JP2022540106A - メタレートイオン交換組成物を使用する、体液からコバルト、鉛、カドミウム及びクロムのイオンを除去する方法 - Google Patents

Abstract

体液からＣｏ２＋、Ｐｂ２＋、Ｃｄ２＋及びＣｒ３＋毒素を除去する方法が開示される。本方法は、体液にイオン交換組成物を接触させて、血液及び胃腸液を含む体液中の金属毒素を除去する工程を含む。代替的に、血液は、透析溶液と接触させることができ、次に、この透析溶液を本イオン交換組成物と接触させる。イオン交換組成物は、以下の実験式：ＡｍＺｒａＴｉｂＳｎｃＭｄＳｉｘＯｙによって表される。上記のイオン交換組成物を体液又は透析溶液と組み合わせて含む組成物も開示される。イオン交換組成物は、炭水化物又はタンパク質などの生体適合性ポリマーの多孔質ネットワークによって支持されていてもよい。【選択図】なし

Description

本発明は、体液からＣｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋イオンを除去するための体外法又は体内法に関する。血液若しくは他の体液は、毒素を選択的に除去することが可能なメタレートイオン交換組成物と直接接触される、又は血液若しくは他の体液は、透析溶液と最初に接触され、次いでメタレートイオン交換組成物と接触されるかのどちらか一方である。

哺乳動物、例えばヒトにおいて、腎臓及び／又は肝臓が、身体からの代謝廃棄産物の除去に失敗した場合、身体の他の臓器の大部分もまたやがて衰える。したがって、血液の体外処置によって患者の血液から毒素を除去するための、安全かつ有効な方法を発見しようと、広範囲にわたる努力が行われてきた。昏睡及び肝不全という疾病の原因と考えられている、低分子毒素、タンパク質結合分子又はより大きな分子を除去するための多数の方法が提案されてきた。これらの毒性化合物の一部は、クレアチン、アンモニア、フェノール、メルカプタン、短鎖脂肪酸、芳香族アミノ酸、偽神経伝達物質（オクトパミン）、神経阻害剤（グルタミン酸）及び胆汁酸塩として特定されている。これらの中で、フェノール及びメルカプタンもまた、ビリルビン及び細菌性内毒素に加えて、強力なタンパク質結合毒素として発生しており、したがって、血液から効率的に除去することが一層困難である。３００～１０，０００となる分子量を有する中間分子量の毒素もまた存在する可能性があり、効果的に除去することは難しい。当技術は、このような毒素を含有する血液を処置するいくつかの方法を示している。古典的な方法は、当然ながら透析である。透析は、半透性膜を通過する拡散によって、液体から第２の液体に物質を除去することとして定義される。身体外部の血液の透析（血液透析）は、「人工腎臓」の基礎となる。現在、一般に使用されている人工腎臓の処置手順は、１９４０年代にＫｏｌｆｆによって開発されたものに類似している。１９４０年代以来、人工腎臓又は人工肝臓の改善に取り組んだ開示がいくつか存在する。すなわち、米国特許第４，２６１，８２８号は、血液を解毒する装置を開示している。この装置は、木炭又は樹脂、及び場合により酵素担体などの吸着剤が充填された筐体を備える。血液と吸着剤との間の直接接触を防止するため、吸着剤は、吸着される物質に対して透過性であるが、赤血球の構成成分と吸着剤との間の直接接触を防止するコーティング剤によりコーティングされ得る。米国特許第４，５８１，１４１号は、透析に使用するための組成物を開示しており、これは、表面吸着性物質、水、懸濁化剤、ウレアーゼ、カルシウムをロードした陽イオン交換体、脂肪族カルボン酸樹脂及び代謝可能な有機酸緩衝液を含有する。カルシウムをロードした陽イオン交換体は、カルシウム交換されたゼオライトとすることができる。欧州特許第００４６９７１（Ａ１）号は、ゼオライトＷは、アンモニアを除去する血液透析に使用され得ることを開示している。最後に、米国特許第５，５３６，４１２号は、血液ろ過及び血漿ろ過デバイスを開示している。この場合、血液は、中空繊維膜の内部を流れ、血液が流れている間、吸着剤懸濁液が、中空繊維膜の外面に循環される。別の工程は、血液の血漿画分を、膜の内部に交互に出入りさせて、それによって毒素の除去を達成することを含む。吸着剤は、ゼオライト又は陽イオン交換樹脂などのイオン交換体と一緒になった活性炭とすることができる。

上記の特許に開示されている吸着剤に伴う課題が存在する。例えば、木炭は、水、リン酸塩、ナトリウム又は他のイオンのいずれも除去しない。ゼオライトは、透析溶液に部分的にしか溶解することができず、アルミニウム及び／又はケイ素が血液中に入ることが可能であるという欠点を有する。更に、ゼオライトは、血液に由来するナトリウムイオン、カルシウムイオン及びカリウムイオンを吸着する可能性があり、それによって、これらのイオンを血液に戻すことが必要となり得る。

最近になって、体液（とりわけ、血液）などの流体に実質的に不溶な微多孔質イオン交換体の例、すなわち、米国特許第５，８８８，４７２号；米国特許第５，８９１，４１７号及び米国特許第６，５７９，４６０号のジルコニウムをベースとするシリケート及びチタンをベースとするシリケートが開発されている。血液又は透析液から毒性のアンモニウム陽イオンを除去するために、これらのジルコニウムをベースとするシリケート又はチタンをベースとするシリケートの微多孔質イオン交換体を使用することが、米国特許第６，８１４，８７１号、米国特許第６，０９９，７３７号及び米国特許第６，３３２，９８５号に記載されている。更に、これらの組成物の一部はまた、カリウムイオン交換に選択的であり、高カリウム血症という疾患を処置するため、体液からカリウムイオンを除去することができると見出されている。これは、米国特許第８，８０２，１５２；米国特許第８，８０８，７５０号；米国特許第８，８７７，２５５号；米国特許第９，４５７，０５０号；米国特許第９，６６２，３５２号；米国特許第９，７０７，２５５号；米国特許第９，８４４，５６７号；米国特許第９，８６１，６５８号；米国特許出願公開第２０１５／０２２５２４９号；米国特許出願公開第２００１６／００００８２５号；米国特許出願公開第２０１６／００３８５３８号；米国特許出願公開第２０１６／０２７１１７４号及び米国特許出願公開第２０１８／０２１４４７９号に議論されている。例えば、透析におけるこれらの物質のｅｘ－ｖｉｖｏ用途は、米国特許第９，９４３，６３７号に記載されている。

血液適合性ポリマーもまた、体液を処置するデバイスに組み込まれている。米国特許第９０３３９０８号は、血液から毒素を除去するための、小型の卓上型デバイス及び装着可能なデバイスを開示している。このデバイスは、血液適合性多孔質ポリマーマトリックスに埋め込まれたナノ粒子を利用する収着フィルタを特徴とする。このデバイス及びフィルタシステムによって標的とされる毒性物質の中には、カリウム、アンモニア、リン酸塩、ウレア及び尿酸がある。同様に、ポリジアセチレンをベースとするナノ粒子が拘束されている架橋化ポリ（エチレングリコール）ジアクリレートからなる３Ｄ印刷ヒドロゲルマトリックスが、メリチンという毒素の除去に成功を収めたことが証明されている（Ｎａｔｕｒｅ Ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，２０１４，ＤＯＩ：１０．１０３８／ｎｃｏｍｍｓ４７７４）。

代謝廃棄物から誘導される毒素と比較すると、ヒトは、例えば、摂取、皮膚からの吸収又は吸入によって身体に進入するおそれがある環境毒素の影響を受けやすい。１９９７年に、３３９１の大型クロム処理施設をモニタリングした米国環境保護庁の有害物質排出目録（ＴＲＩ）は、環境にほぼ３３００万ポンドのクロムが放出されていると報告した。潜在的毒性レベルのＣｒ^６＋を含有する廃棄クロムスラグを含め、この廃棄物の大部分にあたる９４．１％が土壌に放出され、１６０を超える住宅用地、工業用地及び娯楽用地における埋め立てとして使用された。曝露経路としては、地下水、風及び直接接触により運ばれるダストへの漏れが挙げられる。空気中のクロム化合物は、金属産業からの排気、クロムめっき施設からの排気（ほとんどが、もっぱらＣｒ^６＋化合物である）、並びに燃料、石炭及び石油の燃焼に起因する排気を含め、環境放出の２．２％を占めた。電気めっき、皮革なめし及びテキスタイル産業は、クロムを地表水に放出し、これは、全クロム放出量の０．３％を占めた。皮革産業は、より毒性の低いＣｒ^３＋を主に使用するが、めっき産業は、ほとんどもっぱらＣｒ^６＋を使用する。Ｃｒ^６＋への曝露は肺がんに関係する一方、必須栄養素であるＣｒ^３＋は、大用量では毒性があり、呼吸困難に関連している（Ａｇｅｎｃｙ ｆｏｒ Ｔｏｘｉｃ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｒｅｇｉｓｔｒｙ，Ｃａｓｅ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＣＳＥＭ）Ｃｈｒｏｍｉｕｍ Ｔｏｘｉｃｉｔｙ，Ｄｉａｎｙｌ Ｙｕ，２００８を参照されたい）。Ｃｒ^６＋は強力な酸化剤であり、多くの場合、Ｃｒ^３＋へと還元される。吸入されたＣｒ^６＋は、下気道においてＣｒ^３＋に還元される一方、摂取されたＣｒ^６＋の多くは、胃腸液によってＣｒ^３＋に還元される。空気中のＣｒ^６＋は、同様に、汚染物質によってＣｒ^３＋に還元されることができ、環境の水に放出されたＣｒ^６＋は、水中の有機物質によってＣｒ^３＋に還元され得る。したがって、体液中のＣｒ^３＋レベルの向上は、このような曝露に起因している可能性がある。股関節置換患者は、時として、血液中で毒性レベルのＣｒ^３＋及びＣｏ^２＋を体験する。

別の周知の毒性金属は鉛である。長年にわたり、鉛は、テトラエチル鉛の形態でガソリンの重要な成分、及び塗料の重要な成分であった。現在、これらの産業では、鉛はもはや使用されていないか、又はほとんど使用されていないが、依然として環境面で危険である。鉛含有塗料により塗装されている古い家におけるリフォーム作業は、吸入されるおそれがあるか、又は土壌近傍に行き着くおそれがあるダストを生成し、鉛は、地下水に漏出されるか、又は植物によって取り込まれる。信頼性に乏しい又は規制されていない給水は、最も注目すべきことに、米国ミシガン州のフリントにおける最近の例であるＰｂ^２＋毒性への危険な曝露を呈し、これは、一部の居住者が、新しい都市水供給源に曝露した後の血液中において、危険なほどに高いＰｂ^２＋レベルを有することが判明した。鉛混入は、神経系及び泌尿器系に影響を及ぼすこと、並びに曝露した子供における学習及び発達障害を含めた、多数の不健全な健康への影響に関連している。罹患患者の血液から鉛を除去すると、更に曝露及び損傷が低減される。

カドミウムは、亜鉛と共に天然に生じ、亜鉛採掘及び溶錬作業の間に環境に放出され、溶錬作業は、カドミウムを含有する空気中の粒子を放出する。空気中のカドミウムの別の源は、プラスチック及びＮｉ－Ｃｄ電池を含有する、都市廃棄物の焼却に起因する。カドミウムを使用し、かつ環境にこれを放出する可能性のある工業プロセスとしては、Ｎｉ－Ｃｄ電池、カドミウム安定剤を含むプラスチック、金属めっき及び顔料の製造が挙げられる。亜鉛採鉱作業は、カドミウムによって地域の水源を汚染するおそれがある。このような例の１つでは、圃場に散水するために汚染水を使用すると、米作物の混入、及び集団の一部の中毒をもたらした（Ａｇｅｎｃｙ ｆｏｒ Ｔｏｘｉｃ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｒｅｇｉｓｔｒｙ，Ｃａｓｅ Ｓｔｕｄｉｅｓ ｉｎ Ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔａｌ Ｍｅｄｉｃｉｎｅ（ＣＳＥＭ）Ｃａｄｍｉｕｍ Ｔｏｘｉｃｉｔｙ，Ｐａｍｅｌａ Ｇ．Ｔｕｃｋｅｒ，２００８を参照されたい）。一般公衆に対するカドミウム曝露の一次源は食事である一方、主に吸入によるＣｄへの職業上の曝露を有する人は、有害作用を受けるリスクが一層、高い。カドミウムへの慢性曝露は、主に、腎臓及び二次的には骨に主に影響を及ぼす。カドミウム曝露に対する処置は、主に、曝露から患者を引き離すことを含む。

多くの他の金属と同様に、コバルトは、採掘及び溶錬作業の間に環境に放出される。コバルト含有スラッジ又はリン酸肥料の適用もまた、環境を介するコバルトの拡散をもたらす。コバルトへの曝露は、食事か飲料水、又は吸入を介して起こる可能性がより高い。コバルトは、とりわけビタミンＢ１２の成分としてヒトの健康に必要であり、妊婦では、赤血球の生成を刺激するために使用されてきた。しかし、一層高いレベルのコバルトに曝露した作業者は、呼吸器系の問題を発症する。ヒト及び動物における心筋症は、コバルトへの曝露後に報告された。核施設及び核廃棄物保管施設における作業者は、潜在的に高いレベルの放射活性^６０Ｃｏに曝露され得る。（コバルトに関する毒性プロファイル、米国保健福祉省、Ａｇｅｎｃｙ ｆｏｒ Ｔｏｘｉｃ Ｓｕｂｓｔａｎｃｅｓ ａｎｄ Ｄｉｓｅａｓｅ Ｒｅｇｉｓｔｒｙ、２００４年４月を参照されたい）。

血液からこれらの金属毒素のいくつかを除去しようとするため、キレーション治療が使用されてきた。Ｃｏ^２＋、Ｃｒ^３＋及びＣｄ^２＋の除去を指向したキレーション治療により、説明できないような結果がもたらされた、又は利益がもたらされなかった（Ｊ Ｍｅｄ Ｔｏｘｉｃｏｌ．，（２０１３）９，３５５－３６９）。キレーション治療は、Ｐｂ^２＋中毒にも使用されている。キレート剤ＣａＮａ_２ＥＤＴＡは、血液からＰｂ^２＋を除去するために使用されてきたが、この錯体は、胃腸管による吸収が乏しく、多くの場合、静脈内投与されなければならない。このキレートは、Ｐｂ^２＋を動員し、脳を含めた他の組織にこれを移動させることができることが観察された（Ｉｎｔ．Ｊ．Ｅｎｖｉｒｏｎ．Ｒｅｓ．Ｐｕｂｌｉｃ Ｈｅａｌｔｈ，（２０１０），７，２７４５－２７８８）。ジメルカプトコハク酸（ＤＭＳＡ）は、重金属中毒に対する解毒剤として認識されており、Ｃｏ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＰｂ^２＋中毒を処置するために使用されてきた（米国特許第５５１９０５８号を参照されたい）。キレーション治療に関する懸念は、毒性の副作用、金属の非選択的結合、及び身体に毒素が広がることを含む。支持型キレート剤、すなわち、樹脂に結合されたキレート剤が、透析様式での重金属除去に使用されており、この場合、血液は、半透明膜の一方の側に存在し、樹脂支持型のものは、もう一方の側でキレートを形成する（米国特許第４６１２１２２号を参照されたい）。

ゼオライトは、慢性鉛中毒を処置するために提案されており、米国特許出願公開第２０１８０３６９２７９（Ａ１）号では、ピル状形態で服用されるが、ゼオライトは、とりわけ、胃腸管における安定性に限界がある。

本出願人らは、体液（とりわけ、血液）又は透析溶液などの、流体に実質的に不溶な、メタレートイオン交換体を使用する方法を開発した。これらのイオン交換体は、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物からなる群から選択される交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１及びａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式を有する。これらの組成物は、体液（中性及び軽度の酸性又は塩基性のｐＨ）に実質的に不溶であるので、それらの組成物は、胃腸管系における毒素を除去するために経口服用されて、血液から毒素、具体的には、Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋を除去するために使用することができる。

明記したとおり、本発明は、体液、透析溶液及びそれらの混合物からなる群から選択される流体からＣｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｃｒ^３＋又はそれらの組合せを除去するための方法に関し、方法は、毒素を含む流体をイオン交換体に接触させて、イオン交換されたイオン交換体を生じさせ、それにより流体から毒素を除去する工程を含み、メタレートイオン交換体が、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン若しくはスズのうちの少なくとも２種以上を含有する多元系メタレート、又はそれらの混合物から選択され、コンポジットメタレートは、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物からなる群から選択される交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１及びａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式を有する。本発明によって処置される体液は、血液及び胃腸液を含む。血液は、全血液、血漿又は当業者に公知の血液の他の構成成分を含むことができる。

本発明の別の実施形態は、体液又は透析溶液と、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン若しくはスズのうちの少なくとも２種以上を含有する多元系メタレート、又はそれらの混合物から選択されるメタレートイオン交換体との組合せであり、コンポジットメタレートは、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物からなる群から選択される交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１及びａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式を有する。

本発明の別の実施形態は、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン若しくはスズのうちの少なくとも２種以上を含有する多元系メタレート、又はそれらの混合物から選択されるメタレートイオン交換体を組み込む装置であり、コンポジットメタレートは、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物からなる群から選択される交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１及びａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式を有する。この装置は、体液又は透析溶液に接触させて、Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋から選択されるイオンを除去するよう構成されている。上記のメタレートイオン交換体を含有する本発明の装置は、装着可能なデバイス、又は個体に対して遠隔なデバイス上の収着フィルタとすることができる。メタレートイオン交換体は、ポリマー及び多孔質及びメソ多孔質金属酸化物並びにシリケートを含めた多孔質生体適合性マトリックスに支持されていてもよい、又は埋め込まれていてもよい。架橋炭水化物又はタンパク質などの天然ポリマー又はバイオポリマーは、本発明に有用なポリマーとして特に企図される。

本目的及び他の目的、並びに本実施形態及び他の実施形態は、本発明の詳細説明の後に一層明確になろう。

明記されるとおり、本出願人らは、体液及び透析溶液から選択される流体から毒素を除去するための新しい方法を開発した。本方法の必須要素の１つはイオン交換体であり、これは、大容量及び強力な親和性、すなわち、Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋若しくはＣｒ^３＋のうちの少なくとも１種以上に対して選択性を有する。これらの組成物は、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン若しくはスズのうちの少なくとも２種以上を含有する多元系メタレート、又はそれらの混合物として特定される。それらは、そのコンポジット実験式（無水物を基準とする）によって更に特定され、これは、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙである。

この組成物は、ＺｒＯ_６／ｎ、ＴｉＯ_６／ｎ又はＳｎＯ_６／ｎ八面体単位（ｎ＝２若しくは３、又はその両方である）、場合によりＮｂＯ_６／ｎ又はＨｆＯ_６／ｎ八面体単位（ｎ＝２若しくは３、又はその両方である）、及び場合によりＳｉＯ_２四面体単位のうちの少なくとも１つからなるフレームワーク構造を有する。Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物からなる群から選択される交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）若しくはニオブ（５＋）、又は両方からなる群から選択される任意選択の八面体配位しているフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１及びａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する。

ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン若しくはスズのうちの２種以上を含む多元系メタレート、及びそれらの混合物は、ジルコニウム、チタン又はスズのうちの少なくとも１種、場合により１種以上のＭ金属、場合によりＳｉ源、及び少なくとも１種のアルカリ金属の反応性供給源と水とを組み合わせることによって調製される反応混合物の水熱結晶化によって調製される。アルカリ金属は、鋳型剤として作用する。酸化ジルコニウム又は水酸化ジルコニウムに加水分解され得るいずれのジルコニウム化合物も使用することができる。これらの化合物の具体例としては、ジルコニウムアルコキシド、例えば、ジルコニウムｎ－プロポキシド、水酸化ジルコニウム、酢酸ジルコニウム、オキシ塩化ジルコニウム、塩化ジルコニウム、リン酸ジルコニウム及びオキシ硝酸ジルコニウムが挙げられる。チタン金属源の具体例としては、以下に限定されないが、チタンアルコキシド、四塩化チタン、三塩化チタン及び二酸化チタンが挙げられる。スズ金属の具体例としては、四塩化スズ及びスズイソプロポキシドが挙げられる。シリカ源としては、コロイド状シリカ、ヒュームドシリカ、オルトケイ酸テトラエチル及びケイ酸ナトリウムが挙げられる。アルカリ源としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化ルビジウム、水酸化セシウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸ルビジウム、炭酸セシウム、ハロゲン化ナトリウム、ハロゲン化カリウム、ハロゲン化ルビジウム、及びハロゲン化セシウムが挙げられる。Ｍ金属源としては、Ｍの金属酸化物、アルコキシド、ハロゲン化物塩、酢酸塩、硝酸塩及び硫酸塩が挙げられる。Ｍ金属源の具体例としては、ニオブイソプロポキシド、含水酸化ニオブ、ハフニウムイソプロポキシド、塩化ハフニウム、及びオキシ塩化ハフニウムが挙げられる。水酸化物源としては第四級水酸化アンモニウムＲＯＨが挙げられる。その具体例は、水酸化テトラメチルアンモニウム、二水酸化ヘキサメトニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム及び水酸化テトラブチルアンモニウムである。一般に、本発明のイオン交換組成物である、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、多元系メタレート又はそれらの混合物を調製するために使用される水熱プロセスは、酸化物のモル比に関して、以下の式：
ｒ Ｒ_２／ｓＯ：ｐ Ａ_２Ｏ：ａ ＺｒＯ_２：ｂ ＴｉＯ_２：ｃ ＳｎＯ_２：ｄ ＭＯ_ｑ／２：ｅ ＳｉＯ_２：ｆ Ｈ_２Ｏ
（式中、「Ｒ」は、１種以上の四級アンモニウム陽イオンであり、「ｓ」は、四級アンモニウム陽イオン上の電荷数であり、１～２のいずれかであり、「ｒ」は、０～４０の値を有しており、「ｐ」は、０．２５～４０の値を有し、「ａ」は、０～１の値を有し、「ｂ」は、０～１の値を有し、「ｃ」は、０～１の値を有し、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、０から１未満の値を有しており、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｅ」は、０～２５の値を有しており、「ｆ」は、１０～３０００の値を有する）によって表される反応混合物を形成することを含む。反応混合物は、ジルコニウム、チタン又はスズ、場合により第四級水酸化アンモニウム、場合によりケイ素、及び場合によりＭ金属、及びアルカリ金属の所望の供給源を任意の順序で混合し、所望の混合物を得ることによって調製される。この混合物は、塩基性ｐＨ、好ましくは少なくとも８であるｐＨを有することがやはり必要である。混合物の塩基性度は、過剰のアルカリ水酸化物、第四級水酸化アンモニウム、及び／又は混合物の他の構成物質の塩基性化合物を加えることによって制御される。次に、反応混合物を形成すると、密閉した反応容器中、自己圧下、１～３０日の期間、１００℃～２００℃の温度で反応させる。割り当てた時間の後に、この混合物をろ過して、固体生成物を単離し、これを脱イオン水により洗浄して、空気中で乾燥する。明記されているとおり、本発明の組成物は、八面体ＺｒＯ_６／ｎ単位、ＴｉＯ_６／ｎ単位、ＳｎＯ_６／ｎ単位又はそれらの組合せ、場合により八面体ＭＯ_６／ｎ単位（ｎ＝２又は３）、及び場合により四面体ＳｉＯ_２単位のいずれかのフレームワーク構造を有する。このフレームワークは、多くの場合、一様な細孔径を有する結晶内細孔系を有する微多孔質構造体をもたらし、すなわち、この細孔サイズは、結晶学的に規則正しい。細孔の直径は、３Å以上とかなり変わり得る。一方、この組成物のフレームワークは、層形成されていてもよく、又は非晶質であってもよい。

合成されるとおり、本発明の組成物は、層間に、又は他の電荷を等しくする位置において、細孔内にアルカリ金属鋳型剤の一部を含有する。これらの金属は、交換可能な陽イオンとして記載され、それらの金属は、他の（二次）Ａ’陽イオンと交換され得ることを意味する。一般に、交換可能な陽イオンＡは、他のアルカリ金属陽イオン（Ｋ^＋、Ｎａ^＋、Ｒｂ^＋、Ｃｓ^＋）、アルカリ土類陽イオン（Ｍｇ^２＋、Ｃａ^２＋）、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物から選択されるＡ’陽イオンと交換され得る。陽イオンＡ’は、陽イオンＡとは異なることが理解される。１種の陽イオンを別のものに交換するために使用される方法は、当分野で周知であり、組成物を所望の陽イオン（過剰モル濃度で）を含有する溶液と交換条件で接触させることを含む。交換条件は、２５℃～１００℃の温度、及び２０分間～２時間の時間を含む。最終生成物中に存在する具体的な陽イオン（又はその混合物）は、組成物の特定の使用、及び使用されている具体的な組成物に依存するであろう。特定の組成物の１つはイオン交換体であり、この場合、陽イオンＡ’は、Ｎａ^＋、Ｃａ^２＋及びＨ^＋イオンの混合物である。

ある種の例では、四級アンモニウム陽イオンが通常、水酸化物源として合成に使用される場合、四級アンモニウム陽イオンは生成物に組み込まれ得る。通常、四級アンモニウム陽イオンは、生成物への組み込みに一層高い親和性を有するアルカリ陽イオンによって、多くの場合、置き換えられるので、上記のことは、この場合には該当しない。しかし、第四級アンモニウムイオンは、生成物から除去されなければならない。これは、多くの場合、前の段落で言及したイオン交換プロセスによって実施され得る。時として、第四級アンモニウムイオンは、細孔内に捕捉されることがあり、イオン交換によって四級アンモニウム陽イオンを除去することが可能ではないことがある。この場合、焼成が必要とされる。通常、焼成は、空気気流中、又は窒素気流とその後の空気気流中で、試料をある温度又は５００～６００℃まで、２～２４時間、加熱することからなる。このプロセスでは、四級アンモニウム陽イオンは分解されて、残留プロトンによって置き換えられる。焼成が、一旦、完了すると、試料は、上記のとおり、所望の陽イオンＡ’組成物にイオン交換され得る。

これらのイオン交換組成物は、粉末形態で使用することができるか、又は当分野で周知の手段によってさまざまな形状に形成することができることもやはり本発明の範囲内にある。これらのさまざまな形状の例としては、丸状、押出成形物、球体、ペレット及び不規則形状粒子が挙げられる。これは、米国特許第６５７９４６０（Ｂ１）号及び米国特許第６８１４８７１（Ｂ１）号に既に実証されている。本発明のイオン交換組成物はまた、理想的には、米国特許第９０３３９０８（Ｂ２）号に開示されている収着フィルタ中などの、血液と適合可能な多孔質ネットワークに挿入されている又は結合していることを含めた、多孔質ネットワーク中に支持されていてもよい。多孔質ネットワークは、天然又は合成ポリマー、及びバイオポリマー及びメソ細孔金属酸化物、及びシリケートからなっていてもよい。好適な天然ポリマー（バイオポリマー）は、炭水化物又はタンパク質のオリゴマー及びポリマーから作製されている、架橋炭水化物又はタンパク質を含むことができる。バイオポリマーは、好ましくは多糖である。多糖の例としては、１，３－、１，４－及び／又は１，６－連結基を有するα－グルカンが挙げられる。これらの中で、アミロース、アミロペクチン及びデキストリンを含めた「デンプンファミリー」がとりわけ好ましいが、プルラン、エルシナン、ロイテラン（reuteran）及び他のα－グルカンもまた好適である。ただし１，６－連結基の割合は、好ましくは、７０％未満、より好ましくは６０％未満である。他の好適な多糖としては、β－１，４－グルカン（セルロース）、β－１，３－グルカン、キシログルカン、グルコマンナン、ガラクタン及びガラクトマンナン（グアーガム及びローカストビーンガム）、キサンタン、ガティ、カラギーナンのような不均質ガムを含めた他のガム、アルギネート、ペクチン、β－２，１－及びβ－２，６－フルクタン（イヌリン及びイエバン（Ievan））などが挙げられる。好ましいセルロースは、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ、例えば、ＡＫＺＯ Ｎｏｂｅｌ製のＡＫＵＣＥＬＬ）である。このように使用することができる炭水化物は、例えば、グルコース、フルクトース、スクロース、マルトース、アラビノース、マンノース、ガラクトース、ラクトース、並びにこれらの糖のオリゴマー及びポリマー、セルロース、デキストリン（マルトデキストリンなど）、アガロース、アミロース、アミロペクチン及び例えばグアーガムなどのガム、Ｃ、Ｈ及びＯ原子だけからなる炭水化物である。好ましくは、ＤＰ２の重合度（degree of polymerization：ＤＰ）を有する炭水化物オリゴマー、又はＤＰ５０の炭水化物ポリマーが使用される。これらは、デンプン（アミロース、アミロペクチン）、セルロース及びガム、又はリン酸化若しくは酸化によって形成され得るそれらの誘導体などの天然ポリマーとすることができる。デンプンは、陽イオン性又は陰イオン性変性デンプンであってもよい。変性され得る好適な（変性）デンプンの例は、トウモロコシ－デンプン、バレイショ－デンプン、米－デンプン、タピオカデンプン、バナナデンプン及びキャッサバデンプンである。他のポリマーもまた使用され得る（例えば、カプロラクトン）。ある種の実施形態では、バイオポリマーは、陽イオン性デンプン、最も好ましくは、酸化されたデンプン（例えば、次亜塩素酸塩により酸化されたＣ６）である。酸化レベルは、吸着剤材料の適用に適するよう自由に選択されてもよい。非常に好適には、酸化レベルは、５～５５％、最も好ましくは、２５～３５％、更により好ましくは２８％及び３２％である。最も好ましくは、酸化されたデンプンは、架橋化されている。好ましい架橋剤は、ジエポキシドである。架橋レベルは、吸着剤材料の適用に適するよう自由に選択されてもよい。非常に好適には、架橋レベルは、０．１～２５％、より好ましくは１～５％、及び最も好ましくは２．５～３．５である。使用することができるタンパク質としては、アルブミン、オボアルブミン、カゼイン、ミオシン、アクチン、グロブリン、ヘモグロビン、ミオグロビン、ゼラチン及び小ペプチドが挙げられる。タンパク質については、植物又は動物性材料の加水分解物から得られるタンパク質もまた使用することができる。特に、好ましいタンパク質ポリマーは、ゼラチン又はゼラチンの誘導体である。

明記したとおり、これらの組成物は、体液、透析溶液及びそれらの混合物から選択される流体から、Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋を含めたさまざまな金属毒素を吸着する際に特定の利用性を有する。本明細書で使用する場合、及び特許請求の範囲において、体液は、以下に限定されないが、血液、血漿及び胃腸液を含む。同様に、本組成物は、以下に限定されないが、ヒト、ウシ、ブタ、ヒツジ、サル、ゴリラ、ウマ、イヌなどを含めた、任意の哺乳動物の身体の体液を処置するために使用されることが意図されている。本方法は、ヒト身体から毒素を除去するのに特に適している。流体に、所望のイオン交換体を直接又は間接的に接触させるための手段がいくつか存在し、こうして、毒素を除去する。技法の１つは血管潅流であり、これは、上記のイオン交換組成物をカラムに充填し、血液をこのカラムに流すことを含む。このようなシステムの１つは、米国特許第４，２６１，８２８号に記載されている。同‘８２８特許に明記されているとおり、本イオン交換組成物は、好ましくは、球体などの所望の形状に形成される。更に、本イオン交換組成物粒子は、セルロース誘導体などの化合物によりコーティングされ得、このセルロース誘導体は、血液と適合可能であるが、赤血球成分に非透過性である。１つの特定の例では、上記の所望のイオン交換組成物の球体は中空繊維に充填されており、それにより半透性膜をもたらすことができる。１種より多いタイプのイオン交換組成物が、本方法の効率を増強するため、本方法において混合及び使用することができることをやはり指摘するべきである。

本方法を実施するための別の方法は、米国特許第５，５３６，４１２号に記載されているものなどの、当分野で公知の手段によって、モレキュラーシーブ吸着剤の懸濁液又はスラリーを調製することである。同‘４１２特許に記載されている装置もまた、本方法を実施するために使用することができる。本方法は、金属毒素を含有する流体、例えば血液を中空繊維の内部に通過させること、及び当該通過の間に、中空繊維膜の外面に吸着剤懸濁液を循環させることを基本的に含む。同時に、陽性圧の断続的なパルスを吸着剤溶液に適用し、その結果、流体が、交互に中空繊維膜内部から出る、及びこの中に再度入り、これによって、毒素を流体から除去する。

別のタイプの透析は、腹膜透析である。腹膜透析では、腹腔又は腹部の空洞（腹部）を、腹腔に挿入したカテーテルを介して、腹膜に接触する透析流体又は溶液で満たす。腹部における臓器の外側を取り囲む膜である腹膜を介して、血液から透析流体に毒素及び過剰の水が流れる。透析液は、毒素を除去するのに十分な時間（滞留時間）、身体に留まる。必要とされる滞留時間後、透析液は、カテーテルを介して腹腔から除去される。２つのタイプの腹膜透析が存在する。連続的な外来腹膜透析（ＣＡＰＤ）では、透析は１日中行われる。この方法は、腹腔中に透析溶液を維持すること、及び消費された透析液（毒素を含有する）を定期的に除去すること、及び腹腔に新しい透析溶液を再充填することを含む。これは、１日中、数回行われる。第２のタイプは、自動化腹膜透析又はＡＰＤである。ＡＰＤでは、透析溶液は、患者が睡眠している夜間にデバイスによって交換される。どちらのタイプの透析でも、交換毎に新しい透析溶液が使用されなければならない。

本発明のジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート又は多元系メタレートは、腹膜透析中に使用される透析溶液を再生成するために使用することができ、これによって、血液を浄化するために必要な透析液の量、及び／又は交換を行うために必要な時間の量が更に低下する。この再生成は、従来の透析に関して上記の手段のいずれかによって行われる。例えば、間接接触法では、腹腔に由来する透析液、すなわち腹膜を通過して移動された金属毒素を捕捉する第１の透析液は、ここで、膜に接触され、第２の透析溶液及び金属毒素は、膜を通過して移動され、これによって、第１の透析溶液が精製される、すなわち精製済み透析溶液になる。金属毒素を含有する第２の透析溶液は、上記のイオン交換体の少なくとも１種を含有する少なくとも１つの吸着床に流される。これによって金属毒素が除去され、精製済みの第２の透析溶液が得られる。毒性金属イオン、すなわちＣｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋が除去されるまで、吸着剤床に第２の透析溶液を連続的に循環させることが通常、好ましい。第１の透析溶液が腹腔に循環されることがやはり好ましく、これによって、毒性金属の除去効率が向上し、全滞留時間が低下する。

直接接触法もまた行うことができ、この場合、第１の透析溶液が腹腔に導入され、次に、少なくとも１種のイオン交換体を含有する少なくとも１つの床に流される。上記のとおり、これは、ＣＡＰＤ又はＡＰＤとして実施され得る。透析溶液の組成は、身体における適切な電解質バランスを確実にするため、さまざまとなり得る。これは、透析を実施するためのさまざまな装置と共に当分野で周知である。

ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート及び多元系メタレートはまた、経口摂取され得る丸状又は他の形状に形成され得、イオン交換体が腸を通過すると、胃腸液中の毒素を捕捉し、最後に排出される。胃内の高酸性内容物からイオン交換体を保護するため、成形物品は、胃内で溶解しないが、腸内で溶解するさまざまなコーティング剤によりコーティングされていてもよい。

やはり明記したとおり、本組成物は、さまざまな交換可能な陽イオン（「Ａ」）を用いて合成されるが、陽イオンを、血液と一層適合可能な、又は血液に悪影響を及ぼさない二次陽イオン（Ａ’）と交換することが好ましい。この理由のため、ナトリウム、カルシウム、ヒドロニウム及びマグネシウムが好ましい陽イオンである。好ましい組成物は、ナトリウム及びカルシウム又はナトリウム、カルシウム及びヒドロニウムイオンを含有するものである。ナトリウム及びカルシウムの相対量は、かなりさまざまになり得、血液中のこれらのイオンの組成及び濃度に依存する。

標準ｘ線粉末回折技法を使用して、以下の実施例において表されるｘ線パターンを得た。放射線源は、４５ｋＶ及び３５ｍＡで動作した高強度Ｘ線管であった。銅Ｋ－アルファ放射からの回折パターンは、適切なコンピュータベースの技法によって得た。平坦な圧縮粉末試料は、２°から５６°（２θ）まで、連続的に走査した。オングストローム単位での面間隔（ｄ）は、θとして表される回折ピークの位置から得て、この場合θは、デジタル化されたデータから観察されるブラッグ角である。バックグラウンドを減算した後の回折ピークの積分面積から強度を求め、「Ｉ_０」は、最も強い線又はピークの強度であり、「Ｉ」は、他のピークのそれぞれの強度である。

当業者によって理解されるとおり、パラメータ２θの決定は、人為的及び機械的誤差の両方を受けやすく、これは組み合わせて、２θの各報告値に対して±０．４°の不確実性を課し得る。この不確実性はまた、当然ながら、２θ値から計算されるｄ層間隔の報告値で現れる。この不正確さは、当分野全体を通して一般的なものであり、本結晶性物質を相互に、及び先行技術の組成物との差異を妨げる程十分ではない。報告されるｘ線パターンにおいて、ｄ層間隔の相対強度は、それぞれ、非常に強いこと、強いこと、中程度及び弱いことを表す、ｖｓ、ｓ、ｍ及びｗの表記によって表示される。１００×Ｉ／Ｉ_０の観点から、上記の表記は、以下：ｗ＞０～１５；ｍ＞１５～６０：ｓ＞６０～８０及びｖｓ＞８０～１００のように定義される。

特定の例では、合成された生成物の純度は、そのｘ線粉末回折パターンを参照して評価することができる。したがって、例えば、試料が純粋であると述べられている場合、この試料のｘ線パターンが結晶性不純物に起因する線を含まないことのみが意図されており、非晶質物質が存在しないことを意図するものではない。

本発明を一層完全に例示するために、以下の実施例が記載される。実施例は例示目的に過ぎず、添付の特許請求の範囲に記載されるような本発明の広範な範囲に対する過度の限定として意図するものではないことを理解されたい。

Ｎａ^＋イオン－交換手順
Ｎａ^＋形態で合成されていない以下の実施例に開示されている生成物は、試験前にナトリウムイオン交換した。通常、ＮａＣｌとの３段階イオン交換を使用した。イオン－交換手順は、試験する５～１０ｇの生成物を１～２Ｍ ＮａＣｌ交換溶液５００ｍＬに曝露させることからなった。３種のイオン交換を７５℃で行い、各交換工程に１．５時間、撹拌した。交換後の固体は、ろ過又は遠心分離によって分離した。

酸処理手順
試験候補のいくつかは、酸処理を受けるよう選別した。５重量％の硝酸溶液を使用し、１００ｇの交換溶液中に２～３ｇの試験物質となることを目標とした。酸洗浄を３段階の交換手順で、各段階において７５℃で１．５時間、行った。交換した物質は、ろ過により単離し、脱イオン水で徹底的に洗浄し、８０℃で乾燥した。

実施例１
高速撹拌器を備えたＴｅｆｌｏｎ製ビーカーにおいて、１０１．６４ｇのＫＯＨ（８７．８％）を１９１．０３ｇの脱イオン水に溶解した。この溶液に、激しく撹拌させながら、７９．６４ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を１回で加え、半透明の溶液を形成した。この溶液は、２時間の均質化後に濁りがなくなった。この濁りのない溶液に、６分間かけて、７７．６９ｇのＴｉ（ＯｉＰｒ）_４（９７％）を滴下して加えた。この反応混合物は、２０分間の更なる撹拌により白色の不透明なコロイド様懸濁液に変わった。この反応混合物を６００ｃｃの撹拌したオートクレーブにロードし、１７５℃で１２０時間蒸解し、２５０ｒｐｍで撹拌した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。生成物は、粉末ｘ線回折により、わずかなＫ_２ＴｉＳｉ_３Ｏ_９不純物を有するチタンシリケートファーマコシデライトと同定した。この生成物に関する代表的なｘ線回折線を表１に示しており、アスタリスクは、Ｋ_２ＴｉＳｉ_３Ｏ_９不純物に関連するピークを示している。元素分析は、実験式Ｋ_１．７５ＴｉＳｉ_１．０６Ｏ_５．０をもたらした。試験前にこの生成物の一部をＮａＣｌとイオン交換した。

実施例２
高速撹拌器を備えたＴｅｆｌｏｎ製ビーカーにおいて、７３．３４ｇのＫＯＨ（８７．７％）を２５４．４３ｇの脱イオン水に溶解した。この溶液に、激しく撹拌させながら、６８．２７ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を１０分間かけて加え、白色懸濁液を形成した。２０分間の均質化後、４５．６１ｇの酢酸ジルコニウム溶液（２２．１％ＺｒＯ_２）を迅速に滴下して加えた。１０分間の均質化後、５．３５ｇの含水Ｎｂ_２Ｏ_５（６２．５％）を加え、この反応混合物を更に５分間、撹拌した。この反応混合物を６００ｃｃの撹拌したオートクレーブにロードし、２００℃で２４時間蒸解し、２５０ＲＰＭで撹拌した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し空気中で乾燥した。ｘ線粉末回折により、この生成物は、ウンバイト（umbite）構造を有することが明らかになった。この生成物に関する代表的な回折線が、以下の表２に示されている。元素分析は、実験式Ｋ_２．１５Ｚｒ_０．８１Ｎｂ_０．１９Ｓｉ_３．３４Ｏ_９．５をもたらした。試験での使用前に、生成物の一部をＮａＣｌとイオン交換した。

実施例３
Ｔｅｆｌｏｎ製ビーカーに６５０．００ｇのＴＥＡＯＨ（３５％）を投入し、高速撹拌器により撹拌した。次に、撹拌しながら、５３．０５ｇのＴＥＯＳ（９８％）を迅速に滴下して加えた。この反応混合物を１時間、撹拌してＴＥＯＳを加水分解すると、濁りのない溶液になった。次に、１２．７６ｇのＳｎＣｌ_４ ^＊５ Ｈ_２Ｏを２５．００ｇの脱イオン水に溶解した。この溶液を、反応混合物に４０分間の期間をかけて、ゆっくりと滴下して加えた。この反応混合物を更に２０分間、激しく撹拌し、次に、Ｔｅｆｌｏｎ製ボトルに入れて、一晩、撹拌した。その翌日にＮａ^＋を加えた。４．１７ｇのＮａＣｌを１５．００ｇの脱イオン水に溶解し、反応混合物に滴下して加えた。添加が進むにつれて、事前には濁りのなかった溶液が、濁りのある懸濁液へと変化した。この反応混合物をＴｅｆｌｏｎ製ボトルに移し、１００℃で４時間蒸解した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。粉末ｘ線回折による同定により、Ｎａ－Ｓｎ－シリケートは非晶質であることが示された。試験での使用前に、生成物の一部をＮａＣｌとイオン交換した。

実施例４
Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌから受領したナトリウムノナチタネートＮａ_４Ｔｉ_９Ｏ_２０を使用した。粉末ｘ線回折による試料の同定は、ナトリウムノナチタネートと一致した。この試料に関する代表的なｘ線回折線を以下の表３に示す。

実施例５
溶液は、１１４１．３７ｇの脱イオン水に４０．６９ｇのＮａＯＨペレット（Ｆｉｓｈｅｒ）を溶解することによって調製した。高速機械式撹拌器（６００ｒｐｍ）を使用する激しいオーバーヘッド式撹拌により、６８．７９ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ（商標）ＡＳ－４０；４０％ＳｉＯ_２）をゆっくりとであるが、１回の投入で加えた。約１時間の混合後、コロイド状半透明懸濁液に、１４９．１５ｇのＴｉ（ＯｉＰｒ）_４（９７％）を１回の投入により迅速に加えると、直ちに沈殿物が形成した。この反応混合物を更に５分間均質化し、撹拌したＰａｒｒ ２Ｌオートクレーブにロードした。この反応混合物を３００ｒｐｍで撹拌しながら、２００℃で２４時間蒸解した。これは室温から２００℃まで、４時間の加熱昇温を含む。この生成物を単離し、遠心分離を使用して、脱イオン水により３回、洗浄し、１００℃のオーブン中で一晩、乾燥した。この生成物を粉末ｘ線回折によって同定し、ゾライト及びシチナカイト成分の両方を示した。この生成物に関する代表的な回折線を、表４の実施例５Ａに示す。記載した手順は複製試料を生成するために繰り返され、この物質に関する代表的な回折線を表４の実施例５Ｂに示す。

実施例６
溶液は、８１５．２７ｇの脱イオン水に２９．０７ｇのＮａＯＨペレット（Ｆｉｓｈｅｒ）を溶解することによって調製した。高速機械式撹拌器を使用する激しいオーバーヘッド式撹拌により、４９．１３ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ（商標）ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）をゆっくりとであるが、１回の投入で加えた。約１時間の混合後、コロイド状半透明懸濁液に、１０６．５３ｇのＴｉ（ＯｉＰｒ）_４（９７％）を１回の投入により迅速に加えると、直ちに沈殿物が形成した。この反応混合物を更に５分間均質化し、２Ｌオートクレーブにロードした。この物質を静的条件下、２００℃で２４時間蒸解した。この生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水により３回、洗浄し、１００℃のオーブン中で一晩、乾燥した。生成物は、ｘ線回折により同定し、これによって、生成物をチタンシリケートシチナカイトと同定した。この生成物に関する代表的なｘ線回折線が、表５に示されている。

実施例７
一連のナトリウムスズシリケートは、以下のとおり調製した。Ｔｅｆｌｏｎ製ビーカーに、３６．１６ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を加え、高速撹拌器下に置いた。次に、９０．００ｇの脱イオン水に１９．２６ｇのＮａＯＨペレットを溶解することによって、溶液を調製した。激しく撹拌させながら、この溶液をコロイド状シリカに加えた。添加後、この白色反応混合物を２０分間均質化した。個別に、２１．１０ｇのＳｎＣｌ_４ ^＊５Ｈ_２Ｏを８３．４８ｇの脱イオン水に溶解した。この溶液を反応混合物に加え、更に２０分間、混合した。希薄な白色反応混合物を４つの１２５ｍＬのテフロン加工されたオートクレーブに分けて、２００℃、自己圧で、３、７、１４及び２１日間、静的条件下で蒸解した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。粉末ｘ線回折を使用して生成物を同定した。この生成物の代表的なｘ線回折線が、表６に示されている。

実施例８
高速撹拌器を装備したＴｅｆｌｏｎ製ビーカーに、４２．６１ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を投入した。１６３．３８ｇの脱イオン水に２９．２８ｇのＮａＯＨペレットを溶解することによって溶液を調製した。激しく撹拌させながら、コロイド上シリカにこの溶液を迅速に滴下して加え、クリーム状の鮮やかな白色の反応混合物が形成した。個別に、１４．７３ｇのＳｎＣｌ_４ ^＊５Ｈ_２Ｏを２００ｇの脱イオン水に溶解することによって溶液を調製した。激しく撹拌させながら、この溶液を１回の投入で加えた。この鮮やかな白色の混合物を更に２０分間、撹拌した。均一な白色ゲルを６００ｃｃの撹拌したオートクレーブにロードし、２００℃で７２時間蒸解し、２５０ｒｐｍで撹拌した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。粉末ｘ線回折により、この生成物をＳｎＳｉ－１と同定した。代表的なｘ線回折線が表７に示されている。元素分析は、実験式Ｎａ_４．４５ＳｎＳｉ_４．１３Ｏ_１２．５をもたらした。

実施例９
Ｔｅｆｌｏｎ製ビーカー中で、Ｈｅｉｄｏｌｐｈ製撹拌器を使用して、１１５．８６ｇの脱イオン水に１９．５４ｇのＫＯＨ（８５．２２％）を溶解した。次に、４６．１４ｇのコロイド状シリカ（ＬＵＤＯＸ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を１回の投入で加え、１０分間、撹拌した。この後に、３０．０ｇのＴｉ（ＯｉＰｒ）_４（９７％）を加えた。鮮やかな白色のゲルが生じ、これを更に均質化させた。この均一なゲルをテフロン加工された３つのＰａｒｒ反応器に分配し、２００℃の温度で４６時間、自己圧で静置して蒸解した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。この生成物は、粉末ｘ線回折によってＴｉウンバイトと同定した。代表的な回折線を以下の図８に示す。元素分析は、実験組成Ｋ_１．７９ＴｉＳｉ_２．６０Ｏ_８．１をもたらした。それらを試験する前に、この生成物をナトリウムでイオン交換した。

実施例１０
高速撹拌器下で、Ｔｅｆｌｏｎ製ビーカーに、６９．１５ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を投入した。２５７．１６ｇの脱イオン水に７４．２５ｇのＫＯＨ（８７．７％）を溶解することによって、溶液を調製した。激しく撹拌させながら、この溶液をコロイド状シリカに１回の投入で加えると、白色懸濁液が形成した。これは、２０分間の均質化後に濁りがなくなった。この濁りのない溶液に、４９．４５ｇの酢酸ジルコニウム溶液（２２．１重量％、ＺｒＯ_２）を迅速に滴下して加え、この反応混合物を均質化した。この反応混合物を６００ｃｃの撹拌したオートクレーブにロードし、２００℃で３６時間蒸解し、２５０ｒｐｍで撹拌した。この固体生成物を遠心分離によって単離して水で洗浄し、室温で乾燥した。この生成物は、粉末ｘ線回折によってＺｒウンバイトと同定した。代表的なｘ線回折線を表９に示す。元素分析は、実験組成Ｋ_２．３３ＺｒＳｉ_３．４７Ｏ_１０．１をもたらした。試験前に、生成物の一部をＮａＣｌとイオン交換した。

実施例１１
高速撹拌器下に置いたＴｅｆｌｏｎ製ビーカー中で、１５．３９ｇのＫＯＨ（８７．８％）を２６．０１ｇの脱イオン水に溶解した。次に、激しく撹拌させながら、１４．４７ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を１回の投入で加えた。最初に半透明である溶液は、２時間の均質化後に濁りがなくなった。この濁りのない溶液に、７分間かけて、１４．１２ｇのＴｉ（ＯｉＰｒ）_４（９７％）を滴下して加えた。この反応混合物は、２０分間の更に撹拌後に、ベージュ色の不透明なコロイド様懸濁液に変わった。この反応混合物を１２５ｍＬのＰａｒｒ反応器にロードし、自己圧、１５０℃で５日間、静置して蒸解した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。粉末ｘ線回折により、この生成物をチタンシリケートファーマコシデライトと同定した。この生成物に関する代表的な回折線が、表１０に示されている。元素分析は、実験組成Ｋ_１．４５ＴｉＳｉ_１．１３Ｏ_ｘを与えた。試験前に、生成物の一部をＮａＣｌとイオン交換した。

実施例１２
３８．００ｇのアルコキシドＴＥＯＳ（９８％）及び１０．４８ｇのＴｉ（ＯｉＰｒ）_４（９７％）を、高速撹拌器下に置いたＴｅｆｌｏｎ製ビーカー中で混合した。個別に、５．８９ｇのＮａＯＨ（９９％）を８５．００ｇの脱イオン水に溶解した。２３ｍｌの滴下器具を使用して、撹拌した反応混合物にこの溶液をむしろ迅速に滴下（dropperwise）して加えた。滴下器具の数体積分のＮａＯＨ溶液を加えた後に添加を停止し、ゲルが形成されると、この反応混合物を数分間、撹拌した。次いで添加を継続させ、完了させた。次に、濃厚なゲルを２時間撹拌させ、均質化を促進した。この反応混合物を２つのテフロン加工されたＰａｒｒ反応器に移し、２００℃、自己圧で、静置して１４０時間蒸解した。この生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。粉末ｘ線回折によるこの固体の同定により、この物質は、ゾライトトポロジーを有することが示された。この生成物に関する代表的なｘ線回折線を以下の表１１に示す。

実施例１３
ＵＯＰから受領した、この製造試料は、無水組成物Ｎａ_３．２４Ｔｉ_２．６７Ｎｂ_１．１８Ｓｉ_２Ｏ_１３．９を有するシチナカイト構造を有する。この物質に関する代表的なｘ線回折線を以下の表１２に示す。

実施例１４
この試料は、実施例１３の試料であるが、更に酸洗浄し、これによって、いくつかのイオン交換がもたらされ、一部のナトリウムが除去される。無水組成物は、Ｈ_ｘＮａ_１．５６Ｎｂ_１．１４Ｔｉ_２．６０Ｓｉ_２Ｏ_ｙである。この試料に対する粉末ｘ線回折により、この組成物は、シチナカイト構造を有すると同定された。この物質に関する代表的な回折線が、以下の表１３に示されている。

実施例１５
この試料は、無水組成物Ｎａ_３．１６Ｔｉ_２．７７Ｎｂ_１．０５Ｓｉ_２Ｏ_{１３．７４}を有するシチナカイト構造を有する。以下の製剤を使用してこの物質の多数の回分を調製した：０．９５ Ｎａ_２Ｏ：０．１５ Ｎｂ_２Ｏ_５：０．７５ ＴｉＯ_２：０．８５ ＳｉＯ_２：１２９ Ｈ_２Ｏ：３．０ ｉ－ＰｒＯＨ：３．４ ＥｔＯＨ。

典型的な調製は、５０％ＮａＯＨ溶液、含水五酸化ニオブ、チタンイソプロポキシドＴｉ（ＯｉＰｒ）_４、オルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）及び脱イオン水を使用した。ＮａＯＨ溶液を水で希釈し、この中に含水五酸化ニオブをスラリー形成させた。次に、激しく撹拌させながらＴＥＯＳをゆっくりと加え、この反応混合物を添加後、更に１５分間、均質化した。次に、Ｔｉ（ＯｉＰｒ）_４をゆっくりと加え、この反応混合物を更に均質化した。この反応混合物を反応器に移し、２００℃、自己圧で２４時間蒸解した。この生成物をろ過によって単離し、脱イオン水で洗浄して乾燥した。この生成物に関する代表的なｘ線回折線を以下の表１４に示す。

実施例１６
溶液は、２０ｇの脱イオン水に１１．３１ｇのＮａＯＨペレットを溶解することによって調製した。この溶液に、激しく撹拌させながら３．５９ｇのＬｉＯＨ^＊Ｈ_２Ｏ（Ａｌｄｒｉｃｈ）を加えた。２０分間の均質化後、２７．８４ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を１０分間かけて滴下して加えた。個別に、１６．２５ｇのＳｎＣｌ_４ ^＊５Ｈ_２Ｏを２０．７ｇのＨ_２Ｏに溶解することによって溶液を調製した。１時間の均質化後、この溶液を白色懸濁液に加え、滴下後、更に２０分間混合した。このクリーム状の反応混合物を１２５ｍＬのオートクレーブにロードし、２００℃、自己圧で１６日間、静置して蒸解した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。この生成物を粉末ｘ線回折により分析し、この生成物に関する代表的なｘ線回折線を以下の表１５に列挙する。試験前に、この物質の一部分をナトリウムとイオン交換した。

実施例１７
Ｈｏｎｅｙｗｅｌｌから受領したカリウムチタネート試料は、一部がカリウムヘキサチタネートＫ_２Ｔｉ_６Ｏ_１３及び一部が鋭錐石ＴｉＯ_２を含む、ほとんどカリウムオクタチタネートＫ_２Ｔｉ_８Ｏ_１７からなるコンポジットであり、この検討に使用した。この試料を粉末ｘ線回折により同定した。代表的なｘ線回折線が表１６に示されている。試験前に、この試料をナトリウムでイオン交換した。

実施例１８Ａ及び１８Ｂ
Ｔｅｆｌｏｎ製ビーカーに１５０．００ｇのＴＥＡＯＨ（３５％）を投入し、高速撹拌器を用いて撹拌を開始した。次に、５３．０５ｇのＴＥＯＳ（９８％）を滴下して加え、２時間、撹拌して、ＴＥＯＳを加水分解した。個別に、１１．７２ｇのＺｒＯＣｌ_２ ^＊８Ｈ_２Ｏを２．００ｇの脱イオン水に溶解した。この溶液を反応混合物に断続して滴下して加えた。添加の経過中、白色ゲルが形成した。これを、２時間、更に均質化した。溶液は、２．００ｇの脱イオン水に１４．４０ｇのＣｓＯＡｃ（９８％）を溶解することによって調製した。この溶液を反応混合物に迅速に加えた。テフロン加工されたＰａｒｒ反応器にこの反応混合物を移し、１７５℃で４８時間（実施例１８Ａ）及び９６時間（実施例１８Ｂ）、蒸解した。この生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し空気中で乾燥した。粉末ｘ線回折により、生成物は非晶質であることが示された。試験前に、生成物の一部をナトリウムとイオン交換した。

実施例１９
高速撹拌器下のＴｅｆｌｏｎ製ビーカーにおいて、２２．７６ｇのＮａＯＨペレットを３５７．４５ｇの脱イオン水に溶解した。この溶液に、激しく撹拌させながら、４１．３８ｇのコロイド状シリカ（Ｌｕｄｏｘ ＡＳ－４０、４０％ＳｉＯ_２）を１０分間の期間をかけて加え、白色懸濁液が形成した。２０分間の均質化後、２８．４４ｇの酢酸ジルコニウム溶液（２２．１重量％ＺｒＯ_２）を加え、内容物を更に３分間撹拌した。この反応混合物を６００ｃｃの撹拌したオートクレーブにロードし、２５０ＲＰＭで撹拌しながら、２００℃で７２時間、蒸解した。この固体生成物を遠心分離によって単離し、脱イオン水で洗浄し、室温で乾燥した。この生成物は、ｘ線回折によってＺｒガイドネアイト（gaidonnayite）と同定した。この生成物に関する代表的な回折線を以下の表１７に示す。元素分析は、実験組成Ｎａ_２．１９ＺｒＳｉ_３．２８Ｏ_９．６６をもたらした。

実施例２０溶液からの金属イオンの除去
実施例１～１９に開示した試料を試験し、固体表面での吸着と溶液状態での残留との間での各金属の分布（Ｋ_ｄ）を求めることによって、試料溶液に由来するＣｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋イオンを吸着する能力を求めた。この試験溶液は、酢酸コバルト、酢酸鉛、酢酸カドミウム及び硝酸クロムを水道水に溶解することによって調製した。これらの試験溶液をＩＣＰによって分析し、第１の試験溶液は、２３．５ｐｐｍのＣｏ^２＋、１３．５ｐｐｍのＰｂ^２＋、２２．４ｐｐｍのＣｄ^２＋及び１３．６ｐｐｍのＣｒ^３＋を含有した一方、第２の試験溶液は、２６．７ｐｐｍのＣｏ^２＋、２１．６ｐｐｍのＰｂ^２＋、２４．９ｐｐｍのＣｄ^２＋及び１９．２ｐｐｍのＣｒ^３＋を含有した。この試験の場合、２００ｍｇのイオン交換体を３０ｍｌのホウケイ酸塩製バイアルに入れて、ここに２０ｍｌの金属含有試験溶液を２０ｍｌのシリンジを使用して加えた。ロードしたバイアルにキャップで密封し、Ｂｏｈｄａｎシェーカーに置いて、室温で２４時間、激しく振とうした。イオン交換体が、所望量の時間にわたり金属溶液と接触すると、シリンジを使用してバイアルから溶液／固体懸濁液を取り出した。シリンジ内容物を０．４５ｕｍのナイロン製フィルタを介して押し出すことによって、溶液から固体を分離した。この溶液をプラスチック製バイアルに採集し、ＩＣＰ又はＩＣＰ／質量スペクトルによる化学分析のために送付した。Ｃｏ^２＋、Ｃｄ^２＋及びＣｒ^３＋の検出レベルは、８０ｐｐｂである一方、Ｐｂ^２＋の検出レベルは、０．２ｐｐｍ又は２００ｐｐｂであった。溶液からのこれらの金属の消失は、固体による吸着によると推測した。

溶液と固体との間の金属の分布に関するＫ_ｄ値は、以下の式を使用して計算した：

式中、Ｖ＝廃棄模擬物質の体積（ｍＬ）
Ａｃ＝イオン交換体に吸収された陽イオンの濃度（ｇ／ｍＬ）
Ｗ＝評価したイオン交換体の質量（ｇ）
Ｓｃ＝反応後上澄み中の陽イオンの濃度（ｇ／ｍＬ）

以下の表１８は、取込み検討の結果を要約する。

この用途におけるイオン交換体を含ませる判定基準は、上記の試験で評価した場合、溶液から試験金属の少なくとも９５％を除去しなければならないということである。Ｋ_ｄ＝１９００は、金属陽イオンの９５％除去に相当し、したがって、Ｋ_ｄは、１９００より高くなければならない。この表における最低Ｋ_ｄ値は、Ｋ_ｄ＝３２１０であり、溶液から金属の９７％除去に相当する一方、最高値Ｋ_ｄ＞３１０２５は、溶液から金属を＞９９．７％除去することに相当する。これらのイオン交換体はすべて、個々の金属の除去に優れた性能を示す。

特定の実施形態
以下を特定の実施形態と併せて説明するが、この説明は、前述の説明及び添付の特許請求の範囲を例示するものであり、限定することを意図するものではないことが理解されよう。

本発明の第１の実施形態は、Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｃｒ^３＋毒素を含有する体液をイオン交換体と接触させて、イオン交換体と体液との間でのイオン交換によって、体液から毒素を除去する工程を含む、体液から毒素又はそれらの混合物を除去する方法であって、イオン交換体が、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン及びスズのうちの１種超を含む多元系メタレート、並びにそれらの混合物から選択され、メタレートが、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物を含む交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式をそれぞれ有する、方法である。本発明の実施形態は、体液が、全血液、血漿、又は血液の他の構成成分、胃腸液、及び血液、血漿、血液の他の構成成分又は胃腸液を含有する透析溶液からなる群から選択される、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、Ｍが、ハフニウム（＋４）又はニオブである、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、ｘ＝０である、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてであり、ａ＋ｃ＋ｄ＝０である。本発明の実施形態は、Ａが、カルシウムとナトリウムとの混合物である、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、イオン交換体が、膜に組み込まれた中空繊維に充填されている、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、イオン交換体が、セルロース誘導体組成物を含むコーティング剤によりコーティングされた粒子表面に含まれている、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、本方法が、血液潅流法であり、体液は、イオン交換体を含有するカラムに通過させる、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、透析溶液が腹腔に導入され、次に、少なくとも１種のイオン交換体を含有する少なくとも１種の吸着剤床に流される、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、イオン交換体が、経口消化される成形物品に形成され、次いで、イオン交換体と哺乳動物の腸内の胃腸液に含まれているＣｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｃｒ^３＋毒素との間でイオン交換され、次に、毒素を含有するイオン交換体が排出される、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、成形物品が、胃内の条件によって溶解しないコーティング剤によりコーティングされている、本段落における先行実施形態から本段落における第１の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。

本発明の第２の実施形態は、体液、透析溶液、又は体液と透析溶液との混合物の組合せを含む組成物であって、組合せが、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン及びスズのうちの１種超を含む多元系メタレート、並びにそれらの混合物から選択されるイオン交換体を更に含み、メタレートが、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物を含む交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式をそれぞれ有する、組成物である。本発明の実施形態は、体液が、全血液、血漿、他の血液構成成分又は胃腸液である、本段落における先行実施形態から本段落における第２の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。

本発明の第３の実施形態は、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン及びスズのうちの１種超を含む多元系メタレート、並びにそれらの混合物から選択されるイオン交換体のための支持材料を含むマトリックスを備える装置であって、メタレートが、
Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
（式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物を含む交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）の無水物を基準として、実験式をそれぞれ有する、装置である。本発明の実施形態は、マトリックスが、生体適合性ポリマー及び金属酸化物及びシリケートを含む多孔質ネットワークを備える、本段落における先行実施形態から本段落における第３の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、生体適合性ポリマーが、架橋炭水化物又はタンパク質を含む、本段落における先行実施形態から本段落における第３の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、生体適合性ポリマーが、１，３－、１，４－又は１，６連結基を有するα－グルカンから選択される多糖類である、本段落における先行実施形態から本段落における第３の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、生体適合性ポリマーが、グルコース、フルクトース、スクロース、マルトース、アラビノース、マンノース、ガラクトース、ラクトース、並びに１種以上の炭水化物を含むオリゴマー及びポリマーから選択される炭水化物である、本段落における先行実施形態から本段落における第３の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。本発明の実施形態は、生体適合性ポリマーが、アルブミン、オボアルブミン、カゼイン、ミオシン、アクチン、グロブリン、ヘモグロビン、ミオグロビン、ゼラチン及び小ペプチドから選択されるタンパク質を含む、本段落における先行実施形態から本段落における第３の実施形態までのうちの１つ、いずれか、又はすべてである。

更に説明することなく、前述の説明を使用して、当業者が、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく本発明を最大限まで利用し、かつ本発明の本質的な特性を容易に確認することができ、本発明のさまざまな変更及び修正を行い、さまざまな使用及び条件に適合させることができると考えられる。したがって、先行する好ましい特定の実施形態は、単なる例示として解釈されるべきであり、いかなるようにも本開示の残りを限定するものではなく、添付の特許請求の範囲の範囲内に含まれるさまざまな修正及び同等の構成を網羅することを意図するものである。

上記では、すべての温度は摂氏度で記載され、すべての部及び百分率は、別途記載のないかぎり、重量基準である。

Claims (10)

1. 体液から、Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｃｒ^３＋毒素又はそれらの混合物を除去するための方法であって、前記毒素を含有する体液をイオン交換体と接触させて、前記イオン交換体と前記体液との間でイオン交換することにより前記体液から前記毒素を除去することを含み、前記イオン交換体が、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン及びスズのうちの１種超を含む多元系メタレート、並びにそれらの混合物から選択され、前記メタレートが、
   Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
   （式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物を含む交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であって、ゼロから１の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、Ｍである、全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）
   の無水物を基準として、実験式をそれぞれ有する、方法。
2. 前記体液が、全血液、血漿、又は血液の他の構成成分、胃腸液、及び血液、血漿、血液の他の構成成分又は胃腸液を含有する透析溶液からなる群から選択される、請求項１に記載の方法。
3. 前記イオン交換体が、膜に組み込まれた中空繊維に充填されている、請求項１に記載の方法。
4. 前記方法が血液潅流法であり、前記体液が前記イオン交換体を含むカラムに通される、請求項１に記載の方法。
5. 透析溶液が腹腔に導入され、次いで少なくとも１種の前記イオン交換体を含有する少なくとも１種の吸着剤床に通される、請求項１に記載の方法。
6. 前記イオン交換体が、経口消化される成形物品に形成され、次いで前記イオン交換体と哺乳動物の腸内の胃腸液に含有されている前記Ｃｏ^２＋、Ｐｂ^２＋、Ｃｄ^２＋、Ｃｒ^３＋毒素との間でイオン交換し、次いで前記毒素を含有する前記イオン交換体を排出する、請求項１に記載の方法。
7. 体液、透析溶液、又は前記体液と前記透析溶液との混合物の組合せを含む組成物であって、前記組合せが、ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン及びスズのうちの１種超を含む多元系メタレート、並びにそれらの混合物から選択されるイオン交換体を更に含み、前記メタレートが、
   Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
   （式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物を含む交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである、全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、Ｍである全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）
   の無水物を基準として、実験式をそれぞれ有する、組成物。
8. 前記体液が、全血液、血漿、他の血液構成成分又は胃腸液である、請求項７に記載の組成物。
9. ジルコニウムメタレート、チタンメタレート、スズメタレート、ジルコニウム、チタン及びスズのうちの１種超を含む多元系メタレート、並びにそれらの混合物から選択されるイオン交換体のための支持材料を含むマトリックスを備える装置であって、前記メタレートが、
   Ａ_ｍＺｒ_ａＴｉ_ｂＳｎ_ｃＭ_ｄＳｉ_ｘＯ_ｙ
   （式中、Ａは、カリウムイオン、ナトリウムイオン、ルビジウムイオン、セシウムイオン、カルシウムイオン、マグネシウムイオン、ヒドロニウムイオン又はそれらの混合物を含む交換可能な陽イオンであり、Ｍは、ハフニウム（４＋）又はニオブ（５＋）からなる群から選択される少なくとも１種のフレームワーク金属であり、「ｍ」は、全金属（全金属＝Ｚｒ＋Ｔｉ＋Ｓｎ＋Ｍ）に対するＡのモル比であって０．１０～１５の値を有しており、「ａ」は、Ｚｒである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｂ」は、Ｔｉである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、「ｃ」は、Ｓｎである全金属のモル分率であってゼロから１の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＞０であり、「ｄ」は、Ｍである、全金属のモル分率であってゼロから１未満の値を有しており、この場合、ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ＝１であり、「ｘ」は、全金属に対するＳｉのモル比であって０～１２の値を有しており、「ｙ」は、全金属に対するＯのモル比であって２．１～３３の値を有する）
   の無水物を基準として、実験式をそれぞれ有する、装置。
10. 前記マトリックスが、生体適合性ポリマー及び金属酸化物及びシリケートを含む多孔質ネットワークを備える、請求項９に記載の装置。