JP4505950B2 - 吸着材および体外循環用カラム - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、毒素等の吸着材および体外循環用カラムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
臓器の疎血再環流障害、敗血症、潰瘍性大腸炎、クローン病、ＳＩＲＳ、感染症などの炎症性疾患では血液中に顆粒球などの炎症性白血球が増えてくることが以前から知られている。また、エンドトキシン、ペプチドグリカン、リポタイコ酸、スーパー抗原、エンテロトキシンなどの細菌由来の毒素は血液中の白血球を活性化し炎症性白血球を増大させる作用がある。
【０００３】
エンドトキシンを除去するカラムとしては、ポリスチレン繊維にポリミキシンを固定化した吸着材を充填したものが特開昭６０−２０９５２５号公報に開示されているが、炎症性白血球を高い効率で吸着するものではない。また、炎症性白血球を除去しるカラムとしては、酢酸セルロースのビーズを充填したものが特開平２−１９３０６９号公報に開示され、またポリエステル不織布を充填したものが特開昭６０−１９３４６８号公報に開示されているが、エンドトキシンなどの細菌由来の毒素を吸着することはできない。このように細菌由来の毒素と炎症性白血球を同時に高い効率で除去できて、体外循環治療に用いることのできる吸着材は知られていない。またこれらを併用しようとしても、体外を循環させる血液の割合が多くなるため、患者への負担が増大するであろうことは容易に想像できる。
【０００４】
そこで本発明者等は、炎症性疾患を効率よく治療するにはエンドトキシンなどの細菌由来の毒素と炎症性白血球を同時に高い効率で除去することが重要であることに着目した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者等は、かかる従来技術の問題点に鑑み、一般的に普及可能であり、血液中から、エンドトキシンなどの細菌由来の毒素と炎症性白血球を高い効率で選択的に吸着する吸着材と、炎症性疾患を効率よく治療する体外循環用カラムを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、少なくとも表面にアミノ基を有し直径が１０μｍ以下である繊維からなり、細菌由来の毒素および炎症性白血球の双方を除去できる炎症性物質吸着材である。
【０００７】
また本発明は、上記の吸着材を充填してなる体外循環用カラムである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
続いて、本発明についてさらに詳細に説明する。
【０００９】
本発明で言う細菌由来の毒素とはエンドトキシン、ペプチドグリカン、リポタイコ酸、スーパー抗原、エンテロトキシンなどを意味する。
【００１０】
本発明で言う炎症性白血球とは顆粒球、単球、または活性化リンパ球を意味する。
【００１１】
本発明の吸着材としては、直径が１０μｍ以下、好ましくは５μｍ以下である繊維からなるものを用いることが重要である。これにより、炎症性白血球を高い効率で吸着することができる。
【００１２】
繊維の形態としては、短繊維、フィラメント糸のいずれでもよく、さらに吸着材の形態としてはこれらからなるフェルト、織物、不織布、編み物、繊維束、ひも状物、紙などの公知の任意の形態、集合体もしくはそれらの裁断物を挙げることができる。そのなかでも特にフェルト、不織布が吸着性能およびカラムに充填するうえで好ましく用いられ、その嵩密度は０．０５〜０．５ｇ／ｃｍ³が望ましい。また、吸着効率が低下するなど本発明の目的を損なわない範囲で、例えば吸着材としての構造を維持すべく直径１０μｍを超える繊維が混在していても良い。
【００１３】
また本発明では、吸着材である不織布の少なくとも表面にアミノ基を有することが重要である。アミノ基を有することにより、細菌由来の毒素を吸着することができる。
【００１４】
アミノ基としては脂肪族アミノ基が好ましく、その具体例として、アミノ基を持つ環状ペプチド残基、ポリアルキレンイミン残基、ベンジルアミノ基、１級、２級、３級のアルキルアミノ基を挙げることができる。そのなかでも、アミノ基を持つ環状ペプチド残基、ポリアルキレイミン残基が細菌由来の毒素に対する吸着性能が高く好ましく、特にアミノ基を持つ環状ペプチド残基が最も好ましく用いられる。
【００１５】
アミノ基をもつ環状ペプチドは、２個以上、５０個以下、より好ましくは４個以上１６個以下のアミノ酸からなる環状ペプチドであって、その側鎖に１個以上のアミノ基をもつものであれば良く、特に制限はない。その具体例としては、ポリミキシンＢ、ポリミキシンＥ、コリスチン、グラミシジンＳあるいはこれらのアルキルあるいはアシル誘導体などを挙げることができる。
【００１６】
また、ポリアルキレイミン残基としては、ポリエチレンイミン、ポリヘキサメチレンイミンおよびポリ（エチレンイミン・デカメチレンイミン）共重合体で代表されるポリアルキレンイミンまたはその窒素原子の一部を，ｎ−ヘキシルブロマイド、ｎ−デカニルブロマイド、ｎ−ステアリルブロマイドなどで代表されるハロゲン化炭化水素の単独または混合物でアルキル化したもの、または、酪酸、バレイン酸、ラウリル酸、ミリスチン酸、レノレイン酸、ステアリル酸などの脂肪酸でアシル化したものを意味する。
【００１７】
本発明のポリマ中におけるアミノ基の適正な結合量、即ち、固定化密度はポリマの化学構造によって異なるが、少なすぎるとその機能が発現されない傾向にあり、一方、多すぎると、ポリマの優れた機械的性質が損なわれる傾向にあるので、アミノ基の適正な結合量は繰り返し単位当たり０．０００１〜１個、とりわけ、０．００１〜０．５個が好ましい。
【００１８】
繊維の少なくとも表面にアミノ基を有せしめる手段としては、繊維または繊維からなる物の表面にアミノ基を有するポリマをコーテイングする態様のものが、繊維または繊維からなる物としての強度や製造の容易さの点で好ましい。
【００１９】
繊維にアミノ基を有せしめる媒介となるポリマとしては、水に不溶で、かつ、アミノ基を共有結合で固定化できるものであれよく、例えば、ポリ（ｐ−フェニレンエーテルスルホン）：−｛（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−ＳＯ₂−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ−｝_n−やユーデル・ポリスルホン：−｛（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−ＳＯ₂−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｃ（ＣＨ₃）₂−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ｝_n−のほか、−｛（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−ＳＯ₂−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ｝_n−、−｛（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−ＳＯ₂ −（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｓ−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ｝_n−、−｛（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−ＳＯ₂−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄ ）−Ｃ（ＣＦ₃）₂−（ｐ−Ｃ₆Ｈ₄）−Ｏ｝_n−などで代表されるポリスルホン系重合体、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン、アクリルポリマなどで、かつ、アミノ基を共有結合で固定化できる反応性官能基を持つものが挙げられる。そのなかでも、ポリスルホン系重合体は安定性が高く、また形状保持性が良いので好ましく用いられる。
【００２０】
反応性官能基としては、ハロメチル基、ハロアセチル基、ハロアセトアミドメチル基、ハロゲン化アルキル基などの活性ハロゲン基、エポキサイド基、カルボキシル基、イソシアン酸基、チオイソシアン酸基、酸無水物基などをあげることができるが、とりわけ、活性ハロゲン基は、製造が容易な上に、反応性が高く、アミノ基の固定化反応が温和な条件で遂行できると共に、この際生じる共有結合が化学的に安定なので好ましい。
【００２１】
さらに具体的な例としては、クロルアセトアミドメチルポリスチレン、クロルアセトアミドメチル化したユーデル・ポリスルホン、クロルアセトアミドメチル化したポリエーテルイミドなどがあげられる。さらに、これらのポリマーは有機溶媒に対し可溶であると、成型しやすので、特に好ましい。
【００２２】
コーティングされる繊維の素材としては、ポリアミド、ポリウレタン、ポリイミド、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのポリエステル、ポリーαーオレフィンなどが、本発明のアミノ基を有するポリマとの接着性が良いので好ましい。特に、ナイロン、ポリエーテルイミドなどのアミド系やポリエステル系のポリマーは接着性が特に良いので、好ましく用いられる。
【００２３】
コーティングは、上記のアミノ基を有するポリマを塩化メチレン、テトラヒドロフラン、Ｎ，Ｎージメチルホルムアミドなどの溶媒に溶かし、これに不織布を浸したのち、溶媒を蒸発することにより行うことができる。
【００２４】
本発明の吸着材を体外循環に用いる場合、抗凝固剤のヘパリンで処理して用いると、血液適合性が向上するので、好ましい。
【００２５】
【実施例】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明する。
【００２６】
（媒介ポリマ）
ニトロベンゼン３２ｍＬと硫酸６４ｍＬの混合溶液を０℃に冷却後、８．４ｇのＮ−メチロール−α−クロルアセトアミドを加えて、溶解し、これを、１０℃のユーデルポリスルホン（テイジンアモコエンジニアリングプラスチツク社製Ｐ３５００）の３Ｌのニトロベンゼン溶液（３００ｇ／３Ｌ）に、良く撹拌しながら加え、さらに、室温で３時間撹拌した。その後、反応混合物を大過剰の冷メタノール中に入れ、ポリマーを沈殿させた。沈殿をメタノールで良く洗った後、乾燥して、３０７ｇのα−クロルアセトアミドメチル化ポリスルホン（置換率：０．１）（重合体Ａ）を得た。
【００２７】
（アミノ基を有するポリマ）
次に、コリスチン・メタンスルホネート４ｇを１４０ｍＬのジメチルスルホキシドと１００ｍＬのジメチルアセトアミドの混合溶液に溶かし、８Ｎ−水酸化ナトリウム２．０ｍＬを加えた溶液に、上記で得た重合体Ａの８ｇを１００ｍＬのジメチルアセトアミドと１００ｍＬのジメチルスルホキシドからなる混合溶媒に溶かしたものを加え、室温で４８時間撹拌した。反応混合物を大過剰の希塩酸中に入れ、ポリマを沈殿させ、沈殿物を水でよく洗った後、乾燥して、アミノ基を有するポリマ（重合体１）８．８ｇを得た。
【００２８】
（基材）
基材１：繊維直径３μｍのＰＥＴ不織布（嵩密度０．１４ｇ／ｃｍ³）
基材２：繊維直径１０μｍ、５２フィラメントのナイロン６の筒編み
基材３：繊維直径２０μｍ、５２フィラメントのナイロン６の筒編み
を準備した。
【００２９】
（コーティング）
基材１、２、および３の各１．５ｇをそれぞれ、重合体１の３ｇを１５０ｍＬのジメチルホルムアミドに溶かした溶液に１時間浸した後、液を絞り、乾燥して、アミノ基を有するポリマをコーテイングした本発明の吸着材としての実施例１（基材１）、実施例２（基材２）、また比較例１（基材３）を得た。
【００３０】
また、基材１、基材２についてコーティングを施さないものを比較例２（基材１）、比較例３（基材２）とした。
【００３１】
（細菌由来の毒素の吸着実験）
実施例１、２および比較例１〜３の各０．５ｇをオートクレーブ滅菌した後、それぞれ１５ｍｌのエンドトキシン：リポ多糖（ＬＰＳ）を含む牛血清で吸着能の評価（３７℃２時間）をしたところ、表１の結果が得られた。
【００３２】
【表１】

【００３３】
（炎症性白血球の吸着実験）
さらに、実施例１および２について顆粒球の吸着性を調べた。ニュージランド・ホワイト種ウサギ（体重３．５ｋｇ）にＬＰＳ（Ｅ．ｃｏｌｉＯ１１１：Ｂ４を１００μｇ／ｍＬ濃度に溶かしたもの）を体重１ｋｇあたり５μｇを耳静脈から投与し、さらに１４日後に同量のＬＰＳを投与した後、２日後に耳動脈から採血して、以下の評価に用いた。
【００３４】
吸着材１００ｍｇを２ｍｌの上記血液に入れ、３７℃で１時間振とうした後、血球の組成を自動血液分析器で調べ、また、フローサイトメーターで顆粒球とリンパ球の比率を求め、それぞれの血球の数を計算したところ、表２の結果が得られた。
【００３５】
【表２】

【００３６】
表１と表２から本発明の実施例１および実施例２は細菌由来の毒素であるエンドトキシンと炎症性白血球である顆粒球の双方を比較例１に比べて高い効率で良く吸着すること、また比較例２および比較例３は顆粒球を吸着するもののエンドトキシンを吸着しないことが分かる。
【００３７】
【発明の効果】
本発明によれば、血液中からエンドトキシンなどの細菌由来の毒素と炎症性白血球を高い効率で選択的に吸着する吸着材を得ることができ、従って、炎症性疾患を効率よく治療する体外循環用カラムを提供することができる。

Claims (6)

1. 少なくとも表面にアミノ基を有し、直径が３μｍ以上１０μｍ以下である繊維からなり、エンドトキシンおよび炎症性白血球の双方を除去するための、吸着材。
2. 前記アミノ基は、塩基性環状ペプチド残基である、請求項１記載の吸着材。
3. 前記アミノ基は、ポリアルキレンイミン残基である、請求項１記載の吸着材。
4. 前記繊維は、アミノ基を有するポリマでコーティングされている、請求項１〜３のいずれか一項記載の吸着材。
5. 前記ポリマは、ポリスルホン系重合体である、請求項４記載の吸着材。
6. 請求項１〜５のいずれか一項記載の吸着材を充填してなる、体外循環用カラム。