JP2015504318A - 心筋機能を向上させるためのカートリッジおよび方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、心筋機能に影響を及ぼす炎症状態の処置および／または予防において使用するためのサイトフェレーシスカートリッジおよび関連する方法に関する。本カートリッジは、慢性心不全および／または急性非代償性心不全を有する対象などの心筋機能障害を有する対象の処置において使用することができる。

Description

関連出願の相互参照
本願は、２０１１年１０月１４日に出願されたＰＣＴ／ＵＳ１１／０５６４６９号明細書および２０１２年１月９日に出願された米国仮特許出願第６１／５８４，３３７号明細書の優先権および恩典を主張し、それらの内容は参照により本明細書に組み入れられる。

連邦政府の支援による研究に関する陳述
本発明は、米国陸軍医学研究司令部より与えられた助成金番号Ｗ８１ＸＷＨ−１０−２−０１３７の下、政府の支援により行われた。政府は本発明に一定の権利を有する。

発明の分野
本発明は、対象の炎症心筋状態を処置および／または予防するためのカートリッジ、システム、および方法に関する。より詳細には、本発明は、白血球および血小板などの心筋炎症に関連する細胞を捕捉（ｓｅｑｕｅｓｔｅｒ）し、その炎症活性を低下させるためのカートリッジおよびシステム、ならびに、このような細胞を捕捉し、その炎症活性を低下させるための関連方法に関する。

背景
様々な病態は、望ましくない炎症によって起こり、増悪し、および／または特徴付けられる。例えば、慢性炎症は、心臓、腎臓、肺、および脳に関わるものを含む、様々な急性臓器不全の発症の中心となっている。慢性炎症は、心臓および腎臓に関わるものならびに２型糖尿病を含む慢性臓器機能障害の大きな要因にもなっている。例えば、免疫系の異常なまたは過剰な慢性的活性化による慢性心不全（ＣＨＦ）および急性非代償性心不全（ＡＤＨＦ）などのこれらの状態の幾つかは、生命を脅かす心筋機能障害の原因となるおそれがある。

特定の種類の細胞は、心血管系および免疫系の機能障害に関して重要である。例えば、白血球、例えば好中球は、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）、敗血症、虚血／再灌流障害、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）、ＣＨＦ、およびＡＤＨＦを含む様々な炎症状態の発症および進行の一因となる（例えば、Ｋａｎｅｉｄｅｒ ｅｔ ａｌ．（２００６）ＦＥＢＳ Ｊ ２７３：４４１６−４４２４；Ｍａｒｏｓｚｙｎｓｋａ ｅｔ ａｌ．（２０００）ＡＮＮ．ＴＲＡＮＳＰＬＡＮＴ．５（４）：５−１１を参照されたい）。単球および組織マクロファージなどの他の種類の白血球は、ＣＨＦにおける全身性炎症の重大な原因であると特定されており、心筋細胞収縮性の低下を引き起こす（例えば、Ｃｏｎｒａａｄｓ ｅｔ ａｌ．（２００５）Ｊ．ＨＥＡＲＴ ＬＵＮＧ ＴＲＡＮＳＰＬＡＮＴ．２４（７）：８５４−５９；Ｓｉｍｍｓ ｅｔ ａｌ．（１９９９）ＡＭ．Ｊ．ＰＨＹＳＩＯＬ．２７７：Ｈ２５３−６０；Ｃｏｎｒａａｄｓ ｅｔ ａｌ．（２００５）Ｊ．ＨＥＡＲＴ ＬＵＮＧ ＴＲＡＮＳＰＬＡＮＴ，２４（７）：８５４−９；Ｓｉｍｍｓ ｅｔ ａｌ．（１９９９）ＡＭ．Ｊ．ＰＨＹＳＩＯＬ．２７７：Ｈ２５３−６０を参照されたい）。さらに、活性化された血小板は、白血球の接着を亢進し、白血球の活性化を促進する。炎症や全身性免疫反応は有益になる場合もあるが、致命的になることもある。

臓器の炎症性障害により、白血球の活性化および凝集、ならびに血小板の活性化および凝集によって誘導される微小血管損傷が起こる可能性がある。活性化されたこれらの細胞は、患者の組織中に毒性化合物を放出することにより、微小血管うっ血および再灌流障害の一因となり得る。活性化白血球はさらに、内皮を通り抜けて組織に遊出することにより損傷を引き起こし、そこで、白血球は、通常は侵入する微生物を破壊するまたは壊死破片を除去することを目的としている毒物を放出する。さらに、活性化白血球と内皮との相互作用により血管透過性が増加して、血管内空間から組織間質に流体が漏洩し、その結果、血液量減少、高血圧症、および心血管不安定性が起こるおそれがある。活性化血小板はさらに、白血球の活性化および内皮からの遊出を亢進することにより、損傷を引き起こす。これらの過程を制御しないと、組織の傷害および死を招くおそれがある。

心血管疾患は、米国における主な死因となっており、全死亡の４５％を占める。さらに、米国では、５００万人がＣＨＦに罹患しており、毎年新たに５０万件を超える症例が確認され、直接的な医療費は３００億ドルを超える（例えば、Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（２００６）ＨＥＡＲＴ ＤＩＳＥＡＳＥ ＡＮＤ ＳＴＲＯＫＥ ＦＡＣＴＳ；Ａｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ（２００２）２００３ ＨＥＡＲＴ ＡＮＤ ＳＴＲＯＫＥ ＳＴＡＴＩＳＴＩＣＡＬ ＵＰＤＡＴＥ；Ｆｏｎａｒｏｗ ｅｔ ａｌ．（２００３）４：ｐ．Ｓ２１−３０を参照されたい）。重症のＣＨＦでは、年間死亡率は５０％の高さになり得る。現在、ＣＨＦの処置は、一般に、補助人工心臓または直交異方性心臓移植を必要とする。過去１０年間にわたり、ＣＨＦ処置用の多くの治療剤の臨床試験が大規模前向き試験で行われてきた。エンドセリン受容体アンタゴニスト、アデノシンＡ１−受容体アンタゴニスト、およびバソプレシンＶ２受容体遮断薬は、全て臨床有効性を証明できなかった（例えば、ＭｃＭｕｒｒａｙ ｅｔ ａｌ．（２００７）ＪＡＭＡ ２９８（１７）：２００９−１９；Ｍａｓｓｉｅ ｅｔ ａｌ．（２０１０）Ｎ．ＥＮＧＬ．Ｊ．ＭＥＤ．３６３（１５）：１４１９−２８；Ｋｏｎｓｔａｍ ｅｔ ａｌ．（２００７）ＪＡＭＡ ２９７（１２）：１３１９−３１を参照されたい）。心筋カルシウム感受性増強薬（レボシメンダン）および血管拡張性組換えＢ型ナトリウム利尿ペプチド（ニセリチド）も臨床有効性エンドポイントを満足することができず、不整脈または高血圧症のリスクが増加した（（例えば、Ｃｏｈｎ ｅｔ ａｌ．（１９９８）Ｎ．ＥＮＧＬ．Ｊ．ＭＥＤ．３３９（２５）：１８１０−６；Ｍｅｂａｚｚａ ｅｔ ａｌ．（２００７）ＪＡＭＡ ２９７（１７）：１８８３−９１；Ｏ'Ｃｏｎｎｏｒ ｅｔ ａｌ．（２０１１）Ｎ．ＥＮＧＬ．Ｊ．ＭＥＤ．３６５（１）：３２−４３を参照されたい）。

急性非代償性心不全（ＡＤＨＦ）による入院は毎年ほぼ１００万件となり、６カ月以内の再入院は５０％の高さになっている。頻繁に入院するＡＤＨＦ患者の年間死亡率は５０％に近付く。ＡＤＨＦ患者を処置するための現在の治療法は、これらの患者から心不全のうっ血症状を、通常は利尿剤を用いて取り除くことに重点が置かれている。しかし、このような方法は腎機能の更なる低下を招き、それにより制限される。

したがって、慢性心不全および急性非代償性心不全などの心筋機能に影響を及ぼす炎症状態の、改善された処置が依然として必要とされている。

炎症状態は、白血球および血小板などの炎症に関連する細胞の活性化により生じることが多い。本発明は、様々な心筋機能に影響を及ぼす炎症状態の処置および／または予防において使用するための方法およびサイトフェレーシスカートリッジに関する。本発明の方法および／またはカートリッジは、白血球および／または血小板を体外で捕捉し、それらの炎症作用を抑制または不活性化する。例えば、これらの細胞を不活性化することができるおよび／またはそれらの炎症誘発性物質の放出を抑制することができる。

第１の態様では、本発明は、慢性心不全を有するまたはその発症リスクがある対象を処置する方法を提供する。本方法は、（ａ）対象の体液（例えば、血液）中に存在する活性化白血球および／または活性化血小板を体外でカートリッジ中に捕捉する工程を含み、ここで、該カートリッジは、（ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、内容積が流体入口ポートおよび流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、（ｉｉ）該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体とを備え、該カートリッジのＳＡ／ＩＶ比は、８０ｃｍ^−１より大きいか、または２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１の範囲である。体液（例えば、血液）は、活性化白血球および／または活性化血小板を固体支持体の流体接触面上に捕捉する（例えば、結合させる）ことを可能にする条件下で、流体入口ポートを通してハウジングに導入される。本方法は、（ｂ）捕捉された白血球および／または血小板を、炎症誘発性物質の放出が抑制されるようにまたは該白血球および／または血小板が不活性化されるように処置し、それにより対象の慢性心不全を処置または予防する工程も含む。

本発明の第１の態様は、本明細書に記載の次の特徴または実施形態のいずれか１つ以上を有することができる。

特定の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比は、８０ｃｍ^−１より大きいか、または１５０ｃｍ^−１より大きい。他の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比は、８０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲であるか、または１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲である。固体支持体を２０％〜６５％の範囲の充填密度でハウジング内に配置することができる。

他の特定の実施形態では、固体支持体は１本以上の繊維（例えば、流体透過性繊維（例えば、中空繊維）もしくは流体不透過性繊維（例えば、中実繊維））、１枚以上の平面状支持部材、またはこれらの組み合わせで画定することができる。固体支持体は、１枚以上の膜を含み得る。固体支持体は、カートリッジ内の流体の流動方向と実質的に平行であり得る。

特定の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡは、０．１ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲であるか、または０．１ｍ^２〜５．０ｍ^２の範囲である。他の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジの内容積は、３００ｃｍ^３未満であるか、１５０ｃｍ^３未満であるか、１０ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲であるか、７５ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲であるか、または１５ｃｍ^３〜１２０ｃｍ^３の範囲である。

他の実施形態では、本方法は、体液を、１０ｃｍ^３／分〜８，０００ｃｍ^３／分の範囲の流量で流体出口ポートを通してカートリッジから出す工程をさらに含む。

他の実施形態では、工程（ｂ）中に、白血球および／または血小板が、免疫抑制剤、セリン白血球抑制剤、酸化窒素、多形核白血球抑制因子、分泌型白血球抑制剤、またはカルシウムキレート剤で処置され、カルシウムキレート剤は、シトレート、ヘキサメタリン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、ｏ−フェナントロリン、およびシュウ酸からなる群のうちの１つ以上である。好ましい実施形態では、白血球および／または血小板は、カルシウムキレート剤、例えば、シトレートで処置される。カルシウムキレート剤を含む前述の薬剤はそれぞれ、工程（ａ）の前、工程（ａ）中、または工程（ａ）の後に、対象の体液中に導入することができる。

特定の実施形態では、白血球および／または血小板を少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも６時間、少なくとも８時間、または少なくとも１２時間にわたって処置する。対象からの白血球および／または血小板を２〜４８時間、２〜２４時間、２〜１２時間、４〜４８時間、４〜２４時間、または４〜１２時間にわたって処置することができる。

他の実施形態では、対象は、心臓組織への炎症細胞の侵入に続発した心筋機能障害を有し、および／または対象は心臓移植を受けたことがあってもよい。

処置は、処置前の心筋機能と比較して対象の１つ以上の心筋機能を改善することを含み得る。心筋機能は、左室駆出率、心拍出量、全身血管抵抗、左室一回拍出量、大動脈圧、左室圧、等容性収縮および弛緩中の左室圧の最大変化率、左室拡張末期圧、心筋酸素消費量、ならびに冠血流予備能からなる群から選択することができる。工程（ｂ）での処置が終了した後、向上した心筋機能を少なくとも６時間、または少なくとも２４時間維持することができる。

第２の態様では、本発明は、慢性心不全に関連する炎症状態を有するまたはその発症リスクがある対象を処置する方法を提供する。本方法は、（ａ）（ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、内容積が流体入口ポートおよび流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、（ｉｉ）該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体とを備えるカートリッジを提供する工程であって、ＳＡ／ＩＶ比が８０ｃｍ^−１より大きいか、または２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１の範囲である、該工程；ならびに（ｂ）活性化白血球および／または活性化血小板を固体支持体の流体接触面上に捕捉することを可能にする条件下で、対象からの体液を、流体入口ポートを通してハウジングに導入する工程を含む。本方法は、任意で、（ｃ）慢性心不全に関連する炎症を発症するリスクが低減するように、または慢性心不全に関連する炎症が軽減するように、工程（ｂ）で捕捉された白血球および／または血小板を、例えば、カルシウムキレート剤で処置する追加の工程をさらに含む。カルシウムキレート剤は、白血球および／または血小板を不活性化する、および／またはそれらから炎症誘発性物質が放出されることを防止または抑制する。

本発明の第２の態様は、本明細書に記載の次の特徴または実施形態のいずれか１つ以上を有することができる。

白血球および／または血小板は、該白血球および／または血小板を不活性化するのに十分な時間、例えば、少なくとも１分間、捕捉される。本方法は、任意で、工程（ｃ）で生成された白血球および／または血小板を対象に戻す工程をさらに含む。

特定の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比は８０ｃｍ^−１より大きいか、１５０ｃｍ^−１より大きいか、８０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲であるか、または１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲である。

特定の実施形態では、固体支持体は１本以上の繊維（例えば、流体透過性繊維（例えば、透過性中空繊維）もしくは流体不透過性繊維（例えば、中実繊維）０、１枚以上の平面状支持部材、またはこれらの組み合わせで画定することができる。固体支持体は、１枚以上の膜を含み得る。

特定の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡは、０．１ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲であるか、または０．１ｍ^２〜５．０ｍ^２の範囲である。ＳＡは、０．１ｍ^２〜０．４ｍ^２、０．４ｍ^２〜０．８ｍ^２、０．８ｍ^２〜１．２ｍ^２、１．２ｍ^２〜１．６ｍ^２、１．６ｍ^２〜２．０ｍ^２、２．０ｍ^２〜２．４ｍ^２、２．４ｍ^２〜２．８ｍ^２、２．８ｍ^２〜３．２ｍ^２、３．２ｍ^２〜３．６ｍ^２、３．６ｍ^２〜４．０ｍ^２、４．０ｍ^２〜４．４ｍ^２、４．４ｍ^２〜４．８ｍ^２、４．８ｍ^２〜５．２ｍ^２、５．２ｍ^２〜５．６ｍ^２、５．６ｍ^２〜６．０ｍ^２、６．０ｍ^２〜６．４ｍ^２、６．４ｍ^２〜６．８ｍ^２、６．８ｍ^２〜７．２ｍ^２、７．２ｍ^２〜７．６ｍ^２、７．６ｍ^２〜８．０ｍ^２、８．０ｍ^２〜８．４ｍ^２、８．４ｍ^２〜８．８ｍ^２、８．８ｍ^２〜９．２ｍ^２、９．２ｍ^２〜９．６ｍ^２、または９．６ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲であり得る。

特定の実施形態では、工程（ａ）で提供されるカートリッジの内容積は、１５０ｃｍ^３未満であるか、１０ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲であるか、７５ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲であるか、１５ｃｍ^３〜１２０ｃｍ^３の範囲であるか、または２０ｃｍ^３〜８０ｃｍ^３の範囲である。

特定の実施形態では、本方法は、体液を、１０ｃｍ^３／分〜８，０００ｃｍ^３／分の範囲または５０ｃｍ^３／分〜８，０００ｃｍ^３／分の範囲の流量で流体出口ポートを通してカートリッジから出す工程をさらに含むことができる。

前述の態様または実施形態のいずれかにおいて、本方法は、工程（ａ）の前および／または工程（ｂ）の後に対象の心筋機能を測定する工程をさらに含むことができる。炎症誘発性物質の放出を抑制するまたは白血球および／または血小板を不活性化するのに十分な時間（例えば、少なくとも１秒間、少なくとも１分間、少なくとも５分間、少なくとも１５分間、または少なくとも１時間）、白血球および／または血小板を捕捉する（例えば、結合させる）ことができる。さらに、活性化白血球および／または活性化血小板は、固体支持体の流体接触面に結合し、特定の状況下では、活性化されていないまたは不活性化された白血球または血小板と比較して、固体支持体の流体接触面に優先的に結合することができる。

別の態様では、本発明は、それを必要とする対象の慢性心不全を処置する方法において使用するためのカートリッジを提供する。カートリッジは、（ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、内容積が流体入口ポートおよび流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、（ｉｉ）内容積と流体流連通した状態で該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または血小板が存在する場合にそれらを捕捉するように構成された表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体とを備える。カートリッジの表面積（ＳＡ）対内容積（ＩＶ）比は、８０ｃｍ^−１より大きいか、または２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１の範囲である。

特定の実施形態では、カートリッジは、滅菌包装、例えば、プラスチック包装内に配置される。任意で、またはさらに、カートリッジは、硬質のハウジングの外面に配置されたラベルを含み得る。さらに、カートリッジは、任意で、流体入口ポートおよび／または流体出口ポートを封止するキャップをさらに備えることができる。活性化白血球および／または血小板を捕捉するように構成された表面領域は、活性化白血球および／または血小板と結合し、特定の状況では、活性化されていないまたは不活性化された白血球または血小板と比較して、活性化白血球および／または血小板と優先的に結合する。本発明はまた、前述の方法のいずれかのためのこのようなカートリッジも提供する。

別の態様では、本発明は、慢性心不全を有するまたはその発症リスクがある対象を処置する方法において使用するためのカルシウムキレート剤を提供し、該処置する方法は、本明細書に記載のカートリッジのいずれかの流体接触面に捕捉されている（例えば、結合されている）、体外で捕捉された活性化白血球および／または活性化血小板に、カルシウムキレート剤を施す工程を含む。

以下の詳細な説明および添付の特許請求の範囲を参照することにより、本発明の前述の態様および実施形態をより十分に理解することができる。

複数の中空繊維を収容する例示的ＳＣＤカートリッジの概略断面図である。 複数の中実繊維および／または平面状支持部材を収容するＳＣＤカートリッジの概略断面図である。 複数の中実繊維および／または平面状支持部材を収容するＳＣＤカートリッジの概略断面図である。 複数の中実繊維および／または平面状支持部材を収容するＳＣＤカートリッジの概略断面図である。 毛細管内空間（ＩＣＳ）の両端にキャップが被着されているＳＣＤカートリッジを含む流体回路の概略図である。 ＩＣＳの一端だけにキャップが被着されているＳＣＤカートリッジから限外濾過濾液（ＵＦ）が回収されること以外、図２Ａと類似の一実施形態の概略図である。 第１の装置、例えば、血液濾過装置と、両端にキャップが被着されているＩＣＳを備えるＳＣＤカートリッジとを含む流体回路の一実施形態の概略図である。 ＩＣＳの一端だけにキャップが被着されているＳＣＤカートリッジから限外濾過濾液（ＵＦ）が回収されること以外、図２Ｃと類似の一実施形態の概略図である。 ＣＰＢ回路として使用できるシステム構成の実施形態の概略図である。回路は再循環ループを備える。 ＣＰＢ回路として使用できるシステム構成の実施形態の概略図である。流体回路は再循環ループを備えていない。 敗血症を有する対象の処置に使用されるシステム構成の一実施形態の概略図である。血液濾過器の下の、動物の左側にある容器は、シトレートを収容する。ＳＣＤカートリッジの下の、動物の右側にある容器はカルシウムイオンを収容する。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の心血管パラメータの変化を示すグラフである。平均動脈血圧に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の心血管パラメータの変化を示すグラフである。全身血管抵抗に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の心血管パラメータの変化を示すグラフである。腎血管抵抗に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の心血管パラメータの変化を示すグラフである。心拍出量に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の心血管パラメータの変化を示すグラフである。肺血管抵抗に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の心血管パラメータの変化を示すグラフである。ヘマトクリットに関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の腎パラメータの変化を示すグラフである。血中尿素窒素（ＢＵＮ）に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の腎パラメータの変化を示すグラフである。腎血流量に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の腎パラメータの変化を示すグラフである。クレアチニンに関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で処置された敗血症を有する対象の腎パラメータの変化を示すグラフである。累積尿量に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、またはシトレートの存在下Ｆ−４０もしくはＦ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置された敗血症を有する対象の生存時間を示すグラフである。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（Ｆ−４０、ＳＣＤ−Ｃ）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（Ｆ−８０Ａ、ＳＣＤ−Ｃ）で処置された敗血症を有する対象の生存時間を示す棒グラフである。 ＳＣＤ膜の外面に沿った白血球の付着および凝集を示す、一連の光学顕微鏡写真である。 ＳＣＤ装置内にＳＣＤ膜を使用して敗血症の対象を処置した後、ＳＣＤ膜から溶出した細胞の数を示す棒グラフである。対象の処置は、ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（Ｆ−４０ ＳＣＤ−Ｃ）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（Ｆ−８０Ａ、ＳＣＤ−Ｃ）で行った。 ＳＣＤ装置内にＳＣＤ膜を使用して敗血症の対象を処置した後、ＳＣＤ膜から溶出した細胞の分布を示す棒グラフである。対象の処置は、ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（Ｆ−４０ ＳＣＤ−Ｃ）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（Ｆ−８０Ａ、ＳＣＤ−Ｃ）で行った。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、またはシトレートの存在下Ｆ−４０もしくはＦ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置された敗血症を有する対象の、血清ミエロペルオキシダーゼレベル（図１１Ａ）またはＣＤ１１ｂ平均蛍光強度で測定した全身好中球活性化レベル（図１１Ｂ）を示すグラフであり、ヘマトクリットレベルを示す。 ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（Ｆ−４０ ＳＣＤ−Ｃ）で；またはシトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（Ｆ−８０Ａ、ＳＣＤ−Ｃ）で敗血症の処置を行った６時間後に対象から単離された末梢血単核細胞からのＩＬ−８（図１２Ａ）およびＴＮＦ−α（図１２Ｂ）の放出を示すグラフである。 一次抗体である抗ＣＤ１１ｂ抗体と共にインキュベートした後、抗マウスＩｇＧ Ａｌｅｘａｆｌｕｏｒ５９４コンジュゲートと共にインキュベートした肺切片の写真である。核をＤＡＰＩで対比染色した。左側のパネルは、ヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置で敗血症の処置を行った対象のものであり；右側のパネルは、シトレートの存在下ＳＣＤ装置で敗血症の処置を行った対象のものである。レジメンにヘパリンではなくシトレートが含まれた患者の肺では、ＣＤ１１ｂ標識細胞のかなりの減少が認められた。 非敗血症対象；シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（Ｆ−４０ ＳＣＤ−Ｃ）で処置した敗血症対象；シトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ−Ｃ）で処置した敗血症対象；またはヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（Ｆ−４０ ＳＣＤ−Ｈ）で処置した敗血症対象で検出されたＣＤ１１ｂ陽性細胞数を示す棒グラフである。 シトレートの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）で、シトレートの存在下Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）で、またはヘパリンの存在下Ｆ−４０ ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で処置した敗血症対象の経時での全身白血球数（図１５Ａ）、全身好中球絶対数（図１５Ｂ）、および全身幼若好中球数（図１５Ｃ）を示すグラフである。 細胞のアポトーシス能の評価としての、アネキシンＶで陽性と検出された好中球のパーセンテージを示す棒グラフである。敗血症患者をシトレートの存在下、Ｆ−４０ ＳＣＤ（Ｆ−４０ ＳＣＤ−Ｃ）またはＦ−８０Ａ ＳＣＤ（Ｆ−８０Ａ ＳＣＤ−Ｃ）で処置した後、全身好中球とＳＣＤ−接着好中球の両方を測定した。 剪断流の存在下、およびリポ多糖類（ＬＰＳ）および／またはシトレートの存在下または非存在下、ポリスルホンに付着する白血球の相対数を示す棒グラフである。 慢性心不全を有する対象の処置に使用されるシステム構成の一実施形態の概略図である。 ヘパリンの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、またはシトレートの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置されたときの、慢性心不全を有する対象の血管パラメータの変化を示すグラフである。駆出率に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、またはシトレートの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置されたときの、慢性心不全を有する対象の血管パラメータの変化を示すグラフである。心拍出量に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、またはシトレートの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置されたときの、慢性心不全を有する対象の血管パラメータの変化を示すグラフである。全身血管抵抗に関する結果を示している。 ヘパリンの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、またはシトレートの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置された慢性心不全を有する対象の尿量を含む、処置後の特定の腎機能の変化を示すグラフである。 ヘパリンの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、もしくはシトレートの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置された慢性心不全を有する対象の、またはＣＨＦシャム対照のナトリウム（Ｎａ）分画排泄率（ＦＥ）を含む、処置後の特定の腎機能の変化を示すグラフである。 ヘパリンの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｈ）で、もしくはシトレートの存在下ＳＣＤ装置（ＳＣＤ−Ｃ）で処置された慢性心不全を有する対象の、またはＣＨＦシャム対照の尿素分画排泄率を含む、処置後の特定の腎機能の変化を示すグラフである。 ヘパリン（Ｈｅｐ）の存在下ＳＣＤ装置で、またはシトレート（Ｃｉｔ）の存在下ＳＣＤ装置で処置された慢性心不全を有する対象の平均腎ナトリウム排泄（ｍｍｏｌ／時間）を含む、処置後の特定の腎機能の変化を示すグラフである。 ベースライン時（療法前）（図２１Ａ）および４時間のＳＣＤ療法の終了時（図２１Ｂ）に示された、ＣＨＦを有するイヌの心臓の心室造影像である。黒色の実線（矢印で縁取られた）は、左心室収縮期画像（最も収縮した状態）の上に重ねられた、左心室拡張期輪郭（充満中の最も弛緩した状態）の境界を示し、療法後に左心室（黒色矢印）の、とりわけ左心室心尖部の収縮性が改善されていることが分かる（図２１Ｂを図２１Ａと比較して参照）。

詳細な説明
白血球（ｌｅｕｋｏｃｙｔｅｓ）（または白血球（ｗｈｉｔｅ ｂｌｏｏｄｓ ｃｅｌｌｓ））および血小板などの炎症に関連する細胞は、通常、感染や傷害から身体を防御する。しかし、多くの疾患状態や医療処置の間に、これらの細胞は活性化されることがあり、それにより望ましくない免疫反応や炎症反応が起こることがあり、これは致命的になることがある。白血球および／または血小板を体外で捕捉し、それらの炎症作用を抑制する選択的サイトフェレーシス装置と称される装置は、様々な炎症状態、特に、活性化白血球および／または活性化血小板により媒介または促進される炎症状態の予防または処置に有用となり得ることが明らかである。米国特許第８，２５１，９４１号明細書は、例示的な選択的サイトフェレーシス装置ならびに特定の炎症状態の予防および／または処置におけるそれらの使用について記載している。

サイトフェレーシス装置は、慢性心不全（ＣＨＦ）および急性非代償性心不全（ＡＤＨＦ）を有するまたはそれらを有するリスクがある対象の心機能、例えば、左室駆出率、心拍出量、全身血管抵抗等の向上にも有用となり得ることが現在分かっている。本明細書に記載のものなどのサイトフェレーシス装置の使用は、このような障害の処置に、とりわけ、薬物に基づく療法（例えば、慢性心不全の処置用に開発されたネシリチド（ｎｅｓｉｒｉｔｉｄｅ）およびレボシメンダン）がこれまで奏功していない状況において有用となり得る。

本明細書で使用する場合、「サイトフェレーシス」または「選択的サイトフェレーシス」という用語は、体液、例えば、血液から特定の細胞、例えば、白血球（例えば、活性化白血球）または血小板（例えば、活性化血小板）を捕捉することを指す。捕捉される細胞を不活性化することができる、および／またはこのような細胞からの炎症誘発性物質の放出を抑制することができる。このような不活性化および／または抑制は、捕捉前、捕捉中、および／または捕捉後に行うことができることを理解されたい（例えば、固体支持体の流体接触面への結合）。特定の実施形態では、選択的サイトフェレーシスは、血液から白血球（例えば、活性化白血球）および／または血小板（例えば、活性化血小板）を捕捉することを指す。「血液」という用語は、任意の態様の血液、例えば、全血、処置された血液、濾過された血液、または血液由来の任意の液体、例えば、血清または血漿を指す。

「選択的サイトフェレーシス装置（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｙｔｏｐｈｅｒｅｓｉｓ ｄｅｖｉｃｅ）」、「選択的サイトフェレーシス装置（ｓｅｌｅｃｔｉｖｅ ｃｙｔｏｐｈｅｒｅｔｉｃ ｄｅｖｉｃｅ）」、「選択的サイトフェレーシス抑制装置」および「ＳＣＤ」という用語はそれぞれ、サイトフェレーシスを促進するまたは促進することができる装置を指す。このような装置は、捕捉前、捕捉中、および／または捕捉後に、このような細胞を不活性化するおよび／またはこのような細胞からの炎症誘発性物質の放出を抑制することもできる。ＳＣＤは、選択的サイトフェレーシスを促進する１つ以上のＳＣＤカートリッジを備える。次のセクションの記述は、全般に、特定の種類の細胞（例えば、白血球）の捕捉ならびに抑制および／または不活性化について説明するが、炎症に関連する他の種類の細胞（例えば、活性化血小板などの血小板）の捕捉ならびに抑制および／または不活性化にも同じ原理が適用されることが理解される。

「活性化白血球」とは、抗原投与に応答し、例えば、エンドトキシン（例えば、リポ多糖類）に暴露されたとき、抗原投与されなかった白血球と比較して、免疫反応を惹起する能力が高い白血球を意味するものと理解される。例えば、活性化好中球（ＰＭＮ）とは、抗原投与に応答し、例えば、エンドトキシン（例えば、リポ多糖類）に暴露されたとき、抗原投与されなかった好中球と比較して、移動する、貪食する、およびオキシダティブバースト反応（ｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｂｕｒｓｔ ｒｅｓｐｏｎｓｅ）を生じる能力が高い好中球である。活性化は、細胞表面ＣＤ１１ｂのアップレギュレーションにより測定することもできる。活性化単球とは、抗原投与に応答し、例えば、エンドトキシン（例えば、リポ多糖類）に暴露されたとき、抗原投与されなかった単球と比較して、サイトカインを放出する能力が高い単球である。「活性化血小板」とは、抗原投与に応答し、例えば、エンドトキシン（例えば、リポ多糖類）に暴露されたとき、他の血小板、白血球、および特定のタンパク質、例えば、凝固因子に対して接着性となる血小板を意味するものと理解される。血小板の活性化は、細胞表面に血小板が接着している循環単球のパーセンテージを測定することにより定量化することができる。活性化白血球はまた、感作白血球も含む。例えば、感作好中球（ＰＭＮ）とは、抗原投与に応答し、例えば、エンドトキシン（例えば、リポ多糖類）に暴露されたとき、抗原投与されなかった好中球と比較して、オキシダティブバースト反応を起こす能力が高い好中球である。

１．適応症
炎症または炎症状態に関連する多くの心疾患または心血管疾患を処置および／または予防するために、本発明のＳＣＤカートリッジ、ＳＣＤカートリッジを組み込む回路、および方法を使用することができる。特に、対象が、心臓組織、例えば、心筋組織への炎症細胞の侵入に続発した心筋機能障害を起こしている多くの心疾患または心血管疾患を処置および／または予防するために、本発明のＳＣＤカートリッジ、ＳＣＤカートリッジを組み込む回路、および方法を使用することができる。本明細書で使用する場合、「対象」という用語は、特定の診断試験または処置のレシピエントとなり得る、ヒト（例えば、患者）、またはヒト以外の哺乳動物、例えば、ヒト以外の霊長類、または他の実験動物、家畜、または伴侶動物等を含むがこれらに限定されるものではない、任意の動物（例えば、哺乳動物）を指す。

特に、サイトフェレーシス装置は、慢性心不全または急性非代償性心不全を有するまたはそれらを有するリスクがある対象などの、心臓組織（例えば、心筋組織）への炎症細胞の侵入に続発した心筋機能障害を有する対象の、心機能、例えば、左室駆出率、心拍出量、全身血管抵抗などの向上に有用となり得ることが現在分かっている。心筋機能に影響を及ぼし得る炎症細胞としては、例えば、白血球（例えば、単球もしくはマクロファージ）または血小板が挙げられる。

本明細書で使用する場合、「炎症状態」という用語は、生物の免疫細胞が活性化されている任意の炎症性疾患、任意の炎症性障害、および／または任意の白血球活性化障害が含まれる。このような状態は、（ｉ）病的後遺症を有する持続性の炎症反応および／または（ｉｉ）組織破壊に繋がる白血球、例えば、単核細胞および好中球の浸潤を特徴とし得る。

白血球、例えば、好中球は、多くの臨床炎症状態の発症および進行の主因となっている。幾つかの異なる様々な種類の白血球が存在するが；それらは全て、造血幹細胞として知られる骨髄中の多能性細胞から産生され、それに由来する。白血球（Ｌｅｕｋｏｃｙｔｅｓ）は白血球（ｗｈｉｔｅ ｂｌｏｏｄ ｃｅｌｌｓ）とも称され、血液およびリンパ系を含む全身に存在する。顆粒球および無顆粒球を含む、幾つかの異なる種類の白血球がある。顆粒球は、光学顕微鏡下で観察したとき、細胞質中に染色性の異なる顆粒が存在することを特徴とする白血球である。これらの顆粒は、エンドサイトーシスによって取り込まれた粒子を消化する際に主として作用する膜結合酵素を含有する。顆粒球には好中球、好塩基球、および好酸球の３種類があり、これらはその染色性により命名されている。無顆粒球は、細胞質中に顆粒が存在しないことを特徴とする白血球であり、無顆粒球にはリンパ球、単球、およびマクロファージが含まれる。

血小板、即ち栓球も、炎症状態、ならびにホメオスタシスの一因となる。血小板は、活性化されると、凝集して血小板栓子を形成し、それらはサイトカインおよびケモカインを分泌して、白血球を誘引し活性化させる。血小板は身体の循環全体に存在し、巨核球に由来する。

白血球および血小板の内皮への接着の開始に主として関与する分子は、それぞれＰ−セレクチンおよびフォンウィレブラント因子である。これらの分子は、内皮細胞中の、バイベル・パラーデ小体として知られる同じ顆粒中に存在する。内皮細胞が活性化されると、バイベル・パラーデ小体は細胞膜に移動し、内皮細胞表面でＰ−セレクチンおよび可溶性フォンウィレブラント因子を放出する。そしてこれにより白血球および血小板の活性および凝集のカスケードが誘導される。

本明細書に記載の方法は、体液（例えば、血液）が対象からＳＣＤ装置に流動し、ＳＣＤ装置を通って流れた後、対象に返血されるように、対象と流体流連通するＳＣＤ装置を使用する。活性化白血球、例えば、活性化単球、および／または活性化血小板は、ＳＣＤ装置内の固体支持体の流体接触面（例えば、流体がＳＣＤ装置を通過する時、流体と接触する中空または中実の繊維の外面または平面状の支持体の流体接触面）上に捕捉される。活性化白血球および／または血小板は、後述の１種類以上の白血球抑制剤に暴露することにより不活性化される。

本装置は、心臓組織（例えば、心筋組織）への炎症細胞の侵入に続発した心筋機能障害を起こしている対象の心筋機能を向上させるために使用することができる。本明細書に記載の方法および装置は、慢性心不全および／または急性非代償性心不全を有する対象の心筋機能を向上させるために治療的にまたは予防的に使用することができる。これらの障害はそれぞれ、対象の心筋機能にも影響を及ぼす炎症状態であると考えられる。さらに、本明細書に記載の本方法および装置は、臓器（例えば、心臓、肝臓もしくは腎臓）または組織の移植後に臓器／組織の拒絶反応を起こしているまたはそれを起こすリスクがある対象の治療的または予防的処置を行うために使用することができる。

この処置の候補者となる対象は、標準的な方法を使用して特定することができる。例えば、１つ以上の心臓パラメータを測定することにより心筋機能障害を測定することができ、それには、例えば、左室駆出率、心拍出量、全身血管抵抗、左室一回拍出量、大動脈圧、左室圧、等容性収縮および弛緩中の左室圧の最大変化率、左室拡張末期圧、心筋酸素消費量、ならびに冠血流予備能を挙げることができる。これらのパラメータは、ＳＣＤ装置での処置前、処置中、および処置後に容易に測定することができる。

ＳＣＤ装置および白血球抑制剤（シトレート）で処置した後の慢性心不全を有する対象における左室駆出率、心拍出量および全身血管抵抗の改善を観察した下記の実施例５に、心機能の改善を示す。

特定の実施形態では、対象の処置を行うと、左室駆出率を少なくとも１％（処置前の左室駆出率と比較して）改善することができる。例えば、対象の処置を行うと、左室駆出率を少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１４％、少なくとも１６％、少なくとも１８％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、または少なくとも５０％改善することができる。対象が少なくとも３０％、少なくとも３１％、少なくとも３２％、少なくとも３３％、少なくとも３４％、少なくとも３５％、少なくとも３６％、少なくとも３７％、少なくとも３８％、少なくとも３９％、少なくとも４０％、少なくとも４１％、少なくとも４２％、少なくとも４３％、少なくとも４４％、少なくとも４５％、少なくとも４６％、少なくとも４７％、少なくとも４８％、少なくとも４９％、または少なくとも５０％の左室駆出率を達成するまで、処置を継続してもよい。処置後、少なくとも５分間、少なくとも１０分間、少なくとも２０分間、少なくとも３０分間、少なくとも４５分間、少なくとも１時間、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも１２時間、少なくとも１日間、少なくとも２日間、少なくとも３日間、少なくとも４日間、少なくとも５日間、少なくとも６日間、少なくとも７日間、少なくとも１０日間、少なくとも１４日間、少なくとも２１日間、または少なくとも２８日間、左室駆出率の改善が持続し得る。

特定の実施形態では、対象の処置を行うと、心拍出量を少なくとも１％（処置前の心拍出量と比較して）改善することができる。例えば、対象の処置を行うと、心拍出量を少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１４％、少なくとも１６％、少なくとも１８％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、または少なくとも５０％改善することができる。対象が、少なくとも２．５Ｌ／分、少なくとも３．０Ｌ／分、少なくとも３．５Ｌ／分、少なくとも４．０Ｌ／分、少なくとも４．５Ｌ／分、少なくとも５．０Ｌ／分、または少なくとも５．２５Ｌ／分の心拍出量を達成するまで、処置を継続してもよい。処置後、少なくとも５分間、少なくとも１０分間、少なくとも２０分間、少なくとも３０分間、少なくとも４５分間、少なくとも１時間、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも１２時間、少なくとも１日間、少なくとも２日間、少なくとも３日間、少なくとも４日間、少なくとも５日間、少なくとも６日間、少なくとも７日間、少なくとも１０日間、少なくとも１４日間、少なくとも２１日間、または少なくとも２８日間、心拍出量の改善が持続し得る。

特定の実施形態では、対象の処置を行うと、左室一回拍出量を少なくとも１％（処置前の拍出量と比較して）改善することができる。例えば、対象の処置を行うと、左室一回拍出量を少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１４％、少なくとも１６％、少なくとも１８％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、または少なくとも５０％改善することができる。対象が少なくとも２７ｍｌ、少なくとも３０ｍｌ、少なくとも３５ｍｌ、少なくとも４０ｍｌ、少なくとも４５ｍｌ、少なくとも５０ｍｌ、少なくとも５５ｍｌ、少なくとも６０ｍｌ、少なくとも６５ｍｌ、または少なくとも７０ｍｌの左室一回拍出量を達成するまで、処置を継続してもよい。処置後、少なくとも５分間、少なくとも１０分間、少なくとも２０分間、少なくとも３０分間、少なくとも４５分間、少なくとも１時間、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも１２時間、少なくとも１日間、少なくとも２日間、少なくとも３日間、少なくとも４日間、少なくとも５日間、少なくとも６日間、少なくとも７日間、少なくとも１０日間、少なくとも１４日間、少なくとも２１日間、または少なくとも２８日間、左室一回拍出量の改善が持続し得る。

特定の実施形態では、対象の処置を行うと、全身血管抵抗が少なくとも１％（処置前の全身血管抵抗と比較して）低下し得る。例えば、対象の処置を行うと、全身血管抵抗が少なくとも２％、少なくとも３％、少なくとも４％、少なくとも５％、少なくとも６％、少なくとも７％、少なくとも８％、少なくとも９％、少なくとも１０％、少なくとも１２％、少なくとも１４％、少なくとも１６％、少なくとも１８％、少なくとも２０％、少なくとも２５％、少なくとも３０％、少なくとも３５％、少なくとも４０％、少なくとも４５％、または少なくとも５０％低下し得る。対象が３５００ｄｙｎ・ｓ／ｃｍ^５以下、３０００ｄｙｎ・ｓ／ｃｍ^５以下、２５００ｄｙｎ・ｓ／ｃｍ^５以下、２０００ｄｙｎ・ｓ／ｃｍ^５以下、または１６００ｄｙｎ・ｓ／ｃｍ^５以下の全身血管抵抗を達成するまで、処置を継続してもよい。処置後、少なくとも５分間、少なくとも１０分間、少なくとも２０分間、少なくとも３０分間、少なくとも４５分間、少なくとも１時間、少なくとも２時間、少なくとも３時間、少なくとも４時間、少なくとも５時間、少なくとも６時間、少なくとも１２時間、少なくとも１日間、少なくとも２日間、少なくとも３日間、少なくとも４日間、少なくとも５日間、少なくとも６日間、少なくとも７日間、少なくとも１０日間、少なくとも１４日間、少なくとも２１日間、または少なくとも２８日間、全身血管抵抗の改善が持続し得る。

血行動態的パラメータにより直接、心筋機能を評価することに加えて、ノルエピネフリン、ｎ−末端脳性ナトリウム利尿ペプチド（ＢＮＰ）、心房性ナトリウム利尿ペプチド（ＡＮＰ）、ガレクチン−３、Ｃ反応性タンパク質、腫瘍壊死因子−α（ＴＮＦ−α）、インターロイキン−１、インターロイキン−６、およびトロポニン−１などのバイオマーカーを監視することにより、対象の評価を行うこともできる。

本明細書では血液および血液をベースにする体液に関して本発明を概説するが、本発明は、体外回路を通って流れることができる任意の体液試料、例えば、白血球および／または血小板を含有する対象からの任意の体液に適用可能である。例示的な体外回路は、例えば、米国特許第６，５６１，９９７号明細書および米国特許第８，２５１，９４１号明細書；２０１２年１月９日に出願された米国特許出願第６１／５８４，３３７号明細書；２０１１年１０月１４日に出願され、国際特許出願国際公開第２０１２／０５１５９５号パンフレットとして公開された国際特許出願ＰＣＴ／米国特許出願公開第１１／５６４６９号明細書；および、２０１２年１０月１０日に出願され、代理人整理番号ＮＰＲ−０１４ＰＣで識別される「Ｃａｒｔｒｉｄｇｅ ａｎｄ Ｍｅｔｈｏｄ ｆｏｒ Ｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ Ｍｙｏｃａｒｄｉａｌ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ」と題された国際出願第＿；に記載されており、これらはそれぞれその開示内容全体が、参照により本明細書に組み入れられる。「試料」および「検体」という用語は、最も広義に使用される。一方では、それらは検体または培養物を含むことを意味している。他方では、それらは生物学的試料と環境試料の両方を含むことを意味している。体液としては、血液、血清、血漿、髄液（ＣＳＦ）、リンパ液、腹腔液または腹水、胸膜液、および唾液が挙げられるが、これらに限定されるものではない。

以下のセクションは、例示的なＳＣＤカートリッジ、このようなＳＣＤカートリッジを組み込むシステム、およびそれらを必要とする対象の心機能の向上におけるそれらの使用について記載する。

２．カートリッジの考慮事項
適切なＳＣＤの基本原理について詳細に記載するが、本発明の実施に有用なＳＣＤカートリッジは、本明細書に記載の特定の設計構成に限定されるものではないことが理解される。

本発明の実施に有用な１つの例示的なＳＣＤカートリッジは、内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングを備える。内容積は、流体入口ポートおよび流体出口ポートの両方と流体流連通している。内容積は、本明細書では充填容積とも称され、中空繊維を収容する実施形態では毛細管外空間または（ＥＣＳ）とも称される。内容積は、硬質のハウジングの流体入口ポートまたは流体出口ポートのどちらかを封止し、封止されていないポートを通してＳＣＤカートリッジに液体、例えば、水を充填した後、封止されていないポートの上部までハウジングを充填する液体の容量を測定することにより求めることができる。さらに、カートリッジは固体支持体を備え、該固体支持体は、該固体支持体の少なくとも一部が流体入口ポートと流体出口ポートとの間に隔離されるようにハウジング内に配置されており、かつ流体入口ポートを通ってハウジングに入る生物学的流体中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している。

白血球および／または血小板を捕捉することができるＳＣＤカートリッジ内の固体支持体の表面積、および固体支持体を収容するＳＣＤカートリッジのハウジングの内容積（充填容積とも称される）の選択は、特定の炎症状態の処置におけるＳＣＤの有効性に重大な影響を及ぼし得ることは明らかである。（国際特許出願ＰＣＴ米国特許出願公開第１１／０５６４６９号明細書参照。）固体支持体の表面積は、有効であるが白血球および／または血小板を多く捕捉し過ぎることなく、白血球および／または血小板の一部を捕捉するのに十分となるようにすべきである。白血球を多く捕捉し過ぎると、白血球の欠乏が起こることがあり、その結果、生命を脅かす白血球減少症が起こるおそれがある。好中球を多く捕捉し過ぎると、好中球減少症が起こるおそれがあり、血小板を多く捕捉し過ぎると、血小板減少症または出血素因が起こるおそれがある。さらに、処置を受ける対象に応じて適切な内容積（充填容積、または固体支持体が中空繊維で画定される場合、毛細管外空間とも称される）を有するハウジングを選択することが重要となり得る。例えば、乳児、小児、および血行動態的に不安定な重症患者の場合、固体支持体と接触させるまたは固体支持体を浸すために対象から抜き取られる体液が比較的少なくて済むように比較的小さい充填容積を有するハウジングを選択することが重要である。したがって、固体支持体の有効表面積、対、固体支持体を収容するＳＣＤカートリッジハウジングの内容積との比が適切なＳＣＤカートリッジを選択することは、所定の患者の処置の有効性に重大な影響を及ぼす可能性がある。特定のＳＣＤカートリッジを選択する場合、対象の年齢、体重、および虚弱は、重要な考慮事項となり得る。

装置に応じて、カートリッジのＳＡ／ＩＶ比は、２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、または１２５ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜６００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、４００ｃｍ^−１〜１，２００ｃｍ^−１、４００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、４００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、５００ｃｍ^−１〜１，２００ｃｍ^−１、５００ｃｍ^−１〜１０００ｃｍ^−１、または５００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１の範囲であってもよい。

特定の実施形態では、カートリッジのＳＡ／ＩＶ比は、２５ｃｍ^−１より大きいか、または８０ｃｍ^−１より大きいか、または１５０ｃｍ^−１より大きい。特定の実施形態では、カートリッジのＳＡ／ＩＶ比は、８０ｃｍ^−１以下である（即ち、８０ｃｍ^−１であるかまたはそれ未満である）。

さらに、特定の実施形態では、固体支持体（複数の繊維または平面状シートを含み得る）は、２０％〜６５％（例えば、２０％〜６０％、または３０％〜６０％、または４０％〜５５％）の範囲の充填密度でハウジング内に配置されている。本明細書で使用する場合、「充填密度」という用語は、固体支持体が占めるカートリッジの内部の全容積のパーセンテージを意味するものと理解される。固体支持体が占める容積Ｖ_ｓｕｐｐは、例えば、繊維、シート、または固体支持体を画定する他の要素全部の総容積を含むものと理解される。固体支持体が中空繊維などの中空要素を含む場合、固体支持体が占める容積は、中空空間（例えば、毛細管内空間）、ならびに固体支持体の材料が占める容積を含むものと理解される。したがって、カートリッジの内部の全容積は、カートリッジの充填容積（ＩＶ）と固体支持体が占める容積との合計である。充填密度は、固体支持体が占める容積「内容積」をカートリッジの内部の全容積で除したものであり、Ｖ_ｓｕｐｐ／（ＩＶ＋Ｖ_ｓｕｐｐ）と表すことができ、これはパーセンテージとして表すこともできる。例えば、Ｖ_ｓｕｐｐの容積が１０ｃｍ^３で、ＩＶが２０ｃｍ^３である場合、充填密度は０．３３または３３％となる。

他の実施形態では、カートリッジは、（ａ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、内容積が流体入口ポートおよび流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、（ｂ）該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体とを備え、ここで、ＳＡは、２．６ｍ^２より大きい（例えば、３．０ｍ^２〜１０．０ｍ^２または３．０ｍ^２〜５．０ｍ^２である）。

別の実施形態では、カートリッジは、（ａ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、内容積が流体入口ポートおよび流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、（ｂ）該ハウジング内に配置された複数の中実繊維を含む固体支持体であって、流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体とを備え、ここで、ＳＡ／ＩＶ比は、２５ｃｍ^−１より大きい（例えば、８０ｃｍ^−１より大きい、１５０ｃｍ^−１より大きい、または１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲、８０ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１の範囲、２５ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１の範囲である）。

図１Ａは、例示的ＳＣＤカートリッジ１００の概略断面図を示す。ＳＣＤカートリッジ１００は、内容積または充填容積１１２、流体入口ポート１１４、流体接触内面１１６、および流体出口ポート１１８を画定するハウジング１１０を備える。流体入口ポート１１４、内容積（または充填容積）１１２、および流体出口ポート１１８は互いに流体流連通している。図示するように、流体入口ポート１１４と流体出口ポート１１８は、ハウジングの同じ側に配置されている（即ち、同側にある）。この実施形態では、ハウジングは、１本以上の中空繊維の外面で画定された固体支持体１２０もさらに備える。図１Ａは、３本の中空繊維を示す。この実施形態では、中空繊維１２０の内部は全体として毛細管内空間（「ＩＣＳ」）１２２を画定し、ハウジングの流体接触内面１１６と中空繊維１２０の外面との間に位置する容積は全体として内容積１１２を画定し、これは毛細管外空間（「ＥＣＳ」）とも称される。特定の実施形態に応じて、流体、例えば、限外濾過濾液を、ＩＣＳ入口１２６を通してＳＣＤ１００のＩＣＳ１２２に導入することができ、それはこの後、ＩＣＳ１２２に流入するまたはＩＣＳ１２２を通って流れることができ、必要に応じて、ＩＣＳ出口１２８を通ってハウジング１１０から出ることができる。しかし、特定の実施形態では、ＩＣＳ入口１２６を塞ぐもしくは他にＩＣＳ入口１２６に端部キャップ１３０を被着することができる、および／またはＩＣＳ出口１２８を塞ぐもしくは他に端部キャップ１３２を被着することができる。この実施形態では、固体支持体１２０の少なくとも一部はハウジング１１０内の流体入口ポート１１４と流体出口ポート１１８との間に配置される。

ＳＣＤカートリッジの動作中、目的の流体試料は、流体入口１１４を通してハウジング１１０に導入され、内容積（またはＥＣＳ）１１２に入る。次いで、流体は、固体支持体１２０の面に実質的に平行な面にある固体支持体１２０の表面に沿って（中空繊維の外面に沿って）通過した後、流体出口ポート１１８を通って内容積（またはＥＣＳ）１１２から出る。活性化白血球および／または血小板は、固体支持体１２０に沿って通過する時、捕捉され、任意で不活性化される。その結果、動作中に、体液（例えば、血液）からの細胞（例えば、白血球）は、カートリッジハウジングで画定される通路内の特定の領域と、特に、中空繊維の外面と結合する。したがって、特定の実施形態では、白血球を捕捉するように構成された通路領域は、比較的小さい分子は透過できるが比較的大きい分子および／または細胞は膜に沿って流動させる多孔質膜を備えてもよい。さらに、特定の実施形態では、白血球を捕捉するように構成された通路領域は、ハウジングの表面と接し、且つ、生物学的試料（例えば、対象の血液または濾過された血液）が外面上を（即ち、中空繊維上を）を流動するように構成された中空繊維の１つまたは複数の外面と接し、それを含んでもよい。例えば、図１を参照されたい。中空繊維は、多孔質、半多孔質、または非多孔質であってもよく、異なる流体（例えば、限外濾過濾液）が任意で中空繊維内を流動してもまたは中空繊維内に存在してもよい。繊維は、本明細書に記載の任意の好適な材料から形成することができる。

したがって、本発明は、（ｉ）活性化白血球、活性化血小板、もしくはこれらの組み合わせを処理するための、または（ｉｉ）炎症状態を発症するリスクがあるまたは炎症状態を有する対象を処置するための、カートリッジの使用方法も提供する。本方法は、（ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングと、（ｉｉ）固体支持体の少なくとも一部が流体入口ポートと流体出口ポートとの間に隔離されるようにハウジング内に配置された該固体支持体であって、流体入口ポートを通ってハウジングに入る生物学的流体中に活性化白血球が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体とを備えるカートリッジを提供する工程を含む。特定の実施形態では、本方法、カートリッジのＳＡ／ＩＶ比は８０ｃｍ^−１より大きいが、他のある特定の実施形態では、カートリッジのＳＡ／ＩＶ比は８０ｃｍ^−１以下である。本方法は、活性化白血球および／または活性化血小板を固体支持体の流体接触面上に捕捉することを可能にする条件下で、対象からの体液を、流体入口ポートを通してハウジングに導入する工程をさらに含む。

図１Ｂは、別の例示的ＳＣＤカートリッジ１００の概略断面図を示す。ＳＣＤカートリッジ１００は、内容積１１２、流体入口ポート１１４、流体接触内面１１６、および流体出口ポート１１８を画定するハウジング１１０を備える。流体入口ポート１１４および流体出口ポート１１８は、ハウジングの同じ側に配置されている（即ち、同側にある）。この実施形態では、ハウジングは、固体基板の外面で画定された固体支持体１２０をさらに備え、それは、例えば、１本または複数本の（複数の）中実繊維であっても、または１枚または複数枚の（複数の）平面状の支持体（例えば、平坦な膜）であってもよい。ＳＣＤカートリッジの断面図を示すこの図１Ｂでは、固体支持体は、３本の中実繊維または３枚の平面状支持部材（例えば、平面状の膜）で画定されている。しかし、複数の中実繊維または平面状支持部材が全体として固体支持体を画定してもよいことが理解される。ハウジングの流体接触内面１１８と中実繊維または平面状支持部材の外面との間に位置する容積が全体として内容積（または充填容積）１１２を画定する。図１Ａに示す実施形態とは対照的に、中実繊維または平面状支持部材は、中空ではないため、ＩＣＳを画定しない。この実施形態では、固体支持体１２０の少なくとも一部は、ハウジング１１０内の流体入口ポート１１４と流体出口ポート１１８との間に配置されている。

このＳＣＤカートリッジの動作中、目的の流体試料は、流体入口部分１１４を通してハウジング１１０に導入され、内容積（ＥＣＳ）１１２に入る。次いで、流体は、固体支持体１２０の面に実質的に平行な面にある固体支持体１２０の表面に沿って（中実繊維または平面状支持体、または１本以上の中実繊維と１枚以上の平面状支持体との組み合わせの外面に沿って）通過した後、流体出口ポート１１８を通って内容積１１２から出る。体液が固体支持体１２０に沿って移動する時、活性化白血球および／または活性化血小板が捕捉される。

図１Ｃおよび図１Ｄに示すＳＣＤカートリッジは、図１Ｂに示すＳＣＤカートリッジと類似している。図１Ｃでは、流体入口ポート１１４と流体出口ポート１１８は、ハウジングの反対側に配置されている（即ち、対側にある）。図１Ｃでは、ハウジング１１０は、第１の端部と、第１の端部の反対側にある第２の端部とを有し、流体入口ポート１１４は流体が第１の端部を通って流れることができるように構成されており、流体出口ポート１１８は流体が第２の端部を通って流れることができるように構成されている。

ＳＣＤカートリッジは、細胞、例えば、白血球を捕捉する様々な方法のいずれかで構成することができる。より詳細に後述するように、ＳＣＤカートリッジは、好ましくは、特定の対象および適応症を想定して設計されている。例えば、固体支持体の表面積は、有効であるが白血球を多く捕捉し過ぎることがないように、活性化白血球および／または活性化血小板の一部を捕捉するのに十分でなければならず、白血球を多く捕捉し過ぎると、生命を脅かす白血球減少症、好中球減少症を場合によっては引き起こすおそれがあり、または血小板を多く捕捉し過ぎると、血小板減少症または出血素質が起こるおそれがある。さらに、処置を受ける対象に応じて適切な内容積を有するハウジングを選択することが重要となり得る。例えば、乳児、小児、および血行動態的に不安定な重症患者の場合、固体支持体と接触させるまたは固体支持体を浸すために対象から抜き取られる体液が比較的少なくて済むように、比較的小さい充填容積を有するハウジングを選択することが重要である。比較的小さい充填容積を有するハウジングを選択することが重要である。細胞、例えば、白血球を捕捉し、適切な内容積を有する様々な方法のいずれかでＳＣＤカートリッジを構成できることが理解される。

固体支持体は、任意の数の表面、例えば、１、２、３、４、５、１０、２０、５０、または１００以上の異なる表面で画定することができる。処置を受ける対象および処置の適応症に応じて、固体支持体の表面積は約０．０９ｍ^２より大きい、約０．１ｍ^２より大きい、約０．２ｍ^２より大きい、０．４ｍ^２より大きい、０．６ｍ^２より大きい、０．８ｍ^２より大きい、１．０ｍ^２より大きい、１．５ｍ^２より大きい、または２．０ｍ^２より大きい。

固体支持体の表面積は、０．１ｍ^２〜１０．０ｍ^２、または０．１ｍ^２〜５．０ｍ^２の範囲であってもよい。より具体的には、固体支持体の表面積は、０．１ｍ^２〜０．４ｍ^２、０．４ｍ^２〜０．８ｍ^２、０．８ｍ^２〜１．２ｍ^２、１．２ｍ^２〜１．６ｍ^２、１．６ｍ^２〜２．０ｍ^２、２．０ｍ^２〜２．４ｍ^２、２．４ｍ^２〜２．８ｍ^２、２．８ｍ^２〜３．２ｍ^２、３．２ｍ^２〜３．６ｍ^２、３．６ｍ^２〜４．０ｍ^２、４．０ｍ^２〜４．４ｍ^２、４．４ｍ^２〜４．８ｍ^２、４．８ｍ^２〜５．２ｍ^２、５．２ｍ^２〜５．６ｍ^２、５．６ｍ^２〜６．０ｍ^２、６．０ｍ^２〜６．４ｍ^２、６．４ｍ^２〜６．８ｍ^２、６．８ｍ^２〜７．２ｍ^２、７．２ｍ^２〜７．６ｍ^２、７．６ｍ^２〜８．０ｍ^２、８．０ｍ^２〜８．４ｍ^２、８．４ｍ^２〜８．８ｍ^２、８．８ｍ^２〜９．２ｍ^２、９．２ｍ^２〜９．６ｍ^２、または９．６ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲であってもよい。

一般的指針として、体重５０ｋｇ未満の対象を処置する場合、固体支持体の表面積は好ましくは０．４ｍ^２〜０．８ｍ^２の範囲とすべきであり、体重が５０ｋｇ超、１００ｋｇ未満の対象を処置する場合、固体支持体の表面積は好ましくは０．８ｍ^２〜１．６ｍ^２の範囲とすべきであり、体重１００ｋｇ超の対象を処置する場合、固体支持体の表面積は好ましくは１．６ｍ^２〜５．０ｍ^２の範囲とすべきであると考えられる。しかし、療法を開始するとき、患者が白血球減少症および／または好中球減少症の発症の徴候を示す場合、白血球および／または血小板を多く捕捉し過ぎないように、ＳＣＤカートリッジを表面積のより小さいカートリッジと交換することができる。

特定の充填容積を達成するために、カートリッジのハウジングは、特定の１組の寸法（例えば、長さ、幅、重量、または他の寸法）に限定されるものではない。処置を受ける対象および処置の適応症に応じて、ＩＶは、３００ｃｍ^３未満、または１５０ｃｍ^３未満、または１００ｃｍ^３未満、または８０ｃｍ^３未満、または６０ｃｍ^３未満、または４０ｃｍ^３未満、または２０ｃｍ^３未満であってもよい。特定の実施形態では、ＩＶは、１０ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３、７５ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３、２０ｃｍ^３〜８０ｃｍ^３、または１５ｃｍ^３〜１２０ｃｍ^３の範囲である。乳児、小児、および血行動態的に不安定な重症患者の場合、内容積は、４０ｃｍ^３未満、例えば、５ｃｍ^３〜５０ｃｍ^３、１ｃｍ^３〜２０ｃｍ^３、または５ｃｍ^３〜３０ｃｍ^３の範囲であってもよい。

特定の実施形態では、ＳＡ／ＩＶ比は、２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、２５ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、８０ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、１００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、１２５ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、または１２５ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、１５０ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、２００ｃｍ^−１〜６００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，７５０ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，２５０ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、３００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、４００ｃｍ^−１〜１，２００ｃｍ^−１、４００ｃｍ^−１〜１，０００ｃｍ^−１、４００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１、５００ｃｍ^−１〜１，２００ｃｍ^−１、５００ｃｍ^−１〜１０００ｃｍ^−１、または５００ｃｍ^−１〜８００ｃｍ^−１の範囲である。

カートリッジのハウジングは様々な材料から製造することができるが、内容積内の流体接触面を画定する材料は、生体適合性でなければならない。ＳＣＤカートリッジは、チタン、またはチタン、タンタル、もしくはニオブを含む高融点金属の表面コーティングを有するもしくは有していないステンレス鋼などの金属；アルミナ、シリカ、またはジルコニアなどのセラミック；あるいは、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、または、ポリカーボネートなどのポリマーを含む様々な材料から構成することができる。

固体支持体は、平坦な表面（例えば、シート）、湾曲した表面（例えば、中空チューブ、中空繊維、中実チューブ、および中実繊維）、模様の付いた表面（例えば、z字型折り畳みシートまたはディンプルのある表面）、不規則な形状の表面、または細胞を捕捉する他の構成で画定することができる。固体支持体は様々な材料で画定できることが理解され、これには、例えば、中空繊維、中実繊維、平面状支持部材（例えば、平面状の膜）または前述の２つ以上の組み合わせ（例えば、中空繊維と中実繊維との組み合わせ、中空繊維と平面状支持部材との組み合わせ、または中実繊維と平面状支持部材との組み合わせ）を挙げることができる。特定の実施形態では、固体支持体は、ＳＣＤカートリッジ内の流体入口ポート１１４から流体出口ポートまでの流体の流動面に実質的に平行である。

実施形態に応じて、固体支持体は、膜を含むことができる。「膜」という用語は、表面の両側で液体を受ける、または表面の一方側で液体を、他方側で気体を受けることができる表面を指す。膜は、液体または気体が透過できるような多孔質（例えば、選択的に多孔質または半多孔質）であってもよい。表面または膜を説明するために本明細書で使用される「多孔質」という用語は、略多孔質、選択的に多孔質および／または半多孔質の表面または膜を含むものと理解される。さらに、白血球の捕捉を促進することができる追加の表面は、例えば、粒子（例えば、ビーズ）表面、通路の中に突出する１つ以上の突起の表面、または流動する生物学的試料に暴露される１枚以上の膜の表面である。

固体支持体は特定のタイプ、種類、またはサイズに限定されるものではなく、任意の適切な材料で製造することができるが；材料は生体適合性でなければならないことが理解される。例えば、固体支持体の表面は、ナイロン、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ＣＵＰＲＯＰＨＡＮ（銅アンモニア法により再生されたセルロース、Ｅｎｋａから入手可能）、ＨＥＭＯＰＨＡＮ（生体適合性が改善された変性ＣＵＰＲＯＰＨＡＮ、Ｅｎｋａから入手可能）、ＣＵＰＲＡＭＭＯＮＩＵＭ ＲＡＹＯＮ（ＣＵＰＲＯＰＨＡＮの１種、Ａｓａｈｉから入手可能）、ＢＩＯＭＥＭＢＲＡＮＥ（銅アンモニアレーヨン、Ａｓａｈｉから入手可能）、鹸化酢酸セルロース（帝人（Ｔｅｉｊｉｎ）またはＣＤ Ｍｅｄｉｃａｌから入手可能な繊維など）、酢酸セルロース（東洋紡（Ｔｏｙｏｂｏ）ニプロ（Ｎｉｐｒｏ）から入手可能な繊維など）、セルロース（それぞれテルモ（Ｔｅｒｕｍｏ）またはＴｅｘｔｉｋｏｍｂｉｎａｔ（Ｐｉｒｎａ，ＧＤＲ）から入手可能な、銅アンモニア法の変法によりまたはビスコース法により再生されるものなど）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリアリールエーテルスルホン、アクリル系共重合体（Ｈｏｓｐａｌから入手可能なアクリロニトリル−ＮＡ−メタリル−スルホネート共重合体など）、ポリカーボネート共重合体（Ｇａｍｂｒｏから入手可能な繊維である、ＧＡＭＢＲＯＮＥなど）、ポリメチルメタクリレート共重合体（東レ（Ｔｏｒａｙ）から入手可能な繊維など）、およびエチレンビニル共重合体（クラレ（Ｋｕｒａｒａｙ）から入手可能なエチレン−ビニルアルコール共重合体である、ＥＶＡＬなど）の１つ以上を含む、任意の生体適合性ポリマーであってもよい。あるいは、表面はナイロンメッシュ、木綿メッシュ、または繊維織物であってもよい。表面の厚みは一定とすることも不規則とすることもできる。幾つかの実施形態では、表面は、ケイ素、例えば、ケイ素ナノ加工膜（例えば、米国特許出願公開第２００４／０１２４１４７号明細書を参照されたい）を含んでもよい。幾つかの実施形態では、表面はポリスルホン繊維を含んでもよい。他の好適な生体適合性繊維は、当該技術分野で、例えば、Ｓａｌｅｍ ａｎｄ Ｍｕｊａｉｓ（１９９３）ＤＩＡＬＹＳＩＳ ＴＨＥＲＡＰＹ ２Ｄ ＥＤ．，Ｃｈ．５：Ｄｉａｌｙｚｅｒｓ，Ｅｄｓ．Ｎｉｓｓｅｎｓｅｎ ａｎｄ Ｆｉｎｅ，Ｈａｎｌｅｙ ＆ Ｂｅｌｆｕｓ，Ｉｎｃ．，Ｐｈｉｌａｄｅｌｐｈｉａ，ＰＡ．から公知である。

例えば、生物学的方法、化学的方法、機械的方法および／または物理学的方法を含む、白血球および血小板の捕捉（例えば結合）を促進する任意の方法および方法の組み合わせを使用することができる。幾つかの実施形態では、生物学的または化学的捕捉方法を使用することができる。このような方法には、組織、細胞、生体分子（例えば、タンパク質または核酸）、または小分子を使用して白血球を捕捉する工程が含まれる。一実施形態では、例えば、ＥＣＳ内の固体支持体の流体接触支持体にはさらに、捕捉を促進するように細胞接着分子が結合していてもよい。

例えば、白血球が活性化されると、白血球によりセレクチンが産生される。この変化したセレクチン産生により、白血球と他の白血球との結合が促進され得る。そして白血球間の結合により、さらに結合した白血球内でのセレクチン産生が増加し、そのため白血球が指数関数的に結合することになり得る。したがって、セレクチンは、捕捉を亢進するのに有用となり得る。白血球を結合させることが知られているタンパク質、タンパク質複合体、および／またはタンパク質成分としては、ＣＤ１１ａ、ＣＤ１１ｂ、ＣＤ１１ｃ、ＣＤ１８、ＣＤ２９、ＣＤ３４、ＣＤ４４、ＣＤ４９ｄ、ＣＤ５４、ポドカリキシン、エンドムチン（ｅｎｄｏｍｕｃｉｎ）、グリコサミノグリカン細胞接着分子−１（ＧｌｙＣＡＭ−１）、粘膜アドレシン細胞接着分子−１（ＭＡｄＣＡＭ−１）、Ｅ−セレクチン、Ｌ−セレクチン、Ｐ−セレクチン、皮膚リンパ球抗原（ｃｕｔａｎｅｏｕｓ ｌｙｍｐｈｏｃｙｔｅ ａｎｔｉｇｅｎ）（ＣＬＡ）、Ｐ−セレクチン糖タンパク質リガンド１（ＰＳＧＬ−１）、白血球機能関連抗原−１（ＬＦＡ−１）、Ｍａｃ−１、白血球表面抗原ｐ１５０、９５、白血球インテグリンＣＲ４、超遅発（ｖｅｒｙ ｌａｔｅ）抗原−４（ＶＬＡ−４）、リンパ球パイエル板接着分子−１（ＬＰＡＭ−１）、細胞内接着分子−１（ＩＣＡＭ−１）、細胞内接着分子−２（ＩＣＡＭ−２）、細胞内接着分子−３（ＩＣＡＭ−３）、不活化Ｃ３ｂ（Ｃ３ｂｉ）、フィブリノーゲン、フィブリネクチン、末梢リンパ節アドレシン（ＰＮＡｄ）、血管内皮接着タンパク質１（ＶＡＰ−１）、フラクタルカイン、ＣＣＬ１９、ＣＣＬ２１、ＣＣＬ２５、およびＣＣＬ２７が挙げられる。白血球と結合することが知られている他の大分子としては、ヒアルロン酸、グリコサミノグリカン（ＧＡＧ）、およびフコシル化オリゴ糖およびそれらの前駆体が挙げられる。特定の実施形態では、白血球の捕捉に使用される小分子または接着性物質（ａｄｈｅｒｅｎｔｓ）としては、アルギニン−グリシン−アスパラギン酸（ＲＧＤ）のアミノ酸配列を含むペプチドなどのペプチド、およびシアル酸を含む分子を挙げることができるが、これらに限定されるものではない。したがって、これらの材料のいずれかを使用して捕捉を亢進することができる。

使用中、これらの生物学的または化学的材料のいずれかを固体支持体の流体接触面および／またはカートリッジハウジングの流体接触面に結合させて、捕捉を促進または亢進することができる。その代わりに、またはそれと組み合わせて、これらの材料のいずれかを、捕捉を促進する他の追加の方法に使用してもよい。例えば、溶液中の白血球に結合する材料を使用してそれらを凝集させ、単一の白血球のサイズと比較して、それらの全体サイズが大きくなるようにすることができる。その後、凝集した白血球を、特定の細孔径を有する膜で捕獲することができる。

本明細書に記載の捕捉方法は、血小板にも適用できることを理解すべきである。血小板の場合、前述と類似の生物学的、化学的、機械的および／または物理学的方法を使用して血小板を捕捉することができる。特定の実施形態では、血小板の捕捉に使用される薬剤には、糖タンパク質Ｉｂα（ＧＰＩｂα）、糖タンパク質ＩＩｂ（ＧＰＩＩｂ）、糖タンパク質ＩＩＩａ（ＧＰＩＩＩａ）、ＣＤ４１、ＣＤ６１、フォンウィレブラント因子、β_２−インテグリンマクロファージ抗原−１、Ｐ−セレクチンなどのセレクチン、および細胞接着分子の１つ以上が含まれる。

さらに、ＳＣＤカートリッジ内で生じる特定の機械的力を制御することにより捕捉を促進および／または亢進することもできる。例えば、白血球と表面との間の剪断力を最小限に抑える流量および装置構成を使用して、白血球を表面に結合させることにより、通路または通路領域の（またはその中の）１つ以上の表面（例えば、多孔質中空繊維の外側）で白血球を捕捉することができる。例えば、ハウジングは、体液が内容積を移動する時、低剪断力環境を作り出し、目的の細胞、例えば、白血球、血小板等を固体支持体で捕捉できるように構成される。

より具体的には、カートリッジは、生物学的流体が、例えば、１０ｍＬ（ｃｍ^３）／分〜約８，０００ｍＬ（ｃｍ^３）／分または５０ｍＬ／分〜約８，０００ｍＬ／分の範囲（例えば、１，０００ｃｍ^３／分）の流量で流体入口１１４を通ってカートリッジハウジングに入り、流体出口ポート１１８を通ってカートリッジハウジングから出るとき、流動する細胞（例えば、白血球または血小板）と捕捉面との間の剪断力が１０００ダイン／ｃｍ^２未満、５００ダイン／ｃｍ^２未満、１００ダイン／ｃｍ^２未満、８０ダイン／ｃｍ^２未満、６０ダイン／ｃｍ^２未満、４０ダイン／ｃｍ^２未満、２０ダイン／ｃｍ^２未満、１０ダイン／ｃｍ^２未満、または５ダイン／ｃｍ^２未満となり得るように構成される。そのため、流体入口ポート１１４と流体出口ポート１１８は、ハウジングを通過する流量が１０ｍＬ／分〜８，０００ｍＬ／分または５０ｍＬ／分〜８，０００ｍＬ／分の範囲となり得る寸法に作られている。例えば、特定の炎症性障害、例えば、心肺バイパス中の炎症反応を処置する場合、例えば、７０００ｍＬ／分以下の大流量の処置を許容できることが理解される。とはいえ、他の適応症、例えば、慢性心不全または急性非代償性心不全に関連する炎症反応を処置する場合、例えば、約５００ｍＬ／分未満、約１００ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分、および約２００ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分の比較的低流量を使用すべきである。そのため、入口ポート１１４および出口ポート１１８は、所望の容積の体液が所定の時間内にＳＣＤカートリッジハウジングを通過できる寸法に作られている。流体入口ポート１１４および流体出口ポート１１８はそれぞれ、内径０．１ｃｍ以上〜２ｃｍ、もしくは０．２ｃｍ〜１ｃｍであり、または断面表面積０．０１ｃｍ^２以上、０．１ｃｍ^２以上、０．２ｃｍ^２以上、０．４ｃｍ^２以上、０．６ｃｍ^２以上、０．８ｃｍ^２以上、１．０ｃｍ^２以上、２．０ｃｍ^２以上、または３．０ｃｍ^２以上であることが理解される。特定の実施形態では、入口ポート、出口ポート、または入口ポートと出口ポートは両方とも断面表面積が０．０１ｃｍ^２〜１ｃｍ^２である。流体入口または流体出口から最も近いハウジング端部までの距離（距離Ａ）は、Ａをハウジングの長さで除したものが０．０１〜０．２５となるようにすることができる。また、入口ポートおよび／または出口ポートの面は、ハウジングの最長寸法（通常は長さ）で画定された面に対して、５度〜９０度（即ち、垂直である）の範囲とすることができることも理解される。

特定の実施形態では、流体入口ポート１１４および流体出口ポート１１８は両方とも、例えば、図１Ａおよび１Ｂに示すように、ハウジング１１６の一方側に配置されている。あるいは、図１Ｃに示すように、流体入口ポート１１４と流体出口ポート１１６をハウジング１１６の反対側に配置することもできる。流体入口ポート１１４および流体出口ポート１１６を他の向きに配置することも考えられる。例えば、ハウジングが第１の端部と、第１の端部の反対側の第２の端部とを備える場合、流体が第１の端部を通って流れることができるように流体入口ポートを構成することができる、および／または流体が第２の端部を通って流れることができるように流体出口ポートを構成することができる。このような向きの配置の１つを図１Ｄに示すが、流体入口ポート１１４は流体がハウジング１１６の左端を通って流れることを可能にし、流体出口ポート１１８は流体がハウジング１１６の右端を通って流出することを可能にする。

ＳＣＤカートリッジのハウジングのサイズと形状は、適切な充填容積を提供し、流体がＳＣＤカートリッジを通過する時に乱流が最小限に抑えられるように設計できることが理解される。さらに、ＳＣＤカートリッジ内に配置される固体支持体のサイズ、形状および組成は、適切な表面積を提供し、流体がＳＣＤカートリッジを通過する時に乱流が最小限に抑えられるように設計できることが理解される。

一例として、中実繊維を使用してカートリッジ中の固体支持体を作製するとき、全表面積１．８ｍ^２〜２．５ｍ^２のカートリッジが望ましい場合、カートリッジは、繊維長２６ｃｍ、繊維径５０μｍのとき、約４３，０００本の繊維、または繊維長２６ｃｍ、繊維径１００μｍのとき、約２２，０００本の繊維、または繊維長２６ｃｍ、繊維径２００μｍのとき、約１１，０００本の繊維、または繊維長１３ｃｍ、繊維径１００μｍのとき、約４３，０００本の繊維、または繊維長１３ｃｍ、繊維径２００μｍのとき、約２２，０００本の繊維を収容するように設計することができる。あるいは、全表面積３．６ｍ^２〜５．０ｍ^２のカートリッジが望ましい場合、カートリッジは、繊維長２６ｃｍ、繊維径５０μｍのとき、約８７，０００本の繊維、または繊維長２６ｃｍ、繊維径１００μｍのとき、約４３，０００本の繊維、または繊維長１３ｃｍ、繊維径１００μｍのとき、約８７，０００本の繊維を収容するように設計することができる。

対照的に、一例として、平面状支持部材を使用して固体支持体を作製するとき、全表面積１．８ｍ^２〜２．５ｍ^２のカートリッジが望ましい場合、カートリッジは、例えば、平均厚さ５０μｍ、平均幅５ｃｍのシート複数枚（例えば、長さ約１２ｃｍの膜約１１５枚、または長さ約２６ｃｍの膜６３枚）を収容することができる。対照的に、全表面積３．６ｍ^２ ５．０ｍ^２のカートリッジが望ましい場合、カートリッジは平均厚さ５０μｍ、平均幅５ｃｍ、および平均長さ２６ｃｍの膜約１２５枚を収容することができる。特定の実施形態では、シート間の間隔が約５０μｍまたは１００μｍとなるように、シートをカートリッジ内に配置してもよい。

特定の実施形態では、固体支持体（例えば、固体支持体を構成する繊維または平面状の支持体）が２０％〜６５％、２０％〜６０％、３０％〜６０％、または４０％〜５５％の充填密度でハウジング内に配置されるようにカートリッジを設計することができる。充填密度は、血液がハウジングのＩＶ内に配置された固体支持体を通過するとき、凝固するリスクが最小限に抑えられるように選択すべきである。

特定の実施形態において、例えばＳＣＤカートリッジ内に中空繊維を使用するとき、ＳＡ／ＩＶ比は、好ましくは、少なくとも８０ｃｍ^−１以上である。ＳＡ／ＩＶ比が８０ｃｍ^−１より大きい例示的ＳＣＤカートリッジとしては、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ、米国）から市販されているＦ−５０、Ｆ−６０、Ｆ−７０およびＦ−８０Ａカートリッジ、またはＢａｘｔｅｒ（Ｄｅｅｒｆｉｅｌｄ，ＩＬ，米国）製のＲｅｎａｆｌｏｗカートリッジ（ＰＳＨシリーズ）が挙げられる。これらのカートリッジは、急性および慢性血液透析に使用されることがＵＳＦＤＡにより認可された。Ｆ−８０Ａカートリッジは、例えば、白血球および／または血小板を捕捉できる表面積が約２．５ｍ^２の固体支持体（中空繊維の束の中の外面で画定される）を有し、内容積が約２５０ｍＬ、およびＳＡ／ＩＶ比が約１００である。

特定の実施形態では、例示的カートリッジは、表１に記載の特徴を有することができる。

（表１）

特定の実施形態、特に、小児用の実施形態では、例示的カートリッジは表２に記載の特徴を有することができる。

（表２）

特定の実施形態では、システムは、白血球、血小板または目的の細胞を一連のカートリッジ、例えば、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０以上のカートリッジ（例えば、中空繊維カートリッジ）に供することにより捕捉を達成することができ、カートリッジはそれぞれ、白血球を捕捉するように構成された領域の長さおよびその中での白血球の滞留時間が長くなるように、１つ以上の捕捉通路、または通路領域を備える。前述の実施形態のいずれかで、装置は、捕捉前、捕捉中、または捕捉後に白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制および／または白血球の不活性化が可能となるように、白血球の捕捉を達成するように構成されている。白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制および／または白血球の不活性化は、捕捉中と、本発明の通路、通路領域、または全システム内を輸送中の両方で達成することができる。

幾つかの実施形態では、ＳＣＤカートリッジまたはＳＣＤカートリッジを組み込む流体回路は、任意の所望の時間、例えば、１〜５９秒間、１〜５９分間、１〜２４時間、１〜７日間、１週間以上、１か月間以上、または１年間以上、白血球を捕捉するように構成されている。幾つかの実施形態では、装置は、その後の白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制および／または白血球の不活性化が可能となるのに十分な時間、白血球を捕捉するように構成されている。特定の実施形態では、白血球を不活性化するおよび／または炎症誘発性物質の放出を抑制するのに十分な時間（例えば、少なくとも１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１５分間または少なくとも１時間）、ＳＣＤカートリッジ内に白血球および／または血小板を捕捉する。

固体支持体の流体接触面は、動作中、活性化白血球および／または活性化血小板を捕捉する（例えば、結合させる）ことができることが理解される。特定の実施形態では、流体接触面は、活性化されていないまたは不活性化された白血球または血小板と比較して、活性化白血球および／または血小板を優先的に捕捉する（例えば、優先的に結合させる）ことができる。

特定の実施形態では、対象からの白血球を少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも６時間、少なくとも８時間、または少なくとも１２時間にわたって処置する。他の実施形態では、対象からの白血球を２〜２４時間、２〜１２時間、４〜２４時間、または４〜１２時間にわたって処置する。

ＳＣＤカートリッジは、製造後、使用する前に滅菌されなければならないことが理解される。滅菌は、例えば、高温、高圧、放射線、またはエチレンオキサイドなどの化学薬品と別々にまたは組み合わせて、１種類以上の滅菌剤に暴露することにより達成することができる。ＳＣＤカートリッジは、好ましくは、包装後に、例えば、適切な容器または包装に気密封入された後、滅菌される（即ち、カートリッジは最後に滅菌される）。包装は、プラスチックを含んでもよく、全部プラスチックであってもよく、または平面状の支持体、例えば、紙支持体に接着されたプラスチックで画定されたパウチを含んでもよい。滅菌プロセスは、好ましくは１０^−３以下の滅菌保証レベル（ＳＡＬ）を達成する；即ち、滅菌プロセス後に所定の任意の装置が滅菌状態になっていない確率は１０^３中１以下である。より好ましくは、滅菌プロセスは１０^−４以下、１０^−５以下、または１０^−６以下のＳＡＬを達成する。さらに、カートリッジは、流体入口ポート１１４を封止するキャップおよび／または流体出口ポート１１８を封止するキャップを備えてもよいことが理解される。流体入口ポートおよび流体出口ポートに配置されたキャップは、使用前にカートリッジの内容積の滅菌性を維持するのに役立つことができ、キャップを除去した後、対象からカートリッジへの体液の流れを容易にする流体ラインおよびカートリッジから対象への体液の返血を容易にする流体ラインでカートリッジをシステム内に接続することができる。

特定の実施形態では、カートリッジは、硬質のハウジングの外面に配置された（例えば、接着された）ラベルを含む。ラベルは、カートリッジを識別および／または追跡するためのロット番号またはバーコードを含んでもよい。

２．システム構成
処置の適応症に応じて、様々な異なる流体回路にＳＣＤカートリッジを使用できることが理解される。例えば、米国特許第８，２５１，９４１号明細書および国際出願国際公開第２０１２／０５１５９５号パンフレットを参照されたい。

幾つかの実施形態では、ＳＣＤカートリッジを組み込む流体回路は、任意で他の血液処置を行うこともできる。例えば、流体回路は、任意で、血液がＳＣＤカートリッジに入る前または入った後、血液を濾過、酸素化、加温、または他に処置することができる追加の装置をさらに備えることができる。さらに、ＳＣＤカートリッジおよび／またはシステム内の追加の装置は、他の方法でまたは相補的に血液を処置するための２つ以上の構成要素、例えば、多孔質フィルタ、酸素ポンプ、および／または異種移植細胞もしくは同種移植細胞（例えば、異種移植腎細胞または同種移植腎細胞、例えば、尿細管細胞）を含むことができる。特定の実施形態では、ＳＣＤカートリッジは、このような追加の構成要素を含まない。例えば、ＳＣＤカートリッジは、異種移植細胞または同種移植細胞（例えば、異種移植腎細胞または同種移植腎細胞）などの細胞を含まなくてもよい。これらの基本原理については、より詳細に後述する。

流体回路は、選択的サイトフェレーシスを達成するように構成されている。基本的形態では、本システムは、ＳＣＤカートリッジ、血液を血液供給源（例えば、患者などの対象）からＳＣＤカートリッジに流動させるための流体接続、および処置された血液をＳＣＤカートリッジからレセプタクルに流動させる（例えば、対象に戻す）ための流体接続を備える。ＳＣＤカートリッジは、細胞、例えば、活性化白血球などの白血球を捕捉し、白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制を促進するおよび／または白血球を不活性化する役割を果たす。白血球の捕捉は、前述のＳＣＤカートリッジを使用して達成することができる。白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制および／または白血球の不活性化は、下記のセクション３に記載のいずれかの方法で達成することができる。

白血球は、対象の体内で患者の原疾患の結果として、または他の種類の医学的介入に続発して、例えば、血液濾過器（例えば、後述するもの、図２Ｃおよび２Ｄを参照）を通過中に、活性化されることがある。活性化白血球は、その後、ＳＣＤカートリッジに入り、活性化白血球はその中で捕捉される。図２Ｄの回路の場合、任意で生成される限外濾過濾液の体積に等しい置換液を対象に提供する。

換言すれば、ＳＣＤカートリッジでは、血液からの活性化白血球は、例えば、カートリッジの内側の１つ以上の表面に一時的に接着することにより捕捉される。白血球の捕捉は、様々な方法で、例えば、白血球、例えば、活性化白血球と結合するカートリッジ中の通路または通路領域にある分子と結合させることにより、または、白血球にかかる剪断応力が低くなり、白血球がＳＣＤカートリッジの内側の１つ以上の表面と結合できるように装置内の血流量を設定することにより達成することができる。次いで、これらの捕捉された白血球を薬剤、例えば、シトレートに暴露して、白血球を不活性化するまたはそれらの炎症誘発性物質の放出を抑制する。また、カートリッジを使用して、血小板などの他の種類の細胞を捕捉および不活性化することもできる。

カルシウムキレート剤、例えば、シトレートによりカートリッジ中が低Ｃａ_ｉ環境となるため、白血球からの炎症誘発性物質の放出が抑制されるおよび／または白血球が不活性化されると考えられる。炎症誘発性物質としては、破壊酵素および／または白血球からのサイトカインを挙げることができる。この抑制および／または不活性化により、白血球の炎症状態が改善される。このようにして、ＳＣＤカートリッジは、白血球、例えば、好中球および単球を捕捉し、例えば、シトレートおよび／または低Ｃａ_ｉ環境で、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化する。血小板の捕捉ならびに抑制および／または不活性化も同様に達成することができる。

白血球を捕捉する中空繊維を収容するハウジングを備える本発明の装置にカルシウムキレート剤、例えば、シトレートを添加すると、炎症性免疫細胞の浸潤後の心筋機能障害を有する対象の心筋機能を改善できることが分かった。したがって、本発明のＳＣＤカートリッジは、対象からの血液を直接処置することにより慢性心不全および急性非代償性心不全などの心筋炎症に関連する様々な状態を処置できると考えられる。処置後、血液は対象に戻される。

２．Ａ．単一装置システム
前述のように、システムは、システム内に追加の処置装置を含むことなく、選択的サイトフェレーシス、および任意で他の血液処置を達成するためのＳＣＤカートリッジを含むことができる（図２Ａ〜２Ｂ参照）。一実施形態では、このようなＳＣＤカートリッジを図１Ａに概略的に示す。動作中、白血球および／または血小板はＳＣＤカートリッジ内に、例えば、中空繊維の外面で捕捉され、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制できるおよび／または白血球を不活性化できる薬剤、例えば、シトレートに暴露される。薬剤は、流体入口１１４の上流でラインに注入されてもよく、またはポートを通してＳＣＤ自体に注入されてもよい。その代わりに、またはそれに加えて、ＳＣＤカートリッジの使用前に、ＳＣＤカートリッジに薬剤を仕込んでおくこともできる。白血球が結合できるほど繊維の表面の剪断力が小さくなる（前述の範囲）ように、ＥＣＳ内の流量は前述の範囲で選択される。このようにして、白血球および／または血小板の抑制および／または不活性化が達成または開始される。次いで、ＥＣＳ内の血液は、流体出口１１８を通ってＳＣＤから出て、流出ラインに入る。

図２Ａは、例示的流体回路の図１Ａの例示的ＳＣＤカートリッジ１００を示す。対象からの体液、例えば、血液は、ポンプ２０４により血液ラインに入り、そのラインを通って移動する。同じ血液ラインのポート２０６に、白血球抑制剤（例えば、シトレート）を、任意でポンプで注入することができる。その後、血液ライン内の血液は入口１１４に入り、ＳＣＤカートリッジ１００の出口１１８から出る。入口１１４および出口１１８の血液ラインはそれぞれ、固定機構２５６を有する血液ラインコネクタを使用して取り付けられている。白血球は、単一の中空繊維として示されている、ＥＣＳ１１２内の固体支持体の外面１２０で捕捉された状態で示されている。出口１１８からの血液流出ラインで血液を対象に戻す。対象に返血されるように血液を調製するために、カルシウム（例えば、塩化カルシウムまたはグルコン酸カルシウム）などの別の薬剤をこの血液流出ラインのポート２５８に注入することができる。特定の実施形態では、ＩＣＳは、血液の処置をさらに助けるために、各繊維のＩＣＳ１２２のライニング上に単層で培養された、異種移植細胞または同種移植細胞、例えば、尿細管細胞を含むことができる。しかし、他の実施形態では、ＩＣＳは細胞を含まない。図２Ａの回路の一実施形態では、ＳＣＤカートリッジ１００の管腔１２２に生理食塩水を充填することができる。

図２Ｂの回路は図２Ａと同じ構成要素を備え、同様に動作するが、但し、図２Ｂは限外濾過濾液を生成するＳＣＤカートリッジ１００を使用する。ＳＣＤカートリッジ１００は、中空繊維である複数の多孔質膜を収容する。ＩＣＳ１２２は繊維内の管腔空間であり、ＥＣＳ１１２は固体支持体１２０（中空繊維として示されている）の外側にあり且つＳＣＤカートリッジハウジング１１０内にある周囲空間である。体液、例えば、白血球を含有する血液は入口１１４に入り、中空繊維を包囲するＥＣＳ１１２の中に移動し、出口１１８から出る。白血球の捕捉ならびに抑制および／または不活性化は、前述のように達成することができる。しかし、このＳＣＤでは、ＩＣＳ入口だけに端部キャップ１３０が被着されている。ＩＣＳ出口１２８にはキャップが被着されていない。したがって、多孔質中空繊維の特性（例えば、透過性および細孔径）に応じて、ＥＣＳ１１２内の血液の一部は、中空繊維を透過し、ＩＣＳ１１２の中に限外濾過濾液（ＵＦ）として入ることができる。チューブをＩＣＳ出口１２８に接続して限外濾過濾液（ＵＦ）を回収することができ、これを廃棄物として廃棄してもよい。

図１ＡのＳＣＤを有する図２Ａ〜２Ｂの回路に示す実施形態に関する流量および膜特性は、後述の通りとすることができる。例えば、ＥＣＳ流量は、約１００ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分であってもよい。限外濾過濾液廃棄物の流量（例えば、図２Ｂに示すＳＣＤカートリッジの場合）としては、例えば、約５ｍＬ／分〜約５０ｍＬ／分の流量を挙げることができる。図２Ｂの回路の場合、生成される限外濾過濾液廃棄物（ｗａｓｔｅｒ）と同体積の置換液を、任意で対象に添加することができる。

２．Ｂ．血液透析または血液濾過システムの一部としての選択的サイトフェレーシス抑制装置
前述のように、幾つかの実施形態では、ＳＣＤカートリッジは、血液を処置する他の装置を有するシステムの一部とすることができる。例えば、ＳＣＤカートリッジは、システム内にＳＣＤカートリッジとは別個の１つ以上の濾過カートリッジを備える血液濾過システム、血液透析システムおよび／または血液透析濾過システムの一部であってもよい。ＳＣＤではないシステムの部品について記載する場合、「血液濾過」という用語は、血液透析、血液透析濾過、血液濾過、および／または血液濃縮を意味することができ、「血液濾過器」は、血液透析、血液透析濾過、血液濾過、および／または血液濃縮の１つ以上を行うための装置（例えば、カートリッジ）を含むことができる。血液濾過カートリッジは、体外血液回路内でＳＣＤと並列または直列になるように構成することができ、関連する血液ポンプおよびチューブを使用して、血液を、体外回路を移動させることができる。

例えば、図２Ｃおよび図２Ｄに示すように、血液は対象から流出し、血液ラインを通って流れる。血液は、ポンプ２０４により血液ラインを移動する。従来の血液濾過器２６０に入る前に、白血球抑制剤（例えば、シトレート）を同じ血液ラインのポート２０６に、任意でポンプで注入することができる。その後、血液は血液濾過器２６０内にある中空繊維２６２の中を通って流れる。中空繊維２６２を包囲し、血液濾過器２６０のハウジング内にあるＥＣＳに透析液を注入して透析を行い、溶質は血液から血液濾過器濾過膜２６２（中空繊維）を透過して透析液中に入り「廃棄物」として除去される。透析液は血液に対して向流で流動し、透析液は透析液ポンプ２６４により移動する。さらに、血液からの分子および流体は、膜を貫通する孔径に応じて、限外濾過濾液として血液濾過器濾過膜２６２（中空繊維）を透過することができる。

図２Ｃの例示的システムは、図１ＡのＳＣＤカートリッジ１００を有する回路を示し、そのＩＣＳ入口ポートおよび出口ポートには端部キャップが被着されている。血液は、血液濾過器２６０から出て、ＳＣＤカートリッジ１００の入口１１４に入る。その後、血液はＳＣＤカートリッジで処理されるが、ＳＣＤカートリッジは、上記の図２Ａ〜２Ｂに関して前述したように、固体支持体１２０（中空繊維として示される）で白血球を捕捉し、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化する。ＳＣＤカートリッジ１００に入る血液ラインとＳＣＤカートリッジ１００から出る血液ラインは、固定機構２５６を有する接続を使用して取り付けられる。その後、血液は、出口１１８から血液流出ラインを通して対象に戻される。対象に返血されるように血液を調製するために、カルシウムなどの別の薬剤をこの血液流出ラインのポート２５８に注入することができる。特定の実施形態では、ＳＣＤの毛細管内空間（ＩＣＳ）は、血液の処置をさらに助けるために、各繊維の管腔のライニング上に単層で培養された、異種移植細胞または同種移植細胞、例えば、尿細管細胞を含むことができる。しかし、他の実施形態では、ＩＣＳは細胞を含まない。図２Ｃに示す流体回路の特定の実施形態では、ＳＣＤ１００のＩＣＳ１２２には生理食塩水が充填され、ＩＣＳの端部ポートには端部キャップ１３０および１３２が被着されている。

図２Ｄの回路は図２Ｃと同じ構成要素を備え、同様に動作するが、但し、図２Ｄは限外濾過濾液を生成するＳＣＤカートリッジ１００を使用する（即ち、ＩＣＳ出口ポートには端部キャップが被着されていない）。ＳＣＤカートリッジ１００を通る体液（例えば、血液）の流れは、図２Ｂに関して前述している。さらに、ＳＣＤカートリッジ１００は、図２Ｂに関して前述したように機能する。前述のように、ＳＣＤカートリッジ１００はＩＣＳ入口１２６にだけ端部キャップ１３０が被着されている。ＩＣＳ出口１２８には端部キャップが被着されていない。したがって、多孔質中空繊維の特性に応じて、ＥＣＳ１１２内の血液の一部は中空繊維を透過し、ＩＣＳの中に限外濾過濾液（ＵＦ）として入ることができる。チューブをＩＣＳ出口１２８に接続して限外濾過濾液（ＵＦ）を回収することができ、これを廃棄物として廃棄してもよい。

理論に拘束されることを望むものではないが、ＳＣＤシステムのこれらの実施形態（ならびに図２Ａ〜図２Ｄならびに図３Ａおよび図３Ｂに示すもの）の流動幾何学により、白血球がＳＣＤカートリッジのＥＣＳ内の低剪断力環境に存在する、したがって、ＳＣＤカートリッジ内の１つ以上の内面、例えば、中空繊維と結合することが可能となることが考えられる。逆に、血液濾過カートリッジ（例えば、図２Ｃおよび２Ｄの回路内の第１の装置２６０）の典型的な使用では、中空繊維の小径管腔を通る血流により、（ＳＣＤ内の剪断力よりも）剪断力が高くなり、それにより装置内での白血球と中空繊維との結合および白血球の捕捉が防止される。したがって、その逆の動作（即ち、血液は中空繊維の内側ではなく中空繊維の外側を流動する）を支援する従来の流動回路を有する血液濾過装置は、損傷を与える可能性がある活性化された循環白血球を捕捉するＳＣＤの役割を果たすことができる。これらの捕捉される白血球を白血球抑制剤（例えば、シトレート）で処置することができる。

さらに、捕捉される白血球の炎症反応を、捕捉前、捕捉中、および／または捕捉後に、低Ｃａ_ｉ（例えば、シトレートにより引き起こされる）の存在下で抑制および／または不活性化することも考えられる。低Ｃａ_ｉ環境で白血球の炎症活性を抑制することができる、または白血球を不活性化することができる。

特定の実施形態では、血液濾過器２６０によって生成される透析液を、ＳＣＤカートリッジ１００のＩＣＳにＩＣＳ入口１２６を通して導入することができるように、図２Ｄの回路を変更することができる。ＩＣＳは細胞を含まなくてもよいが、このシステムは任意でＩＣＳ１２２内に細胞、例えば、尿細管細胞を含むこともできることが理解される。多孔質中空繊維の表面の剪断力が、繊維との結合により白血球を捕捉できるほど十分小さくなる（前述の範囲となる）ように、血流量は、例えば、約１００ｍＬ／分〜約５００ｍＬ／分の血流量となるように選択される。あるいは、体外回路を通る、血液濾過器２６０内の中空繊維の管腔を通る、およびＳＣＤカートリッジ１００のＥＣＳ１１２を通る血流量は約１２０ｍＬ／分であってもよい。限外濾過濾液は、本明細書に記載の範囲の流量で、例えば、約５０ｍＬ／分未満、約５ｍＬ／分〜約５０ｍＬ／分、および約１０ｍＬ／分〜約２０ｍＬ／分の流量で移動することができる。あるいは、限外濾過濾液の流量を１５ｍＬ／分に維持することができる。任意で、バランス電解液置換液（例えば、炭酸水素塩基を含有する溶液）を、生成される限外濾過濾液に対して１：１の体積置換で血液ラインに注入することができる。流体（例えば、限外濾過濾液）と血液（または白血球含有流体）は同じ方向に流動してもまたは反対方向に流動してもよい。

この実施形態および他の実施形態では、ＳＣＤカートリッジを通る血流構成は、典型的な血液濾過カートリッジを通る血流構成と反対である。即ち、血液は、目的の用途では血液濾過カートリッジの中空繊維の内部を通って流れるのに対して、ＳＣＤカートリッジの中空繊維の外側の周囲を流動する。ＳＣＤカートリッジを通る、この従来と異なる血流構成により、血液濾過器の中空繊維の管腔内では剪断力が比較的高いのに対して中空繊維の外面のＥＣＳ内では剪断力が比較的低くなり得るため、ＳＣＤのＥＣＳ内では白血球の捕捉が促進される。逆に、血液濾過器の中空繊維の内部を通る血流は、中空繊維の小径の管腔を通って流れる血液によって生じる高剪断力のため、白血球の捕捉を妨げる。例えば、血液濾過器の中空繊維の内部を血液が通過すると１．５×１０^７ダイン／ｃｍ^２の剪断力が生じ得るが、ＳＣＤの特定の実施形態のＥＣＳを通る血流で生じる剪断力は１０ダイン／ｃｍ^２となる、または剪断力は約１０^６小さくなる。比較のため、典型的な動脈壁での剪断力は６〜４０ダイン／ｃｍ^２であり、典型的な静脈壁での剪断力は１〜５ダイン／ｃｍ^２である。例えば、毛細管壁の剪断応力は５ダイン／ｃｍ^２未満である。

したがって、ＳＣＤカートリッジの使用は、白血球を捕捉するように構成されている通路の領域の表面で、活性化白血球などの白血球を通路領域内でその表面と結合させ、白血球を捕捉できるほど十分低い剪断力を使用する。例えば、幾つかの実施形態では、白血球を捕捉するように構成された通路領域の表面では、１０００ダイン／ｃｍ^２未満、または５００ダイン／ｃｍ^２未満、または１００ダイン／ｃｍ^２未満、または８０ダイン／ｃｍ^２未満、または６０ダイン／ｃｍ^２未満、または４０ダイン／ｃｍ^２未満、または２０ダイン／ｃｍ^２未満、または１０ダイン／ｃｍ^２未満、または５ダイン／ｃｍ^２の剪断力が有用である。これらの剪断力は本明細書に記載のＳＣＤ実施形態のいずれにおいても有用となり得ることを理解されたい。血液濾過器とＳＣＤなどの２つの装置を有する特定の実施形態では、血液濾過器内を流動する血液とＳＣＤ内を流動する血液との剪断力の差は少なくとも１０００ダイン／ｃｍ^２とすることができる。

これらの実施形態および他の実施形態では、従来と異なった流動構成（即ち、血液が中空繊維の内側ではなく中空繊維の外側を流動する）により必要な剪断力を得る限り、ＳＣＤは、急性および慢性血液透析に使用することがＦＤＡにより認可されている従来型のもの（例えば、Ｍｏｄｅｌ Ｆ−８０Ａ，Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ、米国）から構成することができる。同様に、この実施形態または他の任意の実施形態の体外灌流回路は、標準的な透析動静脈血液チューブを使用することができる。カートリッジおよび血液チューブを、現在慢性透析に使用されている任意の透析液供給ポンプシステム（例えば、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ ２００８Ｈ）内に配置することができる。

１つの例示的システムでは、システムは、対象から導出するチューブ（血液ライン）と、注入器によりチューブに注入されるシトレート溶液のバッグを備える。第１のＦ−４０血液濾過器カートリッジ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ、米国）は、シトレートが血液ラインに入った後の箇所で、血液ラインと接続される。その後、血液ライン内の血液は、カートリッジの内側にある中空繊維の内部（ＩＣＳ）を端部ポート入口から端部ポート出口まで通って流れ、透析液はこれらの中空繊維の外側且つカートリッジ内（ＥＣＳ）を１つの側方ポートから第２の側方ポートまで血流に対して向流で流動する。第２の側方ポートから出る透析液／限外濾過濾液混合物は回収される。血液細胞、血小板、または血漿は実質的にＩＣＳからＥＣＳに移動せず、白血球は実質的に中空繊維の内部に接着しない。中空繊維は、互いに平行に束状に配置され、各繊維の直径は約２４０マイクロメートルである。さらに、中空繊維の細孔は、約３０オングストロームの分子であるアルブミンが繊維を透過できないほど十分小さく、細孔は繊維全体にわたり概ねこのサイズである。その後、濾過された血液は端部ポート出口から、チューブを通り、ＳＣＤカートリッジとして動作するＦ−８０Ａをベースにするカートリッジ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｃａｒｅ Ｎｏｒｔｈ Ａｍｅｒｉｃａ，Ｗａｌｔｈａｍ，ＭＡ、米国）の側方ポート入口に進む。血液はＦ−８０ＡをベースにするカートリッジのＥＣＳを通って流れ、カートリッジの側方ポート出口から出る。Ｆ−８０Ａをベースにするカートリッジ内で生成される限外濾過濾液はいずれもＩＣＳに入り、端部ポートを通って出る。カートリッジの他方の端部ポートにはキャップが被着されている。血液細胞、血小板、または血漿は実質的にＥＣＳからＩＣＳに移動せず、白血球は実質的に一定時間中空繊維の外部に接着しない。Ｆ−８０Ａカートリッジから出る血液はチューブに入り、そこで注入器を使用して血液中にカルシウム溶液が注入される。最後に、処理された血液をチューブで対象に戻す。特定の実施形態では、システム内の血流量は５００ｍＬ／分を超えず、血液は、どの箇所でもシステム内の空気を移動させない。さらに、電解質および白血球数のベッドサイド読み取り値を考慮して、圧送速度および注入速度を手動で変えることができる。ｉ−ＳＴＡＴ（登録商標）手持ち型監視装置は、対象から抜き取られた少量の血液からこれらの読み取り値を表示する。

このようなシステムを使用するリスクは血液透析処置に伴うリスクと類似しており、それには、例えば、灌流回路の凝固、回路への空気混入、カテーテルまたは血液チューブのキンクまたは外れ、および温度調節不良が含まれることが考えられる。しかし、透析装置および関連する透析血液灌流セットは、処置中に警報システムでこれらの問題を特定し、血餅フィルタおよび気泡トラップを用いて対象への血餅および空気塞栓を軽減するように設計されてきた。これらのポンプシステムおよび血液チューブセットは、この処置適応症に用いることがＦＤＡにより認可されている。

前述のように、白血球抑制剤、例えば、シトレートの注入は、ＳＣＤに局部的に、局所的に、またはシステム全体に行い得る。この実施形態またはいずれかの実施形態で、シトレートを凝固防止剤として使用することもでき、その場合、システム全体の灌流が有用である。臨床経験から、血液濾過システム内で凝固が起こった場合、それは第１の透析カートリッジ内で開始していることが示唆される。全身ヘパリンまたは局所シトレートなどの抗凝固プロトコルが現在確立されており、臨床血液透析に日常的に使用されている。

２．Ｃ．心肺バイパスシステムの一部としての選択的サイトフェレーシス抑制装置
図３Ａ〜図３Ｂに示すように、手術（例えば、バイパス手術）に続発した炎症状態を処置および／または予防するために、心肺バイパス（ＣＰＢ）回路内にＳＣＤカートリッジを使用することができる。図３Ａおよび図３Ｂは、例示的ＣＰＢシステム中の図１ＡのＳＣＤカートリッジを示す。ＣＰＢは、心臓および肺の左右両側から血液を迂回させるのに使用される。これは、心臓の右側から血液を排出させ、動脈循環を灌流することにより達成される。しかし、全身から肺への側副枝、全身から全身への側副枝、および手術部位出血により血液は心臓の左側に戻るため、ＣＰＢ中は心臓の左側の特殊な排出機構が必要となる。任意で、特殊なポンプおよびチューブ機構により心停止液（ｃａｒｄｉｏｐｌｅｇｉａ）を供給することができる。標準的なＣＰＢシステムは、３つのサブシステムに大まかに分類することができる幾つかの特徴を有する。第１のサブシステムは、酸素を供給し、血液から二酸化炭素を除去する酸素化−換気サブシステムである。第２のサブシステムは温度制御システムである。第３のサブシステムは、インラインモニタおよび安全装置を備える。

図３Ａの実施形態に示すように、血液は、静脈カニューレ３００を通って対象から血液ライン３１０に移動する。血液は血液ライン３１０を通って流れ、ＳＣＤ流出ライン３３０に接続する再循環接合部３２０を通過する。ＳＣＤ流出ライン３３０には、ＳＣＤ装置１００で処置された血液が入っている。血液ライン３１０内の血液はＳＣＤで処置された血液と混合し、静脈リザーバ３５０に進み、酸素化装置３６０に達し、ここで血液は酸素化される。酸素化された血液は、その後、酸素化装置３６０から流出し、ＳＣＤ流入ライン３８０との接合部３７０に達する。ここで、血液ライン３１０内の血液の一部は、ＳＣＤ流入ライン３８０を通ってＳＣＤ１００に迂回し、ＳＣＤカートリッジ１００で処置される。ＳＣＤ流入ライン３８０を通る血液の流れはポンプ３８２によって制御される。ＳＣＤカートリッジ１００は、炎症に関連する細胞、例えば、白血球または血小板を捕捉・選択するように設計されている。白血球を含有する血液は入口１１４に入り、中空繊維を包囲するＥＣＳ１１２（図１Ａ参照）の中に移動する。白血球は、装置内で、例えば、固体支持体１２０の流体接触面（図１Ａ参照）（即ち、中空繊維の外面）上に捕捉される。ポンプ３８２における流量は、白血球が結合できるほど中空繊維の表面の剪断力が小さくなる（前述の範囲）ように前述の範囲で選択することができる。ＥＣＳ１１２（図１Ａ参照）内の血液は出口１１８を通ってＳＣＤから出て、ＳＣＤ流出ライン３３０に入る。接合部３７０で、血液ライン３１０内の血液の一部はまた、動脈フィルタ／気泡トラップ３９０に進んだ後、動脈カニューレ３９５で対象に戻される。

血液に薬剤を添加する必要はないが、一実施形態では、シトレート供給装置３３５およびシトレートポンプ３３６でシトレートをＳＣＤ流入ライン３８０内の血液に添加し、カルシウム供給装置３４５およびカルシウムポンプ３４６でカルシウムをＳＣＤ流出ライン３３０内の血液に添加する。白血球などの炎症に関連する細胞を抑制するおよび／または不活性化するために、ＳＣＤカートリッジ１００に流入する血液にシトレート（または本明細書に記載の別の白血球抑制剤）をシトレート供給装置３３５から添加する。対象に返血されるように血液を調製するために、カルシウムを血液に添加することができる。

図３Ｂに示す回路は、例えば、再循環接合部３２０（図３Ａを参照）で回路内に血液を再循環させないという点で、図３Ａの回路とは異なる。代わりに、図３Ｂに示すように、血液は静脈カニューレ３００を通って対象から血液ライン３１０に移動し、そこで、血液は静脈リザーバ３５０に直接流動し、酸素化装置３６０に達して、ここで血液は酸素化される。その後、酸素化された血液は酸素化装置３６０から流出し、ＳＣＤ流入ライン３８０との接合部３７０に達する。ここで、血液ライン３１０内の血液の一部は、図３Ａに関して前述したように、ＳＣＤ流入ライン３８０を通ってＳＣＤカートリッジ１００に迂回し、ＳＣＤカートリッジ１００で白血球が捕捉される。ＳＣＤカートリッジ１００から出る血液はＳＣＤ流出ライン３３０に入り、接合部３８６で酸素化された血液と混合する。ＳＣＤカートリッジからの血液は血液ライン３１０内の血液と混合した後、血液ライン３１０内を動脈フィルタ／気泡トラップ３９０まで進み、その後、動脈カニューレ３９５で対象に戻される。

シトレートをＳＣＤ流入ライン３８０内の血液に添加するためのシトレート供給装置３３５およびシトレートポンプ３３６、ならびにカルシウムをＳＣＤ流出ライン３３０内の血液に添加するためのカルシウム供給装置３４５およびカルシウムポンプ３４６。図３Ａに関して記載したように、シトレートまたは他の任意の白血球抑制剤をシトレート供給装置３３５から血液に添加し、白血球などの炎症に関連する細胞を抑制するおよび／または不活性化する。対象に返血されるように血液を調製するために、カルシウムを血液に添加することができる。

２．Ｄ．選択的サイトフェレーシス抑制装置の追加の特徴
幾つかの実施形態では、ＳＣＤカートリッジは、特定の障害を処置および／または予防するように構成されている。しかし、特定の障害の処置および／または予防に多くの異なる構成を使用できることが理解される。

さらに、ＳＣＤカートリッジは、水平方向に配置されてもまたは垂直方向に配置することも、温度制御された環境に置くこともできる。ＳＣＤカートリッジ内で最適な細胞機能が確保されるように、細胞を含むＳＣＤカートリッジの温度は好ましくはＳＣＤの動作中ずっと約３７℃〜約３８℃に維持される。例えば、加温ブランケットを使用してＳＣＤカートリッジを適切な温度に維持してもよいが、これに限定されるものではない。システム中に他の装置を使用する場合、最適な性能が得られるように、異なる温度が必要な場合がある。

幾つかの実施形態では、ＳＣＤカートリッジおよび／またはＳＣＤカートリッジを組み込む流体回路は、プロセッサ（例えば、コンピュータソフトウェア）により制御される。このような実施形態では、対象の活性化白血球のレベルの変化を検出し、プロセッサにこのような情報（例えば、白血球レベルおよび／または炎症性障害の発症リスクの上昇に関する情報）を提供するように装置を構成することができる。幾つかの実施形態では、特定の活性化白血球レベルに達した場合または対象が炎症性障害（例えば、ＳＩＲＳ）を発症する特定のリスクを有すると思われる場合、炎症性障害を発症する可能性を減少させるために対象の血液をＳＣＤで処理する。幾つかの実施形態では、流体回路は、これらの測定値に応答して、ＳＣＤで対象の血液を自動的に処理することができる。他の実施形態では、対象の白血球のレベルが高いことまたはリスクが高いことを医療従事者に警告し、医療従事者は処置を開始する。

本発明のカートリッジを様々なキットまたはシステムに含むことができることが考えられる。例えば、キットまたはシステムは、本発明のＳＣＤカートリッジ、白血球抑制剤（例えば、シトレートなどのカルシウムキレート剤）、同種移植細胞（例えば、尿細管細胞）、または他の部材を含むことができる。さらに、ＳＣＤカートリッジを、対象の体内に濾過装置を埋め込むのに必要な様々な外科用器具と組み合わせてもよい。

４．炎症に関連する細胞の抑制および／または不活性化
ＳＣＤカートリッジを構成し、本発明の方法を実施すると、対象の血液中の活性化白血球などの白血球からの炎症誘発性物質の放出が抑制されおよび／または白血球が不活性化され、これにより対象の炎症反応が予防されるおよび／または減少する。様々な方法を使用することができる。例えば、幾つかの実施形態では、ＳＣＤカートリッジおよびＳＣＤカートリッジの１つ以上を組み込む流体回路は、白血球（例えば、捕捉される活性化および／または感作白血球）を白血球抑制剤に暴露することにより、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化することができる。白血球抑制剤を、ＳＣＤカートリッジの流体接触面、例えば、中空繊維に共有結合または非共有結合により結合させることができる。それに加えて、またはその代わりに、白血球抑制剤をＳＣＤカートリッジまたはＳＣＤカートリッジを組み込む回路に、例えば、膜表面またはその近傍に、白血球の捕捉前、捕捉中、または捕捉後に注入することができる。

本発明は、特定のタイプまたは種類の白血球抑制剤に限定されない。白血球抑制剤としては、例えば、抗炎症生物剤、抗炎症小分子、抗炎症薬、抗炎症細胞、および抗炎症膜が挙げられる。幾つかの実施形態では、白血球抑制剤は、活性化白血球の活性を抑制することができる任意の物質または化合物であり、それには非ステロイド系抗炎症薬（ＮＳＡＩＤ）、抗サイトカイン薬、メシル酸イマチニブ、ソラフェニブ、リンゴ酸スニチニブ、抗ケモカイン薬、免疫抑制剤、セリン白血球抑制剤、酸化窒素、多形核白血球抑制因子、分泌白血球抑制剤、およびカルシウムキレート剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。カルシウムキレート剤の例としては、シトレート、ヘキサメタリン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、ｏ−フェナントロリン、およびシュウ酸等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。白血球抑制剤は、白血球または免疫細胞を抑制することが知られている任意のタンパク質またはペプチドであってもよく、それにはアンジオゲニン、ＭＡＲＣＫＳ、ＭＡＮＳ、補体因子Ｄ、ジスルフィドＣ３９−Ｃ９２含有トリプシンアンジオゲニンフラグメント

およびその合成類似体が挙げられるが、これらに限定されるものではなく；白血球抑制剤はまた、Ｔｓｃｈｅｓｃｈｅ ｅｔ ａｌ．（１９９４）Ｊ．ＢＩＯＬ．ＣＨＥＭ．２６９（４８）：３０２７４−８０、Ｈｏｒｌ ｅｔ ａｌ．（１９９０）ＰＮＡＳ ＵＳＡ ８７：６３５３−５７、Ｔａｋａｓｈｉ ｅｔ ａｌ．（２００６）ＡＭ．Ｊ．ＲＥＳＰＩＲＡＴ．ＣＥＬＬ ＡＮＤ ＭＯＬＥＣ．ＢＩＯＬ．３４：６４７−６５２、およびＢａｌｋｅ ｅｔ ａｌ．（１９９５）ＦＥＢＳ ＬＥＴＴＥＲＳ ３７１：３００−３０２により報告された、白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制を促進するおよび／または白血球を不活性化することができるタンパク質、ペプチド、および類似体であってもよい。さらに、白血球抑制剤は、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化することが知られている任意の核酸であってもよい。白血球抑制剤は、溶液の状態であってもまたは凍結乾燥されていてもよい。

任意の量または濃度の白血球抑制剤を使用して、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化することができる。白血球抑制剤は、システムの通路、通路領域、装置、装置領域、またはシステム領域に、当該技術分野で公知の任意の方法で導入することができる。例えば、白血球抑制剤をポートに注入することができる。通路に注入される白血球抑制剤の量は、同じ通路内または隣接する通路内で捕捉される白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化するのに十分な量とすることができる。幾つかの実施形態では、白血球抑制剤、例えば、シトレートを、システム、システムの領域、または、他の機能を果たし白血球を捕捉しない装置を含むシステム内の１つ以上の装置に注入してもよい。より詳細には、白血球抑制剤（例えば、シトレート）を、白血球を捕捉する通路の上流、白血球を捕捉する通路の中、または白血球を捕捉する通路の下流に注入してもよい。あるいは、白血球抑制剤はシステム内の１つ以上の通路、通路領域、装置、またはシステム領域に収容されていてもよい。例えば、白血球抑制剤は、白血球を捕捉するように構成されている通路内の表面、または別の通路内の表面に、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制するおよび／または白血球を不活性化するのに十分な量で結合していてもよい。

白血球からの炎症誘発性物質の放出の抑制および／または白血球の不活性化は、白血球の捕捉前、捕捉中、および／または捕捉後に一時的に行うことができる。さらに、白血球は、捕捉後に一定時間、抑制または不活性化された状態を維持することができる。特定の実施形態では、白血球を目標濃度の白血球抑制剤に暴露している時または目標濃度のＣａ_ｉ（通常約０．２０ｍｍｏｌ／Ｌ〜約０．４０ｍｍｏｌ／Ｌ）に暴露している時に、白血球を抑制または不活性化することができ、Ｃａ_ｉはシトレートなどの白血球抑制剤への暴露により生じる。白血球を目標濃度の白血球抑制剤または目標濃度のＣａ_ｉに暴露させる時間は、白血球を捕捉する時間より前とすることも、白血球を捕捉する時間を含むことも、および／または白血球を捕捉する時間の後とすることもできる。特定の実施形態では、白血球は、白血球抑制剤への暴露後に一定時間、抑制または不活性化され続ける、または抑制または不活性化された状態を維持することができる。

白血球抑制剤への暴露時間は、使用する薬剤、白血球の活性化の程度、炎症誘発性物質の産生の程度、および／または炎症状態が患者の健康を損なった程度に応じて変わり得る。暴露は、例えば、１〜５９秒間、１〜５９分間、１〜２４時間、１〜７日間、１週間以上、１か月間以上、または１年間以上とし得る。特定の実施形態では、処置される白血球を（例えば、少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも６時間、少なくとも８時間、または少なくとも１２時間にわたって、カートリッジで捕捉するおよび／または白血球抑制剤（例えば、カルシウムキレート剤）に暴露することができる。特定の実施形態では、対象からの白血球を２〜２４時間、２〜１２時間、４〜２４時間、または４〜１２時間にわたって処置する。

白血球抑制剤は、システムの動作前または動作中にシステムに投与することができる。特定の実施形態では、システムの動作中に白血球抑制剤を投与し、システムに投与される白血球抑制剤の量を監視する。

幾つかの実施形態では、白血球抑制剤をシステムに（例えば、図２Ａ〜図２Ｄに示すポート２０６に、または図３Ａおよび図３Ｂに示す供給装置３３５およびポンプ３３６から）滴下注入することができる。監視される血液特性に対して滴下注入を調節することができる。例えば、血液中のＣａ_ｉが特定のレベルに、例えば、約０．２〜約０．４ｍｍｏｌ／ＬのＣａ_ｉ濃度に維持されるように、シトレートをシステムに滴下注入することができる。生物学的適合性のある任意の種類のシトレート、例えば、０．６７％のシトレート三ナトリウムまたは０．５％のシトレート三ナトリウムを使用することができる。例えば、Ｔｏｌｗａｎｉ ｅｔ ａｌ．（２００６）ＣＬＩＮ．Ｊ．ＡＭ．ＳＯＣ．ＮＥＰＨＲＯＬ．１：７９−８７を参照されたい。幾つかの実施形態では、白血球からの炎症誘発性物質の放出を抑制した後および／または白血球を不活性化した後、対象に返血されるように血液を再調節するために、第２の溶液をシステムに（例えば、図２Ａ〜図２Ｄに示すポート２５８に、または図３Ａおよび図３Ｂに示す供給装置３３５およびポンプ３３６から）添加することができる。例えば、カルシウムキレート剤を白血球抑制剤として使用する実施形態では、対象に返血される前に、カルシウムを血液に添加することができる。

一実施形態では、シトレート溶液、例えば、ＡＣＤ−Ａ（Ｂａｘｔｅｒ Ｆｅｎｗａｌ，Ｃｈｉｃａｇｏ ＩＬ；１００ｍＬ当たりの含有量：デキストロース２．４５ｇ、シトレートナトリウム２．２ｇ、シトレート７３０ｍｇ、２５℃でｐＨ４．５〜５．５）を収容する１０００ｍＬのバッグを注入ポンプに取り付けた後、システムの動脈ライン（対象から装置への流出）に（例えば、ポート２０６に；ＣＰＢ状態の対象からの流出は静脈ラインと称され、注入は、例えば、供給装置３３５およびポンプ３３６から行う）取り付けることができる。陰圧弁を使用してシトレートポンプ機能（血液ポンプの近位の陰圧領域への注入）を促進することができる。シトレート注入の初期速度は、一定、例えば、血流量（単位、ｍＬ／分）の約１．５倍（単位、ｍＬ／時間）とすることができる（例えば、血流量が約２００ｍＬ／分の場合、シトレート注入の初期一定速度は約３００ｍＬ／時間であってもよい）。さらに、濃度約２０ｍｇ／ｍＬの塩化カルシウム注入剤をシステムの静脈ポート（例えば、図２Ａ〜図２Ｄのポート２５８）の近傍に添加してもよく；ＣＰＢ状態における類似の位置を、図３Ａおよび図３Ｂでは供給装置３３５およびポンプ３３６として示す）。初期カルシウム注入はシトレート注入速度の１０％（例えば、３０ｍＬ／時間）に設定することができる。Ｃａ_ｉを連続的にまたは様々な時間に、例えば、最初の８時間は２時間毎に、次の１６時間は４時間毎に、その後は６〜８時間毎に監視することができる。必要に応じて監視を増加することができ、システム内の２つ以上の位置で、例えば、シトレート注入後、およびカルシウム注入後の位置で監視することができる。

例示的なシトレート滴下注入プロトコルおよび塩化カルシウム滴下注入プロトコルをそれぞれ表３および表４に示す。この実施形態では、ＳＣＤ内での目標Ｃａ_ｉ範囲は、約０．２０ｍｍｏｌ／Ｌ〜約０．４０ｍｍｏｌ／Ｌであり、Ｃａ_ｉ目標濃度はシトレート（例えば、ＡＣＤ−Ａシトレート溶液）の注入により達成される。これは動的プロセスであるため、ＳＣＤ内での目標Ｃａｉ範囲を達成するためにシトレートの注入速度を変化させる必要がある場合がある。このようにするためのプロトコルを下記に示し、注入は前述の注入箇所で行う。

（表３）シトレート注入の滴下注入指針

（表４）カルシウム注入の滴下注入指針

本明細書に記載の不活性化方法は血小板にも適用できることを理解されたい。特定の実施形態では、血小板を不活性化するおよび／または血小板からの炎症誘発性物質の放出を抑制するのに使用される薬剤としては、トロンビンを阻害する薬剤、アンチトロンビンＩＩＩ、メグラトラン（ｍｅｇｌａｔｒａｎ）、ヘルジン（ｈｅｒｕｄｉｎ）、プロテインＣおよび組織因子経路阻害剤が挙げられるが、これらに限定されるものではない。さらに、白血球抑制剤には血小板抑制剤として作用し得るものがある。例えば、シトレート、ヘキサメタリン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、ｏ−フェナントロリン、およびシュウ酸などのカルシウムキレート剤は、血小板を不活性化することができるおよび／または血小板からの炎症誘発性物質の放出を抑制することができる。

前述の説明に鑑みて、下記に示す非限定的な具体例は説明を目的とするものであって、決して本発明の範囲を限定するものではない。

実施例１．動物モデルにおける急性敗血症に伴う炎症の処置
活性化白血球、とりわけ好中球は、敗血症ならびに他の臨床炎症性障害の発症および進行の主因となる。この実施例は、白血球の捕捉および不活性化に対する異なるＳＣＤカートリッジの効果を評価するインビボ実験について説明する。その結果から、大型動物モデルでは、特定のＳＣＤカートリッジの選択が敗血症の発症および進行に重大な影響を及ぼし得ることが分かる。特に、その結果から、捕捉面積の大きいＳＣＤカートリッジの方が捕捉面積の小さいＳＣＤカートリッジよりも、敗血症に伴う合併症の軽減および生存期間の延長における効果が大きいことが分かる。

（Ｉ）方法および材料
Ａ−動物モデル
炎症の処置におけるＳＣＤカートリッジの有効性を、十分確立されたブタ急性敗血症性ショックモデルで評価した（例えば、Ｈｕｍｅｓ ｅｔ ａｌ．（２００３）Ｃｒｉｔ． ＣＡＲＥ ＭＥＤ．３１：２４２１−２４２８を参照されたい）。

体重３０〜３５ｋｇのブタを使用した。麻酔の投与および挿管後、ブタに動脈カテーテルおよびスワン−ガンツ熱希釈カテーテル（これらを変換器に接続した）を配置して、動脈血圧、心拍出量、および中心静脈圧を監視した。超音波血流プローブを腎動脈に配置して、腎血流量（ＲＢＦ）を連続的に評価した。

敗血症性ショックを誘発するために、ブタに大腸菌（Ｅ．ｃｏｌｉ）３０×１０^１０細菌／ｋｇ体重を腹腔内投与した。ヒトの臨床状態をより適切に再現するために、抗生物質セフリアキソン（Ｃｅｆｒｉａｘｉｏｎｅ）（１００ｍｇ／ｋｇ）を細菌注入の１５分後に投与した。細菌注入後、最初の１時間、全ての動物を晶質８０ｍＬ／ｋｇおよびコロイド８０ｍＬ／ｋｇで蘇生した。処置群は全て同一内容の蘇生プロトコルを受けた。動物に昇圧薬または陽性変力薬は投与しなかった。

Ｂ−ＳＣＤカートリッジを含む体外回路
細菌投与直後に、動物を、図４に示すような、標準的な持続的腎代替療法（ＣＲＲＴ）血液濾過器およびＳＣＤ装置を含む体外回路に接続した。血液濾過器はＦｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｆ−４０血液濾過カートリッジ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ ＡＧ）であった。特殊な血液ラインコネクタを使用し、ＳＣＤカートリッジ（ＣｙｔｏＰｈｅｒｘ，Ｉｎｃ．）をその側方ポートを介して血液濾過器の血液ポートに接続した。２つのタイプのＳＣＤカートリッジを試験した。第１のタイプのＳＣＤカートリッジ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｆ−４０血液濾過カートリッジをベースにする）は、毛細管外空間に面する膜表面積が１．０ｍ^２であり、そのＥＣＳ充填容積が１３０ｍＬであった。第２のタイプのＳＣＤカートリッジ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｆ−８０Ａ血液濾過カートリッジをベースにする）は、毛細管外空間に面する膜表面積が２．５ｍ^２であり、そのＥＣＳ充填容積が２５０ｍＬであった。Ｆ−４０ ＳＣＤカートリッジおよびＦ−８０Ａ ＳＣＤカートリッジにはそれぞれ、内径２００μｍおよび壁厚４０μｍのポリスルホン中空繊維が収容された。ＳＣＤでの圧力損失は７０〜７５ｍｍＨｇであった。これらの実験にはＧａｍｂｒｏ ＡＫ−１０またはＦｒｅｓｅｎｉｕｓ ２００８Ｈ透析ポンプシステムを使用した。体外血流量を１００〜１５０ｍＬ／分に調節した。

バランス電解液置換液（デキストロース５％中、Ｎａ１５０ｍＥｑ／Ｌ、Ｃｌ１１５ｍＥｑ／Ｌ、ＨＣＯ_３３８ｍＥｑ／Ｌ、Ｃａ２．５ｍＥｑ／Ｌ、およびＭｇ１．６ｍＥｑ／Ｌ）を、回路から出る正味限外濾過濾液に対して１：１の体積置換ベースで血液ラインに注入した。さらに、１５０ｍＬ／ｈの通常生理食塩水での連続量蘇生を採用し、被処置動物の平均動脈圧および心拍出量を維持した。

対照として、血液濾過器だけを含み、ＳＣＤ装置を含まない回路で１動物群（ｎ＝３）に体外血液灌流を施した。これらの動物は局所シトレート注入も受け、従来シトレート（Ｃｏｎ−シトレート）群と称された。第２の動物群もＳＣＤ群と同様にシトレートで処置したが、細菌注入は行わなかった。これらの動物は非敗血症性対照（ＮＳ−対照）群と称された。

Ｃ−抗凝固プロセス
抗凝固プロセスは、この一連の実験において重要な変数であった。ＳＣＤ−ヘパリン群（ＳＣＤ−Ｈ、ｎ＝１２）と称される１動物群は全身ヘパリン化を受け、目標活性化凝固時間（ＡＣＴ）２００〜３００秒で体外回路の開通性を維持し、毛細管外空間に面する膜表面積が１．０ｍ^２のＦｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｆ−４０カートリッジをベースにするＳＣＤカートリッジで処置された。ＳＣＤ−シトレート、Ｆ−４０群（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０；ｎ＝１３）と称される第２の動物群は、毛細管外空間に面する膜表面積が１．０ｍ^２のカートリッジである、Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｆ−４０をベースにするＳＣＤカートリッジで処置され、局所シトレート抗凝固を受けた（Ｐｉｎｎｉｃｋ，Ｒ．Ｖ．ｅｔ ａｌ．，（１９８３）Ｎ．ＥＮＧＬ．Ｊ．ＭＥＤ．，３０８（５）：２５８−２６１；Ｌｏｈｒ，Ｊ．Ｗ．ｅｔ ａｌ．，（１９８９）ＡＭ．Ｊ．ＫＩＤＮＥＹ ＤＩＳ．，１３（２）：１０４−１０７；Ｔｏｂｅ，Ｓ．Ｗ．ｅｔ ａｌ．（２００３）Ｊ．ＣＲＩＴ．ＣＡＲＥ，１８（２）：１２１−１２９）。さらに、第３の動物群も局所シトレート抗凝固を受け、毛細管外空間に面する膜表面積が２．５ｍ^２のＦｒｅｓｅｎｉｕｓ Ｆ−８０ＡをベースにするＳＣＤカートリッジ（ＳＣＤ−Ｃ、２．５；ｎ＝３）で処置された。局所シトレート凝固は、血液濾過器の前にシトレートデキストロース−Ａ（ＡＣＤ−Ａ，Ｂａｘｔｅｒ）を全血１０００ｍＬ当たりシトレート２．５〜５．０ｍＭの割合で注入することにより達成した。これにより本質的に回路中のｉＣａ濃度が０．２〜０．５ｍｍｏｌ／Ｌに低下した。全身ｉＣａ値１．１〜１．３ｍｍｏｌ／Ｌを維持するように、塩化カルシウムを回路の静脈還流に注入した。ｉＳＴＡＴ読み取り装置（Ａｂｂｏｔｔ Ｌａｂｓ）を使用してｉＣａレベルを監視した。

Ｄ−全血球計算値、血清化学、および全身炎症パラメータ
全血球計算値および血清化学は、それぞれ、Ｈｅｍａｖｅｔ自動分析装置（Ｄｒｅｗ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）およびＶＥＴ Ｔｅｓｔ分析装置（ＩＤＥＸＸ）で測定した。血清ミエロペルオキシダーゼ（ＭＰＯ）活性は、ＭＰＯの強力かつ特異的阻害剤である４−アミノ安息香酸ヒドラジドを含む、ｏ−ジアニシジンアッセイの変法を使用して測定した（Ｆｉｅｔｚ Ｓ，ｅｔ ａｌ．，（２００８）ＲＥＳ．ＶＥＴ．ＳＣＩ．，８４（３）：３４７−３５３）。ＩＬ−１β、ＩＬ−６、ＩＬ−８、ＩＬ−１０、ＴＮＦ−αおよびＩＦＮ−γを含むサイトカイン濃度は、Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ製の市販の酵素結合免疫吸着アッセイ（ＥＬＩＳＡ）キットで測定した。

Ｅ−白血球活性化の評価
ＦＩＴＣ−結合抗ブタＣＤ１１ｂ抗体（ＳｅｒｏＴｅｃ）を予冷した末梢血に添加した。赤血球を溶解し、ＦＡＣＳ溶解溶液（Ｂｅｃｔｏｎ−Ｄｉｃｋｉｎｓｏｎ）を添加することにより残存する白血球を固定した。遠心分離により細胞を回収し、再懸濁して、フローサイトメトリー分析を行った。ＣＤ１１ｂ発現をＡｃｃｕｒｉフローサイトメータで平均蛍光強度（ＭＦＩ）として定量的に評価した。

末梢血単核細胞（ＰＢＭＣ）を静脈血から単離した。単核細胞の単離には、標準的なＦｉｃｏｌｌ−Ｈｙｐａｑｕｅ勾配法を使用した（Ｈｕｍｅｓ ｅｔ ａｌ．（２００３）ｃｒｉｔ．ＣＡＲＥ ＭＥＤ．３１：２４２１−２４２８）。次いで、これらの細胞を、１μｇ／ｍＬのリポ多糖類（ＬＰＳ）の非存在下または存在下、抗生物質を補ったＲＰＭＩ−１６４０培地が入った培養プレート内で２４時間インキュベートした。上清を回収し、サイトカイン濃度を測定した。次いで、上清中の刺激サイトカイン濃度対非刺激サイトカイン濃度の比を算出した。

Ｆ−肺組織学および免疫組織化学
ＳＣＤ−シトレートまたはＳＣＤ−ヘパリン条件で処置した敗血症性ブタから、死後、肺試料を摘出した。５つの肺葉のそれぞれから得た２つの無作為切片を処理し、凍結薄切した。凍結した肺試料を５μｍの厚さに切断し、４％パラホルムアルデヒドで氷上にて（ｏｎ ｉｃｅ）１０分間固定した。光学顕微鏡検査またはＣＤ１１ｂ評価を行うために、組織をヘマトキシリン・エオシン染色し；切片をＰＢＳ中のヤギ血清で１時間インキュベートすることにより非特異的吸着を最小限に抑えた。

ＣＤ１１ｂ発現の評価を行うために、肺切片を推奨された希釈度の一次抗体である抗ＣＤ１１ｂ抗体と共に室温で１時間インキュベートした。この後、抗マウスＩｇＧ Ａｌｅｘａｆｌｕｏｒ５９４コンジュゲート（１：２００希釈）と共に室温で３０分間インキュベートし、核をＤＡＰＩで対比染色した。ＩｍａｇｅＪソフトウェア（Ａｂｒａｍｏｆｆ，Ｍ．Ｄ．（２００４）Ｂｉｏｐｈｏｔｏｎｉｃｓ Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ，１１（７）：３６−４２）を使用して、固定キャプチャ設定（ｆｉｘｅｄ ｃａｐｔｕｒｅ ｓｅｔｔｉｎｇｓ）で撮影した無作為の１０倍の倍率の画像中のＣＤ１１ｂ陽性面積のパーセンテージを定量化した。同じ画像中のＤＡＰＩ陽性面積のパーセンテージを求めることにより、細胞数の正規化を達成した。結果をＣＤ１１ｂ陽性面積率対ＤＡＰＩ陽性面積率の比として表した。

Ｇ−ＳＣＤカートリッジからの細胞溶出
回路を切断する前に、置換液で灌流することにより血液をブタに戻した。その後、灌流液から目に見える血液がなくなるまで、ＳＣＤ毛細管外空間（ＥＣＳ）を置換液で連続的に洗い流した。置換液を排出した後、カートリッジを固定して組織学的処理を行った（Ｈｕｍｅｓ，Ｈ．Ｄ．ｅｔ ａｌ．，（２０１０）ＢＬＯＯＤ ＰＵＲＩＦＩＣＡＴＩＯＮ，２９：１８３−１９０）またはカルシウムキレート剤を含有する安定化緩衝液と交換した。接着細胞をＳＣＤ溶出液から機械的に除去し、分析した。装置に接着した細胞が全て確実に溶出するように、溶出後、幾つかのカートリッジをＤＮＡ単離緩衝液（ＳＤＳおよびプロテイナーゼＫ）で消化した。このようにして抽出されたＤＮＡは、平均で、カートリッジから溶出したＤＮＡの５パーセント未満であった。

Ｈ−統計解析
複数の時点における群間比較には、反復測定ＡＮＯＶＡを使用した。さもなければ、群間比較には、適宜、対応または独立ステューデントＴ検定を使用した。統計学的有意性はｐ＜０．０５と定義した。

（ＩＩ）結果および考察
Ａ−心血管パラメータの観測
ブタ敗血症性ショックモデルを使用して、全身ヘパリンまたは局所シトレート抗凝固と併用した、膜表面積の異なるＳＣＤカートリッジの有効性を評価した。具体的には、１動物群（ＳＣＤ−Ｈ）は、全身ヘパリン抗凝固およびＦ−４０をベースにするＳＣＤカートリッジまたはＦ−８０ＡをベースにするＳＣＤカートリッジで処置した。第２の動物群は、局所シトレート抗凝固およびＦ−４０をベースにするＳＣＤカートリッジで処置した（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０）。第３の動物群は、局所シトレート抗凝固およびＦ−８０ＡをベースにするＳＣＤカートリッジで処置した（ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ）。第４の動物群にはシトレートを投与したがＳＣＤ装置は用いなかった（ｃｏｎ−シトレート）。

表５および図５Ａに示すように、細菌を腹腔内投与することにより、４つの動物群全てで、平均動脈圧（ＭＡＰ）の急速で著しい低下が誘導された。この低下は徐々に進行し、最終的に致命的になった。

（表５）心血管パラメータ

心拍出量（ＣＯ）も評価した。図５Ｂに示すように、ＳＣＤ−Ｃ群の方が、ＣＯが有意に高かった（ｐ＜０．０２）。肺毛細管楔入圧は３群全てで類似していたため、ＣＯがこのように高かったのは、左室充満圧の差によるものではなかった。むしろ、ＳＣＤ−Ｃ群でＣＯが高かったのは、全身血管抵抗（ＳＶＲ；ｐ＜０．０３；図５Ｃ）および肺血管抵抗（ＰＶＲ；ｐ＜０．００１；図５Ｄ）のレベルが比較的低かったことと関連した。特に、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群は、一貫して心拍出量（ｃａｒｄｉａｃ ｏｕｔ）が最も改善されており、また他の群と比較してＳＶＲ、ＰＶＲ、および腎血管抵抗が低かった（図５Ｅ）。

細菌敗血症によって誘発される全身性毛細血管外漏出の定量的尺度として、ヘマトクリット（ＨＣＴ）の変化を評価した。図５Ｆに示すように、ＳＣＤ−Ｈ群の方がＨＣＴ増加率が高く、血管内コンパートメントからの容積損失率が大きいことを反映している。比較して、ＳＣＤ−Ｃ群では６時間後にＨＣＴレベルがプラトーに達した。特に、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群は、細菌活性化全身性毛細血管外漏出を最もよく防止した。

腎パラメータも評価した。図６に示すように、ＳＣＤ−Ｃ群は、ＢＵＮ濃度（ｐ＜０．０２）および血清クレアチニンレベル（ｐ＝０．００７）が比較的低いことに反映されるように、ＳＣＤ−Ｈ群と比較してずっと優れた腎機能を示した。ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群ではＳＣＤ−Ｈ群と比較して腎血流量（ＲＢＦ）もずっとよく維持された（ｐ＜０．０５）。さらに、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群もずっと高い尿量を示した（ｐ＜０．０５）。

ＳＣＤ−Ｃ群で観測される心血管パラメータと腎パラメータの改善は、生存時間の延長に繋がった。図７に示すように、ＳＣＤ−Ｈ動物の生存時間が６．４±０．３時間であったのに対して、シトレートで処置された動物は８．８±０．４時間生存した（ｐ＝０．０００２）。特に、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群は、図８に示すように、生存時間が最も長かった（１１．５、１０、および９．５時間）。

ＳＣＤ装置とシトレートの組み合わせで処置した動物だけが心血管パラメータおよび臓器機能の改善を示した。単一の血液濾過器カートリッジとシトレート抗凝固を用いたが、ＳＣＤ装置は用いずに処置したＣｏｎ−シトレート動物群は、ＳＣＤ−Ｈ群と類似の心血管パラメータを示し、平均生存時間６．５±０．５時間であった。したがって、生存に関する利点を得るには、ＳＣＤカートリッジとシトレート抗凝固プロトコルの両方が必要であった。さらに、捕捉のための表面積は、敗血症に関する合併症の軽減に対しておよび感染後生存時間の延長に重大な影響を及ぼし得ることが分かった。

Ｂ−白血球の捕捉および活性化の観測
活性化白血球のＳＣＤ膜に沿った捕捉を評価するために、ブタ敗血症試験の終わりにＳＣＤカートリッジを処理して、組織学的評価を行った。図９に示す光学顕微鏡検査の結果から、白血球がＳＣＤ膜の外面に沿って付着し、凝集することが明らかになった。接着白血球の量とタイプを調べるために、処置時間の終わりに装置を処理し、細胞を膜から溶出した。ＳＣＤ−ＨカートリッジおよびＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０カートリッジから溶出した白血球（ＷＢＣ）の数はそれぞれ６．４４±３．４×１０^８および１．７２±１．２０×１０^８細胞（図１０Ａ）（ｐ＜０．０５）であり、シトレート抗凝固により接着白血球数が減少することが分かった。さらに、溶出した細胞の分布は、ＳＣＤ−Ｈ群では好中球７９±５％および単球２１±４％であったのに対し、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０群では好中球５５±４および単球３０±５％であった（図１０Ｂ）。驚くべきことに、平均１．８８±１．２１×１０^７細胞がＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群のカートリッジから溶出した（図１０Ａ）が、それはＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０群からの平均溶出細胞数より約１０倍少なかった。したがって、Ｆ−８０Ａの膜表面積の方がかなり大きいため白血球の保持が高かった可能性があるが、白血球の不活性化におけるＳＣＤカートリッジの効率のため、処理の終わりまでに白血球の保持が劇的に低下したと見受けられる。平均８×１０^６個の細胞が非敗血症性対照動物のカートリッジから溶出したが（ｎ＝２）、ＳＣＤ−Ｈ群およびＳＣＤ−Ｃ群のカートリッジ中に捕捉された細胞の大部分は活性化白血球であることが示唆された。ＳＣＤ−Ｃ群では、管腔血液灌流でカートリッジの管腔から溶出した細胞は２×１０^４個未満であった。

ＳＣＤカートリッジとシトレート抗凝固の併用が全身循環中の好中球の活性に影響を及ぼし得るかどうかを明らかにするために、好中球活性化のバイオマーカーを評価した。活性化好中球は、微生物の侵入または組織傷害に応答して様々な酵素を放出する。好中球顆粒から放出される主な酵素はミエロペルオキシダーゼ（ＭＰＯ）（Ｋｌｅｂａｎｏｆｆ，Ｓ．Ｊ．，ｅｔ ａｌ．，（２００５）ＬＥＵＫＯＣ．ＢＩＯＬ．７７（５）：５９８−６２５）であるため、血中ＭＰＯレベルは、好中球の活性化レベルを反映する。図１１Ａに示すように、ＳＣＤ−Ｃ群の血漿ＭＰＯレベルはＳＣＤ−Ｈ群と比較して有意に低く、活性化好中球のレベルが低いことを反映した。さらに、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群は、最も低いＭＰＯレベルを示した。循環好中球でのＣＤ１１ｂ発現量を測定することにより全身循環好中球の活性化も評価した。ＣＤ１１ｂは、炎症部位における活性化した内皮への白血球の接着に関与する膜タンパク質である（Ｆａｎ，Ｓ．Ｔ．，ｅｔ ａｌ．，（１９９３）Ｊ．ＩＭＭＵＮＯＬ．，１５０（７）：２９７２−２９８０）。図１１Ｂに示すように、循環好中球でのＣＤ１１ｂ発現量は、ＳＣＤ−Ｃ群では、ＳＣＤ−Ｈ群と比較して劇的に少なく（ｐ＝０．０３）、好中球の活性化レベルが低いことが分かった。

ＳＣＤカートリッジと局所シトレート凝固の免疫調節効果をさらに評価するために、全身サイトカインレベルを評価した。ＩＬ−１β、ＩＬ−６、ＩＬ−８、ＩＬ−１０、ＴＮＦ−αおよびＩＦＮ−γを含む様々なサイトカインの血清中レベルは、ＳＣＤ−Ｈ群とＳＣＤ−Ｃ群では有意差はなかったが、炎症誘発性サイトカインＩＬ−１βおよびＩＬ−８は、ＳＣＤ−Ｈ群の方が僅かに高いように見受けられた。ＳＣＤ装置は単球も捕捉するため、ＰＢＭＣを単離し、サイトカインの放出を評価した。敗血症誘発前は、ＬＰＳに応答したＰＢＭＣによるＴＮＦ−αおよびＩＬ−８の放出は、ＳＣＤ−Ｈ群ではそれぞれ２．１±１．８および６．５±２．８ｐｇ／１０^６細胞であり；ＳＣＤ−Ｃ群では、放出はそれぞれ５．１±０．９および１８．７±８．１ｐｇ／１０^６細胞であった。敗血症の６時間後に、ＬＰＳに反応したＰＢＭＣによるＴＮＦ−αおよびＩＬ−８の放出は、ＳＣＤ−Ｃ群ではＳＣＤ−Ｈ群と比較して有意に低かった（ｐ＜０．０５）（図１２Ａおよび図１２Ｂ）。これらの結果から、ＳＣＤ−Ｃ群では敗血症性状態での全炎症誘発性サイトカインプロファイルが抑制されることが分かった。ここでも、膜表面積２．５ｍ^２のＳＣＤ装置が最大の免疫調節性効果を有するように見受けられた。

以前の研究で、肺は、内毒素血症または敗血症後の活性化白血球の捕捉および浸潤の標的となる第１の臓器であることが報告された（Ｗｅｌｂｏｕｒｎ，Ｃ．Ｒ．ｅｔ ａｌ．，（１９９２），ＢＲ．Ｊ．ＳＵＲＧ．，７９（１０）：９９８−１００３；Ａｎｄｏｎｅｇｕｉ，Ｇ．，ｅｔ ａｌ．，（２００９），Ｊ．ＣＬＩＮ．ＩＮＶＥＳＴ．，１１９（７）：１９２１−１９３０）。したがって、肺組織における活性化白血球の捕捉に対するＳＣＤ装置とシトレート抗凝固の効果を評価した。図１３に示すように、ＳＣＤ−Ｃ群ではＳＣＤ−Ｈ群と比較して、肺におけるＣＤ１１ｂ標識細胞の有意な減少が認められた。さらに、組織形態学的分析から、ＳＣＤ−Ｃ群およびＳＣＤ−Ｈ群におけるＣＤ１１ｂ陽性面積率対ＤＡＰＩ陽性面積率の比は、それぞれ、０．１１４±０．２１対０．３３４±０．０５２（ｐ＝０．００７）である（図１４）ことが分かった。これらの結果から総合的に、ＳＣＤ装置およびシトレートで処置された動物では、肺における活性化白血球の捕捉が減少することが分かった。

白血球（ＷＢＣ）動態はまた、ＳＣＤ装置が感染に対する白血球の反応に影響を及ぼし得る方法に対する洞察も提供し得る。ＳＣＤ−Ｈ群およびＳＣＤ−Ｃ群における白血球の循環プールの動態を明らかにするために、ＷＢＣ絶対数および好中球絶対数を測定した（図１５）。ＳＣＤ−Ｈ群とＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０群は両方とも、敗血症誘発の３時間後に、それぞれ１１２５±２４０および１０９４±１６６好中球／ｍｍ^３の最下点に達した。これらの群は、血液塗抹標本の手動検査で測定した場合、敗血症誘発の３時間後に開始する骨髄からの幼若好中球の増加のため、絶対好中球減少症（好中球数５００未満と定義される）には至らなかった。特に、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群は一貫して低い好中球数を示し、６時間の時点で４５７±７７の最下点に達した。これは、骨髄からの幼若好中球の放出が著しく減少したためであり、表面積が比較的大きいＳＣＤ装置は骨髄からの幼若好中球放出の動態を変化させる機能をし得ることが示唆された。Ｃｏｎ−シトレートＦ−４０群は、ＳＣＤ−Ｈ Ｆ−４０群と類似の白血球数の減少および回復を有したが、ＮＳ−対照動物は、好中球増加症を有する傾向があり、８時間の評価時間にわたり好中球数が約４，０００から１４，０００に上昇した。

敗血症状態では活性化好中球の寿命が長くなり、アポトーシスが遅延した。ＳＣＤ−Ｃ群から単離された循環白血球および接着白血球のアポトーシス能を評価した。図１６に示すように、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群の方が、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−４０群と比較して、アポトーシス循環好中球数が多く、膜表面積が比較的大きいこのＳＣＤ装置は循環好中球の活性化状態を低下させることが示唆された。他方、ＳＣＤ−Ｃ、Ｆ−８０Ａ群の方が、アポトーシスＳＣＤカートリッジ接着好中球が少なく、このＳＣＤ装置が活性化好中球を選択的に捕捉し、したがって循環プールからそれらを除去することが示唆された。

総合的に、上記の結果から、ブタ敗血症性ショックモデルでの心血管不安定性の改善、腎機能障害の減少、および生存時間の改善におけるＳＣＤ装置とシトレートの併用の有効性が実証された。より重要なことには、これらの結果から、捕捉面積が比較的大きいＳＣＤカートリッジの方が敗血症に伴う合併症の軽減に、より有効であることが分かった。

実施例２．インビトロにおける白血球の捕捉および不活性化の試験
この実施例は、白血球の捕捉および活性化に対するＳＣＤ装置の効果を評価するためのインビトロ実験について説明する。

（Ｉ）方法および材料
Ａ−インビトロにおける白血球とＳＣＤカートリッジの膜との相互作用の評価
白血球とＳＣＤ膜との相互作用を顕微鏡分析できるように、特注の顕微鏡フローチャンバシステムを設置した。フローチャンバは、灌流用の入口と出口とを有するポリカーボネートハウジングからなった。ポリスルホン膜をポリカーボネートブロックにガスケットで固定し、それにより剪断流を方向付けた。ガスケットの厚さ（１００μｍ）ならびに流路の長さ（２ｃｍ）および幅（１．５ｍｍ）によりフローチャンバの容積が決定された。顕微鏡画像法は、ポリカーボネートブロックの底部にカバーガラスを固定してなる光学窓を通して達成された。この試験には、単離された血液または精製された白血球を使用した。

単離される血液は、過剰な取扱いにより活性化され易い。したがって、フローチャンバ試験の前は、新鮮ヘパリン化ブタ血液５ｍＬの操作を最小限にした。簡潔に言えば、５０μｇ／ｍＬのＨｏｅｃｈｓｔ ３３３４２染色試薬を使用して白血球を蛍光標識した。さらに、１μｇ／ｍｌのリポ多糖類（ＬＰＳ）を血液試料に直接添加することにより白血球を活性化させた。同様に、ｉ−ｓｔａｔ ＥＧ−７＋カートリッジで顕微鏡流動分析を行う前に、抗凝固薬シトレートデキストロース溶液ＵＳＰ（ＡＣＤ）処方Ａ（Ａｎｔｉｃｏａｇｕｌａｎｔ Ｃｉｔｒａｔｅ Ｄｅｘｔｒｏｓｅ Ｓｏｌｕｔｉｏｎ ＵＳＰ（ＡＣＤ）Ｆｏｒｍｕｌａ Ａ）（Ｂａｘｔｅｒ）１２５μＬを単離された血液５ｍＬに添加し、イオン化カルシウムレベルを測定した。血液は２０μＬ／分の流量でフローチャンバを通過し、算出した剪断力は１〜１０ダイン／ｃｍ^２であった。単離された血液試料それぞれについて、結果をトリプリケートで得た。

細胞捕獲事象の顕微鏡分析は、環境温度およびＣＯ_２含有量を制御するために顕微鏡ステージトップインキュベータを備えたＺｅｉｓｓ Ａｘｉｏｖｅｒｔ ２００ＭまたはＡｘｉｏ−Ｏｂｓｅｒｖｅｒ落射蛍光顕微鏡を使用して達成した。Ｚｅｉｓｓ ＭＲｍ３またはＩｃｃ１カメラを用い、白血球／膜相互作用の分析には１フレーム／秒の周波数で５分間、長期白血球付着の分析には１フレーム／分で１時間のシーケンスで蛍光画像を取得した。白血球ロリーリング、白血球の付着および脱離のコマ送り評価を行い、これらの現象の総数および持続時間を測定した。付着事象は、１シーケンス内の複数のフレームについて白血球が同じ位置に表れた場合と定義された。脱離は、前述の付着した白血球に関連する解放事象と定義された。ローリング事象は、１シーケンス内の複数のシーケンスフレーム中にある、全く同じ位置にはないが以前の位置の近傍にある同一の白血球を特定することにより定義された。

Ｂ−インビトロにおける白血球活性化の評価
ヘパリン化ヒト全血を、リポ多糖類（ＬＰＳ）（１０μｇ／ｍＬ）またはホルミル−メチオニル−ロイシル−フェニルアラニン（ｆＭＬＦ、５０ｎＭ）と共にまたはなしでチューブに添加した。シトレート抗凝固は、シトレートデキストロース溶液（ＡＣＤ）をチューブに添加することにより達成された（Ｄａｍｓｇａａｒｄ，Ｃ．Ｔ．，（２００９）Ｊ．ＩＭＭＵＮＯＬ．ＭＥＴＨＯＤＳ，３４０（２）：９５−１０１；Ｗｕｔｚｌｅｒ，Ｓ．，（２００９）Ｊ．ＴＲＡＵＭＡ，６６（５）：１２７３−１２８０）。Ｒ＆Ｄ Ｓｙｓｔｅｍｓ製の市販のＥＬＩＳＡキットを使用してＩＬ−６、ＩＬ−８、またはＩＬ−１０の放出を測定した。エラスターゼの放出はＢｅｎｄｅｒ ＭｅｄＳｙｓｔｅｍｓ製の市販のＥＬＩＳＡキットを使用して測定した。ラクトフェリンの放出は、ＥＭＤ Ｃｈｅｍｉｃａｌｓ製の市販のＥＬＩＳＡキットを使用して測定した。ｉＣａレベルは、Ｉ−ＳＴＡＴ読み取り装置を使用して測定され、シトレート処置または非処置試料中では、それぞれ≦０．２５ｍＭおよび１．２５ｍＭであることが確認された。試料を様々な時間、３７℃および５％ＣＯ_２でインキュベートした。ＣＤ１１ｂ活性化は、ＦＩＴＣ−結合マウス抗ヒト抗体（ＡｂＤ Ｓｅｒｏｔｅｃｈ）を使用して測定し、Ａｃｃｕｒｉ Ｃ６フローサイトメータで評価した。

（ＩＩ）結果および考察
Ａ−白血球パラメータの観測
白血球とＳＣＤポリスルホン膜との相互作用を評価するために、ビデオ顕微鏡を備えた特注のフローチャンバを設置した。シトレートの添加により、血中ｉＣａレベルは１．３２±０．０５ｍｍｏｌ／Ｌから０．３２±０．０５ｍｍｏｌ／Ｌに低下した。白血球付着事象の分析から、シトレートの非存在下にてＬＰＳで白血球を活性化すると、剪断流時のポリスルホン膜への白血球の付着が有意に増加する（ｐ＜０．０５、図１７）ことが確認された。シトレート処置、低イオン化カルシウムフローチャンバでは、白血球付着の統計学的に有意な減少が認められ（ｐ＜０．０５）、ポリスルホン膜への白血球の接着はイオン化カルシウムに依存し得ることが示唆された。これらの結果は、シトレート処置膜カートリッジの方が試験の終わりの接着白血球が少なかった前述のブタ敗血症モデルでのエクスビボデータと一致した。さらに、１時間のシーケンスの予備分析から、ＬＰＳおよびシトレート処置血液では、ＬＰＳだけで処置された血液と比較して、持続的白血球接着事象がずっと少ないことが分かった。しかし、ＬＰＳおよびシトレート処置血液では、ローリング事象の増加が認められた。これは、シトレートの存在下で白血球がポリスルホン膜と相互作用するとき、キャッチ・アンド・リリース現象が起こることを示唆した。

シトレートにより促進される血中ｉＣａ減少が白血球活性に及ぼす効果を評価するために、実験を行った。具体的には、インビトロ全血アッセイシステムを使用して（Ｄａｍｓｇａａｒｄ，Ｃ．Ｔ．，（２００９）Ｊ．ＩＭＭＵＮＯＬ．ＭＥＴＨＯＤＳ，３４０（２）：９５−１０１；Ｗｕｔｚｌｅｒ，Ｓ．，（２００９）Ｊ．ＴＲＡＵＭＡ，６６（５）：１２７３−１２８０）、白血球サイトカイン産生（ＩＬ−６、ＩＬ−８、ＩＬ−１０）および好中球エキソサイトーシス小胞からの予備形成された炎症性タンパク質（ラクトフェリン、エラスターゼ）の放出に対する血中ｉＣａレベル低下の効果を評価した。結果を表６にまとめる。

（表６）白血球活性化パラメータに対するシトレートの効果

ヘパリン群とシトレート群間の対応のあるｔ検定で判定した場合、^＊ｐ＜０．０５；†ｐ＜０．０２；^＊＊ｐ＜０．００５；§ｐ＜０．００２。

表４に示すように、シトレートでｉＣａを低下させるとサイトカイン（ＩＬ−６、ＩＬ−８、ＩＬ−１０）および好中球開口分泌タンパク質の放出が抑制され、低ｉＣａ環境により白血球の不活性化が促進されることが示唆された。

実施例３．心肺バイパス手術中のＳＣＤ装置の使用
心肺バイパス（ＣＰＢ）手術に伴って全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）が起こり、その結果、多臓器機能障害（ＭＯＤ）が生じることがある。活性化好中球は、この過程の主要な刺激因子となることが示されてきた。この実施例は、ＣＰＢ手術中に使用されるＳＣＤカートリッジの効果を評価するインビトロおよびインビボ実験について説明する。その結果から、ＳＣＤカートリッジの使用により、ＣＰＢ手術中の全身白血球反応が阻害され、その結果、ＣＰＢ媒介ＭＯＤを改善できることが分かる。

（Ｉ）背景
白血球、とりわけ好中球は、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）、敗血症、虚血／再灌流障害、急性呼吸窮迫症候群（ＡＲＤＳ）および急性腎障害（ＡＫＩ）を含む多くの臨床炎症性障害の発症および進行の主因となる。心臓外科の進歩は、心肺バイパス（ＣＰＢ）の技術に依存してきた。ＣＰＢに伴って全身性炎症反応が起こり、その結果、手術後に多臓器機能障害（ＭＯＤ）が生じることが分かった。血液成分の人工膜活性化（膜型人工肺）、外科的外傷、臓器への虚血−再灌流障害、体温の変化、心臓切開吸引による血液活性化、およびエンドトキシンの放出を含むＣＰＢ中の複数の傷害により、この炎症反応が開始し、拡大することが分かった。これらの傷害は、白血球の活性化、サイトカインの放出、補体活性化、およびフリーラジカルの生成を含む複雑な炎症反応を促進する。この複雑な炎症過程は、急性肺障害、急性腎障害、出血性障害、肝機能の変調、神経機能障害、および最終的にＭＯＤの発症の一因となることが多い。

ＣＰＢ後のＭＯＤの原因となる機構は多数あり、相互に関連し、複雑であるが、ＣＰＢ誘発体外循環後症候群でのＡＲＤＳの発症における循環血液白血球、とりわけ好中球の活性化における重要な役割を示唆する証拠が相次いでいる。捕捉され、活性化された好中球は肺組織に移動し、その結果、組織傷害および臓器機能障害が起こる。活性化白血球および微小血管機能障害の重要性も、急性腎障害に重要であることが分かった。

この点に関して、ＣＰＢ中の体外血液回路における白血球除去フィルタの使用が開発され、前臨床動物モデルおよび臨床試験で評価された。フィルタはインビトロで白血球を除去するが、インビボでは白血球濃度を一貫して減少させるようには見受けられない。論文の大部分は循環白血球の有意な減少を報告しておらず、展望研究でも同様の結果が導き出された。「フィルタ消耗」、即ち、ＣＰＢ中の白血球減少効率の漸進的な低下が認められることが実験評価中に繰り返し観察された。

本発明は、選択的サイトフェレーシス装置（ＳＣＤ）と称される生体模倣膜および局所シトレート抗凝固を使用して、急性炎症に罹っている動物および患者の活性化白血球の減少を促進する。初期前臨床結果および臨床結果から、装置は、ＳＩＲＳのＭＯＤ効果を改善し、集中治療室（ＩＣＵ）の患者の多臓器不全の死亡率に影響を及ぼすことが示唆される。本明細書に記載の結果から、ＳＣＤによりインビトロとインビボの両方で好中球の循環レベルが減少し、好中球活性化のマーカーが減少することが分かる。

（ＩＩ）方法および材料
Ａ−選択的サイトフェレーシス装置（ＳＣＤ）
試験したＳＣＤは、内径２００μｍ、壁厚４０μｍ、および分子量カットオフ４０〜５０ｋＤａの多孔質ポリスルホン中空繊維を収容するポリカーボネートハウジングであった。血流は毛細管外空間（ＥＣＳ）に向けられた。使用したＳＣＤは、それぞれ、外側膜表面積（ＳＡ）２．２ｍ^２および２．６ｍ^２、ならびに表面積／内容積（ＳＡ／ＩＶ）比４８６ｃｍ^−１および５０８ｃｍ^−１であった。ＳＣＤはＣｙｔｏＰｈｅｒｘ，Ｉｎｃ．（Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）によって供給された。

Ｂ−インビトロ血液回路試験
２つの白血球減少膜システム、即ち、Ｐａｌｌ Ｌｅｕｋｏｇａｒｄ ＬＧＢ（Ａｎｎ Ａｒｂｏｒ，ＭＩ）とＳＣＤ装置を一連の１０の対試験（１０ ｐａｉｒｅｄ ｓｔｕｄｉｅｓ）で比較するために、インビトロ血液回路試験を開始した。新鮮なヘパリン化ウシ血液（５−６Ｌ）を、９０，０００ＩＵヘパリンナトリウム（Ｃｌｉｐｐｅｒ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｎｇ ＬＬＣ，Ｓａｉｎｔ Ｊｏｓｅｐｈ，ＭＯ）と共に７Ｌシリコーンドレーンバッグ（Ｂ Ｂｒａｕｎ Ｍｅｄｉｃａｌ Ｉｎｃ．Ｂｅｔｈｌｅｈｅｍ，ＰＡ）に回収し、２つの同一のドレーンバッグに均一に分割して、それらを２つの別々の血液回路用のリザーバとして使用し、それぞれ各装置の試験に供した。インビトロ血液回路は、ＦＤＡ認可Ｔｙｇｏｎライン（Ｃｏｌｅ−Ｐａｒｍｅｒ，Ｖｅｒｎｏｎ Ｈｉｌｌｓ，ＩＬ）を使用した。灌流中に装置の前後で、Ｔ型熱電対で温度を、４チャネル９０ＸＬ（Ｍｅｓａ Ｌａｂｓ，Ｌａｋｅｗｏｏｄ，ＣＯ）で圧力測定値を監視するように回路を設置した。加熱挙動を同一にするために、血液リザーバを両方とも同じ水浴（３４．５℃）中で加熱し、手持ち型ＩＲ−高温計を使用して、各被験装置内の内部温度（約３１℃）を測定した。両方の回路で蠕動血液ポンプ（Ｆｒｅｓｅｎｉｕｓ ２００８Ｈ，Ｗａｌｎｕｔ Ｃｒｅｅｋ，ＣＡ）により３００ｍＬ／分の一定の流量を維持した。

前述のように総白血球、好中球、および血小板を測定するために、ならびに他のアッセイのために１５分毎に血液試料を得た。血漿ミエロペルオキシダーゼ（ＭＰＯ）および遊離ヘモグロビン（Ｈｇｂ）の分析では、血液試料をすぐに冷却し、細胞を含まないように遠心分離した。血漿ヘモグロビン濃度は、３，３'，５，５'，テトラメチルベンジジン（ＴＭＢ）を用いた比色アッセイを使用して化学的に測定し、ＭＰＯはＥＬＩＳＡで測定した。実験の終わりに回路を切断し、流体から目に見える血液がなくなるまで、ＳＣＤの毛細管外空間（ＥＣＳ）に通常生理食塩水を連続的に流して洗浄した後、前述のようにＳＣＤを溶出して接着細胞を定量化した。類似のプロセスを行ってＬＧＢフィルタも溶出した。

Ｃ−インビボ心肺バイパスモデル
ウィスコンシン牛（Ｗｉｓｃｏｎｓｉｎ ｃａｌｖｅｓ）（１００〜１１０ｋｇ）にアトロピン（０．０４ｍｇ／ｋｇ）、および筋肉内（ＩＭ）注射により投与されるケタミン（２５ｍｇ／ｋｇ）を前投与した後、チオペンタール５μｇ／ｋｇで麻酔した。気管内チューブ（Ｍａｌｌｉｎｃｋｒｏｄｔ Ｃｏｍｐａｎｙ，Ｍｅｘｉｃｏ Ｃｉｔｙ，Ｍｅｘｉｃｏ）を挿管した後、従量式換気装置で換気を確立した。チオペンタール５ｍｇ／ｋｇ／時間およびフェンタニル２０μｇ／ｋｇ／時間を連続注入することにより麻酔を維持した。パンクロニウム０．２ｍｇ／ｋｇで筋肉弛緩を誘導した後、０．１ｍｇ／ｋｇを間欠的に再注射した。外頸静脈ならびに大腿動脈および静脈にポリエチレン監視ラインを配置した。胸骨正中切開術を行った。１６〜２０ｍｍのＴｒａｎｓｏｎｉｃ血管周囲血流プローブ（ｐｅｒｉｖａｓｃｕｌａｒ ｆｌｏｗ ｐｒｏｂｅ）を主肺動脈に配置し、Ｍｉｌｌａｒマイクロチップ圧力変換器（ｍｉｃｒｏｔｉｐ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｔｒａｎｓｄｕｃｅｒｓ）を肺動脈および左心房に配置した。心肺バイパスの開始前に、心拍出量を算出するためにベースライン肺動脈圧および流量ならびに左動脈圧を読み取った。全身ヘパリン化（３００Ｕ／ｋｇ）の後、１８Ｆ Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ ＤＬＰ動脈カニューレを左頸動脈に配置し、２４Ｆ Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ ＤＬＰ一段静脈カニューレを右心房に配置した。

ＣＰＢ回路は、乳酸加リンゲル液１，０００ｍＬおよびＮａＨＣＯ_３２５ｍＥｑでプライミングを行った。回路は、Ｓａｒｎｓローラー式血液ポンプ、一体型熱交換器を有するＭｅｄｔｒｏｎｉｃ Ａｆｆｉｎｉｔｙ中空繊維酸素供給装置、および心臓切開術リザーバからなった。粒子状破片を捕獲するために、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ Ａｆｆｉｎｉｔｙ ３８−μｍフィルタを動脈分枝（ａｒｔｅｒｉａｌ ｌｉｍｂ）に配置した。１２−Ｇａ Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃ標準大動脈基部カニューレを使用して左心室のベントを行い、ベントラインをＳａｒｎｓローラー式ポンプおよび心臓切開術リザーバに接続した。心肺バイパスを開始し、換気を中断し、全身灌流を２．４Ｌ／分／ｍ^２体表面積に維持した。中等度の灌流低体温（３２℃直腸温度）を使用し、流量の調節および静脈内フェニレフリン注入（０〜２μｇ／ｋｇ／分）により平均大動脈圧を６０〜８０ｍｍＨｇに維持した。上行大動脈を遮断した。ＣＰＢを２５５分間維持した。

ＳＣＤを備えていないＣＰＢ回路、ＳＣＤを備えたＣＰＢ回路、およびＳＣＤを備えたＣＰＢ回路とＳＣＤ回路に沿ってのみ低イオン化カルシウム（ｉＣａ）血液環境を提供するシトレート／カルシウム局所灌流との併用の３つの動物群を評価した。ＡＫ１２血液ポンプシステム（Ｇａｍｂｒｏ）でＳＣＤ回路血流量を２００ｍＬ／分に制御した。シトレート／カルシウム注入は、前述のような、十分開発されたシトレート局所抗凝固の臨床プロトコルに基づいた。

インビトロ血液回路試験と同様に、全ての試料採取時間に関して、全身血液を使用してＣＢＣを評価した。ＳＣＤまたはＬＧＢをＴ＝２２５分で規定通り取り外し、取り外して１５分後に最終血液試料を採取し、治療後の動態を評価した。Ｕｎｏｐｅｔｔｅシステム（ＢＤ Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ）を使用して手動総白血球数を測定し、エタノール固定およびライト染色（Ｒｉｃｈａｒｄ−Ａｌｌｅｎ Ｓｃｉｅｎｔｉｆｉｃ）を行った後、手動分画（ｍａｎｕａｌ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌｓ）を血液塗抹標本から測定した。各試験後、ＳＣＤまたはＬＧＢを使用した場合、前述のように接着細胞を溶出し、定量化した。

Ｄ−統計解析
ｐ＜０．０５の統計学的有意性で、全ての試験について分散分析（ＡＮＯＶＡ）を行った。

（ＩＩＩ）結果および考察
Ａ−インビトロ血液回路試験
血液の温度は、試験中ずっとＳＣＤ回路とＬＧＢ回路では類似しており、それぞれ平均３１．１±０．４℃および３１．１±０．３℃であった。ＳＣＤの前後での装置の圧力プロファイルは９２．０±４９．１および２９．２±１６．２ｍｍＨｇ、圧力損失は６２．９±３９．８であり、ＬＧＢの前後では、９８．８±７１．５および４０．１±１７．１、圧力損失は３１．３±３．９ｍｍＨｇであった。圧力の変動は回路内の血液のヘマトクリットの差と関係があり、平均３１．１±３．９％であった。

ＬＧＢ回路の総白血球数は、最初の１５分間以内に５０％超減少し、実験の終わりまで定常状態を維持した。この減少は、大部分、循環好中球が８０％超減少した結果である。ＳＣＤ回路は実験中に総白血球および好中球の減少かなりの減少を示したが、比較的少なく、好中球数の減少は４０％〜６０％であった。各装置からの白血球分画を評価した。単球および好酸球の濃度も低下したが、循環血液中でのパーセンテージが低かったため、正確な定量化は困難であった。血小板数のかなりの減少が認められ、ＳＣＤおよびＬＧＢは特に、１５分の時点で８０％超の相対的血小板減少を示した。しかし、どちらの場合も血小板数は、実験開始前に計数した血小板数の約５０％に等しいレベルまで回復した。

Ｂ−インビトロ血液回路装置溶出
ＬＧＢおよびＳＣＤから溶出した総細胞数を計数した。ＬＧＢからはＳＣＤと比較して２倍もの細胞が回収された。各装置から回収された閉鎖循環ループ中の好中球、単球、および好酸球のパーセンテージを算出した。各装置から回収した各白血球集団の総数を各実験の開始前に血液中に存在した各白血球集団の総数で除した。１０ＳＣＤおよび１０ＬＧＢについて好中球、単球、および好酸球の平均±ＳＥＭを示す。どちらの白血球フィルタでも、好中球がおおよそ２対１の割合で単球より多かったが、好酸球の数およびパーセンテージは様々で、ずっと少なかった。ＬＧＢからはＳＣＤと比較して、より多くの好中球および単球が除去された。

各実験の終了時に血液中に残存する総細胞数を装置から溶出した細胞数に加え、実験の開始時に血液試料中に存在した細胞数と比較した。これらの数の差は「総細胞数の変化」として報告され、４時間の循環実験中に破壊された細胞数を最もよく示すことができる。ＬＧＢを採用する回路では、ＳＣＤの場合と比較して細胞が有意に多くはなかった（Ｐ＜０．０５）。データは１０の対実験の平均±ＳＥＭとして表す。

Ｃ−インビトロ血液回路血液生体適合性
ＳＣＤ（Ｎ＝８）およびＬＧＢ（Ｎ＝１０）に関して、好中球放出ミエロペルオキシダーゼ（ＭＰＯ）活性のアッセイをμｇ／ｍｌの単位で平均±ＳＥＭとして行った。ＬＧＢではＳＣＤと比較して血漿ＭＰＯ活性が有意に高く、回路開始後の最初の試料採取時間にピークがあり（７．４５±３．０２μｇ／ｍＬ）、残りの実験中、高い状態が継続した（ｐ＜０．０５）。ＳＣＤ回路のＭＰＯ値は常時０．４μｇ／ｍＬ未満を維持した。ＬＧＢ（Ｎ＝１０）およびＳＣＤ（Ｎ＝１０）に関して、溶血の尺度である血漿中の遊離ヘモグロビン（Ｈｇｂ）も、ｍｇ／ｍＬの単位で平均±ＳＥＭとして評価し、回路開始後の最初の試料採取時間にピークがあり（０．０６±０．０４ｍｇ／ｍＬ）、ずっと高レベルであった。ＳＣＤ回路の遊離ヘモグロビン値は、常時０．００５ｍｇ／ｍＬ未満を維持した。

Ｄ−インビボ仔ウシＣＰＢモデル
インビボウシＣＰＢ試験に関して全身白血球（ＷＢＣ）数を評価した。ＣＰＢ ＳＣＤなし対照群では、ＷＢＣは、９０分後にはベースラインレベルの数を上回って増加し、ピークに達するとベースラインＷＢＣの２倍近くになった。装置処置群では、ＷＢＣ数はＣＰＢの最初の１時間で減少した。ＳＣＤヘパリン処置群では、この最初の減少の後、ＷＢＣは６０分後、ＣＰＢ中ずっと徐々に増加し、１５分後に最終測定を行うためにＳＣＤを取り外した（ｔ＝２２５分で規定通り）後、急に上昇した。従来の動脈ラインフィルタではなくＬＧＢを回路に配置した場合も類似の結果が観測された（データは示していない）。ＳＣＤシトレート群では、ＷＢＣはＣＰＢ中ずっと低く、ＳＣＤを取り外した後でも低かった。

ＳＣＤを用いない心肺バイパス（ＣＰＢ）手術中の好中球集団の定量化は、全身レベルの約５倍の上昇を示した。ＣＰＢ中、全身ヘパリン凝固だけを行ったＳＣＤ処置では、最初の１２０分間、全身性好中球濃度が劇的に減少したが、その後、ＳＣＤを取り外す（ｔ＝２２５分で規定通り）まで一定して上昇し、ＳＣＤを取り外して１５分後にはさらに大きく増加した。ＣＰＢ中にＳＣＤと局所シトレートを併用すると、全身好中球濃度はＳＣＤ前のレベルより約７５％低くなり、これはＣＰＢ中ずっと持続し、ＳＣＤを取り外して１５分後、低い状態を維持した。

ＳＣＤ療法の終了時に、ＳＣＤを十分に洗浄し、結合した白血球を溶出し、計数した。それぞれ局所シトレートまたは全身ヘパリンを採用するＳＣＤから、平均して８×１０^７および１．６３×１０^９の白血球を溶出した。溶出した細胞は、局所シトレートの使用とは無関係に顆粒細胞系統であり、その構成は平均して好中球約８０％、単球２０％および好酸球の量は様々で、通常＜２％であり、インビトロ血液回路試験で報告された分布と類似していた。手動計数による幼若好中球の定量化で得られた予備的結果から、２４０分のＣＰＢの終わりの時点でＳＣＤ−シトレート群では数が少ない（１μＬ当たり２３０、０、ｎ＝２）傾向があるが、ＳＣＤ−ヘパリン群（１μＬ当たり１６３０、６３００、１３９０、ｎ＝３）、ＳＣＤなし群（１μＬ当たり１６０、２６６０、ｎ＝２）およびＬＧＢ（１μＬ当たり１７６０、３８８０、ｎ＝２）群では全て幼若好中球の量が多いことが分かる。

Ｅ−考察
ＣＰＢはＳＩＲＳを促進し、その結果、ＭＯＤが起こることが多い。この炎症性障害は多因子過程から生じるが、循環白血球活性化が中心的役割を果たすものと仮定される。前臨床試験と臨床試験の両方でＣＰＢ中の白血球減少を目的とした治療介入を評価した。結果は、循環白血球数の減少およびＭＯＤへの進行の軽減に関して一致しなかった。

３１℃〜３４．５℃および同等の血流量３００ｍｌ／分での循環ヘパリン化血液回路における白血球減少を評価するために、インビトロ試験回路を開発した。血液回路に組み込まれると、ＬＧＢとＳＣＤは両方とも循環白血球数および好中球数の有意な減少を促し、ＬＧＢ群の方がＳＣＤと比較してＷＢＣ数を減少させる効果が大きかった。ＬＧＢ群ではＳＣＤ群と比較してこのように白血球数が減少したが、それは、装置での捕捉の程度（溶出した細胞）が比較的高かったことと、白血球の破壊の程度（物質収支による）が比較的高かったことの両方による。血液中の細胞成分の破壊は、ＬＧＢではＳＣＤと比較して遊離ヘモグロビン濃度およびＭＰＯレベルが高いことに反映された。最初の１５分以内で８０％を超えて減少した後、試験前の血小板濃度の５０％まで回復するという血小板動態は、回路構成要素に血小板が結合する急速な初期段階に続いて、その後放出が起こることを示唆している。

循環白血球数を減少させるＳＣＤの影響をさらに評価するために、ウシモデルを使用するＣＰＢを試験した。ＳＣＤなしで行ったＣＰＢは、ＣＰＢ灌流の最初の６０分でＷＢＣ数が少し減少したが統計学的に有意ではなく、それは、おそらく灌流回路の人工膜および血液チューブに沿った非特異的付着によるものであったと思われる。６０分後、開始値に対して、ＷＢＣ数は２倍増加し、好中球は５倍まで増加した。全身ヘパリン化を使用する回路にＳＣＤを配置した場合、白血球の減少が２時間達成されたが、後の時点およびＳＣＤを取り外した後には好中球が大きく増加した。ＳＣＤ灌流回路にシトレートを局所的に灌流し、イオン化カルシウムを０．２５〜０．４０ｍＭに低下させた場合、白血球および好中球数は、ＣＰＢ中ずっと、ＳＣＤを取り外して１５分後の最終測定を行うためにＳＣＤを取り外した（ｔ＝２２５分で規定通り）後も、低い状態を維持した。

これらのウシ試験におけるＷＢＣおよび好中球動態も、ＳＣＤ処置がＣＰＢに対する白血球の反応に影響を及ぼし得る方法に洞察を与える。ＳＣＤで捕捉された好中球の数は約１０^８細胞であり、それは循環プールおよび辺縁プールの少数である。しかし、ＣＰＢの全身性傷害に応答した骨髄および辺縁貯蔵からの好中球放出の程度は、ＳＣＤにより、とりわけ局所シトレート注入と併用した場合、鈍化し、ＳＣＤ−Ｃ処置により、好中球アポトーシスおよび／または辺縁プールまたは骨髄プールからの好中球の動員に必要なシグナルの動態が変化し得ることが示唆された。

さらに、シトレート注入中にＳＣＤから溶出する白血球の数はヘパリン条件の場合より１０倍少なく、比較的低い血中白血球濃度が維持されたという試験結果から、低ｉＣａ環境により、活性化白血球の接着が促進され、それに続いて、一定時間捕捉および不活性化された後、放出され得ることが示唆される。この「キャッチ・アンド・リリース」現象の動態は、インビトロ剪断チャンバを使用する発表されたおよび進行中の試験により裏付けられる。これらのインビトロおよびエクスビボ試験から、本発明のＳＣＤ装置は、全身性白血球反応を鈍化することによりＳＩＲＳの自然進行を改善することができ、それにより心血管安定性、呼吸機能および腎機能が改善されることが示唆される。この試験は、ＣＰＢにより促進される白血球反応を改善し、ＭＯＤへの進行を低下させる予防的治療法を実証する。本明細書に記載のインビトロおよびエクスビボデータは、ＣＰＢ用のＳＣＤの安全性および有効性を実証する。

実施例４．対象の炎症状態の処置に使用される例示的ＳＣＤカートリッジ
本発明のＳＣＤカートリッジの有効性を実証するために、様々な炎症状態を有する対象（例えば、ブタ動物モデルまたはヒト対象）を下記の表７に記載のＳＣＤ装置で前述のプロトコルを使用して処置し、心血管および／または腎パラメータを改善することができる。

（表７）例示的ＳＣＤカートリッジ

本発明のＳＣＤカートリッジを、炎症状態を有する小柄な対象（例えば、小児患者）の処置に適するように構成することもできる。表８は、このような用途に有用となり得る様々なＳＣＤカートリッジを示す。

（表８）例示的ＳＣＤカートリッジ

実施例５．動物モデルにおける慢性心不全に関連する慢性炎症の処置
慢性心不全（ＣＨＦ）は、慢性全身性炎症、とりわけ単球／マクロファージ活性化に関連するものと認識されている（Ｃｏｎｒａａｄｓ ｅｔ ａｌ．（２００５）Ｊ．ＨＥＡＲＴ ＬＵＮＧ ＴＲＡＮＳＰＬＡＮＴ．２４（７）：８５４−５９）。この実施例は、ＣＨＦに関連する慢性炎症状態に対するＳＣＤカートリッジの効果を評価するインビボ実験について説明する。この実施例は、動物ＣＨＦモデルにおける心血管機能および腎機能に対するＳＣＤカートリッジの急性効果および慢性効果を評価する実験についてさらに説明する。その結果から、ＳＣＤにより心血管パラメータが改善され、単球の炎症誘発性表現型が変化したことが分かる。

（Ｉ）方法および材料
Ａ−動物モデル
慢性炎症の処置および心腎機能の改善におけるＳＣＤカートリッジの有効性をイヌＣＨＦモデルで評価した。

このモデルのＣＨＦは、生存心筋の減少を招く、ポリスチレンラテックスマイクロスフェア（直径約９０μｍ）を用いた複数の連続的冠状動脈内塞栓術により誘導される。このモデルは、深刻な（ｐｒｏｆｏｕｎｄ）収縮期および増加した全身血管抵抗（ＳＶＲ）および減少した心拍出量（ＣＯ）を含む、ヒトにおけるＣＨＦの後遺症（Ｓａｂｂａｈ ｅｔ ａｌ．（１９９１）ＡＭ．Ｊ．ＰＨＹＳＩＯＬ．２６０：Ｈ１３７９−８４）の多くを示す。このモデルは、ＣＨＦの発症中に起こることが分かっているほぼ全範囲に及ぶ細胞異常、生化学的異常および分子異常（例えば、Ｋｏｎｏ ｅｔ ａｌ．（１９９２）ＣＩＲＣＵＬＡＴＩＯＮ ８６（４）：１３１７−２２；Ｉｍａｉ ｅｔ ａｌ．（２００７）Ｊ．ＡＭ．ＣＯＬＬ．ＣＡＲＤＩＯＬ．４９（２１）：２１２０−２８；Ｍｏｒｉｔａ ｅｔ ａｌ．（２００６）ＡＭ．Ｊ．ＰＨＹＳＩＯＬ．ＨＥＡＲＴ ＣＩＲＣ．ＰＨＹＳＩＯＬ．２９０（６）：Ｈ２５２２−７を参照されたい）も有する。さらに、このモデルでＡＣＥ阻害、βアドレナリン遮断、アルドステロン遮断およびアンジオテンシン−１受容体遮断による長期療法を行うと、ヒトＣＨＦ患者で報告されたもの（Ｍｏｒｉｔａ ｅｔ ａｌ．（２００２）ＣＡＲＤＩＯＶＡＳＣ．ＤＲＵＧＳ ＴＨＥＲ．１６（５）：４４３−９；Ｓａｂｂａｈ ｅｔ ａｌ．（１９９４）Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ ８９（６）：２８５２−９；Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．（２００３）ＢＲ．Ｊ．ＰＨＡＲＭＡＣＯＬ．１３８（２）：３０１−９；Ｓｕｚｕｋｉ ｅｔ ａｌ．（２００２）Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ １０６（２３）：２９６７−７２）と同一の効果が得られる。したがって、このモデルで、ＣＨＦ処置のための新規な療法の有効性を予測することができる。

進行したＣＨＦを有する動物を３群、この試験に使用した：１つの群は、ＳＣＤカートリッジ、および体外回路の開通性を維持するための全身ヘパリン抗凝固療法で処置した（ＳＣＤ−Ｈ；ｎ＝２）；第２群は、ＳＣＤカートリッジおよび局所シトレート抗凝固療法（ＳＣＤ−Ｃ；ｎ＝３）で処置し、局所シトレート抗凝固療法によって開通性、および体外回路内の低ｉＣａ環境に関連する追加の治療効果が得られた；第３群は、中空繊維を備えていないカートリッジで処置した（シャム対照、ｎ＝３）。

全ての試験で、体外回路（図１８参照）を４時間維持した後、２時間回路を取り外して中断し、その血液量を取り出した。ベースライン時ならびにＳＣＤ（ヘパリンまたはシトレート）療法を開始して２時間後、４時間後および６時間後に、またはシャム対照に関して血行動態的および心室機能パラメータを測定した。様々な生物学的パラメータの評価を行うため、ベースライン時ならびに２時間、４時間および６時間の時点で、血液試料を得た。

（ＩＩ）結果および考察
Ａ−心血管パラメータの観測
イヌ慢性心不全モデルを使用して、全身ヘパリン抗凝固療法または局所シトレート抗凝固療法のどちらかを用いたＳＣＤカートリッジの有効性を評価した。具体的には、１つの動物群（ＳＣＤ−Ｈ）は全身ヘパリン抗凝固療法で処置し、第２の動物群（ＳＣＤ−Ｃ）は局所シトレート抗凝固療法で処置した。

図１９Ａに示すように、処置を開始して５分間以内に、ＳＣＤ−Ｃ群では左室（ＬＶ）駆出率（ＥＦ）が増加した。さらに、ＬＶ ＥＦは、ＳＣＤ−Ｃ群では３４％±２．３％から４８％±３．７％という正常に近い値までかなり増加したが、ＳＣＤ−Ｈおよびシャム対照は変化がなかった。特に、ＳＣＤ−Ｃ群は、２時間および４時間処置した時点で、正常に近いＥＦ値まで増加し、療法後２時間持続した。この効果は、全身血管抵抗の低下によるものではなく、全身血管抵抗は全ての群で類似していた。一回拍出量（ＳＶ）も処置を開始して５分間以内に増加し、ＳＣＤ−Ｃ群では２６．７±４．９ｍＬから３５．３±７．３ｍＬに増加した（データ示さず）。ＳＣＤ−Ｈ群では、ＳＶが２６±１．４ｍＬから、４時間処置した後２５±２．１ｍＬに、処置後２時間経過した後２０ｍＬに減少したことが示された。

心拍出量（ＣＯ）も評価した（図１９Ｂ）。ＣＯは、ＳＣＤ−Ｃで処置して４時間以内に２．４０±０．１５Ｌ／分から２．７７±０．９５Ｌ／分に増加し、この増加は処置後２時間維持された。比較すると、ＳＣＤ−Ｈで処置した結果、ＣＯは処置して４時間以内に２．２２±０．５Ｌ／分から１．９７±０．０３Ｌ／分に減少し、処置後２時間の間に１．５６Ｌ／分にさらに減少した。

全身血管抵抗（ＳＶＲ）は、ＳＣＤ−Ｃ群およびＳＣＤ−Ｈ群の両方とも小さい減少を示し、それぞれ２９８５±２１５および２８９８±６２ダイン／秒／ｃｍ^−５のベースライン値が、４時間療法を行った時点で２４１５±８４７および２５９９±７６ダイン／秒／ｃｍ^−５（図１９Ｃ）となった。処置後２時間の時点で、ＳＣＤ−Ｃ群のＳＶＲはベースラインレベルに戻ったが、ＳＣＤ−Ｈ群のＳＶＲはベースラインと比較して僅かに高かった。処置時間中、不整脈または高血圧症のエピソードは認められなかった。

心室造影像から、ＳＣＤ−Ｃにより、収縮しない生存心筋が収縮する心筋に変化することが分かった。イヌモデルにおける処置前（図２１Ａ）および処置後（図２１Ｂ）の例示的な心室造影像を図２１に示す。赤色の線は、左心室収縮期画像（最も収縮した状態）の上に重ねられた、左心室拡張期輪郭（充満中の弛緩した状態）の境界を示し、療法後、左心室（黒色矢印）、とりわけ左心室心尖部の収縮性が著しく改善されていることが分かる（図２１Ｂ対図２１Ａ）。この結果は、ＳＣＤ−シトレート療法後、心拍出量が増加したという結果と一致する。

腎臓に対する効果もかなり大きかった。尿量は、ＳＣＤ−Ｃで処置して最初の１時間以内に直ぐに増加し、４時間の処置中ずっとＳＣＤ−Ｈ処置より高い状態が継続した（図２０Ａ参照）。ナトリウム分画排泄率（ＦＥ）は、ＳＣＤ−Ｃでは、ＳＣＤ−Ｈと比較して２倍近くになり、２．２±０．８％から５．３％±０．８％（図２０Ｂ参照）に増加し、尿素ＦＥは５９％±３．１％から８１％±１１．３％になった（図２０Ｃ参照）。処置中、不整脈または高血圧症といった有害事象は認められなかった。全尿中ナトリウム排泄（図２０Ｄ参照）も、４時間のＳＣＤ−Ｃ処置中、ＳＣＤ−Ｈと比較して増加した。

全体としてこれらのデータから、ＳＣＤ−Ｃ処置により心収縮性および心機能が著しく改善されたことが分かる。

Ｂ−白血球の捕捉および活性化の観測
循環単球の活性化過程に対するＳＣＤの影響の効果を評価するために、ＬＰＳ刺激後の単離された末梢血単球中の様々なバイオマーカーを、処置時間中の様々な時間に、確立された方法（Ｓｉｍｍｓ ｅｔ ａｌ．（１９９９）ＡＭ．Ｊ．ＰＨＹＳＩＯＬ．２７７：Ｈ２５３−６０）で測定した。表９に示すように、ＳＣＤ−Ｃ処置の結果、ＬＰＳで刺激された単球のＩＬ−６およびＴＮＦ−α放出が減少し、ＳＣＤ−Ｃ処置は循環単球の全身プールに対して免疫調節効果があることが分かった。

（表９）単離された単球（ＭＮＣ）によるＬＰＳ刺激サイトカイン放出

ＳＣＤ膜に沿った活性化白血球の捕捉を評価するために、処置時間の終わりにＳＣＤカートリッジを処理し、確立された方法（Ｄｉｎｇ ｅｔ ａｌ．（２０１１） ＰＬｏＳ ＯＮＥ ６（４）：ｅ１８５８４）を使用して接着白血球の種類を調べた。ＳＣＤ−Ｃ群およびＳＣＤ−Ｈ群中の溶出細胞数は、それぞれ白血球１．０６×１０^９個および７．２×１０^９個であった。白血球の種類は、ＳＣＤ−Ｃ群およびＳＣＤ−Ｈ群でそれぞれ、好中球６８％および８０％、単球２８％および１６％、ならびに好酸球４％および４％であった。注目すべきことには、好中球に対する溶出単球の比は、好中球に対する循環単球のベースライン比より４倍大きかった。具体的には、４時間のＳＣＤ−Ｃ療法後にＳＣＤ膜から溶出した単球の数は、循環単球のベースライン絶対数の９０％であった。これらの結果から、循環全身単球の置換は、非循環単球プールからの、おそらくは脾臓からの動員により起こった可能性があることが分かる（Ｓｗｉｒｓｋｉ ｅｔ ａｌ．（２００９）ＳＣＩＥＮＣＥ ３２５（５９４０）：６１２−６）。これらの結果から、ＳＣＤ−Ｃ処置は白血球の循環プールに影響を及ぼし、単球の炎症誘発性表現型を変化させることも示唆される。

炎症性パラメータの変化は、ＳＣＤ−Ｈ対照と比較して、ＳＣＤ−Ｃで処置されたＣＨＦ動物ではＥＦおよびＣＯが劇的に増加することと関連付けられた。全体として、これらのデータから、ＳＣＤ−Ｃ処置により、ＣＨＦに関連する慢性炎症の心抑制状態が低減することが示唆される。

実施例６．ＳＣＤ−シトレート療法を受けた後の、急性非代償性心不全を有する対象の症例研究
４５歳の男性患者は急性非代償性心不全が認められた。特に、この患者は、２週間で体重が１８ポンド増加した後、長時間持続する収縮期心不全（駆出率約２０％）が認められた。この患者は、糖尿病、睡眠時無呼吸、慢性腎疾患、心房細動および植え込み型除細動器（ＩＣＤ）留置術の病歴を有した。対象は息切れの増加があり、１０ヤード歩行することができず、下肢浮腫の増加がある。

この患者は静脈内ドブタミン注入およびＬａｓｉｘ（フロセミド、強力利尿剤）点滴で処置され、乏尿が持続した。患者の血中尿素窒素（ＢＵＮ）値および血清クレアチン（Ｓｃｒ）値は、それぞれ６４および３．３８（ベースラインＳｃｒ１．５）であった。経食道心エコー図（ＴＥＥ）を行い、それにより対象は肺毛細血管楔入圧（ＰＣＷＰ）３０（通常約１５未満）、心係数（ＣＩ、個人の体重当たりの心拍出量の尺度）１．４（通常、２．５〜３．０の範囲）、ミルリノン投与時の心拍出量（Ｃ．Ｏ．）３Ｌ／分（通常、５Ｌ／分より大きい）、および駆出率（ＥＦ）１０％であることが分かった。患者に、ＳＣＤ−シトレートを用いた持続的静脈静脈血液濾過（ＣＶＶＨ）による約５日間の療法を開始し、ＳＣＤカートリッジは２４時間毎に１回交換した。流体排出量を５日間のＳＣＤ療法の各日、およびその後、ＳＣＤ療法後３日間の追跡中に測定した。その結果を表１０にまとめる。

（表１０）

正味流体バランスは、尿量と、ＣＶＶＨによって取り出される限外濾過液の容量から患者への返血時に加えられた流体（例えば、生理食塩水）の容量を引いたものとの合計を示す。その結果から、正味体液バランスは、処置の１日目に−３，０７１ｍＬであり、３日目に約−５，８３７ｍＬで最大になったことが分かる。２日目に、さらに流体を取り出す前に、対象に部分的に水分補給を行った。局所シトレートを用いてＳＣＤで５日間の療法を行う間、正味流体バランスは１４．５Ｌ減少した。追跡日の間、患者に水分補給を行った。これらの知見から、局所シトレートを用いたＳＣＤ装置により、対象から流体を取り出すことができたことが分かるが、それはＳＣＤカートリッジなしでは不可能であった。ＳＣＤ療法により患者の心血管機能が改善され、その結果、現在の療法では容易に達成されない流体の取り出しが行われた。

参照による組み入れ
本明細書で参照する出版物および特許文献のそれぞれの全開示内容は、各個々の出版物または特許文献がそのように個々に示されるのと同程度に、参照によりその内容全体があらゆる目的で組み入れられる。

均等物
本発明は、本発明の精神または本質的特徴から逸脱することなく、他の具体的形態でも実施することができる。したがって、前述の実施形態は、あらゆる点で、説明を目的とするものであって、本明細書に記載の本発明を限定するものではないものと見なされるべきである。したがって、本発明の範囲は、前述の説明ではなく添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の意味および均等の範囲に入る全ての変更形態はそれに包含されるものとする。

Claims (65)

1. 以下の工程を含む、慢性心不全を有するまたはその発症リスクがある対象を処置する方法：
   （ａ）対象の体液中に存在する活性化白血球および／または活性化血小板を体外でカートリッジ中に捕捉する工程であって、該カートリッジが、
   （ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、該内容積が該流体入口ポートおよび該流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、
   （ｉｉ）該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、該流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体と
   を備え、該カートリッジのＳＡ／ＩＶ比が８０ｃｍ^−１より大きいか、または２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１の範囲であり、かつ活性化白血球および／または活性化血小板を該固体支持体の流体接触面上に捕捉することを可能にする条件下で体液が該流体入口ポートを通して該ハウジングに導入される、該工程；ならびに
   （ｂ）捕捉された白血球および／または血小板を、炎症誘発性物質の放出が抑制されるようにまたは該白血球および／または血小板が不活性化されるように処置し、それにより慢性心不全を処置または予防する工程。
2. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比が、８０ｃｍ^−１より大きい、請求項１に記載の方法。
3. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比が、１５０ｃｍ^−１より大きい、請求項１または２に記載の方法。
4. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比が、８０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲である、請求項１または２に記載の方法。
5. ＳＡ／ＩＶ比が１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲である、請求項４に記載の方法。
6. 固体支持体が、２０％〜６５％の範囲の充填密度でハウジング内に配置されている、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
7. 固体支持体が膜を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
8. 固体支持体が平面状支持部材を含む、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
9. 固体支持体が繊維を含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
10. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡが、０．１ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲である、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
11. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡが、０．１ｍ^２〜５．０ｍ^２の範囲である、請求項１０に記載の方法。
12. 工程（ａ）で提供されるカートリッジの内容積が、３００ｃｍ^３未満である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
13. 工程（ａ）で提供されるカートリッジの内容積が、１５０ｃｍ^３未満である、請求項１２に記載の方法。
14. 内容積が１０ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲である、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
15. 内容積が７５ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲である、請求項１４に記載の方法。
16. 内容積が１５ｃｍ^３〜１２０ｃｍ^３の範囲である、請求項１４に記載の方法。
17. 体液を、１０ｃｍ^３／分〜８，０００ｃｍ^３／分の範囲の流量で流体出口ポートを通してカートリッジから出す工程をさらに含む、請求項１〜１６のいずれか一項に記載の方法。
18. 固体支持体が、カートリッジ内の流体の流動方向と実質的に平行である、請求項１〜１７のいずれか一項に記載の方法。
19. 工程（ｂ）において、白血球および／または血小板が、免疫抑制剤、セリン白血球抑制剤、酸化窒素、多形核白血球抑制因子、分泌型白血球抑制剤、またはカルシウムキレート剤で処置され、該カルシウムキレート剤が、シトレート、ヘキサメタリン酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ）、トリエチレンテトラミン、ジエチレントリアミン、ｏ−フェナントロリン、およびシュウ酸からなる群のうちの１つ以上である、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
20. 工程（ｂ）において、白血球および／または血小板が、カルシウムキレート剤で処置される、請求項１〜１８のいずれか一項に記載の方法。
21. カルシウムキレート剤がシトレートである、請求項２０に記載の方法。
22. 工程（ａ）の前に、カルシウムキレート剤が対象の体液に導入される、請求項２０に記載の方法。
23. 白血球および／または血小板が、少なくとも２時間、少なくとも４時間、少なくとも６時間、少なくとも８時間、または少なくとも１２時間にわたって処置される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
24. 対象からの白血球および／または血小板が、２〜４８時間、２〜２４時間、２〜１２時間、４〜４８時間、４〜２４時間、または４〜１２時間にわたって処置される、請求項１〜２２のいずれか一項に記載の方法。
25. 対象が、心臓組織への炎症細胞の侵入に続発した心筋機能障害を有する、請求項１〜２４のいずれか一項に記載の方法。
26. 対象が心臓移植を受けたことがある、請求項１〜２５のいずれか一項に記載の方法。
27. 体液が血液である、請求項１〜２６のいずれか一項に記載の方法。
28. 処置が、処置前の心筋機能と比較して対象の心筋機能を改善することを含み、心筋機能が、左室駆出率、心拍出量、全身血管抵抗、左室一回拍出量、大動脈圧、左室圧、等容性収縮および弛緩中の左室圧の最大変化率、左室拡張末期圧、心筋酸素消費量、ならびに冠血流予備能からなる群から選択される、請求項１〜２７のいずれか一項に記載の方法。
29. 向上した心筋機能が、工程（ｂ）での処置の終了後、少なくとも６時間維持される、請求項１〜２８のいずれか一項に記載の方法。
30. 向上した心筋機能が、工程（ｂ）での処置の終了後、少なくとも２４時間維持される、請求項２９に記載の方法。
31. 以下の工程を含む、慢性心不全に関連する炎症状態を有するまたはその発症リスクがある対象を処置する方法：
    （ａ）（ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、該内容積が該流体入口ポートおよび該流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、
    （ｉｉ）該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、該流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または活性化血小板が存在する場合にそれらを捕捉することができる表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体と
    を備えるカートリッジを提供する工程であって、ＳＡ／ＩＶ比が８０ｃｍ^−１より大きいか、または２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１の範囲である、該工程；ならびに
    （ｂ）活性化白血球および／または活性化血小板を該固体支持体の流体接触面上に捕捉することを可能にする条件下で、対象からの体液を、該流体入口ポートを通して該ハウジングに導入する工程。
32. （ｃ）慢性心不全に関連する炎症を発症するリスクが低減するように、または慢性心不全に関連する炎症が軽減するように、工程（ｂ）で捕捉された白血球および／または血小板を処置する工程をさらに含む、請求項３１に記載の方法。
33. 白血球および／または血小板が、該白血球および／または血小板を不活性化するのに十分な時間、捕捉される、請求項３１または３２のいずれか一項に記載の方法。
34. 白血球および／または血小板が、少なくとも１分間捕捉される、請求項３１〜３３のいずれか一項に記載の方法。
35. 工程（ｃ）で生成された白血球および／または血小板を対象に戻す工程をさらに含む、請求項３１〜３４のいずれか一項に記載の方法。
36. 工程（ｃ）において、白血球および／または血小板が、カルシウムキレート剤で不活性化される、請求項３１〜３５のいずれか一項に記載の方法。
37. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比が、８０ｃｍ^−１より大きい、請求項３１〜３６のいずれか一項に記載の方法。
38. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比が、１５０ｃｍ^−１より大きい、請求項３１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
39. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡ／ＩＶ比が、８０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲である、請求項３１〜３７のいずれか一項に記載の方法。
40. ＳＡ／ＩＶ比が１５０ｃｍ^−１〜１，５００ｃｍ^−１の範囲である、請求項３１〜４０のいずれか一項に記載の方法。
41. 固体支持体が膜を含む、請求項３１〜４０のいずれか一項に記載の方法。
42. 固体支持体が平面状支持部材を含む、請求項３１〜４１のいずれか一項に記載の方法。
43. 固体支持体が繊維を含む、請求項３１〜４２のいずれか一項に記載の方法。
44. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡが、０．１ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲である、請求項３１〜４３のいずれか一項に記載の方法。
45. 工程（ａ）で提供されるカートリッジのＳＡが、０．１ｍ^２〜５．０ｍ^２の範囲である、請求項４４に記載の方法。
46. ＳＡが、０．１ｍ^２〜０．４ｍ^２、０．４ｍ^２〜０．８ｍ^２、０．８ｍ^２〜１．２ｍ^２、１．２ｍ^２〜１．６ｍ^２、１．６ｍ^２〜２．０ｍ^２、２．０ｍ^２〜２．４ｍ^２、２．４ｍ^２〜２．８ｍ^２、２．８ｍ^２〜３．２ｍ^２、３．２ｍ^２〜３．６ｍ^２、３．６ｍ^２〜４．０ｍ^２、４．０ｍ^２〜４．４ｍ^２、４．４ｍ^２〜４．８ｍ^２、４．８ｍ^２〜５．２ｍ^２、５．２ｍ^２〜５．６ｍ^２、５．６ｍ^２〜６．０ｍ^２、６．０ｍ^２〜６．４ｍ^２、６．４ｍ^２〜６．８ｍ^２、６．８ｍ^２〜７．２ｍ^２、７．２ｍ^２〜７．６ｍ^２、７．６ｍ^２〜８．０ｍ^２、８．０ｍ^２〜８．４ｍ^２、８．４ｍ^２〜８．８ｍ^２、８．８ｍ^２〜９．２ｍ^２、９．２ｍ^２〜９．６ｍ^２、または９．６ｍ^２〜１０．０ｍ^２の範囲である、請求項４５に記載の方法。
47. 工程（ａ）で提供されるカートリッジの内容積が、１５０ｃｍ^３未満である、請求項３１〜４６のいずれか一項に記載の方法。
48. 内容積が１０ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲である、請求項３１〜４７のいずれか一項に記載の方法。
49. 内容積が７５ｃｍ^３〜１５０ｃｍ^３の範囲である、請求項４８に記載の方法。
50. 内容積が１５ｃｍ^３〜１２０ｃｍ^３の範囲である、請求項４９に記載の方法。
51. 内容積が２０ｃｍ^３〜８０ｃｍ^３の範囲である、請求項５０に記載の方法。
52. 体液を、１０ｃｍ^３／分〜８，０００ｃｍ^３／分の範囲の流量で流体出口ポートを通してカートリッジから出す工程をさらに含む、請求項３１〜５１のいずれか一項に記載の方法。
53. 流量が５０ｃｍ^３／分〜８，０００ｃｍ^３／分の範囲である、請求項５２に記載の方法。
54. 工程（ａ）の前に対象の心筋機能を測定する工程をさらに含む、請求項１〜５３のいずれか一項に記載の方法。
55. 工程（ｂ）の後に対象の心筋機能を測定する工程をさらに含む、請求項１〜５４のいずれか一項に記載の方法。
56. 活性化白血球および／または活性化血小板が、固体支持体の流体接触面に結合する、請求項１〜５５のいずれか一項に記載の方法。
57. それを必要とする対象の慢性心不全を処置する方法において使用するためのカートリッジであって、
    （ｉ）内容積（ＩＶ）、流体入口ポート、および流体出口ポートを画定している硬質のハウジングであって、該内容積が該流体入口ポートおよび該流体出口ポートと流体流連通している、該ハウジングと、
    （ｉｉ）該内容積と流体流連通した状態で該ハウジング内に配置されている固体支持体であって、該流体入口ポートを通って該ハウジングに入る体液中に活性化白血球および／または血小板が存在する場合にそれらを捕捉するように構成された表面積（ＳＡ）を有する流体接触面を画定している該固体支持体と
    を備え、８０ｃｍ^−１より大きいかまたは２５ｃｍ^−１〜２，０００ｃｍ^−１の範囲である表面積（ＳＡ）対容積（ＩＶ）比を有する、前記カートリッジ。
58. ＳＡ／ＩＶ比が８０ｃｍ^−１より大きい、請求項５７に記載のカートリッジ。
59. 滅菌包装内に配置されている、請求項５７または５８に記載のカートリッジ。
60. 滅菌包装がプラスチックを含む、請求項５９に記載のカートリッジ。
61. 硬質のハウジングの外面に配置されたラベルを含む、請求項５７〜６０のいずれか一項に記載のカートリッジ。
62. 流体入口ポートおよび／または流体出口ポートを封止するキャップをさらに備える、請求項５７〜６１のいずれか一項に記載のカートリッジ。
63. 活性化白血球および／または血小板を捕捉するように構成された表面領域が、活性化白血球および／または血小板と結合する、請求項５７〜６２のいずれか一項に記載のカートリッジ。
64. 請求項１〜５５のいずれか一項に記載の方法において使用するための、請求項５７〜６３のいずれか一項に記載のカートリッジ。
65. 慢性心不全を有するまたはその発症リスクがある対象を処置する方法において使用するためのカルシウムキレート剤であって、該処置する方法が、体外で請求項１〜６３のいずれか一項に記載のカートリッジ中に捕捉された活性化白血球および／または活性化血小板に、前記カルシウムキレート剤を施す工程を含む、前記カルシウムキレート剤。

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