JP7309470B2 - 血液処理用ビーズ - Google Patents

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Description

本発明は、血液処理用ビーズに関する。
敗血症をはじめとする虚血性疾患の治療においては、その原因物質と考えられる炎症性メディエーター、例えばサイトカイン及びアラーミン等を患者の血液中から除去する、種々のアフェレシス療法が行われている。近年、アフェレシス療法の一つとして、炎症性メディエーターを吸着により除去する、吸着型血液浄化器の開発が進んでいる。
上市されている吸着型血液浄化器としては、例えば、エンドトキシン除去機能を有する繊維をロール状に巻き付けた吸着体を用いた、トレミキシン(登録商標)(東レ・メディカル株式会社);アラーミン(HMGB1)及びサイトカイン(IL-6等)吸着機能を有する中空糸を用いた、持続的血液浄化療法(CRRT)向け吸着型血液浄化器である、セプザイリス(登録商標)(バクスター株式会社);並びにサイトカイン除去機能を有する多孔性ポリマービーズを用いた、CytoSorb(登録商標)(サイトソーベンツ社)等が挙げられる。
血液浄化器は患者の血液に直接触れるため、生体適合性を有することが必要である。血液浄化器に生体適合性を付与するため、吸着体は、生体適合性ポリマー、典型的には親水性ポリマーでコーティングされる。
例えば、特許文献1は、特定構造の単量体を含むメタノール溶液に特定のラジカル重合開始剤を加えて重合反応を行うことにより製造される、抗血栓性コーティング材を記載している。この抗血栓性コーティング材は、ePTFE製人工血管等の人工器官、及びカテーテル等の医療機器に塗布され、それらに生体適合性を与えることができる。
特許文献2は、非イオン性基を有するモノマー単位と、塩基性含窒素官能基を有するモノマー単位と、ホモポリマーを形成した場合にN値が2以下となるモノマー単位とを含む、特定構造の共重合体を記載している。この共重合体をフィルター上に担持することにより、赤血球へ悪影響を与えずに赤血球を含む生体由来液を処理することが可能な、生体由来液処理フィルターを提供することができる。
特許文献3は、両性イオン部分およびオリゴエチレングリコール部分の少なくとも1つを複数有する架橋ポリマー材料を、吸着体としての多孔質ビーズ上にコーティングすることを記載している。
このような吸着型血液浄化器は、虚血性疾患の治療のほか、心臓手術及び臓器移植手術などの、炎症性メディエーターの過剰産生が問題となる場面での活用が期待されている。
特開2017-025285号公報 特開2017-185037号公報 特表2016-514568号公報
しかしながら、上記の特許文献1~3等に記載されているような従来の生体適合性ポリマーを、吸着体としての多孔質ビーズにコーティング(本願明細書において「担持」ともいう。)すると、多孔質ビーズの生体適合性を向上させることができるものの、多孔質ビーズの表面が親水化され、疎水性蛋白質である炎症性メディエーターの吸着性が低下する。そのため、生体適合性の向上と吸着性の向上とはトレードオフの関係にあると考えられている。
上記のような背景に鑑み、本発明は、多孔質ビーズの吸着性を維持しつつ、改善された血液適合性を有する血液処理用ビーズを提供することを課題の一つとする。
本願発明者らは、上記課題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、下記一般式(1)で表されるモノマーを単量体単位として含むポリマーを、特定の多孔質ビーズ上に担持することにより上記課題を解決できることを見いだし、本発明を完成するに至った。以下、本発明の実施形態の例を列記する。
[1]
多孔質ビーズ、及び上記多孔質ビーズの表面上に担持されたポリマーを有する、血液処理用ビーズであって、
上記多孔質ビーズは、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂から構成され、
上記ポリマーは、下記一般式(1):
Figure 0007309470000001
{式(1)中、Rは、-CHであり、Rは、-CH(CHOCH又は-CH2m+1であり、qは1~5であり、mは0~17である。}
で表されるモノマーを単量体単位として含む、血液処理用ビーズ。
[2]
上記血液処理用ビーズの表面における窒素原子の割合が、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、原子百分率で0.2%以上0.7%以下である、項目1に記載の血液処理用ビーズ。
[3]
qは1又は2であり、mは0~11である、項目1又は2に記載の多孔質吸着ビーズ。
[4]
上記一般式(1)で表されるモノマーの含有量は、上記ポリマーを構成するモノマー全体を基準として40モル%以上である、項目1~3のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[5]
上記ポリマーは、電荷を有するモノマーを単量体単位として更に含む、項目1~4のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[6]
上記電荷を有するモノマーは、アミノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、及び両性イオン基からなる群から選択される少なくとも一つの基を有するモノマーである、項目5に記載の血液処理用ビーズ。
[7]
上記電荷を有するモノマーは、2-アミノエチルメタクリレート(AEMA)、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジエチルアミノエチルメタクリレート(DEAEMA)、[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、アクリル酸(AAc)、メタクリル酸(MAc)、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CMB)、及びリン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(トリメチルアンモニオ)エチル(MPC)からなる群から選択される少なくとも一つである、項目5に記載の血液処理用ビーズ。
[8]
上記電荷を有するモノマーの含有量は、上記ポリマーを構成するモノマー全体を基準として10モル%以上60モル%以下である、項目5~7のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[9]
上記電荷を有するモノマーの含有量は、上記ポリマーを構成するモノマー全体を基準として15モル%以上40モル%以下である、項目5~7のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[10]
上記血液処理用ビーズの表面における、炭素原子と酸素原子の割合の和が、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、原子百分率で97.0%以上である、項目1~9のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[11]
上記ポリマーの量は、上記多孔質ビーズ乾燥時重量1g当たり0.08mg以上114mg以下である、項目1~10のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[12]
上記ポリマーの量は、上記多孔質ビーズ乾燥時重量1g当たり2.0mg以上20mg以下である、項目1~10のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[13]
上記多孔質ビーズの体積平均粒子径は、300μm~1000μmである、項目1~12のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[14]
上記多孔質ビーズの細孔径5nm~100nmの積算細孔容量が0.5cm/g以上であり、細孔径100nm~200nmの積算細孔容量が0.2cm/g以下である、項目1~13のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[15]
上記一般式(1)で表されるモノマーは、2-メトキシエチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、及びラウリル酸メタクリレートからなる群から選択される少なくとも一つである、項目1~14のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[16]
血液から1000Da超~66000Da未満の疎水性蛋白質分子を除去する、項目1~15のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
[17]
血液からサイトカイン及びハイモビリティグループボックス1(HMGB1)を除去する、項目1~16のいずれか一項に記載の多孔質吸着ビーズ。
[18]
項目1~17のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズを有する、血液浄化器。
本発明によれば、多孔質ビーズの吸着性を維持しつつ、血液適合性を向上させることができる。なお、上述の記載は、本発明の全ての実施形態及び本発明に関する全ての利点を開示したものとみなしてはならない。本発明の更なる実施形態及びその利点は、以下の記載及び図面を参照することにより明らかとなる。
図1は、アンバーライトTMXADTM1180N(オルガノ社製、スチレン系ポリマービーズ)の、Log微分細孔容積分布及び積算細孔容量を示すグラフである。 図2は、ピュロソーブTMPAD950(ピュロライト社製、アクリル系ビーズ)の、Log微分細孔容積分布及び積算細孔容量を示すグラフである。 図3は、アンバーライトTMXADTM1180N、及びピュロソーブTMPAD950の、累計体積粒度分布を示すグラフである。
以下、本発明の実施形態(以下、「本実施形態」という。)を例示する目的で詳細に説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。本願明細書において、各数値範囲の上限値及び下限値は任意に組み合わせることができる。
《血液処理用ビーズ》
〈生体適合性ポリマー〉
本実施形態における血液処理用ビーズは、吸着体としての多孔質ビーズ上に担持されたポリマーを有する。ポリマーは、下記一般式(1)で表されるモノマーを単量体単位として含むポリマーである(「生体適合性ポリマー」ともいう。)。
Figure 0007309470000002
式(1)中、Rはメチル基(-CH)である。Rは、末端にメトキシ基を有する直鎖アルキル基(-CH(CHOCH)であるか、又はアルキル基(-CH2m+1)である。Rにおいて、qは1~5、好ましくは1~3、より好ましくは1又は2であり、mは0~17、より好ましくは0~11である。Rがアルキル基(-CH2m+1)である場合、C2m+1部分は、直鎖であってもよく、分岐鎖であってもよく、好ましくは直鎖である。
式(1)で表されるモノマーは、2-メトキシエチルメタクリレート(MEMA)、n-ブチルメタクリレート(BMA)、及びラウリル酸メタクリレート(LMA)からなる群から選択される少なくとも一つであることがより好ましく、2-メトキシエチルメタクリレート(MEMA)であることが更に好ましい。式(1)で表されるモノマーが上記である場合、多孔質ビーズへの過度吸着性をより高く維持しつつ、血液適合性を向上させることができるため、好ましい。
理論に限定されないが、本実施形態の血液処理用ビーズは、Rがメチル基(-CH)であり、かつ特定のR基を有するモノマーを単量体単位として含む生体適合性ポリマーを、特定の材料から構成される多孔質ビーズ上に担持することにより、多孔質ビーズの吸着性を維持しつつ、血液適合性を向上させることができる。そのメカニズムは、本願の出願時において未だ明らかではないが、発明者らは以下のように推察している。従来は、多孔質ビーズを生体適合性ポリマーで処理する際、十分な生体適合性を確保するために、より多くの生体適合性ポリマーを多孔質ビーズに含浸させることが好ましいと考えられてきた。そのため、多孔質ビーズに対して含浸性のよい生体適合性ポリマーが好ましく用いられてきた。そうすると、体適合性ポリマーの親水性によって多孔質ビーズ内部の細孔(吸着サイト)が過度に親水化され、疎水性である炎症性メディエーターの吸着を妨げる。また、多孔質ビーズ内部の吸着サイトが生体適合性ポリマーによって物理的に塞がれることにより、吸着性が低下すると考えられる。したがって、従来、多孔質ビーズの生体適合性の向上と吸着性の向上とはトレードオフの関係にある。
これに対して、本実施形態の血液処理用ビーズは、上記特定の生体適合性ポリマーと、特定の材料から構成される多孔質ビーズとの組み合わせによって、多孔質ビーズの表面及び吸着サイトにおける親水性/疎水性のバランスが改善される。これに加えて、又は他の実施形態において、上記特定の生体適合性ポリマーと、特定の材料から構成される多孔質ビーズとの組み合わせによって、多孔質ビーズに対する含浸性が適度に調整される。その理由としては、Rが水素原子である生体適合性ポリマーは、多孔質ビーズに対して含浸性が高く、本願特定の材料から構成される多孔質ビーズの表面全体に対して、非選択的に、換言すればより均一に、コートされる傾向がある。一方で、Rがメチル基であるモノマーを単量体単位として含む本実施形態におけるポリマーは、多孔質ビーズに対する含浸性が適度に抑えられており、多孔質ビーズの表面のうち、生体適合性ポリマーが付着しにくい滑らかな表面よりも、付着しやすい荒い表面に優先的にコートされる傾向がある。その結果、多孔質ビーズの滑らかな表面は、生体適合性ポリマーが付着せずに残りやすい。この傾向は血小板にも当てはまり、血小板は、ビーズ表面の滑らかな表面よりも、荒い表面に付着しやすい。このとき、荒い表面には本実施形態におけるポリマーが優先的に付着しているので、血小板がビーズ表面に付着することを効果的に抑制することができる。さらに、生体適合性ポリマーが付着していない表面が存在することにより、多孔質ビーズに担持される生体適合性ポリマーの量を抑えつつ、吸着サイトの閉塞が低減される。その結果、本実施形態の血液処理用ビーズは、多孔質ビーズの吸着性を維持しつつ、血液適合性を向上させることができると考えられる。このように、本実施形態の血液処理用ビーズは、従来トレードオフの関係にあると考えられてきた生体適合性と吸着性とを、予想外にも両立させることができる。
式(1)で表されるモノマーの含有量は、生体適合性ポリマーを構成するモノマー全体を基準として、好ましくは40モル%以上、より好ましくは60モル%以上である。該モノマーの含有量の上限値は限定されず、生体適合性ポリマーを構成するモノマー全体を基準として、100モル%であってもよく、又は80モル%以下、若しくは60モル%以下であってもよい。
生体適合性ポリマーは、式(1)で表されるモノマーと共重合可能な、電荷を有するモノマーを単量体単位として更に含むことが好ましい。本願明細書において、「電荷を有するモノマー」は、pH7.0の条件下で部分的もしくは完全に正電荷又は負電荷を帯びる官能基を有するモノマーである。生体適合性ポリマーが電荷を有するモノマーを単量体単位として更に含む場合、本実施形態における多孔質ビーズとの組み合わせにおいて、多孔質ビーズ上への生体適合性ポリマーの担持量が低減され、吸着性の低下を抑制できる。また、電荷を有するモノマーは高い親水性を有するため、生体適合性も向上する。その結果、より良好な吸着性及び血液適合性を有する血液処理用ビーズが得られる傾向にある。
電荷を有するモノマーとしては、例えば、アミノ基(-NH、-NHR、NR)、カルボキシル基(-COOH)、リン酸基(-OPO)、スルホン酸基(-SOH)、及び両性イオン基からなる群から選択される少なくとも一つの基を有するモノマーが挙げられる。アミノ基において、R及びRは、それぞれ独立して、炭素数1~3のアルキル基であることが好ましく、炭素数1又は2のアルキル基であることがより好ましい。
これらの中でも、電荷を有するモノマーは、アミノ基、カルボキシル基、及び両性イオン基からなる群から選択される少なくとも一つの基を有するモノマーであることがより好ましい。電荷を有するモノマーは、アミノ基を有するカチオン性モノマー、カルボキシル基を有するアニオン性モノマー、アミノ基とカルボキシル基との両性イオン型モノマー、及びアミノ基とリン酸基との両性イオン型モノマーからなる群から選択される少なくとも一つであることが更に好ましい。電荷を有するモノマーがカルボキシル基を有する場合、多孔質ビーズがCa2+を吸着し、血液凝固の亢進を抑制できる点で、更に好ましい。
より具体的には、電荷を有するモノマーとしては、2-アミノエチルメタクリレート(AEMA)、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジエチルアミノエチルメタクリレート(DEAEMA)、[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、アクリル酸(AAc)、メタクリル酸(MAc)、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CMB)、[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]ジメチル-(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド(SPB)、[3-(メタクリロイルアミノ)プロピル]ジメチル(3-スルホプロピル)アンモニウムヒドロキシド(SPBA)、リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(トリメチルアンモニオ)エチル(MPC)、及び[3-(メタクリロイルアミノ)プロピル]ジメチル(3-スルホブチル)アンモニウムからなる群から選択される少なくとも一つであることがより好ましい。
これらの中でも、電荷を有するモノマーは、メチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジエチルアミノエチルメタクリレート(DEAEMA)、アクリル酸(AAc)、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CMB)、及びリン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(トリメチルアンモニオ)エチル(MPC)からなる群から選択される少なくとも一つであることがより好ましく、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CMB)であることが更に好ましい。
電荷を有するモノマーの含有量は、生体適合性ポリマーを構成するモノマー全体を基準として、好ましくは10モル%以上60モル%以下、より好ましくは15モル%以上40モル%以下である。電荷を有するモノマーの含有量が上記範囲内である場合、多孔質ビーズへの含浸性及び親水性のバランスに優れ、より吸着性及び生体適合性に優れた血液処理用ビーズが得られる傾向にある。生体適合性ポリマーの組成及び構造の分析方法については、実施例の欄で詳述する。
生体適合性ポリマーの重量平均分子量(Mw)は、好ましくは5,000以上5,000,000以下、より好ましくは10,000以上1,000,000以下、更に好ましくは10,000以上300,000以下である。生体適合性ポリマーの重量平均分子量が上記範囲内であると、多孔質ビーズへの適度な含浸性、血液中への溶出の防止、及び担持量の低減等の観点から好ましい。生体適合性ポリマーの重量平均分子量(Mw)の分析方法は、例えば、比較例に記載するように、ゲルパーミエーションクロマトグラフィー(GPC)などにより測定することができる。
多孔質ビーズ上に担持される生体適合性ポリマーの量(担持量)は、多孔質ビーズ乾燥時重量1g当たり、好ましくは0.08mg以上114mg以下、より好ましくは0.8mg以上56mg以下、更に好ましくは2.0mg以上20mg以下である。生体適合性ポリマーの担持量(コーティング量)の測定方法については、実施例の欄で詳述する。
一実施形態において、本実施形態における生体適合性ポリマーと特定の材料から構成される多孔質ビーズとの組み合わせによって、担持量が上記範囲に抑えられる。他の実施形態において、生体適合性ポリマーを多孔質ビーズに適用する条件を変更することによって、担持量を上記範囲に制御してもよい。担持量が上記範囲内であることにより、吸着サイトの閉塞が低減され、その結果、多孔質ビーズの吸着性をより高く維持しつつ、血液適合性を向上させることができると考えられる。
生体適合性ポリマーが「多孔質ビーズの表面上に担持されている」とは、他の一つの表現では、生体適合性ポリマーが、多孔質ビーズの表面の少なくとも一部に存在する状態を指すものである。したがって、本実施形態において、生体適合性ポリマーは、多孔質ビーズの表面の全てに担持(コーティング)されている必要はない。また、本発明の課題を解決することができる限りにおいて、生体適合性ポリマーは、多孔質ビーズの細孔内に存在していてもよく、細孔をある程度閉塞していてもよい。
生体適合性ポリマーは、上記式(1)のモノマー、及び電荷を有する任意のモノマーに加えて、他のモノマーを単量体単位として更に含んでいてもよい。他のモノマーとしては、これらのモノマーと共重合可能であれば限定されない。
他のモノマーとしては、例えば、式(1)において、Rが水素(H)であるか、又は炭素数2以上のアルキル基であるモノマー;Rの-CH(CHOCHにおいて、末端がメトキシキ基ではなく、炭素数2以上のアルコキシ基、例えばエトキシ基、プロポキシ基、及びブトキシ基等であるモノマー;Rの-CH(CHOCHにおいて、qが0又は6以上であるモノマー;Rの-CH2m+1において、mが18以上であるモノマー;並びにこれらの組み合わせが挙げられる。
他のモノマーとしては、より具体的には、メチルアクリレート、エチルアクリレート、イソプロピルアクリレート、ブチルアクリレート、ヘキシルアクリレート、2-エチルヘキシルアクリレート、メチルメタクリレート、メトキシメチルアクリレート、メトキシエチルアクリレート、メトキシプロピルアクリレート、メトキシブチルアクリレート、エトキシメチルアクリレート、エトキシエチルアクリレート、エトキシプロピルアクリレート、エトキシブチルアクリレート、プロポキシメチルアクリレート、プロポキシエチルアクリレート、プロポキシプロピルアクリレート、プロポキシブチルアクリレート、ブトキシメチルアクリレート、ブトキシエチルアクリレート、ブトキシプロピルアクリレート、ブトキシブチルアクリレート、エトキシメチルメタクリレート、エトキシエチルメタクリレート、エトキシプロピルメタクリレート、エトキシブチルメタクリレート、プロポキシメチルメタクリレート、プロポキシエチルメタクリレート、プロポキシプロピルメタクリレート、プロポキシブチルメタクリレート、ブトキシメチルメタクリレート、ブトキシエチルメタクリレート、ブトキシプロピルメタクリレート、及びブトキシブチルメタクリレート等が挙げられる。
〈多孔質ビーズ〉
本実施形態における血液処理用ビーズは、吸着体としての多孔質ビーズを有する。多孔質ビーズは、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂から構成される。本願明細書において、本発明の課題を解決することができる限りにおいて、多孔質ビーズは、他の樹脂及び他の成分を含んでいてもよい。
多孔質ビーズとしては、市販の多孔質ビーズを使用することができる。アクリル系樹脂から構成される市販の多孔質ビーズとしては、例えば、アンバーライトTMXADTM7HP(オルガノ社製)、ダイヤイオンTMHP2MG(三菱ケミカル社製)、ピュロソーブTMPAD610(ピュロライト社製)、ピュロソーブTMPAD950(ピュロライト社製)及びMuromac(商標登録)PAP-9210(室町ケミカル社製)等を挙げることができる。スチレン系樹脂から構成される市販の多孔質ビーズとしては、例えば、アンバーライトTMXADTM4(オルガノ社製)、アンバーライトTMXADTM2000(オルガノ社製)、アンバーライトTMFPX66(オルガノ社製)、アンバーライトTMXADTM1180N(オルガノ社製)、ダイヤイオンTMHP20(三菱ケミカル社製)、ダイヤイオンTMHP21(三菱ケミカル社製)、ダイヤイオンTMSP700(三菱ケミカル社製)、ピュロソーブTMPAD600(ピュロライト社製)、ピュロソーブTMPAD900(ピュロライト社製)、及びMuromac(商標登録)SAP-9210(室町ケミカル社製)等を挙げることができる。セルロース系樹脂から構成される市販の多孔質ビーズとしては、例えば、ビスコパール(商標登録)ミニ(レンゴー株式会社社製)、及びC8329(Sigma-Aldrich社製)等を挙げることができる。
多孔質ビーズの体積平均粒子径は、好ましくは300μm~1000μm、より好ましくは400μm~800μm、更に好ましくは420μm~700μmである。体積平均粒子径が300μm以上であることにより、血液をカラムに流した際の圧上昇を効果的に抑制することができ、体積平均粒子径が1000μm以下であることにより、迅速な吸着性能を発揮することできる。本願において、多孔質ビーズの「体積平均粒子径」の測定方法については、実施例の欄で詳述する。
多孔質ビーズの細孔径5nm~100nmの積算細孔容量が、0.5cm/g以上であることが好ましく、0.8cm/g以上であることがより好ましく、1.0cm/g以上であることが更に好ましい。該積算細孔容量の上限値は、好ましくは3.5cm/g以下、より好ましくは3.0cm/g以下、更に好ましくは2.5cm/g以下である。該積算細孔容量が上記範囲内である場合、ポリマーを担持させている多孔質ビーズの吸着性がより向上し、多孔質ビーズはより多くの疎水性蛋白質分子を除去することができるため好ましい。また該積算細孔容量が上記範囲内である場合、溶出する生体適合性ポリマーをその細孔内により効果的に吸着することができる。その結果、より良好な血液適合性を有しつつ、生体適合性ポリマーの血液中への溶出が低減された血液処理用ビーズを得ることができるため好ましい。
上記積算細孔容量の特徴に加えて、又は他の実施形態において、多孔質ビーズの細孔径100nm~200nmの積算細孔容量が、0.2cm/g以下であることが好ましく、0.1cm/g以下であることがより好ましく、0.05cm/g以下であることが更に好ましい。該積算細孔容量が上記特徴を有する場合、多孔質ビーズは疎水性蛋白質分子の吸着に適したサイズの細孔を多く有し、その結果、より吸着性に優れた血液処理用ビーズを得ることができるため好ましい。多孔質ビーズの積算細孔容量の測定方法については、実施例の欄で詳述する。
〈血液処理用ビーズの元素割合及び原子割合〉
(元素分析に基づく元素割合)
血液処理用ビーズ全体を構成する元素のうち、窒素元素の割合は、0質量%超1.0質量%以下であることが好ましく、0質量%超0.3質量%以下であることがより好ましい。窒素元素の割合が上記範囲内である場合、血液処理用ビーズは、疎水性蛋白質分子を吸着しつつ高い血液適合性を有するため好ましい。血液処理用ビーズ全体を構成する元素のうち、炭素元素、水素元素、及び酸素元素の総和は、97.0質量%以上であることが好ましく、99.0質量%以上であることがより好ましい。これらの元素の割合が上記範囲内である場合、血液処理用ビーズはより多くの疎水性蛋白質分子を除去することができるため好ましい。血液処理用ビーズ全体を構成する元素を基準とする元素割合は、元素分析で測定することができる。測定方法については、実施例の欄で詳述する。
(XPSに基づく原子割合)
上記元素分析に基づく元素割合の特徴に加えて、又は他の実施形態において、血液処理用ビーズの表面に存在する窒素原子の割合は、血液処理用ビーズの表面に存在する原子番号3番のリチウム原子から原子番号92番のウラン原子の総数を基準として、原子百分率で0.2%以上0.7%以下であることが好ましく、0.2%以上0.5%以下であることがより好ましく、0.3%以上0.5%以下であることが更に好ましい。血液処理用ビーズの表面に存在する窒素原子数の割合が上記範囲内である場合、血液処理用ビーズは、疎水性蛋白質分子を吸着しつつ高い血液適合性を有するため好ましい。血液処理用ビーズの表面に存在する炭素原子と酸素原子の割合の総和は、血液処理用ビーズの表面に存在する原子番号3番のリチウム原子から原子番号92番のウラン原子の総数を基準として、原子百分率で97.0%以上であることが好ましい。血液処理用ビーズの表面に存在するリン原子の割合は、血液処理用ビーズの表面に存在する原子番号3番のリチウム原子から原子番号92番のウラン原子の総数を基準として、原子百分率で、好ましくは3%以下、より好ましくは1%以下である。血液処理用ビーズの表面に存在する特定の原子の割合は、X線光電分光法(XPS)により測定することができる。測定方法については、実施例の欄で詳述する。
血液処理用ビーズを粉砕して粉体にし、該粉体の表面をXPSで測定することにより、血液処理用ビーズの全体を構成する特定原子の割合を、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として測定することができる。このようにして測定した血液処理用ビーズの全体を構成する窒素原子の割合は、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、0%超0.1%以下であることが好ましい。血液処理用ビーズの全体を構成するリン原子の割合は、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、0.1%以下であることが好ましい。窒素原子及びリン原子の割合が、それぞれ上記範囲内である場合、血液処理用ビーズは、疎水性蛋白質分子を吸着しつつ高い血液適合性を有するため好ましい。
〈血液処理用ビーズの吸着性〉
本実施形態における血液処理用ビーズは、例えば、血液から1000Da超~66000Da未満の疎水性蛋白質分子を除去すると、ポリマーを担持させている多孔質ビーズの吸着性がより向上し、溶出する生体適合性ポリマーをその細孔内により効果的に吸着することができる。その結果、より良好な血液適合性を有しつつ、生体適合性ポリマーの血液中への溶出が低減された血液処理用ビーズを得ることができるため好ましい。本願明細書において、ある疎水性蛋白質分子を「除去することができる」とは、除去対象の疎水性蛋白質分子を含む血漿サンプル中を血液処理用ビーズに接触させて振とうさせたとき、該血液処理用ビーズへの該疎水性蛋白質の吸着率が30%以上であることを意味する。血液処理用ビーズの吸着性の評価方法は、実施例の欄で詳述する。本実施形態における血液処理用ビーズは、より好ましくは8000Da超~66000Da未満、更に好ましくは8000Da超~51000Da未満の疎水性蛋白質分子を除去することができる。例えば、サイトカインは分子量約5~60kDa(IL-1b:約17.5kDa、1L-6:約24.5kDa、IL-8:約8kDa、IL-10(二量体):約37.5kDa、TNF-α(三量体):約51kDa)、アラーミンであるハイモビリティグループボックス1(HMGB1)は分子量約30kDaの疎水性蛋白質である。
除去される疎水性蛋白質分子としては、敗血症の原因と考えられる蛋白質分子、例えば、病原微生物に由来する外因性物質であるPAMPs(pathogen-associated molecular patterns);並びに炎症反応に繋がる種々の炎症性メディエーター、例えば、組織障害により放出される内因性物質であるアラーミン、及び炎症反応を引き起こすサイトカインが挙げられる。疎水性蛋白質分子としては、白血球もまた挙げられる。
PAMPsとしては、例えば、エンドトキシン(LPS)、ペプチドグリカン(PGN)、リポテイコ酸、二本鎖RNA(dsRNA)、及びフラジェリン等が挙げられる。
アラーミンとしては、例えば、ハイモビリティグループボックス1(HMGB1)、熱ショックタンパク(HSPs)、ヒストン、フィブリノーゲン、好中球エラスターゼ、及びマクロファージ遊走阻止因子(MIF)等が挙げられる。
サイトカインとしては、例えば、インターロイキン(IL-1、IL-2、IL-3、IL-4、IL-5、IL-6、IL-7、IL-8、IL-9、IL-10、IL-11、IL-12、IL-13、IL-14、IL-15、IL-16、IL-17、及びIL-18)、並びに腫瘍壊死因子(TNF-α、及びTNF-β)等が挙げられる。
これらの中でも、血液処理用ビーズは、アラーミン及びサイトカインを除去することが好ましく、HMGB1及びサイトカインを除去することがより好ましい。
〈血液処理用ビーズの生体適合性〉
本実施形態における血液処理用ビーズは、上記のように優れた吸着性を維持しながら、生体適合性にも優れている。用語「生体適合性」とは、血液浄化器の目的や使用方法によって異なるが、本願明細書においては、血液処理用ビーズへの血小板の付着量を生体適合性の指標として用いる。血液処理用ビーズへの血小板の付着量が抑制されるほど、血液処理用ビーズは生体適合性に優れている。血液処理用ビーズの血小板付着性の評価方法は、実施例の欄で詳述する。
本実施形態における血液処理用ビーズは、実施例の欄で詳述する「血液処理用ビーズの血小板付着性」の評価方法に基づいて測定した場合に、多孔質ビーズへの血小板吸着率は、好ましくは0.1%~30%、より好ましくは0.3%~20%、更に好ましくは0.5%~11%である。例えば、アクリル系樹脂から構成される多孔質ビーズを用いた場合、該付着量は、好ましくは0.1%~22%、より好ましくは0.3%~13%、更に好ましくは0.5%~9%である。例えば、スチレン系樹脂から構成される多孔質ビーズを用いた場合、該付着量は、好ましくは0.5%~30%、より好ましくは1%~22%、更に好ましくは3%~11%である。
《血液処理用ビーズの製造方法》
本実施形態の血液処理用ビーズの製造方法は限定されない。例えば、本実施形態の血液処理用ビーズの製造方法は、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂から構成される多孔質ビーズの表面上に、本実施形態における生体適合性ポリマーを担持することを含む。本実施形態における生体適合性ポリマーは、下記一般式(1)で表されるモノマーを単量体単位として含み、
Figure 0007309470000003
式(1)中、Rは、-CHであり、Rは、-CH(CHOCH又は-CH2m+1であり、qは1~5であり、mは0~17である。生体適合性ポリマー及びモノマーについての詳細は上述したので、ここでは記載を省略する。
〈生体適合性ポリマーの製造方法〉
本実施形態において、生体適合性ポリマーの製造方法は限定されない。例えば、生体適合性ポリマーの製造方法は、任意の溶媒中に式(1)のモノマーを含有するモノマー溶液を調整することと、上記モノマー溶液に任意の重合開始剤を添加して重合溶液を調整することと、上記モノマーを重合させることとを含む。
式(1)のモノマーに加えて、電荷を有するモノマーを、上記モノマー溶液中及び/又は上記重合溶液中に更に添加して、式(1)のモノマーと共重合させてもよい。電荷を有するモノマーについての詳細は上述したので、ここでは記載を省略する。
重合された生体適合性ポリマーは、任意の精製方法、例えば、再沈澱法、透析法、限外濾過法、及び抽出法等によって精製することができる。精製された生体適合性ポリマーは、任意の乾燥方法、例えば、減圧乾燥、噴霧乾燥、凍結乾燥、及び加熱乾燥等によって乾燥させることができる。
〈生体適合性ポリマーの担持方法〉
生体適合性ポリマーを多孔質ビーズの表面上に担持する方法としては、任意の担持方法、例えば塗布法、スプレー法、及びディップ法等を用いることができる。
例えば、ディップ法は、任意の溶媒、例えばアルコール、クロロホルム、アセトン、テトラヒドロフラン、及びジメチルホルムアミド等に上記生体適合性ポリマーを溶解したコーティング溶液を調整し、コーティング溶液に多孔質ビーズを浸漬することを含む。含浸後、コーティング溶液から多孔質ビーズを取り出して余分な溶液を取り除き、次いで任意の乾燥方法により乾燥させることができる。乾燥方法としては、乾燥気体中での風乾、減圧雰囲気中で常温又は加熱しながら乾燥を行う減圧乾燥等が挙げられる。減圧乾燥は、本実施形態における多孔質ビーズ1g当たりのポリマーの量を少なくする観点から好ましい。
塗布法及びスプレー法では、例えば、上記コーティング溶液を多孔質ビーズに塗布又はスプレーした後、上記のように乾燥させることを含む。
《血液浄化器》
本実施形態の血液浄化器は、本実施形態の血液処理用ビーズを有する。血液浄化器は、一般に、血液入口、内部空間、及び血液出口を有する本体容器を有し、内部空間は血液処理用ビーズを収容することができる。血液浄化処理の際には、一般に、処理前の血液が血液入口を通って内部空間へと導入され、内部空間内に存在する本実施形態の血液処理用ビーズと接触することによって処理され、処理済み血液は血液出口を通って流出することができる。
本体容器の形状としては、限定されないが、例えば、筒状、典型的には円筒状のカラム等を挙げることができる。
本体容器を構成する材料としては、限定されないが、熱可塑性樹脂、例えばポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリスチレン、ポリ四フッ化エチレン、ポリカーボネート、アクリロニトリルブタジエンスチレン(ABS)、及びビニル芳香族炭化水素と共役ジエンとからなる共重合体等が挙げられる。また、封止のために熱硬化性樹脂、例えばポリウレタン、及びエポキシ等が用いられることもある。
以下、実施例及び比較例により本発明の実施形態を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例に限定されるものではない。
《多孔質ビーズの物性測定》
〈多孔質ビーズの体積平均粒子径〉
超純水にて膨潤された多孔質ビーズの大きさをデジタルマイクロスコープVHX―900(キーエンス社製)を用いて2000ビーズ測定し、それらの体積平均を体積平均粒子径(μm)として算出した。
〈多孔質ビーズの積算細孔容量〉
超純水にて膨潤された多孔質ビーズを凍結後24時間凍結乾燥し、多孔質ビーズを乾燥させた後、VacPrep061(島津製作所-マイクロメリティックス社製)を用いて60℃で15時間の脱ガス処理(減圧乾燥)を行った。その後、TriStarII 3020(島津製作所-マイクロメリティックス社製)を用いてNガス吸着法にて積算細孔容量(cm/g)の測定を行った。この際、積算細孔容量としてはBJH法によるDesorption Cumulative Pore Volumeを採用した。
《実施例1》
〈コーティングポリマーの合成〉
2-メトキシエチルメタクリレート(MEMA、化4構造式(i)の化合物)と、N,N-ジエチルアミノエチルメタクリレート(DEAEMA、化4構造式(ii)の化合物)と、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CMB、化4構造式(iii)の化合物)との共重合体を通常の溶液重合によって合成した。重合条件は、エタノール溶液中、開始剤としてアゾイソブチロニトリル(AIBN)0.0025モル/L存在下、各モノマー濃度を1モル/Lとし、反応温度60℃にて8時間重合反応を行い、ポリマー重合液を得た。得られたポリマー重合液をジエチルエーテルに滴下し、析出したポリマーを回収した。回収したポリマーを、ジエチルエーテルを用いて再沈殿操作を行うことで精製した。その後、得られたポリマーを減圧条件下で24時間乾燥してコーティングポリマーを得た。
コーティングポリマー中のMEMAモノマー単位と、DEAEMAモノマー単位と、CMBモノマー単位とのモル比は以下のように測定した。得られたコーティングポリマーをジメチルスルホキシドへ溶解した後、H-NMR測定を行うことにより算出したチャートにおける4.32ppm(CMBに固有のH原子由来)のピーク及び2.63ppm(DEAEMAに固有のH原子由来)のピークと、0.65-2.15ppm(全体のH原子量)の面積比から次の式により算出した。
DEAEMAモノマーのモル比=(“2.63ppm領域の面積比”/2)/(“0.65-2.15ppm領域の面積比”/5-“2.63ppm領域の面積比”×0.3)×100
CMBモノマーのモル比=(“4.32ppm領域の面積比”/2)/(“0.65-2.15ppm領域の面積比”/5-“2.63ppm領域の面積比”×0.3)×100
MEMAモノマーのモル比=100-DEAEMAモノマーのモル比-CMBモノマーのモル比
コーティングポリマーにおけるMEMAモノマー単位と、DEAEMAモノマー単位と、CMBモノマー単位とのモル比は、80/10/10と算出された。
〈コーティング液の調製〉
上記コーティングポリマーを70W/W%のエチルアルコールへ添加した後、12時間撹拌し、コーティングポリマー濃度が0.1重量%のコーティング液を調整した。
〈ビーズの調製〉
多孔質ビーズとしてアンバーライトTMXADTM1180N(オルガノ社製、スチレン系ポリマービーズ、体積平均粒子径609μm、細孔径5nm~100nmの積算細孔容量1.472cm/g、細孔径100nm~200nmの積算細孔容量0.020cm/g)を用いた。アンバーライトTMXADTM1180NのLog微分細孔容積分布及び積算細孔容量のグラフを図1に、累計体積粒度分布のグラフを図3に示す。超純水で膨潤されたビーズ2mL(乾燥時0.44g)をポリプロピレン(PP)製の15mLコニカルチューブに入れた後、70W/W%のエチルアルコール10mLを加えた。振とう機(インビトロシェイカーWAVE-S1、TAITEC社製)を用いて振とう角度10度、40r/minで12時間振とう後、振とう後の溶液をセルストレーナー(ミニセルストレーナーII、ナイロンメッシュ70μm、フナコシ社製)にて濾過した。濾過後の溶液の220nmにおける吸光度を島津紫外可視分光光度計UV-2600(島津製作所社製)にて測定後、濾過にて得られたビーズを再度15mLコニカルチューブに加えた。このコニカルチューブへの70W/W%のエチルアルコールの添加、振とう機による12時間の振とう、セルストレーナーによる溶液除去の一連の作業を、濾過後溶液の220nmにおける吸光度が0.03以下になるまで繰り返し行った。
〈コーティング方法〉
上記処理により得られたビーズ2mLを含有した15mLコニカルチューブに、上記コーティング液10mLを加え、振とう機(インビトロシェイカーWAVE-S1、TAITEC社製)を用いて振とう角度10度、40r/minで3時間振とうさせた。その後、コート処理後溶液をセルストレーナー(ミニセルストレーナーII、ナイロンメッシュ70μm、フナコシ社製)にて濾過し、コート後ビーズを得た。濾過後のコート処理後溶液の220nmにおける吸光度を島津紫外可視分光光度計UV-2600にて測定後、濾過にて得られたコート後ビーズを再度15mLコニカルチューブに加えた。ここでビーズへのコーティング量(mg/ビーズ乾燥g)を下記式により算出した結果、コーティングポリマーのコーティング量は6mg/ビーズ乾燥gであった。
処理後溶液内コーティングポリマー重量(mg)=処理前溶液内コーティングポリマー重量(mg)×処理後溶液の220nmの吸光度/処理前溶液内の220nmの吸光度
コーティング量(mg/ビーズ乾燥g)=(処理前溶液内コーティングポリマー重量-処理後溶液内コーティングポリマー重量)/使用ビーズ乾燥g
続いて、上記のコート後ビーズを含有した15mLコニカルチューブを、50℃で15時間真空乾燥(絶対圧力0.003MPa以下)を行った後、コニカルチューブ内に20W/W%のエチルアルコールを12mL加えた。振とう機(インビトロシェイカーWAVE-S1、TAITEC社製)を用いて振とう角度10度、40r/minで12時間振とう後、ビーズが浸潤した溶液をセルストレーナー(ミニセルストレーナーII、ナイロンメッシュ70μm、フナコシ社製)にて除去し、得られたビーズを再度15mLコニカルチューブに加えた。その後、15mLコニカルチューブへの超純水12mLの添加、振とう機による3時間の振とう、セルストレーナーによる溶液除去の一連の作業を計5度繰り返し行った。最後にコニカルチューブに生理食塩水(大塚生食注、大塚製薬工場社製)を12mL充填し、γ線照射により滅菌作業を行い、血液処理用ビーズを得た。
〈血液処理用ビーズ全体の元素分析〉
上記の血液処理用ビーズ1mLに含まれる溶液をセルストレーナーにて除去し、得られたビーズを15mLコニカルチューブに加えた。その後、15mLコニカルチューブへ超純水12mLを添加することで、ビーズ溶液を超純水にて置換した。超純水にて置換された血液処理用ビーズを50℃で15時間真空乾燥(絶対圧力0.003MPa以下)を行った。乾燥後の血液処理用ビーズを、元素分析装置(株式会社堀場製作所製、酸素・窒素・水素分析装置EMGA-930)を用いて元素分析を行った。試験は3検体で分析し、その平均値を採用した。その結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。
〈血液処理用ビーズ表面のXPS測定〉
上記の乾燥後の血液処理用ビーズから無作為に50粒選択し、そのビーズ1粒1粒の表面状態を、K-Alpha+(Thermo Fisher Scientific 社製)を用いて、XPSにて測定した。測定条件は、照射X線:単結晶分光AI Kα、X線スポット径:150μm、中和電子銃:使用、であった。それらの50粒の血液処理用ビーズ表面に存在する、原子番号3番のリチウム原子から原子番号92番のウラン原子の総数に対する窒素原子存在率の値を平均化したものを、血液処理用ビーズ表面の窒素原子存在率(%)として算出した。その結果を表3に記す。
〈血液処理用ビーズ全体のXPS測定〉
上記の乾燥後の血液処理用ビーズをすりこぎ棒により粉砕し、血液処理用ビーズの粉体を作製した。その粉体の表面状態を、K-Alpha+(Thermo Fisher Scientific 社製)を用いて、XPSにて測定した。測定条件は、照射X線:単結晶分光AI Kα、X線スポット径:150μm、中和電子銃:使用、であった。測定は10検体について行い、原子番号3番のリチウム原子から原子番号92番のウラン原子の総数に対する窒素原子存在率の値を平均化したものを、血液処理用ビーズ全体の窒素原子存在率(%)として算出した。その結果を表3に記す。
〈血液処理用ビーズの吸着性〉
健常ボランティアから採血した血液にヘパリンナトリウム(ヘパリンナトリウム注5万単位/50mL、ニプロ社製)を2000 IU/mL濃度になるように添加後、Escherichia coli O111:B4由来のリポポリサッカライド(LPS)(Sigma-Aldrich社製)を0.1μg/mL濃度になるように添加し、振とう機(インビトロシェイカーWAVE-S1、TAITEC社製)を用いて振とう角度10度、10r/minで24時間、37℃で振とうさせた。その後、遠心機(ハイブリッド高速冷却遠心機 6200、久保田商事社製)を用いて、室温で2000gで20分間遠心し、上清を血漿サンプルとして取得した。取得した血漿サンプル3.6mLと上記の血液処理用ビーズ0.45mL(乾燥時0.10g)をポリプロピレン(PP)製の5mLチューブ内で混合し、振とう機を用いて振とう角度10度、10r/minで2時間、37℃で振とうさせた(これをビーズ接触有サンプルとする)。この時、取得した血漿サンプル3.6mLにビーズを添加しないサンプルも準備し、ビーズ接触有サンプルと同じ処理を行った(これをビーズ接触無サンプルとする)。振とうさせた後のPP製チューブを、遠心機を用いて、室温で2000gで1分間遠心し、ビーズ接触有及び無サンプルの上清を取得した。取得した上清を用いて、各種サイトカイン濃度をBio-Plexシステム(Bio-Rad社製 Bio-Plex Pro ヒト サイトカイン GI27-plex パネル)を用いて、添付の取扱説明書に従い測定した。またHMGB-1濃度はHMGB1 ELISAK Kit II(株式会社 シノテスト製)を用いて、添付の取扱説明書に従い測定した。ここで、ビーズのサイトカイン、HMGB-1吸着率は下記式にて算出した。その結果を表1に記す。
各種サイトカイン吸着率(%)=(“ビーズ接触無サンプルのサイトカイン濃度”-“ビーズ接触有サンプルのサイトカイン濃度”)/“ビーズ接触無サンプルのサイトカイン濃度”×100
HMGB-1吸着率(%)=(“ビーズ接触無サンプルのHMGB-1濃度”-“ビーズ接触有サンプルのHMGB-1濃度”)/“ビーズ接触無サンプルのHMGB-1濃度”×100
尚、今回の実験におけるビーズ接触無サイトカイン濃度、ビーズ接触無HMGB-1濃度はIL-1b:3658pg/mL、IL-6:5540pg/mL、IL-8:6144pg/mL、IL-10:846pg/mL、TNF-α:8085pg/mL、HMGB-1:27ng/mLであった。
〈血液処理用ビーズの血小板付着性〉
健常ボランティアから採血した血液にヘパリンナトリウム(ヘパリンナトリウム注5万単位/50mL、ニプロ社製)を1200 IU/mL濃度になるように添加した(これを処理前血液とする)。処理前血液4.4mLに対し上記の血液処理用ビーズ0.65mL(乾燥時0.15g)をポリプロピレン(PP)製の5mLチューブ内で混合した。ROTATOR RT-5(タイテック社製)の直径20cmの円板状回転体上に、チューブを回転体の半径方向に沿うよう放射状に取り付けた。円板状回転体の回転面の角度が水平から22度になるようにセットして、4rpmの速度で3時間、37℃で回転攪拌した。ビーズ接触後の血液をセルストレーナー(ミニセルストレーナーII、ナイロンメッシュ70μm、フナコシ社製)にて濾過し、ビーズを除去した(これを処理後血液とする)。処理後血液の血小板濃度を、ミクロセルカウンター XT-1800i(Sysmex社製)にて測定した。下記式からビーズへの血小板付着率を算出した結果を表1に示す。
血小板吸着率(%)=(処理前血液の血小板数-処理後血液の血小板数)/(処理前血液の血小板数)×100
尚、今回の実験で使用した処理前血液は、白血球濃度:4920個/μL、赤血球濃度:430×10^4個/μL、血小板濃度:240×10^3個/μL、ヘマトクリット値:38.8%であった。またヘモクロンJr.シグニチャー+(インターナショナルテクニダイン社製、ヘモクロン テストカ-トリッジ JACT-LR)にて測定した、処理前血液の活性化凝固時間は304秒であった。
《実施例2》
コーティングポリマーの組成がMEMA/DEAEMA/CMB=60/20/20(モル比)であること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例3》
コーティングポリマーの組成がMEMA/CMB=75/25(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が8mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例4》
コーティングポリマーの組成がMEMA/CMB=75/25(モル比)であること、使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.5重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が31mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例5》
コーティングポリマーの組成がMEMA/CMB=75/25(モル比)であること、使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.033重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が2.4mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例6》
コーティングポリマーの組成がMEMA/DEAEMA=80/20(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が10mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例7》
コーティングポリマーの組成がMEMA/DEAEMA/AAc(アクリル酸、化4構造式(iv)の化合物)=60/28/12(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が8mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例8》
コーティングポリマーの組成がMEMA/DEAEMA/AAc=71/15/14(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が5mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例9》
コーティングポリマーの組成がMEMA/DEAEMA/MAc(メタアクリル酸、化4構造式(v)の化合物)=62/15/23(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が4mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例10》
コーティングポリマーの組成がMEMA=100(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が11mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例11》
コーティングポリマーの組成がBMA(n‐ブチルメタクリレート、化4構造式(vi)の化合物)/DEAEMA/CMB=80/10/10(モル比)であること、コーティングポリマーの溶液として70W/W%のエチルアルコールの代わりに100W/W%のエチルアルコールを用いたこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が4mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例12》
コーティングポリマーの組成がBMA/CMB=70/30(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が6mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例13》
コーティングポリマーの組成がLMA(ラウリル酸メタクリレート、化4構造式(vii)の化合物)/DEAEMA/CMB=80/10/10(モル比)であること、コーティングポリマーの溶液として70W/W%のエチルアルコールの代わりに100W/W%のn-ブチルアルコールを用いたこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が4mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例14》
コーティングポリマーの組成がLMA/DEAEMA/CMB=60/20/20(モル比)であること、コーティングポリマーの溶液として70W/W%のエチルアルコールの代わりに100W/W%のn-ブチルアルコールを用いたこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が4mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例15》
コーティングポリマーの組成がLMA/DEAEMA/CMB=40/30/30(モル比)であること、及びコーティングポリマーの溶液として70W/W%のエチルアルコールの代わりに100W/W%のエチルアルコールを用いたこと以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例16》
コーティングポリマーの組成がLMA/CMB=70/30(モル比)であること、コーティングポリマーの溶液として70W/W%のエチルアルコールの代わりに100W/W%のエチルアルコールを用いたこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が5mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例17》
コーティングポリマーの組成がMEMA/CMB=85/15(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が9mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例18》
コーティングポリマーの組成がMEMA/MPC(リン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(トリメチルアンモニオ)エチル、化4構造式(viii)の化合物)=85/15(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が7mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例19》
コーティングポリマーの組成がMEMA/DMAEMA(ジメチルアミノエチルメタクリレート、化4構造式(ix)の化合物)=80/20(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が9mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《実施例20》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950(ピュロライト社製、アクリル系ポリマービーズ、体積平均粒子径621μm、細孔径5nm~100nmの積算細孔容量0.823cm/g、細孔径100nm~200nmの積算細孔容量0.038cm/g)を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が14mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。ピュロソーブTMPAD950のLog微分細孔容積分布及び積算細孔容量のグラフを図2に、累計体積粒度分布のグラフを図3に示す。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例21》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が13mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例2と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《実施例22》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が6mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例3と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《実施例23》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が19mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例4と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《実施例24》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が16mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例6と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《実施例25》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が13mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例7と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《実施例26》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が15mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例10と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例1》
コーティングポリマーの組成がMEA(2-メトキシエチルアクリレート、化4構造式(x)の化合物)/DEAEMA/CMB=80/10/10(モル比)であること、使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.3重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が55mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法でサイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《比較例2》
コーティングポリマーの組成がMEA/DEAEMA/CMB=80/10/10(モル比)であること、使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.5重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が94mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例3》
コーティングポリマーの組成がBA(ブチルアクリレート、化4構造式(xi)の化合物)=100(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が16mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例4》
コーティングポリマーの組成がBA/DEAEMA/CMB=60/20/20(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が12mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例5》
(コーティングポリマーの合成)
3口ナスフラスコに3-メトキシプロピルアクリレート7.50g(MC3A、化4構造式(xii)の化合物)、1,4-ジオキサン30.2g、及びアゾビスイソブチロニトリル(AIBN)7.5mgを加えた。乾燥窒素ガスを反応溶液中に通しながら30分間攪拌し、反応系を窒素置換した。3口ナスフラスコの下部温度を75℃に設定したオイルバスに浸漬し、窒素気流下、6時間攪拌することで重合を行った。重合反応の進行をH NMRによって確認し、十分に高い反応転化率(90%前後)であることを確認した後、重合系を室温まで放冷することで反応を停止した。重合溶液をヘキサンに滴下することでポリマーを沈殿させ、デカントによって上澄みを除き、沈殿物をテトラヒドロフランに溶解させて回収した。テトラヒドロフランに溶解した後、ヘキサンで再沈殿させる作業を2回繰り返して精製を行い、得られた沈殿物を更に水中で24時間攪拌した。デカントによって水を取り除き、沈殿物をテトラヒドロフランに溶解させて回収した。溶媒を減圧留去した後、真空乾燥機で乾燥し、重合体を得た。得られた重合体の一部を用いて、分子量を測定したところ、数平均分子量(Mn)31000及び分子量分布(Mw/Mn)2.5であった。
上記コーティングポリマーを用いて、実施例1と同様の方法でビーズのコーティングを行った結果、コーティング量は19mg/ビーズ乾燥gと算出された。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例6》
使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.5重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が91mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例5と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例7》
(コーティングポリマーの合成)
2-メトキシエチルアクリレート(MEA)15g、1,4-ジオキサン60g、アゾビスイソブチロニトリル15mgを開始剤として75℃で10時間重合を行った以外は、比較例5と同等の手法で合成を行った。GPCの分子量分析の結果から、その数平均分子量(Mn)は20,000であり、分子量分布(Mw/Mn)は2.4であった。
上記コーティングポリマーを用いて、実施例1と同様の方法でビーズのコーティングを行った結果、コーティング量は21mg/ビーズ乾燥gと算出された。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《比較例8》
使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.3重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が56mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例7と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例9》
使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.5重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が97mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例7と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《比較例10》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、コーティングポリマーの組成がMEA/DEAEMA/CMB=80/10/10(モル比)であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が20mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例11》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が63mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例2と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例12》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が24mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例5と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例13》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が114mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例6と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例14》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が23mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例7と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例15》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が70mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例8と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例16》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が107mg/ビーズ乾燥gであること以外は、比較例9と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《比較例17》
コーティングポリマーとしてPVP(ポリビニルピロリドンK90、富士フイルム和光純薬社製)を用いたこと、使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0.5重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が35mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。
《比較例18》
使用コーティング液のコーティングポリマー濃度が0重量%であること、及びコーティングポリマーのコーティング量が0mg/ビーズ乾燥gであること以外は、実施例1と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表1に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
《比較例19》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと、及びコーティングポリマーのコーティング量が34mg/ビーズ乾燥gであること以外は比較例17と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。
《比較例20》
ビーズとして、アンバーライトTMXADTM1180Nの代わりにピュロソーブTMPAD950を選択したこと以外は比較例18と同様に血液処理用ビーズを作製した。実施例1と同様の方法で元素分析を行った結果、窒素元素の割合は0.3質量%以下であった。実施例1と同様の方法で、サイトカイン吸着性能評価、血小板付着性評価を実施した結果を表2に示す。実施例1と同様の方法で、ビーズ表面のXPS測定、ビーズ全体のXPS測定を行った結果を表3に示す。
以上、実施例及び比較例における、生体適合性ポリマー(コート剤)の組成、多孔質ビーズの種類、生体適合性ポリマーの担持量(コート量)、血液処理用ビーズの生体適合性(血小板付着量)、血液処理用ビーズのサイトカイン吸着性を下記表1及び2に記載する。また、実施例及び比較例における、血液処理用ビーズの表面及び全体のXPS測定に基づく原子割合を、下表3に記載する。
今回実施例および比較例で使用した血液処理用ビーズの元素分析に基づく窒素元素の割合は、すべての血液処理用ビーズにおいて0.3質量%以下であった。また、血液処理用ビーズの元素分析に基づく、炭素元素と水素元素と酸素元素の割合の総和は、すべての血液処理用ビーズにおいて99.0質量%以上であった。
Figure 0007309470000004
Figure 0007309470000005
Figure 0007309470000006
Figure 0007309470000007
表1~2を参照すると、実施例の血液処理用ビーズは、比較例の血液処理用ビーズに比べて、生体適合性ポリマーの担持量がより少なく、多孔質ビーズの吸着性を高く維持しつつ、血液適合性を向上させることが分かる。
表1の実施例1~19の生体適合性ポリマーは、コート量が11mg以下でも血小板付着率がすべて14%以下であった。これに対して、比較例1~5及び7、18の生体適合性ポリマーはコート量が21mg以下のとき血小板付着率が15%以上であった。比較例6、8及び9のようにコート量を50mg以上にすれば、血小板付着率は14%以下となるが、サイトカイン吸着量が顕著に減少してしまう。同様に表2の実施例20~26のポリマーは、コート量が20mg以下でも血小板付着率がすべて8%以下であった。これに対して、比較例10~16及び20のポリマーは、コート量を20mg以上にしても血小板付着率がすべて10%以上であった。
表1~3を参照すると、実施例1、3~6、8、12、15、18、20及び22の血液処理用ビーズは、血液処理用ビーズの表面に存在する窒素原子の割合が、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、原子百分率で0.2%以上0.7%以下であることにより、比較例の血液処理用ビーズに比べて、生体適合性ポリマーの担持量がより少なく、多孔質ビーズの吸着性が高く、また、改善された血液適合性を有することが分かる。
本発明の血液処理用ビーズは、例えば、敗血症をはじめとする虚血性疾患の治療に使用することができる。また、本発明の血液処理用ビーズは、虚血性疾患の治療のほか、心臓手術及び臓器移植手術などの炎症性メディエーターの過剰産生が問題となる場面での活用も期待される。

Claims (18)

  1. 多孔質ビーズ、及び前記多孔質ビーズの表面上に担持されたポリマーを有する、血液処理用ビーズであって、
    前記多孔質ビーズは、アクリル系樹脂、スチレン系樹脂、及びセルロース系樹脂からなる群から選択される少なくとも一つの樹脂から構成され、
    前記ポリマーは、下記一般式(1):
    Figure 0007309470000008
    {式(1)中、Rは、-CHであり、Rは、-CH(CHOCH又は-CH2m+1であり、qは1~5であり、mは0~17である。}
    で表されるモノマーを単量体単位として含む、血液処理用ビーズ。
  2. 前記血液処理用ビーズの表面における、窒素原子の割合が、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、原子百分率で0.2%以上0.7%以下である、請求項1に記載の血液処理用ビーズ。
  3. qは1又は2であり、mは0~11である、請求項1又は2に記載の血液処理用ビーズ。
  4. 前記一般式(1)で表されるモノマーの含有量は、前記ポリマーを構成するモノマー全体を基準として40モル%以上である、請求項1~3のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  5. 前記ポリマーは、電荷を有するモノマーを単量体単位として更に含む、請求項1~4のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  6. 前記電荷を有するモノマーは、アミノ基、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基、及び両性イオン基からなる群から選択される少なくとも一つの基を有するモノマーである、請求項5に記載の血液処理用ビーズ。
  7. 前記電荷を有するモノマーは、2-アミノエチルメタクリレート(AEMA)、ジメチルアミノエチルメタクリレート(DMAEMA)、ジエチルアミノエチルメタクリレート(DEAEMA)、[2-(メタクリロイルオキシ)エチル]トリメチルアンモニウム、アクリル酸(AAc)、メタクリル酸(MAc)、N-メタクリロイルオキシエチル-N,N-ジメチルアンモニウム-α-N-メチルカルボキシベタイン(CMB)、及びリン酸2-(メタクリロイルオキシ)エチル2-(トリメチルアンモニオ)エチル(MPC)からなる群から選択される少なくとも一つである、請求項5に記載の血液処理用ビーズ。
  8. 前記電荷を有するモノマーの含有量は、前記ポリマーを構成するモノマー全体を基準として10モル%以上60モル%以下である、請求項5~7のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  9. 前記電荷を有するモノマーの含有量は、前記ポリマーを構成するモノマー全体を基準として15モル%以上40モル%以下である、請求項5~7のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  10. 前記血液処理用ビーズの表面における、炭素原子と酸素原子の割合の和が、原子番号3番から92番までの原子の総数を基準として、原子百分率で97.0%以上である、請求項1~9のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  11. 前記ポリマーの量は、前記多孔質ビーズ乾燥時重量1g当たり0.08mg以上114mg以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  12. 前記ポリマーの量は、前記多孔質ビーズ乾燥時重量1g当たり2.0mg以上20mg以下である、請求項1~10のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  13. 前記多孔質ビーズの体積平均粒子径は、300μm~1000μmである、請求項1~12のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  14. 前記多孔質ビーズの細孔径5nm~100nmの積算細孔容量が0.5cm/g以上であり、細孔径100nm~1000nmの積算細孔容量が0.2cm/g以下である、請求項1~13のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  15. 前記一般式(1)で表されるモノマーは、2-メトキシエチルメタクリレート、n-ブチルメタクリレート、及びラウリル酸メタクリレートからなる群から選択される少なくとも一つである、請求項1~14のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  16. 血液から1000Da超~66000Da未満の疎水性蛋白質分子を除去する、請求項1~15のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  17. 血液からサイトカイン及びハイモビリティグループボックス1(HMGB1)を除去する、請求項1~16のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズ。
  18. 請求項1~17のいずれか一項に記載の血液処理用ビーズを有する、血液浄化器。
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