JPH01254205A - ウイルス除去ユニツト - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は血液中、又は血漿中のウィルスを除去する為の
ユニットに関するものである。

本発明の好ましい適用例としては、例えば下記のような
用途が挙げられる。

（１）献血時の採血セットにおいて、又は血液センター
や或いは病院等の採血現場において血球と血漿を分離し
た後の血漿中のウィルスを除去したウィルスフリー血漿
の提供。

（２）輸血用の回路において、輸液中のウィルスを除去
したウィルスフリー輸液の提供。

（３）血漿分画製剤用の原料血漿としてウィルスフリー
の原料血漿を得る為のウィルス除去。

（４）検査用標準試薬用の血液、血漿をうるためのウィ
ルス除去。

（５）遺伝子工学等で使用される人血清、牛血清、の培
地をうるのにウィルスフリーの人血清、牛血清をうるた
めのウィルス除去。

（６）臨床における血液の体外循環治療等において血液
、血漿中のウィルスを除去してウィルスフリーの血液・
血漿をうるためのウィルス除去。

この他本発明は医学・畜産、生化学等の分野においてウ
ィルスフリーの血液、血漿を得るためのユニットとして
広く利用出来る。

（従来の技術） 血液、血漿、製剤、蛋白質水溶液から細菌を除去する方
法として除菌フィルターによる濾過方法が採用されてき
た。また上記の血液、血漿、製剤、蛋白質の水溶液中の
ウィルスを不活化する方法としては、加熱法、紫外線照
射法また溶剤を添加して不活化する５ｏｌｖｅｎｔ　Ｄ
ｅｔｅｒｇｅｎｔ法がある。しかしこれらの方法ではウ
ィルスの残がいが残ったり、有効な蛋白質が変成してし
まう。中空糸を用いてウィルスを除去する方法としては
、特開昭６０−１４２８６１号公報に示された実質的に
均一な５μｍ以上の実効膜厚を有し、特定の内部構造を
持つポリエチレン中空糸膜を用いる方法が記載されてい
る。

しかしこれらの方法でもウィルス除去は出来るが、共存
する有効な蛋白質が効率よく透過しない。

またここで用いられている方法ではチューブポンプを用
いた動力使用である。一方便われた回路はオープン状態
であるため細菌やウィルスの混入の恐れが考えられる。

（本発明が解決しようとする問題点） 血漿中のウィルスを除去して蛋白質を回収する場合、ウ
ィルス除去の要求達成レベルは、蛋白質の回収のそれに
比べて格段に高い。多孔膜を用いてウィルス除去を行う
場合、蛋白質の透過率は〔（濾液中の蛋白質濃度７元液
中の蛋白質濃度）Ｘ　１００）は１〜９９％゛の範囲で
の議論が一般的であるのに対し、要求されるウィルスの
除去率は（１−（濾液中のウィルス濃度７元液中のウィ
ルス濃度）Ｘ１００）が９９．９９％〜９９．９９９９
９９％である。そこでまずウィルスの除去に着目するな
らば、膜の孔径を小さくするか、孔径の代替値としてポ
リスチレンラテックス粒子のような特定粒子の阻止率を
大きくすることによってウィルスの除去率を向上させる
ことであろう。しかしウィルスの除去率を向上させるに
伴なって蛋白質の透過率が低下すると共に、透過速度（
濾過速度）が低下する。即ちウィルス除去前後における
蛋白質組成の変化が大きくなるといった問題が生じる。

本発明は蛋白質水溶液特に血漿からウィルスを高効率で
除去すると共に蛋白質を高効率で回収するという相反す
る問題を細菌で汚染されることなく、かつ特別に動力を
用いることなく簡易な手段で解決するウィルス除去ユニ
ットを提案するものである。

（問題を解決するための手段） 本発明の最大の特徴は、採血或いは輸注が可能な回路内
部に直接ウィルス除去器を連結し流体の流れる回路とし
て閉回路を形成している点にある。

本発明における閉回路とは、回路内に存在する流体が事
実上回路外の流体と相互に流出入しない回路を意味する
。従って回路の以外からの流体の流出入のためには回路
の一部を切断するか或いはせん孔することを必要とする
。

本発明のウィルス除去ユニットの使用に際しては、全血
又は血漿等の元液を充填した可撓性材料からなる容器、
フィルター、濾液を貯液するための可撓性材料からなる
容器を、可撓性チューブを介して順次垂直方向に配置す
る。この結果、回路内に静水圧が発生し、この静水圧を
利用してフィルターに圧力を加えることが可能になり、
元液はフィルターにより濾過される。濾液は最下部に配
置された容器内に貯えられる。

チューブは通常数龍〜士数鶴程度の内径５００〜２ｍ程
度の長さのものが一般に用いられる。

容器は、袋状、ビン状その他形態は問わない。

容量は一般に数十−〜数ｌのものが用いられる。

回路を密閉系にすることによってウィルス除去後の濾液
が細菌等で再汚染されることが防止できる。この回路を
構成する材料としては高圧蒸気滅菌可能であることが好
ましい。

容器やチューブは可撓性材料で構成されていることが必
要である。可撓性材料として合成樹脂が好ましい。更に
は、ガラス転移温度が３７℃以下の合成樹脂が好ましい
。このような合成樹脂として例えば軟質塩化ビニル樹脂
、またはポリエチレン樹脂製のシートまたはフィルムで
出来た袋やチューブあるいは薄肉のビン状容器が挙げら
れる。

可撓性材料を用いることの特徴は元液が元液バッグから
連結管を通ってフィルターを通り最下部の容器に落下し
ていく際密閉回路における液の流動による圧力変動に伴
ない可撓性材料では自由に変形して圧力をコントロール
するため液量が最後まで流れでることが可能となる。

蛋白質共存下でのウィルス除去のためには、大腸菌ファ
ージφ×１７４の阻止係数（Ｔ）が２以上でかつ５重量
％のヒト血清アルブミン水溶液の濾過速度（ＪＰ）と純
水の濾過速度（Ｊ＋１）との比（ＪＰ／九）が１７５０
以上の高分子多孔膜からなるフィルターに、血液、血清
、蛋白質水溶液を通してその中に存在するウィルスをこ
の膜で捕捉することが特に好ましい。

ここで阻止係数は次式で定義される。

（Ｔ）が２以上の場合、ウィルス種とは無関係にウィル
スの除去率は９９％以上となる。除去前の血液、血漿、
蛋白質水溶液中のウィルス濃度が極めて低い場合には（
Ｔ）が２以上であればウィルス除去の目的は達成される
。しかし、利用範囲を一層拡げるためには（Ｔ）が３以
上であることが好ましく、４以上がより好ましい。ウィ
ルスを除去すると同時に血液、血漿、蛋白質を効率よく
回収するためにはＪＰと九との比を考慮することが必要
である。本発明者らは、ＪＰ　／　Ｊｗの異なる各種の
高分子多孔膜を用いて検討を行った結果、ＪＰ　／　Ｊ
ｗが大きくなるに従って、ウィルスの除去と血液、血漿
、蛋白質水溶液の回収が短時間に行なわれると共にウィ
ルス除去前後において血液、血漿、蛋白質水溶液の組成
変化が少なく、しかもこれらの経時変化を小さくするこ
とができることを見出した。かかる観点からＪｐ　／　
Ｊｗは１１５０以上であることが好適であり、さらに好
ましくは１７２０以上、より好ましくは１７１０以上で
ある。

ＪＰ　／　Ｊｗが１７５０未満ではウィルス除去率も低
く、また血液、血漿、蛋白質水溶液の蛋白質の回収の効
率が低いのみならず、時間の経過と共に高分子多孔膜表
面に蛋白質のケーク層が形成され、−層これらの効率が
低下する。

高分子多孔膜のアルブミン透過率（アルブミン５重量％
を溶解した水溶液を高分子多孔中空糸で濾過した際に濾
過１０分後のアルブミン透過率）が６０％以上の場合に
は蛋白質のケーク層が形成され難くなり、血液、血漿、
蛋白質水溶液中の蛋白質の回収率が７０％以上、ウィル
スの除去率９９．９９％以上が達成可能となる。

高分子多孔膜のアルブミン吸着率（アルブミン濃度５０
０ｐｐｍの０．９重量％の生理食塩水溶液からの２５℃
におけるアルブミン吸着量）が１０μｇ／ｒｄ以下の場
合にはウィルス除去前の血液、血漿、蛋白質水溶液の蛋
白質濃度が１重量％以上であっても、ウィルス除去と蛋
白質回収の効率の経時的低下を防止できるもので好まし
い。

高分子多孔膜の平均孔径は、水濾過法による平均孔径と
して０．０１〜０．３μｍが好ましい。多孔膜゛の形態
は、平膜、チューブ状膜、中空糸等が挙げられる。膜厚
は５〜１００μｍが好ましい。中空糸の場合、内径は１
００μｍ〜１ｎが好ましい。高分子膜の素材としては、
例えばポリビニルアルコール、エチレン、ビニルアルコ
ール共重合体、再生セルロース、ポリウレタン、ムコ多
糖類、低置換度酢酸セルロース、低置換度酪酸セルロー
ス、硫酸セルロース、ポリスチレン、ポリエチレン、ポ
リプロピレン、等が挙げられる。一般にはアルブミン吸
着量の少ない親水性高分子や、疎水性高分子に親水性を
施したものが好ましく、銅アンモニア法再生セルロース
、ポリビニルアルコールを主成分とする高分子、部分け
ん化セルロースがより好ましい。銅アンモニア再生セル
ロース溶液を紡糸用原液とし、紡糸過程内で中空糸の内
壁部と外壁部とからミクロ相分離を起こさせ、その後凝
固させる方法で層状構造をもった中空糸壁部で構成され
た中空糸は、ウィルスの除去率が高く蛋白質の透過率が
高いので最も好ましい。

血液、血漿、蛋白質水溶液としては特に限定されるもの
はないが、ヒトや家畜の血液、血漿やヒトや家畜血漿由
来の製剤や蛋白質を溶解した水溶液が本発明では好適に
採用されている。

本発明は、血漿とウィルスとの濃度の比が１０以上（重
量比）の血漿からウィルスを除去する際に特に有効であ
る。また各種蛋白質等が共存しても差しつかえない。

ウィルス除去に際して、液を膜面に沿って並行に流しな
がら濾過を行う方法（並行濾過）と、液を（はぼ静止状
態下で膜に接触させて濾過を行なう方法（垂直濾過）が
ある。本発明の目的を効率よく達成するうえからは、垂
直濾過が望ましい。

除去すべきウィルスは限定されない。本発明はエイズウ
ィルス（Ｈｍ　　Ｂ型肝炎ウィルス（ＩＩＢＶ）、成人
「細胞白血病ウィルス（ＩＩＴＬＶ−Ｉ）　Ｊ　、サイ
トメガロウィルス、単純ヘルペスウィルス等血液、血漿
を介して感染するウィルスの除去に適用できる。

ウィルスの種類に応じて、高分子多孔膜の平均孔径を適
量設定することにより最適の効果が達成される。例えば
、血漿もしくは培養液中のＨＩ　Ｖを除去する場合には
、水濾過速度法による平均孔径を０．１５〜０．１１１
ｎ　、好ましくは０．０３〜０．１１．１７　ｍ、より
好ましくは０．０５〜０．１１μｍとするのがこのまし
い。またＨＢＶＡを除去する場合には、水濾過速度法で
の平均孔径０．０１５〜０．０２〜０．０５μｍ好まし
くは０．０２〜０．０５μｍとするのが好ましい。

かくして得られたウィルスフリーの液体を保存袋又は保
存ビンに充填し、これを凍結等にとって安定に保存状態
にすることも可能である。この際保存袋又は薄肉の保存
ビンは閉回路内に組み込まれていることが細菌汚染防止
点から望ましい。

以下本発明に用いた高分子多孔膜の実施例を詳述し併せ
てウィルス除去性能、蛋白質透過性能について、比較例
との比較結果を示す。

実施例１ セルロースクリンター（粘度平均分子！２．４３Ｘ１０
５）を公知の方法で調整した銅アンモニア溶液中に８重
量％の濃度で溶解し紡糸原液とした。

その紡糸原液を環状紡糸口の外側紡糸口（外径２酊φ）
より２．Ｏｄ１分で、一方中空剤としてアセトン４５重
量％／アンモニア０．５７５重量％／水５４．４２５重
量％の混合溶液を中央紡出口（外径０．６鶴φ）より１
．４　ｍ！／分でそれぞれアセトン４５重量％／アンモ
ニア０．５７５重量％／水５４．４２５重量％の混合溶
液中に直接吐出、１０ｍ／分の速度で巻き取った。吐出
直後の透明青色状の繊維状物は次第に白色し、ミクロ相
分離を生起し、ひきつづき凝固が起こり、繊維としての
形状が形成された。

その後、２重量％の硫酸水溶液に浸漬し、その後水洗い
した。湿潤状態にある多孔性中空繊維をメタノールで、
中空繊維内部の水を置換し、その後真空乾燥した。この
様にして得られた銅アンモニア再生セルロース多孔性中
空繊維は、内径２５０μ−膜圧２５μｍ、水流速平均孔
径３５．３酊ｍであった。

この中空糸のφ×１７４の阻止係数は３．９でありＪＰ
／Ｊ、は１／１５であり、アルブミン透過率９８％で、
アルブミン吸着量は９．４μｇ／ｎｆであった。この中
空繊維５００本束ねてモジュールに成形した。Ｂ型肝炎
陽性の全血を採血セットを用いて、血液保存液ＣＰＤ液
２８ｍｆｆ１の入った採血（親バツグ）に２００−採取
し、２５００　Ｇで９分間遠心分離を行い濃厚赤血球液
１４０−と新鮮液状血９０−を採血後３時間内に子バツ
グに分離した。子バツグ（１１に分離された新鮮液状血
漿を図−１のようにヘッド圧２ｍの高さに吊るし、動力
を用いず再生セルロース多孔性中空糸で出来たモジュー
ル（水流速平均孔径３５．３ｎｍ　）で濾過し、濾液を
子バツグ（２）に３５分間で回収した。ただし、この閉
回路を構成する採血バッグ（親バツグ）、血漿バッグ（
１）、連結管、ウィルスフリー血漿バッグ（２）はいず
れも軟質ポリ塩化ビニール樹脂で構成さ、また閉回路ば
あらかじめ滅菌処理がなされていた。Ｂ型肝炎ウィルス
、（ＩＩＢＶ）　　ＤＮＡＩを測定し除去率を算出した
。この除去率はウィルスの除去率とは一致せず、理論的
にはウィルスの阻止係数より小さいことが予想される。

大腸菌ファージや動物性ウィルスを用いた濾過実験の結
果から推定すると、ＤＮＡの阻止係数に約２を加えた値
がＨＢＶの阻止係数に対応す、ると判断される。又濾液
中の蛋白回収率及びアルプリン／グロブリン比（Ａ／Ｇ
比）を測定した。

比較例として、φｘ１７４１１止係数が４．０でありＪ
ｐ　／Ｊｗが１／１１０である。ポリスルホン製（分画
分子ｆｆ１３Ｘ１０６）の限外濾過膜を用いて、約１２
０分間かけて同様に濾液を採取し、ＨＢＶのＤＮＡ量及
び蛋白質回収率、Ａ／Ｇ比を測定した。表−１にその測
定結果を示す。なお濾液Ａ／Ｇは経時的にわずかに上昇
する傾向が認められたが、その程度は実用上問題となら
ない程度で３．４〜３．７の間であった。一方ポリスル
ホ膜ではこの値は３．５〜６．３にわたって変化した。

実施例２ セルロースリンターを精製し、これを公知の方法で調整
した銅アンモニア溶液（銅アンモニア／水の重量比が３
．１／６．８／９０．１）中に７．３重量％で溶解し、
この溶液を濾過後脱泡し、紡糸原液とした。この紡糸原
料を２５．０±０．１℃で制御しつつ環状紡糸口の外側
紡出口（外径２ｆｌφ、内径１２１ｍφ）より２．０ｒ
ｎｌ１分で吐出された。−力水／アセトン／アンモニア
比１００．０／６８．０１０．９９（重量比）で厳密に
組成が制御された溶液（以外中空剤と略称）を採用し、
これを２５．０±０６１℃で温度制御しつつ、中央紡出
口（径０．６　ｎφ）より４．９　ｄ／分で吐出させた
。吐出された糸状物を水／アセトン／アンモニア比、１
００．０／７０．０／１．０　（重量比）で厳密に組成
が制御され、２５．０±０．１℃の溶液中に直接導き、
該溶液中で６．９ｍ／分の速度で巻き取った。なお、吐
出直後の透明青色状の繊維状物は次第に白色化し、ミク
ロ相分離を生起し、引きつずいて凝固が起こり、繊維と
しての形状が繊維されていた。その後、２０．０±０．
１℃で２重量％の硫酸水溶液で定長で再生し、その後水
洗し、水を徐々にメタノールに置換した。メタノールに
置換後の中空糸を２０．０℃で真空乾燥した。かくして
得られた中空糸の外径は２００ｕｍ　、　Ｉ！厚は３２
μｍ、内径は２２６　ｐ　ｒｍであった。該中空糸の内
外壁面の走査型電子顕微鏡観察によれば、両壁面は何れ
もネットワーク構造をとり、また、該ネットワークが積
層した積層構造を示す。粒子直径２Ｓｚは０．３８μｍ
、２ｒｒは５０ｎｍＳＰｒｅは４８％であった。φ×１
７４の阻止係数は４．２であり、ＪＰ　／九は１７８で
ありアルブミン透過率は９９．９％以上で、アルブミン
吸着量は９μｇ／耐であった。

該中空糸を５００本束ねて有効濾過面積を約０．０３ｒ
ｆの円筒状の濾過用モジュールを組立てた。該モジュー
ルを図−２の採血回路内に組み入れ回路全体を閉回路と
した。組立て後高圧蒸気滅菌法によ滅菌後、実施例１と
同様に採血バッグ（親バツグ）に全血２００−を採血し
た。図２の血液を含んだ回路全体を遠心分離機に設置し
、２５００　Ｇで９分間遠心分離を行ない、次いで採血
バッグより血漿バッグ（１）へ公知の方法で約９０１Ｒ
１を移動させた。移動後、採血バッグと血漿バッグ（１
）を連結しているチューブを溶融切断することにより、
濃厚赤血球液１４０−を含んだ採血バッグを分離した。

血漿バッグ（１）の血漿を実施例１と同様にヘッド圧２
Ｉ１１の高さから動力を用いずに濾過し、濾液をウィル
スフリー血漿バッグ■に２０分間で回収した。ただし、
この閉回路を構成する採血バッグ、血漿バヅグ（１）、
連結管、ウィルスフリー血未バッグ（２）はいずれも軟
質ポリ塩化ビニル樹脂で構成されている。ＨＢＶのＤＮ
Ａの阻止率は９９．９９％以上で、蛋白質の透過率は９
８．０％、アルブミン／グロブリンの濃度比（Ａ／Ｇ比
）は濾過前が３．３で濾過後は３．５でありＡ／Ｇ比の
経時変化は認められなかった。また、濾液の補体活性は
ほとんど認められなかった。

表−１ウィルス除去器に組みこんだ再生セルロース多孔
性中空糸膜及びポリスルホネート濾過膜との性能比較表
。

（効　果） 本発明による回路内にウィルス除去器が連結された閉回
路を用いて、例えば血漿を処理すれば、血漿中の蛋白質
（アルブミン、グロブリン、血漿凝固因子、補体等）の
変性を惹起することなく、また濾ｉＩＡ後の蛋白質の回
収率も高い状態で、ウィルスが高率に除去され、感染性
のない安全な血漿が得られる。

本発明の効果としては■ウィルス除去を必要とする濾過
現場において、ウィルス除去器をその都度連結する必要
はなく、単に液の入ったバッグを上部に吊るし、ウィル
ス除去器及び受けのバヅグを下部において、ヘッド圧だ
けで、特別に加圧のための動力を必要とぜずに上部のバ
ッグに入った液がウィルス除去器で濾過され、濾液が下
部の受はバッグに入る仕組みになっており、極めて簡単
で、全く習熟を必要とせず、かつ回路を組み立てる時の
ミスが発生しにくい。■このウィルス除去器の連結され
たウィルス除去回路は閉回路になっており、回路全体が
滅菌されているので、使用する現場では細菌やウィルス
の混入はない。■短時間でウィルスを除去することが出
来、有用な蛋白質の回収率も高く、また蛋白質の変性も
ない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施態様を示す説明図、第２図は本発
明のウィルス分離器を内蔵した採血回路の一例を示す。 ■　採血バッグ＜Ｖｔバッグ） ２　血漿バッグ（１１ ３連結管 ４　ウィルス除去器 ５　ウィルスフリー血漿バッグ（２） 特許出願人　　　旭化成工業株式会社 第１図 第２区

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蛋白質は透過するがウィルスの透過を阻止する多孔膜で
   構成されたフィルターの元液導入部及び濾液取出部の夫
   々に、可撓性材料からなるチューブを介して、夫々に可
   撓性材料からなる密閉容器を連結してなる閉回路で構成
   された、元液中からのウィルスを除去する、ウィルス除
   去ユニット