JPS5836624B2 - 血液処理用吸着剤 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、血液中の黄痕色素などの蛋白結合性代謝産
物を吸着できる新規な血液処理用吸着剤に関する。

体内で生産される代謝最終産物は、血液により運搬され
て、肝臓もしくは腎臓を介して体外に放出される。

このいずれかの臓器が失調をきたすと排泄不全の状態と
なり、疾患臓器が腎臓であれば尿毒症となり、肝臓であ
れば胆汁うつ滞型肝炎、胆道閉塞症、生理的新生児黄痕
、クリグラー・ナジャール症候群、ルツセイ・ドリスコ
ール症候群、母乳黄痕などとなる。

腎臓の機能の失なわれた患者には、透析膜により血液透
析を施すことにより、劇的な救命効果が得られることは
周知のところである。

また肝臓に関しては、急激な症状進行をともなう肝炎、
いわゆる劇症肝炎にともなう脳神経症状の改善に、マイ
クロカプセル化活性炭を用いた体外循環が有用であるこ
との発見は記憶に新しい。

このマイクロカプセル化活性炭法および血液透析法を伴
用することにより、数多くの終末代謝物質が吸着および
透析除去することが可能がある。

しかし血中には、これら既存の血液浄化方法では効率よ
く除去することの困難な代謝物質が存在する。

その代表例は非抱合ビリルビンである。非抱合ビリルビ
ンは、血中では主にアルブミンに吸着して存在しており
、その吸着状態は疎水結合とイオン的な結合とのかさな
りであると理解されている。

また非抱合ビリルビン以外の蛋白吸着性の終末代謝産物
も、いまた十分同定はされていないが、種々の疾患の原
因となっているものがあると考えられている。

一方本発明者らは、すでに、血漿、血清および腹水中か
ら非抱合ビリルビンなどの蛋白吸着性物質を除去するに
あたり有効な吸着分離剤として、２重量％〜９９重量％
の架橋重合性単量体と、９８重量％以下のモノビニル単
量体からなる単量体混合物を共重合して得られ、平均孔
径が５００〜６ｏｏｏＡである多孔性共重合体からなる
吸着剤を見出した。

この吸着剤は非抱合ビリルビンのほか、蛋白吸着性色素
インドシアニングリーンなども良好に吸着した。

この吸着の機構の詳細は、以下のように予想される。

非抱合ビリルビンは水に対する溶解度が低く、血清アル
ブミン表面に吸着して血漿蛋白水溶液中に存在している
とされており、見かげ上大分子として振舞う。

したがって上記吸着剤と接触すると、この非抱合ビリル
ビンは孔径ｌ０００久以上と思われる多孔性共重合体内
の比較的大きな札内に拡散浸透してゆき、そこで非抱合
ビリルビン、血清アルブミンおよび多孔性共重合体内表
面の間の分配比率によって吸着が起ると考えられる。

また著明ではないが、吸着剤に血漿蛋白が吸着する現象
も認められる。

これから、上述の多孔性共重合体内部の孔内表面に吸着
した血漿蛋白質が、非抱合ビリルビンの受け渡しをつか
さどっていることが予想される。

しかし、上記吸着剤は、直接血液と触れさせた場合、吸
着剤の多孔体表面に多数の血小板付着をきたし、十分な
吸着効果が得られず、かつ血小板は著しく減少し、多孔
体表面で変性した血小板の一部は凝集状態で血中に流出
し、血栓症を起こす、など幾多の問題を生じ、直接血液
に触れさせることは不可能であった。

そこで本発明者らは、上記多孔性共重合体からなる吸着
剤と血小板の作用、それらに対する血漿蛋白の関与など
に鋭意検討を加えた結果、上記吸着剤の蛋白吸着性物質
の吸着除去能を低下させることなく血小板減少を著しく
抑制できる新規な血液処理用吸着剤を見いだし、この発
明を完成するにいたった。

すなわちこの発明は、２重量％〜９９重量％の架橋重合
性単量体と、９８重量％以下のモノビニル単量体からな
る単量体混合物を共重合して得られ、平均孔径ｄが５０
０久〜６０００穴であり、孔径０．５ｄ〜２ｄの範囲に
はいる孔の体積が全気孔量の６０％以下である孔径分布
を示し、全単量体に対する架橋重合体単量体の重量百分
率をＸ％とするとき、乾燥重量体１２当りの全気孔量が
０．ＩＶ／Ｙｍｌ〜１．５Ｓ／Ｘｍｌテある多孔性共重
合体テあり、しかも上記共重合体表面にヒトアルブミン
もしくはヒトβリポプロテインから選ばれた血漿蛋白質
が吸着不溶化されていることを特徴とする血液処理用吸
着剤である。

この発明でいう蛋白吸着性物質とは、蛋白質に吸着しや
すい物質をいう。

血液中に存在するものとしては先にあげた非抱合ビリル
ビンなどの代謝物質、その他生理活性物質や色素類など
がある。

本発明の多孔性共重合体の構成成分であるビニル単量体
としては、殆んどすべてのビニル単量体が該当する。

すなわち、スチレン、メチルスチレン、シフエニルスチ
レン、エチルスチレン、ジメチルスチレン、ビニルナフ
タリン、ビニルフエナントレン、ビニルメシチレン、３
・４・６−４’Ｊメチルスチレン、ｌ−ビニル−２−エ
チルアセチレン等の炭化水素化合物：クロルスチレン、
メトキシスチレン、プロムスチレン、シアノスチレン、
フルオルスチレン、ジクロルスチレン、Ｎ−Ｎジメチル
アミノスチレン、ニトロスチレン、クロルメチルスチレ
ン、トリフルオルスチレン、トリフルオルメチルスチレ
ン、アミノスチレン等のスチレン誘導体：メチルビニル
スルフイド、フエニルビニルスルフイド等のビニルスル
フイド誘導体：アクリロニトリル、メタクリ口ニトリル
、α−アセトキシアクリロニトリル等のアクリロニトリ
ル誘導体：アクリル酸、メタクリル酸：アクリル酸メチ
ル、アクリル酸ラウリル、アクリル酸クロルメチル、ア
セトキシアクリル酸エチル等のアクリル酸エステル：メ
タクリル酸シクロヘキシル、メタクリル酸ジメチルアミ
ノエチル、メタクリル酸グリシジル、メタクリル酸テト
ラヒドロフルフリル、メタクリル酸ヒドロキシエチル等
のメタクリル酸エステル：マレイン酸シエチル、フマル
酸シエチル：メチルビニルケトン、エチルイソプロペニ
ルケトン等のビニルケトン、塩化ビニリデン、臭化ビニ
リデン、シアン化ビニリデン等のビニリデン化合物：ア
クリルアミド、メタクリルアミド、Ｎ−ブトキシメチル
アクリドアミド、Ｎ−フエニルアクリルアミド、ジアセ
トンアクリルアミド、Ｎ−Ｎ−ジメチルアミノエチルア
クリルアミド等のアクリルアミド誘導体：酢酸ビニル、
酪酸ビニル、カブリン酸ビニル等の脂肪酸ビニル誘導体
：チオメタクリル酸フエニル、チオアクリル酸メチル、
チオ酢酸ビニル等のチオ脂肪酸誘導体：さらにＮ−ビニ
ルスクシンイミド、Ｎ−ビニルピロリドン、Ｎ−ビニル
フタルイミド、Ｎ−ビニルカルバゾール、ビニルフラン
２−ビニルベンゾレフラン、ビニルチオフエン、ビニ
ルイミダゾールメチルビニルイミダゾール、ビニルピラ
ゾール、ビニルオキサゾリドン、ビニルチアゾール、ビ
ニルテトラゾール、ビニルピリジン、メチルビニルピリ
ジン、２・４−ジメチル−６−ビニルトリアジン、ビニ
ルキノリン等の異節環状ビニル化合物がある。

もう一方の構成成分である架橋重合性単量体としては、
ジビニルベンゼン、ジビニルトルエン、ジビニルキシレ
ン、ジビニルナフタリン、ジビニルエチルベンゼン、ジ
ビニルフエナントレン、トリビニルベンゼン、ジビニル
ジフエニル、ジビニルジフエニルメタン、ジビニルジベ
ンジル、ジビニルフエニルエーテル、ジビニルシフエニ
ルスルフイド、ジビニルジフエニルアミン、ジビニルス
ルホン、ジビニルケトン、ジビニルフラン、ジビニルピ
リジン、ジビニルキノリン、ジ（ビニルピリジノエチル
）エチレンジアミン、フタル酸ジアリル、マレイン酸ジ
アリル、フマル酸ジアリル、コハク酸ジアリル、炭酸ジ
アリル、シュウ酸ジアリル、アジピン酸ジアリル、セバ
シン酸ジアリル酒石酸ジアリル、ジアリルアミン、トリ
アリルアミン、リン酸トリアリル、トリヵルバリル酸ト
リアリル、アコニット酸トリアリル、クエン酸トリアリ
ル、Ｎ−Ｎ’一エチレンジアクリルアミド、Ｎ・Ｎ′−
メチレンジアクリルアミド、Ｎ−Ｎ’一メチレンジメタ
クリルアミド、エチレングリコールジメタクリレート、
トリエチレングリコールジメタクリレート、ポリエチレ
ングリコールジメタクリレート、トリメチロールプロパ
ントリメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラメ
タクリレート、ｌ・３−ブチレングリコールジアクリレ
ート、１・６−ヘキサンジオールジアクリレート、トリ
メチルプロパントリアクリレート、ペンタエリスリトー
ルテトラアクリレート、トリアリルイソシアヌレート、
■・３・５−トリアクリ口イルへキサヒドロ−１・３・
５−トリアジン、ジアリールメラミン等があげられる。

これらの架橋重合性単量体の含量は２重量％〜９９重量
％好ましくは５重量％以上であり、架橋重合性単量体の
含量が低すぎると共重合体の膨潤収縮度が大きくなり機
械的強度が低下する。

この多孔性共重合体自体の構造は、平均孔径、孔径分布
、全タ孔量等により特定される。

平均孔径は５００Ａ〜６ｏｏｏＡの範囲にあることが必
要である。

平均孔径が小さすぎる場合は、蛋白吸着性物質の吸着量
、吸着速度共に低く、又過大な孔径のものは共重合体の
強度が低下し非実用的であり、かつ表面積が過小になり
性能は落ちる。

平均孔径と共にその孔径分布も重要な因子であり、平均
孔径をｄとするとき、孔径が０．５ｄ〜２ｄである孔の
体積が全気孔量の６０％以下、好ましくは５０％以下で
ある事が好ましい。

この値の下限には特に制限はないが、平均孔径付近の孔
が最も多いので必然的に２０％以上となる。

０．５ｄ〜２ｄである孔の体積が６０％以下であること
は、蛋白吸着性物質の吸着剤内部への浸透に必要な大き
な孔、および該物質の吸着部位となるであろう小さな孔
をあわせ持つ状態を作り出し、効果的な吸着現象の発現
の単に必要な要件である。

気孔量に関しては、全単量体に対する架橋重合性単量体
の重量％をＸ％とする時、乾燥重合体ｌグ当りの全気孔
量がｏ．ｉｖ／Ｙｍｌ！〜１５ｖ／Ｙ況ｌであることが
必要である。

孔量が少なすぎると十分な吸着表面を提供することがで
きず、また、過犬な孔量は共重合体の機械的強度を低下
させるのみならず、単位体積の共重合体当りの吸着量を
かえって低下させる。

本発明で採用した多孔特性、すなわち平均孔径、孔径分
布、気孔量、比表面積の測定法は、水銀圧入式ポロシメ
ーターによった。

本発明において、孔とはその孔径が４０久以上の表面か
らの連通孔と定義し、気孔量、表面積もその孔に由来す
る値である。

また、平均孔径はｄｖ／ｄ ｌｏｇ ｒの値が最大値と
なるｒの値と定義する。

ここでｒは孔径、■はポロシメーターで測定した累積気
孔量である。

そこで本発明者らは、該多孔性共重合体と血小板との作
用、それらに対する血漿蛋白の関与等に鋭意検討を加え
、該多孔性共重合体の蛋白吸着性物質の吸着除去能を低
下させることなく血小板減少を著明に抑制する方法を発
見し、本発明を完成するに至った。

本発明に用いられる血液処理用吸着剤は、上記多孔性共
重合体にあらかじめ血漿蛋白質を吸着させ、そののち架
橋性試薬などにより、吸着させた蛋白質を＝部変性不溶
化することにより得られる。

血漿蛋白質として好ましいのは、ヒトアルブミン、ヒト
βリポプロテインである。

架橋性試薬としては、アリファテイツクジアルデヒド類
として、グルタルアルデヒド、グリオキサール、マロン
ジアルデヒドなど、イミドエステル類、二反応性アシル
化試薬としてジカルボン酸ニトロフエニルエステル、フ
エニルー２・４−ジスルフオニルクロライド、α−ナフ
チル−２・４−ジスルフオニルクロライドなど、二反応
性インシアネートとしてキシレンジイソシアネート、ト
ルエン−２・４−ジイソシアネート、トルエン−２−イ
ンシアネート、３−メトキシジフエニルメタン−４・４
′−ジイソシアネート、２・２′−ジカルボキシ−４・
４′−アゾフエニルジインシアネート、ヘキサメチレン
ジイソシアネートなど、二反応性アリルハライドとして
はｐ−ｐ’−ジフルオロ−ｍ −ｒｄ−シニトロジフエ
ニルスルフオン、１・５−ジフルオロ−２・４−ジニト
ロベンゼンなど、二反応性アルキルハライドとしては２
・２′−ジカルボキシ−４・４′−ジョードアセタミド
アゾベンセン、Ｎ−Ｎ′−シブロモアセチルフエニルサ
イドラジン、１・２−ジ（プロモアセチル）アミノ３−
フエニルフロパン、Ｎ−Ｎ’−ジ（ヨードアセチル）一
ポリメチレンジアミンなど、二反応性マレイミド誘導体
として、Ｎ−Ｎ’−（１・３−フエニレン）ビスマレイ
ミド、Ｎ−Ｎ’−（１・２−フエニレン）ビスマレイミ
ド、アゾフエニルジマレイミド、Ｎ−Ｎ’−へキサメチ
レンピスマレイミド、ビス（Ｎ−マレイミドメチル）エ
ーテルなどが用いられる。

好ましくは、アリファテイツクジアルデヒドであるグル
タルアルデヒドが用いられる。

以下に吸着剤の調製方法の例を示す。

まず多孔性共重合体にあらかじめ血漿蛋白質を吸着させ
る。

その後、中性域のｐＨを有する緩衝液で良く洗浄し、架
橋性試薬を添加し、吸着した血漿蛋白質を一部架橋変性
させる。

その後、生理的食塩水で良く洗浄をほどこす。

この吸着剤を用いて血液処理装置を製造する際は、血液
潅流用容器に吸着剤を充填し、日本薬局方に示される１
２１℃、２０分間の処理を施す。

本発明に示される血漿蛋白質を吸着架橋させた血液処理
用吸着剤は、血小板吸着性をよく抑制した。

またこの吸着剤が基本的に有する吸着特性、たとえば、
非抱合ビリルビンの乾燥樹脂重量あたりの飽和吸着能は
、ほとんど減少してＬ・なかった。

本発明に開示された、吸着効果および血小板等の保護効
果の詳細は解明されていないが、以下のような機構が予
想される。

血漿蛋白質の、吸着剤への表面吸着現象が認められるが
、これは主に外表面もしくは多孔性共重合体内の比較的
大きな孔表面に吸着するのであろう。

ここで主要な役割をはたすのは血漿蛋白質の５？）’７
ルブミン、βリポプロテインのような運搬機能を有する
疎水領域をもった蛋白質であろう。

そしてこれらの蛋白質がより細孔内への非抱合ビリルビ
ン等の蛋白吸着性物質の浸透拡散の受け渡しをになって
いると思われる。

それゆえ、多孔性共重合体表面に吸着不溶化させる血漿
蛋白質としては、疎水領域を有する蛋白質が用いられ、
より好ましくはヒトアルプミンもしくはヒトβリポプロ
テインが用いられる。

血小板の吸着剤表面への粘着作用の抑制効果は、血液を
通液させる前に、血漿もしくはアルブミン溶液をあらか
じめ通液させることにより、わずかに改善をみる。

（比較例２）しかし、吸着剤表面への血漿蛋白質の吸脱
着は可逆的なものであるから、血漿蛋白質を架橋性試薬
により不溶化させることにより、はじめて著明な抑制効
果を獲得できる。

吸着剤の粒径は特に制限はないが、直径２００〜１００
０ミクロンが好ましい。

直径が２００ミクロン以下では、液体を通液することに
より圧密化をきたし易く、１０００ミクロン以上では良
好な吸着効果が期待できない。

第１図および第２図は、本発明の血液処理用吸着剤を使
用した液体浄化装置の−ｆｌＪを示す。

第１図はその＝部切損斜視図、第２図はその縦断面図を
示す。

本装置は対称な出入口を有する筒状の外形を有し、１は
血漿蛋白質を吸着不溶化した本発明の血液処理用吸着剤
、２は外筒部、３はノズル締めつげリング、４は液体導
入および導出口、５は吸着剤を固定しておくためのメッ
シュ、６はメッシュを溶着したリング、７および８はリ
ングを締めつげるシリコンパッキングである。

実施例 １ 還流冷却器、ステンレススチール製二板羽根攪拌器、温
度計を備えた３ｌの三口フラスコに、ジビニルベンゼン
（純度５６％、不純物としテ４４％のビニルエチルベン
ゼンを含む、以下５６％ジビニルベンゼンと記−ｊ）Ｉ
ＯＯＰ、フタル酸ジオクチル３００？、アゾビスイソブ
チロニトリル１グを加え、均一溶液にする。

さらに部分ケン化ポリビニルアルコール（粘度２ ３
ｃｐｓ ，ケン化度８８％）１５グ、塩化ナトリウム６
０グを溶解した蒸溜水１５００Ｐを加え、２ ５ Ｏ
ｒｐｍの回転数で攪拌を行ないながら、６０℃で１時間
、７０℃で２時間、８０℃で２時間、さらに９０℃で４
時間加熱した。

反応中＝定時間ごとに反応混合物をサンプリングして、
そのベンゼン抽出物をガスクロマトグラフにより分析し
て残存単量体を定量し、重合率を測定したところ、上記
の条件で９８％以上の重合率であることが確認された。

生成した共重合体は良好な球状をしており、直径６０μ
〜７００μの範囲にあった。

ふるいを用いて湿式分級を行い、３００μ〜６００μの
範囲のものを分取し、アセトンおよびエタノールで未反
応の単量体液体等を除去した。

その一部をとり減圧下６０℃で１８時間乾燥し、※ポロ
シメーター用の試料とした。

残りの共重合体は０． １ Ｍ， ｐＨ ７． ２
’）ン酸緩衝液に懸濁した。

このもののカサ比重は０．１６、平均孔径２５００穴、
気孔量２．５５ｍｌ／？と測定された。

また、孔径が１２５０久から５００ＯＡの間の気孔量は
０．８４ｍｌ／グであった。

上記多孔性共重合体１００ｍｌにヒト由来の血漿（ ３
． Ｏ ｆ？ ／ｄｌ ノ７ ルブミンオヨび０． ３
２ ？／ｄｌノβリポプロテインを含む）３００ｍｌ
を添加し、１時間３７℃で放置し、しかるのち、０．１
Ｍ，ｐＨ７．２リン酸緩衝液３ｌを用いて洗浄をほどこ
した。

その後その多孔性共重合体をふるいを用いて分けとり、
２．５％のグルタルアルデヒドを含ム０．１Ｍ，ｐＨ７
．２’）ン酸緩衝液ｌｌに浸漬し、１時間３７℃で放置
した。

その後生埋的食塩水１０Ｊを用い良く洗浄をほどこし、
本発明の吸着剤を得た。

第１図および第２図に示される容器に上記で得られた吸
着剤を充填し、日本薬局方に示される１ ２ １ ℃２
０分の高圧蒸気滅菌を施した。

このものに、血液１ ｒｕｌあたり５単位のヘパリンに
より抗凝固処理をほどこした新鮮牛血液に非抱合ビリル
ビンを血漿ｌＯＯｍｌあたりｌＯｍ９となるように溶解
した血液を、１００ｍｌ／ｍｉｎの流速で通液し、通過
前後の血小板数の減少度、非抱合ビリルビンの吸着によ
る濃度変化を測定した。

この結果を第１表に示す。

その他の血液成分の生化学データに、著明な変動は認め
られなかった。

実施例 ２ 実施例１で用いたフラスコにヒドロキシアパタイトｌ
Ｏ Ｐ、ヒドロキシメチルセルロース１０ｒ、塩化ナト
リウム２０グ、蒸溜水２０００ｍｌを加え攪拌し、溶液
を均一にしたのち、この水溶液を２ ０ Ｏ ｒｐｍで
攪拌しつつ、その中に５６％ジビニルベンゼン３ ６
ｆ、スチレン６４？、トルエン８８グ、インオクタノー
ル１３２グ、過酸化ベンゾイル１ノの均一溶液を一気に
加えた。

６０℃で１時間、７０℃で２時間、８０℃で２時間、さ
らに９０℃で２時間反応を行った。

アセトン、エタノールおよび生理的食塩水で十分な抽出
および水洗を行ったのち、３００μ〜６００μの範囲の
ものを分取した。

このものの性質は平均孔径６００久、気孔量１．４６ｍ
ｌ／ｒ、３００人から１２００穴の径の孔にもとすく気
孔量は０． ６ ６ ｍｌ，／ ？、カサ比重は０．１
８であった。

この多孔性共重合体１００ｒＩＬｌにヒト由来のアルブ
ミン３′？／ｄｌの溶液を添加し、３７℃で１時間放置
し、しかるのち０．ＩＭ，ｐＨ７．２リン酸緩衝液３ｌ
を用（・て洗浄をほどこした。

そののち実施例１と同様の方法で蛋白質の不溶化を行い
、吸着剤を得た。

以下、容器充填、滅菌操作等、実施例１と同様に行い、
実施例１に用Ｌ・たと同様の牛新鮮血液を用い、同様の
方法で血小板の減少度、非抱合ビリルビンの吸着による
濃度変化を測定した。

この結果を第１表にあわせて示した。

その他の血液成分の生化学データの著明な変動は認めら
れなかった。

比較例 １ 実施例■に用いたのと同一の多孔性共重合体について、
血漿蛋白質の吸着操作および不溶化操作をほどこさずに
、実施例１と同一の牛新鮮血液を用い、同一条件で、上
記多孔性共重合体による血小板減少度、非抱合ビリルビ
ンの吸着効果を測定した。

この結果を第１表に示した。比較例 ２ 実施例１に用℃・たのと同一の多孔性共重合体を用Ｌ・
、上記多孔性共重合体ｘｏｏＵＩｌあたり３００１１ｌ
ｌのヒト血漿を加え、３７℃で１時間放置することによ
りあらかじめ血漿蛋白質を吸着させた。

しかるのち、第１図および第２図に示される容器に充填
し、実施例１と同一の牛新鮮血液を、同一条件で潅流し
た。

そのときの血小板減少度、非抱合ビリルビンの吸着効果
を測定した結果を第１表に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の吸着剤を充テンした液体浄化装置の例
を示す二部切損斜視図、第２図はその縦断面図である。 １・・・・・・吸着剤、２・・・・・・外筒部、４・・
・・・・液体導出入口。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ２重量％〜９９重量％の架橋重合性単量体と９８重
   量％以下のモノビニル単量体からなる単量体混合物を共
   重合して得られ、平均孔径ｄが５００Ａ〜６０００久で
   あり、孔径０．５ｄ〜２ｄの範囲にはいる孔の体積が全
   気孔量の６０％以下である孔径分布を示し、全単量体に
   対する架橋重合体単量体の重量百分率をＸ％とするとき
   、乾燥重合体１？当りの全気孔量が０． １ ｖ’￥７
   ７１ｌ〜１． ５ １】）ｌである多孔性共重合体であ
   り、しかも上記共重合体表面にヒトアルブミンもしくは
   ヒトβリポプロテインから選ばれた血漿蛋白質が吸着不
   溶化されていることを特徴とする血液処理用吸着剤。 ２ 架橋重合性単量体がジビニルベンゼンである特許請
   求の範囲第１項記載の血液処理用吸着剤。 ３ モノビニル単量体がスチレンまたはアルキル置換ス
   チレンである特許請求の範囲第１項記載の血液処理用吸
   着剤。