JP2005110832A - Module for blood purification and blood purification method - Google Patents

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Mitsuo Shimada
光生 島田
Ken Shirabe
憲 調
Eiji Tsujita
英司 辻田
Yukifumi Imaizumi
幸文 今泉
Kazuji Matsuyama
和司 松山
Sakiko Mure
咲子 牟礼
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Coorstek KK
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Toshiba Ceramics Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a module for blood purification and a blood purification method for efficiently reducing a plurality of harmful substances such as bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acids, hepatitis B viruses and hepatitis C viruses in blood or plasma by improving the harmful substance absorbing and removing ability of titanium oxide. <P>SOLUTION: In the module for the blood purification, each two or more kinds of the titanium oxide of different properties among the titanium oxide exhibiting photocatalytic activity, the titanium oxide not exhibiting the photocatalytic activity and the titanium oxide in which a part of oxygen is replaced with a substance other than the oxygen is individually housed in a container 10 by the kind, the plurality of containers 10 are serially connected and housed inside one module, and the blood or the plasma is distributed inside the containers. By using the module, the titanium oxide inside the module is irradiated with light and the plurality of harmful substances in the blood or the plasma discharged from the module are reduced. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、血液または血漿中に存在するビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス等の各種有害物質を効率的に減少させるための酸化チタンを用いた血液浄化用モジュールおよび血液浄化方法に関する。   The present invention is for blood purification using titanium oxide for efficiently reducing various harmful substances such as bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus, hepatitis C virus and the like present in blood or plasma. The present invention relates to a module and a blood purification method.

従来、吸着剤に患者の血液や血漿を接触させ、物理化学的現象や免疫反応を利用して病因物質である有害物質を除去する血液浄化法においては、ヤシ殻系吸着剤や、石油ピッチ系、ピート系、木炭系等を原材料とした活性炭や、スチレン/ジビニルベンゼン共重合体に活性点としてアミノ基、第4級アンモニウム基等を持つアニオン性イオン交換樹脂や、ポリスチレン誘導体繊維に抗生物質を固定化させた繊維等が、吸着剤として用いられていた。   Conventionally, in a blood purification method in which a blood or plasma of a patient is brought into contact with an adsorbent and a harmful substance which is a pathogenic substance is removed using a physicochemical phenomenon or an immune reaction, a coconut shell adsorbent or an oil pitch type is used. , Peat-based, charcoal-based activated carbon, styrene / divinylbenzene copolymer anionic ion-exchange resin with amino groups, quaternary ammonium groups, etc. as active sites, polystyrene derivative fibers with antibiotics Immobilized fibers and the like were used as the adsorbent.

これらのうち、活性炭による血液吸着では、活性炭からの炭塵流出や血小板の付着が大きな問題となっていたが、活性炭のマイクロカプセル化により、これらの問題点が改善され、活性炭を用いた血液浄化法は、広く普及した。   Among these, the adsorption of blood by activated carbon has been a major problem with the outflow of coal dust and platelet adhesion from activated carbon. However, these problems have been improved by microencapsulation of activated carbon and blood purification using activated carbon. The law was widespread.

また、前記スチレン/ジビニルベンゼン共重合体に活性点としてアミノ基、第4級アンモニウム基等を持つアニオン性イオン交換樹脂は、老化した赤血球が崩壊するときにヘモグロビンが分解して生じるビリルビンの吸着剤として臨床使用されている。   The anionic ion exchange resin having an amino group, a quaternary ammonium group or the like as an active site in the styrene / divinylbenzene copolymer is an adsorbent for bilirubin produced by decomposing hemoglobin when aged erythrocytes break down As clinical use.

さらに、前記ポリスチレン誘導体繊維に抗生物質を固定化させた繊維は、敗血症および敗血症から進展する種々の病態の中心的病因物質と考えられるグラム陰性菌の細胞壁成分であるエンドトキシンの吸着、除去に利用されている。   Furthermore, the fiber in which an antibiotic is immobilized on the polystyrene derivative fiber is used for adsorption and removal of endotoxin, which is a cell wall component of Gram-negative bacteria, which is considered to be a central etiological agent of various pathologies that develop from sepsis and sepsis. ing.

また、最近では、例えば、ビリルビンの吸着剤として、血漿適合性に適した酸化チタン粒子からなる吸着剤も提案されている(例えば、特許文献1参照)。   Recently, for example, an adsorbent composed of titanium oxide particles suitable for plasma compatibility has been proposed as an adsorbent for bilirubin (see, for example, Patent Document 1).

特開2001−245973号公報JP 2001-245973 A

しかしながら、上記の従来の吸着剤は、それぞれ何らかの欠点を有しており、実用面からは、十分に満足できるものとは言えなかった。
具体的には、前記活性炭は、分子量5000以下の低〜中分子量領域の物質の除去には優れているものの、ビリルビンや胆汁酸等の蛋白結合物質に対しては、除去能力は不十分であった。
However, each of the above conventional adsorbents has some drawbacks and cannot be said to be sufficiently satisfactory from a practical viewpoint.
Specifically, the activated carbon is excellent in removing low to medium molecular weight substances having a molecular weight of 5000 or less, but its ability to remove protein binding substances such as bilirubin and bile acids is insufficient. It was.

また、前記アニオン性イオン交換樹脂は、血漿に対する適合性が不十分であるため、ポリメタクリル酸ヒドロキシエチル等の血液適合性高分子物質を用いて表面を改良する必要があり、このため、細孔容積や表面積が減少する等の不都合を生じていた。   In addition, since the anionic ion exchange resin has insufficient compatibility with plasma, it is necessary to improve the surface by using a blood compatible polymer substance such as polyhydroxyethyl methacrylate, Inconveniences such as a decrease in volume and surface area occurred.

また、ポリスチレン誘導体繊維に抗生物質を固定化させた繊維は、エンドトキシンの除去に用いられるが、固定化した抗生物質を安定化させるために、モジュール内の充填液を酸性(約pH2)にする必要がある。このため、洗浄には4リットル以上もの生理食塩液を使用しなければならない等の不都合があった。   Fibers with antibiotics immobilized on polystyrene derivative fibers can be used to remove endotoxins. To stabilize the immobilized antibiotics, it is necessary to make the filling solution in the module acidic (about pH 2). There is. For this reason, there were inconveniences, such as having to use 4 liters or more of physiological saline for washing.

また、上記のような吸着剤が収容された従来の市販のモジュールは、いずれも吸着することができる有害物質は特定されており、複数の有害物質を除去するためには、複数のモジュールを使用しなければならず、1個のモジュールで、ビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルスといった複数の有害物質を吸着、除去することはできなかった。   In addition, the conventional commercially available modules containing the above adsorbents have specified harmful substances that can be adsorbed, and multiple modules are used to remove multiple harmful substances. A single module could not adsorb and remove a plurality of harmful substances such as bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus, and hepatitis C virus.

そこで、本発明者らは、血液または血漿中の有害物質を吸着、除去する吸着剤について検討を重ねた結果、各種酸化チタンが、ビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルスといった複数の有害物質を吸着、除去する能力を備えており、さらに、有害物質の種類によっては、酸化チタンに光触媒活性を発現させることにより、より優れた除去効果が得られることを見出した。   Thus, as a result of repeated studies on adsorbents that adsorb and remove harmful substances in blood or plasma, the present inventors have found that various titanium oxides are bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus, C type. It has the ability to adsorb and remove multiple harmful substances such as hepatitis virus. Furthermore, depending on the type of harmful substance, it has been found that a better removal effect can be obtained by expressing photocatalytic activity in titanium oxide. .

したがって、本発明は、酸化チタンの有害物質の吸着、除去能力の向上を図り、血液または血漿中のビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス等の複数の有害物質を効率的に減少させることができる血液浄化用モジュールならびに血液浄化方法を提供することを目的とするものである。   Accordingly, the present invention aims to improve the ability of adsorption and removal of harmful substances of titanium oxide, and a plurality of harmful substances such as bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus and hepatitis C virus in blood or plasma. It is an object of the present invention to provide a blood purification module and a blood purification method capable of efficiently reducing the blood pressure.

本発明に係る血液浄化用モジュールは、1個のモジュール内に、光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンが収容され、血液または血漿中の総ビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルスのうちのいずれか2種以上の有害物質を減少させることを特徴とする。
上記のような物性の異なる複数種類の酸化チタンを血液浄化用吸着剤として利用し、これらを1個のモジュール内に組み込むことにより、1個のモジュールで、血液または血漿中の複数の有害物質を一挙に減少させることができる。
The blood purification module according to the present invention includes physical properties of titanium oxide exhibiting photocatalytic activity, titanium oxide not exhibiting photocatalytic activity, and titanium oxide obtained by substituting a part of oxygen with a substance other than oxygen. Contain two or more types of titanium oxides, and reduce any two or more harmful substances in total bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus, hepatitis C virus in blood or plasma It is characterized by.
By using a plurality of types of titanium oxide having different physical properties as described above as an adsorbent for blood purification and incorporating them into one module, a single module can be used to remove a plurality of harmful substances in blood or plasma. It can be reduced at once.

また、本発明に係る血液浄化用モジュールの好ましい態様としては、光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンが、それぞれ種類ごとに個別に容器に収容され、前記容器が、1個のモジュール内に複数個が直列的に接続されて収納され、前記容器内を血液または血漿が流通するように構成されていることを特徴とする。
上記のような構成からなる血液浄化用モジュールを用いることにより、1個のモジュールで、各患者の症状に応じて、減少させるべき有害物質に対応する酸化チタンを適宜選択して適用することができ、利便性にも優れている。
In addition, preferable embodiments of the blood purification module according to the present invention include physical properties of titanium oxide exhibiting photocatalytic activity, titanium oxide not exhibiting photocatalytic activity, and titanium oxide in which a part of oxygen is substituted with a substance other than oxygen. Different types of different titanium oxides are individually stored in containers for each type, and a plurality of the containers are connected in series in one module, and blood or plasma circulates in the container It is comprised so that it may do.
By using the blood purification module configured as described above, one module can appropriately select and apply titanium oxide corresponding to the harmful substance to be reduced according to the symptoms of each patient. Also, convenience is excellent.

前記血液浄化用モジュールにおいては、前記酸化チタンは、粒径が0.05mm以上2mm以下の顆粒状であることが好ましい。
モジュール内の通液量および、有害物質の吸着量等の観点から、本発明において用いられる酸化チタンは、上記粒径範囲内にあることが好ましい。
In the blood purification module, the titanium oxide is preferably in the form of granules having a particle size of 0.05 mm or more and 2 mm or less.
From the viewpoint of the amount of liquid passing through the module and the amount of harmful substances adsorbed, the titanium oxide used in the present invention is preferably within the above particle size range.

また、本発明に係る血液浄化方法は、光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンが収容されたモジュール内に、有害物質を含む血液または血漿を流通させ、前記酸化チタンに光を照射して、前記モジュールから排出される血液または血漿中の有害物質を減少させることを特徴とする。
上記のような複数の種類の酸化チタンを用いて、体外において、高濃度の有害物質を含む血液または血漿を、前記酸化チタンと接触するように流通させ、かつ、光触媒活性を示す酸化チタンに対しては、光を照射して有害物質の除去能力を向上させることにより、複数種類の有害物質を効率よく減少させることができる。
In addition, the blood purification method according to the present invention includes a plurality of types of oxidized materials having different physical properties among titanium oxide exhibiting photocatalytic activity, titanium oxide not exhibiting photocatalytic activity, and titanium oxide in which a part of oxygen is substituted with a substance other than oxygen. Distributing blood or plasma containing harmful substances in a module containing titanium and irradiating the titanium oxide with light to reduce harmful substances in blood or plasma discharged from the module To do.
Using a plurality of types of titanium oxide as described above, blood or plasma containing a high concentration of harmful substances is distributed outside the body so as to come into contact with the titanium oxide, and against titanium oxide exhibiting photocatalytic activity. Thus, by irradiating light and improving the ability to remove harmful substances, a plurality of types of harmful substances can be efficiently reduced.

上述したとおり、本発明に係る血液浄化用モジュールを用いれば、血液または血漿中に存在する有害物質を効率的に減少させることができる。
また、本発明に係る血液浄化用モジュールは、1個のモジュール内に、各患者の症状に応じて、減少させるべき有害物質に対応する種類の酸化チタンを適宜選択して組み込むことができ、利便性にも優れている。さらに、複数の血液浄化装置を用いることなく、複数種類の有害物質を1個のモジュールで減少させることができるため、血液浄化装置を簡便な構成とすることができる。
したがって、上記のような血液浄化用モジュールを用いる本発明に係る血液浄化方法は、血液透析をはじめ、血漿交換、吸着療法等の体外循環による血液浄化治療にも好適に用いることができる。
As described above, if the blood purification module according to the present invention is used, harmful substances present in blood or plasma can be efficiently reduced.
In addition, the blood purification module according to the present invention can be appropriately selected and incorporated with a single type of titanium oxide corresponding to the harmful substance to be reduced in one module according to the symptoms of each patient. Also excellent in properties. Furthermore, since a plurality of types of harmful substances can be reduced with a single module without using a plurality of blood purification devices, the blood purification device can have a simple configuration.
Therefore, the blood purification method according to the present invention using the above-described blood purification module can be suitably used for blood purification treatment by extracorporeal circulation such as hemodialysis, plasma exchange, adsorption therapy and the like.

以下、本発明を、より詳細に説明する。
本発明に係る血液浄化用モジュールは、光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンを組み合わせて用いるものである。
上記のように、酸化チタンは、その態様によって、物性、すなわち、吸着能力を発揮する物質がそれぞれ異なり、このような物性の異なる複数種類の酸化チタンを血液浄化用吸着剤として適宜組み合わせて、1個のモジュール内に組み込むことにより、1個のモジュールで、血液または血漿中の複数の有害物質を一挙に減少させることができる。
これにより、体外において、高濃度の有害物質を含む血液または血漿を、前記モジュール内の複数種類の酸化チタンと接触するように流通させることにより、血液または血漿を効率的に浄化することが可能となる。
したがって、本発明に係る血液浄化用モジュールは、血液透析をはじめ、血漿交換、吸着療法等の体外循環による血液浄化治療に好適に用いることができる。
Hereinafter, the present invention will be described in more detail.
The blood purification module according to the present invention includes a plurality of types of titanium oxide having different physical properties among titanium oxide exhibiting photocatalytic activity, titanium oxide not exhibiting photocatalytic activity, and titanium oxide obtained by substituting a part of oxygen with a substance other than oxygen. Are used in combination.
As described above, titanium oxide has different physical properties, that is, substances exhibiting adsorption ability, depending on the mode, and a plurality of types of titanium oxide having different physical properties are appropriately combined as an adsorbent for blood purification. By incorporating in one module, it is possible to reduce a plurality of harmful substances in blood or plasma at once by one module.
As a result, blood or plasma containing a high concentration of harmful substances can be circulated outside the body so as to be in contact with a plurality of types of titanium oxide in the module. Become.
Therefore, the blood purification module according to the present invention can be suitably used for blood purification treatment by extracorporeal circulation such as hemodialysis, plasma exchange, adsorption therapy and the like.

前記有害物質とは、具体的には、総ビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルス等の病因物質をいう。
上述のように、従来の血液浄化用モジュールは、これらの有害物質の中でも、吸着することができるものが特定されており、複数の有害物質を吸着、除去するためには、複数のモジュールを併用しなければならなかった。
これに対して、本発明に係る血液浄化用モジュールによれば、1個のモジュールで、効果的にこれらの複数の有害物質を吸着、除去することができる。
Specific examples of the harmful substance include pathogenic substances such as total bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus, and hepatitis C virus.
As described above, the conventional blood purification module has been identified to be able to adsorb among these harmful substances, and in order to adsorb and remove multiple harmful substances, a plurality of modules are used in combination. Had to do.
On the other hand, according to the blood purification module according to the present invention, it is possible to effectively adsorb and remove these plural harmful substances with one module.

なお、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンとは、酸化チタンの構成原子である酸素のうちの一部を、ドーピング等により、例えば、窒素、炭素、硫黄等で置換したものであり、化学式TiO2-xxで表される。ここで、Aは窒素、炭素、硫黄等である。
このような酸化チタンは、特に、可視光照射下における光触媒活性によるビリルビンの吸着、除去能力に優れ、蛍光灯による光の下でも、ビリルビンを十分に吸着、分解、除去することができるものである。
In addition, titanium oxide in which a part of oxygen is substituted with a substance other than oxygen is a substance in which a part of oxygen which is a constituent atom of titanium oxide is substituted by doping, for example, nitrogen, carbon, sulfur, etc. And is represented by the chemical formula TiO 2-x A x . Here, A is nitrogen, carbon, sulfur or the like.
Such titanium oxide is particularly excellent in the ability to adsorb and remove bilirubin due to photocatalytic activity under visible light irradiation, and can sufficiently adsorb, decompose and remove bilirubin even under the light of a fluorescent lamp. .

また、本発明に係る血液浄化用モジュールは、上記物性の異なる複数種類の酸化チタンが、それぞれ種類ごとに個別に容器に収容され、前記容器が、1個のモジュール内に複数個が直列的に接続されて収納され、前記容器内を血液または血漿が流通するように構成されていることが好ましい。
モジュール内をこのような構成とすることにより、1個のモジュールでも、各患者の血液の状態に応じて、多様な対応が可能となり、利便性にも優れたものとすることができる。
Further, in the blood purification module according to the present invention, a plurality of types of titanium oxide having different physical properties are individually stored in containers for each type, and a plurality of the containers are serially connected in one module. It is preferably configured to be connected and housed so that blood or plasma flows through the container.
By adopting such a configuration inside the module, even a single module can be used in various ways according to the blood state of each patient, and can be excellent in convenience.

図1に、上記物性の異なる複数の酸化チタンを種類ごとに個別に収容する容器の一例を示す。
図1に示す酸化チタンの容器10は、透光性の円管状の本体11の内部に酸化チタン20が収容され、前記本体11の両端には、板状の多孔体13が配置され、該多孔体13は、シール材14を介して、エンドキャップ12により、しっかりと固定されている。
FIG. 1 shows an example of a container for individually storing a plurality of titanium oxides having different physical properties.
A titanium oxide container 10 shown in FIG. 1 contains a titanium oxide 20 inside a translucent tubular main body 11, and plate-like porous bodies 13 are arranged at both ends of the main body 11, The body 13 is firmly fixed by the end cap 12 through the sealing material 14.

前記多孔体13は、本体に収容された酸化チタン20の流出を防止するためのものであり、ガラス、セラミックス等の材質からなり、孔径10〜100μm程度の気孔を有している。
また、前記シール材14は、シリコン、ニトリル、テフロン(登録商標)コーティングバイトン(登録商標)、フルオロシリコン等、一般に、バイオカラムに使用される材質からなる。
また、前記エンドキャップ12には、Oリング溝15が形成されている。
The porous body 13 is for preventing the titanium oxide 20 accommodated in the main body from flowing out. The porous body 13 is made of a material such as glass or ceramics and has pores having a pore diameter of about 10 to 100 μm.
The sealing material 14 is made of a material generally used for a biocolumn, such as silicon, nitrile, Teflon (registered trademark) coating Viton (registered trademark), or fluorosilicone.
The end cap 12 is formed with an O-ring groove 15.

図2に、前記酸化チタンの容器10が収納された血液浄化用モジュールの一例を示す。
図2に示すモジュールにおいては、物性の異なる複数の酸化チタンが種類ごとに個別に収容された複数個の容器10が、Oリング30を介して、直列に密着して接続され、1個のモジュール内に組み込まれている。
したがって、複数の容器10を収納している1個のモジュール内に、複数の有害物質を含んだ血液または血漿を流通させることにより、複数の有害物質を効率的に除去することができる。
FIG. 2 shows an example of a blood purification module in which the titanium oxide container 10 is housed.
In the module shown in FIG. 2, a plurality of containers 10 in which a plurality of titanium oxides having different physical properties are individually stored for each type are closely connected in series via an O-ring 30 and one module is connected. Built in.
Therefore, a plurality of harmful substances can be efficiently removed by circulating blood or plasma containing a plurality of harmful substances in one module housing a plurality of containers 10.

例えば、血液または血漿中のビリルビン濃度が高い患者には、ビリルビンの吸着能力が高い酸化チタンが入った容器を多めにモジュール内に収納し、あるいはまた、血液または血漿中のアンモニア濃度が高い患者には、アンモニア吸着能力が高い酸化チタンが入った容器を多めにモジュール内に収納するというように、各患者の症状に応じて、減少させるべき有害物質に対応する酸化チタンからなる血液浄化用吸着剤を適宜選択して適用することができる。   For example, for patients with high levels of bilirubin in blood or plasma, store more containers containing titanium oxide with high bilirubin adsorption capacity in the module, or for patients with high levels of ammonia in blood or plasma. Is an adsorbent for blood purification consisting of titanium oxide corresponding to harmful substances to be reduced according to the symptoms of each patient, such as storing a large number of containers containing titanium oxide with high ammonia adsorption capacity in the module Can be appropriately selected and applied.

さらに、上記モジュールは光を透過することができるように構成することにより、生体外において、血液または血漿の流通の際に、光触媒活性を有する酸化チタンには光触媒活性を発揮させることができ、一部の有害物質に対して、除去効果の向上を図ることができる。   Further, by configuring the module so as to transmit light, titanium oxide having photocatalytic activity can exhibit photocatalytic activity during circulation of blood or plasma in vitro. The removal effect can be improved with respect to the harmful substances in the part.

ここで、光触媒活性を示すとは、紫外および/または可視光を照射することにより、触媒としての作用を示すことを意味する。
このような光触媒活性を示す酸化チタンとしては、例えば、酸化チタン微粒子に酸素欠乏欠陥が形成されているもの、白金が担持されているもの、窒素がドープされているもの等があり、既に市販もされている。
Here, to exhibit photocatalytic activity means to exhibit an action as a catalyst by irradiating with ultraviolet and / or visible light.
Examples of titanium oxide exhibiting such photocatalytic activity include those in which oxygen deficiency defects are formed in titanium oxide fine particles, those in which platinum is supported, and those in which nitrogen is doped, which are already commercially available. Has been.

上記のような光触媒活性を示す酸化チタンは、優れたビリルビン除去効果を示すだけでなく、血漿成分において有用なアルブミンの吸着は抑制され、その光触媒活性により、B肝炎ウイルスやC型肝炎ウイルス等の有害物質の除去効果も認められる。   Titanium oxide exhibiting photocatalytic activity as described above not only exhibits an excellent bilirubin removal effect, but also suppresses the adsorption of useful albumin in plasma components. Due to its photocatalytic activity, such as hepatitis B virus and hepatitis C virus. The removal effect of harmful substances is also recognized.

本発明に係る血液浄化用モジュールにおいて用いられる酸化チタンは、顆粒状であり、粒径が0.05mm以上2mm以下であることが好ましく、より好ましくは0.1mm以上0.5mm以下である。
前記粒径が0.05mm未満であると、モジュールに収納した時の圧力損失が高く、望ましい通液量を得ることができない。
一方、前記粒径が2mmを超えると、酸化チタンの顆粒の表面積が小さくなりすぎ、有害物質の吸着量が減少する。
The titanium oxide used in the blood purification module according to the present invention is granular and preferably has a particle size of 0.05 mm to 2 mm, more preferably 0.1 mm to 0.5 mm.
When the particle size is less than 0.05 mm, the pressure loss when housed in the module is high, and a desired liquid flow rate cannot be obtained.
On the other hand, if the particle size exceeds 2 mm, the surface area of the titanium oxide granules becomes too small, and the amount of harmful substances adsorbed decreases.

また、本発明においては、アンモニアの吸着、除去効果を発揮させるためには、比表面積が35m2/g以上の酸化チタン粒子が好適に用いられる。
また、光を照射しなくても、アンモニアの除去効果を発揮する種類の酸化チタンもあるが、その効果をより高めるためには、紫外光、可視光照射下において光触媒活性を示すものであることが好ましく、そのため、酸化チタンの結晶構造の構成比率が、(アナターゼ型/ルチル型)>90/10であることが好ましい。
In the present invention, titanium oxide particles having a specific surface area of 35 m 2 / g or more are preferably used in order to exhibit the effect of adsorbing and removing ammonia.
In addition, there is a kind of titanium oxide that exhibits the effect of removing ammonia without irradiating light, but in order to enhance the effect, it should exhibit photocatalytic activity under ultraviolet light and visible light irradiation. Therefore, the composition ratio of the crystal structure of titanium oxide is preferably (anatase type / rutile type)> 90/10.

酸化チタンの結晶構造は、低温領域では、ブルカイト型、アナターゼ型の比率が高く、高温になるにつれて、ルチル型に転移していく。
したがって、アンモニア吸着能の観点からは、特に、アナターゼ型の比率が大きく、かつ、比表面積の大きい微粒子であることが好ましく、そのためには、705℃以下の比較的低温で熱処理された酸化チタンの粒子が好適に用いられる。
The crystal structure of titanium oxide has a high ratio of brookite type and anatase type in the low temperature region, and transitions to the rutile type as the temperature increases.
Therefore, from the viewpoint of ammonia adsorption ability, it is particularly preferable that the fine particles have a large anatase type ratio and a large specific surface area. For this purpose, the titanium oxide heat treated at a relatively low temperature of 705 ° C. or lower is preferable. Particles are preferably used.

上記のような酸化チタン自体(原料酸化チタン)の製造方法としては、一般的に、硫酸チタンを加水分解して焼成する硫酸法、四塩化チタンを高温で酸化する塩素法等がある。
なお、前記酸化チタンは、血液または血漿中の複数の有害物質を除去する医用目的で使用されるものであるため、塩素の含有量はできる限り少ないことが好ましい。
As a method for producing titanium oxide itself (raw material titanium oxide) as described above, there are generally a sulfuric acid method in which titanium sulfate is hydrolyzed and fired, a chlorine method in which titanium tetrachloride is oxidized at a high temperature, and the like.
In addition, since the said titanium oxide is used for the medical purpose which removes the some harmful | toxic substance in blood or plasma, it is preferable that content of chlorine is as low as possible.

また、上記のような原料酸化チタンに、窒素をドープすることにより、光触媒活性を発現させた酸化チタンは、ドープされた窒素濃度が高い場合には、該窒素と血漿中の水との反応により、アンモニアが発生する可能性があるため、高濃度窒素ドープの酸化チタンは、高い光触媒活性を示すものであっても、本発明おいては好ましくない。   In addition, when the concentration of the doped nitrogen is high, the titanium oxide that has developed photocatalytic activity by doping nitrogen into the raw material titanium oxide as described above is caused by a reaction between the nitrogen and plasma water. Since ammonia may be generated, high concentration nitrogen-doped titanium oxide is not preferable in the present invention even if it exhibits high photocatalytic activity.

また、エンドトキシンを吸着、除去する酸化チタンとしては、揮発性の酸性またはアルカリ性化合物が存在する水中で、チタンアルコキシド化合物を撹拌して得られた沈殿物を、乾燥、焼成したものを用いることが好ましい。
上記のようなエンドトキシンを除去するために用いられる酸化チタンは、光照射の有無に関係なく、その効果は認められるが、光触媒活性を示さないものの方が、その効果はより大きい。
また、エンドトキシン吸着能の観点からは、比表面積の大きい微粒子であることが好ましく、そのためには、800℃以下の比較的低温で熱処理された酸化チタンの粒子が好適に用いられる。
Further, as titanium oxide for adsorbing and removing endotoxin, it is preferable to use a product obtained by drying and baking a precipitate obtained by stirring a titanium alkoxide compound in water containing a volatile acidic or alkaline compound. .
The effect of titanium oxide used to remove endotoxin as described above is recognized regardless of the presence or absence of light irradiation, but the effect is greater when the photocatalytic activity is not exhibited.
In addition, from the viewpoint of endotoxin adsorption ability, fine particles having a large specific surface area are preferable. For this purpose, titanium oxide particles that have been heat-treated at a relatively low temperature of 800 ° C. or lower are preferably used.

本発明においては、上記のような吸着能力を発揮する物質がそれぞれ異なる複数の種類の酸化チタンを1個の血液浄化用モジュールに組み込み、体外において、高濃度の有害物質を含む血液または血漿を、前記モジュール内の酸化チタンと接触するように流通させ、かつ、光触媒活性を示す酸化チタンに対しては、光を照射することにより、複数種類の有害物質を効率よく減少させることができる。   In the present invention, a plurality of types of titanium oxides each having different adsorption ability as described above are incorporated into one blood purification module, and blood or plasma containing a high concentration of harmful substances outside the body, A plurality of types of harmful substances can be efficiently reduced by irradiating light to titanium oxide that circulates in contact with titanium oxide in the module and exhibits photocatalytic activity.

以下、本発明を実施例に基づきさらに具体的に説明するが、本発明は下記の実施例により制限されるものではない。
[実施例1〜5]
硫酸チタンを加水分解して焼成する製造方法(硫酸法)により得られた紫外線に対する光触媒活性を示す酸化チタン粉末をそれぞれ、105℃、245℃、485℃、550℃、705℃で3時間熱処理し、表1の実施例1〜5に示すような物性を有する酸化チタン粉末試料を作製した。
EXAMPLES Hereinafter, although this invention is demonstrated more concretely based on an Example, this invention is not restrict | limited by the following Example.
[Examples 1 to 5]
Titanium oxide powders exhibiting photocatalytic activity for ultraviolet rays obtained by a production method (sulfuric acid method) in which titanium sulfate is hydrolyzed and calcined are heat-treated at 105 ° C., 245 ° C., 485 ° C., 550 ° C., and 705 ° C. for 3 hours, respectively. Titanium oxide powder samples having physical properties as shown in Examples 1 to 5 in Table 1 were prepared.

[実施例6、7]
触媒として塩酸を添加した水中に、オルトチタン酸テトラエチルを添加し、混合して得られた沈殿物を回収し、ふるい分けし、粒径150〜212μmの光触媒活性を示さない酸化チタン粉末を作製した。
この酸化チタン粉末をそれぞれ、485℃、705℃で3時間熱処理し、表1の実施例6、7に示すような物性を有する酸化チタン粉末試料を調製した。
[Examples 6 and 7]
Tetraethyl orthotitanate was added to water added with hydrochloric acid as a catalyst, and the resulting precipitate was collected and sieved to produce a titanium oxide powder having a particle size of 150 to 212 μm and not showing photocatalytic activity.
This titanium oxide powder was heat-treated at 485 ° C. and 705 ° C. for 3 hours, respectively, to prepare titanium oxide powder samples having physical properties as shown in Examples 6 and 7 in Table 1.

なお、実施例4の二酸化チタン粉末試料について、不純物分析を行ったところ、Fe:0.0213wt%、NH4:<0.005wt%、Na:0.13wt%、SO4:0.23wt%、Cl:<0.01wt%であった。 Note that the titanium dioxide powder samples of Example 4, was subjected to impurity analysis, Fe: 0.0213wt%, NH 4 : <0.005wt%, Na: 0.13wt%, SO 4: 0.23wt%, Cl: <0.01 wt%.

[実施例8]
平均粒径6nmのほぼ球状の酸化チタン微粒子50gを耐火性トレーに載置し、アンモニアガスおよびプロパンガス(アンモニアガスに対して5%)の混合ガス雰囲気下、630℃で2時間熱処理して、可視光に対する光触媒活性を示す酸化チタン粉末試料を作製した。
[Example 8]
50 g of substantially spherical titanium oxide fine particles having an average particle diameter of 6 nm were placed on a refractory tray, and heat-treated at 630 ° C. for 2 hours in a mixed gas atmosphere of ammonia gas and propane gas (5% with respect to ammonia gas) A titanium oxide powder sample showing photocatalytic activity for visible light was prepared.

Figure 2005110832
Figure 2005110832

(有害物質の除去試験)
血漿1ml(総ビリルビン量8.7mg/dl、アンモニア量3.25mg/dl、エンドトキシン量21.2ng/ml)に、上記実施例1〜8において作製した酸化チタン粉末試料100mgをそれぞれ添加し、可視光照射下、37℃で5時間または24時間撹拌した。
このときの総ビリルビン量、アンモニア量、エンドトキシン量を測定した。
これらの結果を表2に示す。
なお、基準値として酸化チタン粉末試料を添加しない場合(ブランク)の測定値も併せて示す。
(Toxic substance removal test)
100 mg of the titanium oxide powder sample prepared in Examples 1 to 8 above was added to 1 ml of plasma (total bilirubin amount 8.7 mg / dl, ammonia amount 3.25 mg / dl, endotoxin amount 21.2 ng / ml). The mixture was stirred at 37 ° C. for 5 hours or 24 hours under light irradiation.
At this time, the total amount of bilirubin, the amount of ammonia, and the amount of endotoxin were measured.
These results are shown in Table 2.
In addition, the measured value when not adding a titanium oxide powder sample as a reference value (blank) is also shown.

Figure 2005110832
Figure 2005110832

表2に示したように、光触媒活性を示す酸化チタンは、光触媒活性を示さないものに比べて、総ビリルビン量をより減少させることができ、特に、可視光に対する光触媒活性を示すものが、より優れた効果を発揮することが認められた。
また、アンモニアについては、光触媒活性を示さない酸化チタンでもある程度除去することができるが、紫外線照射により光触媒活性を示す酸化チタンがより有効であることが認められた。
また、エンドトキシンの除去については、光触媒活性を示さない酸化チタンが、特に有効であることが認められた。
したがって、本発明においては、上記実施例に示したような吸着能力を発揮する物質がそれぞれ異なる複数種類の酸化チタンを組み合わせて用いることが有効である。
As shown in Table 2, titanium oxide exhibiting photocatalytic activity can reduce the total amount of bilirubin more than that not exhibiting photocatalytic activity. It has been observed that it exhibits an excellent effect.
As for ammonia, titanium oxide that does not exhibit photocatalytic activity can be removed to some extent, but it has been recognized that titanium oxide that exhibits photocatalytic activity by ultraviolet irradiation is more effective.
In addition, titanium oxide that does not exhibit photocatalytic activity has been found to be particularly effective for removing endotoxin.
Therefore, in the present invention, it is effective to use a combination of a plurality of types of titanium oxides with different substances exhibiting the adsorption ability as shown in the above-mentioned examples.

酸化チタンを収容する容器の一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the container which accommodates a titanium oxide. 図1に示す容器を収納する血液浄化用モジュールの一例を示した断面図である。It is sectional drawing which showed an example of the module for blood purification which accommodates the container shown in FIG.

符号の説明Explanation of symbols

10 容器
11 本体
12 エンドキャップ
13 多孔体
14 シール材
15 Oリング溝
20 酸化チタン
30 Oリング
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Container 11 Main body 12 End cap 13 Porous body 14 Sealing material 15 O ring groove 20 Titanium oxide 30 O ring

Claims (4)

1個のモジュール内に、光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンが収容され、血液または血漿中の総ビリルビン、アンモニア、エンドトキシン、胆汁酸、B型肝炎ウイルス、C型肝炎ウイルスのうちのいずれか2種以上の有害物質を減少させることを特徴とする血液浄化用モジュール。   A single module contains a plurality of types of titanium oxides having different physical properties among titanium oxide exhibiting photocatalytic activity, titanium oxide not exhibiting photocatalytic activity, and titanium oxide obtained by substituting a part of oxygen with a substance other than oxygen. A blood purification module characterized by reducing any two or more harmful substances of total bilirubin, ammonia, endotoxin, bile acid, hepatitis B virus, and hepatitis C virus in blood or plasma. 光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンが、それぞれ種類ごとに個別に容器に収容され、前記容器が、1個のモジュール内に複数個が直列的に接続されて収納され、前記容器内を血液または血漿が流通するように構成されていることを特徴とする血液浄化用モジュール。   Titanium oxide that exhibits photocatalytic activity, titanium oxide that does not exhibit photocatalytic activity, and multiple types of titanium oxide with different physical properties among titanium oxides in which part of the oxygen is replaced with substances other than oxygen A blood purification module, wherein a plurality of the containers are housed in a single module and connected in series, and blood or plasma flows in the container. . 前記酸化チタンは、粒径が0.05mm以上2mm以下の顆粒状であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の血液浄化用モジュール。   The blood purification module according to claim 1 or 2, wherein the titanium oxide is in a granular form having a particle size of 0.05 mm or more and 2 mm or less. 光触媒活性を示す酸化チタン、光触媒活性を示さない酸化チタン、酸素の一部を酸素以外の物質で置換した酸化チタンのうちの物性の異なる複数種類の酸化チタンが収容されたモジュール内に、有害物質を含む血液または血漿を流通させ、前記酸化チタンに光を照射して、前記モジュールから排出される血液または血漿中の有害物質を減少させることを特徴とする血液浄化方法。   Hazardous substances in a module containing multiple types of titanium oxide with different physical properties among titanium oxide showing photocatalytic activity, titanium oxide not showing photocatalytic activity, and titanium oxide in which part of oxygen is replaced with a substance other than oxygen A blood purification method comprising: circulating blood or plasma containing benzene, irradiating the titanium oxide with light, and reducing harmful substances in the blood or plasma discharged from the module.
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