DE69629280T2

DE69629280T2 - Filtrationsmittel zum entfernen von leukocyten

Info

Publication number: DE69629280T2
Application number: DE69629280T
Authority: DE
Inventors: Jun Tanaka; Tatsuya Fukuda; Kumi Yoshida
Original assignee: Asahi Medical Co Ltd
Current assignee: Asahi Kasei Medical Co Ltd
Priority date: 1995-12-26
Filing date: 1996-12-26
Publication date: 2004-04-22
Anticipated expiration: 2016-12-27
Also published as: EP0811412B1; CN1176607A; US6048464A; CN1067911C; ES2202491T3; EP0811412A1; AU1174097A; EP0811412A4; CA2213092A1; KR19980702494A; DE69629280D1; AU697577B2; ATE246028T1; WO1997023266A1; CA2213092C; JP3941838B2; KR100220927B1

Description

TECHNISCHES GEBIET
Diese Erfindung betrifft ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung zur Entfernung von Leukozyten aus einer Leukozyten-enthaltenden Lösung, ein Verfahren zur Herstellung hiervon, eine Vorrichtung zur Leukozyten-Entfernung, bei der dieses verwendet wird, sowie ein Verfahren zur Entfernung von Leukozyten.
STAND DER TECHNIK
Auf dem Gebiet der Bluttransfusion ist zusätzlich zu der sogenannten Vollbluttransfusion, bei der ein Vollblutpräparat, das durch Zugabe eines Anti-Koagulationsmittels zu von Spendern gesammeltem Blut hergestellt wird, übertragen wird, eine sogenannte Blutkomponententransfusion im allgemeinen durchgeführt worden, durch welche der Blutbestandteil, welchem der Empfänger benötigt, von dem Vollblutpräparat abgetrennt an den Empfänger übertragen wird. Die Blutkomponententransfusion beinhaltet eine Erythrozytentransfusion, eine Plättchentransfusion, Plasmatransfusion und ähnliches, was von der Art des Blutbestandteils, der von einem Empfänger benötigt wird, abhängt, wobei die in diesen Transfusionen verwendeten Blutbestandteilpräparationen Erythrozytenpräparationen, Plättchenpräparationen, Plasmapräparationen und ähnliches einschließen. Kürzlich hat sich eine sogenannte Leukozyten-befreite Bluttransfusion verbreitet, mittels welcher ein Blutpräparat übertragen wird, nachdem die in dem Blutkomponentenpräparat eingemischten Leukozyten entfernt wurden. Dies beruht darauf, daß geklärt wurde, daß relativ schwache Nebenwirkungen wie Kopfschmerzen, Übelkeit, Frösteln, eine nicht-hämolytische Fibrillentransfusionsreaktion und ähnliches, welche die Bluttransfusion begleiten, sowie schwere Nebenwirkungen wie eine Alloantigen-Sensibilisierung, eine Virusinfektion, post-transfusionale GVHD und ähnliches, welche den Empfänger ernsthaft beeinträchtigen, hauptsächlich durch die in ein Blutpräparat, das in der Bluttransfusion verwendet wird, eingemischten Leukozyten hervorgerufen wird.
Um die relativ schwachen Nebenwirkungen, wie Kopfschmerzen, Übelkeit, Frösteln, Fieber und ähnliches zu verhindern, wird gesagt, daß die Entfernung der Leukozyten in einem Blutpräparat bis zu einem Anteil der Restleukozyten von 10^–1 bis 10^–2 oder weniger ausreicht. Weiterhin wird gesagt, daß zur Verhinderung der Alloantigen-Sensibilisierung und Virusinfektionen, welches schwere Nebenwirkungen sind, die Entfernung der Leukozyten bis zu einem Anteil der Restleukozyten von 10^–4 bis 10^–6 oder weniger ausreicht.
Die Verfahren zur Entfernung von Leukozyten aus einem Blutpräparat werden grob in zwei Verfahren eingeteilt, wovon eines ein Zentrifugationsverfahren ist, durch welches Leukozyten unter Ausnutzung der spezifischen Dichtedifferenz der Blutbestandteile unter Verwendung einer Zentrifugentrenneinrichtung abgetrennt werden; sowie ein Filtrierverfahren, durch welches Leukozyten unter Verwendung eines Filtermaterials, welches aus einem porösen Element wie beispielsweise einem faserartigen Material, einem porösen Material mit untereinander verbundenen Zellen oder ähnlichem entfernt werden. Das Filtrierverfahren weist Vorteile wie ein hervorragendes Leukozyten-Entfernungsverhalten, eine einfache Betriebsweise, geringe Kosten usw. auf, so daß das Filtrierverfahren weiter verbreitet ist. Überdies ist als ein Filtrierverfahren ein Verfahren, welches die Entfernung von Leukozyten durch Kleben oder Haften unter Verwendung eines nicht-gewebten Gewebes (Vliesstoff, nonwoven fabric) als ein Filtermaterial umfasst, das zur Zeit am weitesten verbreitete Verfahren, da dieses Verfahren bezüglich der Leukozyten-Entfernungsleistung besonders hervorragend ist.
Der Mechanismus der Entfernung von Leukozyten mittels einer Filtriervorrichtung unter Verwendung des oben erwähnten faserartigen Materials oder porösen Materials wird hauptsächlich der Tatsache zugeschrieben, daß das Leukozyt, welches mit den Oberflächen des Filtermaterials in Berührung kommt, an den Oberflächen des Filtermaterials klebt oder haftet. Beispielsweise offenbart EP-A-0155003 ein Verfahren, bei welchem ein nicht-gewebter Stoff als Filtermaterial verwendet wird. Überdies offenbart WO93/01880 ein Leukozyten-entfernendes Filtermaterial, welches durch Dispergieren einer Masse einer großen Anzahl kleiner Faserstücke mit einem Faserdurchmesser von nicht mehr als 0,01 μm und einer Länge von ungefähr 1 bis 50 μm, zusammen mit spinnbaren und webbaren kurzen Fasern mit einer Feinheit von ungefähr 0,05 bis 0,75 d und einer durchschnittlichen Länge von 3 bis 15 mm, in einem Dispersionsmedium hergestellt wird, und das Dispersionsmedium aus der erhaltenen Dispersion entfernt wird.
EP 0 612 550 offenbart ein Blutfilter, in welchem eine Anzahl fibrillierter Fasern in Hohlräumen eines Gewebes, das aus Fasern besteht, vorliegt. Ein Filter mit einer solchen statistischen netzartigen Struktur ist, wenn es zur Blutfiltration verwendet wird, hinsichtlich der durchschnitt lichen Behandlungsgeschwindigkeit und des Anteils des Restleukozytengehalts nicht ausreichend.
Existierende Leukozyten-entfernende Filter weisen ein derartiges Leukozyten-Entfernungsverhalten auf, daß die Anzahl der Restleukozyten auf nicht mehr als 1 × 10⁵ vermindert wird. Unter diesen Umständen sind zwei Anforderungen an das Leukozyten-entfernende Filter im Markt vorgebracht worden.
Die erste Anforderung ist, die Rückgewinnung der verwendbaren Komponenten und die Handhabbarkeit zu verbessern, indem der Vorgang der Rückgewinnung der in dem Filter verbleibenden verwendbaren Bestandteile und der Kreislauf durch die Gegenwart einer physiologischen Kochsalzlösung und Luft unnötig gemacht werden. Insbesondere ist Blut, welches als Ausgangsmaterial für das Blutpräparat dient, in vielen Fällen wertvoll, da es für den guten Zweck der Blutspende bereitgestellt wird, und das Blut, welches in dem Filter verbleibt und nicht mehr rückgewinnbar ist, so wie es ist zusammen mit dem Filter abgenommen und dem Abfall zugeführt wird. Es ist daher sehr bedeutsam, die Rückgewinnung der nützlichen Bestandteile im Vergleich zu den existierenden Leukozyten-entfernenden Filtern zu erhöhen. Im Fall des Leukozyten-entfernenden Filters unter Verwendung des herkömmlichen Verfahrens ist es jedoch schwierig, die Rückgewinnung der nützlichen Bestandteile stark zu erhöhen.
Die zweite Anforderung ist, eine höhere Leukozyten-Entfernungsrate als bei existierenden Leukozyten-entfernenden Filtern zu erreichen und vollständig zu verhindern, daß eine schwere Nebenwirkung durch die einem Patienten übertragenen Leukozyten verursacht wird. Mit dem Leukozyten-entfernenden Filter unter Verwendung des herkömmlichen Verfahrens ist es jedoch schwierig, eine so hohe Leukozyten-Entfernungsrate zu erreichen, daß eine solche Nebenwirkung vollständig verhindert wird.
OFFENBARUNG DER ERFINDUNG
Ein erstes Ziel dieser Erfindung ist es, ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung bereitzustellen, welches eine sehr viel höhere Leukozyten-Entfernungsfähigkeit pro Einheitsvolumen als das herkömmliche Filtermaterial aufweist, und in welchem die Strömung einer Leukozyten-enthaltenden Lösung gut ist. Dieses Filtermaterial ist ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung, welches ein poröses Element mit feinen Poren mit einem mittleren Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, sowie eine Faserstruktur, die aus einer Vielzahl von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, die auf dem obigen porösen Element gehalten wird, umfasst, und worin die Porosität des obigen Filtermaterials nicht weniger als 50% jedoch weniger als 95%, beträgt. Der Anteil der obigen Faserstruktur zu dem Filtermaterial (der Begriff "Anteil" wird im folgenden als "Halteanteil" bezeichnet) beträgt nicht weniger als 0,01 Gew.-%, aber weniger als 30 Gew.-%. Das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurch-messer der Poren des obigen porösen Elements (in einigen Fällen im folgenden als durchschnittlicher Porendurchmesser des porösen. Elements bezeichnet) und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Fasern, die die obige Faserstruktur aufbauen (in einigen Fällen im folgenden als durchschnittlicher Faserdurchmesser der Faserstruktur bezeichnet), beträgt nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000; und die obige Faserstruktur bildet eine Netzstruktur. Die Erfinder haben ermittelt, daß wenn ein solches Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung verwendet wird, das oben erwähnte erste Ziel erreicht werden kann.
Das zweite Ziel dieser Erfindung ist es, ein Verfahren zur Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung bereitzustellen. Dieses Verfahren ist ein Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials, bei welchem Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, welche durch Spalten spaltbarer Fasern erhalten werden, in einem Lösungsmittel dispergiert werden und abgeschieden werden und auf einem porösen Element mit feinen Poren eines durchschnittlichen Porendurchmessers von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, gehalten werden (im folgenden in einigen Fällen als das poröse Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, bezeichnet); ein Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials, umfassend das Koexistierenlassen eines Mikroorganismus mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu erzeugen und eines porösen Elements mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, in einem flüssigen Kulturmedium, und Kultivieren des Mikroorganismus, oder ähnliches. Die vorliegenden Erfinder haben gefunden, daß nach einem solchen Verfahren das Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung sehr effektiv hergestellt werden kann.
Das dritte Ziel dieser Erfindung ist es, eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten, mit welcher Leukozyten aus einer Leukozyten-enthaltenden Lösung wie beispielsweise einer Vollblutpräparation, einer Erythrozytenpräparation, einer Plättchenpräparation oder ähnlichem entfernt werden können, während der Verlust der nützlichen Blutbestandteile sehr niedrig gehalten werden kann, und eine hohe Leukozyten-Entfernungsrate erreicht werden kann; sowie ein Verfahren zur Entfernung von Leukozyten bereitzustellen. Die vorliegenden Erfinder haben gefunden, daß wenn eine Leukozyten-enthaltende Lösung mittels einer Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten filtriert wird, in welcher ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung auf geeignete Weise angeordnet ist, welches aus einem porösen Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, und einer Faserstruktur, die aus einer Vielzahl von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, besteht, auf dem obigen porösen Element gehalten wird (diese Faserstruktur wird im folgenden als die Faserstruktur mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, bezeichnet), und in welchem die Porosität des Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95%, beträgt, und der Halteanteil der obigen Faserstruktur an dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-%, beträgt, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des obigen porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000, beträgt; und die obige Faserstruktur eine Netzwerkstruktur bildet, der Verlust der nützlichen Blutbestandteile verringert werden kann, und eine hohe Leukozyten-Entfernungsrate erreicht werden kann.
Die vorliegenden Erfinder haben ausgiebige Forschungen durchgeführt, um die obigen Ziele zu erreichen und haben folglich diese Erfindung fertiggestellt, welche ein Leukozyten-entfernendes Filtermaterial betrifft, welches aus einem porösen Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, und einer Faserstruktur eines durchschnittlichen Faserdurchmessers von 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, die auf dem obigen porösen Element gehalten wird, besteht, und in welchem die Porosität des obigen Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95%, beträgt; der erhaltene Anteil der obigen Faserstruktur zu dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-%, beträgt, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des obigen porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000 beträgt; und die obige Faserstruktur eine Netzwerkstruktur bildet.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines Filtermaterials mit einer gekrümmten Netzwerkstruktur.
2 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines Filtermaterials mit einer polygonalen Netzwerkstruktur.
3 ist eine elektronenmikroskopische Aufnahme eines Filtermaterials aus nicht-gewebtem Gewebe des Standes der Technik, in welchem Fasern mit unterschiedlichen Faserdurchmessern vermischt und miteinander verfilzt sind.
BESTE AUSFÜHRUNGSFORM DER ERFINDUNG
Der durchschnittliche Faserdurchmesser, auf den in dieser Erfindung Bezug genommen wird, ist ein Wert, der erhalten wird, indem eine Scanning-elektronenmikroskopische Aufnahme von Fasern, welche die Faserstruktur aufbauen, genommen wird, der Durchmesser von mindestens 100 Fasern, welche zufällig ausgewählt wurden, gemessen wird, und der Zahlenmittelwert dieser berechnet wird. Die Bestimmung des durch-schnittlichen Faserdurchmessers kann durchgeführt werden, bevor die Fasern auf dem porösen Element, welches ein Basismaterial bzw. Trägermaterial ist, aufgebracht bzw. gehalten werden oder nachdem die Fasern auf das porösen Element, welches ein Trägermaterial ist, aufgebracht wurden. Insbesondere ist bevorzugt, daß wenn das poröse Element aus einer Zusammenlagerung von Fasern aufgebaut ist, die durchschnittlichen Faserdurchmesser zu bestimmen, bevor die Fasern auf dem porösen Element gehalten werden, da die Bestimmung dann exakter durchgeführt werden kann.
Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von weniger als 0,01 μm weisen eine geringe Faserfestigkeit auf, und wenn eine Leukozyten-enthaltende Lösung behandelt wird, neigen die Fasern dazu, durch Kollision von Leukozyten, anderen Blutzellenbestandteilen oder ähnlichem zerschnitten zu werden, so daß die obigen Fasern für den Zweck dieser Erfindung nicht geeignet sind. Überdies verkleinern Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm die Porosität des Filtermaterials, wodurch die Strömung einer Leukozyten-enthaltenden Lösung verschlechtert wird, so daß die obigen Fasern nicht für den Zweck dieser Erfindung geeignet sind. Um Leukozyten und ähnliches, welche unter den Leukozyten einen relativ geringen Durchmesser und eine schlechte Haftung aufweisen, mit dem Filtermaterial an vielen Punkten mit einer guten Effizienz in Berührung zu bringen und diese einzufangen, beträgt der durchschnittliche Faserdurchmesser der Fasern vorzugsweise nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 0,8 μm.
Weiterhin bilden in der Faserstruktur dieser Erfindung Fasern mit einem sehr kleinen durchschnittlichen Faserdurchmesser eine Netzwerkstruktur. Eine solche Fasernetzwerkstruktur wird auf dem porösen Element gehalten bzw. hiervon getragen. In dieser Erfindung bedeutet, daß die Faserstruktur auf dem porösen Element gehalten wird, den Zustand, daß die obige Fasernetzwerkstruktur vorliegt, so daß die Porenanteile des porösen Elements, welches ein Trägermaterial ist, damit bedeckt sind und sie auf dem Trägermaterial wie in 1 oder 2 gezeigt fixiert ist. 1 und 2 sind elektronenmikroskopische Aufnahmen der Filtermaterialien dieser Erfindung mit typischen Netzwerkstrukturen. Bezogen auf 1 und 2 werden die Eigenschaften der physikalischen Struktur des Filtermaterials dieser Erfindung unten beschrieben.
In dem Filtermaterial dieser Erfindung bilden eine Vielzahl von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, eine Netzwerkstruktur und konstituieren die Faserstruktur. Diese Faserstruktur wird auf einem porösen Element mit feinen Poren mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, gehalten. Die Fasern, die die Faserstruktur bilden, liegen jedoch nicht in der Form eines Bündels, sondern in der Form einer sogenannten Einzelfaser vor, in welcher die Fasern in einem gespaltenen Zustand sind, wobei eine Vielzahl dieser Einzelfasern physikalisch miteinander verwickelt bzw. verfilzt sind, um eine Netzwerkstruktur zu bilden. Die Netzwerkstruktur, auf die in dieser Erfindung Bezug genommen wird, beinhaltet eine solche Struktur, daß die gebildeten Maschen gekrümmt sind, da die die Faserstruktur bildenden Fasern eine gekrümmte Struktur aufweisen wie in 1 dargestellt ist, und eine solche Struktur, bei der die gebildeten Maschen polygonal sind, da die die Faserstruktur bildenden Fasern eine lineare Struktur aufweisen wie dies in 2 dargestellt ist.
Wenn diese Fasernetzwerkstruktur. gleichmäßig auf dem porösen Element an dem Querschnitt senkrecht zu der Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung gehalten wird, können die Leukozyten mit einem guten Wirkungsgrad festgehalten werden, so daß dies bevorzugt ist. Daß die Faserstruktur gleichmäßig auf dem porösen Element an dem Querschnitt senkrecht zu der Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung gehalten wird, bedeutet, daß wenn Teile des Filtermaterials in dem zu der Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung senkrechten Querschnitt statistisch entnommen werden, die Menge (Dichte) der in jeder dieser entnommenen Teile des Filtermaterials enthaltenen Faserstruktur im wesentlichen gleich ist, wobei dieser eingebrachte Anteil tatsächlich durch Bestimmen der Streuung des Anteils der Faserstruktur, die in einer gegebenen Menge des Filtermaterials in jedem Teil des entnommenen Filtermaterials vorliegt, bestimmt werden kann.
Weiterhin ist besonders bevorzugt, daß zusätzlich zu der im wesentlichen gleichen Menge der Faserstruktur, die in jeden Teil des Filtermaterials, das statistisch in dem Querschnitt senkrecht zu der Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung entnommen wird, eingeführt wird, die Verteilung der Maschengrößen in jedem Teil im wesentlichen gleich ist und eine im wesentlichen gleiche Netzwerkstruktur gebildet wird. Dabei wird in der vorliegenden Beschreibung ein solcher Zustand als "eine gleichmäßige Netzwerkstruktur wird gebildet" bezeichnet. Genauer ausgedrückt bezieht sich die Bildung einer gleichmäßigen Netzwerkstruktur auf einen solchen Zustand, daß die in jedem Teil des zufällig entnommenen Filtermaterials befindliche Netzwerkstruktur bei Beobachtung durch ein Elektronenmikroskop eine Verteilung der ungefähren Maschengrößen und eine ähnliche Maschenform aufweisen, und im wesentlichen als gleich angenommen wird. Der Zustand, daß keine gleichmäßige Netzwerkstruktur gebildet wird, bezieht sich auf einen solchen Zustand, daß wenn die Netzwerkstruktur in jedem Teil des zufällig entnommenen Filtermaterials beobachtet wird, festgestellt werden kann, daß die Verteilung der Maschengrößen in jedem Teil stark unterschiedlich ist und die Form dieser sich klar unterscheidet.
In dem Filtermaterial dieser Erfindung ist es bevorzugt, daß die Faserstruktur mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, eine Netzwerkstruktur bildet und auf dem porösen Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, gehalten wird; die Porosität des Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95% beträgt; und das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000, beträgt.
Der durchschnittliche Porendurchmesser ist hier ein Wert, der durch Messen gemäß einem Quecksilberdruckverfahren erhalten wird. Dies bedeutet, wenn der Anteil des bei einem Quecksilberdruck von 6,89 × 10³ Pa (1 psia) unter Druck gesetzten Quecksilbers 0% beträgt, und der Anteil des bei einem Quecksilberdruck von 1,83 × 10⁷ Pa (2,650 psia) unter Druck gesetzten Quecksilbers 100% beträgt, ein Feinporendurchmesser als durchschnittlicher Porendurchmesser genommen wird, der einer Menge unter Druck stehenden Quecksilbers von 50% entspricht. Wenn der durchschnittliche Porendurchmesser weniger als 1,0 μm beträgt, strömt die Leukozyten-enthaltende Lösung nicht und ist daher für den Zweck dieser Erfindung ungeeignet. Wenn der mittlere Porendurchmesser nicht weniger als 100 μm beträgt, wird es häufig schwierig, die Faserstruktur beizubehalten, was daher nicht für den Zweck dieser Erfindung geeignet ist.
Um die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung in einem guten Zustand zu halten, beträgt das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur vorzugsweise nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000. Wenn das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur weniger als 2, beträgt, liegt im wesentlichen kein Unterschied zwischen dem Feinporendurchmesser des porösen Elements und den Durchmessern der Fasern, die die Faserstruktur aufbauen, vor, und die feinen Poren des porösen Elements werden durch die Fasern blockiert und die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung wird folglich sehr gering. Dieser Zustand ist für den Zweck dieser Erfindung daher nicht geeignet. Wenn das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers des porösen Elements und des durchschnittlichen Faserdurchmessers der Faserstruktur nicht weniger als 2.000 beträgt, sind die Durchmesser der feinen Poren des porösen Elements groß, und es wird schwierig, die Faserstruktur aufrechtzuerhalten, so daß die feinen Poren des porösen Elements mit der Faserstruktur bedeckt sind, was eine extreme Abnahme der Leukozyten-Entfernungsleistung mit sich bringt. Zusätzlich dazu ist die Verfilzung der Faserstruktur mit dem porösen Element unzureichend und es besteht das Bedenken, daß die Faserstruktur abfällt, so daß dies nicht geeignet ist. Es ist bevorzugter, daß das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 10, jedoch weniger als 1.800, beträgt.
Das poröse Element, auf das in dieser Erfindung Bezug genommen wird, beinhaltet eine Anhäufung, einen porösen Film, ein schwammartiges poröses Material mit Zwischenverbindungen und ähnliches, welche einen durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1 μm, jedoch weniger als 100 μm, aufweisen. Bevorzugt als poröses Element ist die obige Faseranhäufung, insbesondere bevorzugt ist eine Faseranhäufung, die aus langen Fasern besteht. Die Form der Faseranhäufung ist vorzugsweise ein nicht-gewebtes Gewebe (Vliesstoff, nonwoven fabric), ein gewebtes Gewebe (woven fabric), ein geknüpftes Gewebe (knitted fabric) oder ähnliches. Besonders bevorzugt jedoch ist ein nicht-gewebtes Gewebe. Wenn das poröse Element eine Faseranhäufung ist, ist es besonders bevorzugt, daß das Verhältnis des durchschnittlichen Faserdurchmessers der Faseranhäufung zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 10, jedoch weniger als 1.000 beträgt, um die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung in einem guten Zustand zu halten. Als Material des porösen Elements kann ein beliebiges Material verwendet werden, welches ein nicht- gewebtes Gewebe, ein gewebtes Gewebe, ein geknüpftes Gewebe, einen porösen Film, ein schwammartiges poröses Material mit Zwischenverbindungen oder ähnliches bilden kann, wie beispielsweise Polyurethan, Polyester, Polyolefin, Polyamid, Polystyrol, Polyacrylnitril, Cellulose, Celluloseacetat oder ähnliches.
Überdies ist bei dem Leukozyten-entfernenden Filtermaterial dieser Erfindung bevorzugt, daß der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-%, beträgt. Wenn der Halteanteil weniger als 0,01 Gew.-% beträgt, wird eine ausreichende Menge an Fasern zum Einfangen der Leukozyten in einer Leukozyten-enthaltenden Lösung nicht erhalten, so daß dies für den Zweck dieser Erfindung nicht geeignet ist. Wenn der Halteanteil nicht weniger als 30 Gew.-% beträgt, wird der Anteil der in das poröse Element eingeführten Fasern zu groß, und die Feinporenanteile des porösen Elements werden blockiert, wodurch die Leukozyten-enthaltende Lösung nicht strömt, so daß dies für den Zweck dieser Erfindung nicht geeignet ist. Der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,03 Gew.-%, jedoch weniger als 10 Gew.-%.
Die Bestimmung des Halteanteils kann aus der Gewichtsänderung vor und nach Halten bzw. Aufbringen der Faserstruktur auf dem porösen Element bestimmt werden. Wenn der Halteanteil der Faserstruktur weiterhin so niedrig wie weniger als ungefähr 3 Gew.-% pro Einheitsgewicht des Filtermaterials beträgt, kann zur genaueren Bestimmung des Halteanteils der Faserstruktur als bei der obigen Gewichtsbestimmung ein Verfahren eingesetzt werden, durch welches nur die Faserstruktur gelöst wird und abgezogen wird, und der Anteil des abgezogenen Bestandteils bestimmt wird. Mit Bezug auf den Fall, wo die Faser beispielsweise aus Cellulose aufgebaut ist, wird ein Verfahren zur Bestimmung des Anteils dieser unten ausführlich beschrieben. Das Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung wird in eine Cellulaselösung eingetaucht und geschüttelt, um die Cellulose der Faserstruktur zu Glucose abzubauen, und die Glucose wird extrahiert. Die extrahierte Glucose wird einer quantitativen Bestimmung unter Verwendung eines im Handel erhältlichen quantitativen Bestimmungsreagenz unterzogen, und aus dem Anteil der erhaltenen Glucose wird der Anteil der Faserstruktur, die auf dem porösen Element gehalten wird, berechnet.
Um eine hohe Leukozyten-Entfernungsfähigkeit zu erreichen, ist es bevorzugt, daß die Faserstruktur auf der Gesamtheit des porösen Elements gehalten wird. Wenn es jedoch schwierig ist, dass die Faserstruktur aufgrund einer aus dem Herstellungsverfahren herrührenden Einschränkung im tiefen Inneren des porösen Elements gehalten wird, kann die Faserstruktur auf der Oberfläche einer Seite des porösen Elements gehalten werden. In einem solchen Fall kann als Mittel zur einfachen Verbesserung des Leukozyten-Entfernungsverhaltens des Filtermaterials durch Erhöhung des Halteanteils der Faserstruktur die Faserstruktur auf den Oberflächen beider Seiten des porösen Elements gehalten bzw. hierauf aufgetragen werden. In beiden Fällen ist bevorzugt, dass die Faserstruktur im wesentlichen gleichmäßig auf dem porösen Element gehalten wird, um eine hohe Leukozyten-Entfernungsleistung zu erreichen.
In dem Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung ist bevorzugt, daß die Porosität nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95%, beträgt. Wenn die Porosität des Filtermaterials weniger als 50% beträgt, ist die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung schlecht, was für den Zweck dieser Erfindung nicht geeignet ist. Wenn die Porosität nicht weniger als 95% beträgt, ist die mechanische Festigkeit des Filtermaterials gering, und wenn die Leukozyten-enthaltende Lösung behandelt wird, wird das Filtermaterial zerbrochen und übt seine Funktion als Filtermaterial nicht mehr aus, so daß dies für diese Erfindung nicht geeignet ist.
Die Porosität wird durch Messen des Trockengewichts (W₁) des auf den gegebenen Bereich zugeschnittenen Filtermaterials bestimmt; weiterhin durch Messen der Dicke; Berechnen des Volumens (V), Eintauchen dieses Filtermaterials in Wasser, Unterziehen dieses einer Entlüftung; anschließend Messen des Gewichts (W₂) des Wasser-enthaltenden Filtermaterials; und Berechnen der Porosität aus der folgenden Berechnungsgleichung, in welcher ρ die Dichte reinen Wassers ist: Porosität (%) = 100 × [(W2 – W1/ρ]/V.
Die Dicke des Leukozyten-entfernenden Filtermaterials dieser Erfindung beträgt vorzugsweise nicht weniger als 0,1 mm, jedoch weniger als 30 mm, in der Richtung der Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung. Wenn die Dicke weniger als 0,1 mm beträgt, wird die Kollisionshäufigkeit zwischen dem Filtermaterial und den Leukozyten in der Leukozyten-enthaltenden Lösung vermindert und somit ist es schwierig, eine hohe Leukozyten-Entfernungsleistung zu erreichen, so daß dies nicht erwünscht ist. Wenn die Dicke nicht weniger als 30 mm beträgt, wird der Widerstand des Filtermaterials gegenüber dem Durchlaß der Leukozyten-enthaltenden Lösung hierdurch hoch, wodurch die Behandlungszeit verlängert wird und die Erythrozytenmembran aufgrund von Hämolyse zerstört wird. Aus diesen und ähnlichen Gründen ist dies nicht erwünscht. Es ist bevorzugter, daß die Dicke des Filtermaterials in der Strömungsrichtung nicht weniger als 0,1 mm, jedoch weniger als 15 mm, beträgt.
Wenn als ein Verfahren zur Gewinnung des Filtermaterials dieser Erfindung ein Herstellungsverfahren verwendet wird, das durch Dispergieren der Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, in einem Lösungsmittel und Aufbringen dieses mittels Papierherstellung auf ein poröses Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, gekennzeichnet ist, ist es bevorzugter, daß in dem erhaltenen Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers des porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 16, jedoch weniger als 300, beträgt. Überdies beträgt der Halteanteil der Faserstruktur zu bzw. an dem Filtermaterial vorzugsweise nicht weniger als 0,3 Gew.-%, jedoch weniger als 5,0 Gew.-%. Weiterhin ist es bevorzugter, daß der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 0,05 μm, jedoch weniger als 0,5 μm, beträgt.
Wenn weiterhin als Verfahren zur Gewinnung des Filtermaterials dieser Erfindung ein Herstellungsverfahren verwendet wird, das dadurch gekennzeichnet ist, daß ein Mikroorganismus mit einer Fähigkeit zur Herstellung von Cellulosefasern und ein poröses Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm bis weniger als 100 μm in einem flüssigen Kulturmedium koexistieren gelassen werden, Kultivieren des Mikroorganismus in dem flüssigen Kulturmedium und Rückgewinnung des porösen Elements, ist es bevorzugt, daß in dem erhaltenen Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers des porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 160, jedoch weniger als 1.500, beträgt. Weiterhin ist es bevorzugter, daß der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial nicht weniger als 0,03 Gew.-%, jedoch weniger als 1,0 Gew.-%, beträgt, wobei es noch bevorzugter ist, daß der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 0,05 μm, beträgt.
Da bei Behandlung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung als Nachbehandlung mit einem Bindemittel wie beispielsweise einer Lösung eines wasserunlöslichen großen Polymers oder ähnlichem allgemein die Möglichkeit besteht, daß die Netzwerkstruktur zerstört wird, was den Fall einschließt, bei dem die die Faserstruktur aufbauenden Fasern miteinander in der Form eines Bündels gebündelt werden, den Fall, bei dem ein filmartiges Material zwischen vielen Fasern gebildet wird und ähnliches, ist es bevorzugt, daß das Filtermaterial nicht mit einem solchen Bindemittel behandelt wird. Wenn die Fasern andererseits relativ dick und kurz sind und deren physikalische Verfilzung mit dem porösen Element unzureichend ist, ist es möglich, die Fasern durch eine Behandlung mit einem Bindemittel wie beispielsweise einer relativ verdünnten Lösung eines großen wasserunlöslichen Polymers oder ähnlichem als Nachbehandlung des Leukozyten-entfernenden Filtermaterials dieser Erfindung wirksam auf dem porösen Element zu fixieren, wodurch verhindert werden kann, daß die Fasern abfallen.
Es ist weiterhin möglich, die Oberfläche des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung zu einer Oberfläche hin zu modifizieren, an welcher Plättchen oder Erythrozyten schwer haften, wodurch die Rückgewinnung der Plättchen oder Erythrozyten erhöht wird und nur die Leukozyten entfernt werden. Als ein Verfahren zur Modifizierung der Oberfläche des Filtermaterials seien eine Oberflächen-Pfropfpolymerisation, eine Beschichtung mit einem großen Polymermaterial, eine elektrische Entladungsbehandlung und ähnliches genannt.
Als das große bzw. hochmolekulare Polymermaterial, das bei der Oberflächenmodifizierung des Filtermaterials durch eine Oberflächen-Pfropfpolymerisation oder eine Beschichtung mit einem großen Polymermaterial modifiziert wird, ist ein großes Polymermaterial mit einer nicht-ionischen hydrophilen Gruppe bevorzugt. Als nicht-ionische hydrophile Gruppe seien eine Hydroxylgruppe, Amidogruppe, Polyethylenoxidkette und ähnliches genannt. Die Monomere, die bei der Synthese des großen Polymermaterials verwendet werden können, welches eine nicht-ionische hydrophile Gruppe aufweist, sind beispielsweise 2-Hydroxyethylmethacrylat, 2-Hydroxyethylacrylat, Vinylalkohol (hergestellt durch Hydrolyse eines durch Polymerisation von Vinylacetat erhaltenen Polymers), Methacrylamid, N-Vinylpyrrolidon und ähnliches. Unter den obigen Monomeren sind 2-Hydroxyethylmethacrylat und 2-Hydroxyethylacrylat hinsichtlich der leichten Verfügbarkeit, leichten Handhabbarkeit bei der Polymerisation, der Behandlungseigenschaft der Leukozyten-enthaltenden Lösung und ähnlichem bevorzugt.
Das in der obigen Oberflächen-Pfropfpolymerisation oder in der Beschichtung mit einem großen Polymermaterial verwendete große Polymermaterial ist vorzugsweise ein Copolymer, welches als Monomereinheit ein polymerisierbares Monomer mit einer nicht-ionischen hydrophilen Gruppe und/oder eine basischen Stickstoff-enthaltende funktionelle Gruppe in einem Anteil von 0,1 bis 20 mol-% aufweist. Als basischen Stickstoff-enthaltende funktionelle Gruppe seien eine primäre Aminogruppe, eine sekundäre Aminogruppe, tertiäre Aminogruppe, quaternäre Ammoniumgruppe und ähnliches genannt; sowie weiterhin Stickstoff-enthaltende aromatische Ringgruppen wie eine Pyridylgruppe, Imidazolgruppe und so weiter. Als polymerisierbares Monomer mit einer basischen Stickstoff-enthaltenden funktionellen Gruppe seien Derivate der Methacrylsäure genannt, wie beispielsweise Dimethylaminoethylmethacrylat, Diethylaminoethylmethacrylat, Dimethylaminopropylmethacrylat, 3-Dimethylamino-2-hydroxypropylmethacrylat und ähnliches; Vinylderivate Stickstoff-enthaltender aromatischer Verbindungen wie Allylamin, p-Vinylpyridin, 4-Vinylimidazol und ähnliches; sowie quaternäre Ammoniumsalze, die durch Umsetzung der obigen Vinylverbindung mit einem Alkylhalogenid oder ähnlichem erhalten werden. Unter den obigen polymerisierbaren Monomeren sind Dimethylaminoethylmethacrylat und Diethylaminoethylmethacrylat hinsichtlich des Gesichtspunkts der leichten Verfügbarkeit, leichten Handhabbarkeit bei der Polymerisation, der Behandlungsfähigkeit Leukozyten-enthaltender Lösungen und so weiter bevorzugt.
Wenn der Monomereinheitengehalt des polymerisierbaren Monomers mit einer basischen Stickstoff-enthaltenden funktionellen Gruppe in dem erhaltenen Copolymer weniger als 0,1% beträgt, tritt die Wirkung der Hemmung der Plättchen, an der Oberfläche des Filtermaterials zu kleben, nicht so weit auf, was daher nicht erwünscht ist. Überdies unterliegen, wenn der Monomereinheitengehalt des polymerisierbaren Monomers mit einer basischen Stickstoff-enthaltenden funktionellen Gruppe in dem Copolymer nicht weniger als 20% beträgt, nicht nur Leukozyten, sondern auch andere nützliche Bestandteile wie Plättchen und Erythrozyten einer Haftung an der Oberfläche des Filtermaterials, was daher nicht erwünscht ist. Es ist bevorzugter, daß der Gehalt des polymerisierbaren Monomers mit einer basischen Stickstoff-enthaltenden funktionellen Gruppe als Monomereinheit in dem Copolymer 0,2 bis 5% beträgt.
Die vorliegenden Erfinder haben ausgiebige Forschungen zur Bereitstellung eines Verfahrens zur Herstellung eines Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung durchgeführt, welches das zweite Ziel dieser Erfindung ist, und haben folglich gefunden, daß wenn Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, in einem Dispersionsmedium dispergiert werden, und mittels Papierherstellung auf ein poröses Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, aufgebracht werden, ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung hergestellt werden kann, welches aus dem obigen porösen Element und einer Faserstruktur besteht, welche aus einer Vielzahl der Fasern aufgebaut ist, und in welcher die Porosität des obigen Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95%, beträgt, bei dem der Halteanteil der obigen Faserstruktur zu dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-%, beträgt, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des obigen porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000 beträgt, und die obige Faserstruktur eine Netzwerkstruktur bildet, und haben so das Herstellungsverfahren dieser Erfindung vervollständigt.
Damit die Faserstruktur in dem Filtermaterial dieser Erfindung eine Netzwerkstruktur bildet, ist es notwendig, daß die Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, eine gekrümmte bzw. kurvenförmige Form aufweisen und derartige Eigenschaften aufweisen, daß die Fasern per se weich, leicht zu krümmen, relativ kurz und ähnliches sind. Weiterhin sind die Fasern, selbst wenn die Fasern ursprünglich keine gekrümmte Form aufweisen, für diese Erfindung anwendbar, solange sie durch Hitzebehandlung oder durch eine mechanische Behandlung oder eine Behandlung mit verschiedenen Chemikalien mit einer gekrümmten Form versehen wurden.
Die obigen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, können erzeugt werden, indem teilbare Fasern, wofür repräsentative Beispiele regenerierte Cellulosefasern, feinporöse spaltbare Acrylfasern und ähnliches sind, sowie die spaltbaren Verbundfasern, die gemäß bekannten Verfahren erhalten werden, die in JP-B-47-37648, JP-A-50-5650, JP-A-53-38709 und ähnlichen angegeben sind, einem physikalischen Rühren unter Verwendung eines Mischers oder ähnlichem, Ausstoßen eines Flüssigkeitsstroms mit hohem Druck, Behandlung in einem Hochdruckhomogenisator und ähnlichem unterzogen werden.
Als Fasermaterial, welches leicht gekrümmt werden kann, sind Cellulose, Polyacrylnitril, Polyester, Polyolefin, Polyamid und so weiter geeignet. Es kann jedoch jegliches Material verwendet werden, welches zu Fasern geformt werden kann, welche einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, aufweisen, und durch eine Hitzebehandlung oder eine mechanische Behandlung gekrümmt werden können.
Ein Verfahren zur Gewinnung von Fasern mit dem oben spezifizierten durchschnittlichen Faserdurchmesser durch Unterziehen von regenerierten Cellulosefasern aus den oben erwähnten spaltbaren Fasern, wenn nötig einer Säurebehandlung oder Alkalibehandlung und anschließend einem physikalischen Rühren in einer Flüssigkeit unter Verwendung eines Rührers oder ähnlichem, um die Fasern zu fibrillieren, ist besonders bevorzugt, da die Faserdurchmesser der sich ergebenden Fasern sehr klein werden und leicht Fasern mit einer gekrümmten Form erhalten werden können, als Ergebnis dessen es für die Fasern sehr leicht ist, eine Netzwerkstruktur zu bilden. Dieses Verfahren zur Gewinnung von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, durch Fibrillieren regenerierter Cellulosefasern wird unten speziell und ausführlicher beschrieben. Zunächst werden im Handel erhältliche regenerierte Cellulosefasern mit Faserdurchmessern von ungefähr 10 μm auf eine gegebene Länge zugeschnitten und anschließend in eine ungefähr 3 Gew.-%ige wässerige Schwefelsäurelösung eingetaucht und bei 70°C für 30 Minuten unter langsamem Rühren einer Säurebehandlung unterzogen. Die so säurebehandelten regenerierten Cellulosefasern werden mit Wasser gewaschen und anschließend in Wasser unter Verwendung eines Mischers bei 10.000 UpM für einen Zeitraum von 30 Minuten bis 90 Minuten stark gerührt, wobei die regenerierten Cellulosefasern fibrilliert werden und feiner gemacht werden, wodurch schließlich die Zielfasern erhalten werden können.
Weiterhin weisen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, die durch Verwendung bekannter See-Insel-Typ-Fasern als Ausgangsmaterial, Unterziehen dieser wenn notwendig einer vorherigen Wärmebehandlung oder mechanischen Behandlung, um die Ausgangsfasern zu einer gekrümmten Form weiterzuverarbeiten, und Lösen der Seebestandteile unter Verwendung verschiedener Lösungsmittel um diese zu entfernen, erhalten werden, ebenfalls eine gekrümmte Form auf und sind für die Herstellung des oben erwähnten Leukozyten-entfernenden Filtermaterials dieser Erfindung geeignet.
Andere Verfahren zur Gewinnung von für die Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung geeigneten Fasern sind unten beschrieben.
Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulose zu produzieren, werden dadurch kultiviert, indem sie intermittierend bzw. mit Unterbrechungen oder kontinuierlich mit einer Vibration in einem flüssigen Kulturmedium versehen werden. Wenn eine Vibration verabreicht wird, können die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulose zu produzieren, die aus den bakteriellen Zellen produzierten Cellulosefasern zerschneiden und trennen. Im allgemeinen wird gesagt, daß mit dem Essigsäurebakterium, welches ein Mikroorganismus-Typ mit der Fähigkeit zur Erzeugung von Cellulose ist, die Faserdurchmesser der erzeugten Cellulosefäsern ungefähr 0,01 μm bis ungefähr 0,1 μm betragen und die Cellulosefaser-Herstellungsrate ungefähr 2 μm/Minute beträgt. Indem demgemäß auf diese weise die Zeit eingestellt wird, für welche eine Vibration dem flüssigen Kulturmedium verabreicht wird sowie die Intervalle hiervon, können Fasern mit der gewünschten Länge erhalten werden. Durch Rückgewinnen dieser Fasern aus dem Kulturmedium können auch Fasern erhalten werden, die für die Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung geeignet sind. Weiterhin ist es zur Verbesserung der Dispergierbarkeit der Fasern, die durch intermittierende oder kontinuierliche Verabreichung einer Vibration an Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulose zu erzeugen, während die Mikroorganismen in einem flüssigen Kulturmedium kultiviert werden, erhalten werden, bevorzugt, die Fasern durch eine Maßnahme wie starkes Rühren des flüssigen Kulturmediums oder ähnliches zu spalten. Wenn weiterhin die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulose zu produzieren, weiter in einem flüssigen Kulturmedium für einen langen Zeitraum kultiviert werden, wird eine gelartige Fasermasse erhalten, in welcher eine Anzahl von Cellulosefaseranhäufungen vorliegt. Durch feines Vermahlen und Aufspalten dieser gelartigen Fasermasse in einem Homogenisator oder ähnlichem können ebenfalls Fasern, die zur Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung geeignet sind, erhalten werden.
Die so erhaltenen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, werden in einem Dispersionsmedium dispergiert, so daß die Konzentration ungefähr 0,01 g/l bis ungefähr 1 g/l annimmt, um eine Faserdispersion zu erhalten. Als Dispersionsmittel kann nicht nur reines Wasser verwendet werden, sondern auch eine wässerige Lösung, die ungefähr 0,1% bis 5% eines oberflächenaktiven Mittels enthält, eine wässerige Lösung, deren Viskosität durch Zugabe von ungefähr 0,1% bis 5% eines Polyacrylamids zur Verbesserung der Dispergierbarkeit der Fasern erhöht wurde, und ähnliches.
Anschließend wird ein poröses Element mit einer durchschnittlichen Porendurchmessergröße von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, auf der Basis eines trichterartigen Gefäßes angeordnet, und die obige Faserdispersion wird dort hineingegossen, darin für einen kurzen Zeitraum aufbewahrt und anschließend auf einmal entladen. Anschließend wird das poröse Element getrocknet, wodurch das Filtermaterial dieser Erfindung erhalten werden kann. In dieser Erfindung wird ein solches Herstellungsverfahren als Papierherstellung bezeichnet. Dabei können, wenn die Fasern kurz sind, diese im tiefen Inneren des porösen Elements gehalten werden, bzw. dort hinein gebracht werden, so daß dies bevorzugt ist.
Es ist bevorzugt, weiterhin eine Behandlung mit einem Flüssigkeitsstrom mit hohem Druck bei einem Druck von ungefähr 3 kg/cm² bis 200 kg/cm² auf das Filtermaterial, das durch das oben erwähnte Herstellungsverfahren hergestellt wurde, auszuüben, da die Fasern so gleichmäßiger in das tiefere Innerere des porösen Elements in der Richtung seiner Dicke eingebracht werden können.
Als ein anderer bevorzugter Prozeß zur Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung sei ein Verfahren erwähnt, welches umfaßt, daß ein Mikroorganismus mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu erzeugen, und ein poröses Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, in einem flüssigen Kulturmedium koexistieren gelassen werden, die Mikroorganismus in dem flüssigen Kulturmedium kultiviert werden, und anschließend das poröse Element zurückgewonnen wird. Auch durch dieses Verfahren kann ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung erzeugt werden, in welchem eine Faserstruktur mit einer durchschnittlichen Faserdurchmessergröße von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, auf dem porösen Element gehalten wird, wobei die Porosität des Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95%, beträgt, der Halteanteil der Faserstruktur zu dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-% beträgt, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000, beträgt, und die Faserstruktur eine Netzwerkstruktur bildet. Ein Beispiel dieses Herstellungsverfahrens wird unten ausführlich erklärt.
Zunächst wird ein poröses Element als Basismaterial in einem Kulturmedium angeordnet. Die Zusammensetzung eines repräsentativen Kulturmediums beträgt 2% Traubenzucker, 0,5% Polypepton, 0,5% Hefeextrakt, 0,27% Natriumhydrogenphosphatanhydrid und 0,115 Citronensäuremonohydrat. Es reicht aus, daß das poröse Element teilweise mit zumindest dem Kulturmedium in Kontakt gebracht wird, und es ist bevorzugt, daß das poröse Element parallel zu der Oberfläche des Kulturmediums angeordnet wird. Ein Mikroorganismus mit der Fähigkeit, Cellulosefasern herzustellen, wird so in dem Kulturmedium dispergiert, daß die Mikroorganismus-Konzentration nicht weniger als 1 Zelle/ml, jedoch weniger als 1,0 × 10⁷ Zellen/ml, beträgt. In diesem Zustand wird der Mikroorganismus für einen Zeitraum von 0,5 Stunden bis 48 Stunden kultiviert, um eine Fasernetzwerkstruktur, die aus Cellulosefasern auf dem porösen Element aufgebaut ist, auf das poröse Element aufzubrigen, wodurch das Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung hergestellt wird. Der Mikroorganismus mit einer Fähigkeit, Cellulosefasern zu erzeugen, erzeugt vermutlich Cellulosefasern während er in das Innere des porösen Elements wandert, womit eine Netzwerkstruktur langer Cellulosefasern in einem solchen Zustand in das Innere des porösen Elements gebracht wird, daß die Fasern physikalisch und eng miteinander verhakt sind. Demgemäß wird selbst wenn das Filtermaterial gewaschen wird oder die Leukozyten-enthaltende Lösung herunter in das Filtermaterial fließen gelassen wird, die Netzwerkstruktur der Cellulosefasern nicht zerstört und fällt nicht ab. Überdies kann durch Steuerung der Konzentration des Mikroorganismus mit der Fähigkeit, Cellulose in dem Kulturmedium zu produzieren, der Kultivierungszeit und ähnlichem, der Anteil der Cellulosefasern auf dem porösen Element gesteuert werden. Wenn beispielsweise die Konzentration des Mikroorganismus in dem Kulturmedium zum Zeitpunkt des Beginns der Kultur gleich ist, wird der Halteanteil erhöht, indem die Kultivierungszeit verlängert wird. Wenn die Kultivierungszeit gleich bleibt, wird der Halteanteil erhöht, indem die Konzentration des Mikroorganismus in dem Kulturmedium zum Zeitpunkt des Beginns der Kultur erhöht wird.
Als Mikroorganismus mit der Fähigkeit-Cellulosefasern zu produzieren, können Essigsäurebakterien der Gattung Acetobacter, Bakterien der Gattung Sarcina, Bakterien der Gattung Bacterium, Bakterien der Gattung Agrobacterium, Bakterien der Gattung Rhizobium, Bakterien der Gattung Pseudomonas, und so weiter verwendet werden. Hierunter sind Essigsäurebakterien der Gattung Acetobacter besonders bevorzugt. Es wird gesagt, daß die Mikroorganismen der Gattung Acetobacter Fasern mit einem Faserdurchmesser von 0,01 μm bis 0,1 μm erzeugen. Die Verwendung anderer der oben erwähnten Mikroorganismen ermöglicht jedoch die Herstellung von Fasern mit verschiedenen Faserdurchmessern. Wenn von den Kulturmediumbestandteilen die Anteile des Polypeptons, welches die Stickstoffquelle ist, und des Hefeextrakts erhöht oder vermindert werden, kann das Teilungs- und Proliferationspotential der Mikroorganismen gehemmt werden, wodurch die Maschengröße der Faserstruktur, die gebildet wurde, gesteuert werden kann.
Wie zuvor erwähnt, zerschneiden die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu produzieren, bei Verabreichung einer Vibration während der Kultivierung in einigen Fällen die von den bakteriellen Zellen erzeugten Cellulosefasern. Um daher die Fasernetzwerkstruktur mit einer guten Effizienz auf dem porösen Element in dem Zustand zu halten, daß die Fasern physikalisch und eng verhakt sind, ist es bevorzugt, daß die Kultur eine stationäre Kultur ist. Wenn die Kultivierung weiterhin bewirkt wird, während der Flüssigkeitsgehalt des Flüssigkeitskulturmediums intermittierend oder kontinuierlich so verändert wird, daß das Flüssigkulturmedium durch das Äußere und Innere des porösen Elements passieren kann, kann die Fasernetzwerkstruktur mit guter Wirksamkeit in dem Inneren des porösen Elements gehalten werden. Im allgemeinen sind Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu produzieren, aerobe Bakterien, und wenn sie kultiviert werden, während in das Flüssigkulturmedium und/oder in das Innere des porösen Elements ein Gas eingeführt wird, wird die Fähigkeit, Cellulosefasern zu produzieren, verbessert, und das Filtermaterial kann mit einem besseren Wirkungsgrad hergestellt werden. Wenn die Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu erzeugen, aerobe Bakterien sind, neigt die vorliegende Mikroorganismendichte dazu, in dem Teil, wo die Konzentration an gelöstem Sauerstoff relativ hoch ist in der Nähe der Oberfläche des Kulturmediums anzusteigen. In dem Fall, in dem das Filtermaterial dieser Erfindung hergestellt wird, indem eine stationäre Kultur in einem solchen Zustand durchgeführt wird, daß das poröse Element parallel zu der Oberfläche des Kulturmediums angeordnet ist und unter die Oberfläche des Kulturmediums abgesenkt ist, neigt der Halteanteil der Fasernetzwerkstruktur dazu, an der oberen Oberfläche des porösen Elements größer zu werden. Um die Leukozyten-Entfernungsleistung des Filtermaterials zu erhöhen ist es bevorzugt, den Halteanteil der Fasernetzwerkstruktur zu erhöhen, und es ist beispielsweise möglich, den Halteanteil auf der unteren Oberfläche des porösen Elements zu erhöhen, indem das poröse Element während der Kultivierung umgedreht wird.
Um die Menge an Cellulosefasern, welche auf dem porösen Element gehalten werden kann, durch Kontrolle der Konzentration der Mikroorganismen mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu erzeugen, in dem Kulturmedium und während der Kultivierungszeit zu steuern, ist es bevorzugt, daß die Mikroorganismus-Konzentration nicht weniger als 1 Zelle/ml, jedoch weniger als 1,0 × 10⁷ Zellen/ml beträgt, und die Kultivierungszeit nicht weniger als 0,5 Stunden, jedoch weniger als 48 Stunden, beträgt. Wenn die Mikroorganismus-Konzentration weniger als 1 Zelle/ml beträgt, wird der Halteanteil der Fasern in vielen Fällen klein und die Leukozyten-Entfernungsfähigkeit des Filtermaterials wird klein, so daß dies nicht erwünscht ist. Wenn die Mikroorganismus-Konzentration nicht weniger als 1,0 × 10⁷ Zellen/ml beträgt, wird der Halteanteil der Fasern in vielen Fällen groß, und die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung in dem Filtermaterial wird schlecht, so daß dies nicht erwünscht ist. Als ein Verfahren zur Bestimmung der Anzahl von Mikroorganismenzellen mit der Fähigkeit, Cellulosefasern in dem Kulturmedium zu erzeugen, kann ein Koloniezählverfahren verwendet werden. Wenn die Kultivierungszeit weniger als 0,5 Stunden beträgt, ist der Halteanteil der Fasernetzwerkstruktur in vielen Fällen klein und es ist unmöglich, eine hohe Leukozyten-Entfernungsfähigkeit zu erreichen, so daß dies nicht erwünscht ist. Wenn die Kultivierungszeit nicht weniger als 48 Stunden beträgt, wird in vielen Fällen ein Teil, in welchem der Halteanteil der Fasernetzwerkstruktur sehr hoch ist, nämlich eine hautschichtartige Struktur, auf der Oberfläche des porösen Elements gebildet, und die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung wird schlecht, so daß dies nicht erwünscht ist.
Als ein weiteres unterschiedliches Verfahren zur Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung kann ein Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung erwähnt werden, bei welchem die Fasernetzwerkstruktur auf dem porösen Element gehalten wird, die Porosität des Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95% beträgt, der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-%, beträgt, und das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2.000 beträgt, welches das Verspinnen eines porösen Elements mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, durch das Schmelzblasverfahren und Einmischen von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, in den Faserbündelstrom, welcher gesponnen bzw. gedreht wird, umfasst. Es ist bevorzugt, daß das Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung, das durch das obige Herstellungsverfahren hergestellt wird, einer Hochdruck-Flüssigkeitsstrombehandlung bei ungefähr 3 kg/cm² bis ungefähr 200 kg/cm² unterzogen wird, da hierdurch ermöglicht wird, die Fasern gleichmäßiger und in einem tieferen Inneren des porösen Elements zu halten bzw. aufzubringen.
Das dritte Ziel dieser Erfindung ist es, eine Vorrichtung zur Entfernung von Leukozyten bereitzustellen, welche es ermöglicht, die Leukozyten aus der Leukozyten-enthaltenden Lösung zu entfernen, während der Verlust der nützlichen Blutbestandteile auf einen sehr niedrigen Stand eingeschränkt wird und eine hohe Leukozyten-Entfernungsrate erreicht wird, und ein Verfahren zur Herstellung von Leukozyten unter Verwendung der Vorrichtung bereitzustellen, sowie eine Vorrichtung zur Entfernung von Leukozyten bereitzustellen, welche eine viel höhere Leukozyten-Entfernungsrate erreicht als herkömmliche Vorrichtungen zur Entfernung von Leukozyten, sowie ein Verfahren zur Entfernung von Leukozyten, bei der diese verwendet wird. Die vorliegenden Erfinder haben ausgiebige Forschungen durchgeführt und demgemäß gefunden, daß das obige Ziel erreicht werden kann, indem eine Leukozyten-enthaltende Lösung unter Verwendung einer Filtriervorrichtung filtriert wird, in welcher das Filtermaterial dieser Erfindung auf geeignete Weise in einem Gefäß, welches zumindest eine Zufuhröffnung und eine Auslaßöffnung aufweist, angeordnet ist.
Die Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung ist eine Vorrichtung, in welcher ein Filter, umfassend das Filtermaterial dieser Erfindung, auf geeignete Weise in einem Gefäß mit mindestens einer Zufuhröffnung und einer Auslaßöffnung angeordnet ist. Eine Filtermaterialschicht bzw. -lage oder mehrere Filtermaterialschichten, die in der Strömungsrichtung der Leukozyten-enthaltenden Lösung laminiert sind, können in das Gefäß gepackt sein. Andererseits haftet das Filtermaterial in der tiefsten Schicht in der Vorrichtung dieser Erfindung in dem Fall, in dem eine Lösung, die ein Polymermaterial mit hohem Molekulargewicht enthält, in ein Filtermaterial gegossen wird, um die Oberfläche des Filtermaterials zu modifizieren, um die Oberfläche der Beschichtungsbehandlung zu unterziehen oder in ähnlichen Fällen, an der Innenwand der Vorrichtung, wobei in einigen Fällen eine Verschiebung der Leukozyten-enthaltenden Lösung verursacht wird. In einem solchen Fall kann durch Einfügen eines Filtermaterials mit relativ großer Maschenweite in die unterste Schicht verhindert werden, daß das Filtermaterial an der Innenwand des Gefäßes haftet und eine Verschiebung der Leukozyten-enthaltenden Lösung bewirkt.
Die Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung kann weiterhin andere Filtermaterialien an der Stromaufwärtsseite und/oder der Stromabwärtsseite des Filtermaterials dieser Erfindung aufweisen.
Im allgemeinen enthält die Leukozyten-enthaltende Lösung in vielen Fällen feine Aggregate. Um Leukozyten aus einer Leukozyten-enthaltenden Lösung zu entfernen, welche eine große Menge solcher feiner Aggregäte enthält, kann ein Vorfilter verwendet werden. Als Vorfilter werden bevorzugt eine Anhäufung von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 8 μm bis 50 μm, ein verbundenes poröses Material mit einer durchschnittlichen Porendurchmessergröße von 20 μm bis 200 μm und ähnliches verwendet.
Es ist bevorzugt, daß der Querschnittsbereich des Filtermaterials in der Normallinienrichtung zu der Strömungsrichtung der Leukozyten-enthaltenden Lösung in der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung nicht weniger als 3 cm², jedoch weniger als 100 cm², beträgt. Wenn der Querschnittsbereich weniger als 3 cm² beträgt, wird die Strömung der Leukozyten-enthaltenden Lösung sehr schlecht, so daß dies nicht erwünscht ist. Wenn der Querschnittsbereich nicht weniger als 100 cm² beträgt, muß die Filterdicke klein gemacht werden, so daß eine hohe Leukozyten-Entfernungsfähigkeit nicht erreicht werden kann. Weiterhin ist erforderlich, daß die Größe der Filtriervorrichtung groß gemacht werden muß, so daß dies nicht erwünscht ist.
Das Verfahren zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung umfaßt die Behandlung einer Leukozyten-enthaltenden Lösung in der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung und die Rückgewinnung der filtrierten Lösung. Ausführlicher ist dies ein Verfahren zur Entfernung von Leukozyten aus einer Leukozyten-enthaltenden Lösung, umfassend die Verwendung einer Vorrichtung mit 1) einer Zufuhröffnung, 2) einem Filter, welches das Filtermaterial dieser Erfindung umfaßt, und 3) eine Auslassöffnung bzw. Entnahmeöffnung, Gießen einer Leukozyten-enthaltenden Lösung aus der Zufuhröffnung und Rückgewinnen der durch das Filtermaterial aus der Auslassöffnung filtrierten Lösung.
Als Leukozyten-enthaltende Lösung, die in der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung filtriert werden soll, seien eine Vollblutpräparation, eine konzentrierte Erythrozytenpräparation, eine Blutplättchen konzentratpräparation und weiterhin eine Körperflüssigkeit und ähnliches genannt.
Wenn die Leukozyten-enthaltende Lösung ein Vollblutpräparat oder ein konzentriertes Erythrozytenpräparat ist, ist es bevorzugt, die Leukozyten-enthaltende Lösung in einer Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten mit einem Vorrichtungsvolumen von nicht weniger als 3 ml, jedoch weniger als 20 ml pro einer Einheit zu behandeln. Der Begriff "eine Einheit" bezieht sich hier auf ungefähr 300 ml bis 550 ml eines Vollblutpräparats oder eines konzentrierten Erythrozytenpräparats. Wenn das Vorrichtungsvolumen pro eine Einheit weniger als 3 ml beträgt, ist die Möglichkeit, daß eine hohe Leukozyten-Entfernungsrate nicht erreicht werden kann hoch, so daß dies nicht erwünscht ist. Wenn das Vorrichtungsvolumen pro eine Einheit nicht weniger als 20 ml beträgt, wird der Anteil der nützlichen Bestandteile in der Leukozyten-enthaltenden Lösung, der nicht zurückgewonnen in der Vorrichtung verbleibt, mit anderen Worten der Verlust der nützlichen Bestandteile, groß, so daß dies nicht erwünscht ist. Durch Filtrieren des Vollblutpräparats oder des konzentrierten Erythrozytenpräparats in der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung können die Leukozyten entfernt werden, bis die Anzahl der Restleukozyten in der rückgewonnenen Lösung weniger als 1 × 10³ Leukozyten/Einheit wird.
Wenn die Leukozyten-enthaltende Lösung eine Blutplättchenkonzentratpräparation ist, ist es bevorzugt, die Leukozyten-enthaltende Lösung in einer Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten zu behandeln, welche ein Vorrichtungsvolumen pro 5 Einheiten von nicht weniger als 1 ml, jedoch weniger als 10 ml, aufweist. Der Begriff "5 Einheiten" bezieht sich auf hier auf ungefähr 170 ml bis ungefähr 200 ml eines Blutplättchenkonzentratpräparats. Wenn das Vorrichtungsvolumen pro 5 Einheiten weniger als 1 ml beträgt, ist die Möglichkeit, daß eine hohe Leukozyten-Entfernungsrate erhalten werden kann, hoch, so daß dies nicht erwünscht ist. Wenn das Vorrichtungsvolumen pro 5 Einheiten nicht weniger als 10 ml beträgt, wird der Anteil der nützlichen Bestandteile, der nicht zurückgewonnen in der Vorrichtung verbleibt, groß, so daß dies nicht erwünscht ist. Durch Filtrieren des Blutplättchenkonzentratpräparats in der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung können die Leukozyten entfernt werden, bis die Anzahl der verbleibenden Leukozyten in der rückgewonnenen Lösung weniger als 1 × 10³ Leukozyten/5 Einheiten beträgt.
Wenn die Leukozyten unter Verwendung der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung entfernt werden, während die Bluttransfusion am Bett in einem Krankenhaus durchgeführt wird, ist es bevorzugt, die Leukozyten-enthaltende Lösung mit einer Rate von nicht weniger als 1 g/min, jedoch weniger als 20 g/min, zu filtrieren. Andererseits ist es bevorzugt, wenn Leukozyten aus einer Blutpräparation für die Bluttransfusion unter Verwendung der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung in einem Blutzentrum entfernt werden, die Leukozyten-enthaltende Lösung mit einer Rate von nicht weniger als 20 g/min, jedoch weniger als 100 g/min, zu filtrieren.
Die Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung kann nicht nur für den Zweck der Entfernung von Leukozyten, welche verschiedene Nebenwirkungen nach der Transfusion bewirken, aus einem Blutpräparat für eine Bluttransfusion verwendet werden, sondern auch zur Entfernung von Leukozyten in der extrakorporalen Zirkulationstherapie einer Autoimmunerkrankung. Die extrakorporale Zirkulationstherapie einer Autoimmunerkrankung umfaßt die kontinuierliche Filtrierung der Körperflüssigkeit eines Patienten, welches die Leukozyten-enthaltende Lösung ist, in der Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten dieser Erfindung und Rückführen der rückgewonnenen Lösung in den Körper, wodurch Leukozyten aus der Körperflüssigkeit entfernt werden.
Wie oben beschrieben ist, weist das Leukozyten-entfernende Filtermaterial dieser Erfindung eine sehr hohe Affinität zu Leukozyten auf, so daß es möglich ist, die Leukozyten-enthaltende Lösung mit einem guten Wirkungsgrad zu behandeln, ohne die Behandlungsgeschwindigkeit zu vermindern.
Die vorliegende Erfindung wird unten ausführlicher mit Bezug auf Beispiele beschrieben. Der Umfang sollte jedoch nicht als durch diese Beispiele eingeschränkt angesehen werden.
Beispiel 1
Die Herstellung sehr feiner Fasern wurde gemäß dem folgenden Verfahren durchgeführt. Kupferammonium-Rayonfäden mit einem Faserdurchmesser von ungefähr 10 μm (Benberg^R-Fäden von 40d/ 45f, hergestellt von Asahi Kasei Kogyo K. K.) wurden als spaltbare Fasern verwendet und auf eine Faserlänge von ungefähr 3 mm geschnitten. Diese wurden in eine 3 Gew.-%ige wässerige Schwefelsäurelösung eingetaucht und einer Säurebehandlung bei 70°C für 30 Minuten unter langsamen Rühren bei 60 UpM unterzogen. Die Schwefelsäure wurde mit reinem Wasser abgewaschen und anschließend wurden 1,5 g der erhaltenen Fasern in 1 1 reinem Wasser dispergiert und anschließend stark bei 10.000 UpM 30 Minuten unter Verwendung eines Homogenisators gerührt, um extrem feine Fasern herzustellen.
Als ein poröses Element, welches das Träger- bzw. Basismaterial war, wurde ein nicht gewebtes Gewebe (Vliesstoff) aus Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm verwendet, welches durch ein Schmelzblasverfahren hergestellt und mit einem Copolymer aus 2-Hydroxyethylmethacrylat und N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat (im folgenden als DM bezeichnet) beschichtet wurde (der DM-Gehalt in dem Copolymer betrug 3 mol-%). Ausführlicher beschrieben wurde der obige Vliesstoff aus Polyester 1 Minute bei 40°C in eine 0,2% ethanolische Lösung des obigen Copolymers eingetaucht und anschließend die überschüssige Copolymerlösung durch leichtes Zusammendrücken entfernt, wonach der Vliesstoff in ein exklusives Gefäß gepackt wurde und getrocknet wurde, während Stickstoff eingeführt wurde. Der poröse Durchmesser wies einen durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,2 μm, eine Dicke von 0,2 mm, eine Schüttdichte von 0,2 g/cm³ und ein Basisgewicht von 40 g/m² auf. Die Bestimmung des durchschnittlichen Porendurchmessers wurde unter Verwendung eines PORE SIZER 9320 (Shimadzu Corp.) in einem Druckbereich von 6,89 × 103 Pa (1 psia) bis 1,83 × 10⁷ Pa (2.650 psia) durchgeführt, und es wurde ermittelt, daß der durchschnittliche Porendurchmesser ein Feinporendurchmesser war, der einer unter Druck gesetzten Menge an Quecksilber von 50% entsprach, wobei dieser unter den Bedingungen erhalten wurde, daß der Quecksilberanteil bei einem auf dem Quecksilber lastenden Druck von 6,89 × 10³ Pa (1 psia) 0% betrug, und der Anteil des bei einem Quecksilberdruck von 1,83 × 10⁷ Pa (2.650 psia) unter Druck stehenden Quecksilbers 100% betrug. Das obige poröse Element wurde zu einem echten Kreis mit einem Durchmesser von 15 cm geschnitten und auf der Basis eines Magnettrichters mit einem Durchmesser von 15 cm angeordnet, wonach reines Wasser bis zu einer Höhe von ungefähr 1 cm von der Oberfläche des porösen Elements eingelagert wurde. Dorthinein wurden langsam 50 ml einer wässerigen Dispersion extrem feiner Fasern (Faserkonzentration 0,1 g/l) hineingeschüttet und es wurde langsam gerührt. Anschließend wurde das Wasserrauf einmal aus der Basis des Magnettrichters entfernt, um die extrem feinen Fasern auf dem porösen Element zu halten, und die Fasern wurden im Vakuum bei 40°C für 16 Stunden getrocknet, wobei ein Filtermaterial erhalten wurde. Dieser Vorgang wurde zweimal wiederholt, um ein Filtermaterial herzustellen, in welchem extrem feine Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements aufgebracht waren.
Der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur, die auf dem porösen Element gehalten wurde, betrug 0,29 μm. Der durchschnittliche Faserdurchmesser wurde bestimmt, indem eine elektronenmikroskopische Aufnahme des erhaltenen Filtermaterials genommen wurde, wobei ein Scanning-Elektronenmikroskop (S-2460N, hergestellt von Hitachi Ltd.) verwendet wurde, wobei extrem feine Fasern zufällig ausgewählt wurden, die Faserdurchmesser bei 100 oder mehr Punkten gemessen wurden und der durchschnittliche Zahlenwert hiervon berechnet wurde. Entsprechend beträgt das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur 31,7, und das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur war 4,1.
Überdies betrug die Porosität des Filtermaterials 85%, und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 1,1 Gew.-%. Die Bestimmung der Porosität erfolgte wie folgt: Das Trockengewicht (W₁) des zu einem Kreis von 25 mm Durchmesser geschnittenen Filtermaterials wurde gemessen, die Dicke hiervon wurde weiter unter Verwendung von PEACOK ermittelt, um das Volumen (V) zu berechnen. Dieses Filtermaterial wurde in reines Wasser getaucht und einer Entlüftung unterzogen, während mit Ultraschallwellen für ungefähr 30 Sekunden bestrahlt wurde, wonach das Gewicht (W₂) des Wasser-enthaltenden Filtermaterials gemessen wurde. Aus diesen Werten wurde die Porosität gemäß der unten gezeigten Berechnungsgleichung bestimmt. Dabei ist in der nachfolgenden Gleichung ρ die Dichte von reinem Wasser, wobei in dem vorliegenden Versuch 1,0 g/cm³ hierfür eingesetzt wurde. Porosität (%) = 100 × [(W2 – W1)/ρ]/V.
Die Bestimmung des Halteanteils extrem feiner Fasern wurde durch das unten gezeigte Verfahren durchgeführt. Das heißt, drei Schichten bzw. Lagen einer zu einem Kreis von 25 mm im Durchmesser geschnittenen Filtermaterialschicht wurden in 5 ml einer Lösung eingetaucht, die durch Lösen von 50 mg Cellulase (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.) in 100 ml einer 0,1 mol/l Essigsäure-Pufferlösung (pH: 4,8) hergestellt wurde, und langsam bei 50°C für 24 Stunden gerührt, um die extrem feinen Fasern zu Glucose zu zersetzen, welche extrahiert wurde. Die zersetzte und extrahierte Glucose wurde einer quantitativen Bestimmung unter Verwendung von Glucose-CII-TESTWAKO (hergestellt von Wako Pure Chemical Industries, Ltd.), welches ein Glucosebestimmungreagenz ist, unterzogen, und aus dem Glucoseanteil wurde der Halteanteil der extrem feinen Fasern, die in das poröse Element eingeführt wurden, berechnet.
Ein Laminat (2,6 g) aus 7 Schichten des wie oben erwähnt hergestellten Filtermaterials wurde in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,26 cm³. Zu 400 ml Blut wurden 56 ml einer CPD-Lösung gegeben (Zusammensetzung: 26,3 g/l Natriumcitrat, 3,27 g/l Citronensäure, 23,20 g/l Glucose und 2,51 g/l Natriumhydrogenphosphatdihydrat), um 456 ml Vollblut herzustellen, und dieses Vollblut wurde zentrifugiert, und anschließend wurde Blutplättchen-reiches Plasma entfernt, wonach 95 ml einer MAP-Lösung (Zusammensetzung: 1,50 g/l Natriumcitrat, 0,20 g/l Citronensäure, 7,21 g/l Glucose, 0,94 g/l Natriumhydrogenphosphatdihydrat, 4,97 g/l Natriumchlorid, 0,14 g/l Adenin und 14,57 g/l Mannitol) zugegeben wurden, um konzentrierte Erythrozyten (RC-MAP) herzustellen. 50 g der konzentrierten Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 64%, Erythrozytenzahl: 3.425 Zellen/μl), welche für 8 Tage bei 4°C gelagert wurden, wurden durch die oben erwähnte Filtriexvorrichtung zur Entfernung von Leukozyten filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Die Filtration der konzentrierten Erythrozyten in der obigen Filtriervorrichtung wurde bei einer Fallentfernung von 1,0 m durchgeführt, bis die Gegenwart der konzentrierten Erythrozyten in der Bluttasche nicht mehr bestimmbar war, um das Blut zurückzugewinnen (die zurückgewonnenen konzentrierten Erythrozyten werden im folgenden als zurückgewonnene Flüssigkeit bezeichnet). Die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit bei der Filtration der konzentrierten Erythrozyten betrug 11,6 g/min.
Die Volumina der konzentrierten Erythrozyten vor Filtration (im folgenden als Flüssigkeit vor Filtration bezeichnet) und die rückgewonnene Flüssigkeit sowie die Anzahl der Leukozyten wurden bestimmt, und der Anteil der Restleukozyten wurde bestimmt. Anteil der Restleukozyten = (Zahl der Leukozyten in der rückgewonnenen Flüssigkeit)/(Zahl der Leukozyten in der Flüssigkeit vor Filtration)
Dabei waren die Volumina der Flüssigkeit vor Filtration und der rückgewonnenen Flüssigkeit Werte, die durch Teilen der jeweiligen Gewichte durch die spezifische Dichte der Blutpräparation (1,075) erhalten wurden. Die Leukozyten-Konzentration in der Flüssigkeit vor Filtration wurde bestimmt, indem die Flüssigkeit vor Filtration zehnfach verdünnt mit einem Türk's-Reagenz in ein Bürker-Türk-Hämocytometer injiziert wurde und die Anzahl der Leukozyten unter Verwendung eines optischen Mikroskops gezählt wurde. Weiterhin wurde die Messung der Leukozyten-Konzentration in der rückgewonnenen Flüssigkeit durch das unten gezeigte Verfahren durchgeführt. Die rückgewonnene Flüssigkeit wurde mit einer LEUCOPLATE-Lösung (hergestellt von SOBIODA Company) fünffach verdünnt. Die verdünnte Flüssigkeit wurde gut vermischt und anschließend bei Raumtemperatur für 6 bis 10 Minuten stehengelassen. Dieses wurde bei 2.750 × g 6 Minuten zentrifugiert, und der Überstand wurde entfernt, um den Flüssigkeitsanteil auf 1,02 g einzustellen. Die Flüssigkeitsprobe wurde gut vermischt und anschließend in ein Nageotte-Hämocytometer injiziert, und die Anzahl der Leukozyten wurde unter Verwendung eines optischen Mikroskops gezählt, wodurch die Leukozyten-Konzentration bestimmt wurde. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß der Anteil der Restleukozyten 10^–2,71 betrug.
Vergleichsbeispiel 1
Ein Laminat (0,29 g) aus 8 Schichten nur des gleichen porösen Elements, welches in Beispiel 1 verwendet wurde (durchschnittlicher Faserdurchmesser: 1,2 μm, durchschnittlicher Porendurchmesser: 9,2 μm) wurde in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,20 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Die Porosität des obigen porösen Elements betrug 86%, und das Volumen hiervon betrug 1,44 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozytenflüssigkeit wie in Beispiel 1 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 13,2 g/min betrug, und der Anteil der Restleukozyten 10^–1,18 betrug.
Vergleichsbeispiel 2
Ein aus Polyethylen hergestelltes nicht-gewebtes Gewebe (Vliesstoff) mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,6 μm, hergestellt durch ein Blitz-Spinnverfahren, wurde gefriergebrochen, wobei verflüssigter Stickstoff verwendet wurde, um eine kleine Fasermasse mit einem längeren Durchmesser von weniger als 1 mm zu erhalten. In 5 l einer 1 Gew.-%igen ethanolischen Tween^R 20-Lösung wurden 0,1 g der obigen kleinen Fasermasse sowie 1,5 g Fasern, die durch Schneiden langer Fasern aus Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 7,2 μm auf eine Faserlänge von 5 mm zugeschnitten wurden, dispergiert. Diese Dispersion wurde in einen Magnettrichter gegossen, auf dessen Basis ein Netz mit einem offenen Porendurchmesser von 200 μm angeordnet war, und anschließend wurde das Ethanol auf einmal abgegeben, um ein Filter mit einem Basisgewicht von 50 g/m² zu erhalten.
LeukoNet^R, welches ein Leukozyten-entfernendes Filter, hergestellt von HEMASURE Company, ist, wurde abgetrennt und ein Filtermaterial wurde entnommen. Dieses Filtermaterial war ein Filtermaterial von der Art eines nicht-gewebten Gewebes, das aus einem Gemisch von Fasern mit unterschiedlichen Faserdurchmessern hergestellt war, wobei der durchschnittliche Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern 0,5 μm betrug, der durchschnittliche Faserdurchmesser des Basismaterials 7,8 μm betrug, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des Basismaterials und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Faser 15,6 betrug, und die Porosität des Filtermaterials 92% betrug. Als ein Ergebnis bei der Beobachtung durch ein Elektronenmikroskop waren die oben erwähnten zwei Arten von Filtermaterialien ähnlich bezüglich der Struktur und beide zeigten keine Netzwerkstruktur. Eine elektronenmikroskopische Abbildung des letzteren Filtermaterials ist in 3 gezeigt. Unter den obigen zwei Arten von Filtermaterialien wurde eine Lage (0,20 g) des letztgenannten Filtermaterials in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 9,0 cm³ (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,13 g/cm³ betrug, um ein Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,53 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 1 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsrate 9,5 g/min betrug, und der Anteil der Restleukozyten 10^–0,68 betrug.
Beispiel 1, Vergleichsbeispiel 1 und Vergleichsbeispiel 2 sind Vergleiche der Wirkung der Einführung von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, sowie der Wirkung der Netzwerkstruktur dieser Fasern. Weiterhin wird häufig beobachtet, daß im Fall des herkömmlichen faserartigen Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung Leukozyten in dem Zustand eingefangen werden, in dem sie die Fasern an ungefähr 1 bis 3 Punkten berühren. Es wird jedoch relativ häufig im Fall des Filtermaterials dieser Erfindung beobachtet, daß Leukozyten in dem Zustand, wo sie die Fasern bei derart vielen Punkten wie 3 oder mehr Punkten berühren, eingefangen werden.
Beispiel 2
Die obigen auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellten Fasern wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 auf den gleichen porösen Elementen, die in Beispiel 1 verwendet wurden, gehalten bzw. darauf aufgebracht, um ein Filtermaterial herzustellen, in welchem extrem feine Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurden. Die aufgebrachten extrem feinen Fasern wiesen einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,25 μm auf, ein Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern von 36,8; das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern betrug 4,8; die Porosität des Filtermaterials betrug 85%, und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 1,3 Gew.-%. Ein Laminat (0,26 g) aus 7 Lagen dieses Filtermaterials wurde in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 9, 0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 3.785 Zellen/μl), welche 7 Tage bei 4°C gelagert wurden, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsrate 10,2 g/min betrug, und der Anteil der Restleukozyten 10^–2,97 betrug.
Beispiel 3
Das gleiche poröse Element, das in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde zu einer Größe von 25 cm × 35 cm geschnitten, in 375 ml eines Kulturmediums mit einer Essigsäurebakterien-Konzentration von 164 Zellen/ml eingetaucht und in diesem Zustand bei 28°C für 14 Stunden einer stationären Kultur unterzogen. Während der stationären Kultur wurde das poröse Element alle zwei Stunden umgedreht. Nach Beendigung der stationären Kultur würde ein Waschen mit einem Wasserstrom durchgeführt, um Essigsäurebakterien zu entfernen. Gemäß dem oben erwähnten Herstellungsverfahren wurde ein Filtermaterial erhalten, in welchem eine Netzwerkstruktur, die aus Cellulosefasern aufgebaut war, hergestellt durch das Essigsäurebakterium, mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,02 μm auf den Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurde. Als Essigsäurebakterium wurde Acetobacter Xylinum IFO13693) verwendet. Die Zusammensetzung des Kulturmediums betrug 2% Traubenzucker, 0,5% Polypepton, 0,5% Hefeextrakt, 0,27% Natriumhydrogenphosphatanhydrid und 0,115% Citronensäuremonohydrat. Als Verfahren zur Bestimmung der Anzahl der bakteriellen Zellen in dem Kulturmedium wurde ein Koloniezählverfahren verwendet. Dies bedeutet, daß eine Suspension des Essigsäurebakteriums in dem Kulturmedium verdünnt wurde, und eine gegebene Menge hiervon entnommen wurde. Diese wurde mit einem Kulturmedium, welches 0,75 Agar enthielt, anschließend auf eine Petri-Schale geschüttet und für einen kurzen Zeitraum gekühlt, um zu verfestigen. Dazu wurde weiterhin eine gegebene Menge eines Kulturmediums, welches 0,75% Agar enthielt, gegeben, und die Kultivierung wurde für mindestens 4 Tage fortgesetzt, und die Anzahl der aus Essigsäurebakterienzellen gebildeten Kolonien wurde gezählt, wodurch die Anzahl der Bakterienzellen bestimmt wurde. Als ein Ergebnis bei der Beobachtung durch ein Elektronenmikroskop wies dieses gebildete Filtermaterial eine Netzwerkstruktur auf. Der durchschnittliche Faserdurchmesser dieser Faserstruktur betrug 0,02 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 460, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 60, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 0,05 Gew.-%.
0,26 g dieses Filtermaterials wurde in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 2 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Anzahl der Leukozyten: 3.785 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 12,4 g/min betrug, und der Anteil der Restleukozyten 10^–2,80 betrug.
Beispiel 4
Ein Filtermaterial, in welchem die extrem feinen Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten eines porösen Elements gehalten wurden, wobei das Filtermaterial durch Unterziehen dem gleichen Vorgang wie in Beispiel 1 mit dem gleichen porösen Element wie in Beispiel 1 erhalten wurde, wurde einer Hochdruckflüssigkeitsbehandlung unterzogen, indem das gleiche poröse Element wie in Beispiel 1 verwendet wurde, und extrem feine Fasern, hergestellt durch Zuschneiden von Kupferammonium-Rayonfäden (Benberg^R-Faden von 40 d/45 f, hergestellt von Asahi Kasei Kogyo K. K.) mit einem Faserdurchmesser von ungefähr 10 μm hergestellt wurden, so daß die Faserlänge ungefähr 0,8 mm betrug, und die Fasern wurden dem gleichen Vorgang wie in Beispiel 1 unterzogen. D.h., daß das obige Filtermaterial einer Säulenströmungsbehandlung (15 kg/cm²) unter Bedingungen unterzogen wurde, bei denen der Düsendurchmesser 0,2 mm betrug, die Düsenlänge 5 mm betrug, die Anzahl der Düsenleitungen 18 betrug, der Abstand zwischen Netz und Düse 30 mm betrug, die Anzahl der Umdrehungen des Düsenkopfes 150 UpM betrug und die Bewegungsgeschwindigkeit des Filtermaterials 5 m/min betrug, um das Filtermaterial herzustellen. Als ein Ergebnis der Beobachtung durch ein Elektronenmikroskop bildete dieses Filtermaterial eine Netzwerkstruktur. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern betrug 0,23 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern betrug 40,0, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern betrug 5,2, die Porosität des Filtermaterials betrug 82%, und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 10,3 Gew.-%.
0,33 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,26 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden die gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 2 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Anzahl der Leukozyten: 3.785 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 6,7 g/min betrug, und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,10 betrug.
Vergleichsbeispiel 3
Das gleiche poröse Element wie in Beispiel 1 wurde zu einer Größe von 25 cm × 35 cm geschnitten, in 375 ml eines Kulturmediums mit einer Essigsäurebakterium-Konzentration von 164 Zellen/ml eingetaucht und in diesem Zustand bei 28°C für 2 Stunden einer stationären Kultur unterzogen. Nach Beendigung der stationären Kultur wurde mit einem Wasserstrom gewaschen, um die Essigsäurebakterien zu entfernen. Durch das oben erwähnte Herstellungsverfahren wurde ein Filtermaterial erhalten, in welchem eine Netzwerkstruktur, die aus Cellulosefasern, die von den Essigsäurebakterien hergestellt wurden, und einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,02 μm aufwiesen, auf der Oberfläche einer Seite des porösen Elements gehalten wurde. Das verwendete Essigsäurebakterium und die Zusammensetzung des Kulturmediums waren wie in Beispiel 3. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der extrem feinen Faserstruktur betrug 0,02 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Faserstruktur betrug 460, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Faserstruktur betrug 60, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der extrem feinen Faserstruktur an dem Filtermaterial betrug 0,005 Gew.-%.
0,26 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Volumen des Filtermaterials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 2 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 3.785 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 10,2 g/min und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–1,67 betrug.
Vergleichsbeispiel 4
Extrem feine Fasern, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, und das gleiche poröse Element, das in Beispiel 1 verwendet wurde, wurden dem gleichen Vorgang wie in Beispiel 1 unterzogen, um ein Filtermaterial zu erhalten, in welchem die extrem feinen Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurden. Es wurde ein derartiges Filtermaterial hergestellt, daß der durchschnittliche Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern 0,25 μm betrug, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Faserstruktur 36,8 betrug, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der extrem feinen Struktur 4,8 betrug, die Porosität des Filtermaterials 48% betrug und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial 59 Gew.-% betrug.
0,91 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,72 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filter materials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenanzahl: 3.785 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Das Filtermaterial bewirkte jedoch nach kurzer Zeit eine Verstopfung, und die konzentrierten Erythrozyten strömten überhaupt nicht. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C.
Vergleichsbeispiel 5
Kupferammonium-Rayonfäden (Benberg^R-Faden von 40 d/45 f, hergestellt von Asahi Kasei Kogyo K. K.) mit einem Faserdurchmesser von ungefähr 10 μm wurden so zugeschnitten, daß die Faserlänge ungefähr 5 mm betrug, und es wurden extrem feine Fasern gemäß dem Vorgang von Beispiel 1 hergestellt. Die Behandlung in einem Homogenisator wurde bei 10.000 UpM für 5 Minuten bewirkt. Unter Verwendung der hergestellten extrem feinen Fasern wurde ein nicht gewebtes Gewebe bzw. ein Vliesstoff (nonwoven fabric) aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 1,6 μm, hergestellt durch ein Schmelzblasverfahren, als poröses Element einer Beschichtungsbehandlung unter Verwendung einer 0,2% ethanolischen Lösung eines Copolymers, bestehend aus 2-Hydroxyethylmethacrylat und N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat (der DM-Gehalt in dem Copolymer betrug 3 mol-%) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 unterzogen, und anschließend einer Hitzekompression bei 110°C. Unter Verwendung dieses porösen Elements wurde ein Filtermaterial, bei welchem die extrem feinen Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurden, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 erhalten. Die auf dem porösen Element gehaltene Faserstruktur bildete eine Netzwerkstruktur. Es wurde ein solches Filtermaterial hergestellt, daß der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur 0,93 μm betrug, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur 1,7 betrug, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur 1,3 betrug, die Porosität des Filtermaterials 55% betrug und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial 1,3 Gew.-% betrug.
0,78 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,62 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 3.785 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Dieses Filtermaterial bewirkte jedoch nach kurzer Zeit eine Verstopfung, und die konzentrierten Erythrozyten strömten überhaupt nicht. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C.
Vergleichsbeispiel 6
Ein poröses Element, das durch Behandlung eines Spinn-Vliesstoffes aus Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 25 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 85 μm mit einer Beschichtungsbehandlung mit einer 0,2% ethanolischen Lösung eines Copolymers, bestehend aus 2-Hydroxyethylmethacrylat und N,N-Dimethyl aminoethylmethacrylat (DM) (der DM-Gehalt in dem Copolymer betrug 3 mol-%) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurde, wurde zu einer Größe von 25 cm × 35 cm zugeschnitten, in 375 ml eines Kulturmediums mit einer Essigsäurebakterien-Konzentration von 112 Zellen/ml eingetaucht und in diesem Zustand einer stationären Kultur bei 28°C für 10 Stunden unterzogen. Während der stationären Kultur wurde das poröse Element alle 2 Stunden umgedreht. Nach Beendigung der stationären Kultur wurde ein Waschen mit einer Wasserströmung bewirkt, um die Essigsäurebakterien zu entfernen. Gemäß dem obigen Herstellungsverfahren wurde ein Filtermaterial erhalten, in welchem eine Faserstruktur, die aus Cellulosefasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,02 μm, hergestellt durch das Essigsäurebakterium, aufgebaut war, auf den Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurde. Das verwendete Essigsäurebakterium und die Zusammensetzung des verwendeten Kulturmediums waren wie in Beispiel 3. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 0,02 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 4,250, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 1,250, die Porosität des porösen Elements betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 001 Gew.-%.
0,26 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filter materials betrug 1,26 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 2 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Anzahl der Leukozyten: 3.785 Zellen/μl) filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 25,2 g/min und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–0,08 betrug.
Beispiele 2 bis 4 und Vergleichsbeispiele 3 bis 6 sind Vergleiche der Halteanteile von Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01, jedoch weniger als 1,0 μm, zu dem Filtermaterial, des Verhältnisses zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur oder des Verhältnisses zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur.
Beispiel 5
Extrem feine Fasern, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, und ein kontinuierliches poröses Element aus Polyurethan mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 7,6 μm als das poröse Element wurden dem gleichen Vorgang wie in Beispiel 1 unterzogen, um ein Filtermaterial zu erhalten, in welchem die extrem feinen Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurden. Die extrem feinen Fasern wiesen einen durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,25 μm auf, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 30,4, die Porosität des Filtermaterials betrug 87% und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 1,3 Gew.-%.
0,23 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,08 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenanzahl: 4.125 Zellen/μl), die 8 Tage bei 4°C gelagert wurden, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 14,6 g/min und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–2,83 betrug.
Beispiel 6
Das gleiche poröse Element, das in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde zu einer Größe von 25 cm × 35 cm geschnitten, in 375 ml eines Kulturmediums mit einer Essigsäurebakterien-Konzentration von 183 Zellen/ml eingetaucht und in diesem Zustand einer stationären Kultur bei 28°C für 14 Stunden unterzogen. Während der stationären Kultur wurde das poröse Element alle zwei Stunden umgedreht. Nach Beendigung der stationären Kultur wurde ein Waschen mit einem Wasserstrom vorgenommen, um die Essigsäurebakterien zu entfernen. Gemäß dem oben erwähnten Herstellungsverfahren wurde ein Filtermaterial erhalten, in welchem eine Fasernetzwerkstruktur, die aus durch das Essigsäurebakterium hergestellten Cellulosefasern aufgebaut war, mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,02 μm auf den Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurde. Das verwendete Essigsäurebakterium und die Zusammensetzung des verwendeten Kulturmediums waren wie in Beispiel 3. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 0,02 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 460, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 60, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 0,06 Gew.-%.
0,30 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,44 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 5 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 4.125 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 11,2 g/min und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–2,92 betrug.
Vergleichsbeispiel 7
Das gleiche poröse Element, das in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde zu einer Größe von 25 cm × 35 cm geschnitten, in 500 ml eines Kulturmediums mit einer Essigsäurebakterien- Konzentration von 465 Zellen/ml eingetaucht und in diesem Zustand bei 28°C für 10 Stunden einer stationären Kultur unterzogen. Nach Beendigung der stationären Kultur wurde ein Waschen mit einem Wasserstrom vorgenommen, um die Essigsäurebakterien zu entfernen. Gemäß dem oben erwähnten Herstellungsverfahren wurde ein Filtermaterial erhalten, welches ein Verbund des porösen Elements mit der bakteriellen Cellulosemembran war. Das verwendete Essigsäurebakterium und die Zusammensetzung des verwendeten Kulturmediums waren wie in Beispiel 3. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der die bakterielle Cellulosemembran bildenden Fasern betrug 0,02 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 460, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 60, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur auf dem Filtermaterial betrug 50,3 Gew.-%.
0,67 g dieses Filtermaterials wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9,0 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,40 g/cm³ betrug, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen. Das Gesamtvolumen des Filtermaterials betrug 1,68 cm³. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 50 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 5 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 4.125 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 filtriert. Das Filtermaterial bewirkte jedoch nach kurzer Zeit eine Verstopfung und die konzentrierten Erythrozyten strömten überhaupt nicht. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 10°C.
Beispiel 7
Extrem feine Fasern, die auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 hergestellt wurden, sowie ein Vliesstoff, der aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,2 μm aufgebaut war und durch ein Schmelzblasverfahren hergestellt wurde, wurden dem gleichen Vorgang wie in Beispiel 1 unterzogen, um ein Filtermaterial zu erhalten, in welchem die extrem feinen Fasern auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten eines porösen Elements gehalten wurden. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern betrug 0,29 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 31,7, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 4,1, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 1,2 Gew.-%.
Auf der Stromaufwärtsseite von 1,8 g dieses Filtermaterials wurden 0,63 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 19 μm und einem Basisgewicht von 70 g/m², 0,27 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 12 μm und einem Basisgewicht von 30 g/m² und 0,59 g eines Vliesstoffes aus Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,7 μm und einem Grundgewicht von 66 g/m² angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 45 cm² (6,7 cm × 6,7 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,23 g/cm³ betrug. In dieses Gefäß wurden bei einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 g/min eine 0,2% ethanolische Lösung eines Copolymers, bestehend aus 2-Hydroxyethylmethacrylat und N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat (DM) (der DM-Gehalt in dem Copolymer betrug 3 mol-%) gegossen, während die ethanolische Lösung bei 40°C gehalten wurde, und anschließend 1,5 Stunden recycelt, wonach Stickstoff in das Gefäß mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 l/min eingeführt wurde, um die überschüssige Beschichtungslösung zu entfernen. Weiterhin wurde eine Vakuumtrocknung bei 60°C für 16 Stunden durchgeführt, um eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten herzustellen.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 515 g CPD-versetztes frisches menschliches Vollblut (Hämatokrit: 39%, Leukozytenzahl: 4.865 Zellen/μl) filtriert. Die Temperatur des mit CPD-versetzten frischen menschlichen Vollbluts gerade vor dem Beginn der Filtration betrug 25°C. Bei Beginn der Filtration wurde die Filtriervorrichtung an eine Bluttasche angeschlossen, die das CPD-versetzte frische humane Vollblut durch den Blutkreislauf enthielt, und anschließend wurde ein Druck von 100 mmHg auf die Bluttasche ausgeübt, wobei eine Druckschelle verwendet wurde, um die Filtriervorrichtung erzwungen mit dem CPD-versetzten frischen humanen Vollblut zu füllen. Nachdem die Filtriervorrichtung mit dem CPD-versetzten frischen humanen Vollblut wie oben erwähnt gefüllt wurde, wurde das CPD-versetzte frische humane Vollblut bei einer Fallentfernung von 0,7 m behandelt, und die Filtration wurde durchgeführt, bis die Gegenwart des CPD-versetzten frischen humanen Vollbluts in der Bluttasche nicht mehr feststellbar war, und das filtrierte Blut wurde gewonnen. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 29,6 g/min betrug, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,99 betrug und die Rückgewinnung der Erythrozyten 93,8% betrug.
Vergleichsbeispiel 8
In Beispiel 7, 5,78 g eines Vliesstoffes aus Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,3 μm, hergestellt durch ein Schmelzblasverfahren, wurden anstelle des Filtermaterials dieser Erfindung gepackt und der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 7 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen. Die Packdichte wurde dabei auf 0,26 g/cm³ eingestellt.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurde das gleiche CPD-versetzte frische humane Vollblut wie in Beispiel 7 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 behandelt. Als ein Ergebnis wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 24,8 g/min betrug, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,91 betrug, und die Erythrozytenrückgewinnung 89,6% betrug.
Obwohl der Anteil des Filtermaterials in der Filtriervorrichtung in Beispiel 7 ungefähr 1/3 des Anteils des Hauptfiltermaterials (Filtermaterial mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm) in der Filtriervorrichtung von Vergleichsbeispiel 8 betrug, ist ersichtlich, daß die Leukozyten-Entfernungsleistung und die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit mindestens gleichwertig waren und der Erythrozytenverlust um etwa 40% reduziert wurde.
Beispiel 8
Auf der Stromaufwärtsseite von 1,3 g des gleichen Filtermaterials dieser Erfindung wie in Beispiel 7 wurden 1,35 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 33 μm und einem Basisgewicht von 50 g/m², 0,81 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 12 μm und einem Grundgewicht von 30 g/m² und 0,59 g eines Vliesstoffes eines Polyesters mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,7 μm und einem Basisgewicht von 66 g/m2 angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 45 cm² (6,7 cm × 6,7 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,22 g/cm³ betrug und anschließend der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 7 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 64%, Leukozytenanzahl: 5.260 Zellen/μl), welche 10 Tage bei 4°C gelagert wurden, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 7 bei einer Fallentfernung von 1,0 m filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor Beginn der Filtration betrug 12°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 17,6 g/min betrug, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–4,02 betrug und die Erythrozytenrückgewinnung 94,3% betrug.
Vergleichsbeispiel 9
In Beispiel 8, ein Vliesstoff aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,3 μm, hergestellt durch ein Schmelzblasverfahren, wurde anstelle des Filtermaterials dieser Erfindung gepackt und der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 7 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen. Dabei wurde die Packdichte auf 0,22 g/cm³ eingestellt.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 8 (RC-MAP, Hämatokrit: 64%, Leukozytenanzahl: 5.260 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 8 bei einer Fallentfernung von 1,0 m filtriert. Als ein Ergebnis wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 19,5 g/min betrug, der Anteil der Restleukozyten 10^–3,49 betrug und die Erythrozytenrückgewinnung 89,2% betrug.
Obwohl der Anteil des Filtermaterials in der Filtriervorrichtung von Beispiel 8 ungefähr 1/3 des Anteils des Hauptfiltermaterials (Filtermaterial mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm) in der Filtriervorrichtung von Vergleichsbeispiel 9 betrug, ist ersichtlich, daß die Leukozyten-Entfernungsfähigkeit und die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit in der Filtriervorrichtung von Beispiel 8 mindestens gleichwertig waren und weiterhin der Erythrozytenverlust ungefähr um 50% vermindert wurde.
Beispiel 9
Auf der Stromaufwärtsseite von 0,32 g des gleichen Filtermaterials dieser Erfindung wie in Beispiel 7 wurden 0,13 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 19 μm und einem Basisgewicht von 70 g/m² sowie 0,11 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 2,3 μm und einem Basisgewicht von 60 g/m² angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 9 cm² (3,0 cm × 3,0 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,21 g/cm³ betrug. In dieses Gefäß wurde mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 80 g/min eine 1,0% ethanolische Lösung eines Copolymers, das aus 2-Hydroxyethylmethacrylat und N,N-Dimethylaminoethylmethacrylat (DM) (der DM-Gehalt in dem Copolymer betrug 3 mol-%) zusammengesetzt war, gegossen, während die ethanolische Lösung bei 40°C gehalten wurde, und 1,5 Minuten recycelt, wonach Stickstoff mit einer Strömungsgeschwindigkeit von 1,5 l/min in das Gefäß eingeführt wurde, um die überschüssige Beschichtungslösung zu entfernen. Weiterhin wurde durch Durchführen einer Vakuumtrocknung bei 40°C für 16 Stunden eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten hergestellt.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 400 g Plättchenkonzentrat (Plättchenzahl: 9,9 × 10⁵ Zellen/μl, Leukozytenzahl: 1.075 Zellen/μl), welches 4 Tage bei Raumtemperatur gelagert wurde, unter sanftem Rühren, filtriert. Die Temperatur dieses Plättchenkonzentrats gerade vor Beginn der Filtration betrug 23°C. Das Plättchenkonzentrat wurde bei einer Fallentfernung von 1,0 m behandelt, und die Filtration wurde durchgeführt, bis die Gegenwart des Plättchenkonzentrats in der Bluttasche nicht mehr feststellbar war, und das filtrierte Blut wurde zurückgewonnen. Die Leukozyten-Konzentration der Flüssigkeit vor Filtration wurde bestimmt, indem die Flüssigkeit vor Filtration 10-fach mit einer Türk-Reagenzlösung verdünnt in ein Hämocytometer vom Bürker-Türk-Typ injiziert wurde, und die Leukozytenzahl durch ein optisches Mikroskop gezählt wurde, um die Leukozyten-Konzentration zu bestimmen. Die Leukozyten-Konzentration in der rückgewonnenen Flüssigkeit wurde bestimmt, indem die rückgewonnene Flüssigkeit zehnfach oder zwanzigfach durch einen Zentrifugenvorgang (800 G × 10 Minuten) konzentriert wurde, die Leukozyten mit einer Acridin-Orange-Lösung angefärbt wurden, und diese anschließend unter Verwendung eines Neubauer-Hämocytometers gezählt wurden. Die Plättchenkonzentration wurde mittels eines automatischen Hämocytometers Sysmex K-4500 (hergestellt von Toa Iyo Denshi K. K.) bestimmt. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsrate 27,3 g/min, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,73 und die Plättchenrückgewinnung 93,7% betrug.
Vergleichsbeispiel 10
In Beispiel 9, ein Vliesstoff aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,3 μm, hergestellt durch ein Schmelzblasverfahren, wurde anstelle des Filtermaterials dieser Erfindung gepackt und der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 9 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen. Dabei wurde die Packdichte auf 0,23 g/cm³ eingestellt.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurde das gleiche Plättchenkonzentrat wie in Beispiel 9 auf die gleiche Weise wie in Beispiel 9 behandelt. Als ein Ergebnis wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsrate 30,1 g/min, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,38 und die Plättchenrückgewinnung 85,4% betrug.
Obwohl der Anteil des Hauptfiltermaterials der Filtriervorrichtung in Beispiel 9 ungefähr 1/3 des Anteils des Hauptfiltermaterials (Filtermaterial mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von weniger als 1,2 μm) in der Filtriervorrichtung in Vergleichsbeispiel 10 betrug, ist ersichtlich, daß die Leukozyten-Entfernungsleistung und die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit in der Filtriervorrichtung in Beispiel 9 mindestens gleichwertig waren und weiterhin der Verlust an Plättchen um ungefähr 55% reduziert wurde.
Beispiel 10
Auf die gleiche Weise wie in Beispiel 1 wurden extrem feine Fasern hergestellt, und ein Vliesstoff aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,2 μm, hergestellt durch ein Schmelzblasverfahren, wurde dem gleichen Vorgang wie in Beispiel 1 unterzogen, um ein Filtermaterial herzustellen, das auf beiden Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurde. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der extrem feinen Fasern betrug 0,19 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 48,4, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 6,3, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur auf dem Filtermaterial betrug 1,4 Gew.-%.
Auf der Stromaufwärtsseite von 3,96 g dieses Filtermaterials wurden 1,35 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 33 μm und einem Basisgewicht von 50 g/m², 0,81 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 12 μm und einem Basisgewicht von 30 g/m² und 0,59 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,7 μm und einem Basisgewicht von 66 g/m² angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 45 cm² (6,7 cm × 6,7 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,22 g/cm³ betrug. Anschließend wurde eine Filtriervorrichtung zur Entfernung von Leukozyten durch Anwenden der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 7 hergestellt.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 63%, Leukozytenzahl: 4.935 Zellen/μl), welche 7 Tage bei 4°C gelagert wurden, filtriert. Die Temperatur dieser konzentrierten Erythrozyten gerade vor. Beginn der Filtration betrug 12°C. Bei Beginn der Filtration wurde die Filtriervorrichtung an eine Bluttasche angeschlossen, welche die konzentrierten Erythrozyten durch den Blutkreislauf enthielt, und anschließend wurde ein Druck von 100 mmHg auf die Bluttasche unter Verwendung einer Druckschelle ausgeübt, um die Filtriervorrichtung erzwungen mit den konzentrierten Erythrozyten zu befüllen. Nachdem die Filtriervorrichtung wie oben erwähnt mit den konzentrierten Erythrozyten befällt wurde, wurden die konzentrierten Erythrozyten bei einer Fallentfernung von 1,0 m behandelt, und es wurde eine Filtration durchgeführt, bis die Gegenwart der konzentrierten Erythrozyten in der Bluttasche nicht mehr bestimmbar war, und das filtrierte Blut wurde zurückgewonnen. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 16,6 g/min und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–5,99 oder weniger betrug.
Vergleichsbeispiel 11
Ein Vliesstoff aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,2 μm und einem durchschnittlichen Porendurchmesser von 9,2 μm, hergestellt durch ein Schmelzblasverfahren, wurde anstelle des Filtermaterials dieser Erfindung gepackt und der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 10 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen. Dabei wurde die Packdichte auf 0,22 g/cm³ eingestellt. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 10 (RC-MAP, Hämatokrit: 63%, Leukozytenzahl: 4.935 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 bei einer Fallentfernung von 1,0 m filtriert. Als Ergebnis wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 15,8 g/min und der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,98 betrug.
Obwohl die Anteile der Filtermaterialien in der Filtriervorrichtung in Beispiel 10 und Vergleichsbeispiel 11 gleich waren, ist ersichtlich, daß im Fall der Filtriervorrichtung von Beispiel 10 die Leukozyten-Entfernungsfähigkeit extrem hoch im Vergleich zu der Filtriervorrichtung aus Vergleichsbeispiel 11 war.
Beispiel 11
Auf der Stromaufwärtsseite von 1,3 g des gleichen Filtermaterials dieser Erfindung wie in Beispiel 10 wurden 1,35 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 33 μm und einem Basisgewicht von 50 g/m², 0,81 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 12 μm und einem Basisgewicht von 30 g/m² und 0,59 g eines Vliesstoffes eines Polyesters mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,7 μm und einem Basisgewicht von 66 g/m² angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 45 cm² (6,7 cm × 6,7 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,22 g/cm³ betrug und anschließend der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 10 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 6.335 Zellen/μl), welche 9 Tage bei 4°C gelagert wurden, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 bei einer Fallentfernung von 1,0 m mit einer eingestellten durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit von 5,6 g/min filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor Beginn der Filtration betrug 12°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–4,10 und die Rückgewinnung der Erythrozyten 94,6% betrug.
Beispiel 12
Unter Verwendung der gleichen Filtriervorrichtung wie in Beispiel 11 wurden die gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 11 (RC-MAP, Hämatokrit: 62%, Leukozytenzahl: 6.335 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 11 bei einer durchschnittlichen Behandlungsgeschwindigkeit von 19,8 g/min behandelt. Als Ergebnis wurde ermittelt, daß der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,93 und die Rückgewinnung der Erythrozyten 93,9% betrug.
Beispiel 13
Auf der Stromaufwärtsseite von 1,3 g des gleichen Filtermaterials dieser Erfindung wie in Beispiel 3 wurden 1,35 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 33 μm und einem Basisgewicht von 50 g/m², 0,81 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 12 μm und einem Basisgewicht von 30 g/m² und 0,59 g eines Vliesstoffes eines Polyesters mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,7 μm und einem Basisgewicht von 66 g/m² angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filterteils von 45 cm² (6,7 cm × 6,7 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,22 g/cm³ betrug und anschließend der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 10 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen.
Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g konzentrierter Erythrozyten (RC-MAP, Hämatokrit: 64%, Leukozytenzahl 3.387 Zellen/μl), welche bei 4°C 10 Tage gelagert wurden, auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 bei einer Fallentfernung von 1,0 m filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor Beginn der Filtration betrug 12°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 24,4 g/min, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–3,78 und die Rückgewinnung der Erythrozyten 95,1% betrug.
Beispiel 14
Das gleiche poröse Element, das in Beispiel 1 verwendet wurde, wurde auf eine Größe von 25 cm × 35 cm geschnitten, in 375 ml eines Kulturmediums mit einer Essigsäurebakterien-Konzentration von 498 Zellen/ml eingetaucht und in diesem Zustand bei 28°C für 14 Stunden einer stationären Kultur unterzogen. Während der stationären Kultur wurde das poröse Element alle 2 Stunden umgedreht. Nach Beendigung der stationären Kultur wurde ein Waschen mit einem Wasserstrom durchgeführt, um die Essigsäurebakterien zu entfernen. Gemäß dem oben erwähnten Herstellungsverfahren wurde ein Filter material erhalten, in welchem eine Netzwerkstruktur, zusammengesetzt aus Cellulosefasern, die von den Essigsäurebakterien hergestellt wurden, mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 0,02 μm, auf den Oberflächen der Vorder- und Rückseiten des porösen Elements gehalten wurde. Das verwendete Essigsäurebakterium und die Zusammensetzung des verwendeten Kulturmediums waren gleich wie in Beispiel 3. Der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 0,02 μm, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 460, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Faserdurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur betrug 60, die Porosität des Filtermaterials betrug 85% und der Halteanteil der Faserstruktur zu dem Filtermaterial betrug 0,12 Gew.-%.
Auf der Stromaufwärtsseite von 1,3 g dieses Filtermaterials wurden 1,35 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 33 μm und einem Basisgewicht von 50 g/m², 0,81 g eines Vliesstoffes aus einem Polyester mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 12 μm und einem Basisgewicht von 30 g/m² und 0,59 g eines Vliesstoffes eines Polyesters mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von 1,7 μm und einem Basisgewicht von 66 g/m² angeordnet, und diese wurden in ein Gefäß mit einem effektiven Querschnittsbereich des Filteranteils von 45 cm² (6,7 cm × 6,7 cm) gepackt, so daß die Packdichte 0,22 g/cm³ betrug und anschließend der gleichen Beschichtungsbehandlung wie in Beispiel 10 unterzogen, um eine Filtriervorrichtung herzustellen. Unter Verwendung dieser Filtriervorrichtung wurden 325 g der gleichen konzentrierten Erythrozyten wie in Beispiel 13 (RC-MAP, Hämatokrit: 64%, Leukozytenzahl: 3.387 Zellen/μl) auf die gleiche Weise wie in Beispiel 10 bei einer Fallentfernung von 1,0 m filtriert. Die Temperatur der konzentrierten Erythrozyten gerade vor Beginn der Filtration betrug 12°C. Aus den obigen Ergebnissen wurde ermittelt, daß die durchschnittliche Behandlungsgeschwindigkeit 14,8 g/min, der Anteil der verbleibenden Leukozyten 10^–4,24 und die Erythrozytenrückgewinnung 94,2% betrug.
GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT
Das Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung dieser Erfindung ist als ein Filtermaterial zur Verwendung bei der Transfusion von Blutbestandteilen verwendbar, da hiermit Leukozyten, welche ein Grund für Nebenwirkungen sind, mit einer hohen Effizienz entfernt werden können, während eine hohe Rückgewinnung nützlicher Blutbestandteile erhalten bleibt.

Claims

Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung, das aus einem porösen Element und einer auf dem porösen Element gehaltenen Faserstruktur gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der durchschnittliche Porendurchmesser des porösen Elements nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm beträgt, und der durchschnittliche Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm beträgt, die Porosität des Filtermaterials nicht weniger als 50%, jedoch weniger als 95% ist, das Verhältnis der Faserstruktur zu dem Filtermaterial nicht weniger als 0,01 Gew.-%, jedoch weniger als 30 Gew.-% beträgt, das Verhältnis zwischen dem durchschnittlichen Porendurchmesser des porösen Elements und dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der Faserstruktur nicht weniger als 2, jedoch weniger als 2000 beträgt, und d ie Faserstruktur eine Netzstruktur mit gebogenen oder polygonalen Maschen bildet.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers des obigen porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 10, jedoch weniger als 1800 beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der obigen Faserstruktur zu dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,03 Gew.-%, jedoch weniger als 10 Gew.-% beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung. nach Anspruch 1, wobei jede der die obige Faserstruktur ausbildenden Fasern eine Einzelfaser ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei der durchschnittliche Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 0,8 μm beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei die obige Faserstruktur auf dem gesamten porösen Element gehalten wird.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 6, wobei die obige Faserstruktur im wesentlichen gleichförmig im wesentlichen auf der Gesamtheit des obigen porösen Elements gehalten wird.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei die obige Faserstruktur auf der Oberfläche auf einer Seite des obigen porösen Elements gehalten wird.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 8, wobei die obige Faserstruktur im wesentlichen gleichförmig auf der Oberfläche gehalten wird.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei die obige Faserstruktur auf den Oberflächen auf beiden Seiten des obigen porösen Elements gehalten wird.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 10, wobei die obige Faserstruktur im wesentlichen gleichförmig auf den Oberflächen gehalten wird.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das obige poröse Element eine Faserkongregation ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 12, wobei das Verhältnis des durchschnittlichen Faserdurchmessers der obigen Faserkongregation zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 10, jedoch weniger als 1000 beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 13, wobei die obige Faserkongregation ein Vliesstoff ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 13, wobei die obige Faserkongregation aus langen. Fasern besteht.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das obige poröse Element ein schwammartiges, miteinander verbundene Poren aufweisendes Material ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei die Dicke des obigen Filtermaterials in der Fließrichtung nicht weniger als 0,1 mm, jedoch weniger als 30 mm beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 17, wobei die Dicke des obigen Filtermaterials in Fließrichtung nicht weniger als 0,1 mm, jedoch weniger als 15 mm ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das obige poröse Element und/oder die obige Faserstruktur oberflächlich modifiziert ist (sind).
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 19, wobei die Oberfläche des obigen porösen Elements und/oder der obigen Faserstruktur mit einem hochpolymeren Material beschichtet ist (sind).
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 20, wobei die Oberfläche des obigen porösen Elements und/oder der obigen Faserstruktur mit einem hochpolymeren Material beschichtet ist (sind), das eine nichtionische hydrophile Gruppe aufweist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 20 oder 21, wobei das obige hochpolymere Material ein Copolymer ist, das als Monomereinheit ein polymerisierbares Monomer mit einer basischen Stickstoff enthaltenden funktionellen Gruppe in einer Menge von 0,1 bis 20% enthält.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei die obige Netzstruktur eine gleichförmige Netzstruktur ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers des porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 16, jedoch weniger als 300 beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der obigen Faserstruktur zu dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,3 Gew.-%, jedoch weniger als 5 Gew.-% ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei der durchschnittliche Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 0,05 μm, jedoch weniger als 0,5 μm ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis des durchschnittlichen Porendurchmessers des obigen porösen Elements zu dem durchschnittlichen Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 160, jedoch weniger als 1500 beträgt.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei das Verhältnis der obigen Faserstruktur zu dem obigen Filtermaterial nicht weniger als 0,03 Gew.-%, jedoch weniger als 1,0 Gew.-%, ist.
Filtermaterial zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, wobei der durchschnittliche Faserdurchmesser der obigen Faserstruktur nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 0,05 μm ist.
Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, welches das Dispergieren von gebogenen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, in einem Dispersionsmedium, so daß die Konzentration der Fasern in dem Dispersionsmedium nicht weniger als 0,01 g/l, jedoch weniger als 1,0 g/l beträgt, und das Aufbringen derselben mit Hilfe eines Papierherstellungs-Vorgangs auf ein poröses Element, das einen durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm hat, umfaßt.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 30, wobei die obigen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm Fasern sind, die durch Spalten von spaltbaren Fasern erhalten wurden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 31, wobei die obigen spaltbaren Fasern regenerierte Cellulosefasern sind.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 32, wobei das Verfahren zum Spalten der obigen spaltbaren Fasern eine Fibrilliermethode darstellt.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 30, welches außerdem eine Stufe umfaßt, in der die obigen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, erhalten werden, indem ein Mikroorganismus mit der Fähigkeit zur Produktion von Cellulose in einem flüssigen Kulturmedium durch intermittierende oder kontinuierliche Anwendung einer Vibration auf dieses und Gewinnen der obigen Fasern aus dem Kulturmedium erhalten werden.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 34, welches die weitere Stufe des Aufspaltens der gewonnenen Fasern umfaßt.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 30, welches außerdem eine Stufe umfaßt, in der die obigen Fasern mit einem Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, durch Aufspalten der Fasermasse aus Mikroorganismen-Cellulose erhalten werden.
Verfahren zur Herstellung des Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 30, welches die Stufe umfaßt, in der anschließend das resultierende Fasermaterial einer Hochdruck-Flüssigkeitsbehandlung bei 3 kg/cm² bis 200 kg/cm² unterworfen wird.
Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, bei dem ein poröses Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm, in einem flüssigen Kulturmedium angeordnet wird, in welchem ein Mikroorganismus mit der Fähigkeit, Cellulosefasern zu produzieren, dispergiert ist, so daß die Mikroorganismenkonzentration nicht weniger als eine Zelle/ml, jedoch weniger als 1,0 × 10⁷ Zellen/ml beträgt, der obige Mikroorganismus in dem flüssigen Kulturmedium nicht weniger als 0,5 Std. jedoch weniger als 48 Std. kultiviert wird und danach das obige poröse Element gewonnen wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 38, wobei der Mikroorganismus mit der Fähigkeit zur Bildung von Cellulosefasern ein Essigsäurebakterium ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 38, wobei die Kultur eine stationäre Kultur ist.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 38, wobei der Flüssigkeitsspiegel des obigen flüssigen Kulturmediums intermittierend oder kontinuierlich so verändert wird, daß er die Außenseite und die Innenseite des obigen porösen Elements passiert, wobei der obige Mikroorganismus kultiviert wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 38, wobei der obige Mikroorganismus kultiviert wird, während ein Gas in das flüssige Kulturmedium und/oder das Innere des obigen porösen Elements eingeleitet wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 38, welches außerdem eine Stufe umfaßt, in der das poröse Element während der Kultur umgedreht wird.
Verfahren zur Herstellung eines Filtermaterials zur Leukozyten-Entfernung nach Anspruch 1, bei dem ein poröses Element mit einem durchschnittlichen Porendurchmesser von nicht weniger als 1,0 μm, jedoch weniger als 100 μm durch Verspinnen mit Hilfe eines Schmelzblasverfahrens und Einmischen von gebogenen Fasern mit einem durchschnittlichen Faserdurchmesser von nicht weniger als 0,01 μm, jedoch weniger als 1,0 μm, in einen Faserbündelstrom während des Spinnens erhalten wird.
Herstellungsverfahren nach Anspruch 44, welches außerdem eine Stufe umfaßt, in der das obige poröse Element und die obige Faserstruktur, die auf der porösen Struktur gehalten wird, einer Hochdruck-Flüssigkeitsbehandlung bei 3 kg/cm² bis 200 kg/cm² unterworfen wird.
Vorrichtung zum Entfernen von Leukozyten aus einer Leukozyten enthaltenden Lösung, welche 1) eine Zuführungsöffnung, 2) ein in Anspruch 1 definiertes Filtermaterial und 3) eine Entnahmeöffnung umfaßt.
Vorrichtung nach Anspruch 46, in der mehrere Schichten des obigen Filtermaterials in Fließrichtung laminiert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 46, worin auf der stromaufwärts liegenden Seite und/oder der stromabwärts liegenden Seite des obigen Filtermaterials andere Filtermaterialien angeordnet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 48, die ein Filtermaterial zum Entfernen von feinen Agglomeraten auf der stromaufwärts von dem obigen Filtermaterial liegenden Seite enthält.
Vorrichtung nach Anspruch 46, wobei der Querschnitt des obigen Filtermaterials senkrecht zu der Fließrichtung nicht weniger als 3 cm², jedoch weniger als 100 cm², beträgt.
Verfahren zum Entfernen von Leukozyten aus einer Leukozyten enthaltenden Lösung, welches die Verwendung einer Vorrichtung, welche 1) eine Zuführungsöffnung, 2) ein in Anspruch 1 definiertes Filtermaterial und 3) eine Entnahmeöffnung enthält, Einbringen der Leukozyten enthaltenden Lösung durch die Zuführungsöffnung und Gewinnen einer durch das obige Filtermaterial filtrierten Flüssigkeit aus der Entnahmeöffnung umfaßt.
Verfahren nach Anspruch 51, wobei die Leukozyten enthaltende Lösung eine Vollblut-Zubereitung, eine an Erythrozyten angereicherte Zubereitung oder eine an Blutplättchen angereicherte Zubereitung ist.
Verfahren nach Anspruch 52, wobei die obige Leukozyten enthaltende Lösung eine Vollblut-Zubereitung oder eine an Erythrozyten angereicherte Zubereitung ist und das Vorrichtungsvolumen nicht weniger als 3 ml, jedoch weniger als 20 ml pro Einheit beträgt.
Verfahren nach Anspruch 53, wobei die obige Leukozyten enthaltende Lösung eine Vollblut-Zubereitung oder eine an Erythrozyten angereicherte Zubereitung ist und die Anzahl der zurückbleibenden Leukozyten in der gewonnenen Lösung weniger als 1 × 103 Zellen/Einheit beträgt.
Verfahren nach Anspruch 52, wobei die obige Leukozyten enthaltende Lösung ein Blutplättchen-Konzentrat ist, und das Vorrichtungsvolumen pro 5 Einheiten nicht weniger als 1 ml, jedoch weniger als 10 ml, beträgt.
Verfahren nach Anspruch 55, wobei die obige Leukozyten enthaltende Lösung ein Blutplättchen-Konzentrat ist, und die Anzahl der in der gewonnenen Lösung zurückbleibenden Leukozyten weniger als 1 × 10³ Zellen/5 Einheiten beträgt.
Verfahren nach Anspruch 51, wobei die obige Leukozyten enthaltenden Lösung eine Körperflüssigkeit ist und die Leukozyten enthaltende Lösung kontinuierlich durch die Zufüh rungsöffnung eingeleitet wird und die durch das vorstehende Filter filtrierte Flüssigkeit aus der Entnahmeöffnung gewonnen wird.