JPS59501961A - 赤血球濾過装置 - Google Patents
赤血球濾過装置Info
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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】
赤血球濾過装置
本発明は、人間の赤血球の変形能力のレヘルを迅速に測定する方法および装置に
関する。本発明は更に流体の相対粘度を迅速に測定する方法および装置にも関す
る。
赤血球の変形化度は、特に、組識への酸素供給および代謝物質の除去に関し赤血
球の機能か適正に遂行されているかを調べる上で重要なパラメータとなる。これ
らの赤血球の機能は主に末梢循環系の毛細血管で行われる。健康な赤血球の平均
直径は約7.5ミクロンであるが、毛細血管を通るときには溶血せずに直径約3
ミクロン程度に変形することが知られている。赤血球の変形能は、多くの病気、
例えば鎌形赤血球性貧血、糖尿病、種々の心臓疾患の発病と時を同しくして低下
するので、赤血球が毛細血管を通過する能力を赤血球の変形能の測定として又同
時に、異常赤血球の指示として用いることができる。健康な赤血球が、体内の微
小循環毛細系を通過するためには、これらの赤血球はかなりの変形を受ける必要
があることが知られている。Lessinfthは、正常な人の赤血球は、鎌形
赤血球症、遺伝性球状赤血球症、鎌形赤血球性貧血の人の赤血球よりも変形能が
大きいことを発表している(Blood Ce1ls 3.241−262、l
977) o Lessin他が発表した赤血球の変形能測定方法は、正圧細
胞濾過システムを用い、赤血球の懸濁物をマイクロフィルタにかけて濾過し、引
き続いて、流量を変えることによって圧力変化を起させてマイクロフィルタを通
過する際の懸濁物の抵抗を測定する方法である。しかし、]、essin池によ
るこのシステムは複雑で高価である上に、測定に時間がか\るという欠点を有じ
ている。
Re1d他は、赤血球の変形率を一分間に膜フィルタを通過する赤血球の量でθ
、11定する方法を発表しているU、Cl1n、 Pharm、 29.855
−858.1976) a Re1d他によるこのシステムでは、全体の血液を
使用する必要があり、血液を膜フィルタを通して吸引するために負圧によって濾
過を行なわなけれはならない。このシステムは真空装置を必要とするため高価で
あり、測定にや5時間がかかる上に、濾過中に圧力の降下に変化が生し易く、こ
のため正確な測定が難しいという欠点を有している。従って、Re1d他による
このシステムを使用する際には、常に吸引装置に注意を払って比較的一定の負圧
を維持しなくてはならない。
この他にも赤血球の変形能測定方法としては、Randによるアイクロピペット
方式(Biophysics Journa+、↓、155.1964)、およ
び、Be5sisおよびMohandasによるエクタサイトメータと呼ばばる
レーザー偏向計器による測定方式(Blood Ce1lsよ、307−314
.1975)が発表されている。赤血球の変形能測定器としては、赤血球リジッ
トメータ、Miesewetterによるオプティカルマイクロスコープ(Sc
and、 J、 Cl1n、 Lab、 Invest、 41.229−23
2.1981)が発表されている。
1981年8月31日出願の米国同時係属出願第298.195号には、孔寸堪
の異なる一連の特殊フィルタから成る赤血球変形能モニタが発表されている。こ
の場合、赤血球はフィルタを通過しでフィルタの終了の吸収材に吸収される。
同時係属出願第298.195号に説明されている方法を除けば、上記の全ての
方法は様々な特殊装置および付属装置を伴う。これらの装置は、どれも複雑で高
価である。本発明の赤血球濾過装置は、特殊な電子装置やその付属Witを使用
しないので有利である。
同時係属出願第298.195号の方法は特殊で高価な装置こそ使用しないが、
本発明と比べると測定形態か複雑である。
該同時係属出願は、孔寸法の異なる一連のフィルタを有し、変形能の定量法を可
能ムこする。これに対して本発明は、濾過膜を通る流体の流量、特に赤血球含有
流体の定量測定を可能にするかろ有利である。
本発明の目的は、健康な赤血球と異常な赤血球の変形能を定量的に評価するため
の簡単かつ迅速で便利な方法を提供することにある。
さらに本発明の目的は、完全に自臓式で使い捨可能な赤血球変形能定量測定装置
を提供することにある。
さらに本発明の目的は、羊−のフィルタを使用し、流体の流量、特に赤血球含有
流体を定量的に測定することのできる赤血球変形能定量測定装置を提供すること
にある。
本発明によれば、流体の流量、特に赤血球の変形能は、平均直径3.0乃至8.
0 ミクロンの細孔を特徴とした膜の上に流体、特に血液のサンプルを置き、毛
細管作用により該流体(血液)が膜を通して、液膜と少なくとも部分的に面接触
している吸収ストリップに浸透し、該吸収ストリップに沿って所定路M流れ、流
体(血、fl、)が該ストリップに沿って所定距離移動するのに要した時間を測
定することにより測定される。
第1図は、本発明による試験ストリップの一実施例の分解図であるO
第2図は、第1凹の試験ストリップを組立てた図である。
第3図は、本発明による試験ストリップに複数の吸収ストリ。
プを組合せた実施例の平面図である。
本発明の装置は、好ましくは、赤血球の濾過率の測定に利用されるが、流体粘度
を決定するために任肯の流体の流量1i11定シこ一船的に適用することができ
る。
本発明の装置にl・要な流体(血、!′5.)のサンプルの量は、1oミクロリ
ツトルである。従来の血液濾過測定装置では約1ooミクロリツトル程のサンプ
ルが必要であったので、サンプルの量が少くて済むというのも本発明の利点であ
る。
本発明による赤血球濾過装置は、吸収ストリップと膜を有し、両者は少くとも部
分的3こ互G弓こ面接触している。膜は、細孔の大きさを厳密に定のた薄膜であ
る。この膜:ま好ましくは、細孔の大きさを前音に定めた毛細管状の細孔を有し
、米国特許第3.303,085号に開示されている方法に従って製造した厚さ
略1゜ミクロンの特殊なボッカーボネート薄膜である。この膜は米国カリフォル
ニア州プレザントンの〜uclapore CorporationがらHem
a −fil’の名称で市販されている。膜の平均細孔寸法は3.0乃至8.0
ミクロンの範囲内Qこあるのが良いが、好ましいは平均細孔寸法は約5ミクロ
ンである。
Hem、]−fil′膜の細孔は直線状Qこ貫通しかつ表面に対して±34°以
内で垂直であり、表面全体に均等に無秩序に分布している。このように細孔の正
確な配置二二より、膜の表面に亘ってサンプルが均等に付着し、連続濾過により
粒子の大きさを正確に分けることが可能となる。膜は特許第3.303.085
号に説明されている通り二段階方法で製造されるので、特定の平均細孔寸法およ
び密度を有する膜とすることが可能である。llama −fil’膜の実際の
最大田孔径は4.7 =o、2 ミクロンである。
Hem、1− fil・づ膜の厚さの変化は公称厚さ10ミクロンがち5%以下
である。Hema −fil’膜の細孔密度(細孔の数/ cra )および細
孔径:よ、強度と、、i量の最良の組合せをもたらすように厳密がっ特別に制;
卸する。細孔密度の範囲は、4.0 Xl05(=1,5%)細孔砂/′CTI
である。二の膜;よ可撓:生であり、容易Sこ裂けず、少なくとも3.000p
si の引張強さを有する。膜の空重量は極めて低く一定している。所定の細孔
寸法について、重量の変化は±5%を越えない。細孔寸法が3.0乃至8.0ミ
クロンの場合の公称重量ばImg/7である。この膜は水、その池多くの流体で
容易にぬれ、制菌作用も殺菌作用もない。Hema −fil’膜の比重は、0
.94乃至(T Q7gm/ccであり、悪影響を受けることなく約140°C
の温度に耐える。
吸収スト!1ノブは再現可能な吸収度で均一な吸収を行いかつ好ましくは、赤血
球の横方向の流れを容易する任意の材料で良い。
好ましくは、吸収ストリップは濾紙であるが吸収プラスチック等の合成材料であ
っても良い。吸収ストリップに沿う流量はストリップの幅に、よって変る。赤血
球の変形能の分析に用いる場合には吸収ストリップの吸収面の幅は約3ミリメー
トル以下とすることが好ましい。
本装置は、血液のサンプルのような流体サンプルが吸収ストリップの長さに沿っ
て吸収されるのに要した時間の測定に用いられる。膜と吸収ストリップが面接触
している部分で膜の上にサンプルを置いたときにタイマーを始動する。血液がス
トリップの反対側の端に達するときにタイマーを停止する。血液サンプルを使っ
て複数のストリップで、同じ手順を繰り返し、しかる後、複数の値に対して平均
吸収時間を算出する。
第1図および第2図に、本発明の一実施例を示す。第10に示すように、本装置
は平らな長方形の形状を有し、ベース層10、吸収ストリップ11、濾過膜12
、透明なテープ@13:8よび不透明なカバーテープ層14を有する。ベース層
10は本装置を支持しており、好ましくは不透明であり、片面に感圧性接着材が
塗布しである。またコントラストの地色を作って吸収ストリップ11を見分けで
きるようにするためベース層lOを着色するのが望ましい。吸収ストリップ11
と濾過膜12は基層10の接着面に貼り付ける。濾過膜12は吸収ストリップ1
1の上に位置する。透明なテープ層13は濾過膜12と吸収ストリップ11の一
部の上に位置し、吸収ストリップの一端に濾過膜の露出区域を作る。不透明なテ
ープカバー14は、透明テープ層13の上に位置し、吸収ストリップ11の上端
(吸収ストリップの終端)吾作る。
第3図は、本発明の他の実施例である。この例はベース層2o、複数の吸収スト
リップ21、共通の濾過膜22、テープ層23、カバーテープ層24を有する。
共通の濾過膜22、テープ層23、およびカバーテープ層24は、第1図および
第2図と同様にそれぞれ固定されている。
まず、吸収ストリップの一端と部分的に面接触している濾過膜の上にサンプルの
流体、通常は血液を少量(約10ミクロリツトル)置く。少したつと流体(血液
)の最前部が吸収ストリップ11に沿って移動して行くのが見える。流体がスト
リップに沿って進むにつれて、吸収最前部が、たとえ透明な流体でも見える。流
体が吸収ストリップの端まで吸収されるのに要した時間が装置からの読み出しで
あり、ユーザーがこれaする。流体の流量は、吸収された流体の量と吸収時間か
ら計算される。
本発明による装置は、基本動作原理が幾つかの点で普通の濾過システムとは異っ
ている。まず、第一に駆動力が吸収ストリップの毛細管力によるものである。第
二に、吸収ストリップに沿う流体の流路の長さが時間と共に増す。その結果、流
れが進むにつれて、システム中で働く有効圧力勾配が単調に減少して行く。従っ
て圧力勾配の減少により普通のシステムと比べて、本装置では、流体の流れ運動
に一定の基本的な差が生しる。本発明による装置では、流体の流量は吸収された
。流体の量の逆数に比例して変化し、吸収された流体の量は、吸収時間の平方根
に正比例する。所定量の流体の吸収に要する時間は、吸収される量の二乗に比例
する。
従って、こ湘、るの関係から流量は初刈巳こは高いか 時間と共に急速に低下す
る。
本発明による赤血球濾過装置の性能は、健康な人と病気の人の血液サンプルにつ
いて評価することができる。これらの評価に用いられる装置は第3図に示すよう
に設計された複数の吸収ストリップを有する。この装置は5木の吸収ストリップ
を有し、各ストリップの長さおよび幅うよ、それぞれ、3.38±0.16ミリ
メードルと9.76::0.04ミリメートルである。これらの吸収ストリップ
の端にはNuclepore社のHema −fil’膜がかぶせである。この
膜はポリカーボネートの毛細管細孔膜であって、4.7±0.2 ミクロンの細
孔寸法;細孔密度、4X105細孔数/c4;10.3±0,3 ミクロンの膜
厚を有している。ストリップの膜をかふせ1コ端の平均長および平均面積は、そ
れぞれ、3.34−0.09mm、9よび11.3±0.6 mm2である。第
3図の装置全体の寸法ば、38mmX76闘である。各ストリップの平均吸収容
積は5.3 ミクロリットルである。
表1は正常な血液についてテストの結果を示す。同表から、平均吸収時間(Ta
)がヘマトクリ、ト値(H)によって大きく変わることがわかる。ヘマトクリ、
ト値というのは、)ト蜀媒(ト中の赤血球の容積94で示したン店変のことであ
る。平均吸収時開:ま、−、マドクリット値(H>が5%以上又は594.に等
しい場合には、ヘマトクリ7ト値(H)に指数的に依存する。表1の値に基つい
てり、、T、対Hのグラフを書けば、Hか8,8%以上又は、8.8%に等巳い
場合には直線となるだろう。表1の平均吸収時間は次式で計算できる:Ta=に
、exp(0,055H)山
ここで、Hは%、T1は秒で示される。Kの値は表1の4行目にリストされてい
る。Kは次式でめらnる:に=Taexp<−0,055H) f21ここで、
KO’卓泣5よ秒であ声。表1中、Hが5%以上米は5%に等じい場合には、K
値の平均は4.4 ±0.4秒である。パラメータには血液のサンプルについて
極めて重要なパラメータであることがわかる。
各々の場合、10ミクロリツトルの血液サンプルと、Hema −fil’膜を
採用した第1図の装置に付けた。吸収ストリップは、Wha tman社の濾紙
正41であった。
表 1
ヘマトクリットの関多、としての平均吸収時間およびKP B S” 2.6:
−0,42,6±−0,4AA’ 0.8 2.8±−0,32,7±−0,3
AA 1.1 2.8±−0,32,6±−0,3A A 2.5 3.9±−
0,53,4±−0,4AA 8.8 8.1±−0,55,0±−0,3A
A 19.3 10.9±−0,63,8ニー0.2AA 28.5 、 21
.9±−1,94,6±−0,4A A 31.0 25.3±−2,14,6
:−0,4A A 39.0 37.0±−4,14,3±−0,5A A 5
1.3 70 ±−84,2±−0,4注:a) リン酸緩衝液でうすめた塩
b) K=T、exp(−0,055H)C)新しいA、 A血液、PBSで希
釈表1の結果を得るのに使用した赤血球)訂溺液を健康を人の正常な(AA)血
液で$備した。血液のサンプルを静脈から採収し、凝固防止のためEDT’A(
エチレンジアミン四酢酸)を添加した。
赤血球を遠し・分謡法で分1雛しリン酸緩衝液でうすめた塩で洗った。
様々なヘマトクリア)値O赤血球ゼ、8i液をこのリン酸緩衝、αでうすめた塩
で希釈して準備した。
上記の弐(1);こよりめられる平均吸収時間(Ta)とへマドクリット値(l
()の関係かみ、正常な赤血球と異常な赤血球を判定することができる。式(1
)の指数の中の0.055という値は、L、、T、、対Hのグラフの直線の傾む
きである。この値、0.055は正常な赤血球にも異常な赤血球にもみられる。
重要なのは、式(2)で与えられるパラメータKが単独で赤血球の濾過能、従っ
て、赤血球の変形能を特定する点である。本発明の実施に当って、赤血球濾過装
置を使って所定の血液サンプルの平均吸収時間(Ta)を測定する。サンプルの
へマドクリット値(H)を周知の技術で別個に測定しなければならない。次に、
パラメータKをT1とHを式(2)に代入してめる。Kの値は血液サンプルにつ
いて個有の値であり、赤血球の濾過能即ち変形能を決定する。
表2は、正常な血液と異常な血液のサンプルについて本赤血球濾過装置で得られ
たテスト結果を示す。第1欄および第2欄は、それぞれ、サンプル番号および識
別名、第3欄は測定したヘマトクリット値、第4欄は平均吸収時間、第5欄は算
出したKを示す。
表2の脚注は、血液サンプルの詳細を示す。
表 2
赤血球濾過装置で正常な赤血球と
異常な赤血球を測定し7こ結果
I AAFA 43.0 15.7二0.8 1.5±0.12 AAFB 3
8.5 25 ±6 3,1±0.73 AAFPBS 39.0 37 ±3
4.3±0.44 AAI 36,8 19.7 上1゜6 2.6±0.2
5 八A30 50.0 138 ±15 8.8 ± 1.06 AA30P
BS 35.8 19.6 上2゜3 2.7±0,37 SCI 27.7
27.3±3.3 6.0±0,78 SC726,3224±2753 ±6
9 C235,625,0=3.7 3.5±0.510 C7八 47.5
425 =54 31i:411 07B 44.0 323 ±4329 ±
412 SSF 24.0 260 ±2169 ±613 5SFPBS
15.0 163 −25 71 ±1114 5SFC32,0362=34
62 ±615 5SID′+A 26.5 122 ±35 28=816
5SFD’l 25.0 292 =34 74 ±917 5SIPG 2
4.0 512 :85 137 ±23六に−Tae<p(0,0358)
1、健康、鮮血、全血、男、東洋人。
2、健事、鮮血、全血、女、白人。
3、(2,)を分離し、洗い、リン酸緩衝液で希釈した塩液中にセ濁。
4、 正常、採収後1日経過、全血。
5、正常、採収後30日経過、血液銀行かろの保証期間終了後の全血。
6、(5,)をリン酸後iSjン佼(P B S)で希釈した塩液で希釈。
7、鎌形赤血球体質、採収後1日経過、全血。
8、鎌形赤血球体質、採収後7日経過、全血。
9、糖尿病、採収後2日経過、全血。
to、糖尿病、採収後7日経過、全血1.也者A。
11.1尿病、採収後7日経過、全血、患者B。
12、鎌形赤血球症、鮮血、全血。
13、(12,)をPBSで希釈。
14、(12,)を遠心分難法により分難。
15、鎌形赤血球症、採収後1日経過、抗鎌形剤投与(−14日間、DMA)。
16、鎌形赤血球症、鮮血、抗鎌形剤D M A投与(−42日間)。
17 鎌形赤血球症、採収後1日経過、女、妊娠中。
表2zこ示される結果から、正常な血液(AA)のに値が15〜4秒の範囲に入
ることかわ刀・る。鎌形赤血球症の血液のに値;よ、65〜140秒の範囲とな
る。従って、一般的に)よ病気の人の血液のに値(ま高く、正常な人の血液のに
値は低いと言える。表2のデータは、血液サンプルの条件(例えば、病名、年令
、これまでの投薬治療の有無、投薬期間、および、全血であるが希釈血であるか
の区別)かに値に重要な影害を与えることを示している。
H= Oであると式1からTa =にの関係が得られることかわかる。従って、
Kは単純にH=0に於ける平均吸収時間となり、Ta (H)がTa軸と交わる
点となる。
表3は本発明による赤血球濾過装置と普通の濾過方式で得られた結果の比較を示
す。
表 3
赤血球濾過方法と圧力濾過方法の比較結果P B S 2.6±o、II 2.
5±0.1 1.0AA 8.8 8.1±0.5 4.7 1.7A A 1
9,3 10.9±0.6 8.4 1.3A A 28.5 21.9−1.
9 14.3 1.5A A 31,0 25.3±2.1 14.1 1.8
A A 39,0 37.0±4.1 22.3 1.7A A 51.3 7
0 ±8 54.0 ]、3江:a)赤血球濾過方法
b) 圧力濾過方法
圧力濾過方法は、上記と同一のNuclepore社製Hema −fil’を
使用!−た。圧力濾過方法に於て、トし・ン時間T[lは、第1および第2降下
の間に、フィルタホールダの出口にか\る重力下で測定された。200ミリリツ
トルのサンプルを直u13mmのフィルタの表面に注いだ。−摘の量は約66ミ
クロリ、トルである。濾過トレン時間の結果は予想通りへマドクリット値によっ
て大きな変化を示した。第5欄のTa/Toは、平均吸収時間対濾過トレン時間
の比率である。この比率はは\一定であり、平均値は15±02である。表3の
結果から、本吸収濾過装置の結果は普通の濾過方法で得られた結果と全く同しで
あると解釈することができる。
国際調査報告
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1 吸収ストリップおよび膜を有し、離脱が3.0乃至8−0ミクロンの範囲内 の平均細孔寸法を有する毛細管状の細孔をもち、離脱および該ストリップか該ス トリップの一端に於て少くとも部分的に面接触し、離脱が離脱の表面に対しては \直交する直線状の貫通細孔と、4.OXIO3±15%細孔数/ crAの細 孔富度と、少なくとも3.Coo psi の引張強さと、0,94乃至0.9 7 gm /ccの比重を有することを特徴とする赤血球変形能測定装置。 2、該膜の平均細孔寸法が47=0.2 ミクロンであることを特徴とする請求 の範囲第1項記載の装置。 3、離脱の片面が該吸収ストリップと面接触し、離脱のもう一方の面が透明の膜 と部分的に面接触していることを特徴とする請求の範囲第2項記載の装置。 4、該吸収ストリップと離脱が接着支持層に接着されることを特徴とする請求の 範囲第3項記載の装置。 5、Sり透明の膜が接着支持、冨とこ接着されることを特徴とする請求の範囲第 4項記載の装置。 6.3゜0乃至8.0 ミクロンの平均紐孔寸法を有する毛細血管状の細孔をも つ膜の上に血液サンプルを置き、毛細管現象により血液が離脱を通って離脱と少 くとも部分的に面接触している吸収ストリップに血液を’/l Sし、かつ該吸 収ストリップに沿って所定距離逆方向に流れ、血液が所定距離逆方向にf多動す るに要しメ:時間を7月Ij定し、 致胛が咳、19の表面とこは・直交する直線状の貫通山札と、4.0XIO’ =15%孔数/ crAの田IL密度と、少なくとも3.000psiの引張強 さと、0.91乃至0.97 gm /ccの比重を有することを特徴とする赤 血球変形能測定装置。 7、平均細孔寸法が4.7 ±0.2 ミクロンであることを特徴とする請求の 範囲第6項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US432635DEEDK | 1982-10-04 | ||
PCT/US1983/001544 WO1984001429A1 (en) | 1982-10-04 | 1983-10-04 | Process and device for erythrocyte deformation determination |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59501961A true JPS59501961A (ja) | 1984-11-22 |
JPH0252220B2 JPH0252220B2 (ja) | 1990-11-09 |
Family
ID=22175473
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58503487A Granted JPS59501961A (ja) | 1982-10-04 | 1983-10-04 | 赤血球濾過装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS59501961A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01501170A (ja) * | 1986-10-17 | 1989-04-20 | バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッド | 血液成分処理システムにおいてヘマトクリットを見積るための方法および装置 |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5481069A (en) * | 1994-01-03 | 1996-01-02 | International Business Machines Corporation | Ribbon cable with terminal edge reinforcement |
-
1983
- 1983-10-04 JP JP58503487A patent/JPS59501961A/ja active Granted
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01501170A (ja) * | 1986-10-17 | 1989-04-20 | バクスター、インターナショナル、インコーポレイテッド | 血液成分処理システムにおいてヘマトクリットを見積るための方法および装置 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0252220B2 (ja) | 1990-11-09 |
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