JP3081137B2 - 改良された親和性担体を用いる生物学的高分子を分離または精製する方法。 - Google Patents

改良された親和性担体を用いる生物学的高分子を分離または精製する方法。

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、体液の体外での処
理法およびアフィニティークロマトグラフィーの分野に
関する。詳細には、本発明は、血液灌流と、それほど厳
密でないクロマトグラフィー法および試料の処理法の分
野とに適切な、保護膜型コーティングを有する微粒子状
担体に関する。
【0002】
【従来の技術】安定で高容量を有し、非特異的吸着性が
低い、便利なクロマトグラフィー用担体が、永年にわた
って捜し求められてきた。しかし、この特性の組み合わ
せを達成することは極めて困難である。木炭または合成
ポリマー類のような単一物質の担体は非特異性であり、
高容量で高安定性の両方を兼ねそなえたものは製造でき
ないことは明らかである。多孔性シリカにDEAEデキ
ストランを含浸させることによって得られるようなハイ
ブリッドゲルも上記の欠陥がある。
【0003】この種のハイブリッド担体は多数開示され
ている。例えば、米国特許第4,673,734号は、アミノ化
多糖類を含浸させた鉱物質の担体に関し;米国特許第3,
577,226号には、シリカゲルの細孔にinsituで重
合させて架橋ポリマーを形成させる方法が記載されてお
り;Boardman,N.K.,J.Chromatog 2巻,388〜389
頁,1959年、には、セライトのような多孔性担体の空洞
に、樹脂の薄層を形成させることが記載され;そして、
米国特許第3,878,092号にもポリマーでコートされたシ
リカが記載されている。
【0004】シリカと多孔性ガラスの未コートの形態の
ものは、高多孔性で高流量を提供するが、分解しやす
く、そして、表面にシラノール基があるためタンパクが
非特異的に吸着する。これらの欠点を克服するために、
シランカップリング剤を含有する親水性ポリマーコーテ
ィングが開示されている。例えば、米国特許第3,983,29
9号および第4,029,583号には、シリカ担体に結合したグ
リシドキシプロピルトリメトキシシランが開示されてい
る。しかし、そのコーティングの接着性は不良である。
【0005】米国特許第4,332,694号には、反応性エポ
キシと無機のシリカ担体との組合せが記載されている。
米国特許第4,352,884号には、無機物質と、親水性アク
リレートもしくはメタクリレートおよび共重合可能なカ
ルボン酸もしくはアミンとの共重合体と架橋剤とからな
るコーティングが記載されている。しかし、この方法
は、下にある基材との結合性が不充分であった。米国特
許第3,795,313号には、メタクリルオキシシランでコー
トされた石英質の担体が記載され、米国特許第3,808,12
5号には、ポリマーのバックボーン上で重合させたカッ
プリング剤で製造された共重合体に化学的に結合された
シリカの担体が記載されている。異なる方法としては、
米国特許第4,070,348号には、酵素もしくはタンパクの
ような特異的なリガンドで共有結合的に修飾されている
グリシジルアクリレートとアミノ含有アクリレートとの
共重合体が記載されている。
【0006】1986年2月26日に公開された欧州特許出願
第0172579号および米国特許第4,724,207号には、合成コ
ポリマーに共有結合的に結合された修飾シリカ担体が記
載されている。上記合成コポリマーは、イオン化可能な
基を有する物質、すなわち疎水性物質、またはアフィニ
ティーリガンドに結合しうる基を有する物質と共重合し
たシリカに、直接共有結合的に結合することが可能なポ
リマーを含有する。関連する米国特許第4,663,163号に
は、同様に修飾された多糖類の担体が記載され、特許請
求がなされている。したがって、これらの担体は、特異
性を付与する誘導体を含有するマトリックスとして、そ
して、この物質を微粒子状の有機もしくは無機の担体に
結合させるためのリンクとして、引き続いて架橋された
ポリマーのコーティングを、用いている。
【0007】上記のクロマトグラフィー用担体は、いず
れも血液灌流に使用するのには適切でない。その理由
は、その流れ特性が不適切で担体が著しく不安定なこと
と、非特異的結合が余りにも多いからである。前記の方
法ではアクリルポリマーと会合したヒドロゲルが得られ
る。このポリマーは、接着性が不良なので、基本粒子の
機械的特性を改質することが非常に重要であるという本
質的な欠点がある。例えば、ポリアクリルヒドロゲル
は、その細孔の平均半径が4〜10オングストロームにす
ぎないと推定されている(Refojo,M.F.,J.Ap.Poly
m.Sci.,9巻,3417頁,1965年;White,M.L.,J.Ph
ys.Chem.,64巻,1563頁,1960年)。このような細孔
の大きさは、アルブミン(158Å×38Å)とγ−グロブ
リン(235Å×44Å)のような小さな血漿タンパクさえ
も有効に除外する。
【0008】上記の理由のため、さきに引用したクロマ
トグラフィー用担体は、血液もしくは血漿のような生物
学的液体を生体外で処理するのには不適当である。この
ような用途に適合するには、高い寸法安定性、微粒子の
放出がないこと、高い効率と容量および生体適合性、な
らびに非特異的吸着がないということが必要である。現
在実施されている方法では、活性炭、イオン交換体もし
くは樹脂のような非特異的吸着剤が、血漿灌流に使用さ
れている。この血漿灌流を実施するのは、血液灌流を実
施することよりも容易であるが、細胞を血漿から分離す
るのに追加の装置を要し、処理された血漿の濾過も必要
である。特異的な免疫リガンドでコートしたチューブを
血液を通過させるような、血液成分を特異的に除く試み
も報告されている(Schenkeinら、J Clin Invest,50
巻,1964頁,1971年;Lyleら、J Immunol 113巻,517
頁,1974年)。Termanら、Clin Exp Immunol,28巻,18
0頁,1977年、には、ナイロンに結合され、カラムとし
て用いられる封入吸着剤が記載され、Termanら、New En
g J Med 305巻,1195-1200頁,1981年、には、充実性癌
の治療にチャコール−コロジオンに結合させたプロテイ
ンAを使用することが記載され、そして、Besaら、Am J
Med,71巻,1035頁,1981年、には、自己免疫療法にお
いて血清IgGを除去するためのプロテインAが記載され
ている。米国特許第4,681,870号には、IgGを生体液から
除去するためのプロテインAシリカ免疫吸着体の使用を
開示している。この方法は、生体外での処理中に「微粒
子(fines)」を放出するという欠点を有する。Messaikeh
ら、「Biological and Biomechanical Performance of
Biomaterials」,1986年,Christelら編、Elsevier,Am
sterdam,321〜326頁には、VIII:C因子を生体外で除
くためにポリスチレンの誘導体を使用することが記載さ
れている。Margelら、Ap Biochem Biotechnol,12巻,3
7〜66頁,1986年、には、特異的な血液灌流のための誘
導体化架橋アガロースポリアクロレインの微小球ビーズ
(「アガロースアクロビーズ」)の使用が記載されてい
る。
【0009】血漿もしくは血液から物質を選択的に除去
するためのマトリックスとして、無機担体に直接結合さ
せた特異的な親和リガンドを使用することが、次のBens
ingerらの一連の論文に記載されている:Transfusion,
21巻,335〜342頁,1981年;New Eng J Med,304巻,16
0-162頁,1981年;J ClinApheresis,1巻,2〜5頁,
1982年およびVox Sang,48巻,357-361頁,1985年。こ
れらの発表のうちの最後のものでは、免疫吸着体は、Ch
angのTrans Am Soc Artif Int Organs 26巻,546-549
頁,1980年、および関連する米国特許第3,725,113号に
記載されている方法により、コロジオンでうすくコート
されたが、そのうすいコロジオンコーティングは微粒子
の放出を防げなかった。非特異的担体の親水性コーティ
ングが発表されている。その他の報告ではヒト血漿から
抗体を除去するのに類似のカラムを使っており(Osterw
alderら、Blut,53巻,379-390頁,1986年;Busselら、
Plasma Ther Transfus Technol,6巻,461-464頁,198
5年)、また全血からの抗体の除去にも類似のカラムが
使われている(Rajaら、上記文献、22巻,102-103頁,1
986年;およびBannettら、Transplantation,43巻,909
-910頁,1987年)。吸着剤を被覆する試みの中には、血
液灌流用の活性炭顆粒の表面にヘキサメチルジシロキサ
ンを重合させるのにグロー放電を使用することが含まれ
ているが(HasirciおよびAkovali,J Biomed Mater Re
s,20巻,963-970頁,1986年)、やはり微粒子の放出を
防止することはできない。
【0010】その外の問題点は、担体に対する非特異的
吸着である。種々の物質の高分子物質への接着性が研究
されている。種々のポリマーの生体適合性の総説が、
「Biocompatible Polymers,Metals and Composites」
(Szycher編集)1983年、Technomic、PA中のNeumannらの
論文になされている。例えばポリスチレンは、細胞に対
して接着性が不良であることが示されている[「Biolog
ical and Bio-mechanicalPerformance of Biomaterial
s」(前出)のThomasらの論文]。血小板の接着性は表面
の平滑度と粗さには左右されないようであるが(Zingg
ら、Biomaterials,2巻,156-158頁,1981年)、疎水性
表面に対しては、表面の粗さは、流動条件下で細胞の接
着性に影響する(Strongら、Anal Biomed Engg,10巻,
71-82頁,1982年)。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、結着性と機
械的強度を付与するメンブレン型の物理的特性を有し、
アフィニティー担体を保護するのに用いる場合に生体適
合性であり、微粒子の放出を防止する、制御された細孔
コーティングを提供する方法を提供するものである。従
って、そのコーティングは、メンブレンの適切な機械的
特性を兼ね備え、担体に結合したアフィニティーリガン
ドが反応する抗体などの物質のような血液タンパクの浸
透に適合した適当な多孔性を有する。
【0012】
【課題を解決するための手段】新規親和性吸着剤を含む
血液灌流装置は、血液から特定の物質を選択的に除去す
るために使用される。この装置は、臨床適用における体
外免疫吸着用の先行技術のクロマトグラフの担体の限界
を克服する。この担体はまた、アフィニティークロマト
グラフィーの手法に基づく、生物学的高分子の大規模な
分離および精製においても有用である。
【0013】体外血液灌流により、血液循環から不必要
な物質を特異的に除去することは、血漿分離交換法より
もはるかに望ましく、簡便であるため、大きな医学的重
要性を有する。適当な親和性リガンドを使用すると、該
リガンドへの結合についての特異性を有する物質だけが
除去される。本発明は、全血(あるいは血漿)を安全に
循環させ、その後直接人体に返還することができる担体
を提供する。担体は従って「生体適合性」である。すな
わち、これらの担体は特異的な標的以外のいかなる血液
成分にも有害な影響をおよぼさない。さらに、担体は細
胞および血小板の付着に対して抵抗性があり、さもなけ
れば有害な塞栓症を導きうる微粒子の放出を防ぐ。
【0014】本発明の吸着剤のマトリックスは、親和性
リガンドが付着したシリカあるいはその他の不活性粒子
を含み、得られる誘導体化担体はメンブレンタイプのコ
ーティングによって修飾される。吸着剤マトリックス
は、体外免疫吸着によって直接血流あるいは血漿から抗
体または他の不必要な物質を選択的に除去するのに適し
た特性を有する。コーティングは、それ自体でメンブレ
ンの形成において一般的に用いられる位相逆転法と同様
の手法によって得られる。合成メンブレンタイプの超薄
多孔性フィルムの形成を包含する。
【0015】疎水性ポリマーはより容易に一体型メンブ
レンを生じるので、メンブレンタイプのコーティングを
得るためには望ましい。そのような場合には、ポリマー
と共に、該ポリマーの重量の0.5〜5%の量の溶解し
た適合性の孔調節成分を含む必要があり得る。次に溶媒
を除去し、目的とする生体適合性のメンブレンタイプコ
ーティングを形成する。このコーティングは20オング
ストロームもしくはそれを越える大きさの孔を有する。
より疎水性の高いポリマーコーティングは、孔調節成分
を必要としないであろう。メンブレンタイプのコーティ
ングで被覆したときに、担体は、少なくとも必要に応じ
てさらに洗浄し、予備的に微細成分を除去したあとは、
微粒子について安定性を示す。本発明はまた、親和性リ
ガンドへと誘導されない、あるいは誘導される、ポリマ
ーメンブレン被覆マトリックスをも対象とする。
【0016】従って、ひとつの局面において、本発明は
特異的親和性吸着剤を被覆するための方法を対象とす
る。この方法は、微粒子状固体不活性担体(親和性リガ
ンドによって誘導されない、または誘導される)の懸濁
液を調製することを包含し、該懸濁液は、マトリックス
の重量の0.1〜1%の量の溶解したポリマーを含む溶
媒中で調製される。次いで、担体にポリマーのメンブレ
ン型コーティングが与えられるという条件下で、該懸濁
液から溶媒を除去される。上記メンブレン型コーティン
グは、一体化メンブレンの物理的および機械的特性を有
するが、そのメンブレンは、親和性リガンドに吸着され
る物質が十分に通過しうる大きさの孔を持つ。従って、
孔の大きさは少なくとも20オングストローム以上でな
ければならない。
【0017】もう1つの面では、本発明は、本発明の被
覆マトリックスを含むデバイスならびにそれを用いて体
液の体外灌流技法を実施する方法に関する。特に、本発
明は、本発明の被覆担体を使用する血液灌流の方法を対
象とする。
【0018】本発明の親和性マトリックスは、特定の成
分を選択的に除去する体液の体外灌流またはクロマトグ
ラフィーに適し;(a)特異的な親和性リガンドで誘導
体化された固体微粒子担体と、(b)該誘導体化担体を
被覆する生体適合性ポリマーコーティングとを有し;該
ポリマーコーティングが一体型メンブレンタイプのコー
ティングであり、該メンブレンコーティングが少なくと
も20Åの孔径を有し、そして該コーティングが該マト
リックスから微粒子が濾過されることを防止する。
【0019】本発明の方法は、一般的には、微粒子状担
体を、孔径が少なくとも20Åの生体適合性メンブレン
タイプのコーティングで被覆する方法であって、該コー
ティングはマトリックスから微粒子が濾過されることを
防止する。
【0020】本発明のある方法は、親和性リガンドで誘
導体化されていないか、官能基化されているか、または
誘導体化された微粒子状担体の懸濁液を、該担体の重量
を基準にして0.1〜1重量%の量で溶解された生体適
合性ポリマーを含有する溶媒中に調製すること;そし
て、薄い一体型メンブレンを生じる条件下で、該懸濁液
から溶媒を除去することを包含する。
【0021】本発明の他の方法は、親和性リガンドで誘
導体化されていないか、官能基化されているか、または
誘導体化された微粒子状担体の懸濁液を、該担体の重量
を基準にして0.1〜1重量%の量で溶解された生体適
合性ポリマーを含有し、さらに該ポリマーの重量を基準
にして0.5〜5重量%の量で溶解された適合性孔調節
成分を含有する溶媒中に調製すること;該懸濁液から溶
媒を除去すること;そして、薄い一体型メンブレンを生
じる条件下で、該コーティングから孔調節成分を除去す
ること、を包含する。
【0022】体外灌流を行う本発明の方法は、(a)被
験者から体液を取り出すこと;(b)該体液を次のよう
な親和性マトリックスに通過させること;ここで、該親
和性マトリックスは、(i)特異的な親和性リガンドで
誘導体化された固体微粒子状の担体と、(ii)該誘導体
化担体を被覆する生体適合性ポリマーコーティングとを
有し、該ポリマーコーティングが少なくとも20Åの孔
径を有する一体型メンブレンタイプのコーティングであ
り、該コーティングが該マトリックスから微粒子が濾過
されることを防止する;そして(c)該処理された体液
を該被験者に戻すことを包含する。
【0023】新規免疫吸着剤物質は、たとえば、血流か
らの抗体のような特異的物質の選択的除去に使用され
る。血液を患者から採取し、本発明のメンブレン被覆担
体を通して全血として循環させ、不必要な物質を除去し
て処理した血液を直接患者に返還する。あるいは、処置
前に全血から血液細胞を分離することもできる。次に分
離した血漿をメンブレン被覆担体を通過させ、それを患
者に返還して処理する。分離した血液細胞はまた、直接
あるいは処理済の血漿と混合したあと、患者に再注入す
ることもできる。
【0024】本発明のメンブレン被覆担体は、使用時に
は、一般に、親和性リガンドを含む。リガンドは、たと
えば、ヒト血液型群のオリゴ糖決定基のような化学的に
合成された構造から選択される。このリガンドは、シリ
カ粒子、多孔性ガラスなどのような支持微粒子に直接ま
たはリンカーを用いて共有結合的に付着させるか、ある
いは望ましくは適当な担体分子を用いて、非共有結合的
に吸着することができる。このようにして得た免疫吸着
剤を、本発明のメンブレン型被覆方法により、微粒子を
防ぐが除去すべき成分を含む全血は通過させ、その成分
が特異的リガンドに達することを可能にして、全血の血
液灌流(あるいは一般的な使用)により適した特性を与
えるように修飾される。
【0025】
【発明の実施の形態】
A.(定義) 本明細書中で使用される、「生体適合性メンブレン型コ
ーティング」とは、本発明の方法を用いて不活性担体、
あるいは官能基化または親和性誘導担体に被覆された物
質をさす。そして、この物質は、組成の点からは、生理
的物質に関しては化学的に不活性であり、血液を含めて
体外液と接触させて使用するときには生体適合性であ
る、合成のあるいは自然界由来のポリマー物質である。
生体適合性は、特定条件下で使用する時、二次的なアル
ブミン・コーティングの形成により増強されると考えら
れる。
【0026】「孔調節成分」とは、コーティングの調製
に使用される溶媒、および後述の溶媒気化ステップに用
いるゲル化/湿潤化/濾過媒体の両方に可溶な物質をさ
す。孔調節成分はまた、誘導体化担体へのコーティング
の形成に関しても不活性である。孔調節成分は、非溶媒
あるいはポリマー膨潤剤であり、これは、孔の大きさお
よび/あるいは数を制御し、従って被覆されたマトリッ
クスのぬれやすさおよび安定性を制御する機能を有す
る。その例としては、たとえば、特に分子量300〜2
0,000のポリエチレングリコール(PEG)、ポリ
プロピレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルピロリドン(PVP)のような低分子量のポリマ
ー、あるいはその他の低分子量で比較的親水性のポリマ
ーが含まれる。Tween-20、Triton-X、種々のSolulan、
電解質などのような非イオン性界面活性剤もまた使用さ
れ得る。
【0027】「不活性担体」とは、コーティングポリマ
ーが付与される微粒子状不活性物質をさしていう。「誘
導体化」担体とは、親和性リガンドを複合化した不活性
担体をさしていう。リガンドは、担体あるいはリンカー
に直接共有結合的に(あるいは非共有結合的に)結合し
ており、時には担体も使用され得る。
【0028】「官能基化」担体とは、リンカー成分だけ
が、あるいはさらなる複合化のための官能基を与える成
分(たとえば、カルボキシル基を生じるスクシニル基)
が付着した不活性担体をさしていう。官能基化担体と
は、本発明のメンブレン型コーティングフィルムによっ
て被覆された担体、あるいは被覆されていない担体の両
方をさしていう。
【0029】「非誘導体化担体」とは、付加リンカーあ
るいは親和性リガンドを持たない担体をさしていう。非
誘導体化担体の定義に適合する上で、本発明のコーティ
ングが付与されているかどうかは問題とならない。
【0030】「リンカー」とは、微粒子状担体から親和
性リガンドを切り離す役割をする成分をさしていう。
「リンカー」と、さらなる複合化のための官能基を与え
る一般的成分との間の差異は厳密ではなく、またそのよ
うな厳密さは重要ではない。親和性リガンドが、担体に
複合化される前にリンカーあるいは「リンカーアーム(l
inking arm)」によって与えられることは可能であり、
またしばしばそうである。リンカーは、担体が元来持つ
官能基あるいは付加的複合化成分によって与えられる官
能基に結合しうる官能基を含む。
【0031】B.(材料) 本発明は、血液灌流、ならびにより需要の低い血漿分離
交換法および通常のアフィニティークロマトグラフィー
での使用のために安全な被覆・保護された親和性吸着剤
を得るための方法を提供する。
【0032】(担体)親和性マトリックスは、固定支持
微粒子に複合化したあるいは結合した特異的リガンドを
持つ、いかなる誘導体化微粒子であってもよい。
【0033】本発明の基質の調製にあたっては、上記従
来の技術の項に示したように、広汎なかかる固体微粒子
担体が記述されている。本発明に有用な固体支持微粒子
は、種々の微粒子形態の不活性物質であり、それには、
シリカ粉末のような種々のシリカ誘導体、多孔性ガラス
のような合成ケイ酸塩、珪藻土のような生物由来のケイ
酸塩、カオリナイトのようなケイ酸塩含有物質などが含
まれる。その他の適切な担体としては、以下に述べるよ
うなコーティングポリマーあるいはアルミナのような一
般的に使用されるクロマトグラフィー担体として有用な
ものを含めて、ポリスチレン、ポリプロピレン、多糖類
などのような合成樹脂あるいは微粒子状ポリマーが含ま
れる。ケイ酸含有物質が特に望ましい。特に望ましいの
は、表面に水酸基を有するクリストバール石(Cristobo
lite)タイプの焼成珪藻土である。これらはリガンドの
共有結合的な結合において都合がよい。サイズは、約1
50メッシュから12メッシュまで目的用途に応じて変
えられ得る。血液灌流の場合には、60/30メッシュ
が特に望ましい。
【0034】(親和性リガンド)固体担体(以下に述べ
るように被覆されているか、あるいは被覆されていな
い)は、親和性リガンド…すなわち、親和性担体によっ
て処理されるサンプルの成分についての特異性を有する
物質…に直接複合化されているか、あるいは共有結合的
または非共有結合的に結合されている。そのようなリガ
ンドは、免疫グロブリン;Fab、F(ab’)2、あ
るいはFab’フラグメントのような免疫グロブリンの
フラグメント;ビオチンおよびアビジンのような特異的
相互作用物質;プロタミンのような生体反応性タンパク
あるいはヘパリナーゼのような酵素;ヌクレオチド配
列;ヘパリンのようなグリコサミノグリカン;および様
々な生物学的物質の抗原部分あるいは特異的反応領域を
表わす糖成分を含む。あるリガンド、特に糖成分は、例
えば、タンパクとの複合体として与えられうる。本発明
の特異的吸着剤においては、このリガンドは、固体担体
に受動的に複合化されているか、あるいはポリマーコー
ティングが付与される前または後に直接、もしくはリン
カーを介して固体担体に複合化される。リンカーは、代
表的には、単に固体担体の表面からリガンドを遠ざける
役割だけを果たす適当な長さの有機二官能成分である。
適当なリガンドおよびリンカーは、例えば、米国特許第
4,137,401号、4,238,473号および4,362,720号に開示さ
れているものである。
【0035】本発明の親和性マトリックスを特徴づける
メンブレン型コーティングは、単一メンブレンの物理的
および機械的特性を持つが、 液体中の処理されるべき
物質が担体に結合する親和性リガンドに容易に接近しう
るように20Å以上の孔を有する一体化されたフィルム
である。メンブレン自体は、フィルムが微粒子全体にわ
たって一体化するが、表面には必要な孔を残すように、
ポリマーから形成される。以下に述べるように、様々な
ポリマーが使用できるが、必要な孔の大きさおよび一体
化されたフィルムを得るために使用する工程および条件
は、選択するポリマーの性質に依存する。
【0036】(メンブレン型コーティング)疎水性の高
い物質ほど親水性の物質よりも一体型メンブレンが容易
に得られるので、疎水性ポリマーが望ましい。コーティ
ングおよび吸着工程の最終段階は水性媒体中で実施され
るため、メンブレン形成を極めて慎重に制御して操作し
ないと、疎水性ポリマーは「脱落する」コーティングを
形成する傾向がある。従って、例えば、先行技術である
Chang(前出)のコロジオン・コーティングは、完
全なメンブレン形成を確保するパラメータに注意を払わ
ずに実施され、また目的とする疎水性ポリマーを使用し
ないので、本発明の範囲には含まれない。
【0037】疎水性ポリマーを使用すれば、一体型メン
ブレンタイプのコーティングの形成は比較的容易である
(支持のために適切な比率のポリマーを使用し、慎重に
溶媒を蒸発させることを必要とするだけである)。適当
な数および大きさの孔の形成を確保するために、疎水性
ポリマーを使用する時には、「孔調節物質」を含む必要
があると考えられる。この物質は、代表的には低分子量
のポリマーであり、コーティングに使用される溶媒、お
よび、特に予備的な微粒子の除去を行うためのゲル化/
湿潤化/濾過に用いられる媒体において可溶性でなけれ
ばならない。
【0038】本発明の方法において生体適合性メンブレ
ン型コーティングとして使用しうるポリマーの例には、
疎水性物質が包含され、それには、例えば、ポリスチレ
ン、ポリエーテルウレタン、ポリスルホン、ポリ塩化ビ
ニルのようなフッ素化または塩素化ポリマー、ポリエチ
レンおよびポリプロピレン、ポリカーボネート、および
ポリエステルがある。疎水性ポリマーはまた、他のポリ
オレフィンを包含し、それには、例えば、ポリブタジエ
ン、ポリジクロロブタジエン、ポリイソプレン、ポリク
ロロプレン、ポリハロゲン化ビニリデン、ポリ炭酸ビニ
リデン、およびポリフッ化エチレンがある。スチレン−
ブタジエン共重合体あるいはα−メチルスチレンとジメ
チルシロキサンとの共重合体のようなコポリマーもコー
ティングとして有用である。本発明において有用なその
他のポリマーは、合成または天然ゴムならびに脂肪族ま
たは芳香族成分を含有するポリシロキサン(シリコーン
ポリマー)である。それには、例えば、ポリジメチルシ
ロキサン、ポリフェニルメチルシロキサン、ポリトリフ
ルオロプロピルメチルシロキサンがある。以下に挙げる
ようなポリアクリロニトリルあるいはアクリロニトリル
含有コポリマーも有用である:ポリα−クロロアクリロ
ニトリルコポリマー;ポリラクタムおよびポリアリレー
トを含むポリエステル; ポリアルキルアクリレートおよ
びポリアルキルメタクリレート;アルキドあるいはテル
ピノイド樹脂;脂肪族含有ポリスルホネート、ポリアル
キレン、ポリスルフェートを含むポリスルホン。より疎
水性の高いポリマーには以下のような物質が含まれる:
比較的分子量の高い、ポリエチレングリコールおよびポ
リプロピレングリコールのようなポリアルキレングリコ
ール;ポリアリレンオキシド;ナイロン;ポリビニルア
ルコール;およびポリエチレンメチルホスフェートのよ
うなポリホスフェート。上記のすべてについて、ブロッ
ク・インターポリマーおよびグラフトポリマーを含むコ
ポリマーおよびそれらのブレンドが使用され得る。適切
な生物学的に誘導されたポリマーは、セルロースポリマ
ーのようなポリヒドロキシ物質、血清アルブミンおよび
コラーゲンのようなタンパク、グリコサミノグリカン等
を含む。
【0039】ポリマー、特にポリシロキサン、ポリヒド
ロキシ物質、およびタンパクは、コーティングの付与後
あるいはコーティングの形成中に架橋され得る。
【0040】親和性リガンドと反応性のあるより大きな
成分の吸着に関するマトリックスの性能およびそのぬれ
やすさは、以下に述べるようなある環境下において孔調
節成分を包含することにより増強される。
【0041】親水性ポリマーコーティングを使用する場
合には、メンブレンの一体性を達成することが既に困難
であるので、孔制御成分を添加することは推奨されな
い。疎水性ポリマーについては、リガンドと吸着される
物質の相互作用が十分小さい成分に関わっている場合に
は、孔制御成分の添加は必要ないと考えられる。例え
ば、ポリスチレン・コーティングを使用して、IgMが
担体に複合化された親和性リガンドに吸着されるのに十
分な大きさの孔が、この成分を添加することなく形成さ
れる。
【0042】C.(コーティング工程) 本発明の担体は、メンブレンの表面全体にわたって一体
化され、かつ的確な大きさの孔を持つメンブレン型のコ
ーティングを有することを特徴とする。このコーティン
グを得る工程は、メンブレン型のコーティングフィルム
の孔の数および大きさが制御された所望の特性を与える
上で重要であり、担体のぬれやすさおよび安定性もメン
ブレンによって制御される。このメンブレンタイプ・コ
ーティングを調製するための工程においては、従って、
使用するポリマーの性質と濃度を含めたコーティング溶
液の組成ならびにゲル化/濾過浴媒体の組成と性質を含
めた蒸発およびゲル化の条件が、これらの結果を得る上
で重要である。一般に一体型メンブレンを得るための方
法は、メンブレン形成技術において知られており、これ
らの方法が本発明の親和性担体に適用される。
【0043】誘導体化担体は、選択したポリマーに適し
た方法に従って、少なくとも20の孔を有する生体適合
性ポリマーのメンブレン型フィルムで被覆される。メン
ブレン型コーティングの孔の大きさは本発明の方法にお
いて制御することができ、従ってその後の担体の誘導体
化を可能にするように調節できるので、コーティング処
理は官能基化の前または後、あるいは特異的リガンドへ
の担体の誘導体化の前または後に実施できる。
【0044】本発明の方法においては、従って、保護コ
ーティングメンブレンが、望ましい厚さの一体型メンブ
レンを得るための適量のポリマーを含む媒体においてポ
リマー・コーティングを与えることにより、誘導体化、
官能基化、あるいは非誘導体化担体に付与される。この
量は、12〜150メッシュの微粒子の場合には、微粒
子担体の重量の0.1〜1%にあたるポリマーの重量で
ある。十分に混合し、適当な期間、典型的には15〜3
0分間インキュベートした後、ポリマー被覆微粒子が乾
くまで真空下で溶媒を蒸発させる。当該技術において理
解されているように、ポリマーは、コーティング工程
中、あるいはその直後、望ましくは溶媒の蒸発前に、架
橋されうる(架橋されないこともある)。次に乾燥した
微粒子をゲル化/湿潤化/濾過媒体、代表的には水性媒
体において湿潤化させ、ポリマーのゲル化、非一体化成
分の濾過を行ない、存在している微粒子(fines)
を除去する。ポリマー溶液の組成、温度、インキュベー
トの時間、溶媒蒸発速度、ゲル化条件等のパラメータ
を、薄い多孔メンブレンの形成において代表的に使用さ
れるものに類似するように調製することにより、生じる
フィルムは物理的な一体性を有する。
【0045】酢酸セルロース、ナイロン、血清アルブミ
ン等のように、ポリマーが比較的親水性であれば、適当
な大きさの孔形成は自動的に生じうる。しかしながら、
一体化したコーティングを得ることはより困難である。
ポリスチレンやポリスルホンのような疎水性ポリマーを
使用する時には、コーティングが20Å以上の孔を持つ
ように工程を修正しなければならない。これは、コーテ
ィング混合物への孔調節成分の添加によって達成され
る。上記の方法と同様に、有効濃度の孔調節成分が存在
する時には、適当な時間撹拌しながらインキュベートし
た後、溶媒を蒸発させ、乾燥固体をゲル化/湿潤化/濾
過水性媒体に再懸濁し、微粒子(fines;被覆され
ていないポリマーゲル、孔調節の非溶媒成分、および残
留溶媒を含む)を除去する。
【0046】典型的には、この工程は、固体担体をポリ
マーと孔調節成分の両方を含む溶液中に懸濁することに
よって実施される。ポリマーの濃度は、懸濁される固体
担体の重量の0.1〜1%、好ましくは0.5%であ
る;孔調節成分は、添加される生体適合性ポリマーの重
量の0.5〜5%、好ましくは約1%の量で存在する;
従って、この成分は実質的に低い濃度で存在する。孔調
節成分の選択は、もちろん、ポリマーの選択、ポリマー
に適した溶媒、およびゲル化/湿潤化/濾過媒体に依存
する。孔調節成分は、ポリマーと相溶性であり、かつ溶
媒およびゲル化/湿潤化/濾過媒体に可溶でなければな
らない。
【0047】典型的なプロトコールにおいては、ポリマ
ー物質を必要に応じて加温しながら適切な溶媒に約2g/
lの濃度で溶解させ、適量、典型的には約20mg(膜被
覆を形成するポリマーの重量の約0.5〜5%)の孔調
節成分を、撹拌しながら添加する。両方の成分を溶解さ
せた後、乾燥固体担体約400g/lすなわちメンブレン
コーティングを形成するポリマーの重量の100〜1,
000倍を、穏やかに撹拌して溶液中に懸濁させる。次
に懸濁液を適当な時間、約15〜30分間穏やかに撹拌
し、その後ポリマーを架橋させ(あるいは架橋させない
で)、真空下で溶媒蒸発させる。撹拌と蒸発はともにロ
ータリーエバポレーターを用いて簡便に実施される。蒸
発の最終段階で温度を上昇させてもよく、被覆されたマ
トリックスは完全に乾燥したことが確認されるべきであ
る。
【0048】次に被覆マトリックスを徐々に室温まで冷
却し、ポリマーに応じて、好ましくは室温あるいは約4
〜40℃の温度で、適当な時間(典型的には1〜2時
間)、ゲル化/湿潤化/濾過媒体(典型的には、ポリマ
ーの性質に応じて、アルコール(たとえばエタノー
ル)、酸(たとえば硫酸)などの孔の大きさを制御する
のに役立つ他の成分を含有する水浴)中に懸濁する。マ
トリックスは、適切に被覆された場合には、この湿潤化
工程中に目に見えるゲルあるいは沈澱を生じない。
【0049】孔調節成分が含まれていたかどうかにかか
わらず、孔調節成分あるいは膨潤剤および残留溶媒を含
む、微細な粒子あるいは被覆混合物の痕跡を取り除くた
めに、懸濁したマトリックスを水のような濾過媒体で十
分に洗浄する。
【0050】次に洗浄したマトリックスを吸引し、その
あと約60℃に加熱することにより、恒量に達するまで
乾燥する。
【0051】マトリックスがまだ特異的リガンドで誘導
体化されていなければ、懸濁したメンブレン被覆マトリ
ックスに関して、適切に誘導体化工程を実施する。
【0052】D.(被覆マトリックスの特性) 本発明の被覆マトリックスは、適切な容量、孔隙率、取
扱い特性、安定性、必要に応じて特異性を有し、標準的
なクロマトグラフ法および体液の体外処理において有用
である。従って、この材料は、付随する生物学的成分を
乱すことなく所望の分離あるいは除去を行うことができ
るという点で生体適合性である。
【0053】分子レベルでは、アフィニティー・クロマ
トグラフィーあるいは灌流において使用する材料は、適
当な親和性リガンドに吸着されるか、もしくは直接また
はリンカーアームを通して共有結合された微粒子状の固
体担体といえる。完全に誘導体化された担体は、結合す
る材料に適した大きさの孔を持つポリマー材料の薄い一
体型メンブレンタイプの膜で被覆されている。体液由来
のタンパクあるいは抗体などの特異的物質の除去に対し
て、適当な孔の大きさは、およそ20オングストローム
かそれより大きい。本発明の材料は、ポリマーコーティ
ングにではなく微粒子状担体に親和性リガンドが結合し
ていること、および多孔性の、薄い外皮コーティングを
特徴とする。(親和性リガンドで誘導体化されていない
被覆担体も同等に本発明に包含される。これらは、本発
明の材料の形成における中間体であるか、あるいは非特
異的処理において使用され得る。) E.(被覆担体の用途) 一般に、本発明の親和性マトリックスは、親和性クロマ
トグラフ担体と類似した方法で、標準的なクロマトグラ
フ法ならびに血漿や血液などの体液の体外灌流に使用さ
れる。後者の目的については、好ましい装置は、第1図
に示すものに代表される、マトリックスを納めるための
カートリッジを使用するものである。図が示すように、
カートリッジ1は円筒状の胴部2、一対の先端キャップ
3、各々の末端の一対のメッシュスクリーン4、および
保護キャップ栓5から成る。同様の様々なデザインが使
用できるが、カートリッジ部品の材料自体が、生体適合
性でなければならない。そのような材料はポリエチレ
ン、テフロンあるいはレキサンポリカーボネートなどで
ある。マトリックスを充填したカートリッジは、胴部2
の一方の端にメッシュスクリーン4を置き、スクリーン
4の上に先端キャップ3を取り付けて組立てられる。次
いで胴部2に本発明の親和性マトリックス6を充填し、
もう一方のメッシュスクリーン4を置いて先端キャップ
3を正しい位置に取り付けると組立てが完了する。一般
に、充填は滅菌下で実施する。もしくは充填後に、たと
えばエチレンオキシド滅菌法によってカートリッジを内
容物と共に滅菌してもよい。次に親和性マトリックス
を、発熱物質を含まない通常生理食塩水に注入し、洗浄
してマトリックスから放出されたか、あるいは調製中に
残留した小さな粒子を確実に除去して、湿潤化する。
【0054】次いでカートリッジをヒト血清アルブミン
の1%通常生理食塩水溶液で満たし、4℃で保存する。
使用の前に、有効量のヘパリンを含有するACD−Aの
ような適当な抗凝固剤を添加した0.9%塩化ナトリウ
ム溶液でカートリッジを洗浄する。この溶液は、例えば
250mlのカートリッジの場合には、6,000ユニッ
トのヘパリンを含有する150mlのACD−Aを添加し
た約1Lの塩化ナトリウム溶液である。
【0055】使用時には、患者の腕にシャント(例えば
プラスチックの医療用グレードのチューブの輪)を設置
し、患者に直接血液を戻しながらカートリッジを通して
血液を循環させることによって、被験者の血液あるいは
血漿を、カートリッジに通過させる。代わりに、細胞成
分から分離した血漿を通過させるために、IBM299
7型のような連続流動式血液分離装置あるいは半透過性
膜分離装置により、チューブを通して血液を循環させる
こともできる。そのあと血漿をカートリッジに通過さ
せ、直接あるいは細胞と混合したあと、被験者に戻す。
【0056】被覆されたハプテン化担体は、所望の血液
成分あるいは他の体液由来のリガンドの精製にも使用で
きる。体液を、4℃〜室温で適当な特異的被覆吸着剤と
共に震盪し、そして特定のリガンドに適した方法を用い
て吸着した生物学的物質を溶出させる。例えば、抗体を
溶出させる場合には、0.15M生理食塩水中の2%ア
ンモニアあるいはpH2に調整した0.2M酢酸で十分に
溶出される。使用しうるその他の溶出剤は、1%アンモ
ニアの生理食塩水溶液、0.2M塩酸グリシン、種々のカ
オトロピックイオン、および0.1M糖類溶液である。
【0057】抗Aあるいは抗B抗体の除去については、
以下に示す実施例1のように調製されたマトリックス約
25mgで生理食塩水力価1/64の抗血清1mlから全抗
体を十分に除去することができる。
【0058】マトリックスは、新しいサンプルに適用す
る前に最初の緩衝液で再平衡化させた場合、活性を失う
ことなく数回再使用することができる。精製に用いる場
合は、血液灌流とは対照的に、より小さな粒子サイズ
(100/120メッシュ)が好ましい。
【0059】
【実施例】以下の実施例は本発明を例示するためのもの
であって、本発明を限定することを意図するものではな
い。一般に、実施例および付随する調製方法は、親和性
リガンドの微粒子担体への結合ならびに本発明のメンブ
レン型コーティングによる誘導体化担体、官能基化担
体、あるいは非誘導体化担体の被覆を例示する。上述し
たように、どのような目的でも、固体担体の処理のこれ
ら2つの局面がある。グリコシドハプテンをリンカーア
ームを通して微粒子状担体に誘導するのに適した方法
は、米国特許第4,137,401;4,238,473;および4,362,72
0号に述べられている。これらは参考文献としてここに
示されている。調製法Aはこれらの特許において使用さ
れている方法を例示するものである。
【0060】(調製法A:三糖類のアミノシル化珪藻土
への結合) A.WestalとFilbert,Meth Enzymol(1974)34B:64お
よびWeetall,Nature(1969)223:959−960の方法を用
いて、酸で洗浄した珪藻土をアミノシル化した。この方
法は上に引用した米国特許第4,137,401および4,238,473
号において使用されている引用特許第4,362,720号に述
べられているように、合成ハプテンであるA三糖類の8
−アジドカルボニルオクチル誘導体、図2のIA,(A
TS)(2.31g)を、乾燥した条件下でアセトン/
ドライアイス浴に入れたフラスコ中でかき混ぜながら3
0ml乾燥DMFに溶解させる。次に浴の温度を−25℃に
調整し、1,4−ジオキサン中の4.55M HCl
1.35ml、次いで亜硝酸t−ブチル 252μlを添加
する。反応混合物を30分間撹拌し、ジイソプロピルエ
チルアミン 1.2mlを添加する。そのあとアジド溶液
を、−2℃で乾燥アセトニトリル8.4L中のアミノシ
ル化珪藻土(3kg)の懸濁液に30分間急速撹拌しなが
ら添加し、続いて2.5時間ゆっくり撹拌する。生じた
ハプテン化珪藻土を鎮静させ、溶媒を減圧下で蒸留す
る。担体のハプテン化は、DuBoisら、Anal Chem(195
6)28:350−356のフェノール−硫酸法によって確認す
る。典型的には、0.35μmolハプテン/g吸着剤の
最小値が得られる。
【0061】メタノール(7.2L)を乾燥ハプテン化
珪藻土に添加し、減圧下で10分間撹拌し、1Lメタノー
ル中酢酸無水物0.18Lを添加する。1時間撹拌を続
け、反応混合物を室温で一晩放置する。溶媒を排液法に
よって除去し、最後に減圧下で蒸留する。得られた生成
物を、光路長1cm、420nmで測定して、上澄みの光学
的密度が0.1未満になるまでくり返し洗浄する。2回
目の洗浄サイクルに4Lの飽和重炭酸塩溶液を添加して
残留酢酸を中和する。洗浄した生成物を減圧濾過によっ
て乾燥し、2Lのメタノールで再び洗浄し、ステンレス
スチール製のトレーに拡げて乾燥器に入れ、70℃で一
晩乾燥する。典型的な収率は約2.85kgである。
【0062】B.A項の方法を、A三糖の8−アジドカ
ルボニルオクチル誘導体の代わりに、第2図の1Bの対
応するB三糖、あるいは第2図でII−VIIの番号を付し
たオリゴ糖類を用いて同様に実施する。
【0063】(実施例1) A三糖誘導体化担体のコーティング A.PEGを孔調節成分として用いる、ポリスチレン被
覆誘導体化担体 約6.4Lのトリクロロエチレンを45℃まで加温し、
14.25gのポリスチレン(分子量250,000)を添加
し、溶解させる。撹拌しながら、孔調節成分であるPE
G−300を0.1425g添加する。
【0064】ついで調製物Aのハプテン化担体を添加
し、スラリをロータリーエバポレーターで20分間回転
させ、次に減圧下で溶媒を蒸発させる。温度を60℃ま
で上昇させ、マトリックスが乾燥したように見えるまで
溶媒の蒸発を続ける。
【0065】マトリックスを徐々に室温まで冷却し、周
囲条件下で2時間水に懸濁させる。マトリックスは容易
に湿潤化され、目に見えるゲル化/沈澱はほとんどまた
は全く生じない。ついで上澄み液にゲル化ポリマーがな
くなるまで、かつ粒子が見られなくなるまで、マトリッ
クスを水で完全に洗浄する。洗浄されたマトリックス
を、ブーフナー漏斗で吸引乾燥し、乾燥器内で60℃で
4時間またはそれ以上、恒量に達するまで乾燥する。コ
ーティングされた物質の収率は、典型的には2.8kgであ
る。
【0066】B.別のコーティング ポリスチレンの代わりに別のポリマー、PEGの代わり
に別の孔調節成分を用いるか、あるいは用いず、そして
適切な溶媒を用いて、かつATSで誘導体化された30
/60または100/120メッシュの珪藻土を使用し
たこと以外、この実施例のA項で示されたのと同じ一般
的手順を用いて、下記のコーティングされたマトリック
スを調製した。
【0067】
【表1】
【0068】(実施例2) ヒト血清アルブミン(HSA)で被覆されたATS−誘
導体化珪藻土 200mlの水の入った1L蒸発フラスコで、ゆっくりと
タンパクを溶解して、0.40g HSAの溶液(Sigma
#A 1653の画分)を調製する。80gのATS−誘導体
化珪藻土(調製物A)をこの溶液に添加し、フラスコを
穏やかに1時間回転させる。上澄み液を傾瀉し、ブーフ
ナー漏斗でマトリックスを吸引乾燥する。上澄み液から
全部で78.2mgのタンパクが回収される。(代わり
に、本質的にすべてのタンパクがマトリックス上に析出
するように、マトリックスを減圧下で完全に乾燥しても
よい。) 次いで0.033MのKH2PO4中の1.25%グルタ
ルアルデヒド溶液200mlを添加して、析出あるいは吸
着したタンパクを被覆マトリックス上に架橋させる。混
合物を30分間低速で撹拌し、ついで1晩室温で放置す
る。沈降したマトリックスを傾瀉し、1MのNaClを
含む水500mlですすぎ洗いをして、マトリックスにゆ
るく結合しているだけのタンパクを除去する。タンパク
の架橋は、フラスコの周りに不溶性の膜が出現すること
からわかる。しかしながら、グルタルアルデヒドの架橋
後にマトリックスをすすぎ洗いすることによって回収さ
れたタンパクおよびタンパクフィルムの量が、無視でき
るほど(約2mg)のものであるのでマトリックス上に固
定されたHSAの量はマトリックス1g当り約4mg、あ
るいは初めに減圧乾燥された場合には5mg/gである。
【0069】ついでコーティングされたマトリックスを
過剰の水(3L)で洗浄して残留グルタルアルデヒドを
除去し、かつ視覚的に透明な上澄み液が得られるように
なるまで微粒子による曇りを除去する。最後にマトリッ
クスを吸引乾燥し、恒量に達するまで、1晩室温に放置
して風乾する。次いでこの生成物を、微粒子および生物
学活性についてテストする。
【0070】(実施例3) ポリスチレンであらかじめ被覆された、アミノシル化珪
藻土への抗原ATS−BSAの結合 調製物Aのように調製されたアミノシル化珪藻土を、実
施例1に記載されているようにポリスチレンで被覆す
る。得られた、被覆され、かつ官能基化された珪藻土の
試料1gを、2.5%グルタルアルデヒドを含有する、
10mlの0.1Mリン酸塩緩衝液pH7中に懸濁し、1時
間10℃において、転倒型(end over end)回転でイン
キュベートし、次に水でよく洗浄してグルタルアルデヒ
ドを除去する。ATS−BSA複合体2.675mgの溶
液(0.54μmのATSを含む)を、同じ緩衝液中で
調製し、グルタルアルデヒドで活性化された被覆マトリ
ックスへ添加し、1晩室温で振とうする。上澄み液を傾
瀉し、0.1Mリン酸塩緩衝液pH7中1MのNaCl溶
液で、マトリックスを十分に洗浄する。
【0071】1つの手順によれば、上澄み液および洗浄
液のタンパク測定では、グルタルアルデヒド(BX7-20
A)を介して1gのマトリックスと化学的に結合した
0.43μmolのATSの損失が認められた。グルタル
アルデヒドの存在下にATS-BSAが結合された同様の調製
法では、0.09μm ATS/g(BX7-20A1)であっ
た。複合マトリックスを水洗いし、恒量に達するまで室
温で風乾する。
【0072】(実施例4) 微粒子の評価 洗浄によって本発明のマトリックスから除去されうる微
粒子の量を測定するためにいくつかの手順を用いた。最
初の粗試験では、0.3gのサンプルを計量し、5ml試
験管に入れ、次に3mlの0.1M PBSを添加する。
混合物を10分間放置したままにし、ついで試験管を1
0回逆さにする。1分間の静置後、上澄み液を1cmセル
に移して、420nmで光学密度を測定する。
【0073】この手順はまた、親和性マトリックスで体
外的に使用される間に遭遇するような条件をシミュレー
トするために修正される。約75gのマトリックスを、
第1図に示されたカートリッジに入れ、カートリッジ
を、微粒子の評価に先立って、1時間血液ミキサーで転
倒型回転を行う。カートリッジがマトリックスで完全に
満たされるように注意を払わなければならない。ついで
マスターフレックス(Masterflex)ポンプを使って、流
速40ml/分で、0.9%生理食塩水(滅菌のため0.
2μmで濾過された)で、カートリッジを灌流する。装
置を通して全部で10Lの生理食塩水を系に通過させて
灌流し、洗浄水1リットル毎に20mlのサンプルを採取
する。(1)直径が5μmより大きい微粒子、および
(2)直径が25μmより大きい微粒子について、微粒
子を微粒子/mlで計数する。数は、C256チャネライ
ザーが付いたコールターカウンタのModel ZMを
用いて測定する。灌流およびカートリッジの回転に先立
って、生理食塩水に対して対照の計数を実施する。
【0074】第3図は、対照サンプルに関して、5μm
より大きい直径を有する微粒子について得られた結果を
示す。対照サンプルの1つは、微粒子状担体を取り巻く
一体型メンブレンで被覆されており(正の対照)、もう
1つはChangによって記載されている(上記)よう
な、0.36%コロジオンで被覆されたマトリックス
(負の対照)である。どちらの対照も非誘導体化珪藻土
であり、正の対照については、コーティング溶液が孔調
節成分を含まないことを除いて、実施例1の手順が用い
られる。予期されたように、ポリスチレンで被覆された
マトリックスは、コロジオンで被覆された負の対照に比
べて、比較的微粒子が含まれていない。
【0075】第4図は、種々の量の孔調節成分であるP
EG−300を用いたこと以外、実施例1と同様にして
調製された。非誘導体化ポリスチレン被覆珪藻土につい
ての結果を示す。これらの結果の示すところでは、実施
例1の条件すなわち1% PEG−300(このパーセ
ンテージは、用いられた全ポリマーコートを基準として
いる)は、第4図に示される、より多量の孔調節用PE
G−300(4%および28%)の場合よりも優れた結
果が得られる。
【0076】表2は、25μm以上の直径を有する微粒
子について、第4図の3つの試験組成物、および第3図
のポリスチレン被覆された正の対照についての結果を示
す。すべての孔調節成分の含有率で、この大きさの範囲
では同様の微粒子数を示した。 前記手順は、液体の体
外処理において遭遇するようなその他の条件をシミュレ
ートするために、下記のようにさらに修正された: (a)カートリッジに入れた75gのマトリックスを用
いた標準的操作手順では、血液ミキサーで1時間回転乾
燥し40ml/分の速度で10Lの生理食塩水を用いて洗
浄した。サンプルを、洗浄の最初と各1リットルの洗浄
後に採取した。
【0077】(b)前記手順(a)に引続き、15分間
一時的に流れを中断した後にサンプルを採取した。
【0078】(c)手順(b)に引続き、1晩の長時間
流れを中断した後にサンプルを採取した。
【0079】(d)前記手順(c)に引続き、移送をシ
ミュレートするために、カートリッジに物理的な撹拌
(physical disturbance)を加えた後、サンプルを採取
した。 (e)前記手順(d)に引続き、湿潤条件下で1時間回
転することによってさらに物理的に撹拌した後にサンプ
ルを採取した。
【0080】(f)前記手順(e)に引続き、マトリッ
クスの入っているカートリッジを、シミュレートされた
条件下で、突然の衝撃によって物理的な撹拌の極限条件
に付した後でサンプルを採取した。
【0081】(g)CF2−14Aで標準的手順に続い
て風乾し、−20℃で72時間マトリックスを貯蔵した
後にサンプルを採取した。
【0082】(h)前記手順(g)に引続き、他の処理
を行なわずに、37℃で1晩カートリッジをインキュベ
ートした後にサンプルを採取した。
【0083】表2および表3は、これらの特定された条
件において、両方の図でも示されているような、下記2
つのマトリックスについての結果を示している。すなわ
ち4% PEG−300孔調節成分を用いて改質された
0.5%ポリスチレン被覆30−60メッシュ珪藻土で
あるCF2−14A、および1% PEG−300のみ
が使用されていることを除きCF2−14Aと同じもの
であるCF2−16である。追加した処理は、比較的大
きな粒子については微粒子の数に顕著な影響を与えなか
ったようであるが(表2)、比較的小さい微粒子の数
は、少なくとも初めは大きく影響されることがありうる
(表3)。このことは特に、条件(g)でテストされた
CF2−14Aサンプルの場合のように、マトリックス
が長時間(15日間ほど)、湿潤条件下に保持される時
に起こる。
【0084】
【表2】
【0085】
【表3】
【0086】(実施例5) 生体適合性分析:必須血液成分の溶血および吸着 ポリマー基質を血液と接触させる場合、血小板は特に吸
着性があると考えられる。ポリスチレン被覆された珪藻
土、およびA三糖でハプテン化された同様のマトリック
スへの血小板の吸着性の度合いを測定した。マトリック
スの0.5g部を、3.75mlの血液または生理食塩水
を用いて、37℃で転倒型回転により30分間インキュ
ベートした。上澄み液を、血小板(PLT)、白血球
(WBC)、赤血球(RBC)およびヘモグロビン(H
GB)について計数した。バックグラウンドを測定する
ために生理食塩水を用いた (≦1×109/l)。対照と
して新鮮な血液を用いた。
【0087】試験条件は、平均的成人からの全血6Lの
体外処理のために、100gのマトリックスが4時間以
上使用されると仮定する;転倒型回転は、カートリッジ
を通る流れの物理的な撹拌に近い。結果を表4に示す。
【0088】
【表4】
【0089】対照(4)として、第二コーティングを得
るために、生理食塩水中の1% HSAで予備インキュ
ベートした、A三糖でハプテン化されたポリスチレン被
覆マトリックスを使用した。HSAが、ポリマー表面へ
の血小板の吸着性を減少させることは証明されている
(Neumannら、上記)。これらの結果が示すところで
は、マトリックスへの必須血液成分の非特異吸着は、あ
るとしても極めてわずかである。
【0090】これらのマトリックスについて、血液をマ
トリックスと接触させた場合、認めうるほどの溶血がお
こるかどうかを測定するための試験が行なわれた。溶血
分析の詳細は以下のとおりである:1gまたは2gのマ
トリックスを、5または10mlの0.9%生理食塩水を
含有する試験管に別々に入れた。予め採血されたヒトの
血液の0.1mlサンプルを、1gmのマトリックスおよび
生理食塩水の入っている各試験管に、あるいは70℃で
24時間インキュベートした2gのマトリックスの混合
物から抽出された5mlの生理食塩水に直接添加した。同
様に、0.1mlの血液を、負の対照として作用する生理
食塩水(溶血なし)の試験管へ、および正の対照として作
用する蒸溜水(100%溶血)の試験管へも添加した。す
べての試験管の内容物を穏やかに混合し、水溶中で37
℃で1時間インキュベートした。マトリックスのサンプ
ルを除去した後(直接接触法)、血液−生理食塩水混合
物を、2,200rpmで5分間遠心分離し、各上澄み溶
液の吸光度を、545nmで分光分析法で測定した。溶血
率は、正の対照の吸光度で割った、試験用サンプルの吸
光度と負の対照の吸光度との差を100倍して決定され
た。この抽出方法によれば、結果は0.13〜0.32
%の範囲にあった。直接法によれば、CF2−14Bお
よびCF2−20Aについて、0.53〜0.73%の
溶血が見られた。(5%以下は非溶血とみなされる)。
【0091】(実施例6) 特異吸着における被覆マトリックスの効力 ATSへの例示したリガンド抗体の吸着における、被覆
マトリックスの効力を示すために、インビトロでの血球
凝集分析を用いた。A三糖にハプテン化されたマトリッ
クス25mgを、0.5mlのO−血漿血清(抗A1を含
む)を用いて、血液ミキサーで回転させて、1時間室温
(21℃)でインキュベートする。上澄み液を除去し、
A抗原を有する赤血球で系列希釈して、IgMおよびI
gGによる血球凝集の試験を行なう。
【0092】結果を表5〜8に示す。
【0093】
【表5】
【0094】
【表6】
【0095】
【表7】
【0096】
【表8】
【0097】ポリスチレン被覆された免疫吸着剤Aは、
明らかにその被覆されていないハプテン化形態と同様な
効果がある。粒子サイズが小さい(100/120メッ
シュ) 免疫吸着剤も、効果が増加している;その結果
は、抗原の複合体化(ATS−BSA) 法が効力に影響
を与えることも示している。
【0098】(実施例7) シミュレートされた血液灌流における成績 体外灌流手順をシミュレートするために、地方の屠殺場
から入手した。ブタの貯溜血液(6L)を、通常の生理
食塩水中のヘパリンおよびクエン酸ナトリウムの溶液で
さらに血液凝固を阻止し、実施例1で調製されたポリス
チレン被覆A三糖誘導体化珪藻土150gを含有するカ
ートリッジを通して、40ml/分の速度で室温(21
℃)において4.5時間、連続的に再循環させた。30
分間隔でサンプルを採取し、全タンパク、アルブミン、
ビリルビン、コレステロール、アルカリ性ホスファター
ゼおよび乳酸デヒドロゲナーゼについての分析を行なっ
た。これらの成分の濃度変化は、ほとんどまたはまった
く見られなかった。
【0099】実施例6に記載されたヒトA1RBCを用
いて灌流された血液における抗体価を測定した。ブタ血
漿における抗A1(IgM/IgG)についての最初の
力価は、64/128であった。これらの値は、2時間
の血液灌流後、16/32まで低下した。
【0100】
【発明の効果】クロマトグラフィー用の微粒子状担体を
被覆して、合成メンブレンタイプのフィルムからなる生
体適合性の外層を与える方法が記述されている。この合
成メンブレンタイプのフィルムは、微粒子の放出を防止
するが、親和性リガンドへの各種成分の吸着を可能にす
る。マトリックスには、少なくとも20オングストロー
ムの孔径を有するメンブレンタイプのコーティングが設
けられており、微粒子が濾過されることを防止する。こ
のコーティングは、一体型のメンブレンコートが形成さ
れるような条件下で、固体微粒子に適用される。メンブ
レンの孔径および孔数は、次のような溶媒中に固体担体
を含む懸濁液を処理することによって調節することが必
要な場合もある。この溶媒は、担体の重量を基準にして
0.1〜1重量%の生体適合性ポリマーと、該ポリマー
の重量を基準にして0.5〜5重量%の溶解された適合
性孔調節成分を含有する。次いで、この懸濁液から溶媒
が除去される。メンブレンで被覆された材料は、体液の
体外処理または他のクロマトグラフィー技術に用いられ
る。このような被覆法は、上記の微粒子状担体が官能基
化および/または誘導体化される前後のいずれかに実施
し得る。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の免疫吸着剤を用いた血液灌
流において使用するカートリッジ装置を示す。
【図2】 図2は、本発明の方法において有用ないくつ
かの親和性リガンドを示す。
【図3】 図3は、種々の量の孔調節成分による被覆プ
ロトコールを用いて調製した免疫吸着剤からの微粒子の
放出を示す。
【図4】 図4は、種々の量の孔調節成分による被覆プ
ロトコールを用いて調製した免疫吸着剤からの微粒子の
放出を示す。
【符号の説明】
1 カートリッジ 2 胴部 3 先端キャップ 4 メッシュスクリーン 5 保護キャップ栓 6 親和性マトリックス
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A61M 1/36 545 B01D 15/00 - 15/08 B01J 20/00 - 20/26

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 生物学的サンプルから生物学的高分子を
    分離または精製する方法であって、生物学的サンプル
    を、親和性マトリックスを通過させる工程、および該マ
    トリックスから生物学的高分子を回収する工程を包含す
    る方法:ここで、該マトリックスは、生物学的物質由来の特異的 親和性リガンドが結合してい
    る固体微粒子担体を含みここで該親和性リガンドが結
    合した該固体微粒子担体が生体適合性のポリマーでコー
    トされたものであり、該ポリマーコーティングが一体型
    メンブレンタイプのコーティングであり、該メンブレン
    コーティングが少なくとも20オングストロームの孔径
    を有し、そして該コーティングが該マトリックスから微
    粒子が濾過されることを防止する、方法。
  2. 【請求項2】 前記担体が、合成の、鉱物の、および生
    物由来の珪酸塩からなる群から選択された不活性な無機
    微粒子である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】 前記親和性リガンドが、糖質部分であ
    る、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】 前記親和性リガンドが、リンカーアーム
    あるいはキャリアーを介して、前記担体と結合してい
    る、請求項1に記載の方法。
  5. 【請求項5】 前記ポリマーコーティングが、ポリスチ
    レン、ポリスルホン、ポリエーテルウレタン、ポリジメ
    チルシロキサン、PSMAおよびBSAからなる群から
    選択される、請求項1に記載の方法。
  6. 【請求項6】 前記糖質部分がA三糖(ATS)または
    B三糖(BTS)である、請求項3に記載の方法。
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