JP4578405B2

JP4578405B2 - 全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材、及び吸着器

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Publication number: JP4578405B2
Application number: JP2005505976A
Authority: JP
Inventors: 勝中谷; 明小林; 岳弘西本; 重雄古吉
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2003-05-08
Filing date: 2004-04-23
Publication date: 2010-11-10
Anticipated expiration: 2024-04-23
Also published as: EP1621220A1; EP1621220B1; CN1697665A; US20060089587A1; CA2489996A1; KR20060008269A; EP1621220A4; KR101077805B1; JPWO2004098680A1; WO2004098680A1

Description

本発明は、体液中に存在する低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを吸着し、これらの濃度を低減させた体液を得るための吸着材、ならびにこの吸着材を利用した体液中の低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着除去方法、およびこの吸着材を利用した体液中の低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器に関するものであり、特に全血処理が可能な吸着材に関するものである。

近年、食生活の欧米化や高齢化に伴い動脈硬化症を発症する患者が増加している。低密度リポ蛋白（ＬＤＬ）や極低密度リポ蛋白（ＶＬＤＬ）はコレステロールを多く含み、動脈硬化の原因となることはよく知られており、高脂血症や高コレステロール血症を有する患者に動脈硬化症の発症率が高いこともまた事実である。一方、高密度リポ蛋白（ＨＤＬ）は動脈硬化の遅延因子であることが知られている。
これらの疾患の治療法としては、食事療法、薬物療法が行われているが、効果が不十分な患者には、血液を体外に導き、血液中から低密度リポ蛋白を吸着除去する治療法が適用される。なかでも血液から分離した血漿をデキストラン硫酸固定化セルローズビーズを吸着材として充填する吸着器に灌流し、低密度リポ蛋白吸着を除去する療法が広く普及し、治療効果をあげている。
一方、フィブリノーゲンの濃度と冠動脈疾患や脳卒中の発症頻度は相関すると報告されており（Ｗ．Ｂ．Ｋａｎｎｅｌら、ＴｈｅＪｏｕｒｎａｌｏｆｔｈｅＡｍｅｒｉｃａｎＭｅｄｉｃａｌＡｓｓｏｃｉａｔｉｏｎ、第２５８巻、１１８３〜１１８６頁、１９８７年）、動脈硬化症に関連するこれらの疾患の発症を防止するためには、低密度リポ蛋白だけでなく、フィブリノーゲンの濃度を低下させることが望まれている。
また、動脈硬化症のなかでも、末梢血管の閉塞をきたす疾患は閉塞性動脈硬化症と呼ばれる。該疾患では末梢の血管が狭小化、閉塞により末梢の血液循環状態が悪くなり、手足の冷感、しびれ感、間歇性跛行、安静時疼痛、潰瘍、壊疽などの症状が出現し、ひいては四肢切断に至る。このような末梢血管病変を有する閉塞性動脈硬化症においては、フィブリノーゲンの濃度が健常人に比べ高値であると報告されており（Ｐ．Ｐｏｒｅｄｏｓら、Ａｎｇｉｏｌｏｇｙ、第４７巻３号、２５３〜２５９頁、１９９６年）、閉塞性動脈硬化症の治療においても低密度リポ蛋白だけでなく、フィブリノーゲンの濃度を低下させることが望まれている。
このように、動脈硬化症、なかでも閉塞性動脈硬化症の患者血液中の低密度リポ蛋白、ならびにフィブリノーゲンの濃度を低下させる治療法が望まれているなかで、先述のデキストラン硫酸固定化セルローズビーズを吸着材とする低密度リポ蛋白の血漿からの吸着除去療法は、低密度リポ蛋白の吸着は優れているが、フィブリノーゲンの低下については必ずしも十分なものではない。また、二重濾過血漿分離交換法が適用されることがある。この方法は、血漿分離器により分離した血漿を血漿濾過膜に導き、濾過されない物質、つまり膜の孔径よりも大きな物質を水分とともに廃棄する方法である。確かにこの方法では低密度リポ蛋白、ならびにフィブリノーゲンが除去されるが、濾過方式であるがために電解質輸液（補液）が必要であること、また温度コントロールや再循環などの煩雑な操作を施したとしても、除去される物質の選択性が吸着法に比べ小さく、低密度リポ蛋白やフィブリノーゲン以外の有用な物質、特にアルブミン、ＩｇＧなどの免疫グロブリン、ＨＤＬ−コレステロールなどが除去されてしまうなどの問題点がある（金野好恵ら、日本アフェレシス学会雑誌、第２２巻１号、４４〜５０頁、２００３年）。またヘパリン沈殿法という治療法が開発され、低密度リポ蛋白、ならびにフィブリノーゲンが除去されると報告されているが、操作方法が煩雑であるためか、広く一般的治療法として普及するには至っていない。
一方、疎水性構造と陰性官能基とを有する化合物を表面に有する架橋多孔質材からなる吸着材を用い、フィブリノーゲンと低密度リポ蛋白質とを除去することできることが知られている（特開平７−１３６２５６）。しかしながら該吸着材のフィブリノーゲン吸着能は確かに優れているが、低密度リポ蛋白吸着能は十分なものではない。このような吸着材を使用して臨床上十分と考えられる吸着性能を発揮するには大量の吸着材を使用する必要があることから、治療中に体外に持ち出される血液が増加し、これに伴い治療中に血圧低下が発生する可能性が高まることになる。また、この吸着材の使用方法としては、血小板等の血球成分への影響の観点から、血液から血漿分離器により血漿を分離し、この血漿を処理する方法が好ましいと記載されている。
このように、低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを低下させる従来の方法は、血漿分離方式のため操作が煩雑であったり、性能が不十分であったり、有用物質も除去されてしまうなどの問題があった。一方で近年、吸着材を用いた体外循環治療として、血液から血漿を分離することなく全血を直接処理する方式が操作の簡便性や治療時間の短縮の観点から注目されている。全血を直接処理する方式は血漿分離器などにより血漿を分離する必要がなく、抗凝固剤により抗凝固した血液を直接処理することが可能であるため、回路は非常に単純となり、短時間で効率よく、目的物質を吸着することが可能となり、患者や医療スタッフに対する負担が軽減されることが期待される。
しかしながら全血を直接処理する方式は吸着材と血液細胞との相互作用をできるだけ低減させ、血球成分への影響を可能な限り小さくすることが求められる。全血を直接処理する場合に最も重要であるのが、白血球および血小板の活性化をできるかぎり抑制することであり、活性化が軽度であればこれら血液細胞の損失を防ぐことができる。特に血小板は、血管が損傷した際に損傷部位に粘着するとともにフィブリノーゲンレセプターを表面に発現し、血小板がフィブリノーゲンにより架橋されて血栓となり、損傷部位を覆うことにより血液の漏出を防ぐと考えられている。したがって、全血処理によりフィブリノーゲンを吸着する技術は非常に困難と考えられてきた技術であり、先述の疎水性構造と陰性官能基とを有する化合物を表面に有する架橋多孔質材からなる吸着材においても、全血を直接処理する方法については具体的な検討がなされておらず、血漿を処理する方式が好ましいとしている（特開平７−１３６２５６）。
以上のように、従来の技術では他の有用な物質を損失することなく、かつ血漿分離することなく全血を直接処理するという非常に簡便な操作で低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンをともに効率よく除去できる方法が存在せず、該方法の開発が望まれていた。

本発明は、上記課題に対して、アルブミンやＨＤＬなどの有用物質を極力損失せず、体液、特に全血より直接低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを効率よく吸着し、これらの濃度を低減させた体液を得るための吸着材、ならびにこの吸着材を利用した体液中の低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着除去方法、およびこの吸着材を利用した体液中の低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器であって、血球の損失を最低限に抑え、安全に全血処理が可能であることを特徴とする吸着材、および吸着器を提供するものである。
本発明者らは、アルブミンやＨＤＬなどの有用物質を極力損失せず、全血処理が可能で、かつ低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを効率よく吸着除去できる吸着材について鋭意研究を行った。その結果、水不溶性多孔質担体にトリプトファン誘導体およびポリアニオン性化合物を固定化してなる吸着材であって、ポリアニオン性化合物が一定量固定化され、かつトリプトファン誘導体の固定化量とポリアニオン性化合物の固定化量のモル比が特定の範囲である吸着材が、体液中の低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを効率よく吸着し、かつ血球の損失を最低限に抑えることにより安全に全血処理が行える吸着材であることを見出し、本発明の完成に至った。
即ち、本発明の第１発明は、水不溶性多孔質担体にトリプトファン誘導体およびポリアニオン性化合物を固定化してなる吸着材であって、ポリアニオン性化合物の固定化量が湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たり０．１０μｍｏｌ以上１．５μｍｏｌ以下であり、かつ湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たりのトリプトファン誘導体の固定化量とポリアニオン性化合物固定化量とのモル比が１以上７０以下である全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材に関する。第２発明は、前記吸着材を低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを含有する体液と接触させることを特徴とする低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着除去方法に関する。第３発明は液の入口および出口を有し、かつ吸着材の容器外への流出防止手段を備えた容器内に、低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材を充填してなることを特徴とする、全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器に関する。
本発明における体液とは、血液、または血漿を指す。
本発明におけるポリアニオン性化合物とは、分子内に複数のアニオン性官能基を有する化合物をいう。本発明におけるアニオン性官能基とは、カルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基、リン酸エステル基など、ｐＨが中性で負に帯電する官能基をいう。このうち、吸着能力の点でカルボキシル基、スルホン酸基、硫酸エステル基が好ましく、中でも吸着能力が優れている点で特に硫酸エステル基が好ましい。
このようなポリアニオン性化合物の代表例としては、ポリアクリル酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリメタクリル酸、ポリリン酸、スチレン−マレイン酸共重合体などの合成ポリアニオン性化合物、デキストラン硫酸、カルボキシメチルセルロースなどの合成酸性多糖類、コンドロイチン硫酸、デルマタン硫酸、ケタラン硫酸などの硫酸エステル基を有する生体由来の酸性ムコ多糖類、ヘパリン、ヘパラン硫酸などのＮ−スルホン酸基および硫酸エステル基を有する酸性ムコ多糖類、コンドロイチン、ホスホマンナンなどの生体由来のアニオン性官能基を有する多糖類、ならびにデオキシリボ核酸、リボ核酸などの生体由来の核酸などがあげられるが、これらの代表例に限定されるわけではない。
これらに代表される化合物のなかでも、安価に純度の高い物質がえられる、さらにはアニオン性官能基の導入量をコントロールできるなどの理由から、生体由来の化合物をそのまま用いるよりも、合成化合物を用いるほうがより実用的である。これらの点より、ポリアクリル酸、ポリビニル硫酸、ポリビニルスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸、ポリグルタミン酸、ポリアスパラギン酸、ポリメタクリル酸、ポリリン酸、スチレン−マレイン酸共重合体などの合成ポリアニオン性化合物や、デキストラン硫酸、カルボキシメチルセルロースなどの合成酸性多糖類が好ましく用いられる。中でも安価であるという点から、ポリアクリル酸、ポリスチレンスルホン酸、デキストラン硫酸が好ましく、安全性の点からデキストラン硫酸が特に好ましい。
ポリアニオン性化合物の分子量は１０００以上、とくに３０００以上であることが、低密度リポ蛋白への親和性やトリプトファンとの組み合わせによるフィブリノーゲン吸着性能の面で好ましく用いられる。ポリアニオン性化合物の分子量の上限はとくに制限はないが、実用上の面から１００万以下が好ましい。
本発明において、水不溶性多孔質担体にポリアニオン性化合物を固定化する方法は種々あり、いかなる方法でもよいが、代表的な方法としては、（１）ポリアニオン性化合物を、放射線や電子線を用いたグラフト法によって水不溶性多孔質担体表面に共有結合する方法、（２）水不溶性多孔質担体の官能基を介して化学的方法によりポリアニオン性化合物を共有結合する方法などがある。
このなかでも、本発明の吸着材がポリアニオン性化合物とトリプトファン誘導体とを固定化してなる吸着材であることを考慮し、官能基を介して化学的にポリアニオン性化合物を共有結合させる方法が、トリプトファン誘導体の固定化が同じ方法でおこなえるため、本発明のおいてはより簡便で好ましい方法といえる。
本発明におけるトリプトファン誘導体とは、トリプトファン、トリプトファンエチルエステル、トリプトファンメチルエステルなどのトリプトファンエステル類、トリプタミン、トリプトファノールなどのインドール環を有するトリプトファンと類似した構造を有する化合物をいう。またこれらのトリプトファン誘導体はＬ体、Ｄ体、ＤＬ体、またこれらの混合物のいずれであってもよい。さらに２種類以上のトリプトファン誘導体の混合物であってもよい。これらのトリプトファン誘導体のなかでも、トリプトファンが安全上好ましく、その中でもＬ−トリプトファンが天然型のアミノ酸であること、その安全性に関するデータが豊富であること、最も安価で入手しやすいことから、実用上最も好ましく用いられる。
本発明におけるトリプトファン誘導体の固定化方法としては、水不溶性多孔質担体の官能基を介して化学的方法によりトリプトファン誘導体を共有結合する方法が好ましく用いられる。
本発明におけるポリアニオン性化合物の固定化量は湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たり０．１０μｍｏｌ以上１．５μｍｏｌ以下であり、かつトリプトファン誘導体固定化量とポリアニオン性化合物固定化量とのモル比が１以上７０以下であることが必要である。
本発明におけるトリプトファン誘導体固定化量とポリアニオン性化合物固定化量モル比（ＴＲ／ＰＡ比）とは、下式により算出される値をいう。
ＴＲ／ＰＡ比＝湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たりのトリプトファン誘導体固定化モル数／湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たりのポリアニオン固定化モル数
本発明者らは、ポリアニオン性化合物の固定化量、並びにトリプトファン誘導体の固定化量と、低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲン、並びに全血を直接処理した時の血球通過性につき鋭意検討した結果、驚くべきことに、ポリアニオン性化合物の固定化量を湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たり０．１０μｍｏｌ以上１．５μｍｏｌ以下とし、かつＴＲ／ＰＡ比を１以上７０以下に制御することにより、低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンに対する良好な吸着性能を発揮しつつ、白血球および血小板の通過性が良好であることを見いだした。
本発明において、ポリアニオン性化合物の固定化量は、吸着材１ｍｌ（湿潤体積）当たり０．１０μｍｏｌ以上１．５μｍｏｌ以下である。この固定化量を０．１０μｍｏｌより少なくした場合、白血球および血小板の通過性が悪くなり、全血灌流処理を行った場合にプール血液中の白血球数が減少する。また、１．５μｍｏｌより多くすると、トリプトファン誘導体を固定化してもフィブリノーゲンの吸着性能が発揮されにくくなる。ポリアニオン性化合物の固定化量は、良好な血球通過性と吸着性能がより発揮できる点から好ましくは０．１２μｍｏｌ以上１．０μｍｏｌ以下であり、最も好ましくは０．１５μｍｏｌ以上０．５０μｍｏｌ以下である。
また、本発明において、トリプトファン誘導体固定化量とポリアニオン性化合物固定化量とのモル比（ＴＲ／ＰＡ比）は１以上７０以下である。ＴＲ／ＰＡ比が１より小さくなると、トリプトファン誘導体によるフィブリノーゲン吸着性能が発揮されにくくなる。逆にＴＲ／ＰＡ比が７０より大きくなると、白血球および血小板の通過性が徐々に悪くなり、全血灌流処理を行った場合にプール血液中の白血球数が減少する。良好な血球通過性と吸着性能がより発揮できる点から好ましくは５以上６０以下であり、最も好ましくは１０以上５０以下である。
なお、本発明における湿潤状態の吸着材の体積は以下のように求める。すなわち、吸着材は水に浸漬したスラリーとしてメスシリンダーなどの計量容器に移しとり、計量容器内のスラリー状の吸着材を自然に沈降させる。この後、計量容器が割れないようゴム製のマットなどを敷き、その上に計量容器を５〜１０ｃｍ程度の高さから鉛直方向に５回ないし１０回程度軽く（一度沈降した吸着材が極度に舞い上がらない程度に）叩きつけることにより振動を加える。１５分以上静置した後、吸着材の沈降体積を読みとる。この振動、静置の操作を繰り返し、吸着材の沈降体積が変化しなくなった段階の湿潤状態の吸着材の沈降体積とする。
本発明におけるポリアニオン性化合物の固定化量の測定方法としては、ポリアニオン性化合物に含まれる元素の吸着材中の含有量を定量する方法（例えばデキストラン硫酸の場合、吸着材の硫黄含有量を定量する）、ポリアニオン性化合物と結合する性質を有する色素溶液と吸着材を接触させ、溶液中の色素の減少量から測定する方法などがあるが、その中でも色素溶液を用いる方法は簡便でしかも正確にポリアニオン性化合物の固定化量を測定することができる。具体的には実施例１においてその方法を示す通り、ポリアニオン性化合物がデキストラン硫酸やポリアクリル酸などのばあいには、該化合物がトルイジンブルーと結合する性質を有していることを利用し、トルイジンブルー溶液と吸着材を接触させた時のトルイジンブルーの吸着量からその固定化量を非常に簡便に測定することができる。
本発明におけるトリプトファン誘導体の固定化量は、強酸性条件下でｐ−ジメチルベンズアルデヒドなどのアルデヒドをトリプトファン誘導体の分子内に存在するインドール環に縮合させるときに発色する性質を利用して定量することができる（山田浩一編、アミノ酸発酵（下）各論、４３〜４５頁、共立出版、１９７２年）。また、トリプトファン誘導体の分子内に存在するインドール環が２８０ｎｍ付近の光で励起させたときに３５０ｎｍ付近に極大を有する蛍光を発する性質を利用して定量する方法や、担体自身が窒素を含有しない化合物である場合は、実施例１において具体的方法を示す通り、吸着材中の窒素含有量の定量により測定することもできる。
本発明における水不溶性多孔質担体は、常温常圧で固体であり水不溶性であり、かつ適当な大きさの細孔を有する、すなわち多孔構造を有する。水不溶性多孔質担体の形状としては、球状、粒状、平膜状、繊維状、中空糸状等いずれも有効に用いられるが、取り扱いの容易さから球状または粒状がより好ましく用いられる。
水不溶性多孔質担体が球状または粒状であるばあい、本発明の吸着材が全血処理が可能である点を考えれば担体の平均粒径は大きいほどよいが、吸着効率の点では平均粒径は小さい方がよい。本発明における吸着材として、全血処理と良好な吸着効率が発揮できる吸着材の平均粒径は１００μｍ以上１０００μｍ以下であることが好ましく、良好な血球通過性と吸着性能がより発揮できる点からさらに好ましくは２００μｍ以上８００μｍ以下であり、最も好ましくは４００μｍ以上６００μｍ以下である。
水不溶性多孔質担体の球状蛋白質の排除限界分子量は５×１０^５以上のものが好ましく用いられる。排除限界分子量とは、成書（サイズ排除クロマトグラフィー、森定雄著、共立出版）に述べられているとおり、サイズ排除クロマトグラフィーにおいて種々の分子量を有する試料を流した際に、細孔内に侵入できない（排除される）分子の内最も小さい分子量をもつものの分子量をいう。球状蛋白質の排除限界分子量が５×１０^５を下回るとフィブリノーゲンおよび低密度リポ蛋白の吸着能力が小さく、実用に耐えない。また球状蛋白質の排除限界分子量が１×１０^８を超えると、ポアサイズが大きくなりすぎ、吸着に寄与する表面積が低下する結果、フィブリノーゲンおよび低密度リポ蛋白の吸着能力が低下する。以上より、本発明における水不溶性多孔質担体の球状蛋白質の排除限界分子量は５×１０^５以上、１×１０^８以下のものが好ましく、吸着性能発揮の観点からより好ましくは１×１０^６以上、１×１０^８以下、さらに好ましくは２×１０^６以上、１×１０^８以下である。
本発明における水不溶性多孔質担体は、ポリアニオン性化合物、およびトリプトファン誘導体を固定化するために、結合に利用しうる官能基を有することが好ましい。このような官能基の代表例としては、アミノ基、アミド基、カルボキシル基、酸無水物基、スクシンイミド基、水酸基、チオール基、アルデヒド基、ハロゲン基、エポキシ基、シラノール基、トレシル基などがあげられるが、これらに限定されるわけではない。また、水不溶性多孔質担体は、たとえばハロゲン化シアン化法、エピクロロヒドリン法、ビスエポキシド法、ブロモアセチルブロミド法などの方法で活性化されていてもよく、このなかで実用上、安全上の観点から、エピクロロヒドリン法がとくに好ましく用いられる。
本発明の水不溶性多孔質担体の強度としては、あまり柔らかいもの、容易に壊れるものは好ましくない。体液を流した場合に、圧密化が生じると充分な体液流量が得られなくなり処置時間の延長さらに処置続行不可能となりうるので、吸着材の圧密を防ぐためには、吸着材は充分な機械的強度を有するもの（硬質）であることが好ましい。ここでいう硬質とは、後記参考例に示すごとく、吸着材を円筒状カラムに均一に充填し、水性液体を流した際の圧力損失と流量の関係が、少なくとも０．３ｋｇｆ／ｃｍ^２まで直線関係にあるものをいう。
本発明における水不溶性多孔質担体の材質は特に限定されないが、セルロース、酢酸セルロース、デキストリンなどの多糖類からなる有機担体、ポリスチレン、スチレン−ジビニルベンゼン共重合体、ポリアクリルアミド、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、ポリアクリル酸エステル、ポリメタクリル酸エステル、ポリビニルアルコールなどの合成高分子などが代表例として挙げられる。これらは、ヒドロキシエチルメタクリレート等のヒドロキシ基を有する高分子材料や、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。これらの中でセルロースや、ポリビニルアルコール等からなる合成高分子が、担体表面に活性基を導入しやすいため、実用上好ましく用いられる。
なかでもセルロースからなる担体が最も好ましく用いられる。セルロースからなる担体は、（１）機械的強度が比較的高く、強靱であるため破壊されたり微粒子を生じたりすることが少なく、カラムに充填した場合に体液を高流速で流しても圧密化しにくいため高流速で体液を流すことが可能となる、（２）安全性が合成高分子担体に比べて高いなどの優れた点を有しており、本発明における水不溶性多孔質担体として最も好適に用いることができる。
本発明の吸着器を用いた体外循環治療の抗凝固剤としては、ヘパリン、低分子量ヘパリン、メシル酸ナファモスタット、メシル酸ガベキサート、アルガトロバン、ならびにクエン酸ナトリウム液、アシッド・シトレート・デキストロース液（ＡＣＤ液）やシトレート・フォスフェート・デキストロース液（ＣＰＤ液）などのクエン酸含有抗凝固剤などいずれを用いてもよい。なかでも全血処理の観点からクエン酸含有抗凝固剤、ヘパリン、低分子ヘパリン、メシル酸ナファモスタットはとくに好ましく用いられる抗凝固剤としてあげることができる。
本発明の吸着材を用いて、体液から低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを吸着除去する方法には種々ある。代表的な方法としては、体液を取り出してバッグなどに貯留し、これに吸着材を混合して低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを除去した後、吸着材を濾別して低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンが除去された体液を得る方法、体液の流入口および流出口を有し、体液は通過するが吸着材は通過しないフィルターを流出口に装着した容器へ吸着材を充填した吸着器を作製し、これに体液を流す方法などがある。いずれの方法を用いても良いが、後者の方法は操作も簡単であり、また体外循環回路に組み込むことにより、患者の体液から効率よくオンラインで低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを除去することが可能であり、本発明の吸着材を用いた低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着除去方法として最も好ましい。
本発明の吸着器は、体液の流入口および流出口を有し、体液は通過するが吸着材は通過しないフィルターを流出口に装着した容器に本発明の吸着材を充填してなる。本発明の吸着器の容量は低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを低下させるという効果を発揮する観点から１００ｍｌ以上であることが必要である。吸着性能の観点では吸着器の容量に制限はないが、体外に持ち出される血液量があまりに多すぎると血圧低下を引き起こす危険性があるため、吸着器容量は１０００ｍｌ、さらに好ましくは８００ｍｌ以下であることが好ましく、血液透析など他の血液浄化療法の回路中に組み込んでも血液の体外循環量が極端に大きくならず、血液が体外に出ることに伴い発生する可能性がある血圧低下をできる限り防ぐ観点から、最も好ましくは４００ｍｌ以下である。
つぎに、本発明の吸着器を、一実施例の概略断面である第１図にもとづき説明する。
第１図中、１は体液の流入口、２は体液の流出口、３は低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材、４および５はメッシュ、６はカラム、７は低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器である。しかしながら本発明における低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器はこのような具体例に限定されるものではなく、液の入口および出口を有し、かつ吸着材の容器外への流出を防止する手段を備えた容器内に、低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材を充填したものであれば、形状は特に限定されない。

以下、本発明の方法を実施例に基づいて具体的に説明する。
（参考例）
両端に孔径１５μｍのフィルターを装着したガラス製円筒カラム（内径９ｍｍ、カラム長１５０ｍｍ）にアガロース材料（バイオラッド（Ｂｉｏ−ｒａｄ）社製のＢｉｏｇｅｌＡ−５ｍ、粒径５０〜１００メッシュ）、ビニル系高分子材料（東ソー（株）製のトヨパールＨＷ−６５、粒径５０〜１００μｍ）およびセルロース材料（チッソ（株）製のセルロファインＧＣ−７００ｍ、粒径４５〜１０５μｍ）をそれぞれ均一に充填し、ペリスタティックポンプにより水を流し、流量と圧力損失ΔＰとの関係を求めた。その結果を第２図に示す。
第２図に示すごとく、トヨパールＨＷ−６５およびセルロファインＧＣ−７００ｍが圧力の増加にほぼ比例して流量が増加するのに対し、ＢｉｏｇｅｌＡ−５ｍは圧密化を引き起こし、圧力を増加させても流量が増加しないことがわかる。本発明においては前者のごとく、圧力損失ΔＰと流量の関係が０．３ｋｇｆ／ｃｍ^２までの直線関係にあるものを硬質という。

平均粒径約４５０μｍ、球状蛋白質の排除限界分子量が５×１０７の多孔質セルロースビーズ１００ｍｌに水２２ｍｌ、４ＮＮａＯＨ水溶液３１ｍｌおよびエピクロロヒドリン３２ｍｌを加え、４０℃で２時間攪拌して反応させた。反応後ビーズを水で十分洗浄してエポキシ化セルロースビーズを得た。エポキシ化セルロースビーズのエポキシ基量は１６．４μｍｏｌ／ｍｌ（湿潤体積）であった。
デキストラン硫酸（硫黄含量約１８％、分子量約４０００）７．５ｇを２５ｍｌの水に溶解したデキストラン硫酸水溶液を調製し、水に湿潤した状態のエポキシ化セルロースビーズ５０ｍｌを加え、ＮａＯＨ水溶液でアルカリ性とした後、４５℃で１．５時間反応させた。反応後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄した後、Ｌ−トリプトファン０．７７ｇを希ＮａＯＨ水５０ｍｌに溶解させた液を加え、５０℃で８時間反応させた。その後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄してデキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ａ）を得た。
このＡを、両端に目開き１５０μｍのポリエチレンテレフタレート製メッシュを装着した内径１０ｍｍ、長さ３４ｍｍのアクリル製カラム（容積２．７ｍｌ）に充填し、血液１ｍｌに対し５単位のヘパリンを添加し抗凝固した健常人血液４０ｍｌを、流速６．５ｍｌ／ｍｉｎで２時間循環させた。２時間循環前後のプール血液の血球数は表１に示す通りであり、いずれの血球も良好な通過性を示した。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表２に示す通りであり、ＬＤＬ−コレステロールが１１６ｍｇ／ｄｌから７８ｍｇ／ｄｌに、フィブリノーゲンが１３２ｍｇ／ｄｌから９３ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＨＤＬ−コレステロールは６６ｍｇ／ｄｌから６２ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。
なお、Ａのトリプトファン固定化量は、吸着材の窒素含有量から求めた。すなわち１ｍｌのＡを水で充分洗浄した後、６０℃で６時間以上減圧乾燥した後、微量全窒素分析装置により定量した。その結果、Ａのトリプトファン固定化量は７．８μｍｏｌ／ｍｌであった。
また、Ａのデキストラン硫酸固定化量は、デキストラン硫酸とトルイジンブルーが親和性を有することを利用して測定した。すなわち３ｍｌのＡに対し、約９０ｍｇ／ｌに調整したトルイジンブルー（ベーシック・ブルー１７（東京化成））水溶液を１００ｍｌ程度加え、１０分間攪拌、静置後、上清のトルイジンブルーを６３０ｎｍにおける吸光度により定量し、その減少量から求めた。その結果、Ａのデキストラン硫酸固定化量は０．１６μｍｏｌ／ｍｌであり、ＴＲ／ＰＡ比は４８．６であった。

実施例１と同じセルロースビーズ１００ｍｌに水４ｍｌ、４ＮＮａＯＨ水溶液３２ｍｌおよびエピクロロヒドリン２９ｍｌを加え、４０℃で２時間攪拌して反応させた。反応後ビーズを水で十分洗浄してエポキシ化セルロースビーズを得た。エポキシ化セルロースビーズのエポキシ基量は１９．９μｍｏｌ／ｍｌ（湿潤体積）であった。
実施例１と同じデキストラン硫酸７．５ｇを２５ｍｌの水に溶解したデキストラン硫酸水溶液を調製し、水に湿潤した状態のエポキシ化セルロースビーズ５０ｍｌを加え、ＮａＯＨ水溶液でアルカリ性とした後、４５℃で３時間反応させた。反応後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄した後、Ｌ−トリプトファン０．７７ｇを希ＮａＯＨ水５０ｍｌに溶解させた液を加え、５５℃で６時間反応させた。その後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄して、デキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｂ）を得た。このＢのトリプトファン固定化量は７．８μｍｏｌ／ｍｌ、デキストラン硫酸固定化量は０．２３μｍｏｌ／ｍｌ、ＴＲ／ＰＡ比は３３．８であった。
このＢを実施例１と同様にカラムに詰め、健常人血液４０ｍｌを２時間循環させた。循環前後のプール血液の血球数は表１に示す通りであり、いずれの血球も良好な通過性を示した。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表２に示す通りであり、ＬＤＬ−コレステロールが９１ｍｇ／ｄｌから５１ｍｇ／ｄｌに、フィブリノーゲンが２２０ｍｇ／ｄｌから１４３ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＨＤＬ−コレステロールは４２ｍｇ／ｄｌから４１ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。

実施例１と同じセルロースビーズ１００ｍｌに水５５ｍｌ、４ＮＮａＯＨ水溶液１５ｍｌおよびエピクロロヒドリン１４ｍｌを加え、４０℃で２時間攪拌して反応させた。反応後ビーズを水で十分洗浄してエポキシ化セルロースビーズを得た。エポキシ化セルロースビーズのエポキシ基量は８．８μｍｏｌ／ｍｌ（湿潤体積）であった。
実施例１と同じデキストラン硫酸１９．８ｇを２５ｍｌの水に溶解したデキストラン硫酸水溶液を調製し、水に湿潤した状態のエポキシ化セルロースビーズ５０ｍｌを加え、ＮａＯＨ水溶液でアルカリ性とした後、４５℃で６時間反応させた。反応後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄した後、Ｌ−トリプトファン０．７７ｇを希ＮａＯＨ水５０ｍｌに溶解させた液を加え、５０℃で８時間反応させた。その後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄して、デキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｃ）を得た。このＣのトリプトファン固定化量は４．０μｍｏｌ／ｍｌ、デキストラン硫酸固定化量は０．３２μｍｏｌ／ｍｌ、ＴＲ／ＰＡ比は１２．５であった。
このＣを実施例１と同様にカラムに詰め、健常人血液４０ｍｌを２時間循環させた。循環前後のプール血液の血球数は表１に示す通りであり、いずれの血球も良好な通過性を示した。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表２に示す通りであり、ＬＤＬ−コレステロールが１６３ｍｇ／ｄｌから１０１ｍｇ／ｄｌに、フィブリノーゲンが２１５ｍｇ／ｄｌから１６７ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＨＤＬ−コレステロールは６０ｍｇ／ｄｌから５６ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。
（比較例１）
デキストラン硫酸の反応時間を６時間から０．５時間に、またデキストラン硫酸の量を１９．８ｇから７．５ｇにかえたほかは実施例３と同様にしてデキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｄ）を得た。このＤのトリプトファン固定化量は５．７μｍｏｌ／ｍｌ、デキストラン硫酸固定化量は０．０８μｍｏｌ／ｍｌ、ＴＲ／ＰＡ比は７０．９であった。
このＤを実施例１と同様にカラムに詰め、健常人血液４０ｍｌを２時間循環させた。循環前後のプール血液の血球数は表１に示す通りであり、赤血球は良好な通過性を示したが、白血球および血小板は循環前後でそれぞれ６６％、６３％に減少しており、通過性がやや不良であった。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表２に示す通りであり、フィブリノーゲンが１８９ｍｇ／ｄｌから１２７ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＬＤＬ−コレステロールが８６ｍｇ／ｄｌから６２ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。またＨＤＬ−コレステロールは６６ｍｇ／ｄｌから６３ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。
（比較例２）
実施例１と同じセルロースビーズ１００ｍｌに水１４ｍｌ、４ＮＮａＯＨ水溶液２４ｍｌおよびエピクロロヒドリン２９ｍｌを加え、４０℃で２時間攪拌して反応させた。反応後ビーズを水で十分洗浄してエポキシ化セルロースビーズを得た。エポキシ化セルロースビーズのエポキシ基量は１４．７μｍｏｌ／ｍｌ（湿潤体積）であった。
エポキシ化セルロースビーズ５０ｍｌに対し、Ｌ−トリプトファン０．７７ｇを希ＮａＯＨ水５０ｍｌに溶解させた液を加え、５５℃で６時間反応させた。その後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄して、トリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｅ）を得た。このＥのトリプトファン固定化量は８．２μｍｏｌ／ｍｌであった。
このＥを実施例１と同様にカラムに詰め、健常人血液４０ｍｌを２時間循環させた。循環前後のプール血液の血球数は表１に示す通りであり、赤血球および白血球は良好な通過性を示したが、血小板は循環前後で６９％に減少しており、通過性がやや不良であった。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表２に示す通りであり、フィブリノーゲンが１３２ｍｇ／ｄｌから７７ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＬＤＬ−コレステロールが１１６ｍｇ／ｄｌから８５ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。またＨＤＬ−コレステロールは６６ｍｇ／ｄｌから６１ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。

平均粒径約４１０μｍ、球状蛋白質の排除限界分子量が５×１０７の多孔質セルロースビーズ１００ｍｌに水４２ｍｌ、２ＮＮａＯＨ水溶液１００ｍｌおよびエピクロロヒドリン１７ｍｌを加え、４０℃で２時間攪拌して反応させた。反応後ビーズを水で十分洗浄してエポキシ化セルロースビーズを得た。エポキシ化セルロースビーズのエポキシ基量は１６．５μｍｏｌ／ｍｌ（湿潤体積）であった。
実施例１と同じデキストラン硫酸２３．３ｇを３９ｍｌの水に溶解したデキストラン硫酸水溶液を調製し、水に湿潤した状態のエポキシ化セルロースビーズ５０ｍｌを加え、ＮａＯＨ水溶液でアルカリ性とした後、４５℃で６時間反応させた。反応後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄した後、Ｌ−トリプトファン０．９３ｇを水５０ｍｌに加温溶解させた液を加え、ＮａＯＨ水溶液でｐＨをアルカリ性にした後、５０℃で８時間反応させた。その後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄して、デキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｆ）を得た。このＦのトリプトファン固定化量は７．８μｍｏｌ／ｍｌ、デキストラン硫酸固定化量は０．１７μｍｏｌ／ｍｌ、ＴＲ／ＰＡ比は４５．９であった。
このＦを、両端に目開き５０μｍのポリエチレンテレフタレート製メッシュを装着した内径１０ｍｍ、長さ４５ｍｍのアクリル製カラム（容積３．５ｍｌ）に充填し、血液１ｍｌに対し５単位のヘパリンを添加し抗凝固した健常人血液４３ｍｌを、流速２．１ｍｌ／ｍｉｎで２時間循環させた。２時間循環前後のプール血液の血球数は表３に示す通りであり、いずれの血球も良好な通過性を示した。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表４に示す通りであり、ＬＤＬ−コレステロールが１４１ｍｇ／ｄｌから９４ｍｇ／ｄｌに、フィブリノーゲンが２３４ｍｇ／ｄｌから１４６ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＨＤＬ−コレステロールは４９ｍｇ／ｄｌから４５ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。
（比較例３）
実施例４と同じセルロースビーズ１００ｍｌに水４２ｍｌ、２ＮＮａＯＨ水溶液５０ｍｌおよびエピクロロヒドリン１７ｍｌを加え、４０℃で２時間攪拌して反応させた。反応後ビーズを水で十分洗浄してエポキシ化セルロースビーズを得た。エポキシ化セルロースビーズのエポキシ基量は１２．４μｍｏｌ／ｍｌ（湿潤体積）であった。
実施例１と同じデキストラン硫酸２３．３ｇを３９ｍｌの水に溶解したデキストラン硫酸水溶液を調製し、水に湿潤した状態のエポキシ化セルロースビーズ５０ｍｌを加え、ＮａＯＨ水溶液でアルカリ性とした後、４５℃で２０時間反応させた。その後、ビーズを水および食塩水で十分洗浄して、デキストラン硫酸固定化セルロースビーズ（Ｇ）を得た。このＧのデキストラン硫酸固定化量は０．６μｍｏｌ／ｍｌであった。
このＧを実施例４と同様にカラムに詰め、健常人血液４３ｍｌを２時間循環させた。循環前後のプール血液の血球数は表３に示す通りであり、赤血球は良好な通過性を示したが、白血球および血小板は循環前後でそれぞれ６６％、６３％に減少しており、通過性がやや不良であった。また循環前後のプール血液中のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、およびＨＤＬ−コレステロールの濃度は表４に示す通りであり、フィブリノーゲンが１４１ｍｇ／ｄｌから８９ｍｇ／ｄｌに低下したが、ＬＤＬ−コレステロールが２３４ｍｇ／ｄｌから１９８ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。またＨＤＬ−コレステロールは４９ｍｇ／ｄｌから４６ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。

実施例２において作製したデキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｂ）１．０ｍｌをはかり取り、健常人血漿１０ｍｌを加え、３７℃で４時間振盪した。振盪後、ビーズと血漿を分離し、血漿のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、アルブミン、ＩｇＧ、ＨＤＬ−コレステロールの濃度を測定した結果は表５に示す通りであり、ＬＤＬ−コレステロールが１１５ｍｇ／ｄｌから８１ｍｇ／ｄｌへ、フィブリノーゲンが２４４ｍｇ／ｄｌから１８６ｍｇ／ｄｌへ低下したが、アルブミンは４．５ｇ／ｄｌから４．３ｇ／ｄｌへ、ＩｇＧは１２０３ｍｇ／ｄｌから１１３３ｍｇ／ｄｌへ、ＨＤＬ−コレステロールは６２ｍｇ／ｄｌから５９ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。

実施例４において作製したデキストラン硫酸およびトリプトファン固定化セルロースビーズ（Ｆ）１．０ｍｌをはかり取り、健常人血漿１０ｍｌを加え、３７℃で４時間振盪した。振盪後、ビーズと血漿を分離し、血漿のＬＤＬ−コレステロール、フィブリノーゲン、アルブミン、ＩｇＧ、ＨＤＬ−コレステロールの濃度を測定した結果は表５に示す通りであり、ＬＤＬ−コレステロールが８７ｍｇ／ｄｌから６２ｍｇ／ｄｌへ、フィブリノーゲンが２６０ｍｇ／ｄｌから１９０ｍｇ／ｄｌへ低下したが、アルブミンは４．７ｇ／ｄｌから４．５ｇ／ｄｌへ、ＩｇＧは９２７ｍｇ／ｄｌから８７６ｍｇ／ｄｌへ、ＨＤＬ−コレステロールは５５ｍｇ／ｄｌから５４ｍｇ／ｄｌへ低下するに留まった。

第１図は、本発明吸着器の１実施例の概略断面図を示す。
各符号の説明を以下に記載する。
１体液流入口
２体液流出口
３低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材
４、５メッシュ（吸着材流出防止手段）
６カラム
７低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器
第２図は、３種類のゲルを用いた場合の、流速と圧力損失との関係を示す。

本発明により、ＨＤＬ、アルブミンなどの有用物質を極力損失せず、体液、特に全血より直接低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンを効率よく吸着し、該濃度を低下させた体液を得ることができる。本発明は、動脈硬化症、特に閉塞性動脈硬化症の患者の血液から、低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの濃度を低下させる方法として有効である。

Claims

水不溶性多孔質担体に、Ｌ−トリプトファン、およびデキストラン硫酸を固定化してなる吸着材であって、デキストラン硫酸の固定化量が湿潤体積の吸着材１ｍｌ当たり０．１６μｍｏｌ以上０．３２μｍｏｌ以下で、かつＬ−トリプトファンの固定化量とデキストラン硫酸固定化量とのモル比が１２．５以上４８．６以下である全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材。
デキストラン硫酸の分子量が、１０００以上１００万以下である請求の範囲第１項記載の全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材。
水不溶性多孔質担体がセルロース担体である請求の範囲第１項または第２項に記載の全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材。
水不溶性多孔質担体の球状蛋白質の排除限界分子量が５×１０^５以上１×１０^８以下である請求の範囲第１項から第３項のいずれかに記載の全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材。
液の入口および出口を有し、かつ吸着材の容器外への流出防止手段を備えた容器内に、請求の範囲第１項から第４項いずれかに記載の全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着材を充填してなることを特徴とする、全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器。
吸着器の容積が１００ｍｌ以上４００ｍｌ以下である請求の範囲第５項記載の全血処理が可能な低密度リポ蛋白およびフィブリノーゲンの吸着器。