JP6291970B2 - タンパク質吸着材料およびその製造方法、血液浄化器 - Google Patents

Description

本発明は、高いタンパク質吸着能を持ち、かつ優れた血液適合性を示す吸着材料およびこれを内蔵してなる血液浄化器に関するものである。

体液から物質を除去する方法として、人工腎臓に代表される体外循環など生体外へ体液を取り出し、目的物質を透析や吸着や濾過の原理により除去した後に生体内に体液を戻す血液浄化器を用いる方法がある。人体に有用なタンパク質であるアルブミンに分子量が近い中分子量以上のタンパク質は、透析や濾過の原理のみによる除去では、アルブミンも除去してしまう問題がある。一方、吸着の原理による除去では、アルブミンの損失を抑制しつつ、除去対象タンパク質を効率的に除去することができる。

中空糸を用いてタンパク質を吸着除去する方法が特許文献１に開示されている。ここでは、基材を親水性高分子を含む水溶液と接触下、放射線照射することが記載されている。また、基材は分離膜として用いられるものであり、形状として「平膜、中空糸膜」が挙げられている。ここでは、中空糸膜が好ましいとあり、実施例等においては専ら中空糸膜が用いられており、中空糸膜の内側にのみ血液を接触させる態様のみが記載されている。タンパク質の吸着除去を効率的に行う観点から見ると、中空糸膜の内側という領域のみを使用して吸着を行っており、吸着面積は比較的小さく、その上、親水性高分子としてポリアルキレングリコールやポリビニルピロリドンを用いており、この組み合わせでは十分なタンパク質除去率が得られないものであった。

一方で、血液と接触する材料には血液適合性が重要である。材料表面に血小板等の血液凝固系物質が付着すると、材料表面が覆われ、除去対象タンパク質を十分に除去することができないため、これらの成分が付着しない材料が必要である。形状を中空糸とする吸着材料の場合、設計が良好になされなければ中空糸の内側に血液が滞留しやすく血液凝固系物質が付着しやすくなるという懸念がある。

また、特に人工腎臓の分野では、基材表面の親水化処理が血液適合性の向上に有効であることが広く知られており、例えば血液浄化用分離膜の素材として用いられるポリスルホン系ポリマーからなる分離膜に血液適合性を付与するために、分離膜を親水性高分子でコーティングする方法が特許文献２に開示されており、親水性高分子の例としてはポリビニルピロリドン，ポリエチレングリコール，ポリビニルアルコール，ポリプロピレングリコールが挙げられている。しかしこの方法をタンパク質を吸着できる材料に適用してタンパク質の吸着を主な目的とした場合、血液凝固系物質の付着抑制と除去対象タンパク質の吸着を両立することができなかった。

一方で、特許文献３には、上記親水性高分子と共にエステル基含有ポリマーを分離膜の表面に局在化させて血液適合性を向上し、かつ膜性能を維持する発明が記載されており、具体的には酢酸ビニル基含有ポリマー等が挙げられている。しかしながら、基材としてタンパク質吸着材料は用いられてなく、当該材料を用いて吸着と血液適合性を両立する技術的思想の記載はない。

特開２０１１−１８３３８４号公報 特開平６−２３８１３９号 国際公開第２００９／１２３０８８号公報

本発明は、β_２−マイクログロブリン等のタンパク吸着能を維持しつつ、血液適合性が付与されたタンパク質吸着材料を提供することを課題とする。

前記課題を達成するため、本発明は下記の構成からなる。
１．以下の項目を満たすことを特徴とするタンパク質吸着材料。
（ａ）Ｘ線電子分光法（ＥＳＣＡ）により検出される、表面の全原子に対する窒素原子の割合が、０．１（原子数％）以上、８（原子数％）以下
（ｂ）β_２−マイクログロブリン吸着量０．０５μｇ／ｃｍ^２以上
（ｃ）表面の血小板付着数が１０（個／４．３×１０^３μｍ^２）以下
２．１のタンパク質吸着材料が内蔵されてなることを特徴とする血液浄化器。
３．ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、セルロース系ポリマー、二酸化ケイ素、アルミノケイ酸塩、無定形炭素から選ばれる少なくとも一つを含む基材を、ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位を含む共重合体溶液に接触させ、放射線照射して得られるタンパク質吸着材料を内蔵してなることを特徴とする血液浄化器の製造方法。

上記の通り、本発明は、タンパク質の吸着に最適なサイズの細孔を持ち、かつそのサイズが均一な吸着材料に関するものであり優れたタンパク質吸着特性を維持しつつ血液適合性を劇的に向上させたことを見出したものである。ここで、基材とはタンパク質の吸着能を有する材料のことを指す。

吸着材料表面のビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位を含むポリマー（ビニルピロリドン含有ポリマー）が少なすぎると十分な血液適合性が得られず、多すぎるとタンパク質吸着能が低下してしまう。本発明は、相反すると考えられていた両特性を両立させるために最適なビニルピロリドン含有ポリマーの量を見出したものである。

ここで、血液適合性やそれを与える親水性ポリマー等を物質として特定して記載することは困難であるため、先ず、上記要件（ａ）の通り、窒素原子の量を条件化して物質としての特性を規定している。ただし、どの様な窒素原子、または窒素原子含有化合物を用いてもよいということではないので、要件（ｂ）および（ｃ）により上記相反すると考えられていた両特性を規定して発明を特定している。

窒素原子については更に、元素分析により検出されるタンパク質吸着材料を構成する全原子に対する当該窒素原子の濃度が０．０００１重量％以上、１重量％以下であることが好ましい。

また、より具体的に化合物を特定すると、上記ＥＳＣＡにより検出される表面の全原子に対する窒素原子の割合、上記元素分析により検出されるタンパク質吸着材料を構成する全原子に対する窒素原子の濃度のうち少なくとも一つが、ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位を含む共重合体に由来することが好ましい。

さらにより特定すれば、上記ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位を含む共重合体が、さらにカルボン酸ビニルエステル、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、から選ばれる少なくとも一つの単量体が与える繰り返し単位を含むことが好ましい。

本発明により、除去対象のタンパク質の吸着除去を維持しつつ、血液適合性が付与されたタンパク質吸着材料を提供することができる。

タンパク質吸着材料の血液適合性は、血液と接触する部分の表面状態に依存し、一般的には、表面の親水性が高いほど高くなる。しかしながら、基材表面に親水化処理を行うと、血小板等の血液凝固系物質の基材への付着が抑制されると同時に、除去対象タンパク質の吸着までもが抑制されてしまうことが懸念される。

また、上記β_２−マイクログロブリン（分子量１１，８００）と、人体に有用なタンパク質であるアルブミン（分子量６６，０００）は、物質を球と仮定したときの半径（ストークス半径）が近いため、透析や濾過を原理とする分離膜による除去では、β_２−マイクログロブリンだけでなくアルブミンまでも除去してしまうといった問題がある。

本発明におけるβ_２−マイクログロブリン吸着量とは、タンパク質吸着材料を内蔵したカラムにβ_２−マイクログロブリン含有の牛血漿を５分間、閉鎖循環したときのβ_２−マイクログロブリンの濃度減少から算出される。具体的な測定手順を以下に示す。カラムおよび吸着材料を洗浄した後、抗凝固化したタンパク濃度が６．５±０．５ｇ／ｄＬ、β_２−マイクログロブリン濃度が１ｍｇ／Ｌとなるように調整した牛血漿溶液１Ｌをカラムの入口から出口に流し、５分間、閉鎖循環する。循環前後の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度をラテックス凝集免疫測定法を用いて測定し、次式からβ_２−マイクログロブリン吸着量を算出する。

β_２−マイクログロブリン吸着量［μｇ／ｃｍ^２］
＝（循環前の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］−循環後の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］）×１０００［ｍＬ］／（１．６×１０^４［ｃｍ^２］）
十分なタンパク質吸着を行うためには、β_２−マイクログロブリン吸着量は０．０５μｇ／ｃｍ^２以上が好ましく、０．１０μｇ／ｃｍ^２以上がより好ましい。

または、β_２−マイクログロブリンの吸着の程度をクリアランスによって測ることも可能である。測定方法の詳細は実施例にて後述する。本願発明において好ましいクリアランスの範囲は、カラムの形状、大きさ等によって変わり得るものの、３０ｍＬ／ｍｉｎ以上が好ましく、４０ｍＬ／ｍｉｎ以上がより好ましく、５０ｍＬ／ｍｉｎ以上が更に好ましく、一方で９０ｍＬ／ｍｉｎ以下が好ましい。

上記のように、タンパク質吸着材料を内蔵したカラムにおけるβ_２−マイクログロブリンの吸着性能を測定する他、吸着材料についてバッチ試験を行って、β_２−マイクログロブリンの吸着率として測定することができる。バッチ試験とは、閉鎖系で吸着材料をβ_２−マイクログロブリンを含有する溶液に浸漬したときのβ_２−マイクログロブリンの吸着率を測定する試験である。タンパク質吸着材料をβ_２−マイクログロブリン含有の牛血漿に加えて２時間、振とうしたときのβ_２−マイクログロブリンの濃度減少から算出される。具体的な測定手順は、実施例にて後述する。本発明において好ましいβ_２−マイクログロブリンの吸着率は、３０％以上が好ましく、４０％以上がより好ましく、５０％以上が更に好ましい。なお、上記β_２ーマイクログロブリン吸着量と上記吸着率の相関性は非常に高く、上記吸着量が高い程、吸着率も高い。

本発明における表面の血小板付着数とは、吸着材料の表面に血液を４時間接触させた場合に、吸着材料の表面に付着した血小板の数である。本願発明では、タンパク質吸着除去能力の向上と共に血液適合性を確保することを目的としていることから、かかる血小板付着数が少ないことを条件として挙げている。具体的な測定手順を以下に示す。まず、吸着材料の血液に接触させる面を露出させる。人間の静脈血を採血後、直ちにヘパリンを５０Ｕ／ｍｌになるように添加し、採血後１０分以内に上記吸着材料に接触させ、３７℃で４時間振盪させる。その後、吸着材料を生理食塩水で洗浄し、グルタルアルデヒド生理食塩水で血液成分の固定を行い、蒸留水で洗浄する。吸着材料を常温０．５Ｔｏｒｒにて１０時間減圧乾燥し、スパッタリングによりＰｔ−Ｐｄの薄膜を吸着材料表面に形成させ、試料とする。走査型電子顕微鏡で吸着材料表面を倍率１５００倍で観察し、４．３×１０^３μｍ^２あたりの付着血小板数を数える。異なる１０視野での付着血小板数の平均値を血小板付着数（個／４．３×１０^３μｍ^２）とする。十分な血液適合性を得るためには、ヒト血小板付着量は１０個／４．３×１０^３μｍ^２以下であり、３個／４．３×１０^３μｍ^２以下が好ましい。

本発明の吸着材料は、高い血液適合性を有するので、医療用基材として好適に用いることができる。本発明で用いられる医療用基材は、生体成分と接触させて用いられる用途、例えば血液浄化器に適する。ここで、血液浄化器とは、血液を体外に循環させて、血中の老廃物や有害物質を吸着除去するモジュールまたはカラムのことをいい、外毒素吸着カラムなどがある。

本発明において、基材とはタンパク質の吸着能を有する材料のことを指す。基材が含有する素材はポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンや、セルロースアセテート、セルロースジアセテート、セルローストリアセテートなどのセルロース系ポリマー、ポリカーボネート、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、ポリフッ化ビニリデンなどのフッ素樹脂、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタラートなどのポリエステル、ポリアミドや、石英、シリカゲルなどに用いられる二酸化ケイ素、ゼオライトなどに用いられるアルミノケイ酸塩、炭素繊維、活性炭などに用いられる無定形炭素などが挙げられる。またはこれらの共重合体や複合材料でも構わない。中でも、ポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、ポリプロピレン、二酸化ケイ素、アルミノケイ酸塩および無定形炭素から選ばれる少なくとも一つを含む基材は、優れた吸着性能を有することから好ましい。ポリメチルメタクリレート、ポリスチレンおよびポリプロピレンから選ばれる少なくとも一つを含む基材は、タンパク質を効率よく吸着するため、より好ましい。特にポリメチルメタクリレートでは、アイソタクチック体とシンジオタクチック体を混合し、立体複合体であるステレオコンプレックスを形成させることにより、細孔のサイズが均一な基材が得られるため好ましい。特にポリスチレンとポリプロピレンについては、芯成分がポリスチレン、鞘成分がポリスチレンとポリプロピレンからなる芯鞘複合繊維であってもよい。

本発明において、吸着材料の比表面積は、吸着材料の体積に対する、吸着材料が血液と接触し得る面の面積を表す。タンパク質を効率的に除去するためには、吸着材料の比表面積は大きいことが望ましいが、大きすぎると強度が低下する。以上のことから、０．０００１μｍ^２／μｍ^３以上が好ましく、０．００１μｍ^２／μｍ^３以上がより好ましく、０．０１μｍ^２／μｍ^３以上が更に好ましく、一方で１０μｍ^２／μｍ^３以下が好ましく、１μｍ^２／μｍ^３以下がより好ましく、０．１μｍ^２／μｍ^３以下が更に好ましい。

基材の形状としては、繊維、不織布、織物、編物、粒子、フィルム、成形品などが挙げられる。ここで、本発明における繊維とは、長手方向に連続した空洞を持たない繊維のことをいう。例えば、中実糸、海島繊維、芯鞘繊維などが挙げられる。繊維は、その繊維径を細くすることで比表面積を大きくすることができるため、好ましい。一方で、本発明における中空糸とは、長手方向に連続した空洞を有する糸のことをいう。中空糸において、内側のみに血液を接触させた場合、比表面積が小さく、効率的にタンパク質を吸着できないため、適さない。中空糸の内側と外側の両方に血液を接触させることで比表面積を大きくしても、中空糸の外側よりも内側での血液の流速が遅いため、中空糸内側が効率的に血液に接触せず、十分なタンパク質除去が行えないことがある。また中空糸の内側に血液が滞留するため、血液が凝固し、高い血液適合性が得られないことがある。このため血液適合性とタンパク質の吸着除去性能を両立させるためには、長手方向に連続した空洞を持たない繊維が好ましい。

基材を繊維とする場合、繊維径は、比表面積を大きくするために細いことが望ましいが、細すぎると吸着材料を内蔵したカラムに血液を流したときに圧力損失が大きくなるため、０．１μｍ以上が好ましく、１μｍ以上がより好ましく、１０μｍ以上が更に好ましく、一方１０ｍｍ以下が好ましく、１ｍｍ以下がより好ましく、０．５ｍｍ以下が更に好ましい。

吸着材料の細孔径を測定する方法として、示差走査熱量計（ＤＳＣ）が用いられる。ＤＳＣでは、吸着材料全体の細孔径を測定することができる。吸着材料を−５５℃に急冷し、５℃まで０．３℃／ｍｉｎで昇温させて測定し、得られた曲線のピークトップ温度を融点として、次式から細孔の一次平均半径を算出する。

細孔の一次平均半径［ｎｍ］＝（３３．３０−０．３１８１×融点降下量［℃］）／融点降下量［℃］
なお、上記測定方法はKazuhiko Ishikiriyama et al. ; JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, 171, 103-111, (1995)の記載を参考としている。

細孔径が小さすぎると、除去対象のタンパク質が中に入り込めないため、適さない。逆に細孔径が大きすぎると、単位体積当たりの細孔表面積が小さくなるため、タンパク質の吸着が効率的に行えない。β_２−マイクログロブリンの吸着除去を行うためには、細孔の一次平均半径は１ｎｍ以上であることが好ましく、３ｎｍ以上がより好ましく、５ｎｍ以上がさらに好ましく、一方で２００ｎｍ以下が好ましく、１００ｎｍ以下がより好ましく、３０ｎｍ以下が更に好ましい。

吸着材料の表面開孔率を測定する方法として、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、画像解析を行う手法がある。ＳＥＭで倍率５０，０００倍で観察し、６４０×４４２ｐｉｘｅｌｓの画像を、画像処理ソフト（Ｍａｔｒｏｘ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ２．２、ＣＲＩ ＪＯＬＡＮＴＡ製）にて二値化処理し、孔が黒、構造ポリマー部分が白となった画像が得られる。次式から表面開孔率を算出する。
表面開孔率［％］＝孔の総面積／総面積×１００
各表面の任意の５箇所で同様の測定を行い、その平均値を求める。

表面開孔率が小さすぎると、血液成分が吸着材料の内部に入り込めないため、効率的な吸着を行うことができない。一方で表面開孔率が大きすぎると、強度が低下し損傷しやすくなる。そのため表面開孔率は０．１％以上が好ましく、１％以上がより好ましく、５％以上が更に好ましく、一方で９５％以下が好ましく、５０％以下がより好ましく、３０％以下が更に好ましい。

表面近傍の孔径と中心部の孔径とを比較する際は、上記ＤＳＣは用いず、材料の断面を得た上で、上記表面開孔率の測定と同様、ＳＥＭによる方法で行うことができる。ここで断面とは、吸着材料の血液に接触する面に垂直に切断することで得られる面をいう。例えば繊維の場合、長手方向に垂直に切断した面をいう。吸着材料断面の中心部分および表面近傍を観察し、画像解析を行う。表面近傍の孔径とは、基材の表面、すなわち断面における外周における孔径であり、より具体的には、表面に接する２５６×２５６ｐｉｘｅｌｓの視野１での平均孔径に対する、表面に対して垂直方向に視野１と隣り合う２５６×２５６ｐｉｘｅｌｓの視野２での平均孔径の比が２倍未満となる場合、視野１を完全に包括する６４０×４４２ｐｉｘｅｌｓの視野を表面近傍という。しかしながら、ポリメチルメタクリレート繊維等の場合は、表面に緻密層という、孔径が非常に小さい層が存在する等の場合がある。タンパク質の吸着除去のために、細孔の径がばらつきなく最適化されていることがよい観点からすると、このような層の部分は上記「表面近傍」に含めないことが適切である。そこで、視野１での平均孔径に対する視野２の平均孔径の比が２倍以上の場合、視野２を完全に包括し、視野１を全く含まない６４０×４４２ｐｉｘｅｌｓの視野を表面近傍という。

また表面における２点を結んで得られる直線のうち、長さが最長となる直線の中心を中心部分という。中心部分においても平均孔径を求める。
上記いずれの場合も、なお、孔の形状が真円でない場合も真円と仮定し、孔の面積から次式により孔径を算出する。また、上記平均孔径を算出する際は、観察された全ての孔について測定し、その平均を採る。
孔径［ｎｍ］＝（孔の面積［ｎｍ^２］／π）^１／２
吸着材料を任意の５箇所で切断した断面の中心部分および表面近傍でそれぞれ測定を行い、その平均値を求める。

タンパク質の吸着除去を行うためには、最適なサイズの細孔が多く存在する必要がある。サイズの大きすぎる細孔や小さすぎる細孔が存在すると、タンパク質の吸着を効率的に行うことができない。タンパク質の吸着を効率的に行うためには、吸着材料断面の表面近傍の孔径に対する中心部の孔径の比は０．５以上が好ましく、０．８以上がより好ましく、一方で１．３以下が好ましく、１．１以下がより好ましい。

本発明においては、血液適合性を付与するために親水性ポリマーを用いて基材表面を処理することが好ましいが、中でも、親水性を有する共重合体を用いて基材表面を処理することが好ましい。共重合体を構成する一単量体が親水性を発現する一方で、他の構成単量体に疎水性を付与することもでき、親水−疎水のバランスを基材に与えることが可能となり、基材に高い血液適合性を付与しつつ、その基材の本来の特性であるタンパク質吸着特性を損なうことがないことを見出した。本発明における親水性共重合体処理とは、コーティング、化学反応や放射線照射によるグラフトなどにより親水性共重合体を基材の表面に導入することを指す。

本発明において、親水性共重合体としては、ビニルピロリドン含有ポリマー、すなわちビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位を含むものが好ましく用いられ、ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位と、酢酸ビニル、メチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、メチルメタクリレート、エチルメタクリレート、ヒドロキシエチルメタクリレート、エチレングリコール、プロピレングリコール、ビニルアルコール、エチレンイミン、アリルアミン、ビニルアミン、アクリル酸、アクリルアミドに挙げられる少なくとも一つの単量体が与える繰り返し単位を含む共重合体や、グラフト重合体などのポリマーが挙げられる。中でもビニルピロリドンと酢酸ビニルの単量体が与える繰り返し単位を含む共重合体は、生体適合性に優れているので特に好適に用いることができる。ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位が共重合体中で占める割合が高すぎると、除去対象物質の吸着能低下は抑制されるが、血小板等の血液凝固系物質の付着抑制効果が得られない。逆にビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位が共重合体中で占める割合が低すぎると、水への溶解性が低くなり、基材表面に均一にコーティングできない。血液凝固系物質の付着抑制と除去対象物質の吸着能維持を両立させるためには、最適な組成比の共重合体を用いることがよい。すなわち、ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位が共重合体中で占める割合は、０．３以上が好ましく、０．３５以上がより好ましく、一方で０．７以下が好ましく、０．６５以下がより好ましい。ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位が共重合体中で占める割合が１の場合、血液凝固系物質の付着抑制性とβ_２−マイクログロブリンの吸着除去性能を両立することができないため、適さない。

親水性共重合体の分子量が小さすぎると、分子運動における分子鎖の可動領域が小さく親水性が十分に得られない。また低分子量高分子は、ストークス半径が小さいため基材の細孔内にまで入り込み、目的のタンパク質の吸着サイトまで修飾してしまうため、タンパク質を効率的に吸着することができない。親水性共重合体の分子量は１０００以上が好ましく、５０００以上がより好ましく、１００００以上がさらに好ましい。逆に分子量が大きすぎると分子鎖どうしの絡み合いや、放射線照射時における分子間の架橋反応が進行してしまい分子鎖の可動領域が小さくなるので、親水性共重合体の分子量は２００万以下が好ましく、５０万以下がより好ましく、１０万以下がさらに好ましい。

基材表面の親水性共重合体の量は、多すぎると除去対象タンパク質を十分に吸着除去することができず、少なすぎると血小板等の血液凝固系物質が付着してしまう。表面の親水性共重合体の量は、０．０１ｍｇ／ｍ^２以上が好ましく、０．１ｍｇ／ｍ^２以上がより好ましく、１ｍｇ／ｍ^２以上が更に好ましく、一方で１００００ｍｇ／ｍ^２以下が好ましく、１０００ｍｇ／ｍ^２以下がより好ましく、１００ｍｇ／ｍ^２以下が更に好ましい。

吸着材料表面に存在する親水性共重合体の量を測定する方法として、Ｘ線電子分光法（ＥＳＣＡ）が用いられる。測定サンプルを超純水でリンスした後、室温、０．５Ｔｏｒｒにて１０時間乾燥させ、測定に供する。具体的な条件および好ましい測定装置としては、以下の通り。
測定装置： Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ
励起Ｘ線： monochromatic Ａｌ Ｋα１,２ 線（１４８６．６ｅＶ）
Ｘ線径： ２０μｍ
光電子脱出角度： ４５ °（試料表面に対する検出器の傾き）
窒素原子量としては、Ｎ１ｓの４００ｅＶ付近に現れるピークの面積から、全元素（水素原子は検出できないので、水素原子以外の全元素）に対する該ピーク面積の割合を算出し、窒素原子量（原子数％）を求める。

基材表面の親水性共重合体の量は、多すぎると除去対象タンパク質の吸着能を維持することができず、少なすぎると血液凝固系物質の付着抑制効果が十分に得られない。窒素原子を含有する親水性共重合体を用いる場合には、ＥＳＣＡによって検出される表面の全原子に対する窒素原子の割合は０．１（原子数％）以上であることが好ましい。一方で、８（原子数％）以下であることが好ましく、５（原子数％）以下であることがより好ましく、３（原子数％）以下であることが更に好ましく、２（原子数％）以下であることが更に好ましく、１（原子数％）以下であることが更に好ましい。

親水性共重合体は吸着材料表面に存在することで血液凝固系物質の付着を抑制する一方で、吸着材料内部に存在する量が多すぎると、吸着サイトをブロックするため除去対象物質の吸着が抑制されるため好ましくない。吸着材料表面よりも内部の方が、ネットワーク構造により形成される表面積が広いため、吸着材料全体の親水性共重合体の量を測定することにより、表面を無視でき、内部に存在する量を測定することができる。したがって吸着材料全体に存在する親水性共重合体の量が多すぎると内部にも親水性共重合体が多く存在することになり、除去対象物質の吸着量が低下する。吸着材料全体に存在する親水性共重合体の量が少なすぎると吸着材料表面の親水性共重合体の量が少なくなり、血液凝固系物質の付着を抑制できない。吸着材料全体に存在する親水性共重合体の量は、元素分析によって知ることができる。例えば窒素原子含有ポリマーの存在量は、元素分析によって検出される全元素に対する窒素原子の濃度が０．０００１重量％以上が好ましく、０．００１重量％以上がより好ましく、一方１重量％以下であることが好ましく、０．１重量％以下がより好ましく、０．０５重量％以下が更に好ましい。

本発明において、放射線としてはα線、β線、γ線、Ｘ線、紫外線、電子線などが用いられる。また、血液浄化器などの医療用具は滅菌することが必要であり、近年は残留毒性の少なさや簡便さの点から、γ線や電子線を用いた放射線滅菌法が多用されている。さらには、本発明の方法を医療用基材に用いるとき、基材の滅菌と、血液適合性向上のための改質が同時に達成できることが期待でき、好ましい。また、親水性基含有共重合体等で基材表面をコーティング等する場合に、これらのポリマーの基材表面からの溶出が懸念されるが、放射線照射により架橋され不溶化し、溶出を低減する効果が考えられ、好ましい。また、特に血液浄化器は、吸着材料が水を抱液した状態である、いわゆるウェットタイプが主流となっているため、この水を親水性共重合体溶液を含む水溶液に変えるだけで、本発明の方法が簡便に使用できるため、好ましい。

基材の滅菌と改質を同時に行う場合は、１５ｋＧｙ以上の吸収線量で放射線の照射を行うことが好ましい。血液浄化用モジュール等をγ線で滅菌するには１５ｋＧｙ以上の吸収線量が効果的なためである。しかしながら、照射線量が１００ｋＧｙを超えると、親水性共重合体の３次元架橋や崩壊などが起きるため、血液適合性が低下する。

本発明においては、基材をビニルピロリドン含有ポリマー等の親水性共重合体を含む水溶液と接触した後、放射線照射することにより吸着材料を製造することができる。接触させる方法としては、親水性共重合体を含む水溶液に基材を浸漬させる方法が好ましい。

また、吸着材料のみでなく、血液回路等を含む複数の構成部材からなるシステムについて、親水性共重合体を含む水溶液を通して接触させた状態で該システムの複数の部材にわたって同時に放射線照射することにより、一度に改質することもできる。特に、該複数の部材が、それぞれ異なる素材からなる場合は、効果が大きい。これは、これまでの改質方法では、基材に対する依存性が大きいので、異なる素材からなる複数の基材を同時に改質することは困難であるのに対する特徴といえる。

ここで、複数の構成部材から構成されているシステムとしては、ポート部、吸着材料および回路を含む血液浄化システムのようなものが挙げられる。例えば、外毒素吸着カラムなどの血液浄化器は、カテーテル、血液回路、チャンバー、モジュールの入口および出口のポート部、吸着材料など異なる素材からなる複数の部材から構成されている。本発明ではこれらの全てもしくは一部を同時に改質することが可能である。一例としては、血液浄化システムの場合は、モジュールに、モジュールの入口および出口のポート部および血液回路を接続し、血液回路から親水性ポリマー水溶液を通液して、システム全体に充填した状態で放射線照射を行えばよい。

血液浄化器の製造方法としては、その用途により、種々の方法があるが、大まかな工程としては、血液浄化用の吸着材料の製造工程と、その吸着材料をモジュールに組み込むという工程にわけることができる。

以下に繊維内蔵カラムの製造方法についての一例を示す。

ポリマーを溶媒に溶かした紡糸原液を調整する。本発明において好ましい原液濃度は３０重量％以下であり、より好ましくは２２重量％以下で用いられる。繊維は、これらの液体等を円筒型口金から吐出し、一定距離の乾式空中部分を通した後に凝固浴に通す事により得られる。温度変化によってゲル化をおこすような原液系の場合には、乾式部分において冷風を吹き付け、ゲル化を促進させることができる。繊維径は紡糸原液の吐出量によりコントロールすることができる。

口金から吐出された紡糸原液は凝固浴にて糸形状に凝固される。凝固浴は通常、水やアルコールなどの凝固剤、または紡糸原液を構成している溶媒との混合物からなる。通常は水を用いることができる。本発明においては、凝固浴の温度をコントロールすることにより、抱液率を変化させることができる。抱液率は紡糸原液の種類等によって影響を受け得るために、凝固浴の温度も適宜選択されるものであるが、一般に凝固浴温度を高くすることにより、抱液率を高くすることが出来る。この機序は正確には明らかではないが、原液からの脱溶媒と凝固収縮との競争反応で、高温浴では脱溶媒が速く、収縮する前に凝固固定されるからではないかと考えられる。しかしながら、凝固浴温度が高くなりすぎると、孔径が大きくなりすぎ、目的のタンパク質の吸着に適さないため、凝固浴温度は２０℃以上が好ましく、３０℃以上がより好ましく、４０℃以上が更に好ましい。一方で、８０℃以下が好ましく、６０℃以下がより好ましく、５０℃以下が更に好ましい。

次いで、凝固した繊維に付着している溶媒を洗浄する工程を通過させる。繊維を洗浄する手段は特に限定されないが、多段の水を張った浴（水洗浴という）中に繊維を通過させる方法が好んで用いられる。水洗浴中の水の温度は、繊維を構成する重合体の性質に応じて決めればよい。ポリメチルメタクリレートを含む繊維である場合、３０〜５０℃が用いられる。

また、繊維は水洗浴の後に孔径を保持するために、保湿成分を付与する工程を入れても良い。ここでいう保湿成分とは、繊維の湿度を保つことが可能な成分、または、空気中にて、繊維の湿度低下を防止することが可能な成分をいう。保湿成分の代表例としてはグリセリンやその水溶液などがある。

水洗や保湿成分付与の終わった後、収縮性の高い繊維の寸法安定性を高めるため、加熱した保湿成分の水溶液が満たされた浴（熱処理浴という）の工程を通過させることも可能である。熱処理浴には加熱した保湿成分の水溶液が満たされており、繊維がこの熱処理浴を通過することで、熱的な作用を受けて、収縮し、以後の工程で収縮しにくくなり、繊維構造を安定させることが出来る。このときの熱処理温度は、繊維の素材によって異なるが、ポリメチルメタクリレートを含む繊維の場合には６０℃以上が好ましく、７０℃以上がより好ましく、８０℃以上が更に好ましい。一方で、１００℃以下が好ましく、９５℃以下がより好ましく、９０℃以下が更に好ましい。

得られた繊維を用いて血液浄化器とする手段は特に限定されないが、一例を示すと次の通りである。

まず、繊維を必要本数を束ねた後、血液浄化器用カラムの筒部分となるプラスチックケースに入れる。その後両端にはみ出した糸束を切断し、両端部をメッシュで固定、ヘッダーキャップと呼ばれる血液入り口、出口ポートを取り付けて血液浄化器用のカラムを得ることができる。

以下実施例を挙げて本発明を説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

・ カラムの作成方法
（製造例１）
重量平均分子量が４０万のｓｙｎ（シンジオタクティック）−ポリメチルメタクリレートを３１．７重量部、重量平均分子量が１４０万のｓｙｎ−ポリメチルメタクリレートを３１．７重量部、重量平均分子量が５０万のｉｓｏ（アイソタクティック）−ポリメチルメタクリレートを１６．７重量部、パラスチレンスルホン酸ソーダを１．５ｍｏｌ％含む分子量３０万のポリメチルメタクリレート共重合体２０重量部をジメチルスルホキシド３７６重量部と混合し、１１０℃で８時間撹拌し紡糸原液を調製した。

この製膜原液を円筒型口金から吐出し、空気中を３８０ｍｍ通過した後、水１００％、温度４２℃の凝固浴中に導き繊維を得た。得られた繊維の繊維径は０.１２ｍｍであった。得られた繊維をプラスチックケースに組み込み、両端部をメッシュで固定し、有効面積１．６ｍ^２の繊維カラムを作成した。
（製造例２）
３６島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合によりなるものを、次の成分を用いて、紡糸速度８００ｍ／分、延伸倍率３倍の製糸条件で得た。
島の芯成分；ポリプロピレン
島の鞘成分；ポリスチレン９０重量％、ポリプロピレン１０重量％
海成分；５−ナトリウムスルホイソフタル酸を３重量％共重合したポリエチレンテレフタレート
複合比率（重量比率）；芯：鞘：海＝４０：４０：２０
この繊維７０重量％と、直径２５μｍのポリプロピレン繊維３０重量％からなるシート状物を作製した後、開孔部が３ｍｍ角のポリエステル製ネット（厚み０．４ｍｍ、単糸径０．３ｍｍ、目付３０ｇ／ｍ^２）をこれらの間に挟み、ニードルパンチすることによって三層構造の吸着担体を得た。次に、この不織布を９０℃水酸化ナトリウム水溶液（３重量％）で処理して上記海成分を溶解することによって、芯鞘繊維の直径が４μｍで、嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ^３（総目付２１０ｇ／ｍ^２）の不織布を作製した。
（製造例３）
５０重量部の海成分（４６重量比のＰＳｔと４重量比のＰＰの混合物）と５０重量部の島成分（ＰＰ）とからなる海島型複合繊維（厚さ：２．６デニール、島の数：１６；米国特許第４６６１２６０号明細書）を筒網状にした編地を作製した。
（製造例４）
ポリスルホン（アモコ社 Ｕｄｅｌ−Ｐ３５００）１６重量部、ポリビニルピロリド
ン（インターナショナルスペシャルプロダクツ社；以下ＩＳＰ社と略す）Ｋ３０ ２重量
部、ポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社Ｋ９０）２重量部をジメチルアセトアミド７９部、
水１部を加熱溶解し、紡糸原液を調製した。

この製膜原液を円筒型口金から吐出した。吐出された製膜原液は、乾式長３８０ｍｍ、温度３０℃、相対湿度７８％ＲＨのドライゾーン雰囲気を通過した後、水１００％、温度４０℃の凝固浴に導かれ、６０〜７５℃で９０秒の水洗工程、１３０℃で２分の乾燥工程を通過させ、１６０℃のクリンプ工程を経て得られた繊維を巻き取り束とした。得られた繊維の繊維径は０.１２ｍｍであった。得られた繊維を用いて、両端部をメッシュで固定し、有効膜面積１．６ｍ^２の繊維カラムを作成した。
（製造例５）
製造例１,２、比較製造例１−４と同様の方法で紡糸原液を調製した。

この製膜原液を２重管中空糸膜用口金から吐出した。内部注入気体として乾燥窒素を内側の管より吐出した。空気中を３８０ｍｍ通過した後、水１００％の凝固浴中に導き中空糸を得た。得られた中空糸の内径は０.２ｍｍ、膜厚は０．０３ｍｍであった。得られた中空糸をプラスチックケースに組み込み、両端部をメッシュで固定し、有効膜面積１．６ｍ^２の中空糸カラムを作成した。
２．用いた測定方法
（１）Ｘ線電子分光法（ＥＳＣＡ）測定
以下の実施例１，２、比較例４−８で作成したカラムについて測定を行った。繊維表面は３点測定した。中空糸膜の場合は片刃で半円筒状に削ぎ切り、中空糸膜の内表面を３点測定した。測定サンプルは、超純水でリンスした後、室温、０．５Ｔｏｒｒにて１０時間乾燥させた後、測定に供した。測定装置、条件としては、以下の通り。
測定装置： Ｑｕａｎｔｅｒａ ＳＸＭ
励起Ｘ線： monochromatic Ａｌ Ｋα１,２ 線（１４８６．６ｅＶ）
Ｘ線径： ２０μｍ
光電子脱出角度： ４５ °（試料表面に対する検出器の傾き）
窒素原子量としては、Ｎ１ｓの４００ｅＶ付近に現れるピークの面積から、全原子（水素原子は検出できないので、水素原子以外の全原子）に対する該ピーク面積の割合を算出し、窒素原子量（原子数％）を求めた。
（２）元素分析
以下の実施例１，２、比較例４−８で作成したカラムについて測定を行った。吸着材料３ｇを凍結乾燥させ、全自動元素分析装置ｖａｒｉｏＥＬ（エレメンタール社）にて、試料分解路９５０℃、還元炉５００℃、ヘリウム流量２００ｍｌ／ｍｉｎ、酸素流量２０〜２５ｍｌ／ｍｉｎで測定を行った。検出された全原子に対する窒素原子の割合を求めた。
（３）表面開孔率の測定
走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で吸着材料の表面を観察し、画像解析を行った。ＳＥＭで倍率５０，０００倍で観察し、６４０×４４２ｐｉｘｅｌｓの画像を、画像処理ソフト（Ｍａｔｒｏｘ Ｉｎｓｐｅｃｔｏｒ２．２、ＣＲＩ ＪＯＬＡＮＴＡ製）にて二値化処理し、孔が黒、構造ポリマー部分が白となった画像を得た。次式から表面開孔率を算出した。
表面開孔率［％］＝孔の総面積／総面積
各表面の５箇所で同様の測定を行い、その平均値を求めた。
（４）断面の孔径の測定
表面開孔率の測定と同様、ＳＥＭを用いた倍率５０，０００倍で観察する方法で、上述した方法により吸着材料断面の中心部分および表面近傍を観察し、画像解析を行った。上述の通り、孔を真円と仮定し、孔の面積から次式より孔径を算出した。
孔径［ｎｍ］＝（孔の面積［ｎｍ^２］／π）^１／２
吸着材料断面の中心および表面近傍でそれぞれ５箇所で測定を行い、その平均値を求めた。
（５）細孔径の測定
ＴＡ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ社製ＤＳＣ Ｑ１００で吸着材料を−５５℃に急冷し、５℃まで０．３℃／ｍｉｎで昇温させて測定し、得られた曲線のピークトップから細孔の一次平均半径を次式から算出した。

細孔径［ｎｍ］＝（３３．３０−０．３１８１×融点降下量［℃］）／融点降下量［℃］Kazuhiko Ishikiriyama et al. ; JOURNAL OF COLLOID AND INTERFACE SCIENCE, 171, 103-111, (1995)
（６）ヒト血小板付着試験
１８ｍｍφのポリスチレン製の円形板に両面テープを貼り付け、両面テープ上に繊維および中空糸膜を固定した。中空糸膜の試験の場合には、貼り付けた中空糸膜を片刃で半円筒状にそぎ切り、中空糸膜の内表面を露出させた。筒状に切ったＦａｌｃｏｎ（登録商標）チューブ（１８ｍｍφ、Ｎｏ．２０５１）に該円形板を、中空糸膜を貼り付けた面が、円筒内部にくるように取り付け、パラフィルムで隙間を埋めた。この円筒管内を生理食塩水で洗浄後、生理食塩水で満たした。健常な人間の静脈血を採血後、直ちにヘパリンを５０Ｕ／ｍｌになるように添加した。前記円筒管内の生理食塩水を廃棄後、前記血液を、採血後１０分以内に、円筒管内に１．０ｍｌ入れて３７℃にて４時間振盪させた。その後、円筒管内を１０ｍｌの生理食塩水で洗浄し、２．５％グルタルアルデヒド生理食塩水で血液成分の固定を行い、２０ｍｌの蒸留水にて洗浄した。吸着材料を固定した円形板を常温０．５Ｔｏｒｒにて１０時間減圧乾燥し、走査型電子顕微鏡の試料台に両面テープで貼り付けた。その後、スパッタリングにより、Ｐｔ−Ｐｄの薄膜を吸着材料表面に形成させて、試料とした。吸着材料表面をフィールドエミッション型走査型電子顕微鏡（日立社製Ｓ８００）にて、倍率１５００倍で試料の内表面を観察し、１視野中（４．３×１０^３μｍ^２）の血小板付着数を数えた。異なる１０視野での血小板付着数の平均値を血小板付着数（個／４．３×１０^３μｍ^２）とした。中空糸の長手方向における端の部分には血液溜まりができやすいことから、中央付近を観察した。
（７）カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着量測定
カラムの入口と出口をシリコーンチューブで繋ぎ、入口から生理食塩水を流量２００ｍＬ／ｍｉｎで５分間流し、繊維または中空糸およびカラム内部を洗浄した。生物学的製剤基準血液保存液Ａ液を用いて抗凝固化した牛血漿溶液をタンパク濃度が６．５±０．５ｇ／ｄＬ、β_２−マイクログロブリン濃度が１ｍｇ／Ｌとなるように調整した。前記牛血漿１Ｌをカラムの入口から出口に流し、５分間、閉鎖循環した。循環前の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度および５分循環後の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度をラテックス凝集免疫測定法を用いて測定し、次式からβ_２−マイクログロブリン吸着量を算出した。

β_２−マイクログロブリン吸着量［μｇ／ｃｍ^２］
＝（循環前の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］−循環後の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］）×１０００［ｍＬ］／（１．６×１０^４［ｃｍ^２］）
（８）β_２−マイクログロブリンクリアランス測定
β_２−マイクログロブリンのクリアランス測定は日本透析医学会の定める方法（血液浄化器の性能評価法、透析会誌２９（８）１２３１−１２４５、１９９６）に従い、流量２００ｍＬ／ｍｉｎで実施した。比較例６では中空糸の内側のみに流して試験を行った。
（９）バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定
生物学的製剤基準血液保存液Ａ液を用いて抗凝固化した牛血漿溶液をタンパク濃度が６．５±０．５ｇ／ｄＬ、β_２−マイクログロブリン濃度が１０ｍｇ／Ｌとなるように調整した。容積５ｍＬのガラス製の容器に前記牛血漿１．２ｍＬおよび吸着材料を加え、３７℃で２時間、振とうした。吸着材料の形状が繊維の場合には、５ｃｍに切った繊維を４９本用いた。それ以外の形状を持つ吸着材料の量は、後述する。振とう前の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度および２時間振とう後の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度をラテックス凝集免疫測定法を用いて測定し、次式からβ_２−マイクログロブリン吸着率を算出した。

β_２−マイクログロブリン吸着率［％］
＝（振とう前の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］−振とう後の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］）／振とう前の牛血漿中のβ_２−マイクログロブリン濃度［μｇ／ｍＬ］×１００
（実施例１）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．００１重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性とβ_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高かった。低濃度の上記親水性ポリマー溶液を用いて表面をグラフトしているが、一方で、窒素原子量の測定結果に見られるように、吸着材料表面の親水性ポリマー量が多すぎることがないため、上記ポリマーグラフトを行わない比較例４に比べβ_２−マイクログロブリンの吸着能を低下させずに維持できた。
（実施例２）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．１重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性とβ_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高かった。実施例１に比べ、高濃度の親水性ポリマー溶液を用いたため、吸着材料表面の親水性ポリマー量が多いが、β_２−マイクログロブリンの吸着能を大きく低下させるほどではない。
（実施例３）
製造例２で製造したポリスチレン（ＰＳｔ）およびポリプロピレン（ＰＰ）を含む不織布を直径６ｍｍの円形に切りとり、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．１重量％水溶液２ｍＬに浸漬し、γ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該不織布について、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性とβ_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高かった。吸着材料表面の親水性ポリマー量が最適な範囲であるため、上記ポリマーグラフトを行わない下記比較例９に比べ、十分な血小板付着抑制性が得られつつ、β_２−マイクログロブリンの吸着能を低下させずに維持できた。
（実施例４）
製造例３で製造したポリスチレン（ＰＳｔ）およびポリプロピレン（ＰＰ）を含む編物を直径６ｍｍの円形に切りとったもの３枚を、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．１重量％水溶液２ｍＬに浸漬し、γ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該編物について、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性とβ_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高かった。吸着材料表面の親水性ポリマー量が最適な範囲であるため、上記ポリマーグラフトを行わない下記比較例１０に比べ、十分な血小板付着抑制性が得られつつ、β_２−マイクログロブリンの吸着能を低下させずに維持できた。
（実施例５）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（７／３）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ７３”）０．５重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、実施例１に比べ血小板付着数が多く、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能は高かった。実施例１に比べ、ビニルピロリドンの単量体が与える繰り返し単位が親水性ポリマー中で占める割合が高いため、血小板付着抑制効果は低かった一方で、β_２−マイクログロブリンの吸着能の低下が抑制されたと考えられる。
（比較例１）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ポリビニルピロリドン（ＩＳＰ社製“Ｋ９０”）０．００１重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、ポリマーグラフトを行わない比較例４に比べβ_２−マイクログロブリンの吸着能を大きく低下させずに維持できたが、血小板付着抑制性は得られなかった。
（比較例２）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ポリエチレングリコール（日本油脂社製“マクロゴール６０００”）０．００１重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、ポリマーグラフトを行わない比較例４に比べβ_２−マイクログロブリンの吸着能を大きく低下させずに維持できたが、血小板付着抑制性は得られなかった。
（比較例３）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ポリエチレングリコール（日本油脂社製“マクロゴール６０００”）０．０７５重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、比較例２よりも高濃度の親水性ポリマー溶液を用い、吸着材料表面の親水性ポリマー量が多いため、血小板付着抑制性が高かったが、β_２−マイクログロブリンの吸着までもが抑制された。
（比較例４）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、水を９００ｍＬ通液し、カラム内を水で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、吸着材料表面および吸着材料全体の窒素原子は検出されなかった。また、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高いが、血小板付着抑制性は得られなかった。
（比較例５）
製造例４で製造したポリスルホン（ＰＳｆ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．００１重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性は高いが、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能は低かった。吸着材料に含まれる窒素原子量が多いこと、基材がポリスルホンであること、吸着材料断面の表面近傍の孔径に対する中心部分の孔径の比が大きく細孔のサイズが均一でないことから、高いタンパク質吸着能が得られなかったと考えられる。
（比較例６）
製造例５で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む中空糸カラムの入口側から出口側に、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．００１重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性は高かったが、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能は低かった。形状が中空糸である吸着材料を用いたため、中空糸の外側よりも内側での血液の流速が遅いため、中空糸内側が効率的に血液に接触せずβ_２−マイクログロブリンの効率的な吸着除去が行えなかったと考えられる。
（比較例７）
製造例１で製造したポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）を含む繊維カラムの入口側から出口側に、ビニルピロリドン／酢酸ビニル（６／４）共重合体（ＢＡＳＦ社製“コリドンＶＡ６４”）０．５重量％水溶液を９００ｍＬ通液し、カラム内を該水溶液で充填した。この後、該カラムをγ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。さらに、この共重合体水溶液の通液とγ線照射を、計３回繰り返して行った。該カラムについて、ＥＳＣＡ測定、元素分析、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、カラムによるβ_２−マイクログロブリン吸着試験、β_２−マイクログロブリンクリアランス測定、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、血小板付着抑制性は高かったが、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能は低かった。実施例１に比べ、高濃度の親水性ポリマー溶液を用い、またポリマー溶液の通液、γ線照射を３回行ったことから、吸着材料表面の親水性ポリマー量が多すぎたため、β_２−マイクログロブリンの吸着能が低下したと考えられる。
（比較例８）
製造例２で製造したポリスチレン（ＰＳｔ）およびポリプロピレン（ＰＰ）を含む不織布を直径６ｍｍの円形に切りとり、水２ｍＬに浸漬し、γ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該不織布について、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高いが、血小板付着抑制性は得られなかった。
（比較例９）
製造例３で製造したポリスチレン（ＰＳｔ）およびポリプロピレン（ＰＰ）を含む編物を直径６ｍｍの円形に切りとったもの３枚を、水２ｍＬに浸漬し、γ線照射した。γ線吸収線量は２５ｋＧｙであった。該編物について、表面開孔率測定、細孔径測定、断面の孔径の測定、血小板付着試験、バッチ試験によるβ_２−マイクログロブリン吸着率測定を行った。その結果、表１に示された通りであった。すなわち、β_２−マイクログロブリンの吸着除去性能が高いが、血小板付着抑制性は得られなかった。

Claims (11)

1. 以下の項目を満たすことを特徴とするタンパク質吸着材料。
   （ａ）Ｘ線電子分光法（ＥＳＣＡ）により検出される、表面の全原子に対する窒素原子の割合が、０．１（原子数％）以上、８（原子数％）以下
   （ｂ）β_２−マイクログロブリン吸着量０．０５μｇ／ｃｍ^２以上
   （ｃ）表面の血小板付着数が１０（個／４．３×１０^３μｍ^２）以下
   （ｄ）表面近傍の孔径に対する、中心部の孔径の比が０．５以上、１．３以下である
   （ｅ）基材がポリメチルメタクリレート、または、ポリスチレンおよびポリプロピレンを含む
   （ｆ）前記ＥＳＣＡにより検出される表面の窒素原子、および／または、元素分析により検出される、タンパク質吸着材料を構成する窒素原子が、ビニルピロリドン／酢酸ビニル共重合体由来の窒素原子を含む
2. 前記元素分析により検出される、タンパク質吸着材料を構成する全原子に対する窒素原子の濃度が、０．０００１重量％以上、１重量％以下であることを特徴とする請求項１に記載のタンパク質吸着材料。
3. 前記共重合体が、さらにカルボン酸ビニルエステル、アクリル酸エステルおよびメタクリル酸エステル、から選ばれる少なくとも一つの単量体が与える繰り返し単位を含むことを特徴とする請求項１または２に記載のタンパク質吸着材料。
4. 比表面積が０．０００１μｍ^２／μｍ^３以上、１０μｍ^２／μｍ^３以下であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のタンパク質吸着材料。
5. 表面開孔率が０．１％以上、９５％以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のタンパク質吸着材料。
6. 細孔の一次平均半径が１ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のタンパク質吸着材料。
7. 基材がポリメチルメタクリレートを含むことを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のタンパク質吸着材料。
8. 形状が繊維、不織布、織物、編物、粒子、フィルムおよび成形品から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のタンパク質吸着材料。
9. 前記ポリメチルメタクリレートがステレオコンプレックス構造を構成していることを特徴とする請求項７または８に記載のタンパク質吸着材料。
10. 請求項１〜９のいずれかに記載のタンパク質吸着材料が内蔵されてなることを特徴とする血液浄化器。
11. 請求項１〜９のいずれかに記載のタンパク質吸着材料を製造する方法であって、
    前記基材を、ビニルピロリドン／酢酸ビニル共重合体溶液に接触させ、放射線照射して得られるタンパク質吸着材料の製造方法。