JPS58206757A - 血漿分画処理装置 - 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】 本発明は、血漿分画処理装置に関し、さらに評しくけ、
血漿から高分子蛋白を除去するに際し、血漿処理期間中
商い血漿処理能力と分離性能を保持し得る装置に関する
。

近年、腎炎、グツドパスチャー症候群、％発注血小板減
少性紫斑病、重症筋無力症、リウマチ、高ガンマグロブ
リン血症、癌、糖尿病、１ｗ、脂血症、レイノー病、薬
物中毒、肝不全など免疫系の・異常、異常代謝産物、毒
性物質の増加に起因すると考えられるこれら各種疾患の
治療に、血漿交換療法が用いられている。か＼る疾患に
おいては、例えは糸球体腎炎では、循環血液中にある蛾
被合体が育に沈着し、障害を与えるため、血液中９抗体
、免液複合体や炎症反応に伴うフィブリノーゲンなどの
中間産物等の除去が有効と考えられている。またグツド
パスチャー症候群では、抗ＧＢＭ抗体の血中レベルを低
下させ、血漿中の補体、凝固因子の除去が望まれ、また
重症筋無力症では、神経接合部におけるアセチルニリン
レセプターに対する抗体、すなわち免疫グロブリンの除
去、高脂血漿では血液中の低比重リボ蛋白の除去、レイ
ノー症候群ではフィブリノーゲン、マクログロブリンの
除去、リウマチではリウマチ因子、クライオ蛋白の除去
などにより症状の改善および治療効果がみられている、
１ これら疾患における血液中の病因物質または障害物質は
蛋白’Ｊ［源であり、かつ血液浸透圧の維持、イオン、
物質の運搬など生体にとって重要な働きをし、かつ血漿
蛋白質Ｏ６０〜８０チを占める分子量６４，０００（分
子サイズ５８Ｘ１５０ス）のアルブミンよりも分子量の
大きな物質が多いと１゛われており、例えば免疫グロブ
リン、フイブリノーケン、偽−マクログロブリン、免疫
グロブリンと抗原物質、補体との結合物質、すなわち、
象疫複合体、低比重リボ蛋白、クライオ蛋白質など少な
くとも分子蒼白゛万以上の物質、好ましくは分子蓋１６
万近辺のγ−グロブリンの除去が望まれる。

血漿交換療法では、患者から取出された皿故を遠心分離
器またｔよ膜による血漿分離器を用いて血球成分と血漿
に分離し、アルブミンおよびこれら病因物質また＃′ｉ
、障害物質などの不要成分を含む血漿の総てと、正常面
Ｗをは′！１″等菫交換し、患者に血球成分と共に返還
するものである。が＼る血漿の分離交換は、短時間に大
量の血漿を頻繁に父挾する必要があり、通常１．５〜３
時間で３〜６ｔもの血漿を交換している。か＼る血漿交
換療法には、アルブミンを主体成分とする入門の新鮮血
漿が必要であるが、新鮮血漿は極めて高価で、かつ４Ａ
給量の制約および肝炎感染などの危険を伴うなど、将来
、か＼る治療法の発展の障害となる問題が数多く存在す
る。

・　したがって、これら問題の解決のために、自己血漿
中の不要成分のみを分離除去し、アルブミンなどの有用
成分を捨てることなく回収し、体中に返壌する方法が考
えられ、これによって、高価な他人の新鮮血漿を使用せ
ず、かつ肝炎の危険もなく、治療効果を一段と促進させ
ることが可能となる。か＼る方法の一つとして、最も経
済的で、手軽に安全で、かつ連続的に大門の血漿を処理
するものとして、血漿中の大ききの異なる２種以上の物
置全平膜、チューブ状族、中空糸膜などの各種の膜によ
って分離除去、回収することが一般に知られている。

竹に中空糸膜は、人工′Ｐｆ城、血漿分離器、腹水処理
器などの血液体液処理装置に多く使われており、これら
中空糸膜はその多くの利点、例えばプライミングボリュ
ームが小さく耐圧性に優れており、Δらには平膜、テユ
〜プ状換と比較して血液、体液を各膜面に沿って均等に
流すことが可能であり、結果として高い透析ま友は濾過
、分離性能が得られることなどが知られている。一方、
中空糸膜の問題点の一つとしては、人工’ｌｌｔ臓の場
合全例にとると、血液凝固による残血の問題から中空糸
膜内径を著しく小さくで睡ず、２００〜３００μが普通
でるり、血液凝固剤の使用も平膜やチューブ状膜と比較
して多い。中空糸膜を用いた血液、体液の処理に際して
、当該処理血液または体液を中空糸膜の内側に流すこと
は、以下の理由により、か＼る血液、体液処理の常法と
して汎用定着［７ている。すなわち、（１）有効膜面金
てに均等の分配流を供給できる。（２）大きい線速が容
易に得られ、分極濃縮層の形成を抑制し、ｐ過性能、分
画性能の保持に寄与する。（３）均一流のために部分的
Ｓ留、淀みが起り難く、血液の場合凝固が発生し難い。

（４）プライミングボリュームが比較的小さいなどであ
る。一方、当然外側から内側にＰ遇する方法も容易に考
えられ、工業的限外ｒ過等では一部採用されているが、
この場合、見掛けの有効膜面積は中空糸の外径／内径比
だけ計算上増加するが、その他以下のような欠点が血液
、体液処理に関しては生起してくる。すなわち、（１）
中空ポ膜束を用いたモジュールにおいては不均一流とな
り、凝固、蛋白の析出が生起する。（２）不均一流によ
り有効膜面積の利用率が低下する。（３）線速が０の静
水圧い過になるため、血球成分、蛋白、ゲル層の堆積に
より、ｐ過性能、分画性能の低下が著しい。

このような観点から、血液、体液等の処理に際しては、
全て内ｉｔ利用する方式が採用され、現在市販されてい
る装置も全て内側法で実施されている。

ところで、本発明者ら１ま、血液の代りに血球成分を含
まない血漿成分のみを膜によって浄化する装置について
鋭意研究を重ねてきた。その研究過程において本発明者
らは、従来通り　中空糸膜の内側から外側へＶ遇する方
式を当然のことながら採用していた。ところが驚くべき
ことには、処理方法を逆にして中空糸膜の外側から内側
に血漿を流したところ、ある種の中空糸膜について前述
の外輪から流すことの不利を一掃するような予想外の結
果が得られた。すなわち、内側法と外側法の性能比較を
行ったところ、前述の見掛の膜面積の差異を勘案しても
、′濾過性能保持力、分画性能、分画性能保持力等の面
で異なることが見出された。

ここで、本発明者らは、この種の中空糸膜の性能に着目
し、これらについて異方性選択透過中空糸膜と名付け、
以下のように定義する。

すなわち、本発明の装置において示されている異方性選
択透過中空糸膜とは、中空糸膜の内側よりも外側に血漿
を供給したとき、その膜面積の蒙因以上に、膜の目詰り
が少なく限外ｐ過圧力の上昇が少ないもの、限外濾過性
能の優れたもの、血漿中の各蛋白質の分離、分−性の優
れたもの、あるいはこれら緒特性のうち少なくとも一つ
全満足する中空糸膜を意味する。

このような中空糸膜の外側に血漿を供給することによっ
て得られる全く新しいこれらの事実の他に、その利点と
しては、例えは血液の場合と異なシ内径を可能な限り小
さくし小型化が口Ｊ能であること、また中空糸膜の外衣
面金化１学的、物理的処理を行うことによって中空糸膜
の改良処理が′＆易でおること、また第２段目い過膜の
処理液（ｆ−密生的な中空光膜内部より取出し、体に杏
注入することから安全性も高いこと、さらには中空糸膜
の外側、すなわち、外壁を洗浄することによりｐ過残ｗ
物の除去が容易な場合があること等が挙げられる。

以上述べた如く、本発明は、従来、血液体液処理では全
く用いられていなかった中空糸膜の外側よりのｐ遍會ア
えて血漿に適用したために、全く予想に反して血漿の限
外ｐ過圧保持率、限外Ｐｉｉ４に保持率および分画能保
持力が大巾に向上し、中空糸膜が異方性選択透過となる
ことを見出したことに基づくものである。すなわち、本
発明は、分ｌＩＭｌｒべ＾血漿をか＼る異方性選択透過
中空糸膜の外側に供給し、該中空糸膜の内−から分−濾
過を訛出させる血漿分画処理方法ならびに装置に関する
ものでるる。

以トー図面および具体例によって本発明装置の詳細を説
明する。第１図は本発明の装置の一実施態様をボす説明
図である。人体から採取された血液は、例えば藺品名Ｃ
ｅｌｌｔｒｊｆｕｇｅ　（トラヘノール社製）の如き逮
ＩＬ？分Ａｔ器または孔性０．２μのセルロースアセテ
ート中空糸膜の膜分離器（商品名：プラズマフロ〜、旭
メディカル社製）によって血球と血漿に分離され、次い
で、該分離血漿は血漿導入部１から本発明装置２の導入
口５に送られる。

装９２は多数の中空４Ｍ４が収納され、その両末端はポ
リウレタンの如き接着剤５で装置２と接着固定され、か
つその中空糸膜の一部６＃′ｉ接着剤で一口部が閉じら
れ、他端７Ｆｉ開口している。開目他端にはｐ液排出口
８をもつノズル９と接合しキャップ１０で、また一端は
キャップ１１で固定されている。

か＼る装置２の中空糸膜４の外側に供給された血漿は、
該中空糸膜の内＠１２から分画ｐ液となってｐ液排出口
８から外部へ込シ出される。−万、膜を通過しない濾過
残血漿は、沖過残血漿出Ｅ」１３から外部１４へ排出さ
れるが、このとき濾過残皿漿の一部または全てを、点線
で示す循環系路１５および循環ポンプ１６によって本装
置の導入［」に返してもよい。まｆｃ濾濾過面血漿外部
に排出り、　／ｊいか、または再循環させないとき、す
なわち全濾過的な使い方をしてもよく、このときは弁１
７は閉じる。

本発明装置においては、Ｆ液排出口８、血漿導入口５お
よびｐ過残血漿出口１５は１個以上多数個でもよく、ま
た全濾過的な使い方をする場合には、＠１図木兄明装置
のｐ過残血漿出口１３を設けなくてもよい。

つぎに、先に本発明で定義した異方性選択透過中空糸膜
について、その具体例を示すと、後述の実施例に示した
中空糸膜で第１図と同じ形状の有効長１８ｃ＊、外径基
準および内径基準膜面積で１．６ゴのＡ、Ｂ２種の中空
糸膜モジュールを作成し、モジュールＡＦｉ中空糸換の
外側に血漿を流す第１図の装置とし、モジュールＢは従
来の中空糸膜の内側から血ｇＸを流す方法のために、Ｆ
液排出口８に血漿導入部１を連結した装置とした。か＼
る各々の装置に全濾過方式にて、蛋白濃度５％の牛血漿
を！１０℃条件下で、供給速度５０ｗＬｔ１分にて５時
間連続供給した。このときモジュールの限外Ｐ過圧（”
　Ｈｇ　）　、血漿の限外濾過ｉｔ（／−）および血漿
中のアルブミンと分子量巨万以上の高分子蛋白成分の膜
の透過率（Ｉｔ）、および回収率（−）を経時的に求め
、第５〜６図に示した。限外濾過圧はモジュールの血漿
導入部の圧力を、各蛋白成分の透過率および回収率は東
洋曹達社製液体クロマトグラフィーＨＬＣ−８０１Ａ（
カラムＳ　Ｗ　−５０００Ｘ　１本、＃離液に燐酸緩衝
液使用）によるクロマトグラフから解析した。すなわち
、第２図実線は牛血Ｍｔ５チ溶液１液）１００倍希釈液
の准りロパタ―／であり、点線は沖液血漿１００倍布釈
液のパターンである。今、開始後時間ｔにおける母液お
よび沖液のアルブミン、高分子蛋白質の液クロビーク面
積を各々ＡＡ’　ＡＪｌＭＷ　％　Ａ’Ａ　％　Ａ’１
ｉｌＪＷとし、モジュールへの血漿供給速度をＱＰ　（
ｍ／分）、血漿供給速度をＱＦ（ｓ／／分）とすると、
その時のアルブミンおよび＾分子蛋白の透過率ＳＡ　（
９６）、ＳＨＭＷ　（−）は、 また、その時点までの回収率　ＲＡ　（％　）　、ＲＨ
ＭＷ（優）＃′ｉ、 より求めた。第５〜６図において、実線はモジュールＡ
による中空糸膜の外側に血漿を供給した場合、点＃Ｍｒ
まモジュールＢによる中空糸膜の内側に皿ＭＬヲ供給し
た場合の結果である。例として、とｉｔらの図に不丁如
く、中空糸膜の外側から内側にｎｉを供給し分離したも
の＼方が、従来の予測に反し限外濾過圧の上昇が遅い、
すなわち、膜の目粘りが起りにくく限外濾過菫も大きく
、アルブミンと尚分子蛋白の透過′４および（ロ）収率
の差が太きく、シたがって、これらの物質の分画性が優
れている。か＼る事実からも明らかなように、中９光−
の内貴と外側とでか＼る緒特性に差がおること、すなわ
ち、中空糸膜の性質、性能に異方性をもつという駕〈べ
＠４１夾を見出した。

また、か＼る血漿蛋白の通過を規制する膜の分画分子量
は、通常各種分子量球状蛋白質の希薄溶液の濾過により
求められるが、測定条件、分析力法等で若干表示が異な
ったものとなる。

本発明者らは、濾過に使用する標準′＃ｌＪ質として、
チトークロニムＣ（分子量１２，４００　）　、血清ア
ルブミン（６７，０００）、α−グロブリン（１’６，
００１Ｊカタラーゼ（２５２，０００）、フェリチン（
４４０，０００サイログロブリン（６６９，０００）お
よびブルーデキストラン（２，０００，０００線状多糖
類）を選び、それぞれの溶質を膜で濾過し九ときの阻止
率より分画分子量を求めた（萩原文二、橋本光−編「膜
による分離法」講峰社サイエンティフィック、１９７４
参照）。

これらの蛋白質は、局方生理食塩水溶液に俗解して０．
０２５．　ｑ４とし、濾過圧２００１１１Ｈｇの全ｔＩ
５過で、５０分後に得られるｐ液の蛋白１１１１度をロ
ーリ−による方法で、波長７５０　ｎｍの分光光度法で
定量を行い、阻止率を求める。プループキストラ／はＰ
液をそのま＼波長２８０　ｎｍで定量分析かできる。各
種分子量蛋白質の阻止率が判ると、これを分子量を対数
目盛とした片対数グラフにプロットし、グラフより、阻
止率？５％に相当する分子量を膜の分−分子量と定義す
る。ただし、実際に膜分離に使用する血漿の場合は、蛋
白濃度が高く、希薄溶液の１００倍近くも濃い溶液であ
り、この）　ような濃厚溶液を使用した場合の分画分子
量は−）、般に低下する。

本発明の装置で使う膜は、分子量巨万以上の高分子物質
をカットする膜であり、分画分子量で現わせば上限が２
６万〜５′ｆｉ万に相当する膜である。

また一方、２０万以下の一分子物質をカットする小孔径
の膜では、高分子蛋白質の阻止率は向上するが、アルブ
ミンの回収率が低く好ましくない。

膜の素材は、例えばセルロースアセテートなどのセルロ
ース系膜、およびポリビニルアルコール、エチレンビニ
ルアルコール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリ
ロニトリル、ポリカーボネート、ポリスルホン、ポリ弗
化ビニリデン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリア
ミド、ポリエスプルなどの合成＾分子系多孔膜である。

これらの多孔膜は、すでに公知の技術で得ることができ
るが、例えば代表的な例として、特開昭５５−１３１０
２８、％開開５２−８４１８３に開示された方法で得る
ことができる。該中空糸膜は血液中の血球成分が漏れな
い大きさの孔径をもち、１述の分画分子量の範囲を満足
し、走査型電子顕微疵などの顕微鏡でｗｌ、察して中空
糸膜の外側の孔径が内側の孔径よりも小さなものである
が、か＼る異り性選択透過中空糸繰は、必ずしもこのよ
うな形のものに限定されるものではない。

か＼る中空糸膜はプライミングボリュームの小型化、耐
圧性向上のために内径は小さｂ方がよく、１０〜１５０
０μ、好ましくは３０〜８００μの範囲であり、膜厚は
５〜１０００μ、好ましくは１０〜５００μである。ま
た、中空糸膜の外側の空間が余りにも大きすぎると、血
漿の死れがスムーズでなく泥みが生じ好ましくない。よ
って、中空糸膜の内側のプライミングボリューム（Ｖｉ
）と外側のそれ（Ｖｏ）の比Ｖｏ　／　Ｖｉは１．０〜
５．０、好ましくは１．１〜３．０である。

以上、本発明に示す如く、分画すべき血漿を異方性選択
透過の中空糸膜の一外側に供給し、該中空糸膜の内側か
ら分−Ｆ液を流出させる血漿分画処理装置ｉ１１に用い
ることにより、高い限外濾過性能で膜の目結りも少なく
、かつ限外濾過圧の急激な上昇が防止でき、アルブミン
の回収率（ＲＡ　）およびアルブミン、鍋分子蛋白質の
分離性が着しく向上することが判った。

以下、本発明の実施例を挙けて説明する。

１□ セルロースアセテート（Ｅａｓｔｍａｎ社製ＣＡ−５９
４−４５）　１６．８チ、溶媒としてアセトン３４．７
チおよびメタノール８．４％、さらに塩化カルシウム２
水塩１３．７　％、シクロヘキサノール２６．４　％か
らなる原液を特開昭ｓ　２−８４　ｔ　８５ＫｔＡ不畑
れた方法によって環状紡口から吐出させ、内径５５Ｑμ
、膜厚１６０μの中空糸膜を得た。この中空糸膜を４２
００本束ね、両末端をつ”レタンで固矩（２、有効長１
８ｃｒｎ、外径基準で南効膜面槓１．６７７１″の第１
図に示すモジュール２を作成し、中空糸膜の夕を輛から
血漿を流す第１図に示・す第１の装置に組立てた。−力
、中空糸膜の内側から血漿を流す従来の装置を比較例と
するために、この中空糸膜８０００本、有効長１８ｃｒ
ｎ、内径基準で有効膜面積１．６ゴの第１図２と同形態
のモジュールを作成した。かかるモジュールにおいて、
血漿導入部１をモジュールのＰ液排出口８に連結し、濾
過残血禁出■１３をＦ液排出口とし、血漿導入口３を閉
じた第２の装置を組立てた。

次にヘマトクリッ）４５％、ヘパリン１力琳位１を添加
生新鮮血を孔径０．２μ、膜面積０．５ゴのセルロース
アセテート中空糸型血漿分離器（商品名、プラズマフロ
ーＨｉ−０５、旭メディカル社製）に流量１００ｄ／分
で供給し、限外濾過圧８０ｋａＨｇで血漿分離し、蛋白
濃度５チの血）Ｍｔを作成した。

この血漿を、例えば上述の第１の装置の場合は弁１０ｔ
−閉じた状態、すなわち全濾過方式で、また第２の装置
も同様な条件で、６０℃、５０ｍ１／分の速度で３時間
連続供給処理した。このとき、血漿中のアルブミン、分
子量白刃以上の高分子蛋白成分の回収率は、萌述の東洋
ＶＩ達社製液体クロマトグラフィーＨＬＣ−８０１Ａ（
カラムｓｗ−ｓ　ｏ　ｏ　。

×１本、溶離液に燐酸緩南液便用）によるクロマトグラ
フから（３）、（４）式を用い解析した。この場合、こ
れらの値はスタート後３時間口までのＰ液血漿をプール
したものを用い測定した。ま九、血漿総蛋白濃度はピッ
レット法にて測定した。結果を第１表に示す。第１表に
おいて、ＱＦＴｉま全血漿の限外Ｐ液’ｍ　（ｔ　）、
Ｐは濾過器の到達圧力（ｉｎＨｇ）、ＩＲム−ＲＨＭＷ
Ｉはアルブミンと＾分子蛋白の回収率の差で分画性を示
すメジャーである。

第１表 この結果から、比較例では、ボ／プの供給能方圧以上に
急激に濾過装置の圧力が上昇し、処理能力が低下すると
共に、分離性が悪い。これに対し、本発明の装置では、
アルブミン回収率がよく、かつ分離性が飛躍的に向上シ
フ、目詰りも少ないことが判った。

また、前記装置は４℃に冷却したクライオ血漿について
も同様に優れた効果が得られた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明装置の一実施態様を示す説明図、第２図
は牛血漿およびＦ液血漿の液クロパターン、第５〜６図
は本発明装置と従来の方式による装置に牛血漿を供給し
た場合の限外濾過圧、限外沖過普、透過率、回収率をが
ナグラフでおる。 １・・・・・・直撃導入部、２・・・・・・本発明装置
、５・・・・・・尋人目、４・・・・・・中空光膜、５
・・・・・・接着剤、６・・・・・中空糸の一端、７・
・・・・・甲窒糸の他端、８・・・・・Ｐげ排出口、９
・・・・・・ノズル、１０．１１・・・・・・キャン／
、１２・・・・・・中仝糸膜の内仙ｊ、１３・・・・・
・濾過へ血漿出口、１４・・・・・・外部、１５・・・
・・・循環糸路、１６・二・・・循環ポンプ、１７・・
・・・・弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 分画すべき血￥Ｌを異方性選択透過中空糸繰の夕ｊ側に
   供給し、該中空糸膜の内側から分画Ｆｉｆｆｌを流出さ
   せる血漿分画処理装置。