値の測定は、シスメックス社XT−1800Viを用いて行った。顆粒球、単球の吸着率は以下の式にて算出した。
Adsorption rate (%) = [(amount of cytokine in blood before column circulation) − (amount of cytokine in blood after column circulation)] / (amount of cytokine in blood before column circulation) × 100
(Measurement of blood cell count)
The quantification of the number of blood cells in the body fluid and the measurement of the hematocrit value were performed using Sysmex XT-1800Vi. The adsorption rate of granulocytes and monocytes was calculated by the following formula.
吸着率(%)=[(カラム循環前の血液中の血球量)−(カラム循環後の血液中の血球量)]/(カラム循環前の血液中の血球量)×100
(繊維径などの測定)
吸着材料からランダムに小片サンプル10個を採取し、日立製作所製 走査型電子顕微鏡S−800を用いて1000〜3000倍の写真を撮影し、各サンプルから10箇所ずつ、計100箇所の繊維などの直径を測定し、それらの平均値の小数点以下第一位を四捨五入し算出した。
[作製例]
(不織布)
36島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合によりなるものを、次の成分を用いて、紡糸速度800m/分、延伸倍率3倍の製糸条件で得た。
島の芯成分;ポリプロピレン
島の鞘成分;ポリスチレン90wt%、ポリプロピレン10wt%
海成分;エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として5−ナトリウムスルホイソフタル酸3重量%含む共重合ポリエステル
複合比率(重量比率);芯:鞘:海=40:40:20
この繊維70wt%と、直径25μmのポリプロピレン繊維30wt%からなるシート状物を作製した後、ニードルパンチすることによって不織布を得た。次に、この不織布を90℃の水酸化ナトリウム水溶液(3wt%)で処理して海成分の「エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として5−ナトリウムスルホイソフタル酸3重量%含む共重合ポリエステル」を溶解することによって、芯鞘繊維の直径が4μmで、嵩密度が0.05g/cm3(総目付200g/m2)の不織布を作製した(不織布)。
(中間体)
次に、ニトロベンゼン600mLと硫酸390mLの混合液にパラホルムアルデヒド3gを20℃で溶解した後、0℃に冷却し、75.9gのN−メチロール−α−クロルアセトアミドを加えて、5℃以下で溶解した。これに5gの上記不織布を浸し、室温で2時間静置した。その後、繊維を取り出し、大過剰の冷メタノール中に入れ、洗浄した。繊維をメタノールで良く洗った後、水洗し、乾燥して、6.2gのα−クロルアセトアミドメチル化ポリスチレン繊維(中間体)を得た。
(吸着材料)
N,N−ジメチルヘキシルアミン50gとヨウ化カリウム8gを360mLのジメチルホルムアミド(DMF)に溶かした溶液に5gの中間体を浸し、85℃のバス中で3時間加熱した。繊維をイソプロパノールで洗浄後、1mol/L濃度の食塩水1000mlに3時間浸漬した後、水洗し、真空乾燥して、8.1gのジメチルヘキシルアンモニウム化繊維(吸着材料1)を得た。
[実施例1]
健常者ボランティアの血液50mlをヘパリン採血(10U/ml)し、その中へ、濃度が500pg/mlになるようにヒト天然型IL−1、IL−6を溶解し、以下の検討を行った。ヘマトクリット値は45%であった。
Adsorption rate (%) = [(blood cell amount in blood before column circulation) − (blood cell amount in blood after column circulation)] / (blood cell amount in blood before column circulation) × 100
(Measurement of fiber diameter, etc.)
Ten small sample samples are collected at random from the adsorbent material, and 1000 to 3000 times photographs are taken using a scanning electron microscope S-800 manufactured by Hitachi, Ltd. 10 pieces from each sample, including 100 fibers in total. Diameters were measured and calculated by rounding off the first decimal place of the average value.
[Production example]
(Nonwoven fabric)
A sea island composite fiber of 36 islands, in which the island is further composed of a core-sheath composite, was obtained using the following components under spinning conditions of a spinning speed of 800 m / min and a draw ratio of 3 times.
Island core component; Polypropylene island sheath component: Polystyrene 90wt%, Polypropylene 10wt%
Sea component: ethylene terephthalate unit as the main repeating unit, copolymerized component containing 3% by weight of 5-sodiumsulfoisophthalic acid as a copolymer component (weight ratio); core: sheath: sea = 40: 40: 20
A sheet-like material composed of 70% by weight of this fiber and 30% by weight of polypropylene fiber having a diameter of 25 μm was produced, and then a nonwoven fabric was obtained by needle punching. Next, this non-woven fabric was treated with an aqueous solution of sodium hydroxide (3 wt%) at 90 ° C. to form a sea component “ethylene terephthalate unit as a main repeating unit, and a copolymer containing 3% by weight of 5-sodium sulfoisophthalic acid as a copolymer component. By dissolving “polyester”, a nonwoven fabric having a core-sheath fiber diameter of 4 μm and a bulk density of 0.05 g / cm 3 (total basis weight 200 g / m 2 ) was produced (nonwoven fabric).
(Intermediate)
Next, 3 g of paraformaldehyde was dissolved at 20 ° C. in a mixed solution of 600 mL of nitrobenzene and 390 mL of sulfuric acid, then cooled to 0 ° C., and 75.9 g of N-methylol-α-chloroacetamide was added and dissolved at 5 ° C. or lower. did. 5 g of the non-woven fabric was immersed in this and allowed to stand at room temperature for 2 hours. Thereafter, the fiber was taken out, placed in a large excess of cold methanol and washed. The fiber was thoroughly washed with methanol, then washed with water, and dried to obtain 6.2 g of α-chloroacetamidomethylated polystyrene fiber (intermediate).
(Adsorption material)
5 g of the intermediate was immersed in a solution of 50 g of N, N-dimethylhexylamine and 8 g of potassium iodide in 360 mL of dimethylformamide (DMF) and heated in a 85 ° C. bath for 3 hours. The fiber was washed with isopropanol, immersed in 1000 ml of 1 mol / L saline solution for 3 hours, washed with water, and dried under vacuum to obtain 8.1 g of dimethylhexylammoniumated fiber (adsorbing material 1).
[Example 1]
Heparin blood was collected (10 U / ml) from 50 ml of healthy volunteer blood, and human natural IL-1 and IL-6 were dissolved therein so that the concentration was 500 pg / ml. The hematocrit value was 45%.
吸着材料1を150mg採り、充填容積2ml(内径1cm)の円筒状カラムに充填し、37℃にて血流速0.65ml/分で1時間上記血液25mlを循環した後、血球の組成を自動血液分析器で調べ、また、IL−1、IL−6量をEIA法にて定量した。カラム循環によって血液中のリンパ球数は12.5%減少、顆粒球は76%減少、単球は81%減少し、IL−1、IL−6はそれぞれ21%、28%減少していた。このとき、顆粒球除去率/単球除去率の値は0.94であった。別途、サイトカイン吸着評価を行った結果、IL−1、IL−6の吸着率はそれぞれ51%、78%であった。 150 mg of adsorbent material 1 is taken and packed into a cylindrical column with a packing volume of 2 ml (inner diameter 1 cm), and after circulating 25 ml of the blood at 37 ° C. for 1 hour at a blood flow rate of 0.65 ml / min, the composition of the blood cells is automatically A blood analyzer was used and the amounts of IL-1 and IL-6 were quantified by the EIA method. By column circulation, the number of lymphocytes in the blood decreased by 12.5%, granulocytes decreased by 76%, monocytes decreased by 81%, and IL-1 and IL-6 decreased by 21% and 28%, respectively. At this time, the value of granulocyte removal rate / monocyte removal rate was 0.94. Separately, as a result of cytokine adsorption evaluation, the adsorption rates of IL-1 and IL-6 were 51% and 78%, respectively.
吸着材料1を150mg、内容積2mlのカラムに充填し、溶液流路を開けた状態で孔容積率の測定を行った。孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率は35%であった。
[実施例2]
健常者ボランティアの血液50mlをヘパリン採血(10U/ml)し、その中へ、濃度が500pg/mlになるようにヒト天然型IL−1、IL−6を溶解し、以下の検討を行った。ヘマトクリット値は47%であった。
A column with 150 mg of the adsorbing material 1 and an internal volume of 2 ml was packed, and the pore volume ratio was measured with the solution channel opened. The pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less was 35%.
[Example 2]
Heparin blood was collected (10 U / ml) from 50 ml of healthy volunteer blood, and human natural IL-1 and IL-6 were dissolved therein so that the concentration was 500 pg / ml. The hematocrit value was 47%.
吸着材料1を250mg採り、充填容積2ml(内径1cm)の円筒状カラムに充填し、37℃にて血流速0.65ml/分で1時間上記血液25mlを循環した後、血球の組成を自動血液分析器で調べ、また、IL−1、IL−6量をEIA法にて定量した。カラム循環によって血液中のリンパ球数は32.8%減少、顆粒球は88%減少、単球は92%減少し、IL−1、IL−6はそれぞれ30%、38%減少していた。このとき、顆粒球除去率/単球除去率の値は0.96であった。別途、サイトカイン吸着評価を行った結果、IL−1、IL−6の吸着率はそれぞれ53%、88%であった。 250 mg of adsorbent material 1 was taken and packed into a cylindrical column with a packing volume of 2 ml (inner diameter 1 cm), and after circulating 25 ml of the blood at 37 ° C. for 1 hour at a blood flow rate of 0.65 ml / min, the composition of the blood cells was automatically A blood analyzer was used and the amounts of IL-1 and IL-6 were quantified by the EIA method. As a result of column circulation, the number of lymphocytes in the blood decreased by 32.8%, granulocytes decreased by 88%, monocytes decreased by 92%, and IL-1 and IL-6 decreased by 30% and 38%, respectively. At this time, the value of granulocyte removal rate / monocyte removal rate was 0.96. Separately, as a result of cytokine adsorption evaluation, the adsorption rates of IL-1 and IL-6 were 53% and 88%, respectively.
吸着材料1を250mgを内容積2mlのカラムに充填し、溶液流路を開けた状態で孔容積率の測定を行った。孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率は77%であった。
[実施例3]
健常者ボランティアの血液100mlをヘパリン採血(10U/ml)した。その中へ、500pg/mlになるようにヒト天然型IL−1、IL−6を溶解し、以下の検討を行った。ヘマトクリット値は48%であった。
The column of the adsorbing material 1 was packed in 250 mg of an internal volume of 2 ml, and the pore volume ratio was measured with the solution flow path opened. The pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less was 77%.
[Example 3]
Heparin blood was collected (10 U / ml) from 100 ml of healthy volunteer blood. Human natural IL-1 and IL-6 were dissolved therein so as to be 500 pg / ml, and the following examination was performed. The hematocrit value was 48%.
吸着材料1を150mg採って充填容積2ml(内径1cm)の円筒状カラムに充填し、37℃にて血流速0.65ml/分で1時間上記血液25mlを循環した後、血球の組成を自動血液分析器で調べ、また、IL−1、IL−6量をEIA法にて定量した。カラム循環によって血液中のリンパ球数は9.8%減少、顆粒球は72%減少、単球は76%減少し、IL−1、IL−6はそれぞれ19%、22%減少していた。このとき、顆粒球除去率/単球除去率の値は0.95であった。別途、サイトカイン吸着評価を行った結果、IL−1、IL−6の吸着率はそれぞれ46%、71%であった。 150 mg of the adsorbent material 1 was sampled and packed into a cylindrical column with a packing volume of 2 ml (inner diameter 1 cm), and after circulating 25 ml of the blood at 37 ° C. for 1 hour at a blood flow rate of 0.65 ml / min, the composition of the blood cells was automatically A blood analyzer was used and the amounts of IL-1 and IL-6 were quantified by the EIA method. By column circulation, the number of lymphocytes in the blood decreased by 9.8%, granulocytes decreased by 72%, monocytes decreased by 76%, and IL-1 and IL-6 decreased by 19% and 22%, respectively. At this time, the value of granulocyte removal rate / monocyte removal rate was 0.95. Separately, as a result of cytokine adsorption evaluation, the adsorption rates of IL-1 and IL-6 were 46% and 71%, respectively.
吸着材料1を150mg採り、内容積2mlのカラムに充填し、溶液流路をあけた状態で孔容積率の測定を行った。孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率は、92%であった。
[実施例4]
健常者ボランティアの血液100mlをヘパリン採血(10U/ml)した。その中へ、500pg/mlになるようにヒト天然型IL−1、IL−6を溶解し、以下の検討を行った。ヘマトクリット値は43%であった。
150 mg of the adsorbent material 1 was sampled and packed in a column with an internal volume of 2 ml, and the pore volume ratio was measured with the solution flow path opened. The pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less was 92%.
[Example 4]
Heparin blood was collected (10 U / ml) from 100 ml of healthy volunteer blood. Human natural IL-1 and IL-6 were dissolved therein so as to be 500 pg / ml, and the following examination was performed. The hematocrit value was 43%.
吸着材料1を200mg採って充填容積2ml(内径1cm)の円筒状カラムに充填し、37℃にて血流速0.65ml/分で1時間上記血液25mlを循環した後、血球の組成を自動血液分析器で調べ、また、IL−1、IL−6量をEIA法にて定量した。カラム循環によって血液中のリンパ球数は10.8%減少し、顆粒球は75%減少し、単球は82%減少し、IL−1、IL−6はそれぞれ19%、25%減少していた。このとき、顆粒球除去率/単球除去率の値は0.91であった。別途、サイトカイン吸着評価を行った結果、IL−1、IL−6の吸着率はそれぞれ45%、73%であった。 200 mg of the adsorbent material 1 was sampled and packed into a cylindrical column with a packing volume of 2 ml (inner diameter 1 cm), and after circulating 25 ml of the blood at 37 ° C. for 1 hour at a blood flow rate of 0.65 ml / min, the blood cell composition was automatically A blood analyzer was used and the amounts of IL-1 and IL-6 were quantified by the EIA method. Column circulation reduced the number of lymphocytes in the blood by 10.8%, granulocytes by 75%, monocytes by 82%, and IL-1 and IL-6 by 19% and 25%, respectively. It was. At this time, the value of granulocyte removal rate / monocyte removal rate was 0.91. Separately, as a result of cytokine adsorption evaluation, the adsorption rates of IL-1 and IL-6 were 45% and 73%, respectively.
吸着材料1を250mgを採って内容積2mlのカラムに充填し、溶液流路をあけた状態で孔容積率の測定を行った。孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率は、97%であった。
[比較例1]
吸着材料1を100mg採り、充填容積2ml(内径1cm)の円筒状カラムに充填し、実施例1と同条件で試験を行った(血液量は25ml)。カラムによって血液中のリンパ球数は8.4%減少、顆粒球は43%減少、単球は48%減少し、IL−1、IL−6はそれぞれ13%、18%減少していた。別途、サイトカイン吸着評価を行った結果、IL−1、IL−6の吸着率はそれぞれ49%、78%であった。このとき、顆粒球除去率/単球除去率の値は0.89であった。
250 mg of the adsorbing material 1 was taken and packed in a column with an internal volume of 2 ml, and the pore volume ratio was measured with the solution flow path opened. The pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less was 97%.
[Comparative Example 1]
100 mg of the adsorbent material 1 was taken and packed in a cylindrical column with a packing volume of 2 ml (inner diameter 1 cm), and the test was performed under the same conditions as in Example 1 (blood volume was 25 ml). The column decreased the number of lymphocytes in the blood by 8.4%, granulocytes by 43%, monocytes by 48%, and IL-1 and IL-6 by 13% and 18%, respectively. Separately, as a result of cytokine adsorption evaluation, the adsorption rates of IL-1 and IL-6 were 49% and 78%, respectively. At this time, the value of granulocyte removal rate / monocyte removal rate was 0.89.
吸着材料1を100mg採って内容積2mlのカラムに充填し、溶液流路をあけた状態で孔容積率の測定を行った。孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率は29%であった。顆粒球や単球の吸着率は50%未満であり、吸着効率が悪かった。 100 mg of the adsorbent material 1 was sampled and packed in a column with an internal volume of 2 ml, and the pore volume ratio was measured with the solution channel opened. The pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less was 29%. The adsorption rate of granulocytes and monocytes was less than 50%, and the adsorption efficiency was poor.
以上の結果から、孔径1μm以上100μm以下の孔の孔容積率が30%以上である本発明による吸着器は、高い効率で血液中の顆粒球および単球を吸着でき、さらにはサイトカインをも併せて高い効率で吸着することができることが分かった。 From the above results, the adsorber according to the present invention having a pore volume ratio of 30% or more with pore diameters of 1 μm or more and 100 μm or less can adsorb granulocytes and monocytes in blood with high efficiency, and also includes cytokines. It was found that it can adsorb with high efficiency.
本発明による吸着器は、血液中の白血球、炎症性、免疫抑制性サイトカインを効率よく吸着および/または除去し、かつ血液中の有用成分の吸着率および/または除去率を低くすることが可能な白血球除去療法用途に提供できる。 The adsorber according to the present invention can efficiently adsorb and / or remove leukocytes, inflammatory and immunosuppressive cytokines in blood, and reduce the adsorption rate and / or removal rate of useful components in blood. It can be provided for leukocyte removal therapy.
また、本発明における材料は、シャーレ、瓶、膜、繊維、中空糸、粒状物またはこれらを用いた組み立て品などの成形品の形で、アフィニティークロマトグラフ用カラム、治療用血液カラム、特に体外循環カラムとして好適に使用することができる。 The material in the present invention is in the form of a petri dish, a bottle, a membrane, a fiber, a hollow fiber, a granular material or a molded product such as an assembly using these, and is used for an affinity chromatography column, a therapeutic blood column, particularly an extracorporeal circulation. It can be suitably used as a column.
Claims (11)
ヒト健常者血液を1時間処理したとき、血液からの血球吸着率が以下の式を満たすことを特徴とする吸着器。
a/b<1
ここで、a:顆粒球吸着率(%)、b:単球吸着率(%)。 Built-in water-insoluble material that adsorbs or removes leukocytes and cytokines from a blood dispersion, wherein the pore volume ratio of pores having a pore diameter of 1 μm or more and 100 μm or less is 30% or more, and is bound with a hydrophilic amine residue,
An adsorber characterized in that when blood from healthy human subjects is treated for 1 hour, the blood cell adsorption rate from the blood satisfies the following formula.
a / b <1
Here, a: granulocyte adsorption rate (%), b: monocyte adsorption rate (%).
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