JPH0277263A - 血球分離材および血球分離フィルター - 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、体液等の血球浮遊液から白血球または
白血球および血小板を選択的に捕捉するための血球分離
材および血球分離フィルターに関するものである。

（従来の技術） 近年、医学特に血液学、免疫学の進歩により、従来の全
血輸血に代わり、患者が必要とする血球成分だけを輸血
する成分輸血が行われるようになってきた。血球の成分
輸血では、赤血球輸血および血小板輸血が一般的である
が、これらの輸血の際に、各血液製剤に白血球の混入が
多いと、輸血された患者の体内に抗白血球抗体が産生さ
れ、繰り返し輸血した際に発熱、暮麻疹等の輸血副作用
を引き起こすことが多い。それ故、輸血用血液成分から
白血球を選択的に除去できる技術の進歩が望まれていた
（血小板は、赤血球輸血の際には患者に投与されない方
が良いとされている）。

血液成分から白血球を選択的に除去できる従来の技術と
しては、（１）遠心分離法、（２）赤血球凝集剤を用い
る方法、（３）白血球捕捉材を用いる方法等があるが、
この中では、（３）の白血球捕捉材を用いる方法が、近
年飛躍的に進歩してきている。この方法は、繊維の綿状
、不織布状等の濾材を用いたフィルターに血液を決し、
血液中の白血球を粘着、捕捉しようとするものである。

本発明者らも、このタイプのフィルターを従来より研究
してきておリ、直径の細い繊維が白血球を非常に高い効
率で粘着、捕捉できることを見出し、特許出願した（特
公昭５８−５４１２６．特開昭６Ｏ−１９３４６８）。

（発明が解決しようとする課題） 先の発明は、輸血用血液から白血球を除去し、輸血副作
用の発生を防ぐのに非常に有用であったが、最近では、
さらに高度に白血球を除去できるフィルターの開発が望
まれてきている。これには、白血球による免疫反応を完
全に抑える目的や、白血球中に含まれている可能性のあ
るウィルスによる感染を防ぐ目的や、より小さいフィル
ターを使用して回収したい血球の回収率を上）ヂる目的
等があるが、従来にも増して高度な白血球除去が必要で
ある。白血球または白血球と血小板の捕捉率を上げるた
めには、繊維の直径を細（してやればよいと考えられる
が、単に繊維径を細くすると、繊維同志の間の距離が狭
くなりすぎて赤血球の通過抵抗が大きくなり、このまま
血液を流すと、繊維同志が圧密化してフィルターが目詰
まりを起こしてしまうという問題点を有している。

本発明の目的は、上記の問題点に鑑み、白血球または白
血球と血小板の捕捉率が非常に高く、かつ、赤血球の流
れ抵抗が小さい血球分離材および血球分離フィルターを
提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明者らは、上記目的に沿って、鋭意研究を重ねた結
果、血球分離材として、平均直径が１０μｍ以下の異形
断面糸を用いることにより、同じ平均直径の断面が円形
の繊維に比べて、白血球または白血球と血小板の捕捉率
が驚くべきほど上がるのに対し、血液を処理するのに要
する時間はほとんど変わらないか、あるいはより細い繊
維の場合はかえって短くなるということを見出し、本発
明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、平均繊維直径が１０μｍ以下であ
る異形断面糸から成ることを特徴とする血球分離材であ
り、また、平均繊維直径が１０μｍ以下である異形断面
糸を主要濾材として、少なくとも１つの血液導入口およ
び少なくとも１つの血液導出口を持つ容器に充填して成
ることを特徴とする血球分離フィルターである。

本発明において、「血液、体液等の血球浮遊液」とは、
血液、リンパ液、骨髄液、腹水等の血球を含む体液、お
よびこれらの液に何らかの処理を加えたもの、例えば、
赤血球保存液、抗血液凝固液等の薬剤を加えたもの、遠
心分離操作等により血球を濃縮したり、組成を変えたも
の等を言う（以下、血液と呼ぶ）。

また、本発明において、繊維は水に不溶で、その太さに
比べ長さが非常に長いものであるが、「平均繊維直径」
とは、平均繊維直径をＤ、そのものの重さをｘ（ｇ）、
長さｙ（ｃｍ）、密度をδ（ｇ／ｃ＋１）　トｔＺｓト
＠、Ｄ＝２ｒ７７７７丁（ｃ＋ａ）で定義される値を言
う。

本発明において「異形断面糸」とは、繊維の長さ方向と
直角に繊維を切断した時に、その断面の形状が円ではな
く、同じ断面積の円と比較したときに、円よりも外周長
の長くなっている部分を多く含む繊維を言う。ここで任
意の多数点における切断面の外周長を測定し、算術平均
の外周長を算出し、同じ平均繊維直径の円の外周長で除
した値を異形度と定義するとき、異形度は１．１５以上
が好ましく、１．　２から５がさらに好ましく、■。

３から３が望ましい。異形度が１゜１５より小さいと、
白血球または白血球と血小板の粘着効率の向上度が低く
、異形度があまりに大きいものは製造が難しくなる。

異形断面糸には、第１図イおよび口に示すような一般的
に言われる異形断面糸が含まれ、また、第２図イおよび
口に示すような構造のものも含まれる。

血液を異形断面糸に接触させると、断面が円のものに比
べ、白血球または白血球と血小板の捕捉率が表面積の増
加率以上に著しく高くなる。これは、異形断面糸の表面
の細かい凸凹が白血球または白血球と血小板の表面を刺
激し、より粘着性にするのであると推測されるが、詳細
については不明である。

ここで、断面が円の繊維においても、平均繊維直径は細
い方が白血球または白血球と血小板を高い効率で捕捉で
きるのであるが、あまり細くなると、血液の流れにより
押し潰され、繊維と繊維との間に形成される空間が小さ
くなりすぎ、赤血球が流れ難くなってしまう。したがっ
て、断面が円の繊維の場合、赤血球を含む血液を処理す
る時には、繊維の直径をあまり細くできない、しかしな
がら、異形断面糸にすれば、同じ平均繊維直径でも、断
面が円のものに比べ強度が大であるため、より細い繊維
を使うことができる。

平均繊維直径は１０μｍ以下であるが、好ましくは０．
１から５μｍ１さらに好ましくは０．　２から３μｍの
範囲であり、０．５から２μｍが望ましい。

繊維の材質は特に限定されず、有機合成繊維、無機繊維
等が使用できるが、平均繊維直径が１０μｍ以下の異形
断面糸を作り易く、血液を変性させないものであればよ
い。ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、ナ
イロン等は好ましい材質の例である。

また、血小板輸血の場合には、血小板は捕捉せず、白血
球のみを選択的に捕捉する血球分離材が望まれるが、こ
のような場合、異形断面糸に対して親水性材料や抗血栓
性材料でコーティングすると、良い結果が得られる。コ
ート材としては、ヒドロキシエチルアクリレート、ヒド
ロキシエチルメタクリレートのようにヒドロキシル基を
有する高分子材料、ジエチルアミノエチル（メタ）アク
リレートとヒドロキシエチル（メタ）アクリレートとの
共重合体のように塩基性含窒素官能基を有する高分子材
料、ポリエーテルウレタン、アブコサン等を用いること
ができる。

上記した血球分離材は、綿状、不織布状あるいは紙状の
状態で血液の入口と出口を持つ容器に充填され、血球分
離フィルターの形で使用される。

繊維の充填密度（嵩密度）は、下式で表される平均繊維
間間隔（Ｌ）が０．５から７μｍになるように設定する
と、良い結果が得られる。

ここで、Ｄは平均繊維直径（μｍ）、πは円周率、δは
繊維の密度（ｇ／ｃｆｆｌ）、ｄは繊維をフィルター状
にした時の嵩密度（ｇ／ｃｄ）である。繊維間間隔りの
さらに好ましい範囲は０．７から５μｍ、望ましくは１
から４μｍである。

フィルターの厚みとしては０．５から３０ｍが使い易く
、ｌから２０Ｍがさらに好ましい。望ましくは２から１
０ｍ＋ａである。

血球分離フィルターの濾材の主要部は、上記した血球分
離材であるが、必要によりプレフィルタ−を用いること
ができる。プレフィルタ〒は血液中の微小凝集物を除去
するために用いるもので、血球分離材よりも太い繊維か
ら成る不織布、綿、祇あるいはスクリーンメツシュ等を
用いることができる。

血球分離フィルターの例を第３図に模式的に示す。第３
図において、１はカラム本体、２．２゛は枠体、３．３
′は突起、４はプレフィルタ−層、４″は血球分離材か
ら成るフィルター層、５は血液導入口、６は血液導出口
である。血液は血液導入口５から導入され、プレフィル
タ−Ｎ４で混入する微小凝集物が除去され、血球分離材
から、成るフィルター層４°で白血球または白血球およ
び血小板が除去され、これらの血球成分の除去された血
液が血液導出口６より排出される。

（発明の効果） 本発明血球分離材および血球分離フィルターを用いるこ
とにより、血液から白血球または白血球と血小板を非常
に高い効率で捕捉できるようになり、かつ、その際の血
液の流れ抵抗が小さいため、非常に短時間の血液処理が
可能になった。その結果、輸血用の全血、赤血球濃厚液
、濃縮血小板血漿等の血液製剤から白血球または白血球
および血小板を非常に高い効率で簡単な操作で除去でき
るようになったので、輸血を受ける患者に輸注される白
血球または白血球と血小板の量が減り、免疫反応が抑制
され、ウィルス感染の危険が減ることが期待される。ま
た、白血球または白血球と血小板の除去効率が高いため
、血球分離フィルターを小さ（でき、回収したい血球の
回収率を高めることもできた。

本発明血球分離材および血球分離フィルターは、輸血フ
ィルターとして特に有用である。

（実施例） 以下、本発明を実施例を用いて、より詳細に説明する。

実施例１〜４および比較例１．　２ 血球分離フィルターとして第３図に示すものを用いた。

血球分離材としては、平均繊維直径が１．　７μｍで異
形度が１．００，１．１２．１．１Ｂ、１゜３０．１．
４２，１．８６の各種ポリエステル繊維を用いた。この
うち、異形度が１．００．ｌ。

１２のものは比較例１．２とした。これらの血球分離材
を不織布状に成型し、平均繊維間間隔りが３μｍになる
ようにした。この不織布状血球分離材を６７Ｘ６７ｍｍ
の正方形に切断し、厚みが７　ａｍ＋になるよ、うに重
ね、血球分離材から成るフィルター層４“とした。

プレフィルタ−層４としては、血液導入口５側に平均繊
維直径３３μｍ、異形度１．００、平均繊維間間隔５５
μｍの不織布を厚さ１．　２ｍｍ分、血液導出口６側に
平均繊維直径１３μｍ、異形度１．００、平均繊維間間
隔１７μｍの不織布を２゜μｍ分重ねたものを使用した
。

カラム本体ｌはアクリルスチレン製で、容器内で実際に
血液が流れる面積は、３８ｃｌｌ（６２Ｘ６２ｍｍ）で
ある。

上記した６種の血球分離フィルター（実施例１〜４、比
較例１，２）に対し、プールしたヒト濃厚赤血球をそれ
ぞれ５００−ずつ落差１６０ｃｍの・重力濾過条件で流
し、血液を流し終えるまでの時間（処理速度）、フィル
ターを通過した白血球および血小板の総数について測定
した。用いた濃厚赤血球のへマドクリットは６６％、白
血球濃度は１２０００　／μ２、血小板濃度は２８万／
μｅであった。

結果は第４図イ〜ハに示す、異形度により処理速度はほ
とんど変わらないが、異形度が１．１５以上になると、
白血球および血小板の洩れる量が非常に少なくなること
が判る０本実施例では赤血球輸血を目的とするものであ
り、血小板も輸血されないことが望ましい。

実施例５および比較例３ 血球分離フィルターとして、第３図に示す形状のもので
プレフィルタ−層４がないものを使用した。

血球分離材としては、平均直径が０．８μｍで異形度が
１．４８のもの（実施例５）と１．００のもの（比較例
３）を使用した。素材はポリエステルを用いた。これら
の血球分離材を不織布状に成型し、平均繊維間間隔りが
２．７μｍになるようにした。この不織布状血球分離材
を厚みが７１１ＩＩｌになるように５重ねて、血球分離
材から成るフィルター層４°とし、これをカラム本体１
に充填した。

血液の流れる有効面積は３８ｃｍであった。この後、血
小板を通過させ易くするため、血球分離材から、成るフ
ィルター層にコポリマーをコートした。

コポリマーの合成および不織布へのコーティングは、以
下のように行った。

２−ヒドロキシエチルメタアクリレート（以下、ＨＥＭ
Ａと略称する）とジエチルアミノエチルメタアクリレー
ト（以下、ＤＥＡＭＡと略称する）のコポリマーを通常
の溶液ラジカル重合によって合成した。重合条件として
は、エタノール中のモノマー濃度１モル／ｌで開始剤と
してアゾイソブチロニトリル（ＡＩＢＮ）１／２００モ
ル／ｌ存在下、６０’Ｃで８時間重合反応を行った。

上記ポリマーをＩｇ／ｄの濃度になるようにエタノール
に溶解したものを、前述のフィルターに充填した後、余
分なポリマーを乾燥窒素を送り込むことにより除去し、
さらに、そのまま窒素を送り続け、乾燥した。このフィ
ルターをさらに１６時間真空乾燥した後、血球分離フィ
ルターとした。

コーティングしたＨＥＭＡとＤＥＡＭＡとのコポリマー
中のＤＥＡＭＡ単位の含量は５モル％とした。

上記２種の血球分離フィルターに対し、プール上１−Ｃ
ＰＤ加全血をそれぞれ５００ｄずつ、落差１６０ｃｍの
重力濾過条件で流し、処理速度、フィルターを通過した
白血球の総量と血小板の濃度を測定した。使用した血液
へのへマドクリットは４３％、白血球濃度は６３００／
μ２、血小板濃度は１８万／μ２であった。

その結果、実施例５では処理速度が８分２５秒、白血球
が１．６ＸｌＯ’、血小板濃度が１６，２万／μｌであ
ったのに対し、比較例３では処理速度が１５分２０秒、
白血球が４．７Ｘ１０フ、血小板濃度が１５．１万／μ
ｌであった。すなわち、回収された血小板濃度は、比較
例３でやや下がる程度であったが、処理速度は比較例３
の方が２倍近く長く、また、フィルターから洩れ出した
白血球は、比較例３の方が実施例５より約３倍多かった
。本実施例は血小板を輸血することを想定しており、血
小板はフィルターを通過し、白血球は除去されることが
望ましい。

【図面の簡単な説明】

第１図イ２口および第２図イ３口は異形断を糸の例を示
す模式図、第３図は血球分離フィルＳ−の一例を示す模
式図であり、第４図イ〜ハは１施例１〜４および比較例
１，２の実験結果を示−グラフである。 ｌ・・・カラム本体 ２．２°　・・・枠体 ３．３′　・・・突起 ４・・・プレフィルタ−層 ４°　・・・血球分離材から成るフィルター１５・・・
血液導入口 ６・・・血液導出口 （はか１名）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）平均繊維直径が１０μｍ以下である異形断面糸か
   ら成ることを特徴とする血球分離材。
2. （２）平均繊維直径が１０μｍ以下である異形断面糸を
   主要濾材として、少なくとも１つの血液導入口および少
   なくとも１つの血液導出口を持つ容器に充填してなるこ
   とを特徴とする血球分離フィルター。