WO2018225764A1 - 活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料 - Google Patents

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Abstract

本発明は、活性化白血球-活性化血小板複合体を高効率に除去することが可能な材料を提供することを目的としている。本発明は、表面に荷電を有する官能基を含む化合物が結合した水不溶性担体であり、上記表面の展開長さ比は、4~7である、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を提供する。

Description

活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料
 本発明は、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料に関する。
 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、液性因子だけではなく、液性因子の供給源である活性化した白血球や血小板等の細胞自体も生体内から除去可能な材料を用いた体外循環療法に注目が集まっている。
 近年、炎症性疾患の新しい原因物質として、活性化白血球-活性化血小板複合体(activated leukocyte-activated platelet complex)が注目されている。活性化白血球-活性化血小板複合体は、活性化白血球単独と比較して炎症反応を呈している組織への遊走能が高く、また組織傷害性物質の放出も多いことや、活性化血小板と活性化白血球の相互作用により活性化白血球の組織傷害性物質の放出が増強することが報告されている(非特許文献1)。
 炎症性サイトカインと親和性を有する材料として、特許文献1には、尿素結合とアミノ基等を含む官能基を、水不溶性担体の表面に固定化した除去用担体が開示されている。また、特許文献2には、担体の形状を一定範囲の繊維径等を有する繊維にすることによって、炎症性サイトカインに加えて、活性化白血球を血液中から除去することを可能とした、多機能の除去用担体が開示されている。
 特許文献3には、活性化白血球や活性化血小板の除去が可能な中空糸状血液浄化膜が開示されている。
 基材の材料形態としては繊維以外に多く使用されているものとして、粒子(ビーズ)が知られており、特許文献4及び5には、粒子表面に一定範囲の凹凸を持たせることによって、顆粒球や活性化白血球、活性化血小板を血液中から除去する材料が開示されている。一方で、特許文献6には、凹凸を有した粒子表面に化合物を固定化することで、白血球からサイトカインを産生させる材料が開示されている。さらに、粒子表面に多糖類を固定化する(特許文献7)、又は細孔を有した粒子表面にポリビニルピロリドン等を固定化することでサイトカイン及び白血球を除去させる材料(特許文献8)が開示されている。
特開平10-147518号公報 特開2006-312804号公報 特開2011-000145号公報 特開平05-168706号公報 特開2009-254695公報 特開2003-201251号公報 特表2014-507517号公報 国際公開第12/033522号パンフレット
J. Clin. Invest. 116:3211-9
 しかしながら、特許文献1に記載の除去用担体は、炎症性サイトカインの除去のために水不溶性担体表面に官能基を固定しているが、上記除去用担体と活性化白血球-活性化血小板複合体との関係、まして当該複合体の除去に関する技術について一切言及していない。ナノメートルオーダーの大きさである炎症性サイトカインは、細胞から分泌されるタンパク質であり、マイクロメートルオーダーの大きさであり、細胞の複合体である活性化白血球-活性化血小板複合体とは、物理的性質や生理活性が異なる。そのため、炎症性サイトカインと活性化白血球-活性化血小板複合体には、これまで除去対象としての関連性は認められてない。
 特許文献2に記載の除去用担体は、サイトカインや白血球等の除去対象物質を効率よく除去するために担体表面の物理特性(ゼータ電位)を規定しているが、上記除去用担体と活性化白血球-活性化血小板複合体との関係、まして当該複合体の除去に関する技術について一切言及していない。白血球と活性化白血球-活性化血小板複合体とでは細胞表面に発現しているタンパク質の種類、細胞の大きさ、生理活性が異なるため白血球を除去する場合と活性化白血球-活性化血小板複合体を除去する場合とで、そのメカニズムは同一ではないと考えられる。
 特許文献3に記載の中空糸状血液浄化膜は、活性化した白血球や血小板を除去するために中空糸の血液接触表面の中心線平均粗さと十点平均粗さを規定しているが、上記の中空糸状血液浄化膜と活性化白血球-活性化血小板複合体との関係、まして当該複合体の除去に関する技術について一切言及していない。活性化した白血球や血小板と活性化白血球-活性化血小板複合体とでは、細胞表面に発現しているタンパク質の種類、細胞の大きさ、生理活性が異なるため、活性化した白血球や血小板を除去する場合と活性化白血球-活性化血小板複合体を除去する場合とで、そのメカニズムは同一ではないと考えられる。
 特許文献4及び5に記載の材料は、材料表面の中心線平均粗さ等を規定し、一定範囲の凹凸を持たせることによって、顆粒球、活性化白血球や活性化血小板を血液中から除去するが、上記材料と活性化白血球-活性化血小板複合体の関係、まして当該複合体の除去に関する技術について一切言及していない。さらに、顆粒球と活性化白血球-活性化血小板複合体とでは、細胞表面に発現しているタンパク質の種類、細胞の大きさ、生理活性が異なるため、顆粒球を除去する場合と活性化白血球-活性化血小板複合体を除去する場合とで、そのメカニズムは同一ではないと考えられる。また、特許文献4及び5は、材料表面の荷電や材料表面の展開長さ比について一切言及していない。
 特許文献6に記載の材料は、水不溶性の材料表面上に菌体、菌体成分、ペプチド類、核酸類、蛋白質、糖成分、脂質等を固定化することでサイトカインの活性を生体内で惹起する材料であり、これらの固定化物質は、サイトカインを除去するのではなく産生させる目的であり、上記材料と活性化白血球-活性化血小板複合体の関係、まして当該複合体の除去に関する技術について一切言及していない。
 特許文献7及び8に記載の発明は、サイトカイン及び白血球を除去する材料(特にビーズ)であるが、材料表面形状に関する記述はなく、上記材料と活性化白血球-活性化血小板複合体との関係、まして当該複合体の除去に関する技術について一切言及していない。
 そのため、活性化白血球-活性化血小板複合体を除去可能な材料が切望されている。
 そこで本発明は、活性化白血球-活性化血小板複合体を高効率に除去することが可能である活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を提供することを目的とする。
 本発明者らは上記課題を解決すべく、鋭意検討を進めた結果、表面に荷電を有する官能基を含む化合物が結合した水不溶性担体であり、上記表面の展開長さ比を特定の範囲にすることで、活性化白血球-活性化血小板複合体を高効率に除去することを見出した。
 すなわち、本発明は、以下の(1)~(9)を提供する。
(1)表面に荷電を有する官能基を含む化合物が結合した水不溶性担体であり、上記表面の展開長さ比は、4~7である、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料。
(2)上記表面の中心線平均粗さは、2~10μmである、(1)記載の除去材料。
(3)上記官能基の荷電量の絶対値は、上記水不溶性担体の乾燥重量1g当たり0.3~3.0mmolである、(1)又は(2)記載の除去材料。
(4)上記荷電を有する官能基は、アミノ基である、(1)~(3)のいずれか一項記載の除去材料。
(5)上記水不溶性担体の形状が繊維であって、該繊維の繊維径は、1~100μmである、(1)~(4)のいずれか一項記載の除去材料。
(6)上記水不溶性担体は、ポリスチレン、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される1種以上のポリマーを含む、(1)~(5)のいずれか一項記載の除去材料。
(7)活性化白血球、IL-6、IL-8又はHMGB-1を吸着除去する、(1)~(6)のいずれか一項記載の除去材料。
(8)(1)~(7)のいずれか一項記載の除去材料を備える、血液浄化カラム。
(9)(1)~(7)のいずれか一項記載の除去材料を備える、呼吸器疾患の治療用の血液浄化カラム。
 本発明の除去材料は、活性化白血球-活性化血小板複合体を高効率に除去することが可能であり、当該材料を体外循環カラムに使用することで呼吸器疾患に対して治療効果を発揮することができる。
展開長さ比の求め方を説明する図である。 中心線平均粗さの求め方を説明する図である。 二乗平均平方根傾斜角の求め方を説明する図である。 線粗さの解析方法を説明する図である。
 以下、本発明について詳細に説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。したがって、単数形の冠詞(例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」等)は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。
 本発明の活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料は、表面に荷電を有する官能基を含む化合物が結合した水不溶性担体であり、上記表面の展開長さ比は、4~7であることを特徴としている。
 「除去材料」とは、除去対象物を除去することが可能な材料を意味し、その形状に特に限定はないが、例えば、フィルム形状、粒子形状、繊維形状が挙げられ、体外循環の治療で使用することを考えると、比表面積が大きく、柔軟に変形可能で取り扱い性に優れる点で、繊維形状、特に海島繊維形状が好ましい。また使用する際の除去材料の充填や液体の流路の均一性を考慮すると、繊維形状の中でも、織物、不織布や編地形状が好ましい。活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料は、少なくとも一部に水不溶性担体を含むものであればよく、水不溶性担体単独であってもよいし、水不溶性担体に適当な補強材を固定化したもの又は混合したものであってもよい。固定化又は混合の操作は、形状に加工する前に行ってもよいし、加工した後に行ってもよい。除去の方法としては、例えば、吸着や濾過によって除去対象物を除去する方法が挙げられる。
 水不溶性担体の形状が繊維である場合は、当該繊維の繊維径としては、1μm以上が好ましく、血球が通過できる流路の確保という観点からは、3μm以上がより好ましく、5μm以上がさらに好ましく、10μm以上がさらに好ましく、15μm以上がさらに好ましい。また、吸着のための比表面積の確保という観点からは100μm以下が好ましく、50μm以下がより好ましく、30μm以下がより好ましい。つまり、当該繊維の繊維径としては、1~100μmが好ましく、3~100μmがより好ましく、5~100μmがさらに好ましく、10~100μmがさらに好ましく、15~100μmがさらに好ましく、15~50μmがさらに好ましく、15~30μmがさらに好ましい。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。
 「繊維径」とは、水不溶性担体を構成している織物、不織布又は編地を形成する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。このときの観察倍率は繊維径が写真長辺の長さの30~80%の範囲となる倍率とする。また、複数繊維が束となっているマルチフィラメントの場合は、マルチフィラメントを構成する単糸の直径を繊維径とする。
 「水不溶性担体」とは、水に不溶な担体である。ここで、水に不溶とは、水不溶性担体を水に入れる前後の乾燥重量変化が1重量%以下であることを意味する。この乾燥重量変化は水不溶性担体を水不溶性担体の乾燥重量の9倍量の37℃の水に1時間浸漬した後に当該水不溶性担体をピンセット等で引き上げ、水不溶性担体中に含まれる水を50℃以下で恒量になるまで真空乾燥させた後に残った固形分の乾燥重量の、浸漬前の水不溶性担体の乾燥重量に対する割合である。水への不溶化がされていない担体は、実際に使用する場合に担体からの溶出物が多くなる危険性があり、安全上好ましくない。
 水不溶性担体の材質としては、例えば、アリール基や水酸基等の炭素カチオンとの反応性を有する官能基を繰り返し構造中に含む高分子材料、例えば、ポリ(芳香族ビニル化合物)、ポリエステル、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリスチレン若しくはポリビニルアルコール等の合成高分子又はセルロース、コラーゲン、キチン、キトサン若しくはデキストラン等の天然高分子が挙げられる。これらの高分子は、単独重合体若しくは共重合体、ブレンド、又は、アロイ化して用いてもよい。特に血液浄化用には、水酸基を有さない高分子材料である、ポリ(芳香族ビニル化合物)、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリスチレン、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される1種以上のポリマーを含むことが好ましく、ポリスチレン、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される1種以上のポリマーを含むことがより好ましい。中でも単位重量あたりの芳香環の数が多く、フリーデルクラフツ反応等で各種官能基や反応性官能基を導入しやすいことから、ポリスチレンを含むことが特に好ましい。特に、海島繊維の場合は、除去対象物と接触する海成分にポリスチレンを含むことが好ましい。なお、これら水不溶性担体に用いる高分子材料は、一般に購入することができるか又は公知の方法で製造できる。
 「荷電を有する官能基を含む化合物」とは、陽性荷電又は陰性荷電を有する官能基を含む化合物を意味し、活性化白血球-活性化血小板複合体と相互作用可能であれば特に限定はなく、その化学構造としては、例えば、陽性荷電を有する官能基(カチオン性官能基)であるアミノ基を含む化合物又は陰性荷電を有する官能基(アニオン性官能基)であるスルホン酸基若しくはカルボキシル基を含む化合物が挙げられる。荷電を有する官能基として、アミノ基が好ましく、荷電を有する官能基を含む化合物として、アミノ基を含む化合物が好ましい。なお、上記官能基は、同一又は異なる官能基を複数組み合わせていてもよい。なお、荷電を有する官能基を含む化合物は、上記荷電を有する官能基を含んでいれば、さらに荷電を有さない官能基を有していてもよく、例えば、メチル基若しくはエチル基等のアルキル基又はフェニル基、アルキル基で置換されたフェニル基(例えば、パラ(p)-メチルフェニル基、メタ(m)-メチルフェニル基、オルト(o)-メチルフェニル基、パラ(p)-エチルフェニル基、メタ(m)-エチルフェニル基又はオルト(o)-エチルフェニル基等)若しくはハロゲン原子で置換されたフェニル基(例えば、パラ(p)-フルオロフェニル基、メタ(m)-フルオロフェニル基、オルト(o)-フルオロフェニル基、パラ(p)-クロロフェニル基、メタ(m)-クロロフェニル基又はオルト(o)-クロロフェニル基等)等のアリ-ル基が、荷電を有する官能基を含む化合物に結合した化合物(例:パラ(p)-クロロフェニル基が結合したテトラエチレンペンタミン)は、荷電を有する官能基を含む化合物に含まれる。その際、荷電を有さない官能基と荷電を有する官能基を含む化合物とは、直接結合していても、スペーサーを介して結合していてもよい(当該結合に関与するスペーサーをスペーサー1とも称する。)。当該スペーサー1としては、例えば、尿素結合、アミド結合、ウレタン結合が挙げられる。
 上記荷電を有する官能基の荷電量の絶対値は、少なすぎると除去対象物質と充分な相互作用ができず、一方で、多すぎると官能基の立体配置の自由度が減少するため除去対象物質と適切な相互作用ができなくなると考えられるため、水不溶性担体の乾燥重量1g当たり0.3~3.0mmolであることが好ましく、0.4~2.9mmolであることがより好ましく、0.5~2.7mmolであることがさらに好ましい。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。
 「アミノ基」とは、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン若しくはドデシルアミン等の1級アミン由来のアミノ基、メチルヘキシルアミン、ジフェニルメチルアミン、ジメチルアミン等の2級アミン由来のアミノ基、アリルアミン等の不飽和アルキル鎖を持つアミン由来のアミノ基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、フェニルジメチルアミン、ジメチルヘキシルアミン等の3級アミン由来のアミノ基、1-(3-アミノプロピル)イミダゾール、ピリジン-2-アミン、3-スルホアニリン等の芳香環を有するアミン由来のアミノ基又はトリス(2-アミノエチル)アミン、エチレンジアミン、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、1,2-ビス(2-アミノエトキシエタン)等の、アルキル鎖、芳香族化合物、複素環式化合物や単素環式化合物等でアミノ基を2個以上結合させた化合物(以下、「ポリアミン」)由来のアミノ基が挙げられるが、ポリアミン由来のアミノ基であることが好ましく、特に、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基であることが好ましく、テトラエチレンペンタミン由来のアミノ基がより好ましい。また、アミノ基は、1級アミン又は2級アミン由来のアミノ基であることがより好ましい。
 スルホン酸基を含む化合物としては、少なくとも一つのスルホン酸基を有する化合物であればどのようなものでもよく、例えば、スルホン酸、メタンスルホン酸等の脂肪族スルホン酸由来のスルホン酸基、ベンゼンスルホン酸、p-フェノールスルホン酸、4-メチルベンゼンスルホン酸等の芳香族スルホン酸由来のスルホン酸基又はフルオロスルホン酸、クロロスルホン酸等のハロスルホン酸由来のスルホン酸基が挙げられる。
 カルボキシル基を含む化合物としては、少なくとも一つのカルボキシル基を有する化合物であればどのようなものでもよく、例えば、酢酸、プロピオン酸等の脂肪族カルボキシル基由来のカルボキシル基、ベンゼンカルボキシル基等の芳香族カルボキシル基由来のカルボキシル基が挙げられる。
 水不溶性担体と荷電を有する官能基を含む化合物とは、直接結合してもよいし、水不溶性担体と荷電を有する官能基を含む化合物の間に反応性官能基由来のスペーサーを介してもよい(当該結合に関与するスペーサーをスペーサー2とも称する。)。当該スペーサー2としては、尿素結合、アミド結合、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合等の電気的に中性の化学結合を有しているものであればよく、アミド結合又は尿素結合を有しているものが好ましい。
 上記水不溶性担体と上記荷電を有する官能基を含む化合物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。反応性官能基を導入した高分子材料の具体的な例としては、クロルアセトアミドメチル基を付加したポリスチレン、クロルアセトアミドメチル基を付加したポリスルホンが挙げられる。
 反応性官能基は、予め、水不溶性担体と適当な試薬を反応させることで水不溶性担体に結合させることができる。例えば、水不溶性担体がポリスチレンで、反応性官能基がクロロアセトアミドメチル基の場合は、ポリスチレンとN-メチロール-α-クロルアセトアミドを反応させることでクロロアセトアミドメチル基が結合したポリスチレンを得ることができる。クロロアセトアミドメチル基が結合したポリスチレンに対し、例えば、アミノ基を有するテトラエチレンペンタミンを反応させることで、テトラエチレンペンタミンがアセトアミドメチル基を介して結合したポリスチレンが得られる。この場合、アセトアミドメチル基はスペーサー2に相当し、テトラエチレンペンタミンは、荷電を有する官能基を含む化合物に相当する。水不溶性担体の材質、スペーサー(スペーサー1及びスペーサー2)、荷電を有する官能基を含む化合物は、任意に組み合わせることができる。表面に荷電を有する官能基を有する化合物が結合した水不溶性担体の例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基を含む化合物がアセトアミドメチル基を介して結合したポリスチレンやエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基を含む化合物がアセトアミドメチル基を介して結合したポリスルホンやエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基を含む化合物がアセトアミドメチル基を介して結合したポリエーテルスルホンが挙げられる。なお、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料の製造に使用する出発物質と試薬は、一般に購入することができるか又は公知の方法で製造できる。
 荷電を有する官能基を含む化合物は、血液中の除去対象物質と相互作用する必要があるため、水不溶性担体の表面のうち、少なくとも血液と接触する側に結合している必要がある。海島繊維の場合は、少なくとも血液と接触する海成分の表面に荷電を有する官能基を含む化合物が結合している必要がある。ここで表面とは、水不溶性担体の表面を意味し、水不溶性担体の表面が凹凸を有する形状の場合は、水不溶性担体の表面に加えて凸凹に沿った最外層部分も表面に含まれる。さらに、水不溶性担体の内部に貫通孔を有する場合は、当該水不溶性担体の最外層部分だけではなく、当該水不溶性担体の内部の貫通孔の外層も表面に含まれる。
 「展開長さ比(Rlr)」とは、展開長さ(Rlo(μm))と基準長(l(μm))の比を示したものである。具体的には、線粗さ解析機能(例:形状解析アプリケーション VK-H1A1/VK-H2A1、キーエンス製)を使用して、レーザー顕微鏡(例:超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて測定対象となる材料の表面の画像を取り込み、得られた当該画像から展開長さ(Rlo)を算出し、その展開長さ(Rlo)と輪郭曲線からその平均線の方向に引いた基準長l(エル)の比が算出される。展開長さ(Rlo)は、図1に示すように、輪郭曲線からその平均線の方向に基準長l(エル)だけ抜き取り、この抜き取り部分の真の長さを示した値である。従って、展開長さ(Rlo)は、材料表面の輪郭曲線の凹凸を延ばして1本の直線にしたときの長さを表したものである。また、展開長さ比は下記式1から算出される。ここで、Rloは展開長さであり、Rlrは展開長さ比であり、lは基準長である。この操作を任意の9視野で行い、平均値を算出して展開長さ比とする。
 詳しい機序については不明であるが、活性化白血球-活性化血小板複合体を除去する場合、水不溶性担体の表面の展開長さ比が小さすぎると除去に活用できる面積が小さくなるため、4以上である必要がある。一方で、水不溶性担体の表面の展開長さ比が長すぎると表面積は大きくなるが、表面は折りたたまれた構造となるため、細胞が入り込むことができなくなり、実際に細胞が接着できる面積が小さくなってしまうため7以下である必要がある。つまり、水不溶性担体の表面の展開長さ比は4~7である必要がある。水不溶性担体の表面の展開長さ比は好ましくは4.2~6.5であり、より好ましくは4.2~6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。
 
 Rlr=Rlo/l・・・式1
 
 「中心線平均粗さ(Ra(μm))」とは、JIS B 0601:2001に規格されている表面の平滑性を定量化する指標であり、材料の血液成分接触面の凹凸状態のことを指す。具体的には、線粗さ解析機能(例:形状解析アプリケーション VK-H1A1/VK-H2A1、キーエンス製)を使用して、レーザー顕微鏡(例:超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて測定対象となる材料の表面の画像を取り込み、得られた当該画像から算出することができる。図2に示すように、輪郭曲線からその平均線の方向に基準長l(エル(μm))だけ抜き取り、この抜き取り部分の平均線から測定曲線までの偏差の絶対値(μm)を合計して、平均した値が中心線平均粗さであり、その算出方法は下記式2のとおりである。ここで、Raは、中心線平均粗さであり、f(x)は、レーザー顕微鏡画像における任意の位置xにおける表面凹凸形状を表す関数である。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 上記水不溶性担体の表面の中心線平均粗さは2~10μmであることが好ましく、2.1~7μmがより好ましく、2.2~6μmがより好ましく、2.2~3.5μmがさらに好ましい。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。
 「二乗平均平方根傾斜角(°)」とは、材料の基準長l(エル)における山(peak)の傾斜角度を示したものである。具体的には、線粗さ解析機能(例:形状解析アプリケーション VK-H1A1/VK-H2A1、キーエンス製))を使用して、レーザー顕微鏡(例:超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて測定対象となる材料の表面の画像を取り込み、得られた当該画像から図3に示すように、輪郭曲線を一定間隔Δxで横方向に区切り、各区間における輪郭曲線の終始点を結ぶ線分の傾き(角度)の二乗平均を求め、その値の平方根を表したものである。本解析では、隣り合う2点間を結ぶ線と平行線とでできる角度を、全区間に渡って二乗平均した値を求める。二乗平均平方根傾斜角は、下記式3から算出される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000002
 活性化白血球-活性化血小板複合体を除去する場合、水不溶性担体の表面の二乗平均平方根傾斜角が小さすぎると材料と細胞の接着性が低くなるため50°以上である必要がある。また、水不溶性担体の表面の二乗平均平方根傾斜角が大きすぎると細胞が材料を認識する頻度は高くなるが、局部が急傾斜となる構造をとるため、細胞の材料への接着性が弱くなってしまうため、85°以下である必要がある。つまり、水不溶性担体の表面の二乗平均平方根傾斜角は50~85°である必要がある。より好ましくは65~75°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。上記の展開長さ比、上記の中心線平均粗さ及び上記の二乗平均平方根傾斜角の好ましい範囲は、任意に組み合わせることができる。例えば、水不溶性担体の表面の展開長さ比が4~7であって、水不溶性担体の表面の中心線平均粗さが2.1~7μmである。
 輪郭曲線とは、図4に示すようにレーザー顕微鏡を用いて測定対象となる材料の表面の画像を取り込んだ際の、材料表面の輪郭をなぞった曲線のことであり、本願では測定断面曲線を示す。測定断面曲線にカットオフ値λsの位相補償形低域フィルタを適用した断面曲線、位相補償形高域フィルタ(カットオフ値λc)を通して、断面曲線の高い周波数成分だけを記録した粗さ曲線、断面曲線にカットオフ値λfとλcの位相補償形フィルタを適用したうねり曲線とは異なる曲線である。
 平均線とは、JIS B 0601:1994で規定されているとおり、輪郭曲線を最小二乗法により直線におきかえた線を指す。山(peak)とは、平均線より上にある部分を指し、図4において縦線で示された部分となる。谷(valley)とは、平均線より下にある部分を指し、図4において格子柄で示された部分となる。基準長さとは、輪郭曲線から一定の長さを抜き取った部分から求め、この抜き取る長さを指す。
 上記の展開長さ比、上記の中心線平均粗さ及び上記の二乗平均平方根傾斜角の計測値は、いずれもレーザー顕微鏡の画像取り込み条件によって変動する可能性があるため、画像の取り込み条件は下記のとおりとする。材料はスライドグラス上に蒸留水を湿潤させた状態で血液に接する表面が観察できるように置き、その上からカバーグラス(厚さ:0.12~0.17mm)ではさみこむ。その際、上記材料の厚みは50μm以下になるよう、上記カバーグラスと上記スライドグラスの間にセットする。たとえば、上記材料が、繊維、ビーズ又は中空糸の場合において、繊維の直径、ビーズの直径又は中空糸の外径、が50μm以上の材料の場合は、血液が接する表面が観察できるよう50μm以下にスライスする。特に中空糸の場合は、血液が接触する表面が観察できるようスライスする。また、材料はカバーグラスとスライドグラスが平行になるように挟み込み、その隙間には水が均等に充填するよう、カバーグラスからはみ出した余分な蒸留水を除去する。画像は、カバーグラス上の画像を取り込む。対物レンズの倍率は20倍とし、光学ズームは1倍とし、減光フィルターは用いない。また、展開長さ比、中心線平均粗さ及び二乗平均平方根傾斜角は、解析条件によっても変動する可能性があるため、解析条件は以下の通りとする。解析には、線粗さ解析を用い、基準長lは50μmとし、うねり補正、フィルターのカットオフ値の設定を一切実施せずに画像解析を実施する。1つの材料につきランダムに3箇所の画像を取り込み、取り込んだ1画像につき、3視野を画像解析することにより、合計9視野の画像解析を行い、各視野の表面粗さをそれぞれ算出し、それらの平均値を当該材料の表面粗さとして採用する。画像解析時の基準長の選択は、繊維、中空糸の場合、繊維の長手方向に平行かつ表面の高さが揃った部分とする。
 材料表面の形状(展開長さ比、中心線平均粗さ及び二乗平均平方根傾斜角)は、水不溶性担体の製造条件、例えば、クロロアセトアミドメチル化編地の作製時のパラホルムアルデヒド濃度や反応時間で調整することが可能となる。クロロアセトアミドメチル基を水不溶性担体に導入する際に、材料表面の溶解が進むにつれて、展開長さ比は長くなり、中心線平均粗さ)は高くなり、二乗平均平方根傾斜角は高くなる傾向がある。その際に、添加するパラホルムアルデヒド濃度が高くなるにつれて、水不溶性担体の架橋が促進され、担体表面の溶解を阻害するため、展開長さ比は短く、中心線平均粗さ)は低く、二乗平均平方根傾斜角は小さくなる傾向がある。また、添加するパラホルムアルデヒド濃度が一定で架橋の程度が一定の場合、クロロアセトアミドメチル基を水不溶性担体に導入する際の反応時間が長くなるにつれて、担体表面の溶解を促進する為、展開長さ比は長く、中心線平均粗さは高く、二乗平均平方根傾斜角は高くなる傾向がある。例えば、特許文献2に記載の水不溶性担体は、クロロアセトアミドメチル化編地の作製時のパラホルムアルデヒド濃度が0.2wt%であるため、後述の実施例7よりもパラホルムアルデヒド濃度が低いため、展開長さ比や中心線平均粗さは実施例7よりも大きいと考えられる。
 材料表面の形状(展開長さ比、中心線平均粗さ及び二乗平均平方根傾斜角)は、さらに、テトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地の作製時のテトラエチレンペンタミンの濃度や反応時間で調整することが可能となる。テトラエチレンペンタミンを水不溶性担体に導入する際に、添加するテトラエチレンペンタミンの濃度が高くなるにつれて、材料表面の膨潤が進み、展開長さ比は短くなり、中心線平均粗さは高くなり、二乗平均平方根傾斜角は高くなる傾向がある。また、テトラエチレンペンタミンを水不溶性担体に導入する際の反応時間が長くなるにつれて、担体表面の膨潤を促進する為、展開長さ比は短くなり、中心線平均粗さは高くなり、二乗平均平方根傾斜角は高くなる傾向がある。
 荷電を有する官能基の荷電量は、塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液を用いた酸塩基滴定法により測定できる。
 「血液」とは、タンパク質、脂質及び血球成分等を含む液体のことである。具体的には、バッファー中にタンパク質、脂質及び血球成分等を加えたもの、体液、血液、血漿又は血清等が挙げられる。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サイトカイン等の液性因子が挙げられる。中でも炎症性疾患の治療を目的とする場合には、白血球(特に、活性化白血球)又はサイトカイン(特に、インターロイキン-6、インターロイキン-8、ハイモビリティーグループタンパク-1等の炎症性サイトカイン)が除去されることが好ましい。
 「白血球」とは、血液中に含まれる免疫細胞成分であり、具体的には、顆粒球、単球、リンパ球等が挙げられ、それらが活性化したものである活性化顆粒球、活性化単球、活性化リンパ球も挙げられる。
 「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増殖因子-β(以下、TGF-β)、インターフェロン-γ(以下、INF-γ)、ハイモビリティーグループタンパク-1(以下、HMGB-1)、血管新生増殖因子及又は免疫抑制酸性蛋白が挙げられ、中でも炎症に関与しているサイトカインは炎症性サイトカインと呼ばれており、炎症性疾患の治療を目的とする場合には、これら炎症性サイトカインであるインターロイキン及び/又はHMGB-1が除去されることが好ましい。
 「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(以下、IL-1)、インターロイキン-6(以下、IL-6)、インターロイキン-8(以下、IL-8)、インターロイキン-10(以下、IL-10)、インターロイキン-17(以下、IL-17)が挙げられ、炎症性疾患の治療を目的とする場合には、IL-6及び/又はIL-8が除去されることが好ましい。
 「活性化白血球」とは、サイトカインや内毒素であるlipopolysaccharide(LPS)等により炎症性サイトカイン又は活性酸素等を放出する白血球を意味し、例えば、活性化顆粒球や活性化単球が挙げられる。活性化の程度は、活性化白血球が放出する活性化酸素量の測定又は表面抗原の発現をフローサイトメトリー等で測定することで判別できる。
 「活性化血小板」とは、サイトカインや内毒素であるlipopolysaccharide(LPS)等により炎症性サイトカイン又は活性酸素等を放出する血小板を意味する。
 「活性化白血球-活性化血小板複合体」とは、活性化白血球と活性化血小板とが結合した複合体であれば特に限定されないが、例えば、活性化顆粒球-活性化血小板複合体や活性化単球-活性化血小板複合体が挙げられる。炎症性疾患患者、特に呼吸器疾患患者においては、自己組織への貪食及び炎症性サイトカンを放出して病態に直接関与していると考えられる活性化白血球-活性化血小板複合体を除去することが、その治療に必要と考えられる。
 「炎症性疾患」は、医療分野で診断され得る炎症性疾患であればよく、特に限定されない。具体的には、急性肺障害(acute lung injury;ALI)、急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome;ARDS、急性呼吸促迫症候群、急性呼吸促進症候群とも表記される。)、肺炎、急性呼吸不全、全身炎症性症候群、敗血症、敗血症性ショック、トキシックショク症候群、多臓器不全、慢性閉塞性肺疾患、悪液質、感染症、寄生虫病、慢性関節リウマチ、変形性関節症、若年性慢性関節炎、ライム関節炎、乾癬性関節炎、再活性化関節炎、脊椎関節症、全身性エリテマトーデス、クローン病、潰瘍性大腸炎、炎症性腸疾患、インスリン依存性糖尿病、甲状腺炎、喘息、アレルギー疾患、乾癬、強皮性皮膚炎、対宿主性移植片病、臓器移植拒絶反応、臓器移植に伴う急性若しくは慢性免疫疾患、サルコイドーシス、アテローム硬化症、汎発性血管内凝固症候群、川崎病、グレーヴズ病、ネフローゼ症候群、慢性疲労症候群、ヴェーゲナー肉芽腫症、ヘーノホ-シェーンライン紫斑病、腎臓の顕微鏡的血管炎、慢性活動性肝炎、ブドウ膜炎、後天性免疫不全症候群、急性横断性脊髄炎、ハンティングトン舞踏病、パーキンソン病、アルツハイマー病、発作、原発性胆汁性肝硬変、溶血性貧血、悪性疾患、心不全、心筋梗塞、アジソン病、散発性疾患、I型多分泌腺機能低下及びII型多分泌腺機能低下、シュミット症候群、脱毛症、円形脱毛症、血清陰性関節症、関節症、ライター病、乾癬性関節症、潰瘍性丘関節症、腸性滑膜炎、クラミジア、エルジニア及びサルモネラに関連する関節症、脊椎関節症、アテローム性疾患/動脈硬化症、アトピー、自己免疫性水泡性疾患、尋常性天疱瘡、落葉状天疱瘡、類天疱瘡、IgA疾患、自己免疫性溶血性貧血、クーン陽性溶血性貧血、後天性悪性貧血、若年性悪性貧血、筋肉痛脳炎/ロイヤルフリー病、慢性粘膜皮膚カンジダ症、巨細胞性動脈炎、急性肝炎、原発性硬化性肝炎、原因不明の自己免疫性肝炎、後天性免疫不全疾患症候群、後天性免疫不全に関連する疾病、C型肝炎、分類不能型免疫不全(分類不能型低ガンマグロブリン血症)、拡張型心筋症、女性の不妊症、卵巣不全、早発性卵巣不全、特発性肺線維症、線維性肺疾患、原因不明の線維化肺胞炎、ポスト炎症性間質性肺疾患、間隙性肺炎、結合組織病に伴う間質性肺疾患、混合結合組織病に伴う肺疾患、全身性硬化症に伴う間質性肺疾患、慢性関節リウマチに伴う間質性肺疾患、全身性エリテマトーデスに伴う肺疾患、皮膚筋炎/多発性筋炎に伴う肺疾患、シェーグレン病に伴う肺疾患、強直性脊椎炎に伴う肺疾患、脈管性びまん性肺疾患、ヘモジデリン沈着症に伴う肺疾患、薬物誘発性の間質性肺疾患、放射線線維症、閉塞性細気管支炎、慢性好酸球性肺炎、リンパ球浸潤性肺疾患、感染後間質性肺疾患、通風性関節炎、自己免疫性肝炎、1型自己免疫性肝炎(古典的な自己免疫性若しくはルポイド肝炎)、2型自己免疫性肝炎(抗LKM抗体肝炎)、自己免疫媒介型低血糖症、黒色表皮症を伴うB型インスリン抵抗性、上皮小体低下症、臓器移植に伴う急性免疫疾患、臓器移植に伴う慢性免疫疾患、変形性関節症、原発性硬化性胆管炎、1型乾癬、2型乾癬、特発性白血球減少症、自己免疫性好中球減少症、腎疾患NOS、糸球体腎炎、腎臓の顕微鏡的脈管炎、ライム病、ジスコイドエリテマトーデス、特発性若しくはNOSの男性不妊症、精子自己免疫、多発性硬化症(全てのサブタイプ)、交感性眼炎、結合組織疾患の二次的な肺高血症、グッドパスチャー症候群、結節性多発性動脈炎の肺発現、急性リウマチ熱、リウマチ様脊椎炎、スティル病、全身性硬化症、シェーグレン症候群、高安病/動脈炎、自己免疫性血小板減少症、特発性血小板減少症、自己免疫性甲状疾患、甲状腺機能亢進、甲状腺腫自己免疫性甲状腺機能亢進(橋本病)、萎縮性自己免疫性甲状腺機能低下症、原発性粘液水腫、水晶体起因性ブドウ膜炎、原発性脈管炎又は白斑等がある。
 「呼吸器疾患」とは、医療分野で診断され得る呼吸器疾患であればよく、特に限定されない。具体的には、急性肺障害(acute lung injury;ALI)、急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome;ARDS、急性呼吸促迫症候群、急性呼吸促進症候群とも表記される。)、肺炎、急性呼吸不全、慢性閉塞性肺疾患、特発性肺線維症、線維性肺疾患、原因不明の線維化肺胞炎、ポスト炎症性間質性肺疾患、間質性肺炎、結合組織病に伴う間質性肺疾患、混合結合組織病に伴う肺疾患、全身性硬化症に伴う間質性肺疾患、慢性関節リウマチに伴う間質性肺疾患、全身性エリテマトーデスに伴う肺疾患、皮膚筋炎/多発性筋炎に伴う肺疾患、シェーグレン病に伴う肺疾患、強直性脊椎炎に伴う肺疾患、脈管性びまん性肺疾患、ヘモジデリン沈着症に伴う肺疾患、薬物誘発性の間質性肺疾患、放射線線維症、閉塞性細気管支炎、慢性好酸球性肺炎、リンパ球浸潤性肺疾患、感染後間質性肺疾患等がある。上記の活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料は、呼吸器疾患の中でも、急性肺障害(acute lung injury;ALI)、急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome;ARDS、急性呼吸促迫症候群、急性呼吸促進症候群とも表記される。)の治療に使用することが好ましい。
 活性化白血球-活性化血小板複合体の濃度の測定は、例えば、末梢血由来の白血球分画に、活性化血小板と特異的に結合する活性化検出試薬(活性化血小板結合試薬)と、活性化白血球と特異的に結合する活性化検出試薬(活性化白血球検出試薬/活性化顆粒球検出試薬/活性化単球検出試薬)を反応させ、両方の試薬と結合した血球分画を測定することにより行なわれる。
 活性化血小板検出試薬は、非活性化白血球及び活性化白血球と結合せず、活性化血小板と結合性を有するものであり、活性化血小板特異的な細胞表面マーカーとして知られているCD62P(Anti-human CD62P(P-Selectin)Antibody Data Sheet,BioLegend.)を用いることにより検出される。また、活性化白血球検出試薬は、非活性化血小板及び活性化血小板と結合せず、活性化白血球と結合性を有するものであり、所望の白血球成分に特異的な又は共通の細胞表面マーカーの抗体が挙げられ、活性化顆粒球及び活性化単球の検出試薬としては、例えば、抗CD11b抗体を用いることができる。なかでも、活性化したコンフォメーションを特異的に検出することができるactivated抗CD11b抗体を用いることで活性化顆粒球及び活性化単球を特異的に検出することが可能となる(Anti-human CD11b(activated)Antibody Data Sheet,BioLegend.)。また、白血球の検出には抗CD45抗体を用い、顆粒球の検出にはCD45陽性細胞中の抗CD66b抗体を用い、単球の検出にはCD45陽性細胞中の抗CD14抗体を用いることができる。リンパ球の検出には抗CD4抗体や抗CD8抗体を用いることもできるが、CD45陽性細胞からCD66b陽性細胞とCD14陽性細胞を差し引いた細胞集団をリンパ球とすることも可能である。
 上記検出試薬には、結合の確認のための指標が付されているのが好ましい。当該指標は、採用する検出方法に従い、任意に選択される。操作の簡便さや定量性からフローサイトメーターによる測定を用いるが、この場合に、検出試薬は蛍光標識される。蛍光標識も特に限定はなく、例えば、FITC(fluorescein isothiocyanate)やPE(R-phycoerythrin)による標識を採用することができる。活性化白血球検出試薬と活性化血小板検出試薬とは異なる蛍光物質で標識される。これらの標識された検出試薬は、常法に従い製造できるが、市販品としても入手できる。
 白血球分画と上記の検出試薬との反応は、採用する検出試薬に応じて適宜設定される。上記の検出試薬が抗体である場合は、通常の免疫反応に従えばよい。活性化白血球-活性化血小板複合体と検出試薬反応液は特に限定されないが、所望により、検出反応中の細胞成分の活性化を抑制するのに有効量のアジ化ナトリウムやホルムアルデヒドを含ませてもよい。また、反応温度は、特に限定されないが、細胞成分の活性化を抑制する上で、4℃程度にて行なうのが好ましい。
 さらに呼吸器疾患等の炎症性疾患においては、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去に加えて、急性および慢性炎症に関与している活性化白血球や炎症性サイトカイン、特に、活性化白血球、IL-6、IL-8又はHMGB-1を除去することが好ましい。炎症性サイトカインは一般的に分子量数千~数万程度のタンパク質であり、当該炎症性サイトカインには、疎水性部分と帯電性部分が存在している。したがって、炎症性サイトカイン除去には疎水性相互作用又は静電相互作用により除去することが有効と考えられるため、疎水性官能基又は荷電を有する官能基のどちらか又は両者が水不溶性担体の表面に存在することが好ましい。具体的には疎水性官能基としては、メチル基若しくはエチル基等のアルキル基又はフェニル基等のアリール基、荷電を有する官能基としては、アミノ基、スルホン酸基又はカルボキシル基等が好ましいが、これらに限定されることはない。
 活性化顆粒球、活性化単球、活性化顆粒球-活性化血小板複合体及び活性化単球-活性化血小板複合体の除去率の算出方法としては、例えば、入口及び出口を有するカラム(容器)内に除去材料を充填し、活性化顆粒球、活性化単球、活性化顆粒球-活性化血小板複合体及び活性化単球-活性化血小板複合体を含む液体を通液させて、入口及び出口でのそれらの濃度の変化からそれらの除去率をそれぞれ算出する方法が挙げられる。ここでいう活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料とは、入口及び出口の濃度変化から算出される除去率がプラスになることをいう。また別の方法として、評価系のコントロールとして除去材料を内部に充填しないカラム(空カラム)から得られる除去率を1としたときの比率を算出し、比率が1より大きい値(比率>1)を示した材料をいう。
 サイトカインの除去率の算出方法としては、例えば、サイトカインを含む液体に、一定時間除去材料を加えて、除去材料を加える前後での濃度変化からその除去率を算出する方法が挙げられる。本願で示すサイトカイン除去材料とは、上記除去率が10%以上の材料をいう。
 肺機能(P/F値)低下抑制の評価方法としては、例えば、塩酸(HCl)及びLPSを気管内投与することにより作製されるARDS発症動物モデル(参考文献:日本老年医学会雑誌、1993年、第30巻、1032-1038)に対して、除去材料を内部に充填した入口及び出口を有するカラム(容器)に血液を通液させて体外循環することで、循環前と循環後の肺機能(P/F値)から抑制効果を評価する方法が挙げられる。
 また、本発明は、上記の活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を備える、血液浄化カラムを提供する。
 活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を充填するカラムの容器形状としては、血液導入口及び血液排出口を有する容器で、当該容器内に活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を充填できる形状であればよい。一つの実施形態としては、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を側面に孔を有するパイプに巻きつけ、円筒状にしたもの(以下、円筒)を内部に充填できる容器で、血液が円筒の外周より入り円筒の内側へと流れた後にパイプを経由して当該血液が容器外に出る容器又は血液がパイプを経由して円筒の内側より入り円筒の外側へと流れた後に当該血液が容器外に出る容器が挙げられる。製造効率や処理液のショートパス抑制の観点からは、側面に孔を有するパイプに対して活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料が巻きつけられている構造が好ましく、具体的には、供給された血液を流出するために設けられた孔を長手方向の側面に備える中心パイプと、上記中心パイプの周りに充填され、上記血液に含まれる活性化白血球-活性化血小板複合体を除去させる活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料と、流入してきた上記血液が上記中心パイプの内側を通るように上記中心パイプの上流端に連通され、上記液体が上記中心パイプを通過せずに上記除去担体と接触するのを防ぐように配置されたプレートと、上記中心パイプの下流端を封鎖し、上記除去担体を上記中心パイプの周りの空間に固定するように配置されたプレートを備えるラジアルフロー型の容器が挙げられ、また、容器の形状は、円柱状又は三角柱状、四角柱状、六角柱状若しくは八角柱状等の角柱状が挙げられるが、この構造に限定されるものではない。また別の実施形態としては、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を円形に切り取ったものを充填可能な円筒状の空間を内部に有した容器で、血液導入口及び血液排出口を有した容器が考えられる。具体的には、供給された血液を流出するために設けられた血液導入口を備えるプレートと、供給された血液を排出するために設けられた血液排出口を備えるプレートと、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を円形に切り取ったものが充填された円筒状の空間を内部に有し、血液導入口及び血液排出口を有した容器が挙げられる。なお、この場合、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料の形は円形に限らず、カラムの容器形状に合わせて楕円形、三角形や四角形等の多角形、台形等任意の形状に適宜変更することができる。
 活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を充填するカラム(容器)の材質としては、例えば、ガラス製、プラスチック・樹脂製、ステンレス製等が挙げられ、当該カラムのサイズは使用目的に応じて適宜選択され、特に限定はないが、臨床現場や測定場所での操作性や廃棄の容易さを考慮すると、材質としてはプラスチック・樹脂製が好ましく、サイズは手に握りやすい大きさが好ましいため、全体のカラムの長手方向の長さは1~30cm、外径は2~10cm、内容積は200cm以下であることが好ましい。
 活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料は、カラム(容器)内に積層されて充填されていることが好ましい。ここで、積層とは、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を2枚以上密着させて重ねることを意味し、積層させて充填する方法としては、例えば、アキシャルフローカラムのようにシート形態に加工した活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を複数枚重ねていく方法や、ラジアルフローカラムのように側面に孔を有するパイプにシート形態に加工した活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料を巻きつけていく方法が挙げられる。
 上記の血液浄化カラムは、哺乳動物(例えば、ウサギ、ヒト、ヒツジ、サル、ウマ、ウシ、ブタ、イヌ、ネコ)の呼吸器疾患の治療に使用することができ、特に、急性肺障害(acute lung injury;ALI)、急性呼吸窮迫症候群(acute respiratory distress syndrome;ARDS、急性呼吸促迫症候群、急性呼吸促進症候群とも表記される。)の治療に好適に使用することができる。
 また、上記の血液浄化カラムに呼吸器疾患の患者の血液を通液することを特徴とする血液浄化方法を提供する。言い換えると、上記の血液浄化カラムを用いた呼吸器疾患の患者が患う呼吸器疾患の治療方法を提供する。また上記の血液浄化方法は、単独で提供することも可能であるが人工呼吸器療法、人工透析療法と併用して提供をすることも可能である。
 以下、実験例、比較例により本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。なお、各編地の作製に使用される化合物で合成法の記載のないものについては、市販の化合物を使用した。実施例中、wt%は重量%を意味し、mMは溶液1L中に含まれる該当成分のミリモル数を意味する(例えば、溶液1L中に10mmolの該当成分を含めば、10mMとなる)。
(紡糸)
 以下の成分を用いて、紡糸速度1250m/分の製糸条件で、1フィラメントあたり704島の海島繊維(繊維径;3dtex、20μm)を36フィラメント束ねた繊維を得た。
 島成分: ポリプロピレン
 海成分: ポリスチレン
 複合比率(重量比率): 島:海=50:50
(編地の作製)
 得られた繊維を用いて、横編で編地を作製した。筒編み機(機種名:丸編み機 MR-1、丸善産業株式会社)を用いて、編地を作製した。
(クロロアセトアミドメチル化編地の作製)
 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、溶解させた反応液(以下、NMCA化反応液)を調製した。このNMCA化反応液を5℃に冷却し、1gの上記編地に対し、40mLの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、反応液から編地を取り出し、NMCA反応液と同量のニトロベンゼンに浸漬し洗浄した。続いて編地を取り出し、メタノールに浸漬し洗浄を行い、実施例1用のクロロアセトアミドメチル化編地を得た。またパラホルムアルデヒドの濃度を0.85wt%、0.9wt%、0.95wt%、0.60wt%に変えた以外は実施例1用のクロロアセトアミドメチル化編地と同操作を行ったものをそれぞれ、実施例4用のクロロアセトアミドメチル化編地、実施例5用のクロロアセトアミドメチル化編地、実施例6用のクロロアセトアミドメチル化編地、実施例7用のクロロアセトアミドメチル化編地とした。ここで、クロロアセトアミドメチル基は反応性官能基に相当する。また、パラホルムアルデヒドの濃度を4wt%、0.5wt%、3wt%に変えた以外は実施例1用のクロロアセトアミドメチル化編地と同操作を行ったものをそれぞれ、比較例1用のクロロアセトアミドメチル化編地、比較例3用のクロロアセトアミドメチル化編地、比較例4用のクロロアセトアミドメチル化編地とした。
(テトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地の作製)
 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の上記実施例1用のクロロアセトアミドメチル化編地を浸して40℃で3時間反応させた。編地をDMSOで3回洗浄した後、パラクロロフェニルイソシアネートの濃度が20mMになるように500mLのDMSOに溶解した液に浸して、30℃で1時間反応させた。その後、反応液から編地を取り出し、反応液と同量のDMSOに浸漬し洗浄、次にメタノールに浸漬し洗浄、次に水に浸漬し洗浄して、実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。
 TEPA濃度を20mMから40mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により実施例2用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。TEPA濃度を20mMから10mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により実施例3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。実施例1用のクロロアセトアミドメチル化編地の代わりに実施例4~6用のクロロアセトアミドメチル化編地をそれぞれ用いて、TEPA濃度を20mMから10mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作によりそれぞれ、実施例4~6用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。実施例1用のクロロアセトアミドメチル化編地の代わりに実施例7用のクロロアセトアミドメチル化編地を用いて、TEPA濃度を20mMから40mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により実施例7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。
 また、比較例1用のクロロアセトアミドメチル化編地を用いて、TEPA濃度を20mMから40mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。比較例1用のクロロアセトアミドメチル化編地を用いて、TEPA濃度を20mMから10mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により比較例2用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。比較例3用のクロロアセトアミドメチル化編地を用いて、TEPA濃度を20mMから5mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により比較例3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を得た。比較例4用のクロロアセトアミドメチル化編地を用いて、TEPA濃度を20mMから0mMに変えた以外は実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地と同様の操作により比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地を得た。
(1)展開長さ比(Rlr)の測定
(実施例1~7)
 上記で作製した実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、VK-9710搭載の解析ソフトを用いて、線粗さモードにより解析し展開長さ比(Rlr)を算出した。レーザー顕微鏡の画像取り込み条件は、対物レンズを20倍に設定した。スライドグラス上に上記編地に蒸留水を湿潤させた状態で置き、その上からカバーグラス(厚さ:0.12~0.17mm)で上記編地をはさみこみ、余分な蒸留水を除去した後にカバーグラス上の画像を取り込んだ。結果について9視野の平均値を表2に示す。同様の操作を実施例2~7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表2に示す。
(比較例1~4)
 上記で作製した比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で展開長さ比(Rlr)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表2に示す。
(比較例5)
 中空糸膜を備える持続緩徐式血液濾過器として承認が得られているsepXiris(登録商標)(バクスター株式会社、医療機器承認番号:22500BZX00401000)について、中空糸(以下、比較例5の中空糸)を糸長さ方向に割ることで内表面を露出させ、内表面についてレーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で展開長さ比(Rlr)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示した。
(比較例6)
 ポリスチレンビーズを生体適合性ポリマーでコートしたビーズを備える吸着型血液浄化器として海外で販売されているCytosorb(登録商標)(CytoSorbents社)について、上記ビーズ(以下、比較例6のビーズ)をカットしビーズ表面について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で展開長さ比(Rlr)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示した。
(比較例7)
酢酸セルロースビーズを備える吸着型血液浄化器として販売されているアダカラム(登録商標)(株式会社JIMRO、承認番号:21100BZZ00687000)について、上記ビーズ(以下、比較例7のビーズ)をカットしビーズ表面について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で展開長さ比(Rlr)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示した。
(2)中心線平均粗さ(Ra)(μm)の測定
(実施例1~7)
 上記で作製した実施例1用テトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、VK-9710搭載の解析ソフトを用いて、線粗さモードにより解析し中心線平均粗さ(Ra)を算出した。レーザー顕微鏡の画像取り込み条件は、対物レンズを20倍に設定した。スライドグラス上に上記編地に蒸留水を湿潤させた状態で置き、その上からカバーグラス(厚さ:0.12~0.17mm)で上記編地をはさみこみ、余分な蒸留水を除去した後にカバーグラス上の画像を取り込んだ。結果について9視野の平均値を表2に示す。同様の操作を実施例2~7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表2に示す。
(比較例1~4)
 上記で作製した比較例1用テトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で中心線平均粗さ(Ra)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表2に示す。
(比較例5)
 比較例5の中空糸を糸長さ方向に割ることで内表面を露出させ、内表面についてレーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像から輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で中心線平均粗さ(Ra)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。
(比較例6)
 比較例6のビーズをカットしビーズ表面について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で中心線平均粗さ(Ra)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。
(比較例7)
 比較例7のビーズをカットしビーズ表面について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で中心線平均粗さ(Ra)を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。
(3)二乗平均平方根傾斜角(°)の測定
(実施例1~7)
 上記で作製した実施例1用テトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、VK-9710搭載の解析ソフトを用いて、線粗さモードにより解析し二乗平均平方根傾斜角を算出した。レーザー顕微鏡の画像取り込み条件は、対物レンズを20倍に設定した。スライドグラス上に上記編地に蒸留水を湿潤させた状態で置き、その上からカバーグラス(厚さ:0.12~0.17mm)で上記編地をはさみこみ、余分な蒸留水を除去した後にカバーグラス上の画像を取り込んだ。結果について9視野の平均値を表2に示す。同様の操作を実施例2~7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表2に示す。
(比較例1~4)
 上記で作製した比較例1用テトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で二乗平均平方根傾斜角を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表2に示す。
(比較例5)
 比較例5の中空糸を糸長さ方向に割ることで内表面を露出させ、内表面についてレーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像から輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で二乗平均平方根傾斜角を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。
(比較例6)
 比較例6のビーズをカットしビーズ表面について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で二乗平均平方根傾斜角を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。
(比較例7)
 比較例7のビーズをカットしビーズ表面について、レーザー顕微鏡(超深度カラー3D形状測定顕微鏡VK-9710、キーエンス製)を用いて画像を撮影し、得られた画像の輪郭曲線からその平均線の方向に基準長50μm(l(エル)に相当)だけ抜き取り、実施例1と同様の方法で中心二乗平均平方根傾斜角を算出した。結果について9視野の平均値を表2に示す。
(4)陽性荷電量測定
(実施例1~7、比較例1~7)
 実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地に含まれる陽性荷電量は、酸塩基逆滴定することより決定した。200mLナスフラスコに実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を6M水酸化ナトリウム水溶液50mLを添加して30分攪拌し、濾紙を用いて編地をろ別した。次にイオン交換水50mLにろ別した編地を添加して30分間攪拌し、濾紙を用いてろ別した。編地を添加したイオン交換水のpHが7.0になるまでイオン交換水に添加、ろ別を繰り返すことで脱塩後の編地を得た。脱塩後の編地を80℃常圧条件で48時間静置した後、ポリプロピレン製容器に当該乾燥編地を1.0gと0.1M塩酸を30mL添加し、10分間攪拌した。攪拌後、溶液のみを5mL抜き取って、ポリプロピレン製容器に移した。次に、得られた溶液に対して、0.1M水酸化ナトリウム水溶液を0.1mL滴下した。滴下後10分間攪拌し、溶液のpHを測定した。0.1M水酸化ナトリウム水溶液を0.1mL滴下後10分間の攪拌、pHの測定を同様に100回繰り返した。溶液のpHが8.5を越えた際の0.1M水酸化ナトリウム水溶液の滴下量を1.0g当たりの滴定量とした。1.0g当たりの適定量と以下の式4を用いて、実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地の乾燥重量1.0g当たりの陽性荷電量を算出した。結果を表2に示す。
 
 乾燥重量1g当たりの陽性荷電量(mmol/g)={添加した0.1M塩酸の液量(30mL)/抜き取った塩酸の液量(5mL)}×1.0g当たりの滴定量(mL/g)×水酸化ナトリウム水溶液濃度(0.1M)・・・式4
 
 同様の操作を実施例2~7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地、比較例1~3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地、比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地、比較例5の中空糸、比較例6のビーズ及び比較例7のビーズで行った。結果を表2に示す。
(5)活性化顆粒球-活性化血小板複合体、活性化単球-活性化血小板複合体、活性化顆粒球及び活性化単球の除去率測定
(実施例1~7)
 上下に溶液の出入り口のある円筒状カラム(内径1cm×高さ1.2cm、内容積0.94cm、外径2cm、ポリカーボネート製)に、直径1cmの円板状に切り抜いた実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を積層して充填することで、実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を備えるカラムを作製した。LPSを70EU/mLになるよう添加した健常ヒトボランティア血液を37℃、30分間、65rpmの条件で湯浴内で振とうし、活性化させて血液を、ポンプを用いて当該カラムに流量0.63mL/minで通液し、カラム入口及び出口で血液のサンプル採取を行った。カラム入口のサンプルは、湯浴に浸漬している血液を採取した。カラム出口のサンプルはカラム内に血液が流入した時点を0分とし、3.5分から6.5分間通液したものを採取した。通液後得られたサンプルを細胞の表面抗原を表1に示した蛍光標識抗体にて染色後にVersaLyseを用いて溶血処理をして、静置後は氷冷、暗所に保管し、速やかに各サンプルに含まれる細胞数を測定した。なお、生細胞の判定には、7-AAD Viability Staining Solution(BioLegend)を、細胞数のカウントには、Flow Count(BECKMAN COULTER)を用いた。測定にはフローサイトメトリー(BD Cytometer Setup and Tracking Beads(Becton, Dickinson and Company))を用いた。解析には、BD FACS Divaソフトウェア Version 6.1.3(Becton, Dickinson and Company)又は、FLOWJO(トミーデジタルバイオロジー株式会社)を使用した。活性化顆粒球-活性化血小板複合体、活性化単球-活性化血小板複合体、活性化顆粒球及び活性化単球の濃度を算出し、以下の式5~式8によりカラム入出前後での除去率をそれぞれ算出した。なお編地を入れずに作成したカラムを空カラムとし、上記同様の血液通液実験を行って得た各除去率を空カラムでの各成分の除去率とし、下記式9~式12に従って除去性能の空カラム比を算出した。結果を表3に示す。
 
 活性化顆粒球-活性化血小板複合体除去率(%)={(カラム入口側の活性化顆粒球-活性化血小板複合体濃度)-(カラム出口側の活性化顆粒球-活性化血小板複合体濃度)}/(カラム入口側の活性化顆粒球-活性化血小板複合体濃度)×100・・・・・・式5
 
 活性化単球-活性化血小板複合体除去率(%)={(カラム入口側の活性化単球-活性化血小板複合体濃度)-(カラム出口側の活性化単球-活性化血小板複合体濃度)}/(カラム入口側の活性化単球-活性化血小板複合体濃度)×100・・・・・・式6
 
 活性化顆粒球除去率(%)={(カラム入口側の活性化顆粒球濃度)-(カラム出口側の活性化顆粒球濃度)}/(カラム入口側の活性化顆粒球濃度)×100・・・・・・式7
間質性
 活性化単球除去率(%)={(カラム入口側の活性化単球濃度)-(カラム出口側の活性化単球濃度)}/(カラム入口側の活性化単球濃度)×100・・・・・・式8
 
 活性化顆粒球-活性化血小板複合体除去性能(空カラム比)=各実施例における活性化顆粒球-活性化血小板複合体除去率(%)/空カラムでの活性化顆粒球-活性化血小板複合体除去率(%)・・・・・式9
 
 活性化単球-活性化血小板複合体除去性能(空カラム比)=各実施例における活性化単球-活性化血小板複合体除去率(%)/空カラムでの活性化単球-活性化血小板複合体除去率(%)・・・・・式10
 
 活性化顆粒球除去性能(空カラム比)=各実施例における活性化顆粒球除去率(%)/空カラムでの顆粒球除去率(%)・・・・・式11
 
 活性化単球除去性能(空カラム比)=各実施例における活性化単球除去率(%)/空カラムでの単球除去率(%)・・・・・式12
 
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000003
 同様の操作を実施例2~7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表3に示す。
(比較例1~4)
 上下に溶液の出入り口のある円筒状カラム(内径1cm×高さ1.2cm、内容積0.94cm、外径2cm、ポリカーボネート製)に、直径1cmの円板状に切り抜いた比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を積層して充填することで、比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を備えるカラムを作製した。実施例1と同様の方法で活性化顆粒球-活性化血小板複合体、活性化単球-活性化血小板複合体、活性化顆粒球及び活性化単球の濃度を算出し、上記式5~式12により各除去性能の空カラム比を算出した。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表3に示す。
(比較例5)
 sepXiris(登録商標)について、比較例5の中空糸を10cm×157本切り出し、ミニモジュールを作製した。実施例1と同様の方法で活性化顆粒球-活性化血小板複合体、活性化単球-活性化血小板複合体、活性化顆粒球及び活性化単球の濃度を算出し、上記式5~式12により各除去性能の空カラム比を算出した。結果を表3に示す。
(比較例6)
 Cytosorb(登録商標)について、比較例6のビーズ1.13mLを取り出し、ミニモジュールを作製した。実施例1と同様の方法で活性化顆粒球-活性化血小板複合体、活性化単球-活性化血小板複合体、活性化顆粒球及び活性化単球の濃度を算出し、上記式5~式12により各除去性能の空カラム比を算出した。結果を表3に示す。
(比較例7)
 アダカラム(登録商標)について、比較例7のビーズ1.63gを取り出し、ミニモジュールを作製した。実施例1と同様の方法で活性化顆粒球-活性化血小板複合体、活性化単球-活性化血小板複合体、活性化顆粒球及び活性化単球の濃度を算出し、上記式5~式12により各除去性能の空カラム比を算出した。結果を表3に示す。
(6)IL-6除去率測定
(実施例1~7)
 実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を直径6mmの円板状に切り抜いた後、これを4枚ずつポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-6の濃度が2000pg/mLなるように調製したウシ胎児血清(以下、FBS)を1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2時間転倒混和してからELISA法にてIL-6の残濃度を測定し、以下の式13によりIL-6除去率を算出した。結果を表4に示す。
 
 IL-6除去率(%)={(転倒混和前のIL-6濃度)-(転倒混和後のIL-6濃度)}/(転倒混和前のIL-6濃度)×100・・・・・・式13
 
 同様の操作を実施例2~7用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表4に示す。
(比較例1~4)
 比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を直径6mmの円板状に切り抜いた後、これを4枚ずつポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-6の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2時間転倒混和してからELISA法にてIL-6の残濃度を測定し、上記の式13によりIL-6除去率を算出した。結果を表4に示す。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表4に示す。
(比較例5)
 sepXiris(登録商標)について、比較例5の中空糸を50cm分切り取り、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-6の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2時間転倒混和してからELISA法にてIL-6の残濃度を測定し、上記の式13によりIL-6除去率を算出した。結果を表4に示す。
(比較例6)
 Cytosorb(登録商標)について、比較例6のビーズを50μL取り出し、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-6の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2時間転倒混和してからELISA法にてIL-6の残濃度を測定し、上記の式13によりIL-6除去率を算出した。結果を表4に示す。
(比較例7)
 アダカラム(登録商標)について、比較例7のビーズを75mg取り出し、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-6の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2時間転倒混和してからELISA法にてIL-6の残濃度を測定し、上記の式13によりIL-6除去率を算出した。結果を表4に示す。
(7)IL-8除去率測定
(実施例1~7)
 実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を直径6mmの円板状に切り抜いた後、これを4枚ずつ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2000pg/mLなるように調製したウシ胎児血清(以下、FBS)を1mL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-6の残濃度を測定し、以下の式14によりIL-8除去率を算出した。結果を表4に示す。
 
 IL-8除去率(%)={(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14
 
 同様の操作を実施例2~6用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表4に示す。
(比較例1~4)
 比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を直径6mmの円板状に切り抜いた後、これを4枚ずつポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL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14によりIL-8除去率を算出した。結果を表4に示す。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表4に示す。
(比較例5)
 sepXiris(登録商標)について、比較例5の中空糸を50cm分切り取り、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL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14によりIL-8除去率を算出した。結果を表4に示す。
(比較例6)
 Cytosorb(登録商標)について、比較例6のビーズを50μL取り出し、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL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14によりIL-8除去率を算出した。結果を表4に示す。
(比較例7)
 アダカラム(登録商標)について、比較例7のビーズを75mg取り出し、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、IL-8の濃度が共に2000pg/mLなるように調製したFBSを1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2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14によりIL-8除去率を算出した。結果を表4に示す。
(8)HMGB-1除去率測定
(実施例1~7)
 実施例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を直径6mmの円板状に切り抜いた後、これを4枚ずつポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、HMGB-1の濃度が100ng/mLなるように調製したウシ胎児血清(以下、FBS)を1mL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-6の残濃度を測定し、以下の式15によりHMGB-1除去率を算出した。結果を表4に示す。
 
 HMGB-1除去率(%)={(転倒混和前のHMGB-1濃度)-(転倒混和後のHMGB-1濃度)}/(転倒混和前のHMGB-1濃度)×100・・・・・・式15
 
 同様の操作を実施例2~6用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地で行った。結果を表4に示す。
(比較例1~4)
 比較例1用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地を直径6mmの円板状に切り抜いた後、これを4枚ずつポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、HMGB-1の濃度が共に100ng/mLなるように調製したFBSを1mL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HMGB-1の残濃度を測定し、上記の式15によりHMGB-1除去率を算出した。結果を表4に示す。同様の操作を比較例2及び3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地で行った。結果を表4に示す。
(比較例5)
 sepXiris(登録商標)について、比較例5の中空糸を50cm分切り取り、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、HMGB-1の濃度が共に100ng/mLなるように調製したFBSを1mL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HMGB-1の残濃度を測定し、上記の式15によりHMGB-1除去率を算出した。結果を表4に示す。
(比較例6)
 Cytosorb(登録商標)について、比較例6のビーズを50μL取り出し、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、HMGB-1の濃度が共に100ng/mLなるように調製したFBSを1mL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HMGB-1の残濃度を測定し、上記の式15によりHMGB-1除去率を算出した。結果を表4に示す。
(比較例7)
 アダカラム(登録商標)について、比較例7のビーズを75mg取り出し、ポリプロピレン製の容器に入れた。この容器に、HMGB-1の濃度が共に100ng/mLなるように調製したFBSを1mL添加し、37℃のインキュベータ内で2時間転倒混和してからELISA法にてHMGB-1の残濃度を測定し、上記の式15によりHMGB-1除去率を算出した。結果を表4に示す。
(9)肺機能(P/F)の低下抑制評価
(実施例1~6、比較例1~7)
 肺機能(P/F)の低下抑制効果は、ウサギを用いて、HCl及びLPSを気管内投与することにより作製されるARDSモデルにより評価した(参考文献:日本老年医学会雑誌、1993年、第30巻、1032-1038)。まず、NZW系雄ウサギ(体重:3~3.5kg)をペントバルビタールナトリウム(25mg/mL、ナカライテスク株式会社)を30mg/kg静脈内投与により導入麻酔した後、頸部及び腹部を毛刈りした。リドカイン(キシロカイン注射液「0.5%」、アストラゼネカ株式会社)を皮下投与したのち、頸部より気管を露出する。気管用カニューレ(16Fr、テルモ株式会社)を挿管、固定した。換気は、人工呼吸器(EVITA300、ドレーゲル・メディカルジャパン株式会社)により実施した。換気条件は、PEEPをかけた状態で頸動脈から採取した血液をi―STAT(カートリッジCG4+、アボットジャパン株式会社)により血液ガスパラメータを測定し、HCl及びLPSの投与前の測定値(体温補正値)がpCO:35~45mmHgの範囲内になるように換気回数を変更することで調節した。吸気酸素濃度は100%とし、換気条件を設定した後に被験機器の評価を開始し、評価中に換気条件変更は行わなかった。輸液は、0.06mg/kg/hrでベクロニウム加生理食塩液(ベクロニウム静注用4mg:富士製薬工業株式会社、生理食塩液:大塚製薬工場株式会社)を2mL/kg/hrで持続注入した。また、三方活栓を介して、インフュージョンポンプ(55-1111、HARVARD社)に接続し維持麻酔経路とした。維持麻酔は、ペントバルビタール(12.5mg/mL、ナカライテスク株式会社)を2~8mg/kg/hrで持続注入(状態により増減させる)した。HClは0.04N、2mL/kgを、LPSはHCl投与後30分後に0.05mg/kg、3mL/kgを気管内投与し、ARDSを誘発させた。肺機能(P/F)の低下抑制効果は、LPSを投与した時点を0として、6時間目のP/Fにて評価をした。実施例1~6及び比較例1~4については、上記の方法で作製した実施例1~6及び比較例1~3用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニル化編地並びに比較例4用のテトラエチレンペンタミン-パラクロロフェニルコントロール編地を、それぞれ充填体積11cm(充填高さ:4.7cm、充填直径1.9cm)の円筒状のミニカラムに充填しモデル動物用ARDS治療カラムを作製した。比較例5については、sepXiris(登録商標)を用いて膜面積750cmのミニカラム(有効長:10cm)を作製した。比較例6については、Cytosorb(登録商標)を用いてビーズ充填量13.5mLのミニカラム(充填高さ:4.7cm、充填直径1.9cm)、比較例7については、アダカラム(登録商標)を用いてビーズ充填量19.6gのミニカラム(充填高さ:4.7cm、充填直径1.9cm)を作製した。各カラムは生理食塩液で洗浄し、ヘパリンをプライミングした後に、5mL/minの流速でLPS気管内投与直後にARDSウサギに施行し、6時間目の肺機能(P/F)を評価した。評価結果を表4に示した。有効性の評価は、P/F値が300を超えると効果あり、300以下ではARDSの基準(Berlin定義によるARDSの基準値、参考文献:JAMA.2012;307(23):2526-2533)に該当し、効果なしと判定した。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000004
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000005
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000006
 上記実験結果から、炎症性サイトカインが除去されるだけの既存品(例:sepXiris(登録商標))では呼吸器疾患の治療には効果は無いが、本発明の活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料は、活性化白血球-活性化血小板複合体を高効率に除去することが可能であり、呼吸器疾患の治療、特にARDSの治療に有効であることが判明した。
 本発明の血液成分除去カラムは、活性化白血球-活性化血小板複合体除去性能を有するため、呼吸器疾患治療、特にARDSの治療用の体外循環カラムとして利用できる。

Claims (9)

  1.  表面に荷電を有する官能基を含む化合物が結合した水不溶性担体であり、
     前記表面の展開長さ比は、4~7である、活性化白血球-活性化血小板複合体の除去材料。
  2.  前記表面の中心線平均粗さは、2~10μmである、請求項1記載の除去材料。
  3.  前記官能基の荷電量の絶対値は、前記水不溶性担体の乾燥重量1g当たり0.3~3.0mmolである、請求項1又は2記載の除去材料。
  4.  前記荷電を有する官能基は、アミノ基である、請求項1~3のいずれか一項記載の除去材料。
  5.  前記水不溶性担体の形状が繊維であって、該繊維の繊維径は、1~100μmである、請求項1~4のいずれか一項記載の除去材料。
  6.  前記水不溶性担体は、ポリスチレン、ポリスルホン及びポリエーテルスルホンからなる群から選択される1種以上のポリマーを含む、請求項1~5のいずれか一項記載の除去材料。
  7.  活性化白血球、IL-6、IL-8又はHMGB-1を吸着除去する、請求項1~6のいずれか一項記載の除去材料。
  8.  請求項1~7のいずれか一項記載の除去材料を備える、血液浄化カラム。
  9.  請求項1~7のいずれか一項記載の除去材料を備える、呼吸器疾患の治療用の血液浄化カラム。
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