JP2007330290A - 担体モジュール - Google Patents

Abstract

【課題】
担体ユニットの形状安定性、取り扱い性に優れた担体モジュールを提供するとともに、モジュール作製時の生産効率を向上する。
【解決手段】
嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以下の担体および該担体の外周に設けられた筒状のシームレスネットを備えた担体ユニットと、該担体ユニットが収容された筒状容器とを備えた担体モジュールとする。
【選択図】なし

Description

本発明は、医療用途に用いられる担体モジュールに関するものである。

近年、様々な血液処理カラムが研究され、例えば、白血球除去や、顆粒球除去を目的としたカラム（特許文献１，２）、サイトカイン吸着を目的としたカラム（特許文献３，４）、白血球と毒素とを同時に吸着することを目的としたカラム（特許文献５）等がそれぞれ開発されてきた。これらは、通常、カラム内部にそれぞれ目的とする物質を除去・吸着するための担体ユニットを有している。担体ユニットとしては様々な物質、形状のものが用いられており、嵩密度の低いシート状の担体を用いたものに着目した場合、極細繊維からなる平板型の不織布フィルターを用いたものや、平板型の不織布フィルターを円筒形状に巻いたものが知られている。中でも、平板型の不織布フィルターを円筒形状に巻いた担体ユニットは、フィルター装置全体がコンパクトになり、血液処理時の操作性を良好に保つことができるため多用されている。しかしながら、一方で、平板型の不織布フィルターを円筒形状に巻いた担体ユニットは、単に平板型の不織布フィルターを円筒形状に巻いただけであるため、その形態をそれ自身では保持できず、取り扱い性が悪いうえに、嵩密度が低い担体の場合には容易に形状寸法が変わってしまい、担体モジュールにおける流路幅が不均一になり易いという問題があった。

嵩密度の低い不織布フィルターを円筒形状に巻いた担体ユニットをカラムに充填する場合においては、不織布フィルターと容器との間に、メッシュや多孔性シートなどの支持体を設けて、容器内で不織布フィルターが安定して保持されるようにすることも提案されている（特許文献６，７）。しかしながら、提案されている方法は、円筒形状に巻いた不織布フィルターの外側にさらにメッシュなどの支持体を巻きつけ、それを容器内にすきまがほとんど生じない様に収容することで容器内での不織布フィルター支持を簡便に行うものである。換言すれば、不織布フィルターや支持体が径方向に広がろうとする力と容器の押圧力とで、フィルター容器内での固定が可能になるものである。したがって、不織布フィルターや支持体が容器内で径方向に広がることは防ぐことができるものの、担体ユニット自身ではその形態を保持することができず、取り扱い性が悪く、また、嵩密度が低い担体の場合には容易に形状寸法が変わってしまうという問題があった。さらに、容器とフィルターとの間にメッシュなどの支持体が介在するため処理流体の流路における圧力損失も高くなり、担体モジュールとしては課題が残るものであった。
特開昭６０−１９３４６８号公報 特開平５−１６８７０６号公報 特開平１０−２２５５１５号公報 特開平１２−２３７５８５号公報 特開２００２−１１３０９７号公報 特開昭６２−２４３５６１号公報 特再平１１−０５８１７２号公報

本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑み、担体ユニットの形状安定性、取り扱い性に優れた担体モジュールを提供することを課題とする。また、モジュール作製時の生産効率を向上させることも課題とある。

本発明は、上記目的を達成するために、下記（１）〜（８）のいずれかの構成を有する。
（１）嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以下の担体および該担体の外周に設けられた筒状のシームレスネットを備えた担体ユニットと、該担体ユニットが収容される筒状容器とを備えた担体モジュール。
（２）前記シームレスネットの開口率が０．１以上である、上記（１）に記載の担体モジュール。
（３）前記担体は、織物、編み物、不織布、および多孔質膜から選ばれる少なくとも一種を含むものである、上記（１）または（２）に記載の担体モジュール。
（４）前記担体は、織物、編み物、不織布および多孔質膜から選ばれる少なくとも一種が筒状に巻かれている、上記（１）〜（３）のいずれかに記載の担体モジュール。
（５）前記担体ユニットの外周面と前記筒状容器の内壁との間にクリアランスが設けられている、上記（１）〜（４）のいずれかに記載の担体モジュール。
（６）前記担体ユニットの外径をA、前記筒状容器の内径をB、および担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁との間に形成された前記クリアランスを(B-A)/2[mm]としたとき、0＜(B-A)/2＜10を満たす、上記（５）に記載の担体モジュール。
（７）前記シームレスネットは、該シームレスネットの構成糸が前記筒状容器の軸線方向に対して5°以上85°以下になるように設けられている、上記（１）〜（６）のいずれかに記載の担体モジュール。
（８）血液を循環させて処理する用途に使用されるものである、上記（１）〜（７）のいずれかに記載の担体モジュール。

本発明によれば、嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以下という低い担体の外周に筒状のシームレスネットを設けて担体ユニットを構成することで、嵩密度の低い担体を用いたモジュールであるにも関わらず担体ユニットの形状安定性が増し、取り扱い性にすぐれたものとなる。また、形状安定性が増すので、担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁面との間に均一なクリアランスを確保することができ、処理液を均一に流すことができ、さらに圧力損失を低く抑えることができる。また、モジュール作製時の組立操作が容易となり、効率的な担体モジュールの生産が可能となる。

本発明の担体モジュールは、たとえば、嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以下のシート状の担体を筒状に巻き、その巻囲体の外周に筒状のシームレスネットを設けて担体ユニットを得、その担体ユニットを筒状容器に、該筒状容器と担体ユニット外周面との間にクリアランスが形成されるように収容して構成される。

本発明において、「担体」とは、直接的または間接的に液体および固体状物質を吸着もしくは保持する性質を備えた材料を意味し、結合性物質を固定化してもかまわない。たとえば、血液を処理する際に好適な担体としては、後述するように、織物、編み物、不織布等の繊維材料や、多孔質フィルム、スポンジ等の多孔質膜を例示することができる。

「筒状」とは、円筒形および円筒形に類似した形状を含み、断面形状が円形、楕円形および三角形、四角形、亀甲形などの多角形のものも含まれる。中でも、中心からの距離がほぼ均一である、断面形状が実質的に円形のものであることが好ましい。

担体を筒状に巻き付ける方法としては、ロール状に巻き付けられれば特に現体されるものではない。パイプや芯材などにシート状の担体を巻き付けて筒状にしてもよいし、芯材を用いなくても構わない。

担体は、巻き付け後、その担体の外周に設けられる筒状のシームレスネットにより巻き付け状態が保持される。筒状のネットを用いることにより、筒状に巻かれた担体の巻囲体サイズ（外径）を軸方向に均一にすることができ、筒状容器内での筒状容器内壁面と担体ユニットとの間に形成されるクリアランスを筒軸方向に均一にすることが可能となる。その結果、血液などの被処理媒体を均一に供給するとともにモジュールにおける圧力損失を低減することができる。また、大量生産する際の個体差も小さくなり、効率よく生産することができる。

さらに、本発明における筒状のネットはシームレスである。「シームレス」とは、境界または継ぎ目などの線が認められない連続体を形成していることを意味する。シームレスであるため、表面が円滑なネットであり、継ぎ目や不連続な部分から担体を損傷したり巻囲体を剥がしたりするおそれがない。また、継ぎ目や重なりがないため、ネットの厚みが周方向にも均一となり、担体ユニットを筒状容器に収容する場合、筒状容器の内壁と筒状の担体の間に生じるクリアランスを周方向にも一定に保つことが可能となる。その結果、モジュールにおける圧力損失をより一層低減できるとともに担体ユニットの外周全面に血液などの被処理媒体をより均一に供給することができる。血液を均一に供給できないと、血液の滞留や偏流を起こすことがある。特に長時間の血液処理を行う場合、血液の凝固機構の活性化を招き、これが血液の粘度上昇や血栓の発生を引き起こすおそれがある。血液の粘度上昇や血栓の発生は、血液処理時の圧力損失上昇を招き、安全上の観点から好ましくない。

ここで、担体ユニットの外径をＡ[mm]、前記筒状容器の内径をＢ[mm]、および担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁との間に形成されたクリアランスを（Ｂ−Ａ）／２[mm]としたとき、０＜（Ｂ−Ａ）／２＜１０を満たすことが望ましい。クリアランスが０の場合、担体ユニットを筒状容器内に挿入することが困難になるうえに、圧力損失が高くなり易いため好ましくない。一方、クリアランスが１０ｍｍを超えると、限られた筒状容器の体積の中で充填される担体の分量が少なくなるため好ましくない。

なお、担体ユニットの外径は以下の方法により測定することができる。担体ユニットを水に浸漬した後、担体ユニットの任意の横断面において、最大径および最小径を含めた５カ所の外径をノギスで測定し、その平均値を担体ユニットのその箇所での外径とする。

そして、担体モジュールにおけるクリアランスの最大値がC[mm]であるとき、同一個体内での筒軸方向におけるクリアランスがC/2[mm]からC[mm]の範囲内であれば、担体モジュールのクリアランスは筒軸方向に実質的に均一であるものとする。

なお、筒状のシームレスネットの断面形状は特に限定されず、モジュールの形状に応じて適宜選択される。

また、本発明におけるシームレスネットは、均一かつ規則正しい網目構造からなるネットであることが好ましい。かかる構造を有することにより、血液などの被処理媒体が通過する場合にシームレスネットにかかる圧力を均等に分散することができる。ネットの構成としては、特に限定されず、結節網、無結節網、ラッシェル網等を用いることができる。ネットの構成糸は、交差する部分が接合されている方が構成糸の動きが無く、接合されていない場合に比べ、形体保持性、ハンドリング性が向上し好適に使用できる。接合の方法としては、結節、熱による接着などが挙げられる。また、ネットの構成糸同士が接合される場合には、厚みを制御しやすく安価に行うことができる熱融着が好ましい。

また、シームレスネットの開口部の形状は、長方形、正方形、菱形、亀甲形などの多角形や円形を用いることができる。多角形の中でも正多角形が好ましく、ハンドリング性の観点から正方形または菱形が特に好ましい。

シームレスネットの開口部の大きさはなるべく大きい方が好ましく、開口率は０．１以上であることが好ましい。開口率が０．１未満であると、シームレスネット自体による圧力損失が大きくなり、血液などの被処理媒体の流動性に影響を及ぼす場合がある。一方、より確実に形状安定性を高めるためには、開口率を０．９以下とすることがより好ましい。ここで、シームレスネットの開口率とは、所定範囲の面積に対する、当該所定範囲内に存在する開口部の面積の占める割合をいい、たとえば以下の方法により求められる。シームレスネットを２ｃｍ角の正方形に切断した後、シームレスネットのシート面に対して垂直な方向から観察したときの開口部分の面積、すなわち、シームレスネット構成糸の存在しない空間部分の合計面積を求め、以下の式により開口率を算出する。

開口率＝ネット構成糸の存在しない空間部分の合計面積／試験片の面積
前記シームレスネットの素材は、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリル系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの公知のポリマーが挙げられ、目的に応じて適宜選択して使用することができる。しかしながら、本発明の担体モジュールを血液処理に用いる場合には、生体適合性、耐熱性、耐薬品性の観点から、特にポリプロピレンが好ましい。

また、シームレスネットは、筒状に巻いて構成した担体の外周に装着する作業性の観点から、可撓性（柔軟性）および弾力性を有するものが好ましい。可撓性（柔軟性）を有するシームレスネットを用いることにより、筒状に巻いて構成した担体の外周にシームレスネットを容易に脱着することが可能となり、また、弾力性を備えたシームレスネットを用いることにより、筒状に巻かれた担体が変形することを防ぎ、担体の形状を安定して維持することができる。

ここで、シームレスネットを構成する糸の直径については、弾力性を高めるために５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましく、２００μｍ以上が特に好ましい。一方で、可撓性、柔軟性、さらにはハンドリング性をも優れたものとするために、２ｍｍ以下が好ましく、１．５ｍｍ以下がより好ましく、１ｍｍ以下が特に好ましい。

なお、シームレスネットは、複数の繊維が合糸されたマルチフィラメントや紡績糸でネット構造が形成されていると、合糸された糸状間等に血液などの被処理媒体が通過することより圧損上昇の懸念がある。そのため、構成糸は単糸（モノフィラメント）であることが好ましい。単糸であれば、１本あたりの機械的な強度も保持しやすい。

また、ネットの厚みについては、機械的強度および厚み精度の観点から、５０μｍ以上が好ましく、１００μｍ以上がより好ましく、２００μｍ以上が特に好ましい。一方で３ｍｍ以下が好ましく、２．５ｍｍ以下がより好ましく、２ｍｍ以下の範囲に設定することが特に好ましい。厚みを５０μｍ以上とすることで、機械的強度が増し、筒状の担体をより確実に保持することができる。一方、厚みを３ｍｍ以下とすることで、担体が充填される限られた体積の中で担体の分量を増やすことができ、またハンドリング性を高めることもできる。

なお、これら構成糸の直径やネットの厚みは、モジュールのサイズに応じて適宜選択される。目的に応じて可撓性（柔軟性）および弾力性を有するポリマーの物理特性や網目構造を調節することができる。

シームレスネットは、構成糸が筒状容器の軸線方向に対して５°以上８５°以下になるように筒状担体に装着することが好ましい。この範囲になるようにネットを装着することにより、血液などの被処理媒体を通過させるときの抵抗が軽減され担体に血液をより均一に接触させることができる。また、シームレスネットを上記のように構成糸がモジュールの軸方向に対して傾斜するように設けるということは、構成糸がモジュールの軸方向に対して平行もしくは垂直になるように設けるときよりもネットの伸縮性を有効に活用することができるので、担体の外周にネットを装着し易くなる。

また、シームレスネットの装着にあたっては、担体を一時的に圧縮してもよいが、ハンドリング性の観点からシームレスネットが拡張すると好ましい。具体的には、ネット周長が塑性変形を生じることなく拡張前の１．２倍程度にまで変化する伸縮性を有していることが好ましい。その一方で、担体ユニットを液体に浸漬させたときに、担体が膨潤して筒状担体の外径が広がろうとする場合には、周方向の拡張を拘束する程度の剛性を有していることが好ましい。

次に、本発明に使用される担体の例について説明する。本発明の担体モジュールは、白血球やガン細胞などを吸着、濾過して除去するものとして好適である。さらに、担体の素材や繊維径を適宜選択することにより、これら白血球やガン細胞などと同時にサイトカインなどの生理活性物質をも吸着・除去することにも好適である。

本発明における担体の嵩密度は、０．５ｇ／ｃｍ^３以下である。担体の嵩密度とは、筒状容器中に担体を充填したときの一定体積当たりの重さをいうが、嵩密度が大きすぎると血液循環時に目詰まりしやすくなり血液などの被処理媒体がスムーズに流れず圧損上昇が起こることがある。したがって、本発明において担体の嵩密度は０．５ｇ／ｃｍ^３以下であり、０．３ｇ／ｃｍ^３以下、さらには０．１５ｇ／ｃｍ^３以下であることが好ましい。

一方、嵩密度は、小さすぎると担体の強度が低下し形体保持性が悪くなり、かえって血液中の血球等が目詰まりを起こすことがある。担体の充填様態によっては、血液などの被処理媒体を通過させる際に偏流を発生する場合がある。偏流を発生すると、担体に血液を均一に接触させることができなくなり、吸着または濾過能力を低下させる原因になる。したがって、０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であることが好ましい。さらには０．０２ｇ／ｃｍ^３以上であることがより好ましい。

なお、嵩密度はたとえば以下の方法により測定することができる。担体を３ｃｍ角の正方形に切断後、１ｍｍ厚のポリプロピレン製の板を載せたときの担体の厚みを５回測定し、その平均値を担体の厚みとし、小片の体積を求める。また、小片の重量を測定し、重さを体積で割ることで嵩密度を求める。これを５サンプルで実施し、平均値を嵩密度とする。

本発明における担体としては、特に限定されないが、加工性や血液処理カラムとした時の圧力損失の観点から、織物、編み物、不織布等の繊維材料や、多孔質フィルム、スポンジ等の多孔質膜が好ましい。また、担体の素材としては、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリル系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの公知のポリマー、あるいは、これらの誘導体を使用することができる。

繊維材料の場合、前記ポリマーの単独糸であっても、芯鞘型、海島型またはサイドバイサイド型の複合糸であってもかまわない。なお、繊維の断面形状は円形断面であっても、それ以外の異形断面であっても、中空糸状であってもかまわない。また、かかる繊維材料を構成する繊維の断面の直径（中空糸の場合は中空糸外径）は、目的とする吸着性能を考慮した上で決められるべきものである。ただし、血液からの顆粒球の選択的除去のためには４μｍ以上であることが好ましく、より好ましくは５μｍ〜１０μｍのものが使用される。これ以外に、これより太い繊維を同時に混合して使用することも可能である。断面の直径が０．５〜４μｍの繊維を用いればリンパ球の除去にも好適に使用できる。さらに、０．５μｍ未満の繊維を用いれば、生理活性物質の除去効率を上げることが可能となる。ここで示した直径は、円柱状のもののみ適用される物ではなく、たとえば楕円や矩形、多角形の物にも適用され、その場合最外層を結んでできた図形の面積を求め、その面積に相当する円の直径を求め、それを直径とする。たとえば、５つの突起部分が存在する星形を例にとると、その５つの頂点を結ぶ図形を考え、その面積を算出し、対応する円の直径を本発明で言う直径とする。

また、多孔質膜とは、表面に多数の微細孔を有する多孔質状の膜を指す。微細孔の孔径は血液中の生理活性物質、すなわちタンパク質、糖タンパク質、多糖類、プロテオグリカン類などが材料の内部まで入ることが可能な大きさであることが好ましく、数ｎｍからサブミクロンのオーダーまでを含む。

そして、織物、編み物、不織布、多孔質フィルムなどのシート状物を担体として用いる場合、そのシート状物の厚みについて、限定するものではないが、０．１ｍｍ以上１０ｃｍ以下が取り扱い上好ましい。ラジアルフロータイプのモジュールに組み込む場合は、中心パイプに巻き付けるため、厚みは１ｃｍ以下であることが好ましい。これらは、取り扱い法によって決定される。

また、担体には、特定の物質に対する選択的な吸着能を付与するために、吸着能を持つ物質あるいは官能基を導入してもかまわない。その導入方法としては、化学反応による吸着能を持つ物質あるいは官能基の固定化や、コーティングによる導入が挙げられ、たとえば、４級アンモニウム塩および／または直鎖状アミノ基などのアミン官能基を共有結合により結合させ導入してもよいし、親水性モノマーおよび／または親水性ポリマーを用いた放射線照射による反応など、公知技術を利用できる。吸着材料としては、水溶液や血液との親和性を向上させるために、その表面が親水性であることが好ましく、材料が親水性被覆層を有することが好ましい。ただし、あらかじめエタノール等の液体になじませた後に水溶液と接触させることによっても親和性についての改善は可能であるため、親水性被覆層を設けることが必須ではない。担体が親水性被覆層を有することができるようにするための方法としては、用いる吸着材料の組成を親水性の水不溶性高分子にする方法、水不溶性高分子表面に親水性官能基を共有結合により結合させ、導入する方法、親水性の水不溶性高分子を担体材料にコートする方法などの公知技術を利用可能である。

なお、担体は、織物、編み物、ネット等からなる支持体と組み合わせて積層構造を構成してもかまわない。担体と支持体の２層構造でもよいが、担体の間に支持体を挟み込んだ形状、すなわち担体−支持体−担体のサンドイッチ構造を取ることがより好ましい。嵩密度を考慮し、圧力損失に影響のない範囲でさらに多層構造とすることも可能である。

支持体の素材は、ポリアミド、ポリエステル、ポリアクリロニトリル系ポリマー、ポリエチレン、ポリプロピレンなどの公知のポリマーを使用することができる。担体と一体化した後に官能基導入のための有機合成反応に供する場合は、用いる溶媒の種類や、反応温度に応じて適宜素材を選択すればよい。特に、生体適合性の面からは、ポリプロピレンが特に好ましい。支持体を用いることで、担体に形態保持性を付与することができ、嵩密度が小さくても形態の安定した担体とすることができる。

以上のような担体は、一般的に中空の筒状に成形されるが、シート状の担体を用いる場合は、シート状の担体をパイプなどの芯材に巻いて中空の筒状にしてもよいし、芯材なしで中空の筒状にしてもよい。

芯材としては、パイプ等の筒状部材の周面に多数の孔を有する形状であればよい。パイプに限らず筒状のネットを用いても構わない。筒状部材の周面に多数の孔を有することで、血液を円滑に通過させることができる。

筒状部材の形状に関しては、特に限定されず、断面が円、楕円、多角形のものなど、担体を巻き付けることができ、かつ、内部に空間が保たれるものであればよい。また、血液の滞留を防ぐため軸方向に直線状であるものが好ましい。

筒状部材の材質は特に限定されないが、ポリプロピレン、ポリカーボネート、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、フッ素樹脂、ポリウレタン、ポリスルホンなどが好適に用いられる。なお、筒状部材の大きさおよび孔の大きさに関しては、担体の大きさや血液の総量および流量等により適宜最適な大きさとすればよく、限定されるものではない。

担体モジュールは、血液を循環させる用途に用いる場合、血液を誘導する流路を設ける必要があるが、たとえば上記芯材内部に形成される空間が当該流路になる。

そして、中空の筒状に成形された担体は、その両端部を封止した状態で流入口と流出口とを有する筒状容器に、筒状容器の流入口が前記筒状担体の外周部に通じ筒状容器の流出口が前記筒状担体の内周部に通じるように、納められる。
中空筒状の担体を用いたモジュールは、血液中の炎症性白血球を除去する目的で使用される場合、まず、血液中の炎症性白血球の大部分を筒状担体外周部で迅速に除去し、その後、血液が担体の外周部から内周部に進行する間に担体外周部では除去できずに残ったわずかな炎症性白血球をも十分に除去するので、効率的な炎症性白血球除去が可能である。

以下、実施例により本発明の効果を示すが、本発明はこれら実施形態に限定されるものではない。なお、各物性の測定条件は次のとおりである。

（１）筒状の担体ユニットの外径
担体ユニットを水に浸漬させ、ある一断面において、最大径および最小径を含めた５カ所の外径をノギスを用いて測定し、その平均値を担体ユニットの該箇所での外径とした。

（２）圧力損失の測定
モジュールに市販の血液回路を接続し、生理食塩水を３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で流し洗浄した。その後、ヘパリン（４０００Ｕ／Ｌ）を抗凝固剤として添加しヘマトクリットを４０％に調製した牛血液を３７℃で３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で流し、モジュールの圧力損失を測定した。圧力損失は、モジュールの入口側と出口側の血液回路に各々圧力計を接続し、入口側圧力と出口側圧力の差を５分間隔で求めることにより算出した。なお、溶血や血液凝固などの危険がなく安全性が確保される範囲として、圧力損失が１００ｍｍＨｇを超えることなく血液を処理できる場合を良好と判断した。

（３）担体の調製
３６島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合によりなるものを次の成分を用いて、紡糸速度８００ｍ／分、延伸倍率３倍の製糸条件で得た。

島の芯成分；ポリプロピレン
島の鞘成分；ポリスチレン９０ｗｔ％、ポリプロピレン１０ｗｔ％
海成分；エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として５−ナトリウムスルホイソフタル酸３ｗｔ％含む共重合ポリエステル
複合比率（重量比率）；芯：鞘：海＝４５：４０：１５
この繊維８５ｗｔ％と直径２０μｍのポリプロピレン繊維１５ｗｔ％からなる不織布を作製した後、この不織布２枚の間にシート状のポリプロピレン製ネット（厚み０．５ｍｍ、単糸径０．３ｍｍ、開口部２ｍｍ角）を挟み、ニードルパンチすることによって３層構造の担体を得た。次に、この不織布を９５℃、３ｗｔ％の水酸化ナトリウム水溶液で処理し、海成分の５−ナトリウムスルホイソフタル酸を３ｗｔ％共重合したポリエチレンテレフタレートを溶解することによって、芯鞘繊維の直径が５μｍで、嵩密度が０．０２ｇ／ｃｍ^３の不織布を作製した。

次に、ニトロベンゼン４６ｗｔ％、硫酸４６ｗｔ％、パラホルムアルデヒド１ｗｔ％、Ｎ−メチロール−α−クロルアセトアミド（以下、ＮＭＣＡと略す）７ｗｔ％を１０℃以下で混合、撹拌、溶解しＮＭＣＡ化反応液を調製した。このＮＭＣＡ化反応液を１５℃にし、不織布１ｇに対し、約４０ｍｌの固液比でＮＭＣＡ化反応液を加え、水浴中で反応液を１５〜２０℃に保ったまま２時間反応させた。その後、反応液から不織布を取り出し、ＮＭＣＡ反応液と同量のニトロベンゼンに浸漬し洗浄した。続いて不織布を取り出し、メタノールに浸漬し洗浄を行い、α−クロルアセトアミドメチル化ポリスチレン不織布（中間体１）を得た。

続いて、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）７１ｗｔ％、メタノール２２ｗｔ％、Ｎ，Ｎ−ジメチルオクチルアミン（ＤＭＯＡ）６ｗｔ％、ヨウ化カリウム１ｗｔ％を混合、溶解しＤＭＯＡ化反応液を調製した。前記ＮＭＣＡ反応液と同量のＤＭＯＡ化反応液を５０℃まで昇温し、上記中間体１を浸漬し、５０℃の温浴中で４時間反応させた。反応液から中間体１を取り出し、メタノールで洗浄後、２ｍｏｌ／Ｌ濃度の食塩水で洗浄した後、水洗し、真空乾燥して、ジメチルオクチルアンモニウム化不織布（担体１）を得た。

［実施例１］
官能基が導入された担体１を幅４．８ｃｍ、長さ４０ｃｍに切断し、周囲に孔を有するポリプロピレン製の円筒型パイプ（外径１ｃｍ）の外周に巻いた。次いで、円筒状となった担体の外周に、開口部の形状が菱形であり、かつ開口率が０．６２であるポリプロピレン製シームレスネット（厚み０．６ｍｍ、単糸径０．４ｍｍ、東京ポリマー（株）製ＴＴＸ―３１４ＰＴ）を装着し、担体ユニットを作製した。該ユニットの外径を３箇所において測定したところ、いずれの箇所でも３４ｍｍであった。また、担体は筒状のシームレスネットで覆われるため剥がれたりせず、担体ユニット自身でその形態を保持することができた。また、筒状のシームレスネットを被せる操作のみで担体の形状を保持できるため、作業性も良好であった。

続いて、該担体ユニットを、内径３６ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒型のポリプロピレン製の容器に収め、血液の入口、出口を有するキャップを容器両端に融着させることにより、担体モジュールを得た。このとき、担体ユニットの軸方向端部に端板を設け、その端板を容器本体で保持するようにしたところ、該容器と担体ユニット外周面との間には軸方向および周方向に１ｍｍのクリアランスが形成されていた。

そして、該担体モジュールに牛血液を３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で６０分通液したところ、圧力損失は最高値が８０ｍｍＨｇであり、血液処理を良好に行うことができた。

［実施例２］
ポリプロピレン製シームレスネットを、開口部の形状が菱形であり、かつ開口率が０．５４であるポリプロピレン製シームレスネット（厚み０．６ｍｍ、単糸径０．４ｍｍ）に変えた以外は実施例１に記載の方法で担体ユニットを作製した。該担体ユニットは、外径を３箇所において測定したところいずれの箇所でも３４ｍｍであり、担体が剥がれたりせず自身でその形態を保持することができた。また、作業性は実施例１と同様に良好であった。

続いて、該担体ユニットを用いて実施例１に記載の方法で担体モジュールを作製したところ、担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁の間には、軸方向および周方向に１ｍｍのクリアランスが形成されていた。

そして、該担体モジュールに牛血液を３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で６０分通液したところ、圧力損失は最高値が８５ｍｍＨｇであり、血液処理を良好に行うことができた。

［実施例３］
ポリプロピレン製シームレスネットを、開口部の形状が正方形であり、かつ開口率が０．４４であるポリプロピレン製シームレスネット（厚み０．６ｍｍ、単糸径０．４ｍｍ）に変えた以外は実施例１に記載の方法で担体ユニットを作製した。該担体ユニットは、外径を３箇所において測定したところいずれの箇所でも３３ｍｍであり、担体が剥がれたりせず自身でその形態を保持することができた。また、作業性は実施例１と同様に良好であった。

続いて、該担体ユニットを用いて実施例１に記載の方法で担体モジュールを作製したところ、担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁の間には、軸方向および周方向に１．５ｍｍのクリアランスが形成されていた。

そして、該担体モジュールに牛血液を３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で６０分通液したところ、圧力損失は最高値が７０ｍｍＨｇであり、血液処理を良好に行うことができた。

［比較例１］
官能基が導入された担体１を幅４．８ｃｍ、長さ４０ｃｍに切断し、周囲に孔を有するポリプロピレン製の円筒型パイプ（外径１ｃｍ）の外周に巻いた。このとき、開口部の形状が菱形であり、かつ開口率が０．４４であるシート状のポリプロピレン製ネット（厚み０．６ｍｍ、単糸径０．４ｍｍ、長さ１２ｃｍ）を、一部が担体に巻き込まれるようにするとともに外周が当該ネットで覆われるように、重ね合わせて巻き、担体ユニットを作製した。該ユニットの外径を３箇所において測定したところいずれの箇所でも３３ｍｍであった。また、該担体ユニットは、フリーな状態では担体の外周端部から剥がれるものであり、担体ユニット自身でその形態を保持することができなかった。また、シームレスネットを被せる実施例１に比べ、シート状のネットを重ね合わせて巻くだけでは担体ユニットの形状を固定できないため、作業性が良好でなかった。

続いて、該担体ユニットを、内径３６ｍｍ、長さ５０ｍｍの円筒型のポリプロピレン製の容器に収め、血液の入口、出口を有するキャップを容器両端に融着させることにより担体モジュールを得た。このとき、担体ユニット端面を観察したところ、担体の巻き終わり端部近傍においては、担体ユニットと容器内壁との間に隙間が生じていたものの、当該部分以外では、ネットが容器内壁に接してクリアランスがほぼ０になり、容器内壁と担体ユニット外周面のクリアランスが周方向に均一にならなかった。

そして、該担体モジュールに牛血液を３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で通液したところ、循環開始から４０−４５分の間に圧力損失が１００ｍｍＨｇを超え、血液処理を良好に行うことができなかった。

［比較例２］
担体１を幅４．８ｃｍ、長さ４０ｃｍに切断し、周囲に孔を有するポリプロピレン製の円筒型パイプ（外径１ｃｍ）の外周に巻いた。その後、この筒状担体の外周に等間隔に３カ所、線径１２５μｍのポリプロピレン製の糸を巻き結束し、担体ユニットを作製した。シームレスネットを被せる実施例１に比べ、糸で結束するため、担体ユニットの作製に時間を要し作業効率が低下した。また、担体ユニットの外径は、糸で結んだ部分３箇所で測定したところいずれの箇所でも３２ｍｍであったが、結束した部分以外の３箇所で測定したところいずれの箇所でも３５ｍｍとなり、サイズが均一でなかった。

続いて、該担体ユニットを用いて実施例１に記載の方法で担体モジュールを作製したところ、担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁との間には、糸で結束した部分では周方向に２ｍｍのクリアランスが、また糸で結束していない部分では周方向に０．５ｍｍのクリアランスが形成されていた。すなわち、クリアランスが、軸方向に均一でなかった。

そして、該担体モジュールに牛血液を３０ｍＬ／ｍｉｎの流速で通液したところ、循環開始から５５−６０分の間に圧力損失が１００ｍｍＨｇを超え、血液処理を良好に行うことができなかった。

本発明の担体モジュールは、各種血液処理モジュールとして好適に使用することができる。特に、過剰に存在する人体に不要な白血球やガン細胞などと、サイトカインなどの生理活性物質の両方を除去するために好適であり、自己免疫疾患、がん、アレルギーなどの血液処理や治療に有用である。

Claims (8)

1. 嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ^３以下の担体および該担体の外周に設けられた筒状のシームレスネットを備えた担体ユニットと、該担体ユニットが収容される筒状容器とを備えた担体モジュール。
2. 前記シームレスネットの開口率が０．１以上である、請求項１に記載の担体モジュール。
3. 前記担体は、織物、編み物、不織布、および多孔質膜から選ばれる少なくとも一種を含むものである、請求項１または２に記載の担体モジュール。
4. 前記担体は、織物、編み物、不織布および多孔質膜から選ばれる少なくとも一種が筒状に巻かれている、請求項１〜３のいずれかに記載の担体モジュール。
5. 前記担体ユニットの外周面と前記筒状容器の内壁との間にクリアランスが設けられている、請求項１〜４のいずれかに記載の担体モジュール。
6. 前記担体ユニットの外径をA[mm]、前記筒状容器の内径をB[mm]、および担体ユニットの外周面と筒状容器の内壁との間に形成された前記クリアランスを(B-A)/2[mm]としたとき、0＜(B-A)/2＜10を満たす、請求項５に記載の担体モジュール。
7. 前記シームレスネットは、該シームレスネットの構成糸が前記筒状容器の軸線方向に対して5°以上85°以下になるように設けられている、請求項１〜６のいずれかに記載の担体モジュール。
8. 血液を循環させて処理する用途に使用されるものである、請求項１〜７のいずれかに記載の担体モジュール。