KR102074799B1 - 백혈구제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법에 관한 것으로, 제1 스펀본드 부직포와, 멜트블로운 부직포, 제2 스펀본드 부직포의 다층구조를 가진 백혈구 제거용 혈액필터를 제조하고, 상기 백혈구 제거용 혈액필터에 키토산을 이용한 표면개질한 것을 모듈내부에 포함하여 심미성과 백혈구 제거율을 모두 향상시키고, 또한 수혈시 투입된 혈액이 10개의 분리채널을 통해 일정하게 공급되도록 하여 혈액이 백혈구 제거용 부직포 혈액필터에서 일정하게 분리채널을 통과되도록 분리채널을 적용한 것을 특징으로 하고, 모듈 밖으로 백혈구가 제거된 혈액만 통과 되도록 제조한 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 및 그 제조방법을 제공하기 위한 것으로, 그 기술적 구성은 구간의 길이가 긴 바깥쪽 채널의 내경은 넓게, 구간의 길이가 짧은 안쪽 채널의 내경은 좁게 설계하여, 상부측 분리채널과 하부측 분리채널 각 10개의 채널 간 압력 차이를 최소화시킨 구조의 모듈과 백혈구 제거를 위해 15㎛이하의 기공크기를 갖는 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

백혈구제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법 {Leukocyte removal filter module and method of manufaturing the same}
본 발명은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법에 관한 것이다.
인구의 노령화와 더불어 각종 암 환자 또는 이식환자와 같이 수혈이 필요한 환자가 증가하고 있으며, 이로 인해 적혈구제제 및 혈소판제제 등 혈액제제의 수요는 계속 증가하고 있다.
혈액은 체중이나 성별 등에 의하여 체내의 혈액량의 차이가 있지만 보통 체내에 4~6리터 정도 존재하며, 온 몸에 퍼져있는 혈관을 통하여 전신에 산소를 공급할 뿐만 아니라 분비샘에서 분비된 호르몬, 대사 작용을 통하여 배출된 노폐물, 소화된 영양소등의 운반작용과 항상성 유지를 위하여 혈류량, 온도, pH, 삼투압 및 혈당 등을 조절하는 등의 조절작용 그리고 외부의 공격에 대한 방어기제로 식균 작용, 항체 생성 및 혈액의 응고 등의 방어 작용을 한다. 이러한 혈액은 55%의 물, 혈장 단백질, 전해질, 탄수화물 등의 혈청 성분과 피브리노겐(Fibrinogen)으로 구성되며, 45%는 백혈구(Leukocyte), 적혈구(erythrocyte), 혈소판(Platelet)의 세포들로 구성된다.
혈액은 혈장, 백혈구(10~30㎛). 적혈구(7~8㎛), 혈소판(0.5~2.5㎛정도) 등으로 구성되어 있는데 물리적인 성질을 이용하여 혈액 내 성분들을 분리하는 것이 가능하다.
혈액제제에는 다수의 백혈구가 존재하며, 그로 인한 다양한 수혈부작용(Transfusion reaction)이 발생하게 된다. 대표적으로 백혈구에서 분비되는 사이토카인(Cytokine)에 의해 야기되는 비용혈성 발열반응(Non-hemolytic Febrile Transfusion Reaction), 백혈구 항원에 대한 동종면역반응으로 생성된 동종항체에 의한 혈소판 수혈 불응증(Platelet Refractoriness), 혈액제제에 존재하는 T림프구에 의해 야기되는 이식편대 숙주병(Graft-versus-host disease)이 있으며, Cytomegalvirus(CMV)와 같이 백혈구를 운반체로 작용하게 하는 바이러스로 하여금 수혈 받은 환자에게 바이러스 감염성 질환을 유발하는 부작용을 초래할 수 있다.
다수의 백혈구에 의한 부작용들은 혈액 내에 함유되어 있는 백혈구의 수를 감소시킴으로써 예방이 가능하다. 예를 들면 발열성 수혈 부작용을 예방하기 위해서는 혈액제제에 함유되어 있는 백혈구 수를 5 x 108개 이하로 줄여야하며, HLA 동종면역에 의한 혈소판 수혈 불응증(Platelet refractoriness)의 예방을 위해서는 혈액제제에 함유되어 있는 백혈구 수를 5 x 106개 이하로 줄여야 한다.
백혈구를 제거하는 방법 중에서 가장 효과가 좋은 것은 백혈구제거 필터를 사용하는 것이다.
일반적으로 Filtration이란 유체로부터, 즉 기체 또는 액체로부터 2종류 이상의 Component를 분리하는 것을 의미하며, 통상 유체로부터 용해되지 않은 입자(고체)를 분리하는 것을 의미한다. 막 분리 공정은 ①상변화(Phase transition)가 수반되지 않는 분리공정으로써 상변화에 요구되는 에너지가 필요 없기 때문에 Membrane 공정에 요구되는 최소한의 구동력만으로 운전이 가능하여 에너지 절약이 가능하고, 상변화가 없으므로 분리 대상물질의 성상변화가 일어나지 않으며, 운전 온도 및 조건을 자유롭게 조절할 수 있으므로 미생물의 번식을 억제하거나 점도를 조절하고 기타 품질 및 기능성을 고려한 공정설계가 가능하고, ②Membrane 소재의 물리적 화학적 기능에 의해 특정 물질만의 분리 분획이 가능하며, ③Evaporator나 Condenser 등이 없이 대부분 펌프, 배관, Membrane 및 Control part로 간단하게 구성되므로 설비가 간단한 특징이 있다.
백혈구제거 필터를 사용하는 경우 90% 이상의 백혈구를 제거할 수 있다. 현재 미국, 일본, 유럽 등을 비롯한 많은 국가들이 수혈 후 백혈구에 의한 부작용을 방지하고자 모든 혈액에 대하여 수혈 전에 백혈구를 제거하는 정책(Universal Leukocyte Reduction)을 의무화하여 실시하고 있지만 우리나라의 경우 면역력이 떨어지는 백혈병환자에게만 사용이 의무화되어있고 일반 환자의 경우에는 백혈구 제거 필터의 사용유무를 개인선택에 맡기고 있는 실정이다.
이처럼 외국에서는 이미 백혈구가 제거된 혈액제제의 사용이 의무화가 된 관계로, 백혈구 제거 필터 시장의 대부분을 일본의 아사히메디컬사와 미국의 폴사가 독점하고 있는 바, 국내에서도 백혈구 제거 필터 기술의 개발 및 제품화가 시급한 실정이다.
본 발명에서는 수혈에 사용되는 혈액에 대하여 다수 백혈구에 의해 발생하는 부작용을 예방 또는 감소시킬 목적으로 수혈 전에 백혈구를 효과적으로 제거하기 위해 사용할 수 있는 백혈구 제거용 부직포 혈액필터, 혈액 분리 채널 및 다공성 지지체가 포함된 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 및 그 제조방법을 제공하고자 한다.
이와 같은 과제들을 달성하기 위하여 백혈구 제거용 혈액필터 모듈은,
제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포가 순차적으로 배치된 혈액필터를 포함하며,
상기 멜트블로운 부직포의 평균 기공 크기가 5 내지 15 ㎛ 이며,
상기 각 부직포는 키토산으로 표면처리된 구조로 이루어질 수 있다.
상기 멜트블로운 부직포는 4 내지 8층으로 구성된 것일 수 있다.
상기 각 부직포는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 중 하나의 선택으로 제조될 수 있다.
상기 제1 스펀본드 부직포 상부와 상기 제2 스펀본드 부직포 하부에 각각 10개의 혈액 분리채널을 더 포함하고, 상기 분리채널의 내경은 4 내지 6 mm이며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽 채널의 내경에 비해 구간의 길이가 짧은 안쪽 채널의 내경이 상대적으로 좁은 구조로 이루어질 수 있다.
상기 혈액필터 하부에 다공성 지지체를 더 포함할 수 있다.
백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법은,
제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포를 준비하는 단계; 키토산 용액을 준비하는 단계; 상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계; 및 상기 제1 스펀본드 부직포, 상기 멜트블로운 부직포 및 상기 제2 스펀본드 부직포 순으로 배치하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 키토산 용액을 준비하는 단계는, 증류수 90 내지 100 중량부에 아세트산 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 400 내지 600 RPM으로 40분 내지 80분 스터링(Stirring) 하여 아세트산 용액을 제조하는 단계,
상기 아세트산 용액 100 중량부에 키토산 0.1 내지 5 중량부를 첨가하여 400 내지 600 RPM으로 18시간 내지 30시간 스터링(Stirring)하는 단계를 포함할 수 있다.
상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계는, 부직포를 30분 내지 2 시간 침지시키는 단계, 80 내지 120 ℃에서 1 내지 5 분 동안 건조시키는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 백혈구 제거용 혈액필터 모듈은 수혈시 투입된 혈액이 10개의 분리채널을 통해 일정하게 공급되도록 하였으며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽은 넓게, 구간의 길이가 짧은 안쪽은 좁게 설계하여 10개의 분리채널 간 압력 차이를 최소화할 수 있었고, 키토산을 이용하여 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 친수화 표면개질을 실시함으로써 고분자 재료 표면의 혈전과 색전의 발생을 방지할 수 있었으며, 또한 멜트블로운 부직포를 다층으로 구성함으로써 백혈구 제거율이 90%이상으로 매우 우수하였다.
도1은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈 단면도이다.
도2은 SMS 구조도이다.
도3은 멜트블로운 및 스펀본드 부직포의 SEM분석 사진이다.
도4은 키토산을 이용한 Melt-blown 부직포 친수화 실험 결과이다.
도5은 PMI 분석 결과이다.
도6은 수투과도 실험 과정이다.
도7은 멜트블로운 부직포 층 수에 따른 백혈구 수 계측이다.
이하, 첨부한 도면 등을 통하여 본 발명을 상세하게 설명한다.
먼저, 본 발명에 따른 백혈구 제거용 혈액필터 모듈은 도1과 같이 백혈구 제거용 부직포 혈액필터, 다공성 지지체 및 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 상부 및 하부에 각 10개의 분리채널을 포함한다.
상기의 백혈구 제거용 부직포 혈액필터는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 중 선택되어 제조되며, 다층구조로 이루어져 있다.
상기 다층구조는 제1 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 제2 스펀본드 부직포 순으로 이루어져 있으며 이를 SMS 구조(Spun-bond - Melt-blown - Spun-bond)라 한다.
상기 멜트블로운 부직포는 폴리프로필렌 등의 열가소성 고분자를 용융하여 노즐을 통해 압출 방사하는 부직포 제조 방법에 의해 제조되며, 방사노즐로 압출된 고분자가 용융상태에서 방사구금의 양옆에서 고속으로 분사되는 열풍에 의해 초극세화된 극세 섬유가 수집체에 적층되어 제조된다
상기 스펀본드 부직포는 폴리프로필렌 등의 열가소성 고분자를 원재료로 하여 제조하는 부직포 종류의 하나로 분사하는 과정 중 섬유가 끊어지지 않고 생산 시점부터 생산 완료시점까지 연결된 장섬유로 구성되어 있어 촉감이 뛰어나고 유연성이 좋으며, 높은 인장강도를 지니는 장점이 있지만 필터효과는 낮아 단편적으로 사용하기 힘들다는 단점이 있다.
고분자 재료가 혈액에 직접 접촉하였을 경우 단백질의 흡착이 발생하는데 이때 백혈구, 적혈구, 혈소판의 순서로 일어나게 된다. 따라서 고분자가 가지고 있는 성질에 영향을 받게 되는데 혈액 필터와 같이 재료 표면에서의 혈액의 흐름이 빠른 경우에는 표면의 거친 상태와 이에 따른 표면에서의 분자의 운동이 큰 영향이 미치게 된다. 고분자 재료 표면의 혈전(Thrombosis)과 색전(Embolism)의 발생을 방지하기 위한 표면개질 방법으로 키토산을 이용한 친수화 표면개질을 실시하였다.
상기 다공성 지지체는 플라스틱 재질로 이루어져 있으며, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 하부에 위치하여 혈액의 흐름에 따른 압력에도 불구하고, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터가 모듈 내부에 고정될 수 있도록 지지하는 역할을 함과 동시에, 백혈구가 제거된 혈액이 빠져나갈 수 있도록 다수의 구멍이 뚫려 있는 구조를 갖는다.
이하에서는 분리채널에 관해 도1을 참고하여 설명한다. 상기 분리채널은 백혈구 제거용 혈액필터 모듈(66) 내의 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 상부 및 하부에 위치하며 혈액이 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 분산되어 통과할 수 있도록 혈액필터 상하 각 10개의 채널을 갖는 구조이다. 혈액은 혈액공급방향(33)으로 혈액공급부(44)를 지나 백혈구 제거용 혈액필터 모듈(66) 내로 공급되며, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터(11)를 지나기 전에 10개의 상부측 분리채널(55)을 통과하여 전체적으로 일정하게 백혈구 제거용 부직포 혈액필터(11)를 통과하고, 하부측 분리채널(77)로 유입되어 모아진 후 혈액 투과부(88)를 지나 백혈구 제거용 혈액필터 외부로 빠져나간다. 또한, 상기 각 채널은 4 내지 6 mm의 내경을 가지며, 혈액이 유입되는 곳을 기준으로 하여 가장 먼 위치로 혈액이 분리되어 흐르도록 하는 바깥쪽 채널의 내경(55a)이 가장 가까운 위치로 혈액이 분리되어 흐르는 안쪽 채널의 내경(55b)보다 20 내지 30 %의 더 큰 내경을 가지도록 순차적으로 채널의 내경이 커지는 구조를 갖도록 구성함으로써 각 채널 사이의 압력 차이를 최소화시켜 유량이 동일하도록 하여, 백혈구 제거용 부직포 혈액필터 전체에 일정한 양의 혈액이 흐르도록 한다.
본 발명의 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법은 키토산으로 표면처리된 부직포를 제조하기 위해, 증류수 90 내지 100 중량부에 아세트산 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 400 내지 600 RPM으로 40분 내지 80분 스터링(Stirring)하여 아세트산 용액을 제조하는 단계, 상기 아세트산 용액에 키토산 0.1 내지 5 중량부를 첨가하여 400 내지 600 RPM으로 18시간 내지 30시간 스터링(Stirring)하는 단계를 통해 키토산 용액을 제조하고, 상기 키토산 용액에 멜트블로운 부직포와 스펀본드 부직포를 30분 내지 2시간 침지하는 단계, 80 내지 120 ℃에서 1 내지 5분 건조하는 단계를 포함한다.
상기 아세트산 용액을 제조하는 단계에서 40분 미만으로 스터링 하는 경우 충분한 용해가 이루어지지 않으며, 80분 초과로 스터링 하는 경우 과도한 스터링 시간 소요로 인해 경제적이지 못한 문제가 있다. 또한 키토산 용액을 제조하는 단계에서 18시간 미만으로 스터링 하는 경우 충분한 키토산이 균일하게 분포하지 못하며, 30시간 초과로 스터링하는 경우 과도한 스터링 시간 소요로 인해 효율성이 떨어진다. 상기 키토산 용액에 각 부직포를 침지하는 시간이 30분 미만인 경우 부직포에 키토산이 필요한만큼 충분한 흡수되지 않아 친수성이 떨어지는 문제가 있으며, 80분을 초과하는 경우 과도한 침지시간 소요로 인해 생산성이 떨어지는 문제가 있다. 상기 각 침지된 부직포를 건조하는 온도가 80℃ 미만인 경우 건조에 필요한 시간이 길어지고 120℃ 를 초과하는 경우 부직포가 변성될 가능성이 있으며, 또한 건조하는 시간이 1분 미만인 경우 충분한 건조가 이루어지지 않고, 5분을 초과하는 경우 부직포가 변성될 가능성이 있다.
본 발명은 도2와 같이 제1 스펀본드 부직포, 멜트블로운 부직포, 제2 스펀본드 부직포 순으로 이루어져 있으며 이를 SMS 구조(Spun-bond - Melt-blown - Spun-bond)라 부른다. 여기서 스펀본드 부직포는 프리필터(Pre-filter)로서 심미성을 높이고 혈액 거대입자덩어리를 제거하는 역할을 하며, 멜트블로운 부직포는 메인필터(Mainfilter)로서 백혈구를 제거하는 역할을 한다. SMS 구조로 설계한 이유는 스펀본드 부직포의 경우 여과 효율은 좋지 않지만, 백혈구를 제거하는 역할을 하는 멜트블로운 부직포의 표면에 보풀이 일어나는 것을 방지할 수 있어 심미성을 높일 수 있고, 거대혈액입자덩어리를 제거하는 역할도 할 수 있기 때문이다.
본 발명에 따른 백혈구 제거용 혈액필터 내부의 백혈구 제거용 부직포 혈액필터에 관하여 다음과 같이 표면 분석을 하였다.
다음 표1의 조건에 따라 멜트블로운 부직포를 제작 후 이를 토대로 각각의 구조와 파이버 특성을 관찰하기 위해 주사형전자현미경(SEM)을 사용하여 섬유의 직경과 구조적 차이를 분석 및 PMI 분석을 통해 기공 사이즈를 측정하고 백혈구 제거용 혈액필터에 가장 적합한 멜트블로운 부직포를 선정하였다.
Figure 112018018136710-pat00001
상기 멜트블로운 부직포 제작 조건에 따라 제조된 부직포의 구조와 파이버 특성을 관찰하기 위하여 주사전자 현미경(Scanning Electron Microscope, 이하 SEM)을 사용하여 각각 다른 조건으로 제조된 멜트블로운 부직포와 스펀본드 부직포의 평균 섬유의 직경과 구조적 차이를 분석 하였으며, 기공률 측정기(Capillary Flow Porometer, PMI사, USA)를 사용하여 평균 기공 크기 (Mean Pore Size)를 측정 후 비교 하였다.
도3에서는 상기 제작 조건에 따른 멜트블로운 부직포 P1, P2, P3와 스펀본드 부직포의 SEM 분석사진을 좌측상단으로부터 시계방향 순으로 나타내고 있다. P1의 평균 섬유의 직경은 2.86㎛, P2 의 평균 섬유의 직경은 5.5㎛, P3의 평균 섬유 직경은 5.0㎛로 측정 되었으며 스펀본드 부직포의 평균 섬유의 직경은 20.4㎛로 측정 되었다. 이와 같은 분석을 통하여 본 설계에 사용된 여과재 파이버의 구조적 특성은 극세사가 서로 셀프-본딩에 의해 구조화 되어있음을 확인할 수 있었다.
도4에서는 키토산을 이용하여 멜트블로운 부직포를 친수화 하였을 때 친수화 처리 전에는 134.7도의 발수성을 보이는 반면, 친수화 처리 후에는 27.4도로 친수화 된 것을 확인할 수 있었다.
도5은 P1, P2, P3의 PMI 분석결과로서 P1의 평균 기공 크기는 18.1714 ㎛, P2의 평균 기공 크기는 13.0914 ㎛, P3의 평균 기공 크기는 28.4571 ㎛ 의 결과를 보였다. 백혈구의 크기가 10 내지 30 ㎛ 이므로 P1, P2, P3 중 백혈구를 필터링 하기에 가장 적합한 평균 기공 크기를 가진 부직포는 평균 기공 크기 13.0914 ㎛를 가지는 P2이므로 이를 이용하여 실험을 진행하였다.
실시예 : 멜트블로운 부직포 6층 구조 MB(6)
폴리프로필렌을 이용하여 상기 멜트블로운 부직포 제작 조건 중 P2, 즉 Basic weight 90g/cm2, Die tip temperature 250℃, Air flow rate 32m2/min, Die to collector distance(DCD) 25cm, Air temperature 235~245℃에 따라 평균기공크기 13.0914 ㎛인 멜트블로운 부직포를 제조한다.
폴리프로필렌을 이용하여 통상적인 스펀본드 부직포 제작 조건에 따라 평균 섬유 직경 20.4 ㎛인 스펀본드 부직포를 제조한다.
상기 각 부직포에 대한 키토산 표면처리를 위해 증류수 99 중량부에 아세트산 1 중량부를 첨가하여 500 RPM으로 1시간 스터링(Stirring)하여 아세트산 용액을 제조하고, 상기 아세트산 용액에 키토산 1 중량부를 혼합하여 500 RPM으로 24시간 스터링(Stirring) 한 키토산 용액을 준비한다.
상기 키토산 용액에 상기 각 부직포를 1시간 동안 침지시킨 다음 105℃에서 3분간 건조시켜 키토산으로 표면처리된 부직포를 제작한다.
상기 키토산으로 표면처리된 스펀본드 부직포 2장 사이에 상기 키토산으로 표면처리된 멜트블로운 부직포를 6층으로 쌓은 것을 포함하는 백혈구 제거용 부직포 혈액필터를 제작한다. 이를 MB(6)라 한다.
비교예1 : 멜트블로운 부직포 3층 구조 MB(3)
키토산으로 표면처리된 멜트블로운 부직포를 3층 구조로 겹친 것 외에는 실시예와 동일한 방식으로 백혈구 제거용 부직포 필터를 제조하였으며 이를 MB(3)라 한다.
비교예2 : 멜트블로운 부직포 9층 구조 MB(9)
키토산으로 표면처리된 멜트블로운 부직포를 9층 구조로 겹친 것 외에는 실시예와 동일한 방식으로 백혈구 제거용 부직포 필터를 제조하였으며 이를 MB(9)라 한다.
시험예 1 : 수투과도
상기 실시예, 비교예1 및 비교예2의 수투과도를 알기 위해 도9의 공정에 따라 도6과 같은 과정을 거쳐 실험하였다. 약 100ml의 혈액을 통과시킨 후 10분간 여과된 혈액의 부피를 측정하였을 때, 멜트블로운 부직포를 3장 적층한 비교예1의 경우 약 30ml, 6장 적층한 실시예의 경우 약 24ml, 9장 적층한 비교예2의 경우 약 16ml로 측정되었으며, 이에 따르면 부직포가 많이 적층 될수록 수투과도가 낮아지는 것을 확인할 수 있었다.
수투과도 실험 결과
MB(3) MB(6) MB(9)
투과량 약 30ml 약 24ml 약 16ml
시험예 2 : 백혈구 수기법
상기 실시예, 비교예1 및 비교예2의 백혈구 제거율을 측정하기 위하여 DME배지 990 마이크로리터에 10 마이크로리터의 혈액(검체)을 취하여 Mixing 후 혼합한 용액 10 마이크로리터를 채취하여, 검체와 Crystal Violet 염색약을 1:5의 비율로 혼합 하여 염색한 후, Nageotte 혈구 계산판에 떨어뜨려 1분정도의 반응 시간을 두었다. 광학현미경 하에 관찰한 후, 수기법으로 백혈구 수를 측정 하였다.
도7과 같이 멜트블로운 부직포 수에 따른 백혈구 제거율을 알아보기 위해 3층으로 된 비교예1, 6층으로 된 실시예, 9층으로 된 비교예2 부직포를 사용하여 혈액을 여과한 뒤 염색약으로 염색 후, 혈구 계산판을 이용하여 백혈구의 숫자를 계산하였다.
백혈구 수 측정은 Total 백혈구 수 = (백혈구 count 수÷4)×희석배수×104 에 따랐으며 그 결과를 표3에 나타내었다.
멜트블로운 부직포 수에 따른 백혈구 수
혈액 MB(3) MB(6) MB(9)
백혈구 수 7.73 ×108 4.20 ×108 2×107 1.09 ×108
백혈구 제거율(%)는 100 - {(filtering 된 혈액÷혈액) × 100} 으로 계산하여 그 결과를 표4에 나타내었다. 실험 결과에 따르면 멜트블로운 부직포를 6층 구조로 형성하였을 때 가장 우수한 백혈구 제거 효과를 나타내는 것을 확인하였다.
멜트블로운 부직포 수에 따른 백혈구 제거율
MB(3) MB(6) MB(9)
백혈구 제거율(%) 50 99.97 90
11: 백혈구 제거용 부직포 혈액 필터
22: 다공성 지지체
33: 혈액 공급방향
44: 혈액 공급부
55: 상부측 분리채널
55a: 바깥쪽 분리채널의 내경
55b: 안쪽 분리채널의 내경
66: 백혈구 제거용 혈액필터 모듈
77: 하부측 분리채널
88: 혈액 투과부
99: 혈액 투과방향

Claims (8)

  1. 제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포가 순차적으로 배치된 혈액필터를 포함하며,
    상기 멜트블로운 부직포의 평균 기공 크기가 5 내지 15 ㎛ 이며,
    상기 각 부직포는 키토산으로 표면처리된 것이고,
    상기 제1 스펀본드 부직포 상부와 상기 제2 스펀본드 부직포 하부에 각각 10개의 혈액 분리채널을 더 포함하고, 상기 분리채널의 내경은 4 내지 6 mm 이며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽 채널의 내경에 비해 구간의 길이가 짧은 안쪽 채널의 내경이 상대적으로 좁은 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 멜트블로운 부직포는 4 내지 8층으로 구성된 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 헐액필터 모듈.
  3. 제1항에 있어서,
    각 부직포는 폴리프로필렌, 폴리에스테르 중 하나의 선택으로 제조되는 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서,
    상기 혈액필터 하부에 다공성 지지체를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈
  6. 제1 스펀본드 부직포; 멜트블로운 부직포; 및 제2 스펀본드 부직포를 준비하는 단계;
    키토산 용액을 준비하는 단계;
    상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계; 및
    상기 제1 스펀본드 부직포, 상기 멜트블로운 부직포 및 상기 제2 스펀본드 부직포 순으로 배치하는 단계를 포함하고,
    상기 제1 스펀본드 부직포 상부와 상기 제2 스펀본드 부직포 하부에 각각 10개의 혈액 분리채널을 더 포함하고, 상기 분리채널의 내경은 4 내지 6 mm 이며, 채널의 구간이 긴 바깥쪽 채널의 내경에 비해 구간의 길이가 짧은 안쪽 채널의 내경이 상대적으로 좁은 것을 특징으로 하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 키토산 용액을 준비하는 단계는 증류수 90 내지 100 중량부에 아세트산 0.1 내지 5 중량부를 혼합하여 400 내지 600 RPM으로 40분 내지 80분 스터링(Stirring) 하여 아세트산 용액을 제조하는 단계; 및
    상기 아세트산 용액 100 중량부에 키토산 0.1 내지 5 중량부를 첨가하여 400 내지 600 RPM으로 18시간 내지 30시간 스터링(Stirring)하는 단계를 포함하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법
  8. 제6항에 있어서,
    상기 각 부직포를 상기 키토산 용액에 침지한 후, 건조하는 단계는, 부직포를 30분 내지 2 시간 침지시키는 단계, 80 내지 120 ℃에서 1 내지 5 분 동안 건조시키는 단계를 포함하는 백혈구 제거용 혈액필터 모듈의 제조방법
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002085551A (ja) * 2000-09-19 2002-03-26 Asahi Medical Co Ltd 白血球除去フィルター材
JP6188723B2 (ja) * 2012-01-25 2017-08-30 フレゼニウス・ヘモケア・イタリア・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータＦＲＥＳＥＮＩＵＳ ＨＥＭＯＣＡＲＥ ＩＴＡＬＩＡ Ｓ．ｒ．ｌ． 血液フィルタ、システム、及び血液フィルタ又はシステムの使用

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5547576A (en) * 1992-07-06 1996-08-20 Terumo Kabushiki Kaisha Pathogenic substance removing material and a blood filter containing the material

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002085551A (ja) * 2000-09-19 2002-03-26 Asahi Medical Co Ltd 白血球除去フィルター材
JP6188723B2 (ja) * 2012-01-25 2017-08-30 フレゼニウス・ヘモケア・イタリア・ソシエタ・ア・レスポンサビリタ・リミタータＦＲＥＳＥＮＩＵＳ ＨＥＭＯＣＡＲＥ ＩＴＡＬＩＡ Ｓ．ｒ．ｌ． 血液フィルタ、システム、及び血液フィルタ又はシステムの使用

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