WO2012057185A1 - 血液成分吸着用担体及び血液成分吸着カラム - Google Patents

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WO2012057185A1
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尚利 富田
上野 良之
一裕 棚橋
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東レ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a blood component adsorption carrier and a blood component adsorption column.
  • Humoral factors such as inflammatory cytokines are deeply involved in the pathogenesis of inflammatory diseases such as systemic lupus erythematosus, rheumatoid arthritis, multiple sclerosis, ulcerative colitis, and Crohn's disease. Attempts have been made to treat inflammatory diseases by inactivating these humoral factors in biologics. However, these humoral factors do not act on the site of inflammation alone, but multiple humoral factors act synergistically to develop and progress inflammatory diseases. Attention has been focused on leukocyte removal therapy that removes the activated leukocytes themselves from the living body.
  • Leukocyte removal therapy is a method of purifying blood, removing blood from the veins outside the body, removing activated white blood cells with a column filled with an adsorption carrier, etc., and returning the purified blood to the opposite vein It is.
  • Leukocytes are roughly divided into three types: granulocytes, monocytes and lymphocytes. Since leukocytes directly involved in inflammation of inflammatory diseases are considered to be granulocytes and monocytes, granulocytes are selected.
  • Patent Document 1 has been developed (Patent Document 1) and a carrier that selectively adsorbs both activated granulocytes and monocytes, and also adsorbs inflammatory cytokines simultaneously (Patent Documents 2 and 3). Yes.
  • lymphocytes are also known to be indirectly involved in inflammation of inflammatory diseases.
  • the carrier (patent documents 4 and 5) which can adsorb
  • the existing carrier capable of adsorbing all three types of white blood cells, granulocytes, monocytes and lymphocytes is made of a nonwoven fabric with a high bulk density made from ultrafine fibers, and most blood components other than red blood cells. Therefore, safety problems such as suspension of circulation and blood leakage due to pressure loss during blood circulation have been pointed out.
  • a strong leukocyte removal carrier capable of adsorbing all three types of leukocytes and also capable of adsorbing inflammatory cytokines has been sought, but from the difficulty of overcoming the above problems, There are no reports of completed examples yet.
  • the present invention is a blood component capable of adsorbing and removing leukocytes of granulocytes, monocytes and lymphocytes while suppressing the occurrence of pressure loss during blood circulation and simultaneously adsorbing and removing inflammatory cytokines.
  • An object is to provide an adsorption carrier.
  • the present inventors have a small pressure loss due to clogging, and can adsorb and remove inflammatory cytokines in addition to granulocytes, monocytes and lymphocytes with high efficiency.
  • the present inventors have found a blood component-adsorbing carrier capable of achieving the above and have completed the present invention.
  • the present invention provides the blood component adsorption carrier and the blood component adsorption column described in the following (1) to (7).
  • a functional group having an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfate group, a sulfite group and a sulfonic group and an amino group is introduced on the surface of a water-insoluble carrier comprising fibers or particles, and the fiber The carrier for adsorbing blood components, wherein the fiber diameter or the particle diameter of the particles is 0.5 to 20 ⁇ m.
  • the carrier for adsorbing blood components of the present invention all three types of white blood cells, granulocytes, monocytes and lymphocytes, can be adsorbed and removed from the blood of patients with inflammatory diseases with high efficiency. It can be removed by adsorption at the same time.
  • the blood component adsorption column packed with the blood component adsorption carrier of the present invention can be used for leukocyte removal therapy, and can be suitably used in the treatment of severe inflammatory diseases.
  • the blood component adsorption carrier of the present invention has an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfate group, a sulfite group and a sulfonate group on the surface of a water-insoluble carrier composed of fibers or particles, and a functional group having an amino group.
  • the fiber diameter of the fibers or the particle diameter of the particles is 0.5 to 20 ⁇ m.
  • Bood component adsorption carrier refers to a material capable of adsorbing and removing blood components from blood.
  • a blood component refers to a component that constitutes blood, for example, a blood cell component such as red blood cells, white blood cells, or platelets or a humoral factor such as inflammatory cytokines, but for the purpose of treating inflammatory diseases. It is preferable that leukocytes and inflammatory cytokines are removed by adsorption.
  • Inflammatory cytokines are proteins secreted from cells that transmit information to specific cells, such as interleukins, tumor necrosis factor- ⁇ , transforming growth factor beta, interferon- ⁇ (hereinafter referred to as “interferon-gamma”). INF- ⁇ ), angiogenic growth factors and immunosuppressive acidic proteins.
  • Interleukins are cytokines that are secreted by leukocytes and function to regulate the immune system.
  • Interleukins are cytokines that are secreted by leukocytes and function to regulate the immune system.
  • interleukin-1 interleukin-6, interleukin-8 (hereinafter IL-8), interleukin- 10, interleukin-17 (hereinafter referred to as IL-17).
  • IL-8 interleukin-8
  • IL-17 interleukin-17
  • Adsorption refers to the state where blood components adhere to the blood component adsorption carrier and do not easily peel off.
  • Examples of the material of the “water-insoluble carrier comprising fibers or particles” include, for example, polyolefins such as polyethylene or polypropylene, polyesters such as polyethylene terephthalate or polybutylene terephthalate, fluorinated polymers such as Teflon (registered trademark), and poly (p-phenylene).
  • Polysulfone polymers such as ethersulfone), polyetherimide, polyimide, polyamide, polyether, polyphenylene sulfide, polystyrene or acrylic polymer, or blended and alloyed of these polymer compounds.
  • Polystyrene is preferred to facilitate the introduction of functional groups into the polymer, and polypropylene or polypropylene-polyethylene copolymer is preferred from the viewpoint of heat resistance or shape retention during processing.
  • a functional group having an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfuric acid group, a sulfite group and a sulfonic acid group and an amino group means at least one sulfate group in a part of the chemical structure of the functional group, A functional group containing an acidic functional group and an amino group selected from the group consisting of a sulfite group and a sulfonic acid group.
  • the sulfuric acid group (—OSO 2 OH), the sulfite group (—O (SO) OH) and the sulfonic acid group (—SO 2 OH) have chemical structures similar to each other, and all have acidic hydroxyl groups. Therefore, it shows the common property of strong acidity and negative.
  • the acidic functional group is located at the end of the functional group so that the interaction between the acidic functional group and the blood component becomes easier.
  • the amino group is preferably a secondary amino group, and more preferably a tertiary amino group.
  • a chemical structure existing between an acidic functional group and an amino group that is, a chemical structure (hereinafter referred to as a spacer) connecting the acidic functional group and the amino group is a hydrogen atom.
  • the number of atoms which comprise a spacer is 200 or less.
  • a “functional group having an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfate group, a sulfite group and a sulfonic acid group and an amino group” onto the surface of the water-insoluble carrier, the water-insoluble carrier and the functional group described above
  • the reactive functional group that mediates the bonding with halomethyl group active halogen group such as halomethyl group, haloacetyl group, haloacetamidomethyl group or halogenated alkyl group, epoxide group, carboxyl group, isocyanate group, thioisocyanate group
  • an acid anhydride group may be mentioned, but an active halogen group is preferable and a haloacetamidomethyl group is more preferable from the viewpoint of appropriate reactivity.
  • the above functional group in which the acidic functional group is located at the terminal and the spacer is an alkyl chain is, for example, a commercially available reagent that can be easily obtained by reacting an aminoalkylsulfonic acid with a haloacetamidomethyl group. Can be obtained.
  • the above functional group in which the spacer is an alkyl chain having 3 or less carbon atoms is aminoethylsulfonic acid (hereinafter taurine), 3-aminopropiosulfonic acid (hereinafter homotaurine) or N-methylaminoethylsulfonic acid ( Hereinafter, it can be obtained by reacting N-methyltaurine) or 1,3-propane sultone (hereinafter referred to as propane sultone) with a haloacetamidomethyl group.
  • taurine aminoethylsulfonic acid
  • homotaurine 3-aminopropiosulfonic acid
  • N-methylaminoethylsulfonic acid N-methylaminoethylsulfonic acid
  • propane sultone 1,3-propane sultone
  • “Fiber fiber diameter” and “particle particle diameter” of the “water-insoluble carrier composed of fibers or particles” need to be “0.5 to 20 ⁇ m” in order to exert the phagocytic ability of leukocytes. In order to exhibit the performance more stably, it is preferably 4 to 20 ⁇ m, more preferably 4 to 10 ⁇ m.
  • a preferred value for the lower limit is 0.5 ⁇ m, more preferably 4 ⁇ m.
  • a preferable value of the upper limit value is 20 ⁇ m, more preferably 10 ⁇ m. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit.
  • the phagocytic ability of leukocytes refers to the property that granulocytes and monocytes capture microorganisms and bacteria that have entered the body such as humans and try to eat them.
  • Fiber diameter of fiber refers to 10 small fiber samples taken at random and taken 2000 times using a scanning electron microscope, and 10 fibers (100 in total) for each photo. The average value of the measured values of the diameter.
  • particle size of particle means that 10 small particle samples are randomly collected and 2000 times magnified photographs are taken using a scanning electron microscope. ) Is the average of the measured values of the diameter of the particles.
  • a fiber having a larger diameter may be mixed from the viewpoint of securing the strength of the blood component adsorption carrier.
  • the fiber diameter of such a fiber having a larger diameter is 10 ⁇ 50 ⁇ m is preferred.
  • Examples of the shape of the water-insoluble carrier made of fibers include woven fabric, non-woven fabric, cotton fabric or hollow fiber.
  • a skeleton material fiber such as polypropylene is added to maintain the shape. Is also preferable.
  • the blood component adsorption carrier of the present invention is not intended to remove blood components by the principle of filtration.
  • granulocytes and monocytes its phagocytic ability is used.
  • lymphocytes and inflammatory cytokines “sulfate group” is used. Each of these is adsorbed and removed using the interaction between an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfite group and a sulfonic acid group and a functional group having an amino group. Therefore, when the blood component adsorption carrier of the present invention is filled in a container such as a column, the void ratio can be increased as compared with the prior art, and the pressure loss can be greatly suppressed.
  • the porosity of the water-insoluble carrier is preferably 85 to 98%, and preferably 90 to 95%. Is more preferable.
  • a preferred value for the lower limit is 85%, more preferably 90%.
  • a preferable value of the upper limit is 98%, more preferably 95%. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit.
  • the acidic functional group included in the “functional group having an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfate group, a sulfite group and a sulfonic acid group and an amino group” greatly contributes to the adsorption of lymphocytes. Is done.
  • the density of acidic functional groups is too large, competitive adsorption between lymphocytes and positively charged proteins occurs, and it is assumed that the adsorption rate of lymphocytes decreases.
  • the density of the acidic functional group can be expressed by a negative charge amount, but the negative charge amount of the blood component adsorption carrier of the present invention is 1.5 ⁇ 10 ⁇ 5 to 1.5 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g.
  • the lower limit is preferably 1.5 ⁇ 10 ⁇ 5 eq / g, more preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 4 eq / g.
  • a preferable value of the upper limit is 1.5 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g, and more preferably 1.0 ⁇ 10 ⁇ 3 eq / g. Any preferred lower limit can be combined with any preferred upper limit.
  • a negative charge amount of 1 eq / g means that 1 g of adsorption carrier can adsorb 1 mol of proton.
  • the acidic functional group included in the “functional group having an acidic functional group selected from the group consisting of a sulfuric acid group, a sulfurous acid group and a sulfonic acid group and an amino group” contributes to the adsorption of inflammatory cytokines to some extent. It is guessed. In other words, the inflammatory cytokine is a protein of about 1 to several tens of kDa, and contains many kinds of ionic amino acids. Therefore, the positively charged site in the protein molecule interacts with the negative acidic functional group. It is presumed that
  • the container shape of the blood component adsorption column of the present invention packed with the above-described blood component adsorption carrier may be any container having an inlet and an outlet for blood.
  • Examples include prismatic containers such as columnar and octagonal cylinders.
  • Containers that can be filled with a blood component adsorption carrier in a stacked form containers that can be filled with a blood component adsorption carrier wound in a cylindrical shape, or blood from the outer periphery of the cylinder.
  • a container that flows inwardly and exits the container is preferred.
  • wt% means weight%
  • PP non-woven fabric After producing a nonwoven fabric composed of 85 wt% of this fiber and 15 wt% of polypropylene fiber having a diameter of 20 ⁇ m, a sheet-like polypropylene net (thickness 0.5 mm, single yarn diameter 0.3 mm, opening 2 mm) between the two nonwoven fabrics.
  • a non-woven fabric having a three-layer structure (hereinafter referred to as PP non-woven fabric) was obtained by needle punching.
  • PSt + PP non-woven fabric A non-woven fabric (PSt + PP non-woven fabric) having a core-sheath fiber diameter of 5 ⁇ m and a bulk density of 0.02 g / cm 3 by treating a non-woven fabric made of PP with a 3 wt% sodium hydroxide aqueous solution at 95 ° C.
  • nonwoven fabric A was produced.
  • Nitrobenzene 46 wt%, sulfuric acid 46 wt%, paraformaldehyde 1 wt%, N-methylol- ⁇ -chloroacetamide (hereinafter referred to as NMCA) 7 wt% were mixed, stirred and dissolved at 10 ° C. or less to prepare an NMCA reaction solution.
  • the NMCA reaction solution was brought to 5 ° C., and to 1 g of non-woven fabric A, the NMCA reaction solution was added at a solid-liquid ratio of about 40 mL, and reacted for 2 hours while maintaining the reaction solution at 5 ° C. in a water bath.
  • non-woven fabric B a chloroacetamidomethylated non-woven fabric
  • non-woven fabric D (Preparation of sulfoethane aminated nonwoven fabric) 13 g of taurine was added to 500 mL of DMSO, and triethylamine was added thereto and mixed so that the concentration was 473 mM, and 10 g of non-woven fabric B was immersed therein and reacted at 70 ° C. for 6 hours.
  • the non-woven fabric after the reaction was washed with DMSO and methanol, and further washed with water to obtain a sulfoethane-aminated non-woven fabric (hereinafter referred to as non-woven fabric D).
  • Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric D.
  • non-woven fabric E (Preparation of sulfopropane aminated nonwoven fabric) 13 g of homotaurine was added to 500 mL of DMSO, and triethylamine was added thereto and mixed so that the concentration was 473 mM, and 10 g of non-woven fabric B was immersed therein and reacted at 70 ° C. for 6 hours. The non-woven fabric after the reaction was washed with DMSO and methanol, and further washed with water to obtain a sulfopropane aminated non-woven fabric (hereinafter referred to as non-woven fabric E). Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric E.
  • nonwoven fabric F (Production of methylsulfoethane aminated nonwoven fabric) 4.2 g of N-methyltaurine and 5 g of potassium iodide were added to 500 mL of DMSO, and triethylamine was added thereto so as to have a concentration of 473 mM. Reacted for hours. The nonwoven fabric after the reaction was washed with DMSO and methanol, and further washed with water to obtain a methylsulfoethane aminated nonwoven fabric (hereinafter, nonwoven fabric F). Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric E.
  • nonwoven fabric H (Production of dimethylsulfopropane aminated nonwoven fabric) 10 g of non-woven fabric G was immersed in a solution obtained by adding 9.77 mL of propane sultone to 465 mL of THF and mixed, and reacted at 50 ° C. for 6 hours. The nonwoven fabric after the reaction was washed with THF and methanol, and further washed with water to obtain a dimethylsulfopropane aminated nonwoven fabric (hereinafter, nonwoven fabric H). Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric H.
  • non-woven fabric I (Production of mercaptoethane aminated nonwoven fabric) 11.6 g of aminoethanethiol hydrochloride was added to 500 mL of DMSO, and triethylamine was added thereto and mixed so that the concentration was 473 mM, and 10 g of non-woven fabric B was immersed therein and reacted at 70 ° C. for 6 hours. The non-woven fabric after the reaction was washed with DMSO and methanol, and further washed with water to obtain a mercaptoethane aminated non-woven fabric (hereinafter referred to as non-woven fabric I). Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric I.
  • tetraethylenepentaminated polysulfone nonwoven fabric After immersing 0.1 g of the nonwoven fabric A in a solution obtained by dissolving the recovered tetraethylenepentamated polysulfone again in 20 mL of DMF, the tetraethylenepentamined polysulfone nonwoven fabric (hereinafter, referred to as “tetraethylenepentaminated polysulfone nonwoven fabric”) is pulled up immediately and further immersed in methanol.
  • Nonwoven fabric K was obtained. Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric I.
  • nonwoven fabric L After immersing 0.1 g of the nonwoven fabric A in a solution obtained by re-dissolving the recovered sulfoethane aminated polysulfone in 20 mL of DMF, the nonwoven fabric is immediately pulled up and further immersed in methanol to thereby prepare a sulfoethane aminated polysulfone nonwoven fabric (hereinafter referred to as nonwoven fabric L). ) Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric L.
  • nonwoven fabric M After immersing 0.1 g of the nonwoven fabric A in a solution obtained by re-dissolving the recovered sulfopropaneaminated polysulfone in 20 mL of DMF, the nonwoven fabric is immediately pulled up and further immersed in methanol to thereby prepare a sulfopropaneaminated polysulfone nonwoven fabric (hereinafter referred to as nonwoven fabric M). ) Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric M.
  • nonwoven fabric N After immersing 0.1 g of the nonwoven fabric A in a solution obtained by dissolving the recovered mercaptoethane-aminated polysulfone in 20 mL of DMF again, it is immediately pulled up and further immersed in methanol to obtain a mercaptoethane-aminated polysulfone nonwoven fabric (hereinafter, nonwoven fabric N). ) Table 1 shows the structural formulas of the functional groups introduced into the nonwoven fabric N.
  • Example 1 The nonwoven fabric D was cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 1. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the following formulas 2 to 4. The results are shown in Table 2.
  • Nonwoven fabric E was cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Example 3 The nonwoven fabric F was cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Example 4 Nonwoven fabric H was cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Example 5 The nonwoven fabric L was cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm, and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Example 6 The nonwoven fabric M was cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Nonwoven fabric C was cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • the non-woven fabric G was cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Nonwoven fabric I was cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Nonwoven fabric J was cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • Nonwoven fabric K was cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • the nonwoven fabric N was cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. 1 mL of human blood (heparin concentration 30 U / mL) was added to this container, and the mixture was inverted and mixed in a 37 ° C. incubator for 20 minutes, and then the adsorption rate of each blood component was calculated. The results are shown in Table 2. The number of each blood component was measured using a multi-item automatic blood cell analyzer XT-1800i (Sysmex Corporation). The adsorption rate of each blood component was calculated by the above formulas 2-4. The results are shown in Table 2.
  • the blood component adsorption carrier of the present invention in which a functional group having an acidic functional group was introduced on the surface of a water-insoluble carrier was compared with a carrier in which the functional group on the surface of the water-insoluble carrier had no acidic functional group.
  • the adsorption rate of lymphocytes was significantly improved while maintaining the adsorption rate of granulocytes and monocytes.
  • Example 7 Two pieces of non-woven fabric D were cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. To this container, 0.8 mL of fetal bovine serum (hereinafter referred to as FBS) prepared so that the concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ were all 500 pg / mL was added and placed in a 37 ° C. incubator. Mix by inverting for 1 hour, and then measure the residual concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ by ELISA, respectively, and the IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ adsorption rates according to the following formulas 5-7 was calculated. The results are shown in Table 3.
  • FBS fetal bovine serum
  • IL-8 adsorption rate (%) ⁇ (IL-8 concentration before inversion mixing) ⁇ (IL-8 concentration after inversion mixing) ⁇ / (IL-8 concentration before inversion mixing) ⁇ 100 ⁇
  • Formula 5 IL-17 adsorption rate (%) ⁇ (IL-17 concentration before inversion mixing) ⁇ (IL-17 concentration after inversion mixing) ⁇ / (IL-17 concentration before inversion mixing) ⁇ 100 ⁇
  • Formula 6 IFN- ⁇ adsorption rate (%) ⁇ (IFN- ⁇ concentration before inversion mixing) ⁇ (IFN- ⁇ concentration after inversion mixing) ⁇ / (IFN- ⁇ concentration before inversion mixing) ⁇ 100 ⁇ Formula 7
  • Example 8 Two pieces of non-woven fabric E were cut into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. To this container, 0.8 mL of FBS prepared so that the concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ are all 500 pg / mL were added, and mixed by inverting for 1 hour in a 37 ° C. incubator. The residual concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ were measured by ELISA, and the IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ adsorption rates were calculated according to the above formulas 5-7. The results are shown in Table 3.
  • Example 6 Two pieces of the nonwoven fabric F were cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm, and placed in a polypropylene container. To this container, 0.8 mL of FBS prepared so that the concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ are all 500 pg / mL were added, and mixed by inverting for 1 hour in a 37 ° C. incubator. The residual concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ were measured by ELISA, and the IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ adsorption rates were calculated according to the above formulas 5-7. The results are shown in Table 3.
  • Example 7 Two pieces of the nonwoven fabric H were cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm, and placed in a polypropylene container. To this container, 0.8 mL of FBS prepared so that the concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ are all 500 pg / mL were added, and mixed by inverting for 1 hour in a 37 ° C. incubator. The residual concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ were measured by ELISA, and the IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ adsorption rates were calculated according to the above formulas 5-7. The results are shown in Table 3.
  • Example 8 Two pieces of the nonwoven fabric L were cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm and placed in a polypropylene container. To this container, 0.8 mL of FBS prepared so that the concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ are all 500 pg / mL were added, and mixed by inverting for 1 hour in a 37 ° C. incubator. The residual concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ were measured by ELISA, and the IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ adsorption rates were calculated according to the above formulas 5-7. The results are shown in Table 3.
  • Example 9 Two pieces of the nonwoven fabric M were cut out into a disk shape having a diameter of 8 mm, and placed in a polypropylene container. To this container, 0.8 mL of FBS prepared so that the concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ are all 500 pg / mL were added, and mixed by inverting for 1 hour in a 37 ° C. incubator. The residual concentrations of IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ were measured by ELISA, and the IL-8, IL-17, and IFN- ⁇ adsorption rates were calculated according to the above formulas 5-7. The results are shown in Table 3.
  • the blood component adsorption carrier of the present invention in which a functional group having an acidic functional group was introduced on the surface of a water-insoluble carrier was compared with a carrier in which the functional group on the surface of the water-insoluble carrier had no acidic functional group. In some cases, it was revealed that the adsorption rate of IL-8, IL-17 and IFN- ⁇ was high.
  • the present invention can be used as a blood component adsorption column in the medical field.

Abstract

本発明は、血液循環中の圧力損失発生を抑制しながら、顆粒球、単球及びリンパ球のいずれもの白血球の吸着除去が可能であり、かつ、炎症性サイトカインを同時に吸着除去できる、血液成分吸着担体を提供することを目的としている。本発明は、繊維又は粒子からなる水不溶性担体の表面に、硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基が導入されてなり、上記繊維の繊維径又は上記粒子の粒子径は、0.5~20μmである、血液成分吸着用担体を提供する。

Description

血液成分吸着用担体及び血液成分吸着カラム
 本発明は、血液成分吸着用担体及び血液成分吸着カラムに関する。
 炎症性サイトカイン等の液性因子は、全身性エリテマトーデス、関節リウマチ、多発性硬化症、潰瘍性大腸炎、クローン病等の炎症性疾患の病因に深く関与しており、低分子医薬品や抗体等の生物製剤でこれらの液性因子を不活化することで炎症性疾患を治療する試みがなされている。しかしながら、これらの液性因子は、単独で炎症部位に作用するのではなく、複数の液性因子が相乗的に作用して炎症性疾患を発症及び進行させるため、最近では、液性因子の供給源である活性化した白血球自体を生体から除去する白血球除去療法に注目が集まっている。
 白血球除去療法は、血液を浄化する方法で、静脈から血液を体外に取り出し、吸着用担体を充填したカラム等で活性化した白血球を除去し、浄化された血液を反対側の静脈へ戻す治療法である。白血球は、顆粒球、単球及びリンパ球の3種類に大別されるが、炎症性疾患の炎症に直接関与する白血球は顆粒球と単球であると考えられているため、顆粒球を選択的に吸着する担体(特許文献1)や、活性化した顆粒球と単球の双方を選択的に吸着し、さらに炎症性サイトカインについても同時に吸着する担体(特許文献2及び3)が開発されている。
 その一方で、リンパ球も炎症性疾患の炎症に間接的には関与することが知られ、重症化した炎症性疾患患者の早期治癒のためには、顆粒球及び単球のみならず、リンパ球も合わせて吸着除去すべきとの考え方も並存している。このため、顆粒球、単球及びリンパ球の3種類の白血球のすべてを吸着可能な担体(特許文献4及び5)についても開発がなされている。
特許第2501500号明細書 特開2006-312804号公報 特開平7-080062号公報 特開昭60-193468号公報 特開2001-310917号公報
 しかしながら、顆粒球、単球及びリンパ球の3種類の白血球のすべてを吸着可能な既存の担体は、極細繊維から作製した嵩密度が高い不織布からなるものであって、赤血球以外のほとんどの血液成分を濾過するものであったため、血液循環中に圧力損失が生じることによる循環の停止や血液漏洩等の安全上の問題が指摘されていた。その一方で、3種類の白血球のすべての吸着が可能であり、かつ、さらに炎症性サイトカインについても吸着可能な強力な白血球除去担体が求められていたが、上記問題点の克服の困難性から、未だ完成例の報告がないのが現状である。
 そこで本発明は、血液循環中の圧力損失発生を抑制しながら、顆粒球、単球及びリンパ球のいずれもの白血球の吸着除去が可能であり、かつ、炎症性サイトカインを同時に吸着除去できる、血液成分吸着担体を提供することを目的とする。
 上記課題を解決するために鋭意研究を重ねた結果、本発明者らは、目詰まりによる圧力損失が小さく、顆粒球、単球及びリンパ球に加えて炎症性サイトカインを高効率で吸着除去することが可能な血液成分吸着担体を見出し、本発明を完成するに至った。
 すなわち、本発明は、以下の(1)~(7)に記載した血液成分吸着用担体及び血液成分吸着カラムを提供する。
(1) 繊維又は粒子からなる水不溶性担体の表面に、硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基が導入されてなり、上記繊維の繊維径又は上記粒子の粒子径は、0.5~20μmである、血液成分吸着用担体。
(2) 上記水不溶性担体の空隙率は、85~98%である、上記(1)に記載の血液成分吸着用担体。
(3) 上記水不溶性担体の陰性荷電量は、1.5×10-5~1.5×10-3eq/gである、(1)又は(2)に記載の血液成分吸着用担体。
(4) 上記水不溶性担体は、繊維径が4~10μmの繊維である、上記(1)~(3)のいずれかに記載の血液成分吸着用担体。
(5) 上記酸性官能基と上記アミノ基とは、アルキル鎖で結合されている、上記(1)~(4)のいずれかに記載の血液成分吸着用担体。
(6) 上記アルキル鎖は、炭素数3以下のアルキル鎖である、上記(5)に記載の血液成分吸着用担体。
(7) 上記(1)~(6)のいずれかに記載の血液成分吸着用担体が充填された、血液成分吸着カラム。
 本発明の血液成分吸着用担体によれば、炎症性疾患患者の血液から顆粒球、単球及びリンパ球の3種類の白血球のすべてを高効率に吸着除去することができ、炎症性サイトカインについても同時に吸着除去することができる。また、本発明の血液成分吸着用担体を充填した血液成分吸着カラムは、白血球除去療法に使用することができ、重症化した炎症性疾患の治療において好適に利用できる。
 本発明の血液成分吸着用担体は、繊維又は粒子からなる水不溶性担体の表面に、硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基が導入されてなり、上記繊維の繊維径又は上記粒子の粒子径は、0.5~20μmであることを特徴とする。
 「血液成分吸着用担体」とは、血液から血液成分を吸着除去可能な材料をいう。
 血液成分とは、血液を構成する成分のことをいい、例えば、赤血球、白血球若しくは血小板等の血球成分又は炎症性サイトカイン等の液性因子が挙げられるが、炎症性疾患の治療を目的とする場合には、白血球及び炎症性サイトカインが吸着除去されることが好ましい。
 炎症性サイトカインとは、特定の細胞に情報を伝達する、細胞から分泌されるタンパク質をいい、例えば、インターロイキン、腫瘍壊死因子-α、トランスフォーミング・グロウス・ファクター・ベータ、インターフェロン-γ(以下、INF-γ)、血管新生増殖因子および免疫抑制酸性蛋白が挙げられる。
 インターロイキンとは、白血球が分泌し、免疫系の調節に機能するサイトカインのことをいい、例えば、インターロイキン-1、インターロイキン-6、インターロイキン-8(以下、IL-8)、インターロイキン-10、インターロイキン-17(以下、IL-17)が挙げられる。
 吸着とは、血液成分が血液成分吸着用担体に付着し、容易に剥離しない状態をいう。
 「繊維又は粒子からなる水不溶性担体」の材質としては、例えば、ポリエチレン若しくはポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート若しくはポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、テフロン(登録商標)等のフッ素化ポリマー、ポリ(p-フェニレンエーテルスルホン)等のポリスルホン系重合体、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテル、ポリフェニレンサルファイド、ポリスチレン又はアクリルポリマーあるいはこれら高分子化合物をブレンド、アロイ化したものが挙げられるが、水不溶性担体の表面への官能基導入を容易とするためにはポリスチレンが好ましく、耐熱性又は加工時の形状保持の観点からはポリプロピレン又はポリプロピレン-ポリエチレン共重合体が好ましい。
 「硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基」とは、官能基の化学構造の一部に、少なくとも一つずつの硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基及びアミノ基を含む官能基をいう。
 硫酸基(-OSOOH)、亜硫酸基(-O(SO)OH)及びスルホン酸基(-SOOH)は、相互に類似する化学構造であり、いずれも酸性の水酸基を有するものであることから、強酸性や陰性という共通の性質を示す。
 上記の酸性官能基は、酸性官能基と血液成分との相互作用がより容易になるよう、上記の官能基の末端に位置していることが好ましい。
 上記のアミノ基は、第2級のアミノ基であることが好ましく、第3級のアミノ基であることがより好ましい。
 上記の官能基の化学構造の内、酸性官能基とアミノ基との間に存在する化学構造、すなわち、酸性官能基とアミノ基とを結合している化学構造(以下、スペーサー)は、水素原子、炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子又は珪素原子から構成されることが好ましく、アルキル鎖であることがより好ましく、炭素数3以下のアルキル鎖であることがさらに好ましい。また、スペーサーが過大になると酸性官能基の密度が低下することから、スペーサーを構成する原子数は、200以下であることが好ましい。
 水不溶性担体の表面に「硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基」を導入する際に、水不溶性担体と、上記の官能基との結合を媒介する反応性官能基としては、例えば、ハロメチル基、ハロアセチル基、ハロアセトアミドメチル基若しくはハロゲン化アルキル基等の活性ハロゲン基、エポキサイド基、カルボキシル基、イソシアン酸基、チオイソシアン酸基又は酸無水物基が挙げられるが、適度な反応性を有する観点から、活性ハロゲン基が好ましく、ハロアセトアミドメチル基がより好ましい。
 酸性官能基が末端に位置しており、かつ、スペーサーがアルキル鎖である上記の官能基は、例えば、市販の試薬であってその入手が容易なアミノアルキルスルホン酸を、ハロアセトアミドメチル基と反応させることで得ることができる。中でも、スペーサーが炭素数3以下のアルキル鎖である上記の官能基は、アミノエチルスルホン酸(以下、タウリン)若しくは3-アミノプロピオスルホン酸(以下、ホモタウリン)又はN-メチルアミノエチルスルホン酸(以下、N-メチルタウリン)若しくは1,3-プロパンスルトン(以下、プロパンスルトン)をハロアセトアミドメチル基と反応させることで得ることができる。
 「繊維又は粒子からなる水不溶性担体」の「繊維の繊維径」及び「粒子の粒子径」は、白血球の貪食能を発揮させるために「0.5~20μmである」必要があるが、貪食能をより安定して発揮させるためには4~20μmであることが好ましく、4~10μmであることがより好ましい。下限値の好ましい値は0.5μmであり、より好ましくは4μmである。上限値の好ましい値は20μmであり、より好ましくは10μmである。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。ここで白血球の貪食能とは、顆粒球及び単球がヒトなどの体内に侵入した微生物や細菌等を捕らえ、これを食べようとする性質をいう。
 「繊維の繊維径」とは、繊維の小片サンプル10個をランダムに採取して、走査型電子顕微鏡を用いて2000倍の写真をそれぞれ撮影し、各写真あたり10箇所(計100箇所)の繊維の直径を測定した値の平均値をいう。同様に、「粒子の粒子径」とは、粒子の小片サンプル10個をランダムに採取して、走査型電子顕微鏡を用いて2000倍の写真をそれぞれ撮影し、各写真あたり10箇所(計100箇所)の粒子の直径を測定した値の平均値をいう。
 上記繊維の繊維径が10μm未満である場合、血液成分吸着用担体の強度を確保する観点からより太径の繊維を混合してもよいが、このような太径の繊維の繊維径は、10~50μmが好ましい。
 繊維からなる水不溶性担体の形状としては、例えば、織布、不織布、綿布又は中空糸が挙げられるが、形状が不織布の場合には、その形状保持のためにポリプロピレンなどの骨格材繊維を入れることも好ましい。
 本発明の血液成分吸着担体は、濾過の原理によって血液成分を除去しようとするものではなく、顆粒球及び単球についてはその貪食能を利用して、リンパ球及び炎症性サイトカインについては「硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基」との相互作用を利用して、それぞれを吸着除去せんとするものである。このため、本発明の血液成分吸着担体をカラム等の容器に充填して用いる場合には、従来技術に比べてその空隙率を大きくして、圧力損失を大幅に抑制することが可能である。一方で、空隙率が大きすぎる場合には吸着担体の形状維持が困難となることから、上記の水不溶性担体の空隙率は、85~98%であることが好ましく、90~95%であることがより好ましい。下限値の好ましい値は85%であり、より好ましくは90%である。上限値の好ましい値は98%であり、より好ましくは95%である。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。
 「空隙率」とは、血液成分吸着担体における空隙の容積の割合であって、血液成分吸着担体における空隙の容積を血液成分吸着担体の見かけ体積で除して、百分率で表した数値をいうが、より具体的には、走査型電子顕微鏡を用いて血液成分吸着担体の断面の200倍の写真を撮影し、その画像解析結果を用いて以下の式1により算出した。
 
 空隙率(%)={(b-a)/b}×100 ・・・・・・式1
 
  a : 水不溶性担体で占められている部分の面積
  b : 血液成分吸着担体の断面の全面積
 
 「硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基」に含まれる酸性官能基は、リンパ球の吸着に大きく寄与しているものと推測される。その一方で、酸性官能基の密度が大きすぎる場合には、リンパ球と、陽性電荷を有するタンパク質との競争吸着が生じるため、リンパ球の吸着率は減少するものと推測される。酸性官能基の密度は陰性荷電量で表すことが可能であるが、本発明の血液成分吸着担体の陰性荷電量は、1.5×10-5~1.5×10-3eq/gであることが好ましく、1.0×10-4~1.0×10-3eq/gであることがより好ましい。下限値の好ましい値は1.5×10-5eq/gであり、より好ましくは1.0×10-4eq/gである。上限値の好ましい値は1.5×10-3eq/gであり、より好ましくは1.0×10-3eq/gである。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。ここで1eq/gの陰性荷電量とは、1gの吸着担体が1molのプロトンを吸着可能であることを表す。
 「硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基」に含まれる酸性官能基は、炎症性サイトカインの吸着にもある程度寄与しているものと推測される。すなわち、炎症性サイトカインは1~数10kDa程度のタンパク質であって、多種類のイオン性のアミノ酸を含むため、タンパク質分子中の陽性電荷を帯びている部位と、陰性の酸性官能基とは相互作用をするものと推測される。
 上記の血液成分吸着用担体が充填された本発明の血液成分吸着カラムの容器形状としては、血液の入口と出口を有する容器であればよいが、例えば、円柱状、三角柱状、四角柱状、六角柱状、八角柱状等の角柱状容器が挙げられるが、血液成分吸着用担体を積層状に充填できる容器、血液成分吸着用担体を円筒状に巻いたものを充填できる容器又は血液が円筒の外周より入り内側へと流れて容器外に出る容器が好ましい。
 以下、本発明の血液成分吸着カラムについて、実験例により具体的に説明する。なお、実施例中、wt%は重量%の意味である。
(PP製不織布の作製)
 36島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合によりなるものを次の成分を用いて、紡糸速度800m/分、延伸倍率3倍の製糸条件で得た。
 
島の芯成分: ポリプロピレン
島の鞘成分: ポリスチレン90wt%、ポリプロピレン10wt%
海成分: エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として5-ナトリウムスルホイソフタル酸を3wt%含む共重合ポリエステル
複合比率(重量比率): 芯:鞘:海=45:40:15
 
 この繊維85wt%と直径20μmのポリプロピレン繊維15wt%とからなる不織布を作製した後、この不織布2枚の間にシート状のポリプロピレン製ネット(厚み0.5mm、単糸径0.3mm、開口部2mm角)を挟み、ニードルパンチすることによって3層構造の不織布(以下、PP製不織布)を得た。
(PSt+PP製不織布の作製)
 PP製不織布を95℃、3wt%の水酸化ナトリウム水溶液で処理し、海成分を溶解することによって、芯鞘繊維の直径が5μmで、嵩密度が0.02g/cmの不織布(PSt+PP製不織布、以下、不織布A)を作製した。
(クロロアセトアミドメチル化不織布の作製)
 ニトロベンゼン46wt%、硫酸46wt%、パラホルムアルデヒド1wt%、N-メチロール-α-クロルアセトアミド(以下、NMCA)7wt%を10℃以下で混合、撹拌、溶解しNMCA化反応液を調製した。このNMCA化反応液を5℃にし、1gの不織布Aに対し、約40mLの固液比でNMCA化反応液を加え、水浴中で反応液を5℃に保ったまま2時間反応させた。その後、反応液から不織布を取り出し、NMCA反応液と同量のニトロベンゼンに浸漬し洗浄した。続いて不織布を取り出し、メタノールに浸漬し洗浄を行い、クロロアセトアミドメチル化不織布(以下、不織布B)を得た。
(テトラエチレンペンタミン化不織布の作製)
 テトラエチレンペンタミン(以下、TEPA)の濃度が20mM、トリエチルアミンの濃度が473mMとなるようにそれぞれを500mLのジメチルスルホキシド(以下、DMSO)に溶解した液に、10gの不織布Bを浸して40℃で3時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、TEPA化不織布(以下、不織布C)を得た。不織布Cに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(スルホエタンアミノ化不織布の作製)
 13gのタウリンを500mLのDMSOに加え、そこへ濃度が473mMとなるようにトリエチルアミンを加えて混合した液に、10gの不織布Bを浸して70℃で6時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、スルホエタンアミノ化不織布(以下、不織布D)を得た。不織布Dに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(スルホプロパンアミノ化不織布の作製)
 13gのホモタウリンを500mLのDMSOに加え、そこへ濃度が473mMとなるようにトリエチルアミンを加えて混合した液に、10gの不織布Bを浸して70℃で6時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、スルホプロパンアミノ化不織布(以下、不織布E)を得た。不織布Eに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(メチルスルホエタンアミノ化不織布の作製)
 4.2gのN-メチルタウリン及び5gのヨウ化カリウムを500mLのDMSOに加え、そこへ濃度が473mMとなるようにトリエチルアミンを加えて混合した液に、10gの不織布Bを浸して60℃で6時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、メチルスルホエタンアミノ化不織布(以下、不織布F)を得た。不織布Eに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(ジメチルアミノ化不織布の作製)
 2.5gのジメチルアミン及び5gのヨウ化カリウムを500mLのDMSOに加え、そこへ濃度が473mMとなるようにトリエチルアミンを加えて混合した液に、10gの不織布Bを浸して50℃で8時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、ジメチルアミノ化不織布(以下、不織布G)を得た。不織布Fに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(ジメチルスルホプロパンアミノ化不織布の作製)
 9.77mLのプロパンスルトンを465mLのTHFに加えて混合した液に、10gの不織布Gを浸して50℃で6時間反応させた。反応後の不織布をTHF及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、ジメチルスルホプロパンアミノ化不織布(以下、不織布H)を得た。不織布Hに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(メルカプトエタンアミノ化不織布の作製)
 11.6gのアミノエタンチオール塩酸塩を500mLのDMSOに加え、そこへ濃度が473mMとなるようにトリエチルアミンを加えて混合した液に、10gの不織布Bを浸して70℃で6時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、メルカプトエタンアミノ化不織布(以下、不織布I)を得た。不織布Iに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(ジメチルメルカプトエタンアミノ化不織布の作製)
 4.2gのジメチルアミノエタンチオール塩酸塩及び5gのヨウ化カリウムを500mLのDMSOに加え、そこへ濃度が473mMとなるようにトリエチルアミンを加えて混合した液に、10gの不織布Bを浸して60℃で6時間反応させた。反応後の不織布をDMSO及びメタノールで洗浄し、さらに水洗することによって、ジメチルメルカプトエタンアミノ化不織布(以下、不織布J)を得た。不織布Jに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(クロロアセトアミドメチル化ポリスルホンの作製)
 32mLの5wt%ポリスルホン/ニトロベンゼン溶液に、0℃で調製した2mLの2wt%NMCA/硫酸溶液を加え、1時間撹拌した。ここに氷冷した800mLのメタノールを加えることでクロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを析出させ、回収した。回収したクロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを20mLのジメチルホルムアミド(以下、DMF)に溶解した液に、再度氷冷した400mLのメタノールを加えることで、クロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを得た。
(テトラエチレンペンタミン化ポリスルホン不織布の作製)
 1gのクロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを30mLのDMFに溶解し、そこへ濃度が20mMとなるようにテトラエチレンペンタミンを加えて17時間撹拌した後、ここに氷冷した600mLのメタノールを加えることでテトラエチレンペンタミン化ポリスルホンを析出させ、回収した。回収したテトラエチレンペンタミン化ポリスルホンを20mLのDMFに再度溶解した液に、0.1gの不織布Aを浸した後、直ぐに引き上げてさらにメタノールに浸すことによって、テトラエチレンペンタミン化ポリスルホン不織布(以下、不織布K)を得た。不織布Iに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(スルホエタンアミノ化ポリスルホン不織布の作製)
 1gのクロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを30mLのDMFに溶解し、そこへ濃度が200mMとなるようにタウリンを加えて17時間撹拌した後、ここに氷冷した600mLのメタノールを加えることでスルホエタンアミノ化ポリスルホンを析出させ、回収した。回収したスルホエタンアミノ化ポリスルホンを20mLのDMFに再度溶解した液に、0.1gの不織布Aを浸した後、直ぐに引き上げてさらにメタノールに浸すことによって、スルホエタンアミノ化ポリスルホン不織布(以下、不織布L)を得た。不織布Lに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(スルホプロパンアミノ化ポリスルホン不織布の作製)
 1gのクロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを30mLのDMFに溶解し、そこへ濃度が200mMとなるようにホモタウリンを加えて17時間撹拌した後、ここに氷冷した600mLのメタノールを加えることでスルホプロパンアミノ化ポリスルホンを析出させ、回収した。回収したスルホプロパンアミノ化ポリスルホンを20mLのDMFに再度溶解した液に、0.1gの不織布Aを浸した後、直ぐに引き上げてさらにメタノールに浸すことによって、スルホプロパンアミノ化ポリスルホン不織布(以下、不織布M)を得た。不織布Mに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
(メルカプトエタンアミノ化ポリスルホン不織布の作製)
 1gのクロロアセトアミドメチル化ポリスルホンを30mLのDMFに溶解し、そこへ濃度が200mMとなるようにアミノエタンチオール塩酸塩を加えて17時間撹拌した後、ここに氷冷した600mLのメタノールを加えることでメルカプトエタンアミノ化ポリスルホンを析出させ、回収した。回収したメルカプトエタンアミノ化ポリスルホンを20mLのDMFに再度溶解した液に、0.1gの不織布Aを浸した後、直ぐに引き上げてさらにメタノールに浸すことによって、メルカプトエタンアミノ化ポリスルホン不織布(以下、不織布N)を得た。不織布Nに導入された官能基の構造式を、表1に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
(実施例1)
 不織布Dを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表1に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、以下の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
 
 顆粒球吸着率(%)={(循環前血液中の顆粒球数)-(循環後血液中の顆粒球数)}/(循環前血液中の顆粒球数)×100 ・・・・・・式2
 
 単球吸着率(%)={(循環前血液中の単球数)-(循環後血液液中の単球数)}/(循環前血液中の単球数)×100 ・・・・・・式3
 
 リンパ球吸着率(%)={(循環前血液中のリンパ球数)-(循環後血液液中のリンパ球数)}/(循環前血液中のリンパ球数)×100 ・・・・・・式4
 
(実施例2)
 不織布Eを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(実施例3)
 不織布Fを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(実施例4)
 不織布Hを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(実施例5)
 不織布Lを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(実施例6)
 不織布Mを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(比較例1)
 不織布Cを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(比較例2)
 不織布Gを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(比較例3)
 不織布Iを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(比較例4)
 不織布Jを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(比較例5)
 不織布Kを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
(比較例6)
 不織布Nを直径8mmの円板状に切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、ヒト血液(ヘパリン濃度30U/mL)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で20分間転倒混和してから各血液成分の吸着率を算出した。結果を表2に示す。なお、各血液成分数の測定は、多項目自動血球分析装置XT-1800i(シスメックス株式会社)を用いて行った。各血液成分の吸着率は、上記の式2~4により算出した。結果を表2に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000002
 表2の結果から、水不溶性担体の表面に酸性官能基を有する官能基を導入した本発明の血液成分吸着担体は、水不溶性担体の表面の官能基が酸性官能基を有しない担体と比較した場合において、顆粒球及び単球の吸着率を維持しながら、さらにリンパ球の吸着率が顕著に向上していることが明らかとなった。
(実施例7)
 不織布Dを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したウシ胎児血清(以下、FBS)を0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、以下の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
 
 IL-8吸着率(%)={(転倒混和前のIL-8濃度)-(転倒混和後のIL-8濃度)}/(転倒混和前のIL-8濃度)×100 ・・・・・・式5
 
 IL-17吸着率(%)={(転倒混和前のIL-17濃度)-(転倒混和後のIL-17濃度)}/(転倒混和前のIL-17濃度)×100 ・・・・・・式6
 
 IFN-γ吸着率(%)={(転倒混和前のIFN-γ濃度)-(転倒混和後のIFN-γ濃度)}/(転倒混和前のIFN-γ濃度)×100 ・・・・・・式7
 
(実施例8)
 不織布Eを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(実施例6)
 不織布Fを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(実施例7)
 不織布Hを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(実施例8)
 不織布Lを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(実施例9)
 不織布Mを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(比較例7)
 不織布Cを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(比較例8)
 不織布Gを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8の濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8の残濃度を測定し、上記の式5によりIL-8吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(比較例9)
 不織布Iを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(比較例10)
 不織布Jを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(比較例11)
 不織布Kを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
(比較例12)
 不織布Nを直径8mmの円板状に2枚切り抜き、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8、IL-17及びIFN-γの濃度がいずれも500pg/mLになるように調製したFBSを0.8mL添加し、37℃のインキュベータ内で1時間転倒混和してからELISA法にてIL-8、IL-17及びIFN-γの残濃度をそれぞれ測定し、上記の式5~7によりIL-8、IL-17及びIFN-γ吸着率を算出した。結果を表3に示す。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 表3の結果から、水不溶性担体の表面に酸性官能基を有する官能基を導入した本発明の血液成分吸着担体は、水不溶性担体の表面の官能基が酸性官能基を有しない担体と比較した場合において、IL-8、IL-17及びIFN-γの吸着率が高いことが明らかとなった。
 本発明は、医療分野の血液成分吸着カラムとして用いることができる。

Claims (7)

  1.  繊維又は粒子からなる水不溶性担体の表面に、硫酸基、亜硫酸基及びスルホン酸基からなる群から選ばれる酸性官能基と、アミノ基とを有する官能基が導入されてなり、
     前記繊維の繊維径又は前記粒子の粒子径は、0.5~20μmである、血液成分吸着用担体。
  2.  前記水不溶性担体の空隙率は、85~98%である、請求項1記載の血液成分吸着用担体。
  3.  前記水不溶性担体の陰性荷電量は、1.5×10-5~1.5×10-3eq/gである、請求項1又は2記載の血液成分吸着用担体。
  4.  前記水不溶性担体は、繊維径が4~10μmの繊維である、請求項1~3のいずれか一項記載の血液成分吸着用担体。
  5.  前記酸性官能基と前記アミノ基とは、アルキル鎖で結合されている、請求項1~4のいずれか一項記載の血液成分吸着用担体。
  6.  前記アルキル鎖は、炭素数3以下のアルキル鎖である、請求項5記載の血液成分吸着用担体。
  7.  請求項1~6のいずれか一項記載の血液成分吸着用担体が充填された、血液成分吸着カラム。
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