JP3157026B2 - 血液浄化用吸着材 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液中の有害成分を吸
着除去するための吸着材に関する。

【０００２】

【従来の技術】血液中の有害成分除去の目的に、該有害
成分に対して親和性のある物質、すなわち、リガンドを
水不溶性担体に共有結合によって固定した吸着材が臨床
的に広く利用されている。これら吸着材は、患者血液を
一旦体外に取り出し、その血液あるいは血漿分離器で分
離した血漿を吸着材に流して処理した後、患者に返血す
るという形で使用される。このため吸着材から高分子化
合物が溶出すると、直接患者体内に入り、種々の生理作
用を引き起こす危険性がある。よって、リガンドの溶離
量が多い吸着材は、安全性の点より臨床で利用できな
い。すなわち、これら吸着材を実用化するに当たって
は、水不溶性担体とリガンドとの結合を以下に強固に
し、溶離する高分子化合物量を減らせるかが最も重要な
技術課題である。

【０００３】ところで、高分子化合物を水不溶性担体に
共有結合を介して固定してなる吸着材であっても、水不
溶性担体上の全ての高分子化合物が共有結合を介して固
定されているのではなく、単に物理的に吸着しているだ
けの高分子化合物も存在する。この物理的に吸着した高
分子化合物は、製造での洗浄工程で除くことが必要であ
るが、多大の洗浄工程は製造コストの大幅な増加になっ
てしまう上、この洗浄工程でその全てが除去できるわけ
ではなく、使用時に遊離してくるため問題である。ま
た、過度の洗浄工程は高分子化合物の変性を引き起こす
可能性もあり、問題である。

【０００４】さらに、本発明者らの研究によれば、共有
結合によって水不溶性担体に固定されている高分子化合
物であっても結合の弱いものが存在し、その後の滅菌工
程や長期保存時に遊離してくる、という場合もあった。
近年、使用時に発生する短期の副次的生理作用（例えば
急性毒性）だけでなく、中長期の副次的生理作用（亜急
性毒性や免疫原性など）の点でも安全なものが望まれて
いる。例えば、種々の高分子化合物には免疫を誘発する
作用、すなわち、免疫原性が存在することが知られてい
る。特に同一患者が繰り返し使用する吸着材では、溶出
物による刺激を繰り返し受けるため、この問題は深刻で
ある。

【０００５】直接の生体毒性を現す一つの指標である急
性毒性は、高分子量物質の場合、一般に、体重１kgあた
り１０から１０，０００mgであるのに対し、免疫原性
は、用いる高分子化合物によっても異なるが、一般に個
体あたり０．１mgであれば十分に発現する。特に免疫原
性の強い高分子化合物では、０．００１mgの量でも免疫
原性を示す。このため分子量１，０００以上の高分子化
合物をリガンドとして用いる場合は、高分子化合物と水
不溶性担体とが強固に結合した、従来考えられていたよ
り遙かに溶出量の少ない吸着材を開発することが必要で
ある。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、水不溶性担
体とリガンドの結合が強固で、溶離する高分子化合物量
が少なく、かつ、安全性と性能が優れた血液浄化用吸着
材を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するに
は、リガンドとして用いる高分子化合物１分子中での共
有結合の数を増やし、水不溶性担体と高分子化合物との
共有結合の強度を高め、かつ、比較的結合力の弱い物理
的吸着により固定される高分子化合物を実質的になくす
ことが必要である。

【０００８】そこで、本発明者らは、共有結合強度に優
れた吸着材を開発するため鋭意研究した結果、特定の分
子量のアニオン性基を有する化合物を水不溶性担体に特
定量共有結合させたものの中で、一定の強度を有する結
合状態にある吸着材を実現することができた。すなわ
ち、本発明は、アニオン性基を有する化合物の水溶液に
非プロトン性有機溶媒を溶解した混合液中で共有結合反
応を行うことにより、アニオン性基を有する分子量１０
００以上１００万以下の化合物が、水不溶性担体に溶離
値０．００１以下、熱解離値０．０１以下の強度で、水
不溶性担体１mlあたり０．０１mg以上１００mg以下共有
結合されていることを特徴とする血液浄化用吸着材であ
る。

【０００９】本発明にいう水不溶性担体は、医療用吸着
材用の担体として周知のもの全てを指し、その形状とし
ては球状、粒状、糸状、中空糸状、平膜状などいずれも
有効に使用できるが、この中で球状または粒状のものが
体外循環時の体液の流通性より最も好ましい。

【００１０】球状または粒状の平均粒径は、１０〜２，
５００μｍのものが使いやすいが、２５〜１，０００μ
ｍの範囲のものが好ましい。水不溶性担体は、被吸着成
分の吸着面積を大きくとれ、実用的な吸着能力を出せる
という観点から、多孔性であることがよい。多孔性の排
除限界分子量は、吸着しようとする有害成分の分子量に
よって異なるが、１×１０⁴ 以上、１×１０⁸ 以下のも
のが好ましい。さらに限定するならば１×１０⁵ 以上、
５×１０⁷ 以下のものがより好ましい。

【００１１】水不溶性担体の具体例としては、アガロー
ス、デキストラン、ポリアクリルアミド等からなる軟質
ゲル、メチルメタクリレート、ポリビニルアルコール、
スチレン、ジビニルベンゼン、ビニルエーテル、無水マ
レイン酸、ポリアミド等のうちの一つまたは複数を構成
成分とする合成高分子、および（または）セルロース等
の天然高分子を原料とする多孔質ポリマーからなる硬質
ゲルなどである。さらに、ヒドロキシエチルメタクリレ
ート、ヒドロキシエチルアクリレート等のヒドロキシ基
を有する高分子材料、ビニルアミン、ジメチルアミノエ
チル（メタ）アクリレート等の塩基性含窒素官能基を有
する単量体と塩基性含窒素官能基を有さない重合性単量
体との共重合体、スルフォン酸基、カルボン酸基等の負
電荷官能基を有する高分子材料、セグメント化ポリウレ
タン、セグメント化ポリエステル等のブロック共重合
体、ポリエチレンオキサイド鎖を有する単量体と他の重
合性単量体との共重合体のようなグラフト共重合体等の
コーティング層を有していてもよい。

【００１２】これらのうち、硬質ゲルが体液の流通性の
観点より好ましく用いられる。さらに、より好ましくは
ポリビニルアルコール等からなる合成高分子の硬質ゲル
が、ゲル表面に活性基を比較的容易に得られるため実用
上好ましい。水不溶性担体表面の活性基は、高分子化合
物のアミノ基、水酸基、カルボキシル基などの活性水素
を有する求核反応基と置換および／または付加反応でき
るものであればよい。

【００１３】水不溶性担体に活性基を得る方法の一例と
しては、ハロゲン化シアン法、エピクロルヒドリン法、
ビスエポキシド法、ブロモアセチルブロミド法等が知ら
れている。具体的にはアミノ基、カルボキシル基、ヒド
ロキシル基、チオール基、酸無水物基、サクシニルイミ
ド基、塩素基、アルデヒド基、アミド基、エポキシ基な
どが挙げられる。

【００１４】この中で加熱滅菌時の安定性より、エピク
ロルヒドリン法で誘導されるエポキシ基が特に好ましい
例として挙げられる。以上の活性基を介して本発明下で
共有結合されるアニオン性基を有する分子量１０００以
上１００万以下の化合物としては、例えば、ポリペプチ
ドや多糖あるいは合成有機物などが挙げられる。

【００１５】アニオン性基を有する化合物をより具体的
に述べると、その分子中に硫酸基、カルボキシル基、リ
ン酸基等を持つものであって、ヘパリン、デキストラン
硫酸、コンドロイチン硫酸、コンドロイチンポリ硫酸、
ヘパラン硫酸、ケラタン硫酸、ヘパリチン硫酸、キシラ
ン硫酸、カロニン硫酸、セルロース硫酸、キチン硫酸、
キトサン硫酸、ペクチン硫酸、イヌリン硫酸、アルギン
酸硫酸、グリコーゲン硫酸、ポリラクトース硫酸、カラ
ゲニン硫酸、デンプン硫酸、ポリグルコース硫酸、ラミ
ラリン硫酸酸、ガラクタン硫酸、レバン硫酸、メペサル
フェート等の硫酸化多糖、リンタングステン酸、ポリ硫
酸化アネトール、ポリビニルアルコール硫酸、ポリリン
酸、ポリアクリル酸等が挙げられる。この中で特に硫酸
化多糖において、本発明の効果は大きい。さらに、臨床
での実用性の点より最も好ましい例として、ヘパリンや
デキストラン硫酸が挙げられる。

【００１６】これらのアニオン性基を有する高分子化合
物の分子量は、１０００以上で１００万以下がよく、好
ましくは分子量５０００以上５０万以下である。１００
０以下では１分子が有する結合可能部位が少ないので、
強固な結合が得にくく、一方、１００万以上のものは、
万が一単体から脱落して患者体内に入る場合を考えると
好ましくない。

【００１７】本発明において、水不溶性担体の活性基を
介してアニオン性基を有する化合物を共有結合させるに
際しては、アニオン性基を有する化合物の水溶液に非プ
ロトン性有機溶媒を溶解した混合溶媒中で共有結合反応
を行う方法が好ましい。この水溶液には一般に、一定の
水素イオン濃度を与え得る物質を溶解したものが用いら
れる。また、各種塩が溶解されていてもよい。

【００１８】この混合溶媒中の非プロトン性有機溶媒の
濃度は１ｖ／ｖ％以上であればよく、また、上限は高分
子化合物が混合溶媒中に必要濃度の溶解ができる濃度で
あればよく、特に制限はないが、あえて好ましい例を挙
げれば１〜８０ｖ／ｖ％の範囲がよい。さらに、より好
ましくは５ｖ／ｖ％〜６０ｖ／ｖ％の範囲が挙げられ
る。

【００１９】本発明でいう非プロトン性有機溶媒とは、
極性溶媒であって、ジメチルアセトアミド、ジメチルフ
ォルムアミド、テトラヒドロフラン、ジメチルスルフォ
キシド、ジオキサン、アセトン等が挙げられる。しかも
驚くことに、高分子化合物が不溶性の溶媒であってもよ
く、特に２５℃での高分子化合物の溶解度が０．０１ミ
リモル／ml以下の非プロトン性有機溶媒で良好である。
この中でより好ましい例として、ジメチルアセトアミ
ド、ジメチルフォルムアミド等のアミド系溶媒が挙げら
れる。

【００２０】アニオン性基を有する化合物と水不溶性担
体との結合強度は、該化合物１分子あたりの共有結合数
によって異なり、さらに共有結合に比して一般に結合力
の劣る物理吸着したものも存在し、これらを個々区別し
て測定することはできない。しかし、水不溶性担体に固
定された総合物量に対する化合物の良溶剤、例えば、生
理食塩液あるいは４０％エタノール液等によって遊離す
る高分子化合物の割合を溶離値、リン酸、炭酸、クエン
酸あるいはその塩等を含む中性水溶液によって１２１℃
の加温下で遊離する高分子化合物の、水不溶性担体に固
定された総高分子化合物量に対する割合を熱解離値とす
るとき、溶離値や熱解離値によって、共有結合の強度を
評価することができる。

【００２１】そこで、本発明では、溶離値および熱解離
値を次のように定義した。 （溶離値）室温で吸着材の５０倍容量の蒸留水にて予め
洗浄した吸着材を用い、３７℃の１０倍容量の０．８％
塩化ナトリウム水溶液を線速１．０ml／分・cm² で流し
た。この液を全て回収し、濃縮した後、高速液体クロマ
トグラフィーを用いて屈折法により溶出した化合物を検
出する。このデータを予め測定しておいた検量線より
０．８％塩化ナトリウム水溶液中に溶出したアニオン性
基を有する化合物の量を求め、吸着材に固定された量に
対する溶出した量の比を溶離値とする。

【００２２】（熱解離値）熱解離値は、予め室温で５倍
容量の蒸留水で洗浄した吸着材を用いて測定する。炭酸
水素ナトリウムにてｐＨ７．２に調整した２倍量のピロ
亜硫酸ナトリウム液中で１２１℃、１時間加熱した後、
溶離値の測定と同様にして溶出したアニオン性基を有す
る化合物量を求め、吸着材に固定されたアニオン性基を
有する化合物量に対する溶出したアニオン性基を有する
化合物量の比を熱解離値とする。

【００２３】本発明の吸着材では、前述の製法などによ
って製造することにより、溶離値を０．０１以下、熱解
離値を０．００１以下にできた。さらに、本発明では溶
離値０．００１以下、熱解離値０．０００１以下とい
う、リガンドの溶出がほとんどない、安全性に優れた吸
着材の提供が可能である。

【００２４】本発明で固定されるアニオン性基を有する
高分子化合物の量は、水不溶性担体１mlあたり、０．０
１mg以上、１００mg以下が適する。０．０１mg以下では
吸着材としての吸着能力が不足気味であり、また、１０
０mg以上では溶離の少ない強固な共有結合が得にくくな
ってくる。吸着材としての目的物質の吸着性能と、使用
するアニオン性基を有する化合物のコストの点より、固
定量は水不溶性担体１mlあたり０．１mg以上、１０mg以
下が特に好ましい。

【００２５】以上の、非プロトン性の有機溶媒存在下で
高分子化合物を共有結合させた水不溶性担体の用途とし
ては、低密度および／または極低密度リポ蛋白質、スル
ファチド付着性蛋白質、活性化補体成分、アミロイド蛋
白Ａ、免疫複合体、抗ＤＮＡ抗体やリウマチ因子等の自
己抗体および／または該自己抗体を生産する免疫Ｂ細
胞、免疫グロブリンＬ鎖、血液凝固第VIII因子、血液凝
固第IX因子、β₂ ミクログロブリン等が挙げられる。こ
の中で、アニオン性基を有する高分子化合物を用いての
低密度および／または極低密度リポ蛋白質の吸着材とし
ての用途が臨床上の有用性が高い。

【００２６】

【発明の効果】本発明の血液浄化用吸着材は、アニオン
性基を有する化合物（リガンド）と水不溶性担体との結
合強度が格段に高いので、滅菌や長期保存時の吸着能力
の低下がなく、しかも、臨床使用時の患者体内へのリガ
ンドの溶出による副作用のない安全性と性能の両面に優
れた吸着材である。

【００２７】

【実施例】以下に実施例を挙げて説明するが、本発明
は、これらの実施例に限定されるものではない。 実施例１ 平均粒径１００μｍ、単位重量あたりのビニルアルコー
ル単位（ｑＯＨ）が６．０ meq／ｇ、排除限界分子量５
０万のポリビニルアルコールゲルを水不溶性担体として
用いた。エピクロルヒドリンを用いて、乾燥重量１００
ｇのポリビニルアルコールゲルをエポキシ活性化した。
この時のエポキシ当量は、吸着材１mlあたり１１６．６
μｅｑであった。

【００２８】次に、エポキシ活性化ポリビニルアルコー
ルゲル１００mlを、分子量５０万、硫黄含量１８．２ｗ
ｔ％のデキストラン硫酸１６ｇ（１０ｗ／ｖ％）を含
む、ジメチルアセトアミド１６ml（１０ｖ／ｖ％）、
０．１モル水酸化ナトリウム液１２８mlの混合液中に懸
濁し、５０℃で１６時間反応させて、デキストラン硫酸
固定担体を得た。この吸着材１mlあたりのコレステロー
ル吸着性能は、１２１℃で１時間のオートクレーブ滅菌
前が２４．２mg、オートクレーブ滅菌後が２３．８mgと
変化がなく、安定であった。得られた吸着材の溶離値、
熱解離値を表１に示す。

【００２９】実施例２ 実施例１において、分子量５０万のデキストラン硫酸に
代えて、分子量５万のデキストラン硫酸を用いて行っ
た。得られた吸着材の溶離値、熱解離値を表１に示す。

【００３０】実施例３ 実施例１において、分子量５０万のデキストラン硫酸に
代えて、分子量５千のデキストラン硫酸を用いて行っ
た。得られた吸着材の溶離値、熱解離値を表１に示す。

【００３１】実施例４ 実施例１において、ジメチルアセトアミドに代えてジメ
チルホルムアミド（２５ｖ／ｖ％）を用いてデキストラ
ン硫酸固定反応を行った。得られた吸着材の溶離値、熱
解離値を表１に示す。

【００３２】実施例５ 実施例１と同様にして得られたエポキシ活性化担体へ
の、ポリアクリル酸（分子量９万）の固定化を行った。
エポキシ活性化担体１０mlとポリアクリル酸（２．５ｖ
／ｖ％）を、ジメチルアセトアミド４０ｖ／ｖ％を含む
水溶液中で固定化反応を行った。得られた吸着材の溶離
値、熱解離値を表１に示す。

【００３３】比較例１ 実施例１におけるデキストラン硫酸の固定反応を、ジメ
チルアセトアミドを加えずに０．１モル水酸化ナトリウ
ム液１６０ml中で行い、非プロトン性有機溶剤非存在下
の例とした。得られた吸着材の溶離値、熱解離値を表１
に示す。

【００３４】比較例２ 分子量５千のデキストラン硫酸を用いて、比較例１と同
様に固定化反応を実施した。得られた吸着材の溶離値、
熱解離値を表１に示す。

【００３５】

【表１】

【００３６】表１に示す結果からも明らかなとおり、比
較例では熱解離値、溶離値共に高く、共有結合強度が低
く、しかも、物理吸着量も多い。これに対して本発明の
吸着材の共有結合の強度は非常に高く、いずれも高分子
化合物であっても熱解離値は非常に低値であった。しか
も、溶離値も低く、物理吸着も実質的にないことが分か
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−149341（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−135497（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−32740（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−114340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−206046（ＪＰ，Ａ) 米国特許4791063（ＵＳ，Ａ) 米国特許4614513（ＵＳ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 1/00 - 1/36 B01J 20/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アニオン性基を有する化合物の水溶液に
   非プロトン性有機溶媒を溶解した混合溶液中で共有結合
   反応を行うことにより、アニオン性基を有する分子量１
   ０００以上１００万以下の化合物が、水不溶性担体に溶
   離値０．００１以下、熱解離値０．０１以下の強度で、
   水不溶性担体１mlあたり０．０１mg以上１００mg以下共
   有結合されていることを特徴とする血液浄化用吸着材。