JPH0258939B2

JPH0258939B2 -

Info

Publication number: JPH0258939B2
Application number: JP58071913A
Authority: JP
Inventors: Nobutaka Tani; Tsuneo Hayashi
Original assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Current assignee: Kanegafuchi Chemical Industry Co Ltd
Priority date: 1983-04-22
Filing date: 1983-04-22
Publication date: 1990-12-11
Also published as: JPS59197255A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は血液中の有害成分を除去するための装
置に関する。さらに詳しくは、血液または血漿、
血清中からリポ蛋白、とくに低密度リポ蛋白
（LDL）および（または）極低密度リポ蛋白
（VLDL）を選択的に除去する装置に関する。

血液中に存在するリポ蛋白のうちLDL，
VLDLはコレステロールを多く含み、動脈硬化な
どの原因となることが知られている。とりわけ家
族性高脂血症、高コレステロール症においては正
常値の数倍のLDLおよび（または）VLDL値を
示し、冠動脈の硬化などをひきおこす。この治療
のため食事療法、薬物療法が行なわれているが効
果に限度があり、副作用も懸念されている。

近年、高脂血症の治療のため患者のLDLおよ
び（または）VLDLを多く含んだ血漿を分離した
のち、正常血漿あるいはアルブミンなどを成分と
する補液と交換してLDLおよび（または）
VLDL値を低下させる、いわゆる血漿交換療法が
行なわれ、効果をあげている。

しかしながら、かかる血漿交換療法は周知のご
とく、 (1) 高価かつ入手の困難な新鮮血漿あるいは血漿
製剤を用いる必要がある、 (2) 肝炎ウイルスなどの感染の恐れがある。

(3) 血液中の有害成分のみでなく有用成分も同時
に除去してしまう、すなわち有害なLDL，
VLDLのみでなく有用な高密度リポ蛋白
（HDL）も除去してしまう。

などの欠点を有する。

叙上のごとき欠点を解消する目的で膜による
LDLおよび（または）VLDLの選択的除去が試
みられているが、選択性の点で未だ満足できるも
のはえられていない。

本発明者らは鋭意研究の結果、デキストラン硫
酸および（または）その塩を水不溶性多孔体に固
定することによつて選択的に優れかつ高い効率で
LDL，VLDLを吸着除去しうる吸着体がえられ
ることを見出し、かかる吸着体を体外循環回路に
組込んで血中のLDLおよび（または）VLDLを
除去する装置についてさらに検討を重ねた結果、
本発明を完成するに至つた。

すなわち、本発明の装置は、 (a) 血液流入部、該血液を血漿と血球部分に連続
的に分離する血漿分離部、分離された血漿の流
出部および血球部分の流出部を有する血漿分離
装置、 (b) 該血漿流出部から送られてくる血漿の流入
部、水不溶性多孔体にデキストラン硫酸および
（または）その塩が固定されている吸着体が収
容されてなるLDLおよび（または）VLDLの
選択的除去部および該除去部を通過する血漿の
流出部を有する選択除去装置、および (c) 前記血球部分流出部から送られてくる血球部
分の流入部、選択除去装置の血漿流出部から送
られてくる血漿の流入部、該血漿と血球部分を
混合する混合部および混合された血液の流出部
を有する混合装置からなる血液からLDLおよび（または）VLDL
を連続的に除去する装置に関する。

本明細書中における血漿とは、血液から赤血
球、白血球、リンパ球、血小板などの血球成分を
除いた体液成分のことであり、また血球部分とは
前記血球成分のことであり、また前記血漿の一部
を含んでいてもよい。

本発明の主たる特徴は、血漿を吸着体に接触さ
せるため吸着体近傍での血液凝固の心配がなく、
また吸着体表面への血球付着による吸着効率の低
下が少なく、さらに溶血の心配がないので高流速
で血漿を吸着体に接触させることができるなどの
利点によつて、安全かつ効率よくLDLおよび
（または）VLDLを選択的に除去することを可能
にした点である。

つぎに図面によつて本発明をさらに詳しく説明
する。

第１図は本発明の装置の一実施態様の概略ブロ
ツク図である。

１は血漿分離装置であり、血液流入口２、該血
液を血漿と血球部分に連続的に分離する血漿分離
部３、分離された血漿の流出口４および血球部分
の流出口５からなり、回路端Ａから導入される血
液は流量制御器６によつて定量され血漿分離装置
１へ供給される。該分離装置１の上流に気泡除去
容器７とそれに接続した圧力計８を配置してもよ
い。

９は選択除去装置であり、血漿の流入口１０、
水不溶性多孔体にデキストラン硫酸および（また
は）その塩が固定されている吸着体が収容されて
なるLDLおよび（または）VLDLの選択的除去
部１１および該除去部１１を通過する血漿の流出
口１２からなり、前記分離された血漿の流出口４
から流出した血漿は流量制御器１３で流量を制御
され、選択的除去装置９へ供給される。流量制御
器１３の前後に血漿中の気泡を除くための気泡除
去容器７とそれに接続した血圧を測定するための
圧力計８を配置してもよい。

１４は混合装置であり、前記血球部分の流出口
５から送られてくる血球部分の流入口１５、選択
除去装置９の血漿流出口１２から送られてくる血
漿の流入口１６、該血漿と血球部分を混合する混
合部１７および混合された血液の流出口１８から
なる。この混合装置１４は血球部分および血漿の
流量の制御が充分行なわれているときは、単に血
球部分の流入口１５と血漿の流入口１６とを連結
するだけでよい。他成分の注入または血球部分と
血漿との混合割合の調節が必要なときは、混合部
１７に適宜注入装置や流量制御装置を配備すれば
よい。また混合装置１４の下流には気泡除去容器
７とそれに接続した圧力計８を配置してもよい。

血液、血漿および血球部分の流路にはシリコー
ンチユーブ、軟質塩化ビニルチユーブなどの通常
血液回路に用いられるチユーブを用いるのが好ま
しい。

叙上のごとく、血液は流量制御器６によつて流
量を制御され、血漿分離装置１に供給されて血漿
が分離される。分離された血漿は血漿流出口４か
ら流出し、流量制御器１３で流量を制御され、選
択除去装置９へ供給されて選択的除去部１１で
LDLおよび（または）VLDLが吸着除去される。

ついでLDLおよび（または）VLDLが除去さ
れた血漿および前記血球部分流出口５から流出す
る血球部分は混合装置１４に導かれ、混合されて
血液に戻り回路端Ｂへ導かれる。

本発明に用いる流量制御器は安定して体外循環
を行なうために必要なものであり、バルブ、スク
リユーコツクなどを用いることもできるが、流量
の制御が可能なポンプが望ましい。代表例として
は、ローラー型、メタルフインガー型、ダイヤフ
ラム型などのポンプがあげられる。

また血漿分離装置１の上流にヘパリンなどの抗
凝血剤を注入する装置１９を設けてもよく、その
装置としてはたとえばマイクロフイーダーがあげ
られる。

本発明の除去装置に用いる連続的に血漿を分離
する装置１とは、血液から血球部分を除去する装
置であり、代表例としては連続遠心分離による方
式と多孔膜によつて分離する方式がある。本発明
にはいずれの方式も用いることができるが、装置
が簡便な膜による分離方式がより好ましい。

かかる多孔膜によつて分離する方式に用いる膜
は、高分子化合物などからなり、血球成分は阻止
するが、蛋白質などを含む体液成分は通過可能な
多数の貫通した細孔を有する膜である。平均細孔
径、細孔分布などによつては分子量の大きい
LDLおよび（または）VLDLの通過が阻止され
たり通過しにくいことがある。本発明に用いる膜
はLDLおよび（または）VLDLが通過可能な膜
でなければならない。より好ましくは、血液中の
LDLおよび（または）VLDLの50％以上が通過
しうる膜を用いるのがよい。

膜の形状には平膜状、チユーブ状、ホロフアイ
バー状などの種々の形状があるが、本発明にはい
ずれも用いることができる。

つぎに第２図によつて選択除去装置９をさらに
詳しく説明する。

第２図は本発明の除去装置に用いる選択除去装
置９の一実施態様の概略縦断面図であり、１０お
よび１２はそれぞれ血漿の流入口と流出口、２０
はデキストラン硫酸および（または）その塩が水
不溶性多孔体に固定されてなる吸着体、２１およ
び２２は血漿は通過するが該吸着体は通過しない
フイルターまたはメツシユ、２３はカラムであ
り、選択除去部１１は吸着体２０をフイルターま
たはメツシユ２１および２２ではさんでカラム２
３に収容したものである。

吸着体２０はデキストラン硫酸および（また
は）その塩が水不溶性多孔体に固定されたもので
ある。

デキストラン硫酸および（または）その塩とは
ロイコノストツク・メセンテロイデス
（Leuconostocmesenteroides）などにより生産さ
れる多糖であるデキストランの硫酸エステルおよ
び（または）その塩であり、デキストラン硫酸お
よび（または）その塩がカルシウムなどの２価カ
チオンの存在下にリポ蛋白と沈殿を形成すること
が知られており、通常該目的には分子量が50万
（極限粘度（1M食塩水溶液中、25℃で測定、以下
同様）が約0.20dl／ｇ）程度のデキストラン硫酸
および（または）その塩が使用される。しかしな
がら、叙上のごときデキストラン硫酸および（ま
たは）その塩を水不溶性多孔体に固定しても
LDLおよび（または）VLDLの吸着能力は低く、
実用に耐えない。本発明者らは種々検討を重ねた
結果、極限粘度が0.12dl／ｇ以下、より好ましく
は0.08dl／ｇ以下でかつ硫黄含量が15重量％以上
のデキストラン硫酸および（または）その塩が高
いLDLおよび（または）VLDL吸着能力と選択
性を示すことを見出した。さらに驚くべきこと
に、叙上のごとき沈殿法では10〜40mMの二価の
カチオンを必要とするのに対し、かかる吸着体で
は二価カチオンの添加を必ずしも行なわなくとも
高い吸着能力と選択性を示すことが見出された。
またデキストラン硫酸および（または）その塩の
毒性は低いが、分子量がある程度以上大きくなる
と毒性が増加することが知られており、この点か
らも極限粘度が0.12dl／ｇ以下、より好ましくは
0.08dl／ｇ以下の比較的低分子量のデキストラン
硫酸および（または）その塩を用いることによつ
て、固定されたデキストラン硫酸および（また
は）その塩が万が一脱離した際の危険を防止でき
る。さらには、デキストラン硫酸および（また
は）その塩は大部分がα−１，６−グリコシド結
合であるので高圧蒸気滅菌などの操作を施しても
変化が少ない。

デキストラン硫酸および（または）その塩の分
子量の測定法には種々あるが、粘度測定によるの
が一般的である。しかしながら、デキストラン硫
酸および（または）その塩は高分子電解質である
ため溶液のイオン強度、PHさらにデキストラン硫
酸および（または）その塩の硫黄含量（すなわ
ち、スルホン酸基の量）などによつて同じ分子量
のものでも粘度が異なる。本発明でいう極限粘度
とは、デキストラン硫酸および（または）その塩
をナトリウム塩とし、中性の1M食塩水溶液中、
25℃で測定したものである。

本発明に用いるデキストラン硫酸および（また
は）その塩は直鎖状でも分岐鎖状でもよく、塩と
してはナトリウム、カリウムなどの水溶性塩が好
ましい。

本発明に用いる担体の水不溶性多孔体として
は、つぎの性質を備えていることが好ましい。

(1) 機械的強度が比較的高く、カラムなどに充填
して血液、血漿などの体液を流したばあいの圧
力損失が小さく、目詰りなどをおこさない。

(2) 充分な大きさの細孔が多数存在すること、す
なわち吸着除去対象物質が細孔内に侵入できる
ことが必要であり、球状蛋白質およびウイルス
を用いて測定した排除限界分子量が100万〜１
億の範囲である（ただし排除限界分子量とは細
孔内に侵入できない（排除される）分子のうち
最も小さい分子量をもつものの分子量をいう。

(3) 表面に固定化反応に用いうる官能基または容
易に活性化しうる官能基、たとえばアミノ基、
カルボキシル基、ヒドロキシル基、チオール
基、酸無水物基、サクシニルイミド基、塩素
基、アルデヒド基、アミド基、エポキシ基など
が存在する。

(4) 高圧蒸気滅菌などの滅菌操作による変化が少
ない。

なお、(2)の球状蛋白質およびウイルスを用いて
測定した排除限界分子量（以下、排除限界分子量
という）に関しては、排除限界分子量が100万未
満の担体を用いたばあいはLDL，VLDLの除去
量は小さく実用に耐えないが、排除限界分子量が
100万〜数百万とLDL，VLDLの分子量に近い担
体でもある程度実用に供しうるものがえられる。
一方、排除限界分子量が１億を超えると、リガン
ドの固定量が減少して結果的に吸着量が減り、ま
たゲルの強度も低下するため好ましくない。かか
る理由のため本発明に用いる水不溶性多孔体は排
除限界分子量が100万〜１億の範囲であるのが適
当である。

叙上のごとき性質を備た水不溶性多孔体の代表
例としては、スチレン−ジビニルベンゼン共重合
体、架橋ポリビニルアルコール、架橋ポリアクリ
レート、架橋されたビニルエーテル―無水マレイ
ン酸共重合体、架橋されたスチレン−無水マレイ
ン酸共重合体、架橋ポリアミドなどの合成高分子
の多孔体や多孔質セルロースゲル、さらにはシリ
カゲル多孔質ガラス、多孔質アルミナ、多孔質シ
リカアルミナ、多孔質ヒドロキシアパタイト、多
孔質ケイ酸カルシウム、多孔質ジルコニア、ゼオ
ライトなどの無機多孔体があげられるが、これら
に限定されるわけではない。また水不溶性多孔体
の表面は多糖類、合成高分子などでコーテイング
されていてもよい。

水不溶性多孔体の粒子径は一般的には小さい方
が吸着能力の点で好ましいが、粒子径があまりに
小さくなるとカラムに充填したばあいの圧力損失
が大きくなり好ましくなく、１〜5000μの範囲で
あることが好ましい。また水不溶性多孔体は単独
で用いてもよいし２種以上混合して用いてもよ
い。

叙上の代表例の中でも多孔質セルロースゲルは
前記(1)〜(4)の性質を備えているばかりでなく、デ
キストラン硫酸および（または）その塩を効率よ
く固定することができるため本発明に最も適した
水不溶性多孔体のひとつである。

デキストラン硫酸および（または）その塩を水
不溶性多孔体に固定する方法には種々あるが、体
外循環治療に用いるにはデキストラン硫酸および
（または）その塩が脱離しないことが重要である
ので結合の強固な共有結合を介して水不溶性多孔
体に固定されていることが望ましい。

固定化方法の代表例としては、ハロゲン化シア
ン法、エピクロルヒドリン法、ビスエポキサイド
法、ハロゲン化トリアジン法などがあげられる
が、結合が強固でリガンドの脱離の危険性が少な
いエピクロルヒドリン法が最も本発明に適してい
る。しかしながら、該エピクロルヒドリン法は反
応性が低く、とくにデキストラン硫酸および（ま
たは）その塩を固定するばあいには官能基が水酸
基であるためさらに反応性が低く、通常の方法で
は充分な固定量をうることは難しい。

本発明者らは種々検討の結果、エピクロルヒド
リンで活性化された水不溶性多孔体とデキストラ
ン硫酸および（または）その塩を反応させる工程
において、反応溶液中のデキストラン硫酸および
（または）その塩の濃度（水不溶性多孔体（乾燥
重量）を除く全反応系重量に対する濃度、以下同
様）を３重量％以上、より好ましくは10重量％以
上に保つことによつて充分な量のデキストラン硫
酸および（または）その塩が固定されることを見
出した。デキストラン硫酸および（または）その
塩の固定化量については、有意なLDLおよび
（または）VLDL吸着量をうるにはカラム体積１
mlあたり0.2mg以上であることが好ましい。

また、多孔質セルロースゲルを用いると他の水
不溶性多孔体に比べ、同じ条件でもデキストラン
硫酸および（または）その塩の固定量が多く、好
都合である。

エピクロルヒドリンにより活性化された水不溶
性多孔体とデキストラン硫酸との反応でえられる
吸着体は、デキストラン硫酸および（または）そ
の塩が式：（式中、O^Aはデキストラン硫酸および（また
は）その塩の水酸基に由来する酸素原子、O^Bは
水不溶性多孔体の表面水酸基に由来する酸素原
子）で示される結合を介して水不溶性多孔体に固
定されている。

なお、固定化反応終了後未反応のデキストラン
硫酸および（または）その塩は回収して精製など
の工程を経て再使用することもできる。

つぎに実施例をあげて本発明の装置をさらに詳
しく説明するが、本発明はかかる実施例のみに限
定されるものではない。

実施例１第１図に示す本発明の装置を用いて血液中の
LDLおよび（または）VLDLの除去試験を行な
つた。

連続血漿分離装置としては、平均孔径0.2μmの
細孔を多数有するポリサルフオン製ホロフアイバ
ー（内径約320μm）約150本を束ね、ポリカーボ
ネート製の容器に充填し、両端をポリウレタン系
接着剤で固定したもの（有効膜面積約250cm²）を
用いた。

吸着体としては、セルロフアインＡ−３（チツ
ソ(株)製の多孔質セルロースゲル、排除限界分子量
５×10⁷、粒子径45〜105μm）30mlに20％
NaOH12ｇ、ヘプタン36ｇ、ノニオン系界面活
性剤トウイーン（Tween）20を３滴加え、40℃
で２時間撹拌後、エピクロルヒドリン15ｇを加え
て２時間撹拌し、静置後上澄みを捨て、ゲルを水
洗過してエポキシ化セルロースゲルとし、つい
でデキストラン硫酸ナトリウム（極限粘度0.055
dl／ｇ、硫黄含量19.0％）15ｇを30mlの水に溶解
したものにエポキシ化セルロースゲル30mlを加え
PH12に調整し、40℃で16時間振とう後ゲルを別
し、2M食塩水、0.5M食塩水および水で洗浄して
多孔質セルロースゲルにデキストラン硫酸ナトリ
ウムを固定させたものを用いた。

えられた吸着体を両端にナイロン製のメツシユ
を装着したポリカーボネート製容器（カラム体積
25ml）に充填し、高圧蒸気滅菌を施した。

流量制御装置６，１３としては、ローラー型ポ
ンプを用い、それら２台のポンプで充分に流量の
制御が可能であつたので、混合装置としては単に
血球部分流入口と血漿流入口を連結したものを用
いた。

血液、血漿または血球部分の流路には軟質塩化
ビニルのチユーブを用い、ポンプによつてしごか
れる流路にはシリコーンチユーブを用いた。

また、血液凝固剤としてヘパリンを用い、ヘパ
リンを持続的に定量注入する装置としてはマイク
ロフイーダーを用いた。

高脂血症にモデル動物としてWHHLウサギを
用い、かかる装置が組み込まれてなる体外循環回
路の回路端Ａ，Ｂをそれぞれ動脈、静脈に接続
し、約２時間体外循環を行なつた。この間吸着体
が収容されてなる選択除去装置を通過した血漿量
は約120mlであつた。

また体外循環中、血液凝固、溶血などは観察さ
れず、各部の圧力変動はわずかであつた。

試験終了後、総コレステロール値（ほぼすべて
がLDLによるコレステロールとみなしてよい。）
は試験前の500mg／dlから200mg／dlに低下した。
一方、高密度コレステロール（HDL）、総蛋白の
減少は10％以下であつた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の除去装置の一実施態様の概略
ブロツク図、第２図は本発明の除去装置に用いる
選択除去装置の一実施態様の概略縦断面図であ
る。図面の主要符号、１：連続血漿分離装置、２：
血液の流入口、３：血漿の分離部、４：血漿の流
出口、５：血球部分の流出口、９：選択除去装
置、１０：血漿の流入口、１１：選択除去部、１
２：血漿の流出口、１４：混合装置、１５：血球
部分の流入口、１６：血漿の流入口、１７：混合
部、１８：血液の流出口。

Claims

【特許請求の範囲】１ (a) 血液流入部、該血液を血漿と血球部分に
連続的に分離する血漿分離部、分離された血漿
の流出部および血球部分の流出部を有する血漿
分離装置、 (b) 該血漿流出部から送られてくる血漿の流入
部、水不溶性多孔体にデキストラン硫酸および
（または）その塩が固定されている吸着体が収
容されてなる低密度リポ蛋白および（または）
極低密度リポ蛋白の選択的除去部および該除去
部を通過する血漿の流出部を有する選択除去装
置、および (c) 前記血球部分流出部から送られてくる血球部
分の流入部、選択除去装置の血漿流出部から送
られてくる血漿の流入部、該血漿と血球部分を
混合する混合部および混合された血液の流出部
を有する混合装置からなる血液から低密度リポ蛋白および（また
は）極低密度リポ蛋白を除去する装置。２前記血漿分離部が膜で構成されてなる特許請
求の範囲第１項記載の装置。３前記水不溶性多孔体が硬質多孔体である特許
請求の範囲第１項記載の装置。