JPS6018179A - 人工肝臓用材料 - Google Patents

人工肝臓用材料

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JPS6018179A
JPS6018179A JP58127382A JP12738283A JPS6018179A JP S6018179 A JPS6018179 A JP S6018179A JP 58127382 A JP58127382 A JP 58127382A JP 12738283 A JP12738283 A JP 12738283A JP S6018179 A JPS6018179 A JP S6018179A
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hepatocytes
liver
cells
artificial liver
artificial
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喜温 三浦
光雄 岡崎
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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、人工肝臓用材料に関し、更に詳しくは単離肝
細胞を固定化材料に包括固定した人工肝臓用料に関する
人工肝臓とは、肝機能の一部または全てを一時的に代行
させ、生体機能の維持および補充をはかる体外代謝装置
である。
急性肝不全の発症は、全国集計で年間15〜20万人と
いわれ、そのうち2000〜3000例が劇症化する。
末期症状の肝性昏睡に陥った場合、早くこの状態を脱し
なければ死に至る。食事がr法および薬物療法などのい
わゆる保存的療法のみでは、死亡率は80〜90%に達
する。肝臓が非可逆変化をきたしていない場合、患者に
人工肝臓を用いることにより、肝性昏睡起因物質の処理
促進、体内減少物質の補充、代謝異常の改善などを行わ
せ、失われた肝機能を代償させて昏睡からの回復および
延命をはかり、その間に再生能力の強い肝臓の機能を回
復させて救命することができる。
人工肝臓には、血中の有害物質の物理的除去、すなわち
解勇能を代行することを目的とした非生物学的人工肝臓
と、代謝合成まで含めた肝機能のほとんど全部を代行す
ることを目的とした生物学的人工肝臓がある。
非生物学的人工肝臓には、PAN膜による血液透析、活
性炭による吸着などがある。これらは緊急時に使用でき
るという利点はあるものの、除去物質が非選択的である
ため、血液の正常成分まで除去する、代謝や合成ができ
ないという様な欠点がある。
肝臓のほとんどすべての機能を代行しうる人工肝臓をめ
るならば、素材を生物材料にめなければならない。しか
し、生物材料を用いると、免疫学的問題、機能維持、装
置の開発などの問題が生ずる。免疫学的問題については
、凍結保存可能なヒトの肝細胞を用いることが有効であ
るが、また肝細胞を包括することにより免疫学的問題を
排除出来る。機能維持については、肝細胞は接着するこ
とにより安定性が増大するから長期機能維持は可能であ
る。さらに、装置については、生物学的人工肝臓の目的
からみて透析効果のみにならないよう高密度肝細胞が要
求される。
そこで、単離肝細胞に注目し、肝細、胞の安定化、細胞
密度の上昇をはかるべく鋭意研究を行った結果、肝細胞
を固定化材料をこ包括固定することにより細胞密度が上
昇し、細胞が安定化されることを見い出し本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明の要旨は、単離肝細胞を固定化材料に
包括固定して成る人工肝臓用材料に存する。
肝細胞は、既知の方法で調製されたものが用いられ、凍
結肝細胞も用いることができる(たとえば水戸頂部ら、
人工臓器(]2+、39M1980)参照)。
単離肝細胞は、他の細胞に比べて非常に弱いため、固定
化に伴い細胞が損傷されやすい。従って固定化材料とし
ては、比較的穏やかな条件で細胞を固定化できる材料を
用いる必要がある。好ましい固定化材料の例として、コ
ラーゲン、フィブリン、アルギン酸Ca、に−カラギー
ナン、寒天および低融点アガロースが挙げられるが、こ
れらに限定されるものではない。就中、フィブリンおよ
びアルギン酸Caが、アンモニア除去能およびウレア合
成能の点で優れているので、特に好ましい。
包括固定化方法は、一般に固定化材ねと細、抱懸濁液を
混合し、適当な条件で培養することから成るが、詳細な
手順および条件は、固定化材料の種類により異なるので
後記実施例に詳述しである。
包括固定に用いる器具、材料等は、すべて滅菌したもの
を用い、固定化も無菌的に行う。
本発明の人工肝臓材料は、単離肝細胞を固定化材料に包
槓固定しているため、細胞の安定性が増大し、細胞密度
も高くなる。そして、細胞を接着させる必要がないから
緊急時の使用が可能となり、また機械的強度が得られ、
リアクターの作成が容易になる。さらに、高密度および
大量培養が可能となる、など多くの利点を有している。
次に参考例、実施例および試験例を示し、本発明を具体
的に説明する。
参考例 単離肝細胞の調整ニー 単離肝細胞は、Be r r yとFr i end 
のコラゲナーゼ血流法を主体として調整した( Ber
ry、 M、W、5FriencLD、S、、J、Ce
11.Biol、、43 +506 (1969)参照
)。
SD系雄性ラット(200〜350iに、50り/ K
gのベンドパルビタールNaを腹腔的注射し、麻酔下で
開腹した。門脈に糸のループをかけ、門脈の下部を鉗子
で止め、眼科用ハサミで門脈を切り、カニユーレ(Hi
biki polyethylene cubing 
5ize7)を入れ、modified HANKS 
Ca2+free 5olution(組成は第1表参
照)を約2Q 7/ rnln で流し込むと同時に工
大動脈を切断し脱面させた。カニユーレを糸で縛り、そ
の状態でラットから肝臓を取り出し循環装置にのせ、そ
の後チユーブ内液量を含めて最終濃度が0.05%コラ
ゲナーゼ(s i gma”YPel)・5mM塩化カ
ルシウムになるように液を加えた。−I−IANKS液
を25 ml/#Rで15分から20分潅流させ、肝臓
表面から液が浸出した時、層流を中止した。なお、 H
ANKS液は肝臓が37°Cに保温できるように適当な
温度(42〜45°C)に保ち、pH増加を避け、酸素
供給をするために、CO5%、0295%の混合ガスで
バブリングした。消化した肝臓を100m/のビーカー
に移し、残っている酵素液を入れ、ハサミで大きく切り
、500m/のマイヤーに移し、HANKS液を入れ全
量を約100mJ+こし、37°Cて10分間約100
oscillationで、0295%、C,025%
の混合ガスを通気しながらインキュベーションし、その
後、氷で充分冷した後、150メツシユのふるいで沖過
し、6o o rPmで30秒間0°Cで遠心した。沈
澱にI−IANKS液を加え遠心洗浄を行い、最後にW
E培地(Wi Iliams Medium E、組成
は第2表参照)で遠心洗浄し、細胞を100+++tの
WE培地に懸濁し単謙肝細胞液とした。なお、600 
rPm、30秒の遠心条件では実質細胞のみが下におち
る。
顕微鏡観察では、はとんどが′1個ずつの細胞になって
おり、実質細胞であった。
第1表 つづき 第2表(つづき) 第2表(つづき) 第2表(つづき) 注1)本発明では、ウシ血清(fatal) 10%、
インシュリン10−6M、デキサメタシン10−5に、
ペニシリン100U/πl、ストレプトマイシン100
μg/πtおよびファンジゾン0.25μgAttlを
加えた。
実施例1 単離細胞の包括固定: 参考例で調整した肝細胞を、コラーゲン、フィブリン、
ア゛ルギン酸Ca’、に一カラギーナン、寒天および低
融点アガロースに包括固定した。
器具、材料等はすべて滅菌して用い、固定化は無菌的に
行った。以下の各分量はシャーレ(直径3.5G)1枚
あたりの量を示し、肝細胞は1.28×106個ずつと
なるように予め細胞濃度を調節して用いた。
コラーゲンへの固定 0.3%コラーゲン溶液(高研株式会社)0.9mlお
よび0.2 MNaHPO4/1.3 MNaC40,
076mlを4°Cに冷却しながら混合した。混合物に
肝細胞懸濁液0.1 mlを加え、穏やかに手やく混合
した。
フィブリンへの固定 5係フイブリノーゲン(Sigma [raction
 J、)注) (5rn M Ca C(12、PBS(−1溶液)0
.’5+ytおよび肝細胞懸濁液0.5 mlを4°C
に冷却しながら混合し、次いで251U/rBl )ロ
ンビン0.09 mlを加え、放置した。
3%アルギン酸NaのPBSf−1庄)溶液0.5 r
atおよび肝細胞懸濁液0.5 mlを4°Cに冷却し
ながら混合し、注射器を用いて20Gの針から等張Ca
 C42溶液中に1滴ずつおとした。
2.5%I(−力ラギーナン1耐および肝細胞懸濁液0
.25πtを37°C付近で混合し、すみやかに氷冷し
た。
寒天への固定 2.5%寒天0.75 mlおよび肝細胞懸濁液0.2
5m1を37°C付近で混合し、すみやかに氷冷した。
低融点アガロースへの固定 2.5外低融点アガD−ス(BRL Inc )0.7
5πlおよび肝細胞懸濁液0.25 mlを35°C付
近で混合し、すみやかに氷冷した。
注)PBS@の組成は次の通りである:成分 119/
(I NaC/ 8000.0 I(CJI? 200.O Na HPO’ 11’5.0  4 KH2PO4200,0 なお、対照の為、肝細胞懸濁液1mlのりをシャーレに
入れ9.接着培養した。
培養はいずれも、添加物(2,5rn M NH4Cl
 )入りWE培地IFIItを入れたシャーレに上記の
肝細胞と固定化材料の混合物を加え、37°CでCO2
インキユベータ内で行った。サンプリング毎に培地交換
した。
培養物のアンモニア除去能は、アンモニアを奥田−藤井
の直接法(奥田拓道ら、最新医学、21.622(19
66))に準じ、生成したインドフェノールを620n
mで比色定量して評価した。
尿素合成能は、ジアセチルモノオキシム法を用い、黄色
の発色を48OnlTIて比色定量した。
結果を第3表に示す。
第3表(つつき) なお、第3表の数値は、3回の実験の結果の平均であり
、シャーレ接着培養の結果を100%として相対的に示
したものである。
実施例2 長期安定性試験ニー 直径6 onのシャーレを用い、肝細胞量(ゲル)およ
び培地量をともに3−とする以外は実施例1と同様の手
順により肝細胞をアルギン酸Caに包括固定した。
固定化後、FA加物(2,5mM NH4C(4,2,
5μg/dβインドール)入りWE培地で洗浄し、同培
地3πtずつを入れて37°CにおいてC02インキュ
ベーター内で培養した。サンプリングは、添加物入りW
E培地置換直後と3.6.9および12時間後に行い、
サンプリング後は、添加物なしWE培地で培養した。な
お、アンモニア、インドールの解毒能は、添加物入りW
E培地て0、■、対照トして、直径6cmのシャーレに
細胞懸濁液(1,28X 106celIS/ml )
 3mlをまき、37°CにおいてCO2インキユベー
タ内で24時間接着させた後、固定化の場合と同様にサ
ンプリングした。
アンモニア除去量は実施例1に記載の方法により定量し
た。結果を第1図に示す。
アルギン酸Ca包括固定培養およびシャーレ接着培養と
もに全培養期間にわたりアンモニア除去活性が維持され
ていた。
ウレア合成能は実施例1に記載の方法によりt(1定し
た。結果を第2図に示す。
両培養系ともに全培養期間にわたりウレア合成能が維持
されていた。
インドール除去能は、トルエンにより抽出した後、P−
ジメチルアミノベンズアルデヒドとインドールが縮合し
て呈する赤色を57 Q nmで比色定置した(神前三
部、人工臓器6.466(1977)参照)。結果を第
3図に示す。
インドキシル硫酸抱合能は、obermayer試薬を
加え、クロロホルムで抽出し、生じた青色のインジゴを
595 nmで比色定置した(分析化学便覧(日本分析
化学金網)第3版1379頁参照)。
結果を第4図に示す。生成量はインドール減少量の約5
0%で文献値(佐藤了、薬物代謝(講談社)209頁参
照)とよく一致していた。
実施例3 細胞密度を1.28 X 106cells/+y g
ellの3倍および10倍密度とする以外は実施例1と
同様の手順により肝細胞をアルギン酸Caに包括固定し
た。
培養は、シリコナイズした18φ試験管にゲル1mlと
添加物(2,5mMNH4C(1)入りWE培地1πt
を入れ、シリコン栓をして、37°Cの恒温室内でI 
Q Q oscH1ation/giで振とう培養した
結果を第4表に示す。
第4表 10倍での活性が10倍まで上らないのはo22定によ
るものと考えられる。
【図面の簡単な説明】
箔1〜4図は、実施例2におけるアンモニア除去量、ウ
レア合成量、インドール除去量およびインドキシル硫酸
抱合能をそれぞれ示すグラフである。 特許出願人 三 浦 喜 温

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、単離肝細胞を固定化材料に包括固定して成ることを
    特徴とする人工肝臓用材料。 2、固定化材料が、コラーゲン、フィブリン、アルギン
    酸Ca、に−カラギーナン、寒天または低融点アガロー
    スである特許請求の範囲第1項記載の人工肝臓用材料。 3、固定化材料が、フィブリンまたはアルギン酸Caで
    ある特許請求の範囲第2項記載の人工肝臓用材料。 4、単離肝細胞が、コラゲナーゼ処理1区後のもの田
JP58127382A 1983-07-12 1983-07-12 人工肝臓用材料 Granted JPS6018179A (ja)

Priority Applications (1)

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JP58127382A JPS6018179A (ja) 1983-07-12 1983-07-12 人工肝臓用材料

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JPH0359710B2 JPH0359710B2 (ja) 1991-09-11

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4696286A (en) * 1985-03-14 1987-09-29 The Regents Of The University Of California Coated transplants and method for making same
US5605835A (en) * 1988-05-23 1997-02-25 Regents Of The University Of Minnesota Bioreactor device with application as a bioartificial liver

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JPS5356897A (en) * 1976-11-04 1978-05-23 Nikkiso Co Ltd Substitute artificial liver

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JPH0359710B2 (ja) 1991-09-11

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