JP2003135596A - 病原性微粒子吸着性中空糸及び病原性微粒子除去装置 - Google Patents

病原性微粒子吸着性中空糸及び病原性微粒子除去装置

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JP2003135596A
JP2003135596A JP2001343738A JP2001343738A JP2003135596A JP 2003135596 A JP2003135596 A JP 2003135596A JP 2001343738 A JP2001343738 A JP 2001343738A JP 2001343738 A JP2001343738 A JP 2001343738A JP 2003135596 A JP2003135596 A JP 2003135596A
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pathogenic
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blood
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Kenichi Hatanaka
研一 畑中
Koji Matsuoka
浩司 松岡
Atsushi Miyagawa
淳 宮川
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 血液を凝固させたり傷めたりすることなく、
ウイルスや毒素を除去する病原性微粒子除去装置を提供
する。 【解決手段】高分子に糖質を結合してなる糖質高分子を
中空糸内面に吸着または化学結合してなる病原性微粒子
吸着性中空糸及び、該病原性微粒子吸着性中空糸を用い
たことを特徴とする病原性微粒子除去装置。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は病原性ウイルス等に
感染している患者の血液から病原性ウイルス等の微粒子
を除去するための病原性微粒子吸着性中空糸及びこの中
空糸を用いてなる病原性微粒子除去装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ウイルスに起因する種々の疾病が大きな
社会問題になっており、エイズはHIVにより、B型肝
炎、C型肝炎はそれぞれHBV、HCVによりもたらさ
れ、インフルエンザはA型、B型、C型などの各種イン
フルエンザウイルスによりもたらされることが知られて
いる。インフルエンザウイルスは、突然変異を頻繁に起
こすため、ワクチンによる予防が極めて困難とされてい
る。また、HIV感染患者の完全な治療法は未だ見出さ
れていない。また、大腸菌O−157などが出すベロ毒
素は溶血性尿毒症候群を引き起こし死者が多数発生して
いる。これらのウイルスは完全に除去できなくても相当
量を吸着などにより除去できれば、発症を遅らせたり、
その後の治療効果を向上させることができ、毒素の相当
量を除去できれば症状の軽減あるいは快癒をもたらすの
で、これらのウイルス、毒素などの病原性微粒子の除去
に対する期待は高い。
【0003】ある種の糖質は、病原性のウイルスやタン
パク質、例えばインフルエンザウイルス、HIVやベロ
毒素などと特異的に相互作用し、このような糖質を高分
子に結合してなる糖質高分子は病原性のウイルスやタン
パク質と結合することが知られている。例えば、インフ
ルエンザウイルスは、シアリルラクトースやラクトース
硫酸をポリマーに結合した糖質高分子と結合する。ま
た、ベロ毒素は、ガラクトシルラクトースをポリマーに
結合した糖質高分子と結合する。また、HIVは硫酸化
多糖類に結合することが知られている。
【0004】シアリルラクトースやラクトース硫酸がポ
リマーに結合した糖質高分子と結合したインフルエンザ
ウイルスは、感染性が阻害されることも知られている。
【0005】特開平10−45601号公報には、マン
ノース結合型レクチンを親水性高分子を介して疎水性高
分子鎖よりなる基材に結合した、ビーズ状またはろ過型
フィルター状の抗ウイルス素材が開示されている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】患者血液からのウイル
スや毒素の除去にあたっては、患者から血液を体外に取
り出し、ウイルスや毒素を除去した後、患者体内に除去
後の血液を戻す必要がある。従って、ウイルスや毒素の
除去にあたって、血液中の必要成分が大幅に失われた
り、血液が凝固したりしないことが必要となる。しか
し、ビーズ状の抗ウイルス素材を充填したカラムを用い
て血液中のウイルスを吸着除去しようとすると、血液中
の血球はビーズ間の狭い空間を血球形状を変形しながら
通過することになり、血球が壊れやすく、カラム通過後
の血液は患者体内に戻すことができなくなるおそれが非
常に高いという問題を有する。又、上記公報に記載され
たウイルス素材からなるろ過型フィルターは、細胞成分
や微生物の入った培養液や血液から、フィルターの孔径
を利用して細胞成分とウイルスを除去して目的とするバ
イオプロダクツや蛋白質を得ることを目的としており、
このようなフィルターでは、患者の血液からウイルスを
除去して患者体内に戻すことは困難である。又血液を対
象として成分をろ過する場合も、血液が膜面に滞留する
可能性があり、凝固が生じる可能性がある。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者等はこのような
状況に鑑み鋭意検討した結果、血液を凝固させたり傷め
たりすることなく、ウイルスや毒素を除去する方法を見
出し、本発明に到達した。即ち、本発明の要旨は、高分
子に糖質を結合してなる糖質高分子を中空糸内面に吸着
または化学結合してなることを特徴とする病原性微粒子
吸着性中空糸にあり、更に該病原性微粒子吸着性中空糸
を用いた病原性微粒子除去装置にある。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明に用いる糖質は、吸着対象
となるウイルス、毒素の種類に応じて優れた吸着活性を
有する糖質を選択すればよく、除去対象のウイルスがイ
ンフルエンザウイルスの場合は、シアリルラクトース、
ラクトース硫酸、シアリル化オリゴ糖等を例示できる。
また、吸着対象となるウイルスがHIVの場合は、ヘパ
リン、デキストラン硫酸、硫酸化セルロース、硫酸化キ
チン、硫酸化コロミン酸等を例示できる。吸着対象がヘ
ルペスウイルスの場合は、ヘパラン硫酸等を例示でき
る。また、吸着対象となる病原性微粒子がベロ毒素の場
合は、ガラクトシルラクトース、ガラクトシルガラクト
ース等を例示できる。
【0009】糖質を結合する高分子としては糖質の有す
る官能基と結合するための官能基を有するものであれば
どのようなものも用いることができ、高分子の官能基と
しては、直接糖質の官能基と結合できなくても、何らか
の反応により高分子側の官能基、糖質側の官能基の一方
または両方を改質して結合可能となるものであってもよ
い。従って、反応に関与しうる官能基を有するものはど
のような高分子も用いることができる。このような高分
子としては、血液中で凝縮することなく、より広い範囲
で動けるように親水性であることが好ましい。このよう
な親水性高分子としては、アクリルアミド、メタクリル
アミド、及びこれらの誘導体;N−ビニルアセトアミド
やN−ビニルアルキルアミド類;ビニルアミン、アリル
アミン;アクリル酸、メタクリル酸、及び例えばヒドロ
キシエチルメタクリレートなどのように親水性基を有す
るこれらの誘導体;アミノ酸等を構成成分とする重合体
や共重合体を例示できる。これらの共重合体には親水性
を維持できる範囲で疎水性の単量体を共重合することが
できる。これらの親水性高分子の中では、蛋白質の非特
異的な吸着を抑制するものが好ましく、アクリルアミド
及びその誘導体、N−ビニルアセトアミド類が好ましく
用いられる。高分子としては疎水性のものも用いること
ができる。このような高分子の例としては、ポリスチレ
ン、ポリスルホン、ポリメタクリル酸メチル等を例示で
きる。
【0010】糖質と高分子の結合方法としては、糖質を
側鎖に有する単量体を合成し、これを重合する方法、カ
ルボジイミド試薬、ウッドワード試薬等を用いて糖質を
親水性高分子に結合する方法等、公知の方法を採用する
ことができる。糖質を高分子に結合させる方法の一例と
しては、例えば、糖質の1つの水酸基を炭酸水素アンモ
ニウムと反応させてアミノ基を導入し、これとp−ビニ
ルベンゾイルクロライドと反応させて、スチレンのパラ
位置に糖質側鎖を導入したスチレンを得、これとスチレ
ンとを共重合する方法がある。
【0011】本発明で用いる中空糸としては、血液がそ
の中空部を通過可能な、一方の端から他方の端まで連通
した中空部を有する中空糸が用いられる。中空糸の素材
としては何ら制限がなく、再生セルロース、セルロース
アセテート、エチレンビニルアルコール共重合体、ポリ
メチルメタクリレート、ポリスルホン、ポリエーテルス
ルホン、ポリアクリロニトリル、ポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリ4−メチルペンテン等を例示できる。糖
質と結合する高分子が親水性である場合は、中空糸も親
水性であることが好ましく、糖質と結合する高分子が疎
水性である場合は、中空糸も疎水性であることが好まし
い。中空糸としてはその壁が多孔質であっても非多孔質
であってもよいが、多孔質の場合、アルブミンが実質的
に透過しない程度の膜であることが好ましく、透析膜で
あることがより好ましい。透析膜としては、湿潤強度が
高く、薄膜化が可能で溶質の透析速度が高く、かつ糖質
高分子の固定に使用可能な官能基を有していることか
ら、再生セルロース膜が好ましい。
【0012】本発明においては、糖質高分子は中空糸内
面に吸着または化学結合している。糖質高分子を中空糸
内面に吸着させる場合は、糖質と結合する高分子として
疎水性高分子を用い、中空糸として疎水性の素材からな
るものを用いて、糖質高分子を中空糸内面に付着させる
と、糖質は親水性であり、中空糸内を流れる血液も親水
性であるので、糖質が結合していない部分の疎水性高分
子と中空糸内面とが、親水性媒体中での疎水性成分同士
のアフィニティーにより吸着する。この場合、糖質と高
分子の結合にあたって、比較的長鎖高分子に糖質を結合
させると、糖質が中空糸内の広い範囲で移動可能とな
る。化学結合の場合は、中空糸として官能基を有するも
のを用い、糖質高分子にこの官能基と反応可能な官能基
を導入して化学結合させればよい。
【0013】以下に、糖質高分子の製造と中空糸の内面
への固定につき、糖質としてD−ラクトースを用い、高
分子としてポリアクリルアミドを合成し、中空糸として
再生セルロース中空糸を用いた例でさらに詳しく説明す
る。 (糖質高分子の製造)D−ラクトースと、無水酢酸、酢
酸ナトリウムを110℃で数時間反応させることによっ
てアセチル化ラクトースを得られる。三フッ化硼素エー
テル錯体などのルイス酸を触媒として、上記で得られた
アセチル化ラクトースとn−ペンテノールとを−20℃
で数時間反応させれば、ペンテニルラクトシドヘプタア
セテートが得られる。n−ペンテノールの代わりにn−
ヘキセノールを用いるとヘキセニルラクトシドヘプタア
セテートが得られる。
【0014】以下、ペンテニルラクトシドヘプタアセテ
ートを用いた例で以下の工程を説明する。ナトリウムメ
トキシドのメタノール溶液を用いて、室温で得られたペ
ンテニルラクトシドヘプタアセテートの脱アセチル化を
行い、減圧下、60℃でベンズアルデヒドジメチルアセ
タールと数時間反応させれば、ペンテニル−4′,6′
−O−ベンジリデン−D−ラクトシドが得られる。得ら
れたペンテニル−4′,6′−O−ベンジリデン−D−
ラクトシドにつき、水素化ナトリウムと臭化ベンジルに
より残りの水酸基を室温でベンジル化して、ペンテニル
−4′,6′−O−ベンジリデン−2,3,6,2′,
3′−ペンタ−O−ベンジル−ラクトシドが得られる。
次いで、ボラントリメチルアミン錯体と塩化アルミニウ
ムによって室温で数時間反応させると、上記化合物から
ベンジリデンが還元された、ペンテニル−2,3,6,
2′,3′,6′−ヘキサ−O−ベンジル−ラクトシド
が得られる。
【0015】このラクトシドとテトラベンジルガラクト
シルクロリドと、銀トリフレートを触媒として−20℃
で数時間反応させれば、パーベンジル化ペンテニルα
(1→4)−ガラクトシルラクトシドが得られ、これを
液体アンモニア中−78℃で金属ナトリウムで脱ベンジ
ル化させると、ペンテニルα(1→4)−ガラクトシル
ラクトシドが得られる。キセノンランプ照射下又はアゾ
ビスイソブチロニトリル存在下、メタノール中で、アミ
ノエタンチオールと反応させると、5−S−(アミノエ
チル)ペンチルα(1→4)−ガラクトシルラクトシド
が得られる。トリエチルアミン存在下、これとアクリル
酸クロリドと反応させることにより、2−S−[5−O
−〔α(1→4)−ガラクトシルラクトシル〕ペンチ
ル]エチルアクリルアミドが得られる。これは重合可能
なモノマーである。ペンテニルラクトシドヘプタアセテ
ートの代わりにヘキセニルラクトシドヘプタアセテート
を用いて上記と同様に行えば、2−S−[5−O−〔α
(1→4)−ガラクトシルラクトシル〕ヘキシル]エチ
ルアクリルアミドが得られる。これらを用いて例えば過
硫酸アンモニウムテトラメチルエチレンジアミンを開始
剤として、室温でアクリルアミドと水溶液共重合を行え
ば、アクリルアミドを主鎖とする糖質高分子が得られ
る。
【0016】(中空糸への固定)再生セルロースを水で
濡らし、2〜5モルの水酸化ナトリウム水溶液と1,4
−ブタンジオールグリシジルエーテルの水−ジメチルス
ルフォキシド混合溶液を加え、数時間反応させて中空糸
内面を活性化する。反応後は中空糸を充分に水で洗い流
す。先に合成したアクリルアミドを主鎖とする糖質高分
子の溶液(pH6〜8の緩衝溶液)を活性化した再生セ
ルロース中空糸と接触させることにより、中空糸の内側
に糖質高分子が化学結合した中空糸を得ることができ
る。
【0017】得られた中空糸を多数束ねて、ハウジング
内に入れ、両端を中空糸の開口部が開口した状態を維持
しつつポッティング材で液密に固定し、ハウジングの血
液入口と出口が中空糸の内部のみを通って連通するよう
にし、入口から血液を流すと、血液が淀むことなく入口
から出口に流れ、中空糸内部の糖質高分子に接触するこ
とにより、血液中の目的とする病原性微粒子が糖質に捕
捉される。病原性微粒子の捕捉状況は、入口側と出口側
の血液の病原性微粒子濃度あるいは抗原抗体反応の強さ
の比で検知できる。中空糸として中空糸透析膜を用い、
ハウジングに中空糸外側空間につながる透析液入口出口
を有するものを用いて、透析を行うと、血液中の低分子
有毒成分を透析除去するとともに、目的とする病原性微
粒子を吸着除去することができる。
【0018】
【発明の効果】本発明の病原性微粒子吸着性中空糸は、
目的とする病原性微粒子を患者血液中から吸着除去する
ことができ、病原性を吸着する糖質高分子が中空糸内面
に吸着又は化学結合しているので、中空糸内に血液を流
すだけで病原性粒子を吸着除去できるので、吸着除去に
あたって、血液が凝固することがなく、従って、吸着除
去後の血液を患者に戻すことができる。病原性微粒子を
吸着するものが糖質であるので、毒性がなく、安全であ
るという特徴を有する。中空糸として透析膜を用いる
と、血液中の低分子有毒成分を透析除去するとともに、
目的とする病原性微粒子を吸着除去することができる。
また、病原性微粒子吸着性中空糸を用いた病原性微粒子
除去装置は、患者血液中から吸着除去でき、吸着除去後
の血液を患者に戻すことができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) B01D 71/10 B01D 71/10 B01J 20/26 B01J 20/26 H 20/28 20/28 A D06M 15/263 D06M 15/263 15/285 15/285 15/63 15/63 // D06M 101:06 101:06 Fターム(参考) 4C077 AA01 AA05 BB01 BB03 CC01 EE01 KK11 LL05 NN14 NN15 PP01 PP03 4D006 GA13 HA01 MA01 MB09 MB10 MB14 MC12X MC15 MC22 MC23 MC33 MC37 MC39 MC61 MC62 MC90 NA54 NA59 PA01 PB01 PB53 PB55 PC41 4G066 AC01B AC02C AE04B AE05B BA01 CA56 DA12 EA04 FA11 4L033 AA02 AB03 AC10 BA19 BA29 BA31 BA46 CA55

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 高分子に糖質を結合してなる糖質高分子
    を中空糸内面に吸着または化学結合してなることを特徴
    とする病原性微粒子吸着性中空糸。
  2. 【請求項2】 糖質を結合する高分子と中空糸がいずれ
    も親水性高分子であるか、いずれも疎水性高分子である
    ことを特徴とする請求項1記載の病原性微粒子吸着性中
    空糸。
  3. 【請求項3】 中空糸が再生セルロース中空糸であるこ
    とを特徴とする請求項1または2に記載の病原性微粒子
    吸着性中空糸。
  4. 【請求項4】 中空糸が透析用中空糸膜であることを特
    徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載の病原性微粒
    子吸着性中空糸。
  5. 【請求項5】 請求項1〜4のいずれかに記載の中空糸
    を用いたことを特徴とする病原性微粒子除去装置。
JP2001343738A 2001-11-08 2001-11-08 病原性微粒子吸着性中空糸及び病原性微粒子除去装置 Withdrawn JP2003135596A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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