JPWO2016013540A1 - ヒストンを除去する吸着材及び生体由来液浄化デバイス - Google Patents
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Abstract
Description
(1)生体由来液中よりヒストンを除去する吸着材であって、水不溶性の担体と、生体適合性ポリマーと、を備え、担体が、活性炭、ポリエステル、ポリスルホン、又はカチオン性官能基を備える担体のいずれかである吸着材。
(2)生体適合性ポリマーが、カチオン性官能基を備える、(1)に記載の吸着材。
(3)担体の形状が、粒子状、不織布状、又は中空糸膜状である、(1)又は(2)のいずれかに記載の吸着材。
(4)担体が、カチオン性官能基と、ポリエチレンテレフタレート又はスチレンジビニルベンゼン系共重合体のいずれかと、を備える、(1)に記載の吸着材。
(5)カチオン性官能基がアミノ基である、(4)に記載の吸着材。
(6)アミノ基が第4級アンモニウム基である、(5)に記載の吸着材。
(7)生体適合性ポリマーが親水性ポリマーである、(1)〜(6)のいずれかに記載の吸着材。
(8)親水性ポリマーがヒドロキシエチルメタクリレート系重合体である、(7)に記載の吸着材。
(9)生体適合性ポリマーがジメチルアミノエチルメタクリレートを10モル%以上含むポリマーである、(1)〜(7)のいずれかに記載の吸着材。
(10)ヒストンがヒストンH3である、(1)〜(9)のいずれかに記載の吸着材。
(11)生体由来液中よりヒストンを除去する生体由来液浄化デバイスであって、体液入口、出口を備えたハウジングと、ハウジング内に収容された(1)〜(10)のいずれかに記載の吸着材と、を備え、ハウジング内に生体由来液が流通されることにより、生体由来液からヒストンが除去される、生体由来液浄化デバイス。
(12)生体由来液が体液である、(11)に記載の生体由来液浄化デバイス。
(13)体液が血液である、(12)に記載の生体由来液浄化デバイス。
(14)(11)〜(13)のいずれかに記載のデバイスを用いて生体由来液からヒストンを除去するヒストン除去方法。
(15)(11)〜(13)のいずれかに記載のデバイスを用いて、血液あるいは血漿を通過させ、血液あるいは血漿中からヒストン含有量を減量させ、全身性炎症反応症候群を治療する治療方法。
本実施形態に係る吸着材が備える担体は、水に不溶性である。担体が水に不溶性であることにより、吸着材が血液に接触した際に担体が血液中へ溶出することを防止することができる。本実施形態において、「水不溶性」とは、24時間乾燥させた乾燥状態の吸着材を24時間、純水に浸漬させ、その後、取り出して、60℃で24時間乾燥した後の重量減が10.0wt%以下であることをいう。
水に不溶性の担体の材料としては、活性炭系(単に、「活性炭」ともいう。)、ポリエステル系(単に、「ポリエステル」ともいう。)、及びポリスルホン系(単に、「ポリスルホン」ともいう。)が使用可能である。活性炭系、ポリエステル系、及びポリスルホン系を用いると、工業製品の生産性等に優れる傾向にある。
担体の形状は特に限定されず、粒子状、中空糸状、不織布状、繊維状、シート状、及びスポンジ状のいずれでもよい。粒子状の担体は、生体由来液との接触表面積が良好な傾向にある。
血液浄化用途に用いる吸着材は、血液との接触を避けることができないため、極力、血液中の無用な反応を惹起してしまわないように、吸着材表面に生体適合性を有することが好ましく、吸着材が生体適合性ポリマーの被覆層を有することが好ましい。ここでいう生体適合性とは、例えば、血液が吸着材を異物として認識しない状態を意味する。吸着材の表面が生体適合性であると、例えば、血小板や白血球の付着などが抑制され、血栓が生成しづらいという効果を得られる。
吸着材の抗血栓性を測定した後、含まれるポリマーをジメチルスルホキシド等の適切な溶媒へ溶解させる。吸着材からポリマーを除去し、得られた担体を60℃の乾燥機中で1時間以上乾燥させた後、デシケーター内に1時間以上放置する。その後、吸着材からポリマーを除去した担体の抗血栓性を測定する。吸着材の抗血栓性と担体の抗血栓性を比較したとき、
吸着材の抗血栓性>吸着材からポリマーを除去した担体の抗血栓性
となる場合、吸着材に含まれるポリマーは、生体適合性ポリマーである。なお、抗血栓性の測定は、後述するように、吸着材表面を肉眼あるいは走査型電子顕微鏡により観察し、吸着材表面に付着した血小板付着数を直接カウントする、あるいは、吸着材表面に付着した血球のLDH活性を測定する方法等により、評価することができる。抗血栓性を測定できるいずれかの方法によって、担体よりも吸着材の抗血栓性が向上していると評価できる場合、当該吸着材に含まれるポリマーは生体適合性ポリマーである。
吸着材の抗血栓性を測定した後、例えば、強酸及び/又は強アルカリに吸着材を一定時間浸漬させ、ポリマーを除去する。生体適合性ポリマーが吸着材表面から除去されたかどうかは、処理の前後で接触角を測定したり、X線光電子分光(XPS)等の表面解析等を行ったりしたりすることで確認することができる。その後、上述の方法を用いて、抗血栓性を評価し、
吸着材の抗血栓性>吸着材からポリマーを除去した担体の抗血栓性
が成り立つ場合、吸着材に含まれるポリマーは、生体適合性ポリマーである。
吸着材に含まれるポリマーの量は、以下の手順により算出される。
生体適合性ポリマーを担持させる前の担体を60℃に設定した乾燥機中で1時間以上乾燥させた後、デシケーター内に1時間以上放置した後に重量を測定し、これをAとする。また、生体適合性ポリマーを担持させた担体を同様に60℃の乾燥機中で1時間以上乾燥させた後、デシケーター内に1時間以上放置した後に重量を測定し、これをBとする。AとBの単位はグラムである。ポリマー量は以下の算出式により算出される。
ポリマー量(mg/g担体)=(B−A)×1000/A
吸着材を60℃に設定した乾燥機中で1時間以上乾燥させた後、デシケーター内に1時間以上放置した後に重量を測定し、これをCとする。また、生体適合性ポリマーをジメチルスルホキシド等の適切な溶媒へ溶解後、同様に60℃の乾燥機中で1時間以上乾燥させた後、デシケーター内に1時間以上放置した後に重量を測定し、これをDとする。CとDの単位はグラムである。ポリマー量は以下の算出式により算出される。
ポリマー量(mg/g担体)=(C−D)×1000/D
抗血栓性は、吸着材表面を肉眼あるいは、走査型電子顕微鏡(SEM)により観察し、吸着材表面に付着した血小板付着数を直接カウントする、あるいは画像解析で定量化することによって調べることができる。
不織布、粒子状の吸着材の評価の場合は、
1)吸着材量をそろえたミニモジュールを複数作製する。ここで、「ミニモジュール」とは、少ない血液量で吸着材の評価をするために、実製品の1/200等のスケールで作成された、小スケールのモジュールを言い、例えば、内径9mmの2.5mL容量のラボラトリーカラム(モビテック)に吸着材を充填し作成した吸着材充填カラム等を用いることができる。
2)該ミニモジュールに生理食塩水を通液して洗浄する。
3)該ミニモジュールにヘパリンを加えたヒト血液を通液した後、生理食塩水で洗浄する。
4)洗浄後のミニモジュールから吸着材を取り出し、界面活性化剤であるTriton―X100溶液中で血小板からLDHを溶出させる。
5)LDHが、β―Nicotinamide adenine dinucleotide reduced form(β―NADH)の存在下でピルビン酸を基質とするとき乳酸を生成するので、この際のNADHの減少速度を吸光度変化から測定し、LDH活性を算出し血小板数に換算する。本方法では、この減少幅が大きいほどLDH活性が高い、すなわち吸着材表面への血球(主に血小板と白血球)の付着量が多いことを意味するものとして評価する。
1)膜内表面積をそろえたミニモジュールを複数作製する。ここで、「ミニモジュール」とは、中空糸の吸着材を、有効長15cm、膜内表面の面積が50mm2となるように両端をエポキシ接着剤で接着し、作成したカラム等を用いることができる。
2)該ミニモジュールに生理食塩水を通液して洗浄する。
3)該ミニモジュールにヘパリンを加えたヒト血液を通液した後、生理食塩水で洗浄する。
4)洗浄後のミニモジュールから中空糸状の吸着材を取り出し、界面活性化剤であるTriton―X100溶液中で血小板からLDHを溶出させる。
5)LDHが、β―Nicotinamide adenine dinucleotide reduced form(β―NADH)の存在下でピルビン酸を基質とするとき乳酸を生成するので、この際のNADHの減少速度を吸光度変化から測定し、LDH活性を算出し血小板数に換算する。本方法では、この減少幅が大きいほどLDH活性が高い、すなわち吸着材表面への血球(主に血小板と白血球)の付着量が多いことを意味するものとして評価する。
ヒストンはカチオン性であり、従来、アニオン性吸着材による分離精製ターゲットタンパク質の一つと考えられている。しかし、本発明者らは、カチオン性の材料にヒストンが吸着されることを見出した。そのため、吸着材はカチオン性の官能基を表面に有するのが好ましい。例えば、担体の材料がカチオン性の官能基を有していてもよいし、生体適合性ポリマーがカチオン性の官能基を有していてもよい。担体表面に導入されるカチオン性の官能基としては、1級アミノ基、2級アミノ基、3級アミノ基、イミノ基、4級アンモニウム基などの官能基が挙げられるが、好ましくは、4級アンモニウム基が用いられる。なお、2級アミノ基、3級アミノ基、及び4級アミノ基は、それぞれ、モノアルキル置換アミノ基、ジアルキル置換アミノ基、及びトリアルキル置換アミノ基ともいう。また、上記のカチオン性の官能基を含むポリマーを担体にコートすることによって吸着材表面にカチオン性を付与してもよい。生体適合性ポリマーをコートした担体に、さらにカチオン性官能基を導入するためのポリマーをコートしてもよいし、カチオン性官能基を導入するためのポリマーをコートした担体に、さらに生体適合性ポリマーをコートしてもよい。ただし、段階的にコートした場合、2段階目のコート時に、1段階のコートポリマーが溶出してしまうことが考えられるため、生体適合性とカチオン性官能基の両性質を有するポリマーをコートすることが好ましい。
アミノ基としては、例えば、アミノヘキサン、モノメチルアミノヘキサン、アミノオクタン、アミノドデカン、アミノジフェニルメタン、1−(3−アミノプロピル)イミダゾール、3−アミノ−1−プロペン、アミノピリジン、アミノベンゼンスルホン酸、トリス(2−アミノエチル)アミン、ジメチルアミン又はジアミノエタン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、ポリエチレンイミン、N−メチル−2,2’−ジアミノジエチルアミン、N−アセチルエチレンジアミン、及び1,2−ビス(2−アミノエトキシエタン)等の化合物由来のアミノ基が挙げられるが、アミノ基であれば全て用いることができる。
第4級アンモニウム基とは、NR4 +と表される正電荷を持った置換基であり、例えば、下記化学式(5)、(6)で表される基等が挙げられる。
上記カチオン性の強度を示す指標の一つとして、交換容量が用いられる。カチオン性の官能基を有する吸着材の交換容量は、高い吸着性能を得る観点で、水不溶性担体1mL当たり0.05mEq以上が好ましく、0.5mEq以上がより好ましい。また、カチオン性の評価指標としてゼータ電位も好適に用いることができ、ゼータ電位を評価指標とする場合は0mV以上であればよい。
ヒストンとは、生体由来液中に存在するDNA結合タンパクであり、ヒストンH1,ヒストンH2A,ヒストンH2B,ヒストンH3,ヒストンH4が挙げられるが、SIRS等の治療を目的とする場合は、生体由来液中からヒストンH3及びヒストンH4が除去されることが好ましい。
生体由来液は、生体に由来する液体ないし生体由来成分を含む液体を全て包含し、具体的には血液、血漿、血清、及び腹水などの体液や、細胞培養液などを含む。
図1は、デバイスの一実施形態を示す断面図である。デバイス100は、例えば血液体外循環回路に接続するモジュールである。円筒110の一端開口部に、内側にフィルター120を張ったパッキン130を介して入口ポート140を有するキャップ150をネジ嵌合し、円筒110の他端開口部に内側にフィルター120’を張ったパッキン130’を介して出口ポート160を有するキャップ170をネジ嵌合して容器を形成している。さらに、フィルター120及び120’の間隙に吸着材を充填保持させて、ヒストン吸着材層180を形成している。
本実施形態に係る吸着材及び生体由来液浄化デバイスを用いた治療方法としては、例えば、本発明の生体由来液浄化デバイスと患者とを血液回路で接続し、患者から取り出した血液を本発明の生体由来液浄化デバイスに通過させ、血液中よりヒストン含有量を減量させ、これを患者に戻すことにより、全身性炎症反応症候群を治療することができる。
ヒストン吸着率(%)=(C0−C)/C0×100
C0: 処理前溶液中のヒストン濃度
C: 処理後溶液中のヒストン濃度
<実施例1>
(吸着材作製及び評価)
スチレンジビニルベンゼン系共重合体を含む、トリメチルアンモニウム基を有する強塩基性陰イオン交換樹脂(ダイヤイオン;三菱化学株式会社製)に限外ろ過(UF)水を加え、95℃に加熱し、22時間以上熱水洗浄を行った。次に、ポリマー濃度が0.75%になるようにエタノールに溶解した、生体適合性ポリマーとしてのp−HEMAのコート液を、強塩基性陰イオン交換樹脂に4時間浸漬させ、一次コーティングを行った。その後、70℃で一晩熱風乾燥を行い、120℃で2時間熱風加熱架橋を行った。送風冷却した一次コーティング強塩基性陰イオン交換樹脂に、一次コーティングと同様の手順で、p−HEMAコート液の二次コーティングを行った。二次コーティングした強塩基性陰イオン交換樹脂を、送風冷却し、吸着材Aとした。
健常ボランティアから採血した血液に、Escherichia coli0127:B8由来のリポポリサッカライド(LPS)(Sigma−Aldrich社製)を0.1μg/ml濃度になるように添加し、振とう機を用いて24時間、39℃で振とうさせた。その後、遠心機を用いて2000gで10分間遠心し、上清を血漿サンプルとして取得した。取得した血漿サンプル3mlと、吸着材A 0.5mlをポリプロピレン(PP)製のチューブ内で混合し、振とう機を用いて1時間、39℃で振とうさせた。振とうさせた後のPP製チューブを、遠心機を用いて2000gで1分間遠心し、上清を担体接触後血漿サンプルとして取得した。
取得した担体接触後血漿サンプルを用いて、吸着材AのヒストンH3吸着率を算出した。ヒストンH3吸着率(%)をA、吸着材処理前ヒストンH3濃度をC0、吸着材処理後ヒストンH3濃度をCAとして、ヒストンH3吸着率算出式を以下に示す。以下の実施例2から9及び比較例1から3においても、同一のヒストンH3吸着率算出式を用いた。ヒストンH3の濃度は、EpiQuik(登録商標) Total Histone H3 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)を用いて測定した。結果を表1に示す。
抗血栓性は、血球の吸着担体表面への付着量を指標とした。具体的には、終濃度が1IU/mlになるようにヘパリンを添加して得た健常人の血液を、生理食塩水にて湿潤させた状態の樹脂0.5mlに添加し37℃で30分間放置し、その後、吸着材を分離し、生理食塩水で洗浄後、肉眼観察を行った。結果を表1に示す。
(生体適合性ポリマーの合成)
重合溶媒としてエタノールを用い、窒素雰囲気下、78℃で攪拌を行いながら、重合性モノマーとジアゾ系開始剤を溶解したエタノール溶液を滴下して、重合を行った。各重合性モノマーの仕込みは、疎水性重合性モノマーとしてメチルメタクリレート(以下、「MMA」と略す)25モル%、塩基性含窒素部分を含む重合性モノマーとしてジメチルアミノエチルメタクリレート(以下、「DM」と略す)13モル%、プロトン性中性親水性部分を含むモノマーとして2−ヒドロキシエチルメタアクリレート(以下、「HEMA」と略す)62モル%であった。重合液を過剰の水にて精製し、減圧乾燥し、合成ポリマーAとした。
(吸着材作製及び評価)
強塩基性陰イオン交換樹脂(ダイヤイオン;三菱化学株式会社製)にUF水を加え、95℃に加熱し、22時間以上熱水洗浄を行った。次に、上記合成ポリマーAコート液を、強塩基性陰イオン交換樹脂に4時間浸漬させ、一次コーティングを行った。その後、70℃で一晩熱風乾燥を行い、120℃で2時間熱風加熱架橋を行った。送風冷却した一次コーティング強塩基性陰イオン交換樹脂に、一次コーティングと同様の手順で、合成ポリマーAコート液の二次コーティングを行った。二次コーティングした強塩基性陰イオン交換樹脂を、送風冷却し、吸着材Bとした。この吸着材Bを用いて、実施例1と同様の吸着実験を行った結果を表1に示す。
(生体適合性ポリマーの合成)
各重合モノマーの仕込み比をDM3モル%、HEMA97モル%として実施例2と同様の条件で重合、精製、乾燥し、合成ポリマーBを得た。
(吸着材作製及び評価)
強塩基性陰イオン交換樹脂(ダイヤイオン;三菱化学株式会社製)にUF水を加え、95℃に加熱し、22時間以上熱水洗浄を行った。次に、上記合成ポリマーBコート液を、強塩基性陰イオン交換樹脂に4時間浸漬させ、一次コーティングを行った。その後、70℃で一晩熱風乾燥を行い、120℃で2時間熱風加熱架橋を行った。送風冷却した一次コーティング強塩基性陰イオン交換樹脂に、一次コーティングと同様の手順で、合成ポリマーBコート液の二次コーティングを行った。二次コーティングした強塩基性陰イオン交換樹脂を、送風冷却し、吸着材Cとした。この吸着材Cを用いて、実施例1と同様の吸着実験を行った結果を表1に示す。
(吸着材作製及び評価)
ビーズ状活性炭(株式会社クレハ社製)に0.1N塩酸で洗浄を行い、UF水でさらに洗浄を行った後、60−65℃の温水で40時間以上の洗浄を行った。次に、ポリマー濃度が0.75%になるようにエタノールに溶解したp−HEMAコート液を、ビーズ状活性炭に4時間浸漬させ、一次コーティングを行った。その後、70℃で一晩熱風乾燥を行い、120℃で2時間熱風加熱架橋を行った。送風冷却した一次コーティングビーズ状活性炭に、一次コーティングと同様の手順で、p−HEMAコート液の二次コーティングを行った。二次コーティングしたビーズ状活性炭を、送風冷却し、吸着材Dとした。この吸着材Dを用いて、実施例1と同様の吸着実験を行った結果を表1に示す。
(吸着材作製及び評価)
ビーズ状活性炭(株式会社クレハ社製)に0.1N塩酸で洗浄を行い、UF水でさらに洗浄を行った後、60−65℃の温水で40時間以上の洗浄を行った。次に、上記合成ポリマーAコート液を、ビーズ状活性炭に4時間浸漬させ、一次コーティングを行った。その後、70℃で一晩熱風乾燥を行い、120℃で2時間熱風加熱架橋を行った。送風冷却した一次コーティングビーズ状活性炭に、一次コーティングと同様の手順で、合成ポリマーAコート液の二次コーティングを行った。二次コーティングしたビーズ状活性炭を、送風冷却し、吸着材Eとした。この吸着材Eを用いて、実施例1と同様の吸着実験を行った結果を表1に示す。
(吸着材作製及び評価)
ビーズ状活性炭(株式会社クレハ社製)に0.1N塩酸で洗浄を行い、UF水でさらに洗浄を行った後、60−65℃の温水で40時間以上の洗浄を行った。次に、上記合成ポリマーBコート液を、ビーズ状活性炭に4時間浸漬させ、一次コーティングを行った。その後、70℃で一晩熱風乾燥を行い、120℃で2時間熱風加熱架橋を行った。送風冷却した一次コーティングビーズ状活性炭に、一次コーティングと同様の手順で、合成ポリマーBコート液の二次コーティングを行った。二次コーティングしたビーズ状活性炭を、送風冷却し、吸着材Fとした。この吸着材Fを用いて、実施例1と同様の吸着実験を行った結果を表1に示す。
(吸着材作製及び評価)
上記合成ポリマーAを、素材である平均繊維径1.3μmのPET製不織布にコーティングし、吸着材Gを得た。吸着材Gを用いて、実施例1と同様の吸着試験を行った結果を、表1に示す。
(生体適合性ポリマーの合成)
各重合モノマーの仕込み比をMMA30モル%、DM10モル%、HEMA60モル%として実施例2と同様の条件で重合、精製、乾燥し、合成ポリマーCを得た。
(吸着材作製及び評価)
上記合成ポリマーCを、素材であるポリエチレンテレフタレート(PET)製不織布にコーティングし、吸着材Hを得た。吸着材Hを用いて、実施例1と同様の吸着試験を行った結果を、表1に示す。
(吸着材作製及び評価)
上記合成ポリマーBを、素材であるポリエチレンテレフタレート(PET)製不織布にコーティングし、吸着材Iを得た。吸着材Iを用いて、実施例1と同様の吸着試験を行った結果を、表1に示す。
実施例1と同じ強塩基性陰イオン交換樹脂にP−HEMAコートを施していないこと以外は実施例1と同様の吸着担体Lを用いて吸着試験を行った結果を、表1に示す。
実施例4と同じビーズ状活性炭にP−HEMAコートを施していない以外は実施例4と同様の吸着担体Mを用いて吸着試験を行った結果を、表1に示す。
実施例7と同じPET製不織布に合成ポリマーA液コートを施していない事以外は実施例7と同様の吸着担体Nを用いて吸着試験を行った結果を、表1に示す。
(中空糸状の吸着材作製及び評価)
ポリスルホン及びポリビニルピロリドンからなる中空糸膜有効長17cm、膜内表面の面積が100mm2(内径185μmの中空糸膜を使用したため100フィラメント)となるように両端をエポキシ接着剤で接着してデバイスを作製した。このデバイスの血液の入口ポートより上記合成ポリマーAを5[mL/分]で20秒間流通させて、中空糸内表面に合成ポリマーAをコーティングし、吸着材Jを含むデバイスを作製した。
健常ボランティアから採血した血液に、Escherichia coli 0127:B8由来のリポポリサッカライド(LPS)(Sigma−Aldrich社製)を0.1μg/ml濃度になるように添加し、振とう機を用いて24時間、39℃で振とうさせた。その後、遠心機を用いて2000gで10分間遠心し、上清を血漿サンプルとして取得した。取得した血漿サンプル10mlを、ペリスタポンプを用いて、吸着材Jを含むデバイスに流速1.2ml/minで、60分間、39℃で循環させた。その後、循環させた血漿を担体接触後血漿サンプルとして取得した。
取得した担体接触後血漿サンプルを用いて、処理後のヒストンH3吸着率についてそれぞれ算出した。ヒストンH3吸着率(%)をAH、コーティングされていない中空糸で処理した後のヒストンH3濃度をCH0、コーティングした中空糸で処理した後ヒストンH3濃度をCHAとして、ヒストンH3吸着率算出式を以下に示す。以下の実施例11及び比較例4、5においても、同一のヒストンH3吸着率算出式を用いた。ヒストンH3の濃度は、EpiQuik(登録商標) Total Histone H3 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)を用いて測定した。結果を表2に示す。
抗血栓性は、血球の中空糸担体表面への付着量を指標とした。具体的には、終濃度が1IU/mlになるようにヘパリンを添加して得た健常人の血液を、生理食塩水にて充填させた状態の吸着材Jを含むデバイスに、ペリスタポンプを用いて1.2ml/minの流速で、37℃で60分間循環させ、その後中空糸内部の血液を生理食塩水で洗浄後、デバイスを解体し、内部の中空糸を取り出し、2.5%グルタルアルデヒドに浸漬させ、血球の固定化を行った。その中空糸を、25%,50%,60%,70%,80%,90%,99%エタノール(和光純薬工業製)溶液に、順々に浸漬させ、脱水を行った後、t−ブチルアルコール(和光純薬工業製)に浸漬させた。中空糸からt−ブチルアルコールを十分に取り除いた後、凍結させ、一晩凍結乾燥させた。この中空糸を斜めにスライスした後、イオンスパッターによる蒸着を行い、中空糸SEMサンプルを得た。その後、SEM観察を行い、血球付着を評価した。結果を表2に示す。
ポリスルホン及びポリビニルピロリドンからなる中空糸膜有効長17cm、膜内表面の面積が100mm2(内径185μmの中空糸膜を使用したため100フィラメント)となるように両端をエポキシ接着剤で接着してデバイスを作製した。このデバイスの血液の入口ポートより上記合成ポリマーBを流通させて、中空糸内表面に合成ポリマーBをコーティングし、吸着材Kを含むデバイスを作製した。この吸着材Kを含むデバイスを用いて吸着試験を行った結果を、表2に示す。
(中空糸状の吸着材作製及び評価)
ポリスルホン及びポリビニルピロリドンからなる中空糸膜有効長17cm、膜内表面の面積が100mm2(内径185μmの中空糸膜を使用したため100フィラメント)となるように両端をエポキシ接着剤で接着してデバイスを作製した。この作製した吸着材Oを含むデバイスを用いて吸着試験を行った結果を、表2に示す。
(中空糸状の吸着材作製及び評価)
ポリスルホン及びポリビニルピロリドンからなる中空糸膜有効長17cm、膜内表面の面積が100mm2(内径185μmの中空糸膜を使用したため100フィラメント)となるように両端をエポキシ接着剤で接着してデバイスを作製した。この吸着材Pを含むデバイスを用いて吸着試験を行った結果を、表2に示す。
(水系ヒストンH4吸着試験)
生理用食塩水に、EpiQuik(登録商標) Total Histone H4 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)付属の標準品(ヒストンH4(初期濃度:50μg/mL)を添加した溶液を、PP製チューブ内で0.2mL調整した。ここへ吸着材Aを0.1mL加え、振とう機を用いて1時間、39℃で振とうさせた。振とうさせた後のPP製チューブを、遠心機を用いて2000gで1分間遠心し、上清を担体接触後血漿サンプルとして取得した。
取得した担体接触後血漿サンプルを用いて、吸着材AのヒストンH4吸着率を算出した。ヒストンH4吸着率(%)をA4、吸着材処理前ヒストンH3濃度をC40、吸着材処理後ヒストンH3濃度をC4Aとして、ヒストンH4吸着率算出式を以下に示す。以下の実施例13、14及び比較例6においても、同一のヒストンH4吸着率算出式を用いた。ヒストンH4の濃度は、EpiQuik(登録商標) Total Histone H4 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)を用いて測定した。結果を表3に示す。
吸着材Dを用いて、実施例12と同様の吸着試験を行った結果を表3に示す。
吸着材Gを用いて、実施例12と同様の吸着試験を行った結果を表3に示す。
(水系ヒストンH4吸着試験)
生理用食塩水に、EpiQuik(登録商標) Total Histone H4 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)付属の標準品(ヒストンH4(初期濃度:50μg/mL)を添加した溶液を、PP製チューブ内で0.2mL調整した。ここに吸着材を加えずに、振とう機を用いて1時間、39℃で振とうさせた。振とうさせた後のPP製チューブを、遠心機を用いて2000gで1分間遠心し、上清を血漿サンプルとして取得した。
取得した血漿サンプルを用いて、処理後のヒストンH4吸着率についてそれぞれ算出した。ヒストンH4吸着率算出式を以下に示す。ヒストンH4の濃度は、EpiQuik(登録商標) Total Histone H4 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)を用いて測定した。結果を表3に示す。
健常ボランティアから採血した血液に、Escherichia coli 0127:B8由来のリポポリサッカライド(LPS)(Sigma−Aldrich社製)を0.1μg/ml濃度になるように添加し、振とう機を用いて24時間、39℃で振とうさせた。その後、遠心機を用いて2000gで10分間遠心し、上清を血漿サンプルとして取得した。取得した血漿サンプル10mlを、ペリスタポンプ(登録商標)を用いて、吸着材Jを含むデバイスに流速1.2ml/minで、60分間、39℃で循環させた。その後、循環させた血漿を担体接触後血漿サンプルとして取得した。
取得した担体接触後血漿サンプルを用いて、処理後のヒストンH3吸着率についてそれぞれ算出した。ヒストンH3吸着率(%)をAH、中空糸で処理する前のヒストンH3濃度をCH0、中空糸で処理した後のヒストンH3濃度をCHAとして、ヒストンH3吸着率算出式を以下に示す。以下の実施例11及び比較例4、5においても、同一のヒストンH3吸着率算出式を用いた。ヒストンH3の濃度は、EpiQuik(登録商標) Total Histone H3 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)を用いて測定した。結果を表2に示す。
抗血栓性は、血球の中空糸担体表面への付着量を指標とした。具体的には、終濃度が1IU/mlになるようにヘパリンを添加して得た健常人の血液を、生理食塩水にて充填させた状態の吸着材Jを含むデバイスに、ペリスタポンプ(登録商標)を用いて1.2ml/minの流速で、37℃で60分間循環させ、その後中空糸内部の血液を生理食塩水で洗浄後、デバイスを解体し、内部の中空糸を取り出し、2.5%グルタルアルデヒドに浸漬させ、血球の固定化を行った。その中空糸を、25%,50%,60%,70%,80%,90%,99%エタノール(和光純薬工業製)溶液に、順々に浸漬させ、脱水を行った後、t−ブチルアルコール(和光純薬工業製)に浸漬させた。中空糸からt−ブチルアルコールを十分に取り除いた後、凍結させ、一晩凍結乾燥させた。この中空糸を斜めにスライスした後、イオンスパッターによる蒸着を行い、中空糸SEMサンプルを得た。その後、SEM観察を行い、血球付着を評価した。結果を表2に示す。
取得した担体接触後血漿サンプルを用いて、吸着材AのヒストンH4吸着率を算出した。ヒストンH4吸着率(%)をA4、吸着材処理前ヒストンH4濃度をC40、吸着材処理後ヒストンH4濃度をC4Aとして、ヒストンH4吸着率算出式を以下に示す。以下の実施例13、14及び比較例6においても、同一のヒストンH4吸着率算出式を用いた。ヒストンH4の濃度は、EpiQuik(登録商標) Total Histone H4 Quantification Kit(EPIGENTEK社製)を用いて測定した。結果を表3に示す。
Claims (15)
- 生体由来液中よりヒストンを除去する吸着材であって、水不溶性の担体と、生体適合性ポリマーと、を備え、前記担体が、活性炭、ポリエステル、ポリスルホン、又はカチオン性官能基を備える担体のいずれかである吸着材。
- 前記生体適合性ポリマーが、カチオン性官能基を備える、請求項1に記載の吸着材。
- 前記担体の形状が、粒子状、不織布状、又は中空糸膜状である、請求項1又は2のいずれかに記載の吸着材。
- 前記担体が、前記カチオン性官能基と、ポリエチレンテレフタレート又はスチレンジビニルベンゼン系共重合体のいずれかと、を備える、請求項1に記載の吸着材。
- 前記カチオン性官能基がアミノ基である、請求項4に記載の吸着材。
- 前記アミノ基が第4級アンモニウム基である、請求項5に記載の吸着材。
- 前記生体適合性ポリマーが親水性ポリマーである、請求項1〜6のいずれかに記載の吸着材。
- 前記親水性ポリマーがヒドロキシエチルメタクリレート系重合体である、請求項7に記載の吸着材。
- 前記生体適合性ポリマーがジメチルアミノエチルメタクリレートを10モル%以上含むポリマーである、請求項1〜7のいずれかに記載の吸着材。
- 前記ヒストンがヒストンH3である、請求項1〜9のいずれかに記載の吸着材。
- 生体由来液中よりヒストンを除去する生体由来液浄化デバイスであって、体液入口、出口を備えたハウジングと、前記ハウジング内に収容された請求項1〜10のいずれかに記載の吸着材と、を備え、前記ハウジング内に前記生体由来液が流通されることにより、前記生体由来液から前記ヒストンが除去される、生体由来液浄化デバイス。
- 前記生体由来液が体液である、請求項11に記載の生体由来液浄化デバイス。
- 前記体液が血液である、請求項12に記載の生体由来液浄化デバイス。
- 請求項11〜13のいずれかに記載のデバイスを用いて生体由来液からヒストンを除去するヒストン除去方法。
- 請求項11〜13のいずれかに記載のデバイスを用いて、血液あるいは血漿を通過させ、血液あるいは血漿中からヒストン含有量を減量させ、全身性炎症反応症候群を治療する治療方法。
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