WO2014034787A1 - ウイルス除去可能な透析装置 - Google Patents
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D67/00—Processes specially adapted for manufacturing semi-permeable membranes for separation processes or apparatus
- B01D67/0081—After-treatment of organic or inorganic membranes
- B01D67/0093—Chemical modification
- B01D67/00931—Chemical modification by introduction of specific groups after membrane formation, e.g. by grafting
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D69/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by their form, structure or properties; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D69/08—Hollow fibre membranes
Definitions
- the present invention relates to a dialysis apparatus capable of removing viruses.
- Diabetic nephropathy and chronic glomerulonephritis account for over 60% of the primary diseases of patients introduced with hemodialysis, and diabetic nephropathy is the primary disease.
- the cause of death in dialysis patients is heart failure, cerebrovascular disorder, infection, malignant tumor, etc., and death due to cerebrovascular disorder or heart disease is decreasing, but infection tends to increase.
- About 15% of patients have a dialysis history of more than 15 years, while less than 5 years account for about 50% (Non-patent Document 1).
- Dialysis membranes are roughly classified into cellulosic membranes and synthetic polymer membranes. In the former case, a modified cellulose membrane (regenerated cellulose membrane: cellulose diacetate, cellulose triacetate) was developed because it showed transient leukopenia and activation of complement and low biocompatibility.
- Synthetic polymer membranes used include polysulfone (PS), polymethyl methacrylate (PMMA), ethylene vinyl alcohol (EVAL), polyester polymer alloy (PEPA), polyethersulfone (PES), and polyacrylonitrile (PAN).
- PS polysulfone
- PMMA polymethyl methacrylate
- EVAL ethylene vinyl alcohol
- PEPA polyester polymer alloy
- PES polyethersulfone
- PAN polyacrylonitrile
- the PS membrane is a synthetic material composed of polyallyl ether and polyvinyl pyrrolidone, and has an asymmetric membrane structure. Therefore, the PS membrane has a capability of removing a wide range of uremic substances from small molecules to large molecules, particularly ⁇ 2 Because of its high removal performance against microglobulin, it contributes to the reduction of joint pain in long-term dialysis patients.
- HCV antibody positive in hemodialysis patients was 9.8% (2007), and the HCV antibody positive rate (transition from 2006 to 2007) was 1.04% Very high compared to 0.002% of dialysis patients.
- HCV antibody positive people 75% (about 20,000 people) are positive for HCV-RNA.
- the rate of treatment with drugs such as interferon is only 2%, and most patients undergo dialysis without treatment.
- PEG-IFN Pegylated interferon
- ribavirin antiviral drug
- SVR blood HCV-RNA negativity
- Non-Patent Documents 2 and 4 It has been reported that the blood HCV level of hemodialysis patients is relatively lower than that of non-dialysis patients, and the rate of transition to cirrhosis and liver cancer is low. In addition, the blood HCV level decreases temporarily before and after dialysis, and there are differences depending on the type of dialysis membrane (regenerated cellulose, PMMA, PS, etc.) (Non-patent Document 7). There are reports that the amount of HCV (in blood) decreases (Non-Patent Documents 3, 4, and 6). As a factor of the decrease, it is presumed that the virus is destroyed or adsorbed on the dialysis membrane or changes in the immune side of the host.
- a virus eliminator is incorporated into the dialysis circuit and HCV can be actively removed from the blood, it is thought to lead to the development of a medical device that can contribute to the elimination of HCV in chronic hemodialysis patients.
- a hemodialysis membrane and a virus remover are connected to perform extracorporeal circulation (blood purification), and dialysis and virus removal are performed simultaneously. If these two operations (actions) can be performed in parallel, the burden on the patient is considered to be greatly reduced.
- Non-patent Document 8 heparin is immobilized in a substrate in which heparin is immobilized on a polymer support such as a hollow fiber that can pass whole blood without separating blood cells and plasma, or in the pores of a blood cell plasma separation membrane. It is expected that HCV can be removed more easily with such a base material, and an HCV removal module or the like with less burden on the patient can be provided.
- Examples of the form of the substrate on which heparin is immobilized include porous hollow fibers, nonwoven fabrics, and beads.
- porous hollow fibers By optimizing the internal or external circulation type using a porous hollow fiber, the shape of the nonwoven fabric, and beads, it is possible to develop a module that suppresses the retention of blood and is less in the formation of thrombus.
- the type of surface functional group and the immobilization density vary depending on the material of the substrate, and it is necessary to find an optimum method for each substrate.
- HIV human immunodeficiency virus
- a polymer substrate having a methylene group in the main chain is contacted with a polymerizable compound having an ethylenically unsaturated bond and a sugar chain, or a polymerizable composition containing the polymerizable compound, After irradiating with ionizing radiation, or after irradiating the polymer substrate with ionizing radiation, it has a sugar chain obtained by contacting the polymerizable compound or a polymerizable composition containing the polymerizable compound.
- a polymer substrate for HIV adsorption is described.
- an object of the present invention is an apparatus capable of simultaneously performing dialysis and virus removal on a hepatitis chronic hemodialysis patient and capable of removing viruses in the body (blood) at a high rate. Is to provide.
- the present inventors conducted a detailed study on a dialysis apparatus capable of removing viruses by combining a dialysis machine and a polymer substrate for virus removal in which saccharides are immobilized. The invention has been completed.
- the present invention is a dialysis apparatus capable of removing viruses comprising at least a dialysis machine and a virus removal machine using a polymer substrate for virus removal
- the present invention relates to a virus removing dialysis apparatus, wherein the virus removing polymer substrate is a virus removing polymer substrate composed of a polymer support (A) on which saccharides are immobilized.
- the apparatus which can perform dialysis and virus removal simultaneously with a hepatitis chronic hemodialysis patient, and can remove the virus in the body (in the blood) at a high rate can be provided. .
- a dialysis device capable of removing viruses comprising at least a dialysis device and a virus removal device using a polymer substrate for virus removal,
- a virus removing dialysis apparatus wherein the virus removing polymer substrate is a virus removing polymer substrate comprising a polymer support (A) on which saccharides are immobilized, 2.
- the polymer substrate for virus removal is bonded to the polymer support (A) surface-treated with a polymer material having a hydroxyl group and the compound (B) having a group capable of reacting with the hydroxyl group to form a covalent bond.
- the virus-removable dialysis apparatus according to 1 which is a polymer substrate for virus removal in which a saccharide is immobilized via a compound (C) having an amino group, 3.
- Polymer support (A) surface-treated with a polymer material having a hydroxyl group is a partially saponified product of ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer
- the virus-removable dialysis apparatus according to 2 which is a hollow fiber surface-treated with a vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, a hydroxymethacrylate copolymer, a partially saponified cellulose acetate, or a glycerin derivative, 4).
- the dialysis apparatus capable of removing a virus according to any one of 4 to 7, wherein the porous hollow fiber has a thickness of 30 to 100 ⁇ m, 9.
- Compound (B) having a group capable of reacting with a hydroxyl group to form a covalent bond is epichlorohydrin, carboxylic acid anhydride, dicarboxylic acid compound, dicarboxylic acid chloride, diisocyanate, diepoxy compound, (meth) acrylic acid,
- the dialysis apparatus capable of removing a virus according to any one of 1 to 9, which is glycidyl (meth) acrylate or (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate, 11.
- the compound (C) having an amino group is polyallylamine, ammonia, 2-aminoethanol, ethylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, 3,3′-diaminodipropyl
- the dialysis apparatus capable of removing a virus according to any one of 1 to 10, which is an amine, diethylenetriamine, phenylenediamine, or polyethyleneimine, 12
- the polymerizable compound is a compound having a functional group capable of reacting with any one selected from the group consisting of a compound having a hydroxyl group or an amino group, a compound having at least two epoxy groups, and ammonia; and
- the saccharide is formed of
- the saccharide is heparin, a heparin derivative in which the primary or secondary hydroxyl group of heparin is sulfated, a heparin derivative in which an N-acetyl group-elimination product of heparin is N-sulfate, and heparin N-sulfate group.
- Heparin derivatives obtained by N-acetylation of sulfate group-eliminated compounds low molecular weight heparin, dextran sulfate, dextran sulfate, fucoidan, chondroitin sulfate A, chondroitin sulfate C, dermatan sulfate, heparin analog, heparan sulfate, rhamnan sulfate, ketalan sulfate, The dialyzer capable of removing a virus according to any one of 1 to 15, which is alginic acid, hyaluronic acid, or carboxymethylcellulose; 17.
- the dialysis device capable of removing a virus according to any one of 1 to 16, wherein the virus is a hepatitis B or C virus, 18.
- the saccharide is heparin, a heparin derivative in which the primary or secondary hydroxyl group of heparin is sulfated, a heparin derivative in which an N-acetyl group-elimination product of heparin is N-sulfate, and heparin N-sulfate group.
- Heparin derivatives obtained by N-acetylation of sulfate group-eliminated compounds low molecular weight heparin, dextran sulfate, dextran sulfate, fucoidan, chondroitin sulfate A, chondroitin sulfate C, dermatan sulfate, heparin analog, heparan sulfate, rhamnan sulfate, ketalan sulfate,
- Dialysis device used in the present invention can be a known and commonly used dialysis device without limitation, and a preferable dialysis device is a commonly used hemodialysis therapy that can artificially replace the function of the kidney. Mention may be made of the equipment used. These devices are used to remove blood wastes, maintain charge quality, and maintain water content by external means to prevent patients with renal failure from becoming uremia. Mention may be made of devices used for therapies such as hemodialysis, peritoneal dialysis, hemofiltration, hemodiafiltration and apheresis.
- Polymer support (A) As the polymer support (A) used in the present invention, various materials can be used as long as they have high blood compatibility. For example, olefin resins, styrene resins, sulfone resins, acrylic resins, Examples include urethane resins, ester resins, ether resins, and cellulose mixed esters. More specifically, polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, or poly-4-methyl. The thing comprised with pentene etc. can be mentioned.
- a polymer support that has been surface-treated with a polymer material having a hydroxyl group can be preferably used, and a resin that has been surface-treated with a polymer material having a hydroxyl group by a known method or a resin that contains a hydroxyl group is known.
- a resin previously kneaded by the method can be mentioned.
- the shape of the polymer support (A) is not particularly limited, and the polymer support (A) can be used in various forms such as a hollow fiber, a nonwoven fabric, and beads. When applied to extracorporeal circulation, by optimizing the shape, it is possible to produce a base material or instrument with less thrombus generation in the staying part.
- a porous hollow fiber as such a polymer support (A), as the raw material, for example, olefin resin, styrene resin, sulfone resin, acrylic resin, urethane resin, ester resin
- examples include ether resins or cellulose mixed esters, and more specifically those composed of polyethylene terephthalate, polymethyl methacrylate, polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, polyethylene, polypropylene, poly-4-methylpentene, or the like.
- examples thereof include those obtained by subjecting a surface treatment with a polymer material having a hydroxyl group by a known method or a resin obtained by kneading a resin containing a hydroxyl group in advance by a known method.
- a porous hollow fiber by a well-known and usual method according to the intended purpose.
- those having various pore diameters and pore diameter distributions can be prepared by subjecting the spun yarn to annealing treatment, cold drawing, hot drawing, and heat setting.
- the virus can be efficiently removed by passing the virus-containing liquid through the hole of the hollow fiber.
- a method of separating blood cells and plasma components, allowing only the plasma components to pass through the pores, and removing viruses from the plasma can be mentioned.
- a liquid that has passed through the holes of the hollow fiber and a liquid that has not passed through the holes are produced. From the examination of the virus removal rate in the liquid containing virus, it is clear that the virus removal rate in the liquid that passed through the hole of the hollow fiber is good, and albumin, which is a useful component in blood, is not removed It became.
- the virus removal rate in the liquid that did not pass through the hollow fiber holes was lower than the virus removal rate in the liquid that passed through the hollow fiber holes It has been suggested that much of the virus removal is occurring as it passes through the pores of the porous hollow fiber.
- passing through the hole means a state in which the liquid passes from the inner surface to the outer surface side of the hollow fiber or from the outer surface to the inner surface side.
- the pore diameter of the porous hollow fiber used is not particularly limited as long as it has a diameter capable of efficiently removing the virus.
- the mean flow pore size is 500 nm or less so that blood cell components and platelets do not enter the pores.
- the average flow pore size is preferably 50 nm or more.
- the optimal pore size varies depending on the size of the virus when virus removal is assumed. Taking hepatitis C virus as an example, the preferred pore size is 80 to 250 nm, more preferably 100 to 180 nm. In the case of a relatively large human immunodeficiency virus, the preferred pore size is 100 to 250 nm, more preferably 120 to 200 nm.
- the inner diameter of the porous hollow fiber used is not particularly limited as long as it has an inner diameter capable of efficiently removing the virus.
- the inner diameter of the porous hollow fiber used is not particularly limited as long as it has an inner diameter capable of efficiently removing the virus.
- the inner diameter is preferably 150 to 500 ⁇ m, more preferably 160 to 400 ⁇ m, and further preferably 170 to 350 ⁇ m.
- the thickness of the porous hollow fiber used is not particularly limited as long as it has a thickness that can efficiently remove the virus.
- the virus is efficiently removed from the plasma by extracorporeal circulation, it is preferably 30 to 100 ⁇ m, more preferably 35 to 80 ⁇ m, further considering the plasma separation performance, contact area, mechanical strength of the hollow fiber, etc.
- the thickness is preferably 40 to 60 ⁇ m.
- Such other substrate is not particularly limited as long as it has a function of capturing and removing viruses, and examples thereof include a sugar chain-immobilized gel and a sugar chain-immobilized nonwoven fabric.
- nonwoven fabric When a nonwoven fabric is used as the polymer support (A), various materials can be used as raw materials as long as they have high blood compatibility. Examples thereof include olefin resins, styrene resins, sulfone resins, acrylic resins, urethane resins, ester resins, ether resins, and cellulose mixed esters. More specifically, those composed of polyethylene terephthalate, polystyrene, polymethyl methacrylate, polysulfone, polyether sulfone, polyacrylonitrile, polyvinyl alcohol, polyethylene, maleic anhydride polymer, polypropylene, poly-4-methylpentene, etc. be able to. *
- These resins may be used alone, or a mixture of several kinds of resins may be used.
- these resins include those treated with a polymer material having a hydroxyl group by a known and conventional method and those treated by graft polymerization.
- the resin raw material already has a hydroxyl group, it can be used as it is without being treated.
- the raw material, processing polymer or polymerizable compound has a functional group other than a hydroxyl group (for example, a carboxyl group or an epoxy group), it is possible to immobilize saccharides using these functional groups. It is.
- the fiber diameter may be appropriately optimized in the range of 0.01 ⁇ m to 100 ⁇ m.
- it When passing blood or the like through a non-woven fabric, it must be designed to allow blood cell components to pass through. Therefore, 0.1 um or more is necessary.
- the fiber diameter is preferably 0.1 ⁇ m to 20 ⁇ m.
- post-treatment that allows blood cell components to pass through may be performed.
- blood is not passed through the nonwoven fabric and brought into contact with the nonwoven fabric surface, there is no particular limitation.
- the basis weight is not particularly limited as long as it is in the range of 1 to 200 g / m 2 . As the weight per unit area increases, the liquid permeability may be deteriorated. Therefore, the liquid permeability may be appropriately optimized according to the purpose.
- the thickness may be appropriately selected between 10 and 10,000 ⁇ m, and an optimum thickness may be selected depending on the apparatus configuration and liquid permeation performance.
- a porous gel of a polysaccharide having a hydroxyl group such as cellulose, agarose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl agarose, dextran, starch, a (meth) acrylic monomer having a hydroxyl group and a polyfunctional
- a polysaccharide having a hydroxyl group such as cellulose, agarose, hydroxyethyl cellulose, hydroxyethyl agarose, dextran, starch
- a (meth) acrylic monomer having a hydroxyl group and a polyfunctional
- the average particle size of the beads is preferably in the range of 200 ⁇ m to 2000 ⁇ m.
- polymer material having a hydroxyl group contained in the polymer support (A) examples include an ethylene-vinyl alcohol copolymer, ethylene-vinyl alcohol-vinyl acetate. Copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer partially saponified, vinyl alcohol copolymer such as vinyl alcohol-vinyl acetate copolymer, hydroxy methacrylate copolymer, cellulose acetate part A saponified product or a glycerin derivative can be exemplified. However, in addition to those exemplified, there is no particular limitation as long as the resin has a hydroxyl group.
- the surface treatment with the polymer material having a hydroxyl group can be carried out by a known and usual method.
- the porous polyolefin is dipped in a solution in which the polymer material having a hydroxyl group is dissolved, pulled up and then dried.
- an ethylene-vinyl alcohol copolymer is preferable in that the polyolefin porous hollow fiber can be easily hydrophilized as disclosed in JP-A-61-271003.
- the compound (B) having a group capable of reacting with a hydroxyl group to form a covalent bond used in the present invention has a group capable of reacting with a hydroxyl group present on the surface of the surface-treated polymer support (A).
- A a functional group that easily reacts with an amino group after immobilization.
- compounds such as epichlorohydrin, carboxylic anhydride, dicarboxylic acid, dicarboxylic acid chloride, diisocyanate, diepoxy compound and the like can be mentioned.
- Examples of the compound that can be graft-polymerized on the substrate include (meth) acrylic acid, glycidyl (meth) acrylate, (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate, and maleic anhydride.
- the compound (B) having a group capable of forming a covalent bond by reacting with a hydroxyl group is reacted with the hydroxyl group present on the surface of the polymer support (A), for example, a known and commonly used hydroxyl group and epoxy are used.
- the reaction can be performed under the conditions used for the reaction with a group, the reaction between a hydroxyl group and a carboxy group, the reaction between a hydroxyl group and a carboxylic acid anhydride, the reaction between a hydroxyl group and an isocyanate, and the like.
- the embodiment is used. Accordingly, it can be fixed to either the inner surface or the outer surface of the yarn, or both.
- the compound (B) having a group capable of forming a covalent bond by reacting with a hydroxyl group may be contacted and immobilized on the inner surface of the hollow fiber.
- a compound (B) having a group capable of reacting with a hydroxyl group to form a covalent bond may be brought into contact with the outer surface of the hollow fiber.
- the yarn When it is desired to immobilize on the inner and outer surfaces including inside the pores of the yarn, the yarn may be bundled and immersed in the reaction solution, or the reaction solution may be circulated after assembling as a module.
- Compound having an amino group (C) The compound (C) having an amino group used in the present invention reacts with the compound (B) having a group capable of reacting with a hydroxyl group to form a covalent bond, and an amino group capable of easily immobilizing a saccharide remains. If it is a thing, there will be no restriction
- Examples of such compound (C) include polyallylamine, ammonia, 2-aminoethanol, ethylenediamine, butylenediamine, hexamethylenediamine, 1,2-bis (2-aminoethoxy) ethane, and 3,3′-diamino.
- the amino group of the compound (C) may have a known and commonly used protective group used for the amino group, if necessary.
- the protecting group used include t-butyl carbamate (Boc group), benzyl carbamate and the like. For deprotection, a known and commonly used method may be used.
- the reaction between the compound part (C) and the compound (B) having a group capable of reacting with a hydroxyl group to form a covalent bond includes a known and usual reaction between an amino group and an epoxy group, a reaction between an amino group and a carboxy group, It can carry out suitably on the conditions used for reaction of an amino group and carboxylic anhydride, and reaction of an amino group and isocyanate.
- saccharides used in the present invention are not particularly limited as long as they can efficiently capture the virus by an action such as adsorption and remove the virus from the liquid containing the virus.
- Such saccharides include, for example, heparin, heparin derivatives obtained by sulfate-forming primary or secondary hydroxyl groups of heparin, heparin derivatives obtained by N-sulfate esterification of heparin N-acetyl group acetyl group-eliminated, heparin Heparin derivatives obtained by N-acetylating a sulfate group-eliminated product of N-sulfate group, low molecular weight heparin, dextran sulfate (preferably having a sulfur content of 3 to 6%), dextran sulfate (having a sulfur content of 15 to 20%) Are preferable), fucoidan, chondroitin sulfate A, chondroitin sulfate C,
- Heparin As the heparin, a commonly known one can be used without limitation. Heparin is a kind of heparan sulfate that is widely present in the body such as small intestine, muscles, lungs, spleen and mast cells, and is chemically a glycosaminoglycan, ⁇ -D-glucuronic acid or ⁇ -L-iduron. It is a polymer in which an acid and D-glucosamine are polymerized by 1,4-bonds, and has a feature that the degree of sulfation is particularly high compared to heparan sulfate.
- the average molecular weight of heparin is not particularly limited, but when the average molecular weight is large, the reactivity with the compound (C) is lowered, so that the efficiency of immobilizing heparin is considered to be poor. Accordingly, the molecular weight of heparin is preferably about 500 to 500,000 daltons, more preferably 1,200 to 50,000 daltons, and even more preferably 5,000 to 30,000 daltons.
- Examples of the heparin derivative used in the present invention include a heparin derivative obtained by sulfate-forming a primary or secondary hydroxyl group of the above-mentioned heparin, a heparin derivative obtained by N-sulfate-esterifying an acetyl group-eliminated product of the N-acetyl group of the above-mentioned heparin, Alternatively, a heparin derivative obtained by N-acetylating a sulfate group elimination product of N-sulfate group of heparin can be preferably used.
- the heparin amine is treated by passing the alkali salt of heparin through an ion exchange resin (H + ) or the like and treating with an amine. Prepare the salt. Thereafter, it can be treated with a sulfating agent to obtain the desired heparin derivative.
- a sulfating agent known and commonly used SO 3 • pyridine is preferable.
- a sulfating agent is used.
- the target heparin derivative can be obtained by processing.
- SO 3 .NMe 3 and the like are preferable.
- N-acetylation When synthesizing a heparin derivative obtained by N-acetylating the N-sulfate group leaving group of heparin, for example, after preparing a pyridinium salt of heparin, only the sulfate group on the nitrogen atom is desulfated, N-acetylation may be performed by a conventional method.
- low molecular weight heparin dextran sulfate (sulfur content 3-6%), dextran sulfate (sulfur content 15-20%), fucoidan, chondroitin sulfate A, chondroitin sulfate C, dermatan sulfate, heparin analog, heparan sulfate, rhamnan sulfate
- ketalan sulfate alginic acid, hyaluronic acid, or carboxymethyl cellulose, known and commonly used compounds can be used.
- the degree of sulfation of dextran sulfate may be either high sulfation degree (sulfur content 15-20%) or low sulfation degree (sulfur content 3-6%), and is obtained by a known and conventional method. If it is a thing, there will be no restriction
- a heparin-like substance generally refers to a sulfated polysaccharide listed in the Japanese Pharmacopoeia Standards for Pharmaceutical Components. However, as long as it can be obtained by a known and commonly used extraction method or preparation method, it is not limited to those listed in the Japanese Pharmacopoeia Pharmaceutical Component Standards.
- the saccharide In order for the saccharide to be immobilized via the compound (C) having an amino group, it is necessary that the compound (C) and the saccharide are bound by a covalent bond. Such a bond can be formed by appropriately performing a known and usual reaction.
- an amidation reaction or a reductive amination reaction can be exemplified.
- the amidation method is used, for example, in peptide synthesis such as amidation with an active ester, amidation with a condensing agent, combined use, mixed acid anhydride method, azide method, oxidation-reduction method, DPPA method, Woodward method, etc.
- the known and conventional amidation reaction may be appropriately performed.
- a known and usual method of reacting the amino group of compound (C) with the reducing end of the saccharide may be used.
- amidation with an active ester examples include NHS (N-hydroxysuccinimide), nitrophenol, pentafluorophenol, DMAP (4-dimethylaminopyridine), HOBT (1-hydroxybenzotriazole), and HOAT (hydroxyazabenzotriazole). And the like to form an active ester obtained by once condensing a group having a high leaving ability with a carboxy group, and reacting this with an amino group.
- Amidation with a condensing agent may be used alone or in combination with the active ester.
- EDC (3-dimethylaminopropyl-3-ethyl-carbodiimide hydrochloride), HONB (endo-N-hydroxy-5-norbornene-2,3-dicarboxamide), DCC (dicyclohexylcarbodiimide) , BOP (benzotriazol-1-yloxytris (dimethylamino) phosphonium hexafluorophosphate), HBTU (O-benzotriazol-1-yl-N, N, N ′, N′-tetramethyluronium hexafluorophosphate) TBTU (O-benzotriazol-1-yl-N, N, N ′, N′-tetramethyluronium tetrafluoroborate), HOBt (1-hydroxybenzotriazole), HOOBt (3,4-dihydro-3- Hydroxy-4-oxo- , 2,3-benzotriazine), di
- a solvent that can be used in these amidation methods water and an organic solvent used for peptide synthesis can be used.
- an organic solvent used for peptide synthesis can be used.
- dimethylformamide (DMF) dimethyl sulfoxide (DMSO), hexaphosphoroamide, dioxane, tetrahydrofuran ( THF), ethyl acetate, and the like, and mixed solvents and aqueous solutions containing these.
- DMF dimethylformamide
- DMSO dimethyl sulfoxide
- THF tetrahydrofuran
- ethyl acetate ethyl acetate
- the saccharide can also be immobilized via a compound (B) having a group that can react with a hydroxyl group to form a covalent bond.
- a compound (B) having a group that can react with a hydroxyl group to form a covalent bond is just to select suitably according to a use purpose, reaction conditions, equipment, etc.
- the amount of saccharide immobilized is not particularly limited as long as the virus can be efficiently removed. However, since biocompatibility is important during extracorporeal circulation, it is necessary to make adjustments to prevent plasma protein adsorption or complement activation.
- the amount of immobilization can be adjusted by a method of adjusting the amount of the amino group-containing compound (C) introduced, a method of changing the reaction conditions for immobilizing the saccharide, or the like.
- it may be 1 to 100 ⁇ g / cm 2 , preferably 2 to 80 ⁇ g / cm 2 , more preferably 3 to 70 ⁇ g / cm 2 .
- the virus removal apparatus of the present invention can also be produced by graft polymerization reaction of the following polymerizable compounds.
- the ethylenically unsaturated group of the polymerizable compound is graft-polymerized onto the porous polymer support by radicals generated by irradiating the porous polymer support with ionizing radiation.
- the ionizing radiation source used in the graft polymerization include known and commonly used ⁇ -rays, ⁇ -rays, ⁇ -rays, accelerated electron beams, X-rays and the like, and practically preferred are ⁇ -rays and accelerated electron beams.
- the graft polymerization method includes the simultaneous irradiation graft polymerization method in which the porous polymer support and the polymerizable compound are brought into contact with each other and irradiated with ionizing radiation, and the porous polymer support is pre-irradiated and then contacted with the polymerizable compound.
- Any of the irradiation graft polymerization methods is possible and can be selected according to the purpose.
- the polymerizable compound can form a graft polymer chain on the surface of the porous polymer support by a graft polymerization reaction.
- the irradiation dose and the acceleration voltage differ depending on the porous polymer support, so the range cannot be determined unconditionally. It is necessary to adjust the thickness appropriately in consideration of the thickness. For example, when the irradiation amount is large, dielectric breakdown due to charging occurs, and when the irradiation amount is small, the polymerization reaction does not proceed. For this reason, in consideration of the material, form, etc. of the porous polymer support, the irradiation dose that does not cause dielectric breakdown due to charging and the polymerization reaction proceeds sufficiently may be appropriately adjusted.
- the acceleration voltage is related to the permeability and varies depending on the thickness of the porous polymer support.
- the acceleration voltage is generally small and may be selected according to the form of the porous polymer support.
- the porous polymer support is a hollow fiber made of polyethylene and having a thickness of 10 ( ⁇ m) to 100 ( ⁇ m), it is 10 (kGy) or more and 300 (kGy) or less, more preferably 90 ( kGy) or less, and the acceleration voltage can be selected as appropriate.
- the step of irradiating the porous polymer support with ionizing radiation in this order after contacting the polymerizable compound or the polymerizable composition containing the polymerizable compound in this state may be performed in reverse order.
- the porous polymer support is first irradiated with ionizing radiation and then the porous polymer support is contacted with the polymerizable compound or the polymerizable composition containing the polymerizable compound in this order. May be.
- the immobilization is preferably carried out under deoxygenation or in an inert gas. What is necessary is just to remove the unreacted polymerizable compound by methods, such as washing
- the bonding reaction between the compound having a hydroxyl group or amino group and the polymerizable compound there is no particular limitation on the bonding reaction between the compound having a hydroxyl group or amino group and the polymerizable compound, as long as the compound having a hydroxyl group or amino group and the polymerizable compound can form a covalent bond.
- a compound having an amino group that is a functional group capable of bonding to a carboxyl group of (meth) acrylic acid is preferred.
- an amidation reaction between (meth) acrylic acid and a compound having an amino group is performed.
- Amidation reaction methods include, for example, amidation with an active ester, amidation with a condensing agent, combinations thereof, mixed acid anhydride method, azide method, redox method, DPPA method, Woodward method, etc.
- the known and commonly used amidation reaction may be appropriately performed.
- the amidation with an active ester can be performed, for example, by the above method.
- the method in which the carboxy group of (meth) acrylic acid is once NHS and then reacted with the amino group of compound (C) to be amidated is preferable.
- a solvent that can be used in these amidation methods water and an organic solvent used for peptide synthesis can be used.
- an organic solvent used for peptide synthesis can be used.
- dimethylformamide (DMF) dimethyl sulfoxide (DMSO), hexaphosphoroamide, dioxane, tetrahydrofuran ( THF), ethyl acetate, and the like, and mixed solvents and aqueous solutions containing these.
- DMF dimethylformamide
- DMSO dimethyl sulfoxide
- THF tetrahydrofuran
- ethyl acetate ethyl acetate
- the proportion of the activated ester residue introduced into the carboxy group depends on the type of activator used and the amount of reagent used. In general, compared to the reaction in solution, the polymer obtained from the polymerizable compound is bonded, and the reactivity is lowered. Therefore, in order to increase the introduction amount, it is necessary to use a considerably excessive amount of the reaction reagent. It is thought that there is. Therefore, the ratio of the activator to the condensing agent reaction reagent with respect to the carboxy group of (meth) acrylic acid polymerized on the porous polymer support cannot be specified, but the active ester group is equivalent to the carboxyl group. In general, it is desirable to use about 1 to 10 in molar ratio. Furthermore, by adjusting the excess amount of the reaction reagent, it is possible to arbitrarily adjust the introduction ratio of the active ester group in the range of 0.01 to 100%.
- glycidyl (meth) acrylate When glycidyl (meth) acrylate is used as the polymerizable compound, it can be bonded by reacting the hydroxyl group or amino group of the compound having a hydroxyl group or amino group with the glycidyl group of the polymerizable compound.
- the reaction conditions include a solvent used in the reaction of a normal hydroxyl group or amino group and a glycidyl group, a reaction temperature, and a reaction time.
- a solvent a solvent that does not dissolve or swell the porous polymer support is used.
- a solvent that can dissolve the polymer of the polymerizable compound without dissolving and swelling the porous polymer support can be used, and the concentration of the compound having a hydroxyl group or an amino group can be arbitrarily selected, preferably , And can be used by adjusting the concentration to 0.1 to 50% by weight.
- the reaction temperature can be selected from temperatures at which a compound having a hydroxyl group or an amino group or a solvent does not vaporize, and is preferably 0 to 70 ° C., more preferably 20 to 60 ° C.
- the reaction time depends on the type, concentration, and reaction temperature of the compound having a hydroxyl group or amino group, and the content of the compound having a hydroxyl group or amino group in the reaction solution can be determined by gas chromatography, liquid chromatography, titration, etc. Monitoring is preferably performed until the compound having a hydroxyl group or an amino group is not consumed. In general, the reaction can be completed in 30 minutes to 12 hours, but is not limited thereto, and reaction conditions can be set by appropriately selecting.
- (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate When (meth) acryloyloxyalkyl isocyanate is used as the polymerizable compound, it can be bonded by reacting the hydroxyl group or amino group of the compound having a hydroxyl group or amino group with the isocyanate group of the polymerizable compound.
- the reaction conditions include a solvent used in a reaction between a normal hydroxyl group or amino group and an isocyanate group, a reaction temperature, and a reaction time.
- the solvent can be appropriately selected from solvents that do not dissolve and swell the porous polymer support and do not react with isocyanate, such as ethyl acetate and acetonitrile.
- the reaction concentration can be arbitrarily selected.
- the reaction concentration can be selected from 0.5 to 15% by weight.
- the reaction temperature is preferably 0 to 50 ° C. because the reaction with isocyanate is an exothermic reaction.
- the reaction time can be 2 to 24 hours, but is not limited thereto, and reaction conditions can be set by appropriately selecting.
- the sample to be dialyzed with the dialyzer of the present invention is not particularly limited as long as it contains a toxin that causes uremia that is excreted in the blood due to viruses and kidney diseases. More specifically, blood of humans with renal diseases including viruses can be mentioned.
- the form of the virus removal apparatus using the polymer substrate for virus removal of the present invention is not particularly limited as long as it is a shape applicable to the above-mentioned use.
- a hollow fiber module, a filtration column, a filter, etc. Is mentioned.
- the shape and material of the container are not particularly limited, but when applied to extracorporeal circulation of body fluid (blood), a cylindrical container having an internal volume of 10 to 400 mL and an outer diameter of about 2 to 10 cm. It is preferable to use a cylindrical container having an internal volume of 20 to 300 mL and an outer diameter of about 2.5 to 7 cm.
- the above-mentioned thing can be used regarding a dialysis machine.
- the dialysis apparatus of the present invention is characterized in that it is composed of at least a virus removal device using a polymer substrate for virus removal from a dialysis device.
- the dialysis device and the virus removal device are preferably connected in series in order to efficiently remove viruses and toxins in the dialysis device, and the order of connection is not limited.
- the pore does not necessarily have to penetrate the membrane as a straight tube, and may be bent inside the membrane. Also, some holes may be fused inside the membrane, or conversely, one hole may be branched, or these may be mixed.
- ⁇ ELISA> The specimen is pretreated with a pretreatment solution (SDS) to release the HCV core antigen and simultaneously deactivate the coexisting HCV antibody to obtain a measurement sample.
- a measurement sample is added to an HCV core antigen antibody-immobilized plate and incubated. After the reaction for a predetermined time, washing is performed, and whole radish-derived peroxidase-labeled HCV core antigen antibody is added and incubated. After reacting for a predetermined time, washing is performed, and o-phenylenediamine reagent is added and incubated. After the reaction for a predetermined time, a reaction stop solution is added. Measure the color development at a wavelength of 492 nm. The concentration is calculated from the absorbance of the sample.
- a high density polyethylene (HIZEX 2200J, manufactured by Mitsui Petrochemical Co., Ltd.) having a density of 0.968 g / cm 3 and a melt index of 5.5 has a discharge port diameter of 16 mm, an annular slit width of 2.5 mm, and a discharge cross-sectional area of 1.06 cm 2.
- the hollow fiber shaping spinneret was used to spin at a spinning temperature of 160 ° C. and wound up with a spinning draft 1427.
- the dimensions of the obtained unstretched hollow fiber were an inner diameter of 308 ⁇ m and a film thickness of 64 ⁇ m. This unstretched hollow fiber was heat-treated at 115 ° C.
- the film was stretched 1.8 times at a deformation rate of 21400% / min at room temperature, and then heated in a heating furnace at 100 ° C. until the total stretching ratio was 4.8 times so that the deformation rate was 330% / min.
- the stretched yarn was further subjected to thermal shrinkage in a heating furnace at 125 ° C. until the total draw ratio was 2.8 times to obtain a drawn yarn.
- an ethylene-vinyl alcohol copolymer (EVOH) having an ethylene content of 44% was dissolved by heating in a 75% aqueous ethanol solution to obtain a solution having a concentration of 2.5% by weight.
- EVOH ethylene-vinyl alcohol copolymer
- the drawn yarn was immersed in the solution kept at 50 ° C. for 100 seconds, kept at 50 ° C. under ethanol saturated steam for 80 seconds, and then the solvent was dried for another 80 seconds.
- the obtained EVOH hydrophilized porous hollow fiber membrane had an inner diameter of 287 ⁇ m and a film thickness of 52 ⁇ m.
- the hollow fiber into which an epoxy group was introduced was immersed in a 28% aqueous ammonia solution and reacted at room temperature overnight. After completion of the reaction, it was washed with water to obtain a hollow fiber having a primary amino group introduced. It was found that the amount of amino group introduced was titrated with HCl to introduce about 0.03 ⁇ mol / cm 2 .
- heparin and 50 mg of sodium cyanoborohydride were put in a test tube, dissolved in 50 mL of PBS, and the hollow fiber into which an amino group was introduced was immersed and reacted at 40 ° C. for 3 days. After completion of the reaction, the reaction mixture was washed with saturated brine and water. In order to acetylate the remaining amino groups, the hollow fiber is placed in 36 mL of an AcONa aqueous solution (0.2 mol / L) containing 50% of methanol and cooled with ice. While cooling with ice, 18 mL of acetic anhydride was added dropwise, and the mixture was allowed to react with ultrasound for 30 minutes.
- reaction was carried out in a water bath (10 to 25 ° C.) for 30 minutes. After completion of the reaction, washing with water was performed and the same acetylation treatment was performed again. After completion of the reaction, washing with saturated saline, water and PBS was performed to obtain a heparin-immobilized hollow fiber. When the amount immobilized was measured by the amount of methylene blue adsorbed, it was immobilized at 17 ⁇ g / cm 2 (in terms of internal surface area).
- Production Example 2 Heparin Immobilization of Beads Using cellulose beads having an average particle diameter of 400 ⁇ m, heparin was immobilized on beads instead of hollow fibers in the same manner as in Production Example 1. When the amount immobilized was measured by the amount of methylene blue adsorbed, it was 10 mg / mL immobilized. When the above-mentioned heparin-immobilized beads were immersed in the plasma of an HCV patient, 90% of the HCV was removed.
- Module 1 Dialysis equipment A polyethersulfone hollow fiber for dialysis equipment is inserted into an acrylic resin housing pipe with an inner diameter of 200 ⁇ m, a film thickness of 40 ⁇ m, and a creatinine clearance capacity of 200 mL / min, and both ends are housing with an epoxy resin adhesive Fixed to the pipe. Further, blood inflow / outflow connectors were attached to both ends to obtain a hollow fiber module having an effective length of 15 cm and an effective filtration area of 285 cm 2 .
- Module 2 For filtration type hollow fiber
- the heparin-fixed hollow fiber produced in Production Example 1 was inserted into an acrylic resin housing pipe, and both ends were fixed to the housing pipe with an epoxy resin adhesive. Furthermore, blood inflow / outflow connectors were attached to both ends to produce a hollow fiber module having an effective length of 15 cm and an effective filtration area of 285 cm 2 .
- the heparin-immobilized hollow fiber produced in Production Example 1 was wound around an acrylic resin pipe having a hole in the side surface for external circulation type hollow fiber, and the outside was sealed with an acrylic resin housing.
- a blood inflow connector was attached to one side of the pipe, and the other side was filled with an epoxy resin adhesive so that blood did not leak.
- a hollow hole module having an outer surface area of 285 cm 2 was prepared by making a hole in one side of the housing and attaching a blood outflow connector.
- Example 1 Blood was collected from a healthy volunteer of filtration type, mixed with a blood preservation solution (CPD solution, citrate phosphate glucose solution) to prepare anticoagulated blood, and HCV patient plasma was added thereto to add virus. Blood for removal ability evaluation was used. Modules 1 and 2 were connected in series to the dialysis circuit. 150 mL of blood containing HCV was placed in a reservoir and heated to 37 ° C., and blood was circulated at a blood flow rate of 5.7 mL / min. At that time, plasma separation was performed by adjusting the plasma filtration flow rate in module 2 to 1.7 mL / min. After 240 minutes, the amount of virus in the reservoir was measured and 90% was removed.
- CPD solution citrate phosphate glucose solution
- Example 2 Blood was collected from a healthy volunteer with external circulation, mixed with a blood preservation solution (CPD solution, citrate phosphate glucose solution) to prepare anticoagulated blood, and HCV patient plasma was added thereto. Blood for virus removal ability evaluation was used. Modules 1 and 3 were connected in series to the dialysis circuit. 150 mL of blood containing HCV was placed in a reservoir and heated to 37 ° C., and blood was circulated at a blood flow rate of 5.7 mL / min. After 240 minutes, the amount of virus in the reservoir was measured and found to be 85% removed. During the test, there was no increase in TMP or the like due to clogging, nor was there any significant hemolysis. From this, it was clarified that the virus can be simultaneously removed while performing dialysis by connecting the hollow fiber membrane module on which the ligand is immobilized and the dialysis device in series.
- CPD solution citrate phosphate glucose solution
- Example 3 Blood was collected from a healthy volunteer with external circulation, mixed with a blood preservation solution (CPD solution, citrate phosphate glucose solution) to prepare anticoagulated blood, and HCV patient plasma was added thereto. Blood for virus removal ability evaluation was used. Modules 1 and 4 were connected in series to the dialysis circuit. 150 mL of blood containing HCV was placed in a reservoir and heated to 37 ° C., and blood was circulated at a blood flow rate of 5.7 mL / min. After 240 minutes, the amount of virus in the reservoir was measured and found to be 85% removed. During the test, there was no increase in TMP or the like due to clogging, nor was there any significant hemolysis. From this, it was clarified that the virus can be simultaneously removed while performing dialysis by connecting the hollow fiber membrane module on which the ligand is immobilized and the dialysis device in series.
- CPD solution citrate phosphate glucose solution
- Example 4 Blood was collected from a healthy volunteer with external circulation, mixed with a blood preservation solution (CPD solution, citrate phosphate glucose solution) to prepare anticoagulated blood, and HCV patient plasma was added thereto. Blood for virus removal ability evaluation was used. Modules 1 and 5 were connected in series to the dialysis circuit. 150 mL of blood containing HCV was placed in a reservoir and heated to 37 ° C., and blood was circulated at a blood flow rate of 5.7 mL / min. After 240 minutes, the amount of virus in the reservoir was measured and 90% was removed. During the test, there was no increase in TMP or the like due to clogging, nor was there any significant hemolysis. From this, it was clarified that the virus can be simultaneously removed while performing dialysis by connecting the bead module on which the ligand is immobilized and a dialysis device in series.
- CPD solution citrate phosphate glucose solution
- the polymer substrate of the present invention can be used for a virus removal instrument having a dialysis function.
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Abstract
本発明は、少なくとも透析機器とウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器から構成されるウイルス除去可能な透析装置であって、該ウイルス除去用高分子基材が、糖類が固定化された高分子支持体(A)から構成されるウイルス除去用高分子基材であることを特徴とするウイルス除去可能な透析装置に関する。また、該ウイルス除去用高分子基材が、水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)と、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が結合し、更にアミノ基を有する化合物(C)を介して糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材であるウイルス除去可能な透析装置に関する。
Description
本発明は、ウイルス除去可能な透析装置に関する。
国内の慢性血液透析患者は30万人弱(2011年)、年々増加しており2011年は前年に比し約6千人増加している。血液透析導入した患者の原疾患は、糖尿病性腎症、慢性糸球体腎炎が全体の60%強を占め、糖尿病性腎症が原疾患の1位となっている。透析患者の死亡原因は、心不全、脳血管障害、感染症、悪性腫瘍等で脳血管障害や心疾患での死亡が減少しつつあるが、感染症が増加傾向にある。透析期間は5年未満が約50%占める一方で透析歴が15年を超える患者も約15%存在する(非特許文献1)。
透析膜の開発は薄膜化、大孔径化、中・大分子溶質分離能化が進み、ハイパフォーマンスメンブレンの登場によりその性能は飛躍的に向上した。透析膜としては大別してセルロース系膜と合成高分子膜に分類される。前者は一過性の白血球減少、補体の活性化が見られ生体適合性が低いことから改質されたセルロース膜(再生セルロース膜:セルロースジアセテート、セルローストリアセテート)が開発された。
用いられる合成高分子膜としては、ポリスルホン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、エチレン・ビニルアルコール(EVAL)、ポリエステル系ポリマーアロイ(PEPA)、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリアクリロニトリル(PAN)があり、この中ではPS膜が最も使用されている。
PS膜は、ポリアリルエーテルとポリビニルピロリドンからなる合成材料であり、非対称膜構造になっていることから、小分子から大分子かけて広範囲の尿毒症物質を除去できる性能を有し、殊にβ2ミクログロブリンに対して高い除去性能を持つことから長期透析患者の関節痛等の軽減化に貢献している。
一方、血液透析患者のC型肝炎ウイルス(HCV)抗体陽性者は9.8%(2007年)であり、HCV抗体陽性化率(2006年から2007年への推移)は1.04%と非透析患者の0.002%に比べ極めて高い。HCV抗体陽性者の内75%(約2万人)はHCV-RNAが陽性である。HCV抗体陽性者の内、インターフェロン等の薬剤による治療施行率は、2%のみで殆どの患者が無治療の状態で透析を受けている。
一般の慣性C型肝炎患者の治療は、ペグインターフェロン(PEG-IFN)とリバビリン(抗ウイルス薬)の併用が一般的であるが、腎機能が低下している透析患者では、リバビリンは禁忌であることから、PEG-IFNを用いた単独療法が第一選択肢となる。一般慢性肝炎患者のPEG-IFN単独療法の治療終了後24週での血中HCV-RNA陰性化度(SVR)は、ジェノタイプ1b、高ウイルス量で大凡20%程であり、PEG-IFN・リバビリン併用療法(SVR:約50%)より低い。
血液透析患者の血中HCV量は非透析患者よりも比較的低く、肝硬変、肝がんに移行する割合が低いと報告されている(非特許文献2、4)。また透析前後で血中HCV量が一過性に低下し、透析膜の種類(再生セルロース、PMMA、PS等)により差異が見られること(非特許文献7)、また透析を継続することで体内(血中)のHCV量が低下するとの報告がある(非特許文献3、4、6)。低下の要因としては、ウイルスが透析膜上で破壊、吸着あるいは宿主の免疫側の変化によるものと推察されている。
このような背景から透析回路にウイルス除去器を組込み、積極的に血中からHCVを除去することができれば慢性血液透析患者のHCV駆除に貢献できる医療器具の開発に繋がると考えられる。具体的には、血液透析膜とウイルス除去器を連結して体外循環(血液浄化)を行い、透析とウイルス除去を同時に施行する。これらの2つの操作(動作)を併行化してできれば患者への負担が大きく軽減化されるものと考えられる。
一方、HCVに結合するリガンドとしてヘパリンが有効なことが知られている(非特許文献8)。よって、血球と血漿を分離することなく全血を通過させることのできる中空糸等の高分子支持体にヘパリンが固定化された基材や血球血漿分離膜の細孔内などにヘパリンを固定化した基材であればより簡便にHCVを除去できる可能性があり、患者への負担の少ないHCV除去モジュール等を提供できることが期待される。
ヘパリンが固定化された基材の形態には多孔質中空糸、不織布、ビーズが挙げられる。多孔質中空糸を用いた内部または外部循環型や不織布及びビーズの形態を最適化することで血液の滞留を抑え構成上血栓の形成が少ないモジュールを開発することが可能である。多孔質中空糸、不織布、ビーズにヘパリンを固定化する際、表面官能基の種類や固定化密度は基材材質によって異なり、各基材によって最適な方法を見出す必要がある。
また、糖類を有するウイルス吸着剤として、ヒト免疫不全ウイルス(以下HIV)に吸着作用を有する基材の報告がある。例えば、特許文献1には、主鎖にメチレン基を有する高分子基材に、エチレン性不飽和結合と糖鎖を有する重合性化合物、又は該重合性化合物を含む重合性組成物を接触させ、電離性放射線を照射するか、又は、前記高分子基材に電離放射線を照射した後、前記重合性化合物、又は該重合性化合物を含む重合性組成物を接触させて得られる、糖鎖を有するHIV吸着用高分子基材が記載されている。
図説わが国の慢性透析療法の現状 日本透析医学会(2011)
Okuda,K.etal.Lancet,347,909(1996)
Furusyo,N.et al.,Am.J.Gastroenterol.,95,490(2000)
Okuda,K.et al,W.J. Gastroenterol.,10, 2209(2004)
Ishida,H. et al, Artif.Organs,28,316,(2004)
平嶋昇,他.肝臓,48,112(2007)
小寺宏尚,他.透析会誌,43,55(2010)
Zahn,J.P.Allain,J.Gen.Virol.,86,677(2005)
本発明の課題は、上記背景技術を鑑み、肝炎慢性血液透析患者に対して透析とウイルス除去を同時に施行することができ、高率に体内(血中)のウイルスを除去することが可能な装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明者らは、透析機器と糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材とを組み合わせたウイルス除去可能な透析装置について詳細に検討を行った結果、本発明を完成させるに至った。
即ち、本発明は、少なくとも透析機器とウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器から構成されるウイルス除去可能な透析装置であって、
該ウイルス除去用高分子基材が、糖類が固定化された高分子支持体(A)から構成されるウイルス除去用高分子基材であることを特徴とするウイルス除去可能な透析装置に関する。
該ウイルス除去用高分子基材が、糖類が固定化された高分子支持体(A)から構成されるウイルス除去用高分子基材であることを特徴とするウイルス除去可能な透析装置に関する。
本発明によれば、肝炎慢性血液透析患者に対して透析とウイルス除去を同時に施行することができ、高率に体内(血中)のウイルスを除去することが可能な装置を提供することができる。
即ち、本発明は、
1.少なくとも透析機器とウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器から構成されるウイルス除去可能な透析装置であって、
該ウイルス除去用高分子基材が、糖類が固定化された高分子支持体(A)から構成されるウイルス除去用高分子基材であることを特徴とするウイルス除去可能な透析装置、
2.ウイルス除去用高分子基材が、水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)と、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が結合し、更にアミノ基を有する化合物(C)を介して糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材であることを特徴とする1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
3.水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)が、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体の部分けん化物、ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、ヒドロキシメタクリレート共重合体、酢酸セルロースの部分けん化物又はグリセリン誘導体で表面処理された中空糸である2に記載のウイルス除去可能な透析装置、
4.中空糸が、多孔性中空糸である3に記載のウイルス除去可能な透析装置、
5.中空糸が、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテンを基質とするものである4に記載のウイルス除去可能な透析装置、
6.多孔性中空糸の平均流量孔径が50~500nmの範囲である4又は5に記載のウイルス除去可能な透析装置、
7.多孔性中空糸の内径が150~500μmの範囲である4~6の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
8.多孔性中空糸の膜厚が30~100μmの範囲である4~7の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
9.多孔性中空糸の糖類の固定化量が1~100μg/cm2の範囲である4~8の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
10.水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が、エピクロロヒドリン、カルボン酸無水物、ジカルボン酸化合物、ジカルボン酸塩化物、ジイソシアネート、ジエポキシ化合物、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートである1~9の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
11.アミノ基を有する化合物(C)が、ポリアリルアミン、アンモニア、2-アミノエタノール、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、3,3’-ジアミノジプロピルアミン、ジエチレントリアミン、フェニレンジアミン、又はポリエチレンイミンである1~10の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
12.糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材が、
重合性化合物のグラフト重合反応により高分子支持体が表面処理されたウイルス除去用高分子基材であって、
重合性化合物が、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物、少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物及びアンモニアからなる群から選ばれるいずれか一種と反応し得る官能基を有する化合物であり、且つ、
糖類が、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物、少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物及びアンモニアからなる群から選ばれるいずれか一種との反応により形成される共有結合を介して重合性化合物により形成されるグラフト重合鎖と結合されたことを特徴とする1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
13.重合性化合物が、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートである12に記載のウイルス除去可能な透析装置、
14.高分子支持体が不織布である1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
15.高分子支持体がビーズである1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
16.糖類が、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸、デキストラン硫酸、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースである1~15の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
17.ウイルスが、B型又はC型肝炎ウイルスである1~16の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
18.不織布に糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材、
19.ビーズに糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材、
20.糖類が、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸、デキストラン硫酸、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースである18又は19に記載のウイルス除去用高分子基材、
21.ウイルスが、B型又はC型肝炎ウイルスである18~20の何れかに記載のウイルス除去用高分子基材。
1.少なくとも透析機器とウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器から構成されるウイルス除去可能な透析装置であって、
該ウイルス除去用高分子基材が、糖類が固定化された高分子支持体(A)から構成されるウイルス除去用高分子基材であることを特徴とするウイルス除去可能な透析装置、
2.ウイルス除去用高分子基材が、水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)と、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が結合し、更にアミノ基を有する化合物(C)を介して糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材であることを特徴とする1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
3.水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)が、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体の部分けん化物、ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、ヒドロキシメタクリレート共重合体、酢酸セルロースの部分けん化物又はグリセリン誘導体で表面処理された中空糸である2に記載のウイルス除去可能な透析装置、
4.中空糸が、多孔性中空糸である3に記載のウイルス除去可能な透析装置、
5.中空糸が、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテンを基質とするものである4に記載のウイルス除去可能な透析装置、
6.多孔性中空糸の平均流量孔径が50~500nmの範囲である4又は5に記載のウイルス除去可能な透析装置、
7.多孔性中空糸の内径が150~500μmの範囲である4~6の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
8.多孔性中空糸の膜厚が30~100μmの範囲である4~7の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
9.多孔性中空糸の糖類の固定化量が1~100μg/cm2の範囲である4~8の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
10.水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が、エピクロロヒドリン、カルボン酸無水物、ジカルボン酸化合物、ジカルボン酸塩化物、ジイソシアネート、ジエポキシ化合物、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートである1~9の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
11.アミノ基を有する化合物(C)が、ポリアリルアミン、アンモニア、2-アミノエタノール、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、3,3’-ジアミノジプロピルアミン、ジエチレントリアミン、フェニレンジアミン、又はポリエチレンイミンである1~10の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
12.糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材が、
重合性化合物のグラフト重合反応により高分子支持体が表面処理されたウイルス除去用高分子基材であって、
重合性化合物が、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物、少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物及びアンモニアからなる群から選ばれるいずれか一種と反応し得る官能基を有する化合物であり、且つ、
糖類が、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物、少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物及びアンモニアからなる群から選ばれるいずれか一種との反応により形成される共有結合を介して重合性化合物により形成されるグラフト重合鎖と結合されたことを特徴とする1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
13.重合性化合物が、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートである12に記載のウイルス除去可能な透析装置、
14.高分子支持体が不織布である1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
15.高分子支持体がビーズである1に記載のウイルス除去可能な透析装置、
16.糖類が、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸、デキストラン硫酸、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースである1~15の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
17.ウイルスが、B型又はC型肝炎ウイルスである1~16の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置、
18.不織布に糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材、
19.ビーズに糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材、
20.糖類が、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸、デキストラン硫酸、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースである18又は19に記載のウイルス除去用高分子基材、
21.ウイルスが、B型又はC型肝炎ウイルスである18~20の何れかに記載のウイルス除去用高分子基材。
以下、詳細に本発明を説明する。
・透析機器
本発明で用いられる透析機器は公知慣用の透析機器を制限なく用いることができ、好ましい透析機器としては、腎臓の機能を人工的に代替することが可能な通常用いられる血液透析療法に用いられる機器を挙げることができる。これらの機器は、腎不全に陥った患者が尿毒症になるのを防止するために、外的手段で血液の老廃物除去、電荷質維持、水分量維持を行うために用いられるものであり、血液透析、腹膜透析、血液ろ過、血液透析ろ過、アフェレーシス等の療法に用いられる機器を挙げることができる。
・透析機器
本発明で用いられる透析機器は公知慣用の透析機器を制限なく用いることができ、好ましい透析機器としては、腎臓の機能を人工的に代替することが可能な通常用いられる血液透析療法に用いられる機器を挙げることができる。これらの機器は、腎不全に陥った患者が尿毒症になるのを防止するために、外的手段で血液の老廃物除去、電荷質維持、水分量維持を行うために用いられるものであり、血液透析、腹膜透析、血液ろ過、血液透析ろ過、アフェレーシス等の療法に用いられる機器を挙げることができる。
・高分子支持体(A)
本発明に用いる高分子支持体(A)は、血液適合性の高いものであれば種々のものを用いることができるが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スルホン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、エーテル系樹脂又はセルロース混合エステル等が挙げられ、より具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテン等で構成されるものを挙げることができる。
本発明では、水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体を好ましく用いることができ、公知の方法で水酸基を有する高分子材で表面処理したものや水酸基を含有する樹脂を公知の方法で予め混練された樹脂を挙げることができる。
本発明に用いる高分子支持体(A)は、血液適合性の高いものであれば種々のものを用いることができるが、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スルホン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、エーテル系樹脂又はセルロース混合エステル等が挙げられ、より具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテン等で構成されるものを挙げることができる。
本発明では、水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体を好ましく用いることができ、公知の方法で水酸基を有する高分子材で表面処理したものや水酸基を含有する樹脂を公知の方法で予め混練された樹脂を挙げることができる。
高分子支持体(A)の形状には特に限定はなく、中空糸、不織布、ビーズなど種々の形態のものとして用いることができる。体外循環への適用時には形状を最適化させることで滞留部において血栓の発生が少ない基材、器具の作製が可能である。
このような高分子支持体(A)として多孔性中空糸を用いる場合は、その原料として、例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スルホン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、エーテル系樹脂又はセルロース混合エステル等が挙げられ、より具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテン等で構成されるものを公知の方法で水酸基を有する高分子材で表面処理したものや水酸基を含有する樹脂を公知の方法で予め混練された樹脂を例示できる。
多孔性中空糸は、使用目的に応じて、公知慣用の方法で製造すれば良い。ポリオレフィン中空糸の場合は、紡出糸をアニール処理、冷延伸、熱延伸、熱固定を行うことでさまざまな細孔径、孔径分布を有したものが調製可能である。
多孔性中空糸を用いた場合には、ウイルスを含む液を中空糸の有する孔内を通じることにより、効率的にウイルスを除去することができる。体外循環時に血液を処理する場合を考えると、全血を孔内で処理出来ることが簡便で望ましいが、滞留の問題や細孔内に直接血球が接するために高い生体適合性を要求されることが課題として挙げられる。
多孔性中空糸を用いた場合には、ウイルスを含む液を中空糸の有する孔内を通じることにより、効率的にウイルスを除去することができる。体外循環時に血液を処理する場合を考えると、全血を孔内で処理出来ることが簡便で望ましいが、滞留の問題や細孔内に直接血球が接するために高い生体適合性を要求されることが課題として挙げられる。
一方、血球と血漿成分を分離し、血漿成分だけを孔内に通過させ、血漿からウイルスを除去する方法が挙げられる。その場合は中空糸の有する孔を通過した液と孔を通過しなかった液とが生成する。ウイルスを含む液中のウイルスの除去率の検討から、中空糸の孔を通過した液中のウイルスの除去率は好成績であり、また、血液中の有用な成分であるアルブミンは除去しないことが明らかとなった。また、中空糸の孔を通過しなかった液すなわち内表面や内表面近傍の細孔のみに接触した液中のウイルス除去率は、中空糸の孔を通過した液中のウイルス除去率よりも低く、ウイルス除去の多くは、多孔性中空糸の孔を通過する際に起こっていることが示唆された。
ここで、孔を通過するとは、中空糸の内表面から外表面側に、もしくは外表面から内表面側に液が通り抜ける状態をさす。
ここで、孔を通過するとは、中空糸の内表面から外表面側に、もしくは外表面から内表面側に液が通り抜ける状態をさす。
用いられる多孔性中空糸の細孔径は、上記のウイルスを効率的に除去させうる孔径のものであれば、特に制限はない。例えば、体外循環で血漿中からウイルスを効率的に除去する場合は、以下のように設計する必要がある。血球と血漿を分離し、血漿中からウイルスを除去する場合、血漿分離膜としての機能を有する必要がある。したがって、血球成分や血小板が細孔内に入らないように平均流量孔径として500nm以下があることが望ましい。更に、血漿中のタンパク成分の透過性が落ちないように設計する必要があるために、平均流量孔径として50nm以上が望ましい。
したがって、血漿分離膜としての機能を有するためには、平均流量孔径としては50~500nmに設計する必要がある。本発明では、血液から分離した血漿中から効率的にウイルスを除去する特徴を有するため、ウイルスの除去を想定した場合、ウイルスの大きさによって最適な細孔径が異なる。C型肝炎ウイルスの場合を例に挙げると、好ましい細孔径は80~250nm、更に好ましくは100~180nmとなる。また、比較的大きいヒト免疫不全ウイルスの場合などは、好ましい細孔径が100~250nm、更に好ましくは120~200nmとなる。
用いられる多孔性中空糸の内径は、上記のウイルスを効率的に除去させうる内径のものであれば、特に制限はない。例えば、体外循環で中空糸を用いる場合は、以下のように設計する必要がある。
人間から取り出して循環させられる血液量は限られているため、循環モジュール等のサイズは過度に大きくすることはできない。内径が大きい場合は、モジュールに入れられる糸の本数が少なくなるため接触面積が減少してしまうことや線速が劣って血液が滞留してしまう恐れがある。
人間から取り出して循環させられる血液量は限られているため、循環モジュール等のサイズは過度に大きくすることはできない。内径が大きい場合は、モジュールに入れられる糸の本数が少なくなるため接触面積が減少してしまうことや線速が劣って血液が滞留してしまう恐れがある。
一方、内径が小さくなりすぎる場合は、血球成分が詰まりやすくなることが考えられる。それらの点を考慮した場合、内径は150~500μmが好ましく、更に好ましくは160~400μm、更に好ましくは170~350μmとなる。
用いられる多孔性中空糸の膜厚は、上記のウイルスを効率的に除去させうる膜厚のものであれば、特に制限はない。例えば、体外循環で血漿中からウイルスを効率的に除去する場合などは血漿分離性能、接触面積、中空糸の機械強度等を考慮して、30~100μmが好ましく、更に好ましくは35~80μm、更に好ましくは40~60μmとなる。
用いられる多孔性中空糸の膜厚は、上記のウイルスを効率的に除去させうる膜厚のものであれば、特に制限はない。例えば、体外循環で血漿中からウイルスを効率的に除去する場合などは血漿分離性能、接触面積、中空糸の機械強度等を考慮して、30~100μmが好ましく、更に好ましくは35~80μm、更に好ましくは40~60μmとなる。
更に、中空糸外部に、ウイルスを捕捉し除去させる機能を有する他の基材を組み合わせることで、ウイルスの除去率の向上を図ることも可能である。このような他の基材としては、ウイルスを捕捉し除去させる機能を有するものであれば特に制限はないが、例えば、糖鎖固定化ゲルや糖鎖固定化不織布等を挙げることができる。
高分子支持体(A)として不織布を用いる場合は、血液適合性の高いものであれば種々のものを原料として用いることが出来る。例えば、オレフィン系樹脂、スチレン系樹脂、スルホン系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、エステル系樹脂、エーテル系樹脂又はセルロース混合エステル等が挙げられる。より具体的にはポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、無水マレイン酸重合体、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテン等で構成されるものを挙げることができる。
また、これらの樹脂は単独でも良いが、数種類混合されたものを用いることもできる。これらの樹脂を公知慣用の方法で水酸基を有する高分子材で処理したものやグラフト重合等により処理したものを例示できる。また、樹脂原料にすでに水酸基を有している場合は処理することなくそのまま使用することも可能である。さらに、原料、処理用高分子材や重合性化合物に水酸基以外の官能基(たとえばカルボキシル基やエポキシ基)を有している場合は、それらの官能基を使って糖類を固定化することも可能である。
繊維径は0.01μm~100μmの範囲で適宜最適化すれば良い。血液等を不織布に通液する場合は、血球成分が通るよう設計しなければいけない。そのため、0.1um以上は必要となる。また、繊維径が過度に大きいと表面積が不足することが考えられることや血球成分の透過性を考慮した場合は、繊維径としては0.1μm~20μmが望ましい。繊維径が細く透過性が悪い場合は、血球成分が通るような後処理を行っても良い。血液を不織布に通液させず、不織布表面に接触させる場合は、特に制限はない。
目付けは、1~200g/m2の範囲であれば特に制限はない。目付けが増えるにつれ液体の透過性は悪くなることが考えられるため、目的に応じて適宜最適化すればよい。
厚みは、10~10000μmの間で適宜選択すればよく、装置構成や液体透過性能によって最適なものを選択すればよい。
目付けは、1~200g/m2の範囲であれば特に制限はない。目付けが増えるにつれ液体の透過性は悪くなることが考えられるため、目的に応じて適宜最適化すればよい。
厚みは、10~10000μmの間で適宜選択すればよく、装置構成や液体透過性能によって最適なものを選択すればよい。
高分子支持体(A)としてビーズを用いる場合は、セルロース、アガロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシエチルアガロース、デキストラン、デンプンといった水酸基を有する多糖の多孔ゲルや、水酸基を有する(メタ)アクリル系モノマーと多官能(メタ)アクリル系モノマーとの共重合物、ポリビニルアルコールといった合成高分子多孔ゲルなどの公知各種のゲルを用いることが可能である。ビーズの平均粒径としては、200um~2000umの範囲が好ましい。
・高分子支持体(A)に含まれる水酸基を有する高分子材
本発明で使用が可能な水酸基を有する高分子材としては、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体の部分けん化物、ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体などのビニルアルコール共重合体を含んだもの、ヒドロキシメタクリレート共重合体を含んだもの、酢酸セルロースの部分けん化物又はグリセリン誘導体を例示することができる。ただし、例示したもの以外にも、水酸基を有する樹脂であれば特に制限はない。
本発明で使用が可能な水酸基を有する高分子材としては、例えば、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体の部分けん化物、ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体などのビニルアルコール共重合体を含んだもの、ヒドロキシメタクリレート共重合体を含んだもの、酢酸セルロースの部分けん化物又はグリセリン誘導体を例示することができる。ただし、例示したもの以外にも、水酸基を有する樹脂であれば特に制限はない。
水酸基を有する高分子材での表面処理は、公知慣用の方法で行うことができ、例えば多孔化されたポリオレフィンを、水酸基を有する高分子材を溶解させた溶液中に浸漬し、引き上げた後乾燥する等を好ましい方法として挙げることができる。中でもエチレン-ビニルアルコール共重合体は、特開昭61-271003などにもあるように、ポリオレフィン多孔中空糸を簡便に親水化することができる点で好ましい。もしくは、予めポリオレフィン等と水酸基を有する高分子材を混合させたものを多孔化する手法を用いることも可能である。
・水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)
本発明で使用される水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)は、表面処理された高分子支持体(A)の表面に存在する水酸基と反応しえる基を有し、固定化後にアミノ基と容易に反応する官能基などを有していれば特に制限はない。例えば、エピクロロヒドリン、カルボン酸無水物、ジカルボン酸、ジカルボン酸塩化物、ジイソシアネート、ジエポキシ化合物等の化合物が挙げられる。基材にグラフト重合できる化合物として、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート、無水マレイン酸等が挙げられる。
本発明で使用される水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)は、表面処理された高分子支持体(A)の表面に存在する水酸基と反応しえる基を有し、固定化後にアミノ基と容易に反応する官能基などを有していれば特に制限はない。例えば、エピクロロヒドリン、カルボン酸無水物、ジカルボン酸、ジカルボン酸塩化物、ジイソシアネート、ジエポキシ化合物等の化合物が挙げられる。基材にグラフト重合できる化合物として、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート、無水マレイン酸等が挙げられる。
高分子支持体(A)の表面に存在する水酸基に、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)を反応させて固定化する場合は、例えば公知慣用の水酸基とエポキシ基との反応、水酸基とカルボキシ基との反応、水酸基とカルボン酸無水物との反応、水酸基とイソシアネートとの反応に用いる条件等で行うことができる。
また、エチレン性不飽和基を有する化合物をグラフト重合させる場合には、水酸基を有する高分子材にラジカルを生成させることによるグラフト重合反応により、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート、又は無水マレイン酸等を固定化することが可能である。
ラジカルを生成させる方法としては、セルロースやポリビニルアルコール等の水酸基を有する高分子材のラジカル重合開始剤に広く用いられている硝酸二アンモニウムセリウム等の試薬を用いる方法を挙げることが出来る。
また、エチレン性不飽和基を有する化合物をグラフト重合させる場合には、水酸基を有する高分子材にラジカルを生成させることによるグラフト重合反応により、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート、(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネート、又は無水マレイン酸等を固定化することが可能である。
ラジカルを生成させる方法としては、セルロースやポリビニルアルコール等の水酸基を有する高分子材のラジカル重合開始剤に広く用いられている硝酸二アンモニウムセリウム等の試薬を用いる方法を挙げることが出来る。
なお、高分子支持体(A)の形状が中空糸であり、該中空糸へ水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)を固定化する場合には、実施形態に応じて糸の内面、外面のどちらか又は両方に固定化することができる。例えば中空糸内表面に血液を灌流させる時は、中空糸内表面に水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)を接触させて固定化すれば良く、逆に、外部灌流させる時には、中空糸外表面に水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)を接触させれば良い。糸の細孔内も含めて内外表面に固定化したい場合は、糸を束ねて反応溶液に浸漬してもよいし、モジュールとして組み立ててから反応溶液を循環させる方法などが挙げられる。
・アミノ基を有する化合物(C)
本発明で使用されるアミノ基を有する化合物(C)は、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)と反応し、糖類を簡便に固定化できるアミノ基が残存するものであれば特に制限はない。このような化合物(C)としては、例えば、ポリアリルアミン、アンモニア、2-アミノエタノール、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、3,3’-ジアミノジプロピルアミン、ジエチレントリアミン、フェニレンジアミン又はポリエチレンイミン等のアミン類を挙げることができる。化合物(C)のアミノ基は、必要に応じてアミノ基に用いられる公知慣用の保護基を有していてもよい。使用される保護基としては、例えばt-ブチルカーバメート(Boc基)、ベンジルカーバメート等を挙げることができる。脱保護も公知慣用の方法を用いればよい。
化合部(C)と水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)との反応は、公知慣用のアミノ基とエポキシ基との反応、アミノ基とカルボキシ基との反応、アミノ基とカルボン酸無水物との反応、アミノ基とイソシアネートとの反応に用いる条件で適宜行うことができる。
本発明で使用されるアミノ基を有する化合物(C)は、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)と反応し、糖類を簡便に固定化できるアミノ基が残存するものであれば特に制限はない。このような化合物(C)としては、例えば、ポリアリルアミン、アンモニア、2-アミノエタノール、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、3,3’-ジアミノジプロピルアミン、ジエチレントリアミン、フェニレンジアミン又はポリエチレンイミン等のアミン類を挙げることができる。化合物(C)のアミノ基は、必要に応じてアミノ基に用いられる公知慣用の保護基を有していてもよい。使用される保護基としては、例えばt-ブチルカーバメート(Boc基)、ベンジルカーバメート等を挙げることができる。脱保護も公知慣用の方法を用いればよい。
化合部(C)と水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)との反応は、公知慣用のアミノ基とエポキシ基との反応、アミノ基とカルボキシ基との反応、アミノ基とカルボン酸無水物との反応、アミノ基とイソシアネートとの反応に用いる条件で適宜行うことができる。
・糖類
本発明で使用される糖類は、ウイルスを吸着等の作用によって効率的に捕捉し、ウイルスを含む液からウイルスを除去することのできるのであれば、特に制限はない。このような糖類としては、例えば、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸(イオウ含量3~6%のものが好ましい)、デキストラン硫酸(イオウ含量15~20%のものが好ましい)、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。
本発明で使用される糖類は、ウイルスを吸着等の作用によって効率的に捕捉し、ウイルスを含む液からウイルスを除去することのできるのであれば、特に制限はない。このような糖類としては、例えば、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸(イオウ含量3~6%のものが好ましい)、デキストラン硫酸(イオウ含量15~20%のものが好ましい)、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、カルボキシメチルセルロース等を挙げることができる。
ヘパリンは、通常公知のものを制限なく使用することができる。ヘパリンは、小腸、筋肉、肺、脾や肥満細胞など体内で幅広く存在し、化学的にはグリコサミノグリカンであるヘパラン硫酸の一種であり、β-D-グルクロン酸、或いはα-L-イズロン酸とD-グルコサミンが1,4-結合により重合した高分子であって、ヘパラン硫酸と比べて硫酸化の度合いが特に高いという特徴を有する。
また、ヘパリンの平均分子量についても特に制限はないが、平均分子量が大きい場合には化合物(C)との反応性が低くなる為、ヘパリンの固定化の効率が悪いと考えられる。従って、ヘパリンの分子量は、概ね、500から500,000ダルトン、より好ましくは1,200から50,000ダルトン、更に好ましくは5,000~30,000ダルトンであることが好ましい。
また、ヘパリンの平均分子量についても特に制限はないが、平均分子量が大きい場合には化合物(C)との反応性が低くなる為、ヘパリンの固定化の効率が悪いと考えられる。従って、ヘパリンの分子量は、概ね、500から500,000ダルトン、より好ましくは1,200から50,000ダルトン、更に好ましくは5,000~30,000ダルトンであることが好ましい。
本発明で用いられるヘパリン誘導体としては、上記ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、上記ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、又はヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体を好ましく用いることができる。
ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体を合成する場合には、例えば、上記ヘパリンのアルカリ塩類をイオン交換樹脂(H+)等に通じ、アミン類と処理することによりヘパリンアミン塩を調製する。その後に、硫酸化剤で処理して目的とするヘパリン誘導体とすることができる。硫酸化剤としては、公知慣用のSO3・ピリジン等が好ましい。
ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体を合成する場合には、例えば、ヘパリンのN-アセチル基をヒドラジン等で脱アセチル化した後に、硫酸化剤で処理して目的とするヘパリン誘導体とすることができる。硫酸化剤としては、公知慣用のSO3・NMe3等が好ましい。
ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体を合成する場合には、例えば、ヘパリンのピリジニウム塩を調製後、窒素原子上の硫酸基のみを脱硫酸化し、公知慣用の方法でN-アセチル化すればよい。
また、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸(イオウ含量3~6%)、デキストラン硫酸(イオウ含量15~20%)、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースは公知慣用の化合物を用いることができる。
デキストラン硫酸の硫酸化度は、高硫酸化度(イオウ含量15~20%)であっても、低硫酸化度(イオウ含量3~6%)であっても良く、公知慣用の方法で得られるものであれば、特に硫酸化度に制限はない。
ヘパリン類似物質は、一般に日本薬局方外医薬品成分規格等に収載されている硫酸化多糖類を指すものである。しかし、公知慣用の抽出方法や調製方法で得られるものであれば、日本薬局方外医薬品成分規格に収載されているものに限定されるものではない。
ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体を合成する場合には、例えば、ヘパリンのピリジニウム塩を調製後、窒素原子上の硫酸基のみを脱硫酸化し、公知慣用の方法でN-アセチル化すればよい。
また、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸(イオウ含量3~6%)、デキストラン硫酸(イオウ含量15~20%)、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースは公知慣用の化合物を用いることができる。
デキストラン硫酸の硫酸化度は、高硫酸化度(イオウ含量15~20%)であっても、低硫酸化度(イオウ含量3~6%)であっても良く、公知慣用の方法で得られるものであれば、特に硫酸化度に制限はない。
ヘパリン類似物質は、一般に日本薬局方外医薬品成分規格等に収載されている硫酸化多糖類を指すものである。しかし、公知慣用の抽出方法や調製方法で得られるものであれば、日本薬局方外医薬品成分規格に収載されているものに限定されるものではない。
アミノ基を有する化合物(C)を介して糖類が固定化されるためには、化合物(C)と糖類が共有結合により結合されることが必要である。このような結合は公知慣用の反応を適宜行うことにより形成することができる。
糖類の固定化に好ましい反応として、アミド化反応もしくは還元アミノ化反応を挙げることができる。アミド化方法は、例えば、活性エステルによるアミド化、縮合剤によるアミド化、これらの併用、混合酸無水物法、アジド法、酸化還元法、DPPA法、ウッドワード法など、ペプチド合成などで用いられている公知慣用のアミド化反応を適宜行えばよい。還元アミノ化反応は、化合物(C)のアミノ基と糖類の還元末端を反応させる公知慣用の方法を用いればよい。
糖類の固定化に好ましい反応として、アミド化反応もしくは還元アミノ化反応を挙げることができる。アミド化方法は、例えば、活性エステルによるアミド化、縮合剤によるアミド化、これらの併用、混合酸無水物法、アジド法、酸化還元法、DPPA法、ウッドワード法など、ペプチド合成などで用いられている公知慣用のアミド化反応を適宜行えばよい。還元アミノ化反応は、化合物(C)のアミノ基と糖類の還元末端を反応させる公知慣用の方法を用いればよい。
活性エステルによるアミド化としては、例えば、NHS(N-ヒドロキシスクシンイミド)、ニトロフェノール、ペンタフルオロフェノール、DMAP(4-ジメチルアミノピリジン)、HOBT(1-ヒドロキシベンゾトリアゾール)、HOAT(ヒドロキシアザベンゾトリアゾール)等を用いて、脱離能の高い基をカルボキシ基と一旦縮合させた活性エステルを形成させておき、これにアミノ基を反応させる方法が挙げられる。縮合剤によるアミド化は、それ単独で用いても良いが、上記活性エステルと併用することができる。縮合剤としては、EDC(1-(3-ジメチルアミノプロピル-3-エチル-カルボジイミドヒドロクロライド)、HONB(エンド-N-ヒドロキシ-5-ノルボルネン-2,3-ジカルボキサミド)、DCC(ジシクロヘキシルカルボジイミド)、BOP(ベンゾトリアゾール-1-イルオキシトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウムヘキサフルオロホスフェート)、HBTU(O-ベンゾトリアゾール-1-イル-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムヘキサフルオロホスフェート)、TBTU(O-ベンゾトリアゾール-1-イル-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート)、HOBt(1-ヒドロキシベンゾトリアゾール)、HOOBt(3,4-ジヒドロ-3-ヒドロキシ-4-オキソ-1,2,3-ベンゾトリアジン)、ジ-p-トリオイルカルボジイミド、DIC(ジイソプロピルカルボジイミド)、BDP(1-ベンゾトリアゾールジエチルホスフェート-1-シクロヘキシル-3-(2-モルホリニルエチル)カルボジイミド)、フッ化シアヌル、塩化シアヌル、TFFH(テトラメチルフルオロホルムアミジニウムヘキサフルオロホスホスフェート)、DPPA(ジフェニルホスホラジデート)、TSTU(O-(N-スクシニミジル)-N,N,N’,N’-テトラメチルウロニウムテトラフルオロボレート)、HATU(N-[(ジメチルアミノ)-1-H-1,2,3-トリアゾロ[4,5,6]-ピリジン-1-イルメチレン]-N-メチルメタンアミニウム・ヘキサフルオロホスフェート・N-オキシド)、BOP-Cl(ビス(2-オキソ-3-オキサゾリジニル)ホスフィンクロライド)、PyBOP((1-H-1,2,3-ベンゾトリアゾール-1-イルオキシ)-トリス(ピロリジノ)ホスホニウム・テトラフルオロホスフェート)、BrOP(ブロモトリス(ジメチルアミノ)ホスホニウム・ヘキサフルオロホスフェート)、DEPBT(3-(ジエトキシホスホリルオキシ)-1,2,3-ベンゾトリアジン-4(3H)-オン)、PyBrOP(ブロモトリス(ピロリジノ)ホスホニウム・ヘキサフルオロホスフェート)などが挙げられる。
これらのアミド化方法において利用できる溶媒としては、水及びペプチド合成に用いられる有機溶媒を使用することができ、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘキサホスホロアミド、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル等、更にはこれらの混合溶媒やこれらを含む水溶液が挙げられる。
糖類は、アミノ基を有する化合物(C)を介して固定化する以外にも、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)を介して固定化することも可能である。使用目的、反応条件や設備等に応じて適宜選択すればよい。
また、糖類の固定化量は、ウイルスを効率的に除去出来れば特に制限はない。ただし、体外循環時は、生体適合性が重要になるため、血漿タンパクの吸着や補体の活性化などが起きないよう調整する必要がある。その際には、アミノ基を有する化合物(C)の導入量を調整する方法や糖類を固定化する反応条件を変える方法等で固定化量を調整することが可能である。検討した結果、1~100μg/cm2、好ましくは2~80μg/cm2、更に好ましくは3~70μg/cm2にすればよい。
また、糖類の固定化量は、ウイルスを効率的に除去出来れば特に制限はない。ただし、体外循環時は、生体適合性が重要になるため、血漿タンパクの吸着や補体の活性化などが起きないよう調整する必要がある。その際には、アミノ基を有する化合物(C)の導入量を調整する方法や糖類を固定化する反応条件を変える方法等で固定化量を調整することが可能である。検討した結果、1~100μg/cm2、好ましくは2~80μg/cm2、更に好ましくは3~70μg/cm2にすればよい。
本発明のウイルス除去機器は、以下の重合性化合物のグラフト重合反応によっても作製することができる。
本発明では、前記多孔性高分子支持体に電離放射線を照射して発生させたラジカルにより、重合性化合物が有するエチレン性不飽和基を多孔性高分子支持体にグラフト重合させる。グラフト重合に際して用いる電離放射線源としては、公知慣用のα線、β線、γ線、加速電子線、X線等があげられ、実用的にはγ線、加速電子線が望ましい。
本発明では、前記多孔性高分子支持体に電離放射線を照射して発生させたラジカルにより、重合性化合物が有するエチレン性不飽和基を多孔性高分子支持体にグラフト重合させる。グラフト重合に際して用いる電離放射線源としては、公知慣用のα線、β線、γ線、加速電子線、X線等があげられ、実用的にはγ線、加速電子線が望ましい。
グラフト重合法は前記多孔性高分子支持体と重合性化合物とを接触させて電離放射線を照射する同時照射グラフト重合法と、多孔性高分子支持体を予め照射した後重合性化合物と接触させる前照射グラフト重合法のいずれでも可能であり、目的に合わせて選択できる。本発明では、重合性化合物は、グラフト重合反応により、多孔性高分子支持体表面上にグラフト重合鎖を形成しえる。
本発明に用いる電離放射線を用いたグラフト重合法において、照射線量や加速電圧は多孔性高分子支持体によって異なるため一概には範囲を決めることができず、多孔性高分子支持体の素材、形態、厚み等を考慮し適宜調整することが必要である。例えば、照射量が多いと帯電による絶縁破壊が発生し、照射量が少ないと重合反応が進行しない。このため、多孔性高分子支持体の材質や形態等を考慮し、帯電による絶縁破壊が発生せず、かつ重合反応が充分に進む照射量を適宜調整すればよい。また、加速電圧は透過性に関係し、多孔性高分子支持体の厚みによって異なる。フィルム等の薄い形態の場合、加速電圧は一般には小さくて済み、多孔性高分子支持体の形態によって選択すればよい。
例えば、多孔性高分子支持体がポリエチレンからなる厚さ10(μm)~100(μm)の中空糸の場合においては、10(kGy)以上、300(kGy)以下であり、更に望ましくは90(kGy)以下であればよく、加速電圧は適宜選択することができる。
例えば、多孔性高分子支持体がポリエチレンからなる厚さ10(μm)~100(μm)の中空糸の場合においては、10(kGy)以上、300(kGy)以下であり、更に望ましくは90(kGy)以下であればよく、加速電圧は適宜選択することができる。
前記接触工程と前記電離放射線照射工程の順に特に限定はない。
例えば、前記多孔性高分子支持体に重合性化合物又は該重合性化合物を含む重合性組成物を接触させた後、この状態で電離放射線を照射する工程をこの順で行っても良いし、逆に、前記多孔性高分子支持体に電離放射線を先に照射し、その後該多孔性高分子支持体に重合性化合物又は該重合性化合物を含む重合性組成物を接触させる工程をこの順で行ってもよい。
例えば、前記多孔性高分子支持体に重合性化合物又は該重合性化合物を含む重合性組成物を接触させた後、この状態で電離放射線を照射する工程をこの順で行っても良いし、逆に、前記多孔性高分子支持体に電離放射線を先に照射し、その後該多孔性高分子支持体に重合性化合物又は該重合性化合物を含む重合性組成物を接触させる工程をこの順で行ってもよい。
前記照射グラフト重合において、照射後の基材中のラジカルは温度の上昇、酸素との接触によって速やかに不活化される。従って、照射後は十分に酸素を除いた状態で低温にて貯蔵し、速やかに固定化を行うことが好ましい。また前記の理由から、固定化においては脱酸素下、又は不活性ガス下で実施することが望ましい。重合後の多孔性高分子支持体(B)は、溶媒による洗浄等の方法で未反応の重合性化合物を除去すればよい。
水酸基若しくはアミノ基を有する化合物と重合性化合物との結合反応に特に制限はなく、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物と重合性化合物とが共有結合をなし得るものであればよい。
例えば、重合性化合物として(メタ)アクリル酸を用いた場合には、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と結合し得る官能基であるアミノ基を有する化合物が好ましい。この結合様式の場合には、(メタ)アクリル酸と、アミノ基を有する化合物とのアミド化反応を行う。
水酸基若しくはアミノ基を有する化合物と重合性化合物との結合反応に特に制限はなく、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物と重合性化合物とが共有結合をなし得るものであればよい。
例えば、重合性化合物として(メタ)アクリル酸を用いた場合には、(メタ)アクリル酸のカルボキシル基と結合し得る官能基であるアミノ基を有する化合物が好ましい。この結合様式の場合には、(メタ)アクリル酸と、アミノ基を有する化合物とのアミド化反応を行う。
アミド化反応の方法は、例えば、活性エステルによるアミド化、縮合剤によるアミド化、これらの併用、混合酸無水物法、アジド法、酸化還元法、DPPA法、ウッドワード法等、ペプチド合成で用いられている公知慣用のアミド化反応を適宜行えばよい。
活性エステルによるアミド化としては、例えば、上記の方法により行うことができる。
活性エステルによるアミド化としては、例えば、上記の方法により行うことができる。
このうち、(メタ)アクリル酸のカルボキシ基を一旦、NHS化した後に、化合物(C)のアミノ基と反応させアミド化する方法が好ましい。
これらのアミド化方法において利用できる溶媒としては、水及びペプチド合成に用いられる有機溶媒を使用することができ、例えばジメチルホルムアミド(DMF)、ジメチルスルホキシド(DMSO)、ヘキサホスホロアミド、ジオキサン、テトラヒドロフラン(THF)、酢酸エチル等、更にはこれらの混合溶媒やこれらを含む水溶液が挙げられる。
カルボキシ基への活性化エステル残基導入割合は、用いる活性化剤の種類や、試薬の使用量に依存する。一般的に、溶液中での反応と比較し、重合性化合物から得られる重合体が結合されていることで、反応性が落ちる為、導入量を上げる為には反応試薬をかなり過剰量用いる必要があると考えられる。従って、多孔性高分子支持体に重合せしめた(メタ)アクリル酸のカルボキシ基に対する活性化剤と縮合剤反応試薬の量比は一概には規定できないが、カルボキシル基に活性エステル基を等量的に導入するためには、概ねモル比で、1から10程度用いることが望ましい。更に、反応試薬の過剰量を調整することで、活性エステル基の導入割合を0.01から100%の範囲で、任意に調整することが可能である。
重合性化合物として、グリシジル(メタ)アクリレートを用いた場合には、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物の水酸基或いはアミノ基と、重合性化合物の有するグリシジル基と反応させることにより結合することができる。反応条件は、通常の水酸基若しくはアミノ基とグリシジル基の反応で使用される溶媒、反応温度、反応時間を挙げることができる。好ましい条件の一例として、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物が溶液の場合には、直接使用しても良く、溶媒を使用する場合には、多孔性高分子支持体を溶解又は膨潤させない溶媒で、より好ましくは、多孔性高分子支持体を溶解及び膨潤せずに重合性化合物の重合物を溶解できる溶媒が使用でき、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物の濃度は任意に選択することができ、好ましくは、重量濃度0.1~50%の濃度に調製して使用できる。
反応温度は、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物や溶媒が気化しない温度から選択でき、好ましくは0~70℃、より好ましくは、20~60℃である。反応時間は、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物の種類、濃度、及び反応温度によりことになるが、反応溶液中の水酸基若しくはアミノ基を有する化合物の含有量をガスクロマトグラフ、液体クロマトグラフ、滴定等でモニターしながら、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物が消費されなくなるまで行うことが好ましい。一般的には、30分から12時間で完結することができるが、これらに限定されず、適宜選択して反応条件を設定することができる。
重合性化合物として、(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートを用いた場合には、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物の水酸基若しくはアミノ基と、重合性化合物の有するイソシアネート基と反応させることにより結合することができる。反応条件は、通常の水酸基若しくはアミノ基とイソシアネート基の反応で使用される溶媒、反応温度、反応時間を挙げることができる。好ましい条件の一例として、溶媒として、酢酸エチルやアセトニトリル等、多孔性高分子支持体を溶解及び膨潤せず、イソシアネートと反応しない溶媒から適宜選択することができる。反応濃度は任意に選択することが可能であり、具体的には重量濃度で0.5~15%から選択することができる。反応温度はイソシアネートとの反応が発熱反応であることから、0~50℃が好ましい。反応時間は、2~24時間を挙げることができるが、これらに限定されず、適宜選択して反応条件を設定することができる。
本発明の透析装置で透析の対象とする試料は、ウイルス及び腎疾患により血液中に排出される尿毒症を引き起こす毒素を含む液であれば特に制限はない。より具体的には、ウイルスを含む腎疾患のヒトの血液を挙げることができる。
本発明のウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器の形態としては、前記用途に適用可能な形状であれば特に限定されるものではないが、例えば中空糸モジュールや濾過カラム、フィルターなどが挙げられる。中空糸モジュールや濾過カラムにおいては、容器の形状及び材質は特に限定されないが、体液(血液)の体外循環に適用する場合、内部容量が10~400mLで外径が2~10cm程度の筒状容器とすることが好ましく、内部容量が20~300mLで外径が2.5~7cm程度の筒状容器とすることがより好ましい。
また、透析機器に関しては、上記のものを使用することができる。
また、透析機器に関しては、上記のものを使用することができる。
本発明の透析装置は、少なくとも透析機器ウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器とから構成されることに特徴を有する。
透析機器とウイルス除去機器は、透析装置において効率的にウイルス及び毒素を除去するために、直列的に連結させることが好ましく、連結の順序に制限はない。
透析機器とウイルス除去機器は、透析装置において効率的にウイルス及び毒素を除去するために、直列的に連結させることが好ましく、連結の順序に制限はない。
以下の実施例により本発明を更に詳細に説明する。
<多孔性高分子基材の孔径>
ASTM F316-86およびASTM E1294-89に準拠し、
Porous Materials,Inc.社製「パームポロメータCFP-200AEX」を用いてハーフドライ法により平均流量孔径(膜の一方から他方に向けて貫通する孔の窄み部分の平均孔径)を測定した。試液はパーフルオロポリエステル(商品名「Galwick」)を用いた。
<多孔性高分子基材の孔径>
ASTM F316-86およびASTM E1294-89に準拠し、
Porous Materials,Inc.社製「パームポロメータCFP-200AEX」を用いてハーフドライ法により平均流量孔径(膜の一方から他方に向けて貫通する孔の窄み部分の平均孔径)を測定した。試液はパーフルオロポリエステル(商品名「Galwick」)を用いた。
細孔は必ずしも直状の管として膜を貫通している必要はなく、膜の内部で屈曲していても良い。また、幾つかの孔が膜内部で融合していたり、逆に一つの孔が枝分かれしていても良く、これらが混在していても良い。
<糖類の固定化量>
中空糸に固定化された糖類の量は、1,9-ジメチルメチレンブルーの色素吸着量より算出した。検量線の作成:色素水溶液を調製し、糖類を所定量添加し、糖類と色素の複合体を形成させる。そこへ、ヘキサンを加えて色素と糖類の複合体を水相から分離し、残った水溶液中の色素量を吸光度(650nm)で測定し、糖類の添加量と吸光度を用いて検量線を作成した。サンプル測定:色素溶液に、中空糸を所定の長さ入れ、色素の吸着量から換算して糖類の固定化量を算出した。
<HCV除去試験>
膜面積1.8cm2の中空糸モジュールを作製し、HCV患者血漿(原液)0.6mLを通液して、孔を通過した液(ろ液)0.3mL、孔を通過しなかった液(内液)0.3mLを得た。検体をオーソ製HCV抗原ELISAテストで測定し、
HCV除去率(%)=(1-ろ液中のHCV量/原液中のHCV量)×100
を求めた。
中空糸に固定化された糖類の量は、1,9-ジメチルメチレンブルーの色素吸着量より算出した。検量線の作成:色素水溶液を調製し、糖類を所定量添加し、糖類と色素の複合体を形成させる。そこへ、ヘキサンを加えて色素と糖類の複合体を水相から分離し、残った水溶液中の色素量を吸光度(650nm)で測定し、糖類の添加量と吸光度を用いて検量線を作成した。サンプル測定:色素溶液に、中空糸を所定の長さ入れ、色素の吸着量から換算して糖類の固定化量を算出した。
<HCV除去試験>
膜面積1.8cm2の中空糸モジュールを作製し、HCV患者血漿(原液)0.6mLを通液して、孔を通過した液(ろ液)0.3mL、孔を通過しなかった液(内液)0.3mLを得た。検体をオーソ製HCV抗原ELISAテストで測定し、
HCV除去率(%)=(1-ろ液中のHCV量/原液中のHCV量)×100
を求めた。
<ELISA>
検体を前処理液(SDS)で前処理し、HCVコア抗原を遊離させると同時に共存するHCV抗体を失活させ測定試料とする。測定試料をHCVコア抗原抗体固定化プレートに添加し、インキュベーションする。所定時間反応後、洗浄し、ホールラディッシュ由来ペルオキシダーゼ標識化HCVコア抗原抗体を添加し、インキュベーションする。所定時間反応後、洗浄し、o-フェニレンジアミン試薬を添加し、インキュベーションする。所定時間反応後、反応停止液を添加する。492nmの波長で発色を測光する。標品の吸光度より、濃度を算出する。
検体を前処理液(SDS)で前処理し、HCVコア抗原を遊離させると同時に共存するHCV抗体を失活させ測定試料とする。測定試料をHCVコア抗原抗体固定化プレートに添加し、インキュベーションする。所定時間反応後、洗浄し、ホールラディッシュ由来ペルオキシダーゼ標識化HCVコア抗原抗体を添加し、インキュベーションする。所定時間反応後、洗浄し、o-フェニレンジアミン試薬を添加し、インキュベーションする。所定時間反応後、反応停止液を添加する。492nmの波長で発色を測光する。標品の吸光度より、濃度を算出する。
<血漿中アルブミン透過量>
検体にブロムクレゾールグリーン試薬を添加し、630nmの波長で発色を測光する。標品の吸光度より、濃度を算出した。
アルブミン透過率(%)=(ろ液中のアルブミン量/原液中のアルブミン量)×100
検体にブロムクレゾールグリーン試薬を添加し、630nmの波長で発色を測光する。標品の吸光度より、濃度を算出した。
アルブミン透過率(%)=(ろ液中のアルブミン量/原液中のアルブミン量)×100
<高分子支持体(A)の調製例>
密度0.968g/cm3 、メルトインデックス5.5の高密度ポリエチレン(三井石油化学工業株式会社製HIZEX 2200J)を吐出口径16mm、円環スリット幅が2.5mm、吐出断面積が1.06cm2の中空糸賦型用紡糸口金を用い、紡糸温度160℃で紡糸し、紡糸ドラフト1427で巻き取った。得られた未延伸中空糸の寸法は内径が308μm、膜厚が64μmであった。
この未延伸中空糸を115℃で24時間、定長で熱処理した。つづいて室温で21400%/minの変形速度で1.8倍延伸した後、100℃の加熱炉中で変形速度が330%/minとなるように総延伸倍率が4.8倍になるまで熱延伸を行った、更に125℃の加熱炉で総延伸倍率が2.8倍になるまで連続的に熱収縮を行い、延伸糸を得た。続いて、エチレン含有率が44%のエチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)を75%エタノール水溶液に加熱溶解し、濃度2.5重量%の溶液を得た。50℃に保温した該溶液に延伸糸を100秒間浸漬し、50℃のエタノール飽和蒸気下で80秒保温した後、更に80秒かけて溶剤を乾燥した。得られたEVOH親水化処理多孔性中空糸膜の内径は287μm、膜厚は52μmであった。
密度0.968g/cm3 、メルトインデックス5.5の高密度ポリエチレン(三井石油化学工業株式会社製HIZEX 2200J)を吐出口径16mm、円環スリット幅が2.5mm、吐出断面積が1.06cm2の中空糸賦型用紡糸口金を用い、紡糸温度160℃で紡糸し、紡糸ドラフト1427で巻き取った。得られた未延伸中空糸の寸法は内径が308μm、膜厚が64μmであった。
この未延伸中空糸を115℃で24時間、定長で熱処理した。つづいて室温で21400%/minの変形速度で1.8倍延伸した後、100℃の加熱炉中で変形速度が330%/minとなるように総延伸倍率が4.8倍になるまで熱延伸を行った、更に125℃の加熱炉で総延伸倍率が2.8倍になるまで連続的に熱収縮を行い、延伸糸を得た。続いて、エチレン含有率が44%のエチレン-ビニルアルコール共重合体(EVOH)を75%エタノール水溶液に加熱溶解し、濃度2.5重量%の溶液を得た。50℃に保温した該溶液に延伸糸を100秒間浸漬し、50℃のエタノール飽和蒸気下で80秒保温した後、更に80秒かけて溶剤を乾燥した。得られたEVOH親水化処理多孔性中空糸膜の内径は287μm、膜厚は52μmであった。
(製造例1)
特開平2-029260に従い、試験管にアセトン26mL、エピクロロヒドリン21mL、40%NaOH水溶液5mLを入れ、そこへ内径287μm、膜厚52μm、平均孔径102nmのEVOH親水化処理多孔性中空糸膜を浸漬した。超音波をかけながら、30~40℃で5時間反応させた。反応終了後、アセトンと水で洗浄し、エポキシ基が導入された中空糸を得た。導入されたエポキシ基量は、Na2S2O3溶液を用い、NaOHで滴定を行った結果、約0.01μmol/cm2導入されていることがわかった。
特開平2-029260に従い、試験管にアセトン26mL、エピクロロヒドリン21mL、40%NaOH水溶液5mLを入れ、そこへ内径287μm、膜厚52μm、平均孔径102nmのEVOH親水化処理多孔性中空糸膜を浸漬した。超音波をかけながら、30~40℃で5時間反応させた。反応終了後、アセトンと水で洗浄し、エポキシ基が導入された中空糸を得た。導入されたエポキシ基量は、Na2S2O3溶液を用い、NaOHで滴定を行った結果、約0.01μmol/cm2導入されていることがわかった。
次に、28%アンモニア水溶液にエポキシ基を導入した中空糸を浸漬し、室温で終夜反応させた。反応終了後は水で洗浄し、1級アミノ基が導入された中空糸を得た。導入されたアミノ基量を、HClにより滴定して約0.03μmol/cm2導入されていることがわかった。
次に、試験管にヘパリン400mgとシアノ水素化ホウ素ナトリウム50mgを入れ、PBS50mLに溶解し、アミノ基が導入された中空糸を浸漬して、40℃で3日間反応させた。反応終了後、飽和食塩水と水で洗浄した。残存しているアミノ基をアセチル化するために、中空糸をメタノール50%含有のAcONa水溶液(0.2mol/L)36mLに入れ、氷冷する。氷冷しながら無水酢酸18mLを滴下し、そのまま超音波で30分反応させた。
更に、水浴(10~25℃)にて、30分反応させた。反応終了後、水で洗浄を行い、再度同様のアセチル化処理を行った。反応終了後、飽和食塩水、水およびPBSで洗浄を行い、ヘパリン固定化中空糸を得た。固定化量をメチレンブルーの吸着量で測定したところ、17μg/cm2(内表面積換算)固定化されていた。
上記のヘパリン固定化中空糸膜を用いて得られるモジュールで、HCV患者の血漿をろ過したところ、HCVが76%除去された。このとき、アルブミンの透過率は99%以上だった。
(製造例2)ビーズのヘパリン固定化
平均粒径400μmのセルロース製ビーズを用いて、製造例1と同様の操作で中空糸の代わりにビーズにヘパリンを固定化した。固定化量をメチレンブルーの吸着量で測定したところ、10mg/mL固定化されていた。
上記のヘパリン固定化ビーズを用いて、HCV患者の血漿に浸漬したところ、HCVが90%除去された。
平均粒径400μmのセルロース製ビーズを用いて、製造例1と同様の操作で中空糸の代わりにビーズにヘパリンを固定化した。固定化量をメチレンブルーの吸着量で測定したところ、10mg/mL固定化されていた。
上記のヘパリン固定化ビーズを用いて、HCV患者の血漿に浸漬したところ、HCVが90%除去された。
<モジュールの作製例>
(モジュール1)透析機器
アクリル樹脂製ハウジングパイプに内径200μm、膜厚40μm、クレアチニンクリアランス能200mL/分の透析機器用ポリエーテルスルホン製の中空糸を挿入し、両端部をエポキシ樹脂系接着剤でハウジングパイプに固定した。更に両端部に血液流入出用コネクターを取り付けて、有効長15cm、有効ろ過面積285cm2の中空糸モジュールを得た。
(モジュール1)透析機器
アクリル樹脂製ハウジングパイプに内径200μm、膜厚40μm、クレアチニンクリアランス能200mL/分の透析機器用ポリエーテルスルホン製の中空糸を挿入し、両端部をエポキシ樹脂系接着剤でハウジングパイプに固定した。更に両端部に血液流入出用コネクターを取り付けて、有効長15cm、有効ろ過面積285cm2の中空糸モジュールを得た。
(モジュール2)ろ過型中空糸用
アクリル樹脂製ハウジングパイプに製造例1で作製したヘパリン固定化中空糸を挿入し、両端部をエポキシ樹脂系接着剤でハウジングパイプに固定した。更に両端部に血液流入出用コネクターを取り付けて、有効長15cm、有効ろ過面積285cm2の中空糸モジュールを作製した。
アクリル樹脂製ハウジングパイプに製造例1で作製したヘパリン固定化中空糸を挿入し、両端部をエポキシ樹脂系接着剤でハウジングパイプに固定した。更に両端部に血液流入出用コネクターを取り付けて、有効長15cm、有効ろ過面積285cm2の中空糸モジュールを作製した。
(モジュール3)外部循環型中空糸用
側面に穴を開けたアクリル樹脂製パイプに製造例1で作製したヘパリン固定化中空糸を巻きつけ、外側をアクリル樹脂製ハウジングで密閉した。なお、パイプの一方に血液流入用コネクターを取り付け、もう一方側は血液が漏れないようエポキシ樹脂系接着剤で埋めた。ハウジングの側面に一箇所穴を開け、血液流出用コネクターを取り付けて、外表積面積285cm2の中空糸モジュールを作製した。
側面に穴を開けたアクリル樹脂製パイプに製造例1で作製したヘパリン固定化中空糸を巻きつけ、外側をアクリル樹脂製ハウジングで密閉した。なお、パイプの一方に血液流入用コネクターを取り付け、もう一方側は血液が漏れないようエポキシ樹脂系接着剤で埋めた。ハウジングの側面に一箇所穴を開け、血液流出用コネクターを取り付けて、外表積面積285cm2の中空糸モジュールを作製した。
(モジュール4)外部循環型中空糸用
製造例1で作製したヘパリン固定化中空糸を簾に編んだものを折りたたみ、アクリル樹脂製ハウジング入れ、4方をエポキシ樹脂系接着剤でハウジングに固定した。なお、ハウジングの上下に1箇所ずつ穴を開け、更に血液流入出用コネクターを取り付けて、外表積面積285cm2の中空糸モジュールを作製した。
製造例1で作製したヘパリン固定化中空糸を簾に編んだものを折りたたみ、アクリル樹脂製ハウジング入れ、4方をエポキシ樹脂系接着剤でハウジングに固定した。なお、ハウジングの上下に1箇所ずつ穴を開け、更に血液流入出用コネクターを取り付けて、外表積面積285cm2の中空糸モジュールを作製した。
(モジュール5)ビーズ用
アクリル樹脂製ハウジングパイプに製造例2で作製したヘパリンビーズを10mLの円筒形のカラムに詰め、両端部に血液流入出用コネクターを取り付けたモジュールを作製した。
アクリル樹脂製ハウジングパイプに製造例2で作製したヘパリンビーズを10mLの円筒形のカラムに詰め、両端部に血液流入出用コネクターを取り付けたモジュールを作製した。
(実施例1)ろ過型
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と2は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。その際、モジュール2における血漿ろ過流量を1.7mL/分に調整して血漿分離を行った。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、90%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化した中空糸膜モジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と2は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。その際、モジュール2における血漿ろ過流量を1.7mL/分に調整して血漿分離を行った。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、90%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化した中空糸膜モジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
(実施例2)外部循環型
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と3は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、85%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化した中空糸膜モジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と3は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、85%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化した中空糸膜モジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
(実施例3)外部循環型
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と4は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、85%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化した中空糸膜モジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と4は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、85%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化した中空糸膜モジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
(実施例4)外部循環型
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と5は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、90%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化したビーズモジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
健常なボランティアから採血し、血液保存液(CPD液、クエン酸リン酸ブドウ糖液)を混合して抗凝固した血液を調製し、そこにHCV患者血漿を添加してウイルス除去能評価用の血液とした。モジュール1と5は直列に透析回路に繋いだ。HCV入り血液150mLをリザーバーに入れて37℃に加温し、血液流量5.7mL/分で血液を循環させた。240分後、リザーバー中のウイルス量を測定したところ、90%除去されていた。試験中には、目詰まりによるTMP等の上昇や目だった溶血もみられなかった。このことから、リガンドを固定化したビーズモジュールと透析機器を直列に接続することで、透析を行いながら同時にウイルスを除去できることが明らかとなった。
本発明の高分子基材は、透析機能を備えたウイルス除去器具への利用が可能である。
Claims (21)
- 少なくとも透析機器とウイルス除去用高分子基材を用いたウイルス除去機器から構成されるウイルス除去可能な透析装置であって、
該ウイルス除去用高分子基材が、糖類が固定化された高分子支持体(A)から構成されるウイルス除去用高分子基材であることを特徴とするウイルス除去可能な透析装置。 - ウイルス除去用高分子基材が、水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)と、水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が結合し、更にアミノ基を有する化合物(C)を介して糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材であることを特徴とする請求項1に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 水酸基を有する高分子材で表面処理された高分子支持体(A)が、エチレン-ビニルアルコール共重合体、エチレン-ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、エチレン-酢酸ビニル共重合体の部分けん化物、ビニルアルコール-酢酸ビニル共重合体、ヒドロキシメタクリレート共重合体、酢酸セルロースの部分けん化物又はグリセリン誘導体で表面処理された中空糸である請求項2に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 中空糸が、多孔性中空糸である請求項3に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 中空糸が、ポリエチレン、ポリプロピレン又はポリ-4-メチルペンテンを基質とするものである請求項4に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 多孔性中空糸の平均流量孔径が50~500nmの範囲である請求項4又は5に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 多孔性中空糸の内径が150~500μmの範囲である請求項4~6の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 多孔性中空糸の膜厚が30~100μmの範囲である請求項4~7の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 多孔性中空糸の糖類の固定化量が1~100μg/cm2の範囲である請求項4~8の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 水酸基と反応して共有結合を形成しえる基を有する化合物(B)が、エピクロロヒドリン、カルボン酸無水物、ジカルボン酸化合物、ジカルボン酸塩化物、ジイソシアネート、ジエポキシ化合物、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートである請求項1~9の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- アミノ基を有する化合物(C)が、ポリアリルアミン、アンモニア、2-アミノエタノール、エチレンジアミン、ブチレンジアミン、ヘキサメチレンジアミン、1,2-ビス(2-アミノエトキシ)エタン、3,3’-ジアミノジプロピルアミン、ジエチレントリアミン、フェニレンジアミン、又はポリエチレンイミンである請求項1~10の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材が、
重合性化合物のグラフト重合反応により高分子支持体が表面処理されたウイルス除去用高分子基材であって、
重合性化合物が、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物、少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物及びアンモニアからなる群から選ばれるいずれか一種と反応し得る官能基を有する化合物であり、且つ、
糖類が、水酸基若しくはアミノ基を有する化合物、少なくとも2個のエポキシ基を有する化合物及びアンモニアからなる群から選ばれるいずれか一種との反応により形成される共有結合を介して重合性化合物により形成されるグラフト重合鎖と結合されたことを特徴とする請求項1に記載のウイルス除去可能な透析装置。 - 重合性化合物が、(メタ)アクリル酸、グリシジル(メタ)アクリレート又は(メタ)アクリロイルオキシアルキルイソシアネートである請求項12に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 高分子支持体が不織布である請求項1に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 高分子支持体がビーズである請求項1に記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 糖類が、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸、デキストラン硫酸、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースである請求項1~15の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- ウイルスが、B型又はC型肝炎ウイルスである請求項1~16の何れかに記載のウイルス除去可能な透析装置。
- 不織布に糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材。
- ビーズに糖類が固定化されたウイルス除去用高分子基材。
- 糖類が、ヘパリン、ヘパリンの1級又は2級水酸基を硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-アセチル基のアセチル基脱離体をN-硫酸エステル化したヘパリン誘導体、ヘパリンのN-硫酸基の硫酸基脱離体をN-アセチル化したヘパリン誘導体、低分子量ヘパリン、デキストラン硫酸、デキストラン硫酸、フコイダン、コンドロイチン硫酸A、コンドロイチン硫酸C、デルマタン硫酸、ヘパリン類似物質、ヘパラン硫酸、ラムナン硫酸、ケタラン硫酸、アルギン酸、ヒアルロン酸、又はカルボキシメチルセルロースである請求項18又は19に記載のウイルス除去用高分子基材。
- ウイルスが、B型又はC型肝炎ウイルスである請求項18~20の何れかに記載のウイルス除去用高分子基材。
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