WO2020174948A1 - 細胞分離フィルター、ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法 - Google Patents

細胞分離フィルター、ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法 Download PDF

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fiber density
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和臣 井上
洋亮 中川
金村　一秀
竜太 竹上
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富士フイルム株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a cell separation filter used for cell separation, a filtration device, and a method for producing a cell separation filter, and in particular, it is formed of a fiber containing a water-insoluble polymer and a hydrophilizing agent, and has a thickness direction.
  • the present invention relates to a cell separation filter composed of a non-woven fabric having different fiber density, a filtration device, and a method for manufacturing the cell separation filter.
  • Nonwoven fabrics composed of nanofibers are used, for example, in filters for filtering liquids, and are proposed in Patent Documents 1 to 3, for example.
  • Patent Document 1 describes a filter material including a water resistant cellulose sheet made of a nonwoven fabric composed of fine cellulose fibers having a number average fiber diameter of 500 n or less.
  • Water resistant cellulose _ Sushito a heavy child ratio of fine cellulose fibers: 1 mass% or more 9 9 wt% or less, a porosity of 50% or more, tensile strength of the basis weight 1 0 9/2 equivalent Dry/wet strength ratio of tensile strength: 50% or more are satisfied.
  • Patent Document 2 discloses that, in order to selectively remove blood components such as white blood cells, it contains cellulose acylate, has a glass transition temperature of 126 ° C. or higher, and has an average through-pore diameter of A blood component-selective adsorption filter medium having a specific surface area of 1.0 to 50 and a specific surface area of 1.0 to 10 is described.
  • the form of the blood component selective adsorption filter medium is a non-woven fabric.
  • the flow path diameter (mouth) of the blood component and the blood component are set so that the average fluid radius of the aggregate of the ultrafine fibers composed of the non-woven fabric is 0.5 to 3.0. ⁇ 02020/174948 2 (: 170?2020/002214
  • a plasma separation filter is described, which is filled in a container having an inlet and an outlet so that the ratio (!_/0) of the liquid flow path length (1-) is 0.15 to 6. ing .
  • the ultrafine fibers of Patent Document 3 are polyester, polypropylene, polyamide, or polyethylene.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 20 1 2-4 6 8 4 3
  • Patent Document 2 International Publication No. 2 0 1 8/1 0 1 1 5 6
  • Patent Document 3 Japanese Patent Laid-Open No. 9-1443 081
  • a nonwoven fabric composed of nanofibers has a network structure formed by nanofibers.
  • the object to be filtered such as liquids, passes through the voids of the mesh structure and is filtered.
  • the filters of Patent Documents 1 to 3 described above may not be able to separate cells without damaging them when used for cell separation. In this case, hemolysis may occur when plasma is separated from blood. In addition, when used for cell separation, if the substance that you want to pass through is adsorbed, the separation accuracy will deteriorate. Therefore, it is required for the filter medium not to adsorb. This point is also not taken into consideration in Patent Documents 1 to 3.
  • An object of the present invention is to provide a cell separation filter, a filtration device, and a method for producing a cell separation filter, which can separate cells without damaging them and can suppress adsorption.
  • the present invention comprises a nonwoven fabric formed of fibers containing a water-insoluble polymer and a hydrophilizing agent, and having a fiber density difference in the film thickness direction.
  • the non-woven fabric has an average through-hole diameter of 2.0 or more 10.0 ⁇ 02020/174948 3 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the porosity is 75% or more and 98% or less, the film thickness is 100 or more, and the critical wet surface tension is 7 2 ⁇ ! 1 ⁇ 1
  • the above is to provide a cell separation filter.
  • the hydrophilizing agent is at least one of polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, carboxymethylcellulose and hydroxypropylcellulose.
  • the non-woven fabric preferably has a film thickness of 200 or more and 200 or less.
  • the critical wet surface tension is preferably 851 ⁇ 1/1 or more.
  • Water-insoluble polymers include polyethylene, polypropylene, polyester, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polystyrene, cellulose derivatives, ethylene vinyl alcohol polymers, polyvinyl chloride, polylactic acid, polyurethane, polyphenylene sulfide, It is preferable to use any one of a polyamide, a polyimide, a polyvinylidene fluoride, a polytetrafluoroethylene, and an acrylic resin, or a mixture thereof.
  • the water-insoluble polymer is preferably composed of a cellulose derivative.
  • the content of the hydrophilizing agent with respect to the total mass of the fibers of the nonwoven fabric is preferably 1 to 50 mass %.
  • the nonwoven fabric preferably has a continuous fiber density change in the film thickness direction.
  • the present invention has the above-described cell separation filter of the present invention, in which the cell separation filter is arranged so that the filtration target has a fiber density from the low density side to the high density side in the membrane thickness direction. It provides a filtration device.
  • the present invention has the above-described cell separation filter of the present invention and a porous body having an average through-hole diameter of 0.2 or more and 1.5 or less and a porosity of 60% or more and 95% or less. And the porous body provide a filtration device which is arranged so that an object to be filtered passes through the cell separation filter 1 and the porous body in this order. ⁇ 02020/174948 4 (: 170?2020/002214
  • the cell separation filter is arranged so that the filtration target has a fiber density passing from the low density side to the high density side in the film thickness direction.
  • the present invention provides the above-mentioned method for producing a cell separation filter of the present invention, wherein the cell separation filter is produced by using an electrospinning method.
  • Fig. 1 is a schematic view showing an example of a cell separation filter according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing an example of the cell separation filter according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a graph showing an example of measurement results of the cell separation filter according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a graph showing anisotropy of the cell separation filter of the embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a schematic diagram showing another example of the cell separation filter according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional nonwoven fabric.
  • FIG. 7 is a graph showing an example of measurement results of a conventional nonwoven fabric.
  • FIG. 8 is a schematic view showing a first example of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a schematic diagram showing a second example of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a third example of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a schematic view showing a fourth example of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 12 is a schematic view showing an example of a filtration system having the filtration device of the embodiment of the present invention.
  • “to” indicating a numerical range includes the numerical values written on both sides. For example, if £ is a numerical value ⁇ ⁇ numerical value / 3, the range of £ is a range including numerical value ⁇ and numerical value / 3, and if expressed by mathematical symbols Is.
  • the “angle expressed in a specific numerical value” and the “temperature expressed in a specific numerical value” include the error range generally accepted in the relevant technical field.
  • FIG. 1 is a schematic view showing an example of a cell separation filter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a schematic sectional view showing an example of a cell separation filter according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a graph showing an example of measurement results of the cell separation filter according to the embodiment of the present invention.
  • the cell separation filter _ 10 shown in FIG. 1 is formed of a fiber containing a water-insoluble polymer and a hydrophilizing agent, and is composed of a nonwoven fabric having a fiber density difference in the film thickness direction.
  • the cell separation filter _ 10 has different fiber densities at the film thickness direction port 1:.
  • the fiber density on the back surface 12 side of the nonwoven fabric 12 is low, and the fiber density on the front surface 12 3 side is high.
  • the nonwoven fabric 12 that constitutes the cell separation filter _ 10 has an average through-hole diameter of 2.0 or more and less than 10 0.0, a porosity of 75% or more and 98% or less, and a film thickness (see Fig. 1). ) Is 100 or more and the critical wet surface tension is 7 2 / ⁇ ! or more.
  • the cell separation filter _ 10 can separate cells without damaging them and can suppress adsorption. Separation of the cell separation filter _ 10 includes filtration as well as filtration. Cell separation filter _ 1 object to be separated ⁇ 02020/174948 6 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the cell separation filter _ 10 suppresses hemolysis during plasma separation. be able to.
  • the cell separation filter _ 10 blood cells were filtered to remove the blood cell components of white blood cells, red blood cells, and platelets, and plasma proteins, sugars, luciferous substances, and electrolytes necessary for the test were left in plasma. Can be obtained in the state. In this way, it is possible to suppress the adsorption of plasma proteins, saccharides, lipids, electrolytes, etc. necessary for the test. As a result, the inspection accuracy can be increased.
  • the separation target and the size that can be filtered are collectively referred to as separation characteristics.
  • the object to be filtered is not limited to blood, and in addition to blood, body fluids such as lymph, saliva, urine, and tears are also objects to be filtered.
  • animal-derived cells such as human cells, plant-derived cells, microorganism-derived cells and the like can be filtered. Examples of the above-mentioned cells include somatic stem cells such as hematopoietic stem cells, myeloid stem cells, neural stem cells, and skin stem cells, embryonic stem cells, induced pluripotent stem cells, and cancer cells.
  • leukocytes such as neutrophils, eosinophils, basophils, monocytes, lymphocytes (Ding cells, 1 ⁇
  • lymphocytes Ding cells, 1 ⁇
  • platelets erythrocytes
  • Vascular endothelial cells lymphoid stem cells
  • erythroblasts myeloblasts
  • monoblasts monoblasts
  • blood cells such as megakaryocytes and megakaryocytes, endothelial cells, epithelial cells, liver parenchymal cells,
  • the cell separation filter _ 10 it is possible to supply and separate the object to be filtered instead of the object to be filtered.
  • the cell separation filter is composed of a non-woven fabric formed of fibers containing a water-insoluble polymer and a hydrophilizing agent as described above. ⁇ 02020/174948 7 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the average fiber diameter is 01 or more and 5 or less, and the average fiber length is The average fiber diameter is 100 or more and less than 100 0! and the average fiber length is 1. It is more preferable that the non-woven fabric is composed of nanofibers having the following, the average fiber diameter is 100 or more and 800 or less, and the average fiber length is 2.0 or more! It is more preferable that the nonwoven fabric comprises the following nanofibers.
  • the average fiber diameter and the average fiber length can be adjusted, for example, by adjusting the concentration of the solution when producing the nonwoven fabric.
  • the average fiber diameter means a value measured as follows.
  • An electron microscope image is obtained at a magnification selected from 100 to 500 times depending on the size of the constituent fibers.
  • the sample, observation conditions, and magnification should be adjusted so as to satisfy the following conditions.
  • a straight line X is drawn at an arbitrary position in the electron microscope image, and more than 20 fibers intersect with this straight line.
  • At least 20 that is, at least 40 in total
  • at least three sets of the above-mentioned electron microscope images are observed, and the fiber diameters of at least 40 sets and 3 sets (that is, at least 120 sets) are read.
  • the fiber diameters thus read are averaged to obtain the average fiber diameter.
  • the average fiber length means a value measured as follows.
  • the fiber length of the fiber can be obtained by analyzing the electron microscope image used when measuring the above-mentioned average fiber diameter. ⁇ 02020/174948 8 ⁇ (: 170?2020/002214
  • At least 20 fibers that is, a total of at least 40 fibers for each of the fibers intersecting the straight line X and the fibers intersecting the straight line Y are included. Read the length.
  • the fiber density difference in the film thickness direction of the nonwoven fabric that constitutes the cell separation filter if the fiber density difference is small, cake filtration is performed, and the treatment pressure increases. On the other hand, if the difference in fiber density is large, step filtration is possible and the processing pressure can be reduced. When the processing pressure is high and blood is filtered, erythrocyte destruction tends to occur, leading to an increase in hemolysis.
  • the treatment pressure is the pressure loss during filtration.
  • the low processing pressure means that the resistance of the cell separation filter during filtration is small. If the processing pressure is low, the pressure required for filtration can be reduced.
  • the pressure loss is the difference between the static pressure on the front side and the static pressure on the back side in the film thickness direction across the cell separation filter. Therefore, the pressure loss can be obtained by measuring the static pressure on the front surface side and the static pressure on the back surface side and determining the difference between the two static pressures. Pressure loss can be measured using a differential pressure gauge.
  • the fiber density has a correlation with the brightness of the X-ray CT (Computed Tomog raphy) image, and the fiber density can be specified by the brightness.
  • the results shown in Fig. 3 are obtained.
  • Fig. 3 as the distance value increases, the brightness tends to decrease, and the fiber density decreases.
  • the difference in fiber density in the film thickness direction is obtained by performing cross-sectional X-ray CT image analysis in the film thickness direction.
  • a cross-sectional X-ray CT image is acquired, and the total film thickness is divided into 10 equal parts in the cross-sectional X-ray CT image, and the brightness in each section is integrated.
  • the integrated brightness is the brightness ⁇ 02020/174948 9 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the fact that there is a fiber density difference in the film thickness direction means that the ratio of the minimum value of the luminance to the maximum value of the luminance is 1_ 1 / 1_ 1 0 ⁇ 0.95.
  • one of the one surface and the other surface has the highest fiber density and the remaining surface has the lowest fiber density. That is, it is preferable that one of the front surface 123 and the back surface 123 of the nonwoven fabric 12 has the highest fiber density and the remaining surface has the lowest fiber density.
  • FIG. 4 shows the results of performing filtration using the same liquid but changing only the orientation of the cell separation filter 10. Both pressure and time in Fig. 4 are dimensionless.
  • the pressure required for filtration can be reduced due to the difference in fiber density in the film thickness direction, so that cells can be separated without damaging them, for example, hemolysis can be suppressed and blood can be filtered. ..
  • the cell separation filter _ 10 is not limited to being composed of one non-woven fabric, that is, a single layer, and a plurality of non-woven fabrics 12 such as the cell separation filter 10 shown in Fig. 5 can be used. It may have a laminated structure. In this case, the cell separation filter _ 10 has an interface at the film thickness direction port 1: and the cell separation filter _ 10 has a discontinuous change in fiber density described later.
  • Fig. 6 is a schematic cross-sectional view showing an example of a conventional nonwoven fabric
  • Fig. 7 is a graph showing an example of measurement results of a conventional nonwoven fabric. ⁇ 02020/174948 10 box (: 170? 2020 /002214
  • the fiber density continuously changes in the film thickness direction means that the above-mentioned luminance !_ 1 to 1_ 10 is 0.99 ⁇ L n/L n + 1 ⁇ 1.05. There is something. However,
  • the fiber density changes continuously in the film thickness direction, it is said that the fiber density has a gradient in the film thickness direction.
  • the fiber density continuously changes in the film thickness direction, it is preferable that the fiber density does not change abruptly.
  • the size of the fiber density fluctuates in some sections of the 10 sections divided into 10 equal parts in the thickness direction. That is, if the fiber density satisfies 1_1/1_10 ⁇ 0.95, the fiber density represented by the luminance gradually increases in one direction in the 10 sections divided into 10 equal parts in the film thickness direction as described above. It is not limited to the gradual decrease, and the sections having the same fiber density may be adjacent to each other.
  • the above !_ 1 /!_ 10 is more preferably 0. 3 £_ 1/1_1 0 ⁇ 0.95, more preferably 0. 4 £_ 1/1_1 0 ⁇ 0. 9 and most preferably 0.5 £_1/1-1_10 ⁇ 0.9.
  • the average through-hole diameter is preferably 2.0 or more and less than 1 0.0.0, more preferably 2.0 or more and less than 8.0, more preferably 3.0 or more and less than 7.0, and most preferably. It is greater than or equal to 3.0 and less than 5.0.
  • the processing pressure will be large, and if it is large with respect to the size of the filtration target, the processing pressure will be small.
  • the degree of hemolysis is the degree of red blood cell destruction. Therefore, for red blood cell size ⁇ 02020/174948 11 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • the degree of hemolysis is the degree of red blood cell destruction.
  • the degree of hemolysis can be calculated by (hemoglobin amount in plasma (filtrate)) / (hemoglobin amount in whole blood).
  • erythrocytes in blood are destroyed and hemoglobin is released by osmotic or physical compression pressure, chemical action such as electrostatic interaction, or biological action such as activation of complement. Turns red.
  • the degree of hemolysis can be determined by measuring hemoglobin in plasma by spectroscopic measurement.
  • the average through-hole diameter is the bubble point method (J ⁇ S (Japanese Industrial Standard) K3832, ASTM
  • the pore diameter using a palm porometer (CF E-1 200AEX manufactured by Seika Sangyo Co., Ltd.) is the same as the method described in the paragraph ⁇ 0 93> of Japanese Patent Laid-Open No. 201 2-046843
  • the air pressure is increased by 2 cc/min for the sample that is completely wetted with GA LW ICK (manufactured by Porous Materials, Inc.) and evaluated.
  • the same data (hereinafter also referred to as the “dry curve”) is measured for the test curve, and the pressure at the intersection of the curve (half dry curve) corresponding to half the flow rate of the dry curve and the wet curve is obtained.
  • the surface tension (G) of GALWICK, the contact angle (0) with the filter medium and the air pressure (P) can be introduced into the following formula () to calculate the average through-hole diameter.
  • the fiber diameter can be controlled by changing the solvent, material concentration, voltage, etc. used during spinning in electrospinning. Since the fiber diameter is proportional to the average through-hole diameter, the average through-hole diameter can be adjusted by controlling the fiber diameter.
  • the fibers can be fused together to reduce the average through-hole diameter.
  • the heat fusion can only reduce the average through-hole diameter.
  • the average through-hole diameter can only be reduced.
  • the porosity is preferably 75% or more and 98% or less, more preferably
  • It is 85% or more and 98% or less, and more preferably 90% or more and 98% or less.
  • the supply rate of the object to be filtered can be increased.
  • the porosity is low, the process tends to shift to cake filtration, and the treatment pressure tends to rise.
  • the porosity is calculated as follows.
  • the cell separation filter preferably has a nonwoven fabric thickness II (see FIG. 1) of 100 or more, and a membrane thickness of 200 or more and 200 or less, more preferably 200 or more. Greater than or equal to! And less than or equal to 100.
  • the thickness II of the non-woven fabric does not cause a fiber density difference unless the thickness of the cell separation filter is a certain thickness or more. If the film thickness is too thin, the components you want to remove cannot be removed completely, leading to a decrease in the component matching rate. On the other hand, if the film thickness is too thick, a large pressure is required to permeate all separation objects such as filtration objects, resulting in a high processing pressure and a high hemolysis degree. Further, if the film thickness is too thick, the volume with which biological components come into contact increases, leading to a decrease in the component coincidence rate.
  • a cross-sectional image of the nonwoven fabric is observed using a scanning electron microscope to obtain a cross-sectional image.
  • the cross-sectional image was used to measure 10 points at the thickness of the nonwoven fabric, and the average value was used as the thickness.
  • the critical wet surface tension ( ⁇ /3 pcs) is a parameter showing wettability.
  • the critical wetting surface tension ( ⁇ /3 pcs) is more than 7 2 1 ⁇ 1//(millinewton permeation), and the critical wetting surface tension ( ⁇ /3 pcs) is more than 8 5 1 ⁇ 1/ Is preferred.
  • the critical wet surface tension ( ⁇ /3) can be controlled by the amount of hydrophilizing agent or alkali treatment.
  • the critical wetting surface tension is the surface tension of the liquid applied to the surface to be measured. It can be determined by observing the absorption or non-absorption of each liquid on the surface while changing the values.
  • the surface tension of absorbed liquid is 27.5.11 ⁇ 1/1/
  • the surface tension of unabsorbed liquid is 521 ⁇ 1/. If the surface tension spacing is odd, for example 3, it is possible to determine if the non-woven is closer to the low value or to the higher value, based on which 2 7 or 2 8 are Assigned.
  • wet it is defined that, within 10 minutes, at least 9 of 10 droplets are absorbed by the nonwoven fabric, that is, wet.
  • Non-wetting is defined by non-wetting of two or more droplets within 10 minutes, that is, non-absorption. The test is continued with continuous high or low surface tension liquids until it is observed that one of the closely spaced pairs of surface tension is wet and the other is non-wet.
  • Solutions with different surface tensions can be made in various ways. A specific example is shown below.
  • Aqueous sodium hydroxide solution 9 4 ⁇ 1 1 5 ( ⁇ 1 1 ⁇ 1 / ⁇ ⁇
  • a water-insoluble polymer is a polymer whose solubility in pure water is less than 0.1% by mass.
  • water-insoluble polymers are polyethylene, polypropylene, polyester, polysulfone, polyethersulfone, polycarbonate, polystyrene, cellulose derivatives, ethylene vinyl alcohol polymer, polyvinyl chloride, polylactic acid, polyurethane, It is preferable that any one of a polyphenylene sulfide, a polyamide, a polyimide, a polyvinylidene fluoride, a polytetrafluoroethylene, and an acrylic resin, or a mixture thereof is used.
  • Cellulose derivatives have a smaller adsorption of biological substances than other materials, and therefore have a good component matching rate. Therefore, the water-insoluble polymer is more preferably a cellulose derivative.
  • the cellulose derivative means a modified cellulose obtained by chemically modifying a part of the hydroxy group of the natural polymer cellulose.
  • the chemical modification of the hydroxy group is not particularly limited, and examples thereof include alkyl etherification, hydroxyalkyl etherification, and esterification of the hydroxy group.
  • the cellulose derivative has at least one hydroxy group in one molecule.
  • the cellulose derivative may be used alone or in combination of two or more. ⁇ 0 2020/174948 16 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • Cellulose derivatives include methyl cellulose, ethyl cellulose, propyl cellulose, butyl cellulose, hydroxyethyl cellulose, hydroxypropyl cellulose, hydroxypropyl methyl cellulose, hydroxybutyl methyl cellulose, cellulose acetate (acetyl cellulose, diacetyl cellulose, triacetyl cellulose, etc.), cellulose Examples include acetate probionate, cellulose acetate butylate, and nitrocellulose.
  • the content of the water-insoluble polymer is preferably 50 to 99% by mass, more preferably 70 to 93% by mass, based on the total mass of the fibers of the nonwoven fabric. Preferably, 85 to 93 mass% is more preferable.
  • the content of the water-insoluble polymer is less than 50% by mass, the strength of the fibers forming the non-woven fabric is lowered, the shape is likely to change due to filtration, and the treatment pressure is increased.
  • the content of the water-insoluble polymer is more than 99% by mass, the amount of the hydrophilizing agent decreases, and the hydrophilizing effect of the fibers forming the nonwoven fabric becomes small. Therefore, the content of the water-insoluble polymer is preferably 50 to 99% by mass.
  • the hydrophilizing agent is a material whose solubility in pure water is 1% by mass or more.
  • the hydrophilizing agent is preferably at least one of polyvinylpyrrolidone, polyethylene glycol, carboxymethylcellulose and hydroxypropylcellulose, and the hydrophilizing agent is most preferably polyvinylpyrrolidone. ..
  • the content of the hydrophilizing agent is preferably 1 to 50% by mass, more preferably 5 to 30% by mass, and 7 to 1% with respect to the total mass of the fibers of the nonwoven fabric. 5% by mass is more preferable.
  • the content of the hydrophilizing agent exceeds 50% by mass, the strength of the fibers forming the non-woven fabric is reduced, the shape is likely to change due to filtration, and the treatment pressure is increased.
  • the content of the hydrophilizing agent is less than 1% by mass, the amount of the hydrophilizing agent is small and the effect of hydrophilizing the fibers forming the nonwoven fabric becomes small. Therefore, the content of hydrophilizing agent is 1 to 5 ⁇ 02020/174948 17 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the cell separation filter is formed of a fiber containing a water-insoluble polymer and a hydrophilizing agent, and is composed of a nonwoven fabric having a fiber density difference in the film thickness direction.
  • a cell separation filter is manufactured using an electrospinning method, which is also called an electrospinning method. This makes it possible to manufacture a cell separation filter that can separate cells without damaging them and can suppress adsorption.
  • a manufacturing method using the electrospinning method will be described.
  • a solution in which the above-mentioned water-insoluble polymer and hydrophilizing agent are dissolved in a solvent is discharged from the tip of the nozzle as a constant temperature within the range of 5 ° ⁇ or more and 40 ° ⁇ or less, and the solution is
  • a nanofiber layer that is, a nonwoven fabric can be obtained by applying a voltage between the collector and the collector and ejecting the fibers from the solution onto the support provided on the collector to collect the nanofibers. In this case, while ejecting the fiber, the voltage applied between the solution and the collector is adjusted to change the fiber density. The fiber density can also be changed by adjusting the concentration of the solution.
  • the nanofiber manufacturing apparatus disclosed in Japanese Patent No. 6 1 3 2 820 can be used.
  • the solution contains a polymer insoluble in water and a hydrophilizing agent dissolved therein, and is not a solution in which the polymer insoluble in water and the hydrophilizing agent are separately ejected from a nozzle and spun.
  • the cell separation filter is not limited to a single layer as described above, non-woven fabrics having different fiber densities are prepared by the electrospinning method as described above, and the fiber density is You may manufacture by laminating from a small thing in order.
  • a filtration device can be constructed using the cell separation filter described above. Like the cell separation filter, the filter device can separate cells without damaging them. ⁇ 02020/174948 18 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the filtration device has a cell separation filter, and the cell separation filter is arranged so that the object to be filtered passes in the film thickness direction from the low density side to the high density side.
  • the treatment pressure can be reduced by arranging the cell separation filter so that the filtration object passes from the low density side to the high density side in the film thickness direction. This can reduce the pressure required for filtration.
  • the filtration device may have a structure having a porous body having an average through-pore diameter of 0.2 to 1.5 and a porosity of 60% to 95%. In this case, the cell separation filter and the porous body are arranged so that the filtration target passes through the cell separation filter and the porous body in this order.
  • FIG. 8 is a schematic diagram showing a first example of the filtration device according to the embodiment of the present invention
  • Fig. 9 is a schematic diagram showing a second example of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a schematic diagram showing a third example of the filtration device according to the embodiment of the present invention
  • FIG. 11 is a schematic diagram showing a fourth example of the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • Filtration devices 2 0 shown in FIG. 8, for example, disc-shaped cell separation filter _ 1 ⁇ is provided inside 2 2 3 of the cylindrical case 2 2.
  • the case 22 is provided with a connecting pipe 24 at the center of the bottom 22 in one bottom 22.
  • the connecting pipe 24 is connected to the recovery unit 26.
  • the case 22 has an open end on the side opposite to the bottom 22.
  • the open part is called the open part 220.
  • the object to be filtered is supplied from the opening 220, filtered by the cell separation filter, and passed through the connecting pipe 24 from the bottom 22 of the case 22 to collect the filtered object. It is stored in 26.
  • the object to be filtered is supplied from the opening 220. ⁇ 02020/174948 19 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the cells are filtered by the cell separation filter, the bottom portion 2 213 of the case 22 passes through the connecting pipe 24, and the object to be filtered after the filtering is stored in the collecting portion 26.
  • the filtering device 20 may be configured to have a pressurizing unit 28 as shown in Fig. 9.
  • the pressurizing section 28 is provided in the opening 220 of the case 22.
  • the pressurizing part 28 is located in the opening 220 and is located inside the case 22 with no gap between it and the gasket 2 83, and the gasket 2 8 3 extends from the opening 2 20 to the bottom.
  • 2 Plunger _ 2 8 13 for moving in the direction toward the dip or in the opposite direction. By moving the plunger 2 8 toward the bottom portion 2 213, the filtration target in the inside 2 2 3 of the case 2 2 can be filtered through the cell separation filter _ 10.
  • the outer surface 2 2 Case 2 2, a may be provided inside 2 2 3 and supply pipe 2 7 communicating cases 2 2.
  • the supply pipe 27 is provided closer to the opening 220 than the cell separation filter _ 10 is.
  • the filtration device 20 having the pressurizing unit 28 it is possible to supply and separate the object to be filtered instead of the object to be filtered.
  • the filtering device 20 may be configured to have a filter function in addition to the cell separation filter — 10.
  • a filter having a filter function it is preferable that the filter has a separation characteristic different from that of the cell separation filter _ 10. As a result, it is possible to filter even those that cannot be completely filtered by the cell separation filter _ 10 and increase the accuracy of separation.
  • the filtration device 20 shown in FIG. 10 is different from the filtration device 20 shown in FIG. 8 in that the porous body 14 is provided on the bottom 2 2 side of the case 2 2 of the cell separation filter _ 10.
  • the other configurations are the same as those of the filtration device 20 shown in FIG.
  • the porous body 14 is provided in contact with the back surface 12 of the nonwoven fabric 12 constituting the cell separation filter _ 10.
  • the object to be filtered is supplied from the cell separation filter _ 10 side.
  • the cell separation filter _ 10 is called a primary filter
  • the porous body 14 is also called a secondary filter. ⁇ 0 2020/174948 20 20 (: 170? 2020 /002214
  • the porous body 14 has an average through-hole diameter of 0.2 or more and 1.5 or less and a porosity of 60% or more and 95% or less. Separation characteristics differ from the cell separation filter 10.
  • the porous body 14 can be made of, for example, the same material as the non-woven fabric 12 and can be made of a fiber containing a water-insoluble polymer and a hydrophilizing agent that makes up the non-woven fabric 12.
  • the definitions of the average through-hole diameter and the porosity of the porous body 14 are the same as those of the cell separation filter 10. Therefore, detailed description thereof will be omitted.
  • red blood cells and white blood cells are removed by the cell separation filter _ 10 and platelets are removed by the porous body 14.
  • plasma proteins, saccharides, lipids, electrolytes, etc. required for the test can be obtained, and hemolysis can be further suppressed.
  • the filtering device 20 shown in FIG. 10 can also be configured to have the pressurizing unit 28, as in the filtering device 20 shown in FIG. Since the pressurizing unit 28 has the same configuration as the filtering device 20 shown in FIG. 9, detailed description thereof will be omitted. Further, a supply pipe 27 may be provided as in the case of the filtration device 20 shown in FIG.
  • the porous body 14 is not limited to the above-described configuration, and a cell according to the separation characteristics of the cell separation filter _ 10, the object to be filtered, or the object to be filtered can be appropriately used. However, it is preferable that the separation characteristics are different from those of the cell separation filter _ 10 as described above.
  • porous body 14 was provided in addition to the cell separation filter _ 10, but the present invention is not limited to this, and a plurality of filters having a filter function such as the porous body 14 may be provided. Good.
  • the cell separation filter 10 and the porous body 14 are not limited to being provided even if they are in contact with each other. ⁇ 0 2020/174948 21 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • the cell separation filter _ 10 may be arranged separately in the film thickness direction.
  • one cell separation filter _ 10 is provided, but the configuration is not limited to this, and a plurality of cell separation filters may be provided.
  • the position of the cell separation filter _ 10 is not particularly limited as long as it is inside the case 2 2 2 3 2 It may be separated from 2 2 13 or may be in contact with the bottom 2 2 of the case 2 2.
  • the cell separation filter _ 10 may be installed in the case 22 by providing a non-woven fabric in a flat membrane shape on the housing (not shown) with respect to the case 22.
  • the recovery part 26 may not be provided, or the bottom part 22 may be closed without the connecting pipe 24 and the recovery part 26.
  • the filtered material may be stored in the bottom portion 2 2.
  • the bottom portion 2 213 may be provided with an opening communicating with the inside 2 2 3 of the case 2 2.
  • FIG. 12 is a schematic diagram showing an example of a filtration system including the filtration device according to the embodiment of the present invention.
  • each filtration device 20 may be configured to automatically filter an object to be filtered.
  • the filtration system 30 shown in FIG. 12 includes a supply unit 32, a plurality of filtration devices 20 connected to the supply unit 3 2 by pipes 34, and a control unit 3 that controls the supply unit 3 2. Have 6 and.
  • the supply unit 32 supplies the object to be filtered to each filtration device 20. ⁇ 0 2020/174948 22 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • It has a storage part (not shown) for storing the target object and a pump (not shown) for supplying the filtration target object from the storage part to the filtration device 20.
  • a pump for example, a syringe pump is used.
  • a pump such as a syringe pump is controlled by the control unit 36, and the object to be filtered is supplied from the storage unit to the filtration device 20 by the pump, filtered, and recovered by the recovery unit 26.
  • the filtration device 20 may be configured to have a pressurizing unit 28 as shown in FIG.
  • a drive unit (not shown) for moving the plunger 28 of the pressurizing unit 28 is provided.
  • the filtration can be automatically executed as described above. Since the treatment pressure of the cell separation filter _ 10 can be reduced, the filtration system 30 can reduce the pressure required for filtration and the time required for filtration. Therefore, the filtration system 30 can reduce power consumption.
  • the present invention is basically configured as described above. Although the cell separation filter, the filtration device, and the method for producing the cell separation filter of the present invention have been described above in detail, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible without departing from the gist of the present invention. Of course, improvements and changes may be made.
  • the cell separation filters of Examples 1 to 20 and Comparative Examples 1 to 7 were produced.
  • the following hemofiltration test was carried out using each cell separation filter to evaluate the degree of hemolysis, the treatment pressure, and the component concordance rate after filtration. ⁇ 0 2020/174948 23 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • the hemofiltration test involves diluting whole blood with a buffer and removing blood cell components (white blood cells, red blood cells, platelets) by filtration to obtain plasma proteins, saccharides, lipids and electrolytes necessary for the test without loss. This test is intended to remain in plasma.
  • the blood filtration test will be described below.
  • Fresh human whole blood (Anticoagulant EDJ A-2K) is mixed with buffer 2 51_ and flowed in the direction perpendicular to the cell separation filter so that the low density side of the cell separation filter is the primary side, that is, the side supplying the liquid. And filtered.
  • the degree of hemolysis of the plasma after filtration was measured using 1 to 16010600 (registered trademark) manufactured by Radiometer.
  • the pressure loss during filtration was measured, and the pressure loss was used as the processing pressure. If the pressure loss is less than 20! ⁇ 3, The pressure loss is less than
  • a value of 40 ⁇ 93 or more and less than 80 ⁇ 93 was evaluated as (3, and a pressure loss of 80 ⁇ 93 or more was evaluated as 0.
  • the pressure loss was measured using a differential pressure gauge.
  • a small digital pressure gauge ⁇ 31 (trade name) was used.
  • the amount of albumin contained in plasma was measured for plasma obtained by centrifuging whole blood before filtration and plasma after filtration. The amount of albumin in each plasma was compared to calculate the component concordance rate.
  • the amount of albumin is the albumin measurement kit manufactured by Funakoshi Co., Ltd.
  • Ingredient matching rate is 98% or more, and ingredient matching rate is less than 98% and 95% or more, ⁇ 0 2020/174948 24 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • the average through-hole diameter is bubble point method 015 (Japanese Industrial Standard) 0832, 3-16-86) / Half dry method It was measured by a palm porometer using £294-89).
  • the porosity is defined as "(%)"
  • Non-woven fabric with film thickness H d () The mass of the corner (9),
  • a cross-sectional image of the nonwoven fabric is observed using a scanning electron microscope to obtain a cross-sectional image.
  • the cross-sectional image was used to measure 10 points at the thickness of the nonwoven fabric, and the average value was used as the thickness.
  • the method for measuring the critical wet surface tension ( ⁇ /3 pcs) is shown below.
  • the measurement shall be performed in a standard laboratory atmosphere (JIS (Japanese Industrial Standard) K 7100) at a temperature of 23°C and relative humidity of 50%.
  • JIS Japanese Industrial Standard
  • K 7100 Japanese Industrial Standard
  • the criterion for judging that the dropped solution is wet is that the contact angle between the cell separation filter and the solution is 90 ° or less.
  • the acetic acid aqueous solution (54 to 70 mN/m) and sodium hydroxide aqueous solution (72 to 1 O OmN/m) were used for the critical wetting surface tension (CWST) measurement, and the surface tension of the prepared solution was the critical wetting surface tension.
  • the measurement was performed using an automatic surface tensiometer (Kyowa Interface Chemistry, W i I he I my flat plate method) under the same conditions as the environment in which (CWST) was measured.
  • an X-ray CT (Computed Tomography) image in the film thickness direction of the cell separation filter is acquired, and the total film thickness is divided into 10 equal parts in the film thickness direction in the cross-sectional X-ray CT image.
  • the luminance in each of the 10 equal sections was integrated.
  • the integrated brightness is set to L1, L2, L3, L4, L5, L6, L7, L8, L9, L10 from the low brightness side, and the value of L1/L10 is set. This value was determined as the fiber density difference.
  • T AC Triacetyl cellulose
  • PET Polyethylene terephthalate
  • Example 1 a non-woven fabric was produced by an electrospinning method using cellulose acetate probionate (08) as a water-insoluble polymer and polyvinylpyrrolidone (V) as a hydrophilizing agent to prepare a cell separation filter.
  • cellulose acetate propionate ⁇ 08
  • Eastman Chemical Japan Co., Ltd. 048 1-220 trade name
  • polyvinylpyrrolidone [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • the nanofiber manufacturing apparatus described in Japanese Patent No. 6 1 3 2 8 2 0 was used, the temperature of the spinning solution discharged from the nozzle was set to 20 °, and the spinning solution discharged from the nozzle was used.
  • the voltage applied between the solution and the collector is adjusted within the range of 10 to 40 1 ⁇ V to collect the nanofibers on the support made of an aluminum sheet with a thickness of 25 and arranged on the collector. A non-woven fabric was obtained.
  • Cellulose Acetate Probionate ( ⁇ 08) is 90% by mass of the total solid content in the mixed solvent. ⁇ 02020/174948 27 ⁇ (: 170?2020/002214
  • Polyvinylpyrrolidone () is 10 mass% of the total solid content in the mixed solvent. It is expressed as "0%”.
  • Example 1 cellulose acetate probione (08) is 90% by mass and polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass.
  • other substances will be represented in the same manner as in Example 1.
  • the average through-hole diameter was 3.1, the porosity was 97%, and the critical wet surface tension was The film thickness is 800, the fiber density difference is 0.85, and the fiber density gradient is continuous.
  • Example 2 cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) 088 1 82 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 2 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter and the fiber density difference were changed as shown in Table 1 described later, and used as a cell separation filter.
  • the cellulose acetate propionate (08) was 90% by mass, and the polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • Example 2 has an average through-hole diameter of 5.0 and a fiber density difference of 0.88, as compared with Example 1.
  • Example 3 cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) 088 1 48 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 3 the average through-hole diameter and the fiber density difference were determined as shown in Table 1 described later. ⁇ 02020/174948 28 ⁇ (: 170?2020/002214
  • a non-woven fabric having a film thickness of 400 was formed by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the change was made and the fiber density gradient was made discontinuous, and then temporarily stopped and the static eliminator (1 ⁇ /! 1 !_ Dingbo Co., Ltd. static electricity removal pistol
  • the surface of the non-woven fabric was neutralized with 3 (product name).
  • the surface of the non-charged non-woven fabric was spun again by the electrospinning method under the same conditions so that the total film thickness became 800.
  • a non-woven fabric having a discontinuous fiber density was produced and used as a cell separation filter.
  • Cellulose acetate propionate (08) was 90% by mass
  • polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • Example 3 has an average through-hole diameter of 5.0 and a fiber density difference of 0.88, as compared with Example 1.
  • Example 4 cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) 088 1 82 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 4 three nonwoven fabrics were produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the film thickness and the fiber density difference were changed as shown in Table 1 below.
  • Two non-woven fabrics were laminated to form a cell separation filter.
  • the content of cellulose acetate probionate (08) is 90% by mass, and the content of polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass.
  • one nonwoven fabric has a continuous fiber density gradient, but as a cell separation filter, the fiber density gradient is discontinuous.
  • Example 4 has an average through-hole diameter of 5.0, a film thickness of 250, and a fiber density difference of 0.93, as compared with Example 1.
  • Example 5 Example 5
  • Example 5 cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • Cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) contains Eastman Chemical ⁇ 02020/174948 29 ⁇ (: 170?2020/002214
  • Japan Co., Ltd. 482-220 (trade name) was used, and polyvinylpyrrolidone () was used as [ ⁇ -90 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 5 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter and the fiber density difference were changed as shown in Table 1 described later, and used as a cell separation filter.
  • the cellulose acetate propionate (08) was 90% by mass, and the polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • Example 5 has an average through-hole diameter of 2.1 and a fiber density difference of 0.88, as compared with Example 1.
  • Example 6 cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) 088 1 82 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 6 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter and the fiber density difference were changed as shown in Table 1 described later, and used as a cell separation filter.
  • the cellulose acetate propionate (08) was 90% by mass, and the polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • the film thickness is 800.
  • Example 6 has an average through-hole diameter of 9.7 and a fiber density difference of 0.87, as compared with Example 1.
  • Example 7 is the same as Example 6 except that a porous body composed of polysulfone (311) was arranged below the cell separation filter as compared with Example 6.
  • the porous body was produced by the method described in Example 2 of JP-A-62-27006.
  • the porous body has an average through-pore diameter of 0.8, a porosity of 85%, and a thickness of 150.
  • Example 7 has an average through-hole diameter of 9.7 and a fiber density difference of 0.87, as compared with Example 1. ⁇ 0 2020/174948 30 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • porous body was produced by the method described in Example 2 of JP-A-62-27006.
  • polysulfone (311) contains Udel (registered trademark) 350 I used 1 ⁇ /1.
  • Example 8 triacetyl cellulose (Chapo) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • Triacetyl cellulose (Chao 80) I_STMAN CHEMICAL JAPAN CO., LTD. IV!—300 (product name) was used, and for the polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ - 90 Nippon Shokubai Co., Ltd. Used.
  • Example 8 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, film thickness and fiber density difference were changed as shown in Table 2 below. It was used as a separation filter. In addition, triacetyl cellulose (Chao 80) is 90% by mass, and polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass. Compared to Example 1, Example 8 has an average through hole diameter of 4.4, a porosity of 96%, a film thickness of 500, and a fiber density difference of 0.90. is there.
  • Example 9 diacetyl cellulose (mouth 80) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • diacetyl cellulose (080) 081 31 2 0 3 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -90 A product manufactured by Nippon Shokubai was used.
  • Example 9 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the porosity, the film thickness, and the fiber density difference were changed as shown in Table 2 below. It was used as a separation filter. The content of diacetylcellulose (080) is 90% by mass and that of polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass. Compared with Example 1, Example 9 has an average through-hole diameter of 4.1, a porosity of 96%, a film thickness of 500, and a fiber density difference. ⁇ 0 2020/174948 31 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • Example 10 the water-insoluble polymer used was triacetyl cellulose (Chao 80) and the hydrophilizing agent was polyvinylpyrrolidone ().
  • the hydrophilizing agent was polyvinylpyrrolidone ().
  • I_STMAN CHEMICAL JAPAN CO., LTD. IV!—300 product name
  • polyvinylpyrrolidone () [ ⁇ - 90 Japan A catalyst product was used.
  • Example 10 the non-woven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, film thickness and fiber density difference were changed as shown in Table 2 below. It was used as a separation filter. The content of triacetyl cellulose (80) is 90% by mass, and that of polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass. In Example 10, compared with Example 1, the average through-hole diameter was 3.8, the porosity was 98%, the film thickness was 150, and the fiber density difference was 0.94. Is.
  • Example 11 triacetyl cellulose (Chapo) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • triacetyl cellulose (chome 80) I_STMAN CHEMICAL JAPAN CO., LTD. IV!—300 (product name) was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ - 90 Japan A catalyst product was used.
  • Example 11 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, film thickness and fiber density difference were changed as shown in Table 2 below. It was used as a separation filter. The content of triacetyl cellulose (80) is 90% by mass, and that of polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass. In addition, in Example 11, compared with Example 1, the average through-hole diameter was 7.2, the porosity was 95%, the film thickness was 200, and the fiber density difference was ⁇ . 9 4
  • Example 12 cellulose acetate probionate ( ⁇ 8) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate (*8) 088 1 82-2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 12 is a non-woven fabric produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the critical wet surface tension, and the fiber density difference are changed as shown in Table 2 below. It was used as a cell separation filter.
  • Example 12 has a smaller amount of polyvinylpyrrolidone () to lower the critical wetting surface tension, and the critical wetting surface tension is 7 20! 1 ⁇ 1/0. !, the average through-hole diameter is 3.3, and the fiber density difference is 0.90.
  • water-insoluble polymer is triacetyl cellulose (Chapo 80), and hydrophilizing agent is hydroxypropyl cellulose.
  • Hydrophilizing agent is hydroxypropyl cellulose.
  • Eastman Chemical Japan Co., Ltd.'s 1 ⁇ /1-300 (trade name) was used for triacetyl cellulose (Chapo), and Fujifilm was used for hydroxypropyl cellulose (! !??).
  • Example 13 is a non-woven fabric produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the critical wet surface tension, and the fiber density difference are changed as shown in Table 2 below. It was used as a cell separation filter. The content of triacetyl cellulose (80) is 90% by mass, and that of hydroxypropylcellulose (! !??) is 10% by mass.
  • Example 13 and Example 1 are high insoluble in water. The combination of the molecule and the hydrophilizing agent is different In Example 13, the critical wetting surface tension is reduced by the combination of the water-insoluble polymer and the hydrophilizing agent, and the critical wetting surface tension is 7 2 ! ⁇ It was 1/. ⁇ 0 2020/174948 33 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • the uniform through-hole diameter is 5.0 and the difference in fiber density is 0.90.
  • Example 14 triacetyl cellulose (Chacho) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • triacetyl cellulose (chome 80) I_STMAN CHEMICAL JAPAN CO., LTD. IV!—300 (product name) was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ - 90 Japan A catalyst product was used.
  • Example 14 a non-woven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, and film thickness were changed as shown in Table 2 described later, and the cell separation filter was used. And In addition, triacetyl cellulose (80) is 90 mass% and polyvinylpyrrolidone () is 10 mass %. The film thickness is 550.
  • Example 14 has an average through-hole diameter of 5.5, a porosity of 87%, and a film thickness of 500 as compared with Example 1.
  • Example 15 triacetyl cellulose (Chapo) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • triacetyl cellulose (chome 80) I_STMAN CHEMICAL JAPAN CO., LTD. IV!—300 (product name) was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ - 90 Japan A catalyst product was used.
  • Example 15 is a non-woven fabric produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, film thickness and fiber density difference are changed as shown in Table 3 below. It was used as a separation filter. The content of triacetyl cellulose (80) is 90% by mass, and that of polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass. Further, in Example 15, compared with Example 1, the average through-hole diameter was 5.5, the porosity was 80%, the film thickness was 400, and the fiber density difference was ⁇ . 8 9
  • Example 16 cellulose acetate probionate ( ⁇ 8) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate (*8) 088 1 82-2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 16 was a non-woven fabric produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the film thickness and the fiber density difference were changed as shown in Table 3 described later, and a cell separation filter was obtained. ..
  • Example 16 has an average through-hole diameter of 5.3, a film thickness of 250, and a fiber density difference of 0.76, as compared with Example 1.
  • Example 17 cellulose acetate probionate ( ⁇ 8) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate (*8) 088 1 82-2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the film thickness, and the fiber density difference were changed as shown in Table 3 described later, and a cell separation filter was obtained. ..
  • Example 17 has an average through-hole diameter of 4.9, a film thickness of 400, and a fiber density difference of 0.70, as compared with Example 1.
  • polysulfone (311) was used as the water-insoluble polymer and polyvinylpyrrolidone (V) was used as the hydrophilizing agent.
  • polysulfone (3 II) ⁇ 0 2020/174948 35 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • Example 18 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, critical moisture surface tension and fiber density difference were changed as shown in Table 3 below. And used as a cell separation filter.
  • the polysulfone (311) was 90% by mass and the polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • Example 18 differs from Example 1 in the water-insoluble polymer.
  • the critical wetting surface tension was reduced by the combination of the water-insoluble polymer and the hydrophilizing agent, and the critical wetting surface tension was 720 ⁇ 1X1 / 0!.
  • Example 18 has an average through-hole diameter of 3.5, a porosity of 90%, and a fiber density difference of 0.85, as compared with Example 1.
  • Example 19 cellulose acetate probionate ( ⁇ 8) was used as the water-insoluble polymer, and carboxymethyl cellulose ( ⁇ 1/ ⁇ ) was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08 ) use Eastman Chemical Japan Co., Ltd. 0 8 1 8 2 2-20 (trade name) and use it as carboxymethyl cellulose ( ⁇ 1 ⁇ /1 ⁇ ).
  • Fuji Film Wako Pure Chemical Industries, Ltd. product number 0 3 5-0 1 3 3 7 was used.
  • Example 19 was the same as Example 1, except that the average through-hole diameter, porosity, and fiber density difference were changed as shown in Table 3 below, to produce a nonwoven fabric by the electrospinning method, and the cell separation filter was prepared. And The content of cellulose acetate-toprobionate ( ⁇ 8) was 90% by mass, and carboxymethylcellulose Is 10% by mass. Example 19 has an average through-hole diameter of 3.3, a porosity of 94%, and a fiber density difference of 0.92, as compared with Example 1.
  • Example 20 is a water-insoluble polymer with cellulose acetate probionate. ⁇ 0 2020/174948 36 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • Polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate (*8) 088 1 82-2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Example 20 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, the porosity, and the fiber density difference were changed as shown in Table 3 described later, and the cell separation filter was used.
  • Example 20 has an average through-hole diameter of 3.6, a porosity of 95%, and a fiber density difference of 0.94, as compared with Example 1.
  • Comparative Example 1 polypropylene () was used to produce a nonwoven fabric having a film thickness of 500 by the spunbond method.
  • Comparative Example 1 has an average through-hole diameter of 2.9, a porosity of 80%, a critical wetting surface tension of 300!!1 ⁇ 1/ ⁇ !, and a film thickness of 500. Yes, the fiber density difference is 0.99, and there is no fiber density gradient. That is, Comparative Example 1 is isotropic with no anisotropy of fiber density.
  • polypropylene () is manufactured by Nippon Polypro Co., Ltd. 1 1 ⁇ 1 ⁇ (registered trademark) ⁇ /3 3 0 2 was used.
  • Comparative Example 2 a non-woven fabric having a film thickness of 350 was manufactured using polyethylene terephthalate (Mita) by the melt-batch method. Comparative Example 2 has an average through hole diameter of 4.50, a porosity of 82% and a critical wet surface tension of 6%. The film thickness is 350!, the fiber density difference is 0.99, and there is no fiber density gradient. That is, Comparative Example 2 is isotropic with no anisotropy in fiber density.
  • polyethylene terephthalate (Mita) is manufactured by Unitika Ltd. ⁇ 0 2020/174948 37 ⁇ (: 170? 2020/002214
  • cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) was used as cellulose acetate propionate ( ⁇ 08), 088 1 82 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Comparative Example 3 was the same as Example 1 except that the average through-hole diameter, film thickness, and fiber density difference were changed as shown in Table 4 to be described later, and that there was no fiber density gradient.
  • a non-woven fabric was manufactured by the above to obtain a cell separation filter.
  • the content of cellulose acetate probionate (08) is 90% by mass, and that of polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass.
  • Comparative Example 3 has an average through-hole diameter of 4.8, a film thickness of 30, a fiber density difference of 0.99, and no fiber density gradient, as compared with Example 1. That is, Comparative Example 3 is isotropic with no anisotropy in fiber density.
  • Comparative Example 4 only cellulose acetate propionate (08) was used without using a hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ ⁇ P) Eastman Chemical Japan Co., Ltd. 048 1 -220 (trade name) was used.
  • Comparative Example 4 is the same as Example 4 except that the average through-hole diameter, porosity, critical wetting surface tension, film thickness, and fiber density difference were changed as shown in Table 4 below, and there was no fiber density gradient.
  • a non-woven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in 1 to obtain a cell separation filter.
  • Comparative Example 4 has an average through-hole diameter of 4.80, a porosity of 90%, and a critical wet surface tension of 400.11 1 ⁇ 1/ ⁇ , as compared with Example 1. 1, the film thickness is 200, the fiber density difference is 0.99, and there is no fiber density gradient. That is, Comparative Example 4 is isotropic with no anisotropy in fiber density. ⁇ 02020/174948 38 ⁇ (: 170?2020/002214
  • cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) was used as cellulose acetate propionate ( ⁇ 08), 088 1 82 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Comparative Example 5 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter and the fiber density difference were changed as shown in Table 4 described later, and used as a cell separation filter.
  • the cellulose acetate propionate (08) was 90% by mass, and the polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • Comparative Example 5 has an average through-hole diameter of 12 .2 as compared with Example 1.
  • cellulose acetate probionate (08) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • cellulose acetate propionate ( ⁇ 08) was used as cellulose acetate propionate ( ⁇ 08), 088 1 82 2-20 (trade name) manufactured by Eastman Chemical Japan Co., Ltd. was used, and for polyvinylpyrrolidone (), [ ⁇ -9 0 Nippon Shokubai Co., Ltd. was used.
  • Comparative Example 6 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter and the fiber density difference were changed as shown in Table 4 described later, and used as a cell separation filter.
  • the cellulose acetate propionate (08) was 90% by mass, and the polyvinylpyrrolidone () was 10% by mass.
  • Comparative Example 6 has an average through-hole diameter of 0.9 and a fiber density difference of 0.90, as compared with Example 1.
  • triacetyl cellulose (Chapo) was used as the water-insoluble polymer, and polyvinylpyrrolidone () was used as the hydrophilizing agent.
  • triacetylcellulose (Choho 80) has IV!— 3 manufactured by Istmann Chemical Japan Co., Ltd. ⁇ 02020/174948 39 ⁇ (: 170?2020/002214
  • Comparative Example 7 a nonwoven fabric was produced by the electrospinning method in the same manner as in Example 1 except that the average through-hole diameter, porosity, film thickness and fiber density difference were changed as shown in Table 4 below. It was used as a separation filter. In addition, triacetyl cellulose (Chao 80) is 90% by mass, and polyvinylpyrrolidone () is 10% by mass. Comparative Example 7 has an average through-hole diameter of 6.8, a porosity of 65%, a film thickness of 200, and a fiber density difference of 0.92, as compared with Example 1. is there.
  • Examples 1 to 20 were superior to Comparative Examples 1 to 7 in evaluation of hemolysis, treatment pressure, and ingredient concordance rate after filtration. It was Comparative Example 1 has a different cell separation filter configuration and manufacturing method, has no hydrophilizing agent, has a small critical wetting surface tension ( ⁇ /3 units), and has a small difference in fiber density. In Comparative Example 1, the evaluations of hemolysis degree, treatment pressure, and component concordance rate after filtration were poor. ⁇ 0 2020/174948 44 ⁇ (: 170? 2020 /002214
  • Comparative Example 2 is different in cell separation filter configuration and manufacturing method, has no hydrophilizing agent, has a small critical wet surface tension ( ⁇ /3), and has a small difference in fiber density.
  • Comparative Example 2 both the hemolysis degree and the component concordance rate after filtration were poor, but the processing pressure was slightly better than that of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 3 has a small film thickness and a small fiber density difference.
  • the hemolysis degree, the processing pressure, and the component matching rate after filtration were all poor, but the processing pressure and the component matching rate after filtration were slightly better than those of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 4 does not have a hydrophilizing agent, has a small critical wetting surface tension ( ⁇ /3 pcs), and has a small fiber density difference.
  • ⁇ /3 pcs critical wetting surface tension
  • Comparative Example 4 the hemolysis degree, the treatment pressure, and the component coincidence rate after filtration were poor, but the treatment pressure and the component coincidence rate after filtration were slightly better than those of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 5 the average through-hole diameter was large, and the hemolysis degree, the treatment pressure, and the rate of coincidence of components after filtration were all poor, but the treatment pressure was slightly better than that of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 6 the average through-hole diameter was small, and the hemolysis degree, the treatment pressure, and the rate of coincidence of components after filtration were all poor, but the treatment pressure was slightly better than that of Comparative Example 1.
  • Comparative Example 7 has a low porosity and is poor in evaluation of hemolysis degree, treatment pressure, and component agreement rate after filtration, but the hemolysis degree, treatment pressure, and ingredient agreement rate after filtration are lower than those of Comparative Example 1. It was a little good.
  • Example 1 From Example 1, Example 5, and Example 6, there is a size of the average through-hole diameter that is excellent in hemolysis. Further, from Examples 6 and 7, it is better to provide the porous body that is the secondary filter, because the hemolysis is superior.
  • Example 2 From Example 2, Example 3 and Example 4, the continuous hemoglobin degree and the treatment pressure are better when the fiber density gradient is continuous.
  • Example 1 and Example 10 From Example 1 and Example 10, the larger the film thickness, the better the hemolysis. From Example 1, Example 12 and Example 13, the larger the critical wet surface tension, the better the hemolysis.
  • Example 14 and Example 15 that Example 2 with a porosity of 97% is superior in hemolysis as compared with Example 14 with a porosity of 87%, and Rate is 80% ⁇ 02020/174948 45 ⁇ (: 170?2020/002214
  • the hemolysis degree and the treatment pressure are superior to those of Example 15 of.
  • Example 16 and Example 17 that Example 2 having a film thickness of 800 ⁇ 1 has a hemolysis degree higher than that of Example 16 having a film thickness of 2500. Further, the hemolysis degree, the processing pressure, and the component concordance rate were excellent as compared with Example 17 having a film thickness of 400.
  • polyvinylpyrrolidone (V) is preferable as the hydrophilizing agent. Further, from Example 1 and Example 20, the content of the hydrophilizing agent is preferably 50 mass% or less.
  • Polyvinylpyrrolidone (), which is a hydrophilizing agent, has higher compatibility with water-insoluble polymers and higher hydrophilicity than other materials.
  • the critical wetting surface tension of the nonwoven fabric ( ⁇ / 3 It is preferable from the viewpoints of evaluation of hemolysis degree, processing pressure, and component matching rate after filtration.
  • the content of the hydrophilizing agent exceeds 50% by mass, the strength of the fibers forming the non-woven fabric is reduced, the shape is likely to change due to filtration, and the treatment pressure is increased. Therefore, it is preferably 50% by mass or less.

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Abstract

細胞を傷つけることなく分離でき、かつ吸着を抑制することができる細胞分離フィルター、ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法を提供する。細胞分離フィルターは、水に不溶の高分子および親水化剤を含む繊維で形成され、かつ膜厚方向に繊維密度差を有する不織布により構成される。不織布は平均貫通孔径が２．０μｍ以上１０．０μｍ未満であり、空隙率が７５％以上９８％以下であり、膜厚が１００μｍ以上であり、臨界湿潤表面張力が７２ｍＮ／ｍ以上である。

Description

\¥02020/174948 1 卩（：17 2020/002214
明 細 書
発明の名称 ：
細胞分離フィルター、 ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法 技術分野
[0001 ] 本発明は、 細胞分離に用いられる細胞分離フィルター、 ろ過装置および細 胞分離フィルターの製造方法に関し、 特に、 水に不溶の高分子および親水化 剤を含む繊維で形成され、 膜厚方向に繊維密度差を有する不織布により構成 される細胞分離フィルター、 ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法 に関する。
背景技術
[0002] 現在、 繊維径が 1 以下のいわゆるナノファイバーにより構成される不 織布は、 各種の用途に用いることができるものとして期待されている。 ナノ ファイバ _により構成される不織布は、 例えば、 液体をろ過するフィルタ _ に利用されており、 例えば、 特許文献 1〜 3に提案されている。
特許文献 1 には、 数平均繊維径が 5 0 0 n 以下の微細セルロース繊維か ら構成される不織布からなる耐水性セルロ _スシートを含むろ過材が記載さ れている。 耐水性セルロ _スシートは、 微細セルロース繊維の重童比率： 1 質量％以上 9 9質量％以下、 空孔率： 5 0 %以上、 目付 1 0 9 / 2相当の引 張強度
Figure imgf000003_0001
引張強度の乾湿強度比： 5 0 %以上のすべて を満足する。
[0003] また、 特許文献 2には、 白血球等の血液成分を選択的に除去するものとし て、 セルロースアシレートを含有し、 ガラス転移温度が 1 2 6 °〇以上であり 、 平均貫通孔径が〇. 1〜 5 0 であり、 かつ、 比表面積が 1 . 〇〜 1 0 である、 血液成分選択吸着濾材が記載されている。 血液成分選択吸 着濾材の形態は、 不織布である。
また、 特許文献 3には、 不織布で構成される極細繊維の集合体の平均動水 半径が〇. 5 ~ 3 . 〇 となるように、 血液成分の流路径 （口） と血 \¥02020/174948 2 卩（：170?2020/002214
液の流路長 （1-） との比 （!_ / 0） が 0 . 1 5〜 6となるように、 入口と出 口とを有する容器に充填されている、 血漿分離フィルターが記載されている 。 特許文献 3の極細繊維は、 ポリエステル、 ポリプロピレン、 ポリアミ ド、 またはポリエチレンである。
先行技術文献
特許文献
[0004] 特許文献 1 :特開 2 0 1 2 - 4 6 8 4 3号公報
特許文献 2 :国際公開第 2 0 1 8 / 1 0 1 1 5 6号
特許文献 3 :特開平 9 - 1 4 3 0 8 1号公報
発明の概要
発明が解決しようとする課題
[0005] ナノファイバーにより構成される不織布は、 ナノファイバーが形成する網 目構造がある。 不織布を液体のろ材として利用する場合、 網目構造による空 隙を、 液体等のろ過対象物が通過してろ過される。
しかしながら、 上述の特許文献 1〜 3のフィルターでは、 細胞分離に用い た場合、 細胞を傷つけることなく分離することができないおそれがある。 こ の場合、 血液から血漿を分離する場合に、 溶血が生じるおそれがある。 また 、 細胞分離に用いた場合、 通過させたいものが吸着すると分離精度が悪くな るため、 吸着しないことが、 ろ材に求められている。 この点についても、 特 許文献 1〜 3においては、 考慮されていない。
[0006] 本発明の目的は、 細胞を傷つけることなく分離でき、 かつ吸着を抑制する ことができる細胞分離フィルター、 ろ過装置および細胞分離フィルターの製 造方法を提供することにある。
課題を解決するための手段
[0007] 上述の目的を達成するために、 本発明は、 水に不溶の高分子および親水化 剤を含む繊維で形成され、 かつ膜厚方向に繊維密度差を有する不織布により 構成されるものであり、 不織布は、 平均貫通孔径が 2 . 〇 以上 1 0 . 0 \¥02020/174948 3 卩（：170?2020/002214
未満であり、 空隙率が 7 5 %以上 9 8 %以下であり、 膜厚が 1 0 0 以上であり、 臨界湿潤表面張力が 7 2〇! 1\1
Figure imgf000005_0001
以上である、 細胞分離フィル 夕一を提供するものである。
[0008] 親水化剤が、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリエチレングリコール、 カルボキ シメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロースのうち、 少なくと も 1つであることが好ましい。
不織布は、 膜厚が 2 0 0 以上 2 0 0 0 以下であることが好ましい 臨界湿潤表面張力が、 8 5 1\1 / 以上であることが好ましい。 水に不溶の高分子が、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポリエステル、 ポ リスルホン、 ポリエーテルスルホン、 ポリカーボネート、 ポリスチレン、 セ ルロース誘導体、 エチレンビニルアルコールポリマー、 ポリ塩化ビニル、 ポ リ乳酸、 ポリウレタン、 ポリフエニレンスルフィ ド、 ポリアミ ド、 ポリイミ ド、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリテトラフルオロエチレン、 およびアクリル 樹脂のうち、 いずれか 1つ、 またはこれらの混合物であることが好ましい。 水に不溶の高分子が、 セルロース誘導体からなることが好ましい。
不織布の繊維全質量に対する親水化剤の含有量は 1〜 5 0質量％であるこ とが好ましい。
不織布は、 膜厚方向に対して繊維密度が連続して変化していることが好ま しい。
[0009] 本発明は、 上述の本発明の細胞分離フィルターを有し、 ろ過対象物が、 膜 厚方向において繊維密度が低密度側から高密度側に通るように細胞分離フィ ルターが配置されている、 ろ過装置を提供するものである。
本発明は、 上述の本発明の細胞分離フィルターと、 平均貫通孔径が 0 . 2 以上 1 . 5 以下かつ空隙率が 6 0 %以上 9 5 %以下の多孔質体とを 有し、 細胞分離フィルターと多孔質体とは、 ろ過対象物が細胞分離フィルタ 一と多孔質体との順で通過するように配置されている、 ろ過装置を提供する ものである。 \¥02020/174948 4 卩（：170?2020/002214
ろ過対象物が、 膜厚方向において繊維密度が低密度側から高密度側に通る ように細胞分離フィルターが配置されていることが好ましい。
本発明は、 上述の本発明の細胞分離フィルターの製造方法であって、 細胞 分離フィルターは、 エレクトロスピニング法を用いて製造する、 細胞分離フ ィルターの製造方法を提供するものである。
発明の効果
［0010］ 本発明によれば、 細胞を傷つけることなく分離でき、 かつ吸着を抑制する ことができる細胞分離フイルターおよびろ過装置を得ることができる。
また、 細胞を傷つけることなく分離でき、 かつ吸着を抑制することができ る細胞分離フィルターを製造することができる。
図面の簡単な説明
［001 1］ ［図 1］本発明の実施形態の細胞分離フィルターの一例を示す模式図である。
［図 2］本発明の実施形態の細胞分離フィルターの一例を示す模式的断面図であ る。
［図 3］本発明の実施形態の細胞分離フィルターの測定結果の一例を示すグラフ である。
［図 4］本発明の実施形態の細胞分離フィルターの異方性を示すグラフである。 ［図 5］本発明の実施形態の細胞分離フィルターの他の例を示す模式図である。 ［図 6］従来の不織布の一例を示す模式的断面図である。
［図 7］従来の不織布の測定結果の一例を示すグラフである。
［図 8］本発明の実施形態のろ過装置の第 1の例を示す模式図である。
［図 9］本発明の実施形態のろ過装置の第 2の例を示す模式図である。
［図 10］本発明の実施形態のろ過装置の第 3の例を示す模式図である。
［図 1 1］本発明の実施形態のろ過装置の第 4の例を示す模式図である。
［図 12］本発明の実施形態のろ過装置を有するろ過システムの一例を示す模式 図である。
発明を実施するための形態
［0012］ 以下に、 添付の図面に示す好適実施形態に基づいて、 本発明の細胞分離フ \¥02020/174948 5 卩（：170?2020/002214
ィルター、 ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法を詳細に説明する なお、 以下に説明する図は、 本発明を説明するための例示的なものであり 、 以下に示す図に本発明が限定されるものではない。
なお、 以下において数値範囲を示す 「〜」 とは両側に記載された数値を含 む。 例えば、 £が数値《〜数値/ 3とは、 £の範囲は数値《と数値/ 3を含む範 囲であり、 数学記号で示せば
Figure imgf000007_0001
である。
「具体的な数値で表された角度」 、 および 「具体的な数値で表された温度 」 は、 特に記載がなければ、 該当する技術分野で一般的に許容される誤差範 囲を含む。
[0013] （細胞分離フィルター）
図 1は本発明の実施形態の細胞分離フィルターの一例を示す模式図であり 、 図 2は本発明の実施形態の細胞分離フィルターの一例を示す模式的断面図 である。 図 3は、 本発明の実施形態の細胞分離フィルターの測定結果の一例 を示すグラフである。
図 1 に示す細胞分離フィルタ _ 1 0は、 水に不溶の高分子および親水化剤 を含む繊維で形成され、 かつ膜厚方向に繊維密度差を有する不織布により構 成される。
細胞分離フィルタ _ 1 〇は、 図 2に示すように、 膜厚方向口 1:において繊 維密度が異なる。 図 2では、 不織布 1 2の裏面 1 2匕側の繊維密度が小さく 、 表面 1 2 3側の繊維密度が大きい。
細胞分離フィルタ _ 1 〇を構成する不織布 1 2は、 平均貫通孔径が 2 . 0 以上 1 〇. 0 未満であり、 空隙率が 7 5 %以上 9 8 %以下であり、 膜厚 （図 1参照） が 1 〇〇 以上であり、 臨界湿潤表面張力が 7 2 /〇!以上である。
[0014] 以上の構成により、 細胞分離フィルタ _ 1 0は、 細胞を傷つけることなく 分離でき、 かつ吸着を抑制することができる。 細胞分離フィルタ _ 1 0の分 離には、 ろ過の他、 ろ別も含まれる。 細胞分離フィルタ _ 1 〇の分離対象物 \¥02020/174948 6 卩（：170?2020/002214
は、 細胞を含むものであれば、 特に限定されるものではなく、 血液等である 例えば、 分離対象物が、 血液の場合、 細胞分離フィルタ _ 1 〇は、 血漿分 離時の溶血を抑制することができる。
細胞分離フィルタ _ 1 〇では、 血液をろ過することにより、 白血球、 赤血 球および血小板の血球成分を除去し、 検査に必要な血漿タンパク、 糖類、 月旨 質および電解質等を血漿中に残した状態で得ることができる。 このように、 検査に必要な血漿タンパク、 糖類、 脂質および電解質等の吸着を抑制するこ とができる。 これにより、 検査精度を高くできる。
なお、 細胞分離フィルタ _ 1 0において、 分離対象、 およびろ過できる大 きさ等を合わせて分離特性という。
本発明において、 ろ過対象物は、 血液に限定されるものではなく、 血液以 外にリンパ液、 唾液、 尿、 および涙液等の体液もろ過対象物である。 また、 本発明では、 ヒ ト細胞等の動物由来の細胞、 植物由来の細胞、 および微生物 由来の細胞等がろ別可能である。 上述の細胞としては、 例えば、 造血幹細胞 、 骨髄系幹細胞、 神経幹細胞、 および皮膚幹細胞等の体性幹細胞、 胚性幹細 胞、 人工多能性幹細胞、 ならびに、 がん細胞等である。
また、 好中球、 好酸球、 好塩基球、 単球、 リンパ球 （丁細胞、 1\| [＜ （ 「 3 1 1^ 1 1610 細胞、 巳細胞等） 等の白血球、 血小板、 赤血球、 血管内皮細胞、 リンパ系幹細胞、 赤芽球、 骨髄芽球、 単芽球、 巨核芽球および巨核球等の血 液細胞、 内皮系細胞、 上皮系細胞、 肝実質細胞、 ならびに脖ラ島細胞等のほ か、 研究用に樹立された各種株化細胞も本発明の分離対象物である。
なお、 細胞分離フィルタ _ 1 〇では、 ろ過対象物に代えて、 ろ別対象物を 供給し、 ろ別することもできる。
以下、 細胞分離フィルターについて、 より具体的に説明する。
[001 5] ＜不織布＞
細胞分離フィルターは上述のように水に不溶の高分子と親水化剤とを含む 繊維で形成された不織布により構成される。 \¥02020/174948 7 卩（：170?2020/002214
不織布としては、 平均繊維径が 1 门 01以上 5 以下であり、 かつ、 平均 繊維長が
Figure imgf000009_0001
平均繊維 径が 1 0 0 〇!以上 1 0 0 0 〇!未満であり、 かつ、 平均繊維長が 1 .
Figure imgf000009_0002
以下であるナノファイバーからなる不織布であることがより好ま しく、 平均繊維径が 1 〇〇门 以上 8 0 0 n 以下であり、 かつ、 平均繊維 長が 2 . 0〇!〇!以上 1 〇!以下であるナノファイバーからなる不織布であるこ とが更に好ましい。
なお、 平均繊維径および平均繊維長は、 例えば、 不織布を作製する際の溶 液の濃度を調節することで調整することができる。
[0016] ここで、 平均繊維径とは、 以下のように測定した値をいう。
繊維からなる不織布の表面の、 透過型電子顕微鏡画像、 または走査型電子 顕微鏡画像を得る。
構成する繊維の大きさに応じて 1 〇 0 0〜 5 0 0 0倍から選択される倍率 で電子顕微鏡画像を得る。 ただし、 試料、 観察条件および倍率は下記の条件 を満たすように調整する。
（1） 電子顕微鏡画像内の任意箇所に一本の直線 Xを引き、 この直線乂に 対し、 2 0本以上の繊維が交差する。
（2） 同じ電子顕微鏡画像内で直線 Xと垂直に交差する直線丫を引き、 直 線丫に対し、 2 0本以上の繊維が交差する。
上述のような電子顕微鏡画像に対して、 直線 Xに交錯する繊維、 直線丫に 交錯する繊維の各々について少なくとも 2 0本 （すなわち、 合計が少なくと も 4 0本） の幅 （繊維の短径） を読み取る。 こうして上述のような電子顕微 鏡画像を少なくとも 3組以上観察し、 少なくとも 4 0本 3組 （すなわち、 少なくとも 1 2 0本） の繊維径を読み取る。
このように読み取つた繊維径を平均して平均繊維径を求める。
[0017] また、 平均繊維長とは、 以下のように測定した値をいう。
すなわち、 繊維の繊維長は、 上述した平均繊維径を測定する際に使用した 電子顕微鏡画像を解析することにより求めることができる。 \¥02020/174948 8 卩（：170?2020/002214
具体的には、 上述のような電子顕微鏡画像に対して、 直線 Xに交錯する繊 維、 直線 Yに交錯する繊維の各々について少なくとも 2 0本 （すなわち、 合 計が少なくとも 4 0本） の繊維長を読み取る。
こうして上述のような電子顕微鏡画像を少なくとも 3組以上観察し、 少な くとも 4 0本 X 3組 （すなわち、 少なくとも 1 2 0本） の繊維長を読み取る このように読み取った繊維長を平均して平均繊維長を求める。
[0018] ＜繊維密度差＞
細胞分離フィルターを構成する不織布の膜厚方向の繊維密度差について、 繊維密度差が小さいとケークろ過になり、 処理圧が上昇する。 一方、 繊維密 度差が大きいと、 段階ろ過が可能であり、 処理圧を小さくできる。 処理圧が 大きい場合、 血液をろ過した場合、 赤血球破壊が起きやすくなり、 溶血度の 上昇につながる。
処理圧とは、 ろ過時の圧力損失のことである。 処理圧が小さいとは、 細胞 分離フィルターのろ過時の抵抗が小さいことである。 処理圧が小さいと、 ろ 過に要する圧力を小さくできる。
圧力損失は、 細胞分離フィルターを挟んで膜厚方向の表面側の静圧と、 裏 面側の静圧との差である。 このため、 表面側の静圧と裏面側の静圧を測定し て、 2つの静圧の差を求めることにより、 圧力損失を得ることができる。 圧 力損失は、 差圧計を用いて測定することができる。
ここで、 繊維密度は、 X線 C T （Computed Tomog raphy） 画像の輝度と相関 関係があり、 繊維密度は輝度により特定することができる。 例えば、 図 3に 示す結果が得られる。 X線 C T画像の輝度が高いと、 繊維密度が大きい。 図 3では距離の値が大きくなると、 輝度が低くなる傾向を示しており、 繊維密 度が小さくなっている。
[0019] 膜厚方向の繊維密度差は、 膜厚方向の断面 X線 C T画像解析を行いて求め る。 まず、 断面 X線 C T画像を取得し、 断面 X線 C T画像において全膜厚を 膜厚方向に 1 〇等分し、 各区間での輝度を積算する。 積算した輝度を、 輝度 \¥02020/174948 9 卩（：170?2020/002214
が低い方から 1- 1、 ！_ 2、 ！_ 3、 ！_ 4、 ！_ 5、 ！_ 6、 ！_ 7、 ！_ 8、 ！_ 9、 ！_ 1 0とする。
膜厚方向に繊維密度差があるとは、 輝度の最小値と輝度の最大値との比、 1_ 1 / 1_ 1 0 < 0 . 9 5であることである。 この場合、 一方の面および他方 の面のうち、 いずれかの面の繊維密度が最大であり、 残りの面の繊維密度が 最小であることが好ましい。 すなわち、 不織布 1 2の表面 1 2 3および裏面 1 2 13のうち、 いずれかの面の繊維密度が最大であり、 残りの面の繊維密度 が最小であることが好ましい。
[0020] 膜厚方向に繊維密度差がある場合、 膜厚方向に対して、 図 4に示すように 、 繊維密度が大きい方からろ過した場合 （圧力曲線 5 0参照） と、 繊維密度 が小さい方からろ過した場合 （圧力曲線 5 2参照） とでは、 ろ過に要する圧 力が異なる。 すなわち、 細胞分離フィルター 1 〇は、 膜厚方向において異方 性を有する。 ろ過対象物を、 膜厚方向において、 繊維密度が低密度側から高 密度側に通るようにすることにより、 ろ過に要する圧力を小さくすることが できる。
なお、 図 4は、 同じ液体を用い、 細胞分離フィルター 1 0の向きだけを変 えてろ過を実施した結果を示す。 図 4の圧力および時間はいずれも無次元化 している。
細胞分離フィルターでは、 膜厚方向の繊維密度差により、 ろ過に要する圧 力を小さくできるため、 細胞を傷つけることなく分離することができ、 例え ば、 溶血を抑制して血液をろ過することができる。
なお、 細胞分離フィルタ _ 1 〇は、 1つの不織布、 すなわち、 単層で構成 されることに限定されるものではなく、 図 5に示す細胞分離フィルター 1 0 のように、 複数の不織布 1 2が積層された構成でもよい。 この場合、 細胞分 離フィルタ _ 1 〇は、 膜厚方向口 1:に界面があり、 細胞分離フィルタ _ 1 0 としては、 後述の繊維密度の変化が不連続である。
[0021 ] ここで、 図 6は従来の不織布の一例を示す模式的断面図であり、 図 7は従 来の不織布の測定結果の一例を示すグラフである。 \¥02020/174948 10 卩（：170? 2020 /002214
図 6に示すように、 従来の不織布 1 00は、 繊維が偏在して分布していな い。 また、 図 7に示す X線〇丁画像の輝度からも繊維密度に偏りが見られな い。 従来の不織布は、 膜厚方向に繊維密度差がなく、 繊維密度が特定の方向 に対して違っているものではなく、 等方的である。 このため、 ろ過対象物の 供給方向を変えても、 ろ過に要する圧力に大きな違いはない。
[0022] 膜厚方向に対して繊維密度が連続して変化しているとは、 上述の輝度 !_ 1 〜 1_ 1 0が、 〇. 9<L n/L n + 1 < 1. 05であることをいう。 ただし 、 である。
膜厚方向に対して繊維密度が連続して変化している場合、 繊維密度が膜厚 方向に対して勾配を有するという。
膜厚方向に対して繊維密度が連続して変化している場合、 繊維密度の急激 な変化はないことが好ましい。 しかしながら、 上述の膜厚方向に 1 〇等分し た 1 0区間のうち、 一部の区間で繊維密度の大小が前後することは許容され る。 すなわち、 繊維密度は、 1_ 1 /1_ 1 0<0. 95を満たせば、 上述の膜 厚方向に 1 0等分した 1 0区間において、 輝度で表される繊維密度が一方向 に漸次増加または漸次減少することに限定されるものではなく、 繊維密度が 同じ区間が隣接してもよい。
上述の !_ 1 /!_ 1 0は、 〇. 3£1_ 1 /1_ 1 0<0. 95であることがよ り好ましく、 さらに好ましくは〇. 4£1_ 1 /1_ 1 0<0. 9であり、 最も 好ましくは〇. 5£1_ 1 /1_ 1 0<0. 9である。
[0023] <平均貫通孔径 >
平均貫通孔径は 2. 〇 以上 1 〇. 〇 未満であることが好ましく、 より好ましくは 2. 〇 以上 8. 〇 未満であり、 さらに好ましくは 3 . 〇 以上 7. 〇 未満であり、 最も好ましくは 3. 〇 以上 5. 0 未満である。
平均貫通孔径は、 ろ過対象物のサイズに対して小さいと処理圧が大きくな り、 ろ過対象物のサイズに対して大きいと処理圧が小さくなる。
溶血度は、 赤血球破壊の度合いである。 このため、 赤血球サイズに対して \¥02020/174948 11 卩（：170? 2020 /002214
平均貫通孔径が小さい場合には、 細胞分離フィルター上で押しつぶされて溶 血度が高くなり、 フィルターの性能としては悪くなる。
平均貫通孔径が大きい場合、 赤血球が素通りして、 二次フィルターがある 場合には、 二次フィルターで押しつぶされて溶血度が高くなる。 平均貫通孔 径が大きく、 かつ二次フィルターがない場合には、 赤血球が混入し、 ろ過後 の成分一致率が低下する。 この場合も、 フィルターの性能としては悪くなる
[0024] 上述のように溶血度は赤血球破壊の度合いである。 溶血度は、 （血漿 （ろ 液） 中のヘモグロビン量） / （全血中のヘモグロビン量） により算出するこ とができる。 一般的には、 浸透圧もしくは物理的圧縮による圧力、 静電相互 作用等の化学的作用、 または補体の活性化等の生物学的作用により、 血中の 赤血球が破壊され、 ヘモグロビンが放出されて赤色に呈色する。 溶血度は、 分光測定により、 血漿中のへモグロビンを測定することにより求めることが できる。
[0025] 平均貫通孔径は、 バブルポイント法 （J 丨 S （日本工業規格） K3832、 ASTM
F316-86） /ハーフドライ法 （ASTM E 1294-89） を用いたパームポロメータに より測定することができる。 以下、 平均貫通孔径について詳細に説明する。
「平均貫通孔径」 については、 特開 201 2— 046843号公報の＜0 〇 93＞段落に記載された方法と同様、 パームポロメータ （西華産業製 C F E- 1 200AEX） を用いた細孔径分布測定試験において、 G A LW I C K （Porous Materials, Inc社製） に完全に濡らしたサンプルに対して空気圧 を 2 c c/m i nで増大させて評価する。 具体的には、 GALW I CK （プ ロピレン， 1 , 1 , 2, 3, 3, 3酸化へキサフッ酸； Porous Materials, I nc社製） に完全に濡らした膜状サンプルに対して、 膜の片側に 2 c c/m i nで空気を一定量送り込み、 その圧力を測りながら、 膜の反対側へ透過して くる空気の流量を測定する。 この方法で、 まず、 GALW I CKに濡れた膜 状サンプルについて、 圧力と透過空気流量とのデータ （以下、 「ウエッ トカ —ブ」 ともいう。 ） を得る。 次いで、 濡れていない、 乾燥状態の膜状サンプ \¥0 2020/174948 12 卩（：170? 2020 /002214
ルでも同様のデータ （以下、 「ドライカーブ」 ともいう。 ） を測定し、 ドラ イカーブの流量の半分に相当する曲線 （ハーフドライカーブ） とウエッ トカ —ブとの交点の圧力を求める。 その後、 G A L W I C Kの表面張力 （ァ） 、 濾材との接触角 （0） および空気圧 （P） とを下記式 （丨） に導入し、 平均 貫通孔径を算出することができる。
平均貫通孔径 = 4 r C〇 S Q / P （ I）
[0026] 平均貫通孔径の調整方法としては、 例えば、 以下に示す方法が挙げられる
（ （繊維径の制御） ）
平均貫通孔径の調整方法の 1つである繊維径を制御する方法では、 エレク トロスピニングでの紡糸時に用いる溶媒、 素材の濃度、 または電圧等を変更 することにより繊維径を制御することができる。 繊維径と平均貫通孔径との 比例の関係にあるため、 繊維径を制御することにより平均貫通孔径を調整す ることができる。
（ （加熱融着） ）
平均貫通孔径の調整方法の 1つである加熱融着を用いた方法では、 繊維同 士を融着させ、 平均貫通孔径を小さくすることができる。 なお、 加熱融着で は、 繊維径の制御とは異なり平均貫通孔径を小さくすることしかできない。
（ （カレンダー処理） ）
平均貫通孔径の調整方法の 1つであるカレンダー処理を用いた方法では、 口ーラー等で加圧して押しつぶし、 繊維を密着させることにより、 平均貫通 孔径を小さくすることができる、 なお、 カレンダー処理では、 繊維径の制御 とは異なり平均貫通孔径を小さくすることしかできない。
[0027] ＜空隙率＞
空隙率は 7 5 %以上 9 8 %以下であることが好ましく、 より好ましくは、
8 5 %以上 9 8 %以下であり、 さらに好ましくは 9 0 %以上 9 8 %以下であ る。
空隙率は高い程ケークろ過になりにくく、 処理圧が上昇しにくい。 このた \¥02020/174948 13 卩（：170?2020/002214
め、 ろ過の際に、 ろ過対象物の供給速度を速くすることができる。 一方、 空 隙率が低いとケークろ過に移行しやすく、 処理圧が上昇する傾向になる。 なお、 空隙率は、 以下のようにして算出する。
まず、 空隙率を
Figure imgf000015_0001
（%） とし、 不織布
Figure imgf000015_0002
（ ） と、 不織布 1 〇〇 角の質量を （9） とするとき、 「= （1~1 一 X 6 7 . 1 4） X 1 0 0 / ! ! を用いて算出する。
[0028] ＜膜厚＞
細胞分離フィルターは不織布の膜厚 II （図 1参照） が 1 〇〇 以上であ り、 膜厚は 2 0 0 以上 2 0 0 0 以下であることが好ましく、 より好 ましくは 2 0 0 〇!以上 1 0 0 0 以下である。
なお、 不織布の膜厚 II （図 1参照） は、 細胞分離フィルターの膜厚である 膜厚が、 一定の厚さ以上でないと繊維密度差が生じない。 膜厚が薄すぎる と、 除去したい成分を除去しきれないため、 成分一致率の低下につながる。 また、 膜厚が厚すぎると、 全てのろ過対象物等の分離対象物を透過させる ために大きな圧力が必要となり、 処理圧が大きく、 溶血度が高くなる傾向に ある。 また、 膜厚が厚すぎると生体成分が接触する体積が増え、 成分一致率 の低下にもつながる。
膜厚は、 走査型電子顕微鏡を用いて、 不織布の断面観察を実施し、 断面画 像を得る。 断面画像を用いて、 不織布の膜厚となる箇所を 1 〇点測定し、 そ の平均値を膜厚とした。
[0029] ＜臨界湿潤表面張力＞
臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） は濡れ性を表すパラメータである。
臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が 7 2 1\1 / （ミリニュートンパーメー 夕） 以上であり、 臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） は 8 5 1\1 / 以上である ことが好ましい。
臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が高いと、 血液等のろ過対象物が不織布上 で濡れ広がりやすくなり、 有効面積が大きくなり、 血液処理圧が低下する傾 \¥02020/174948 14 卩（：170?2020/002214
向になる。
臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が低いと、 有効面積が小さくなり、 血液処 理圧が上昇する傾向になる。 また、 臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が低いと 、 生体物質が吸着しやすくなるため、 成分一致率の低下にもつながる。 臨界 湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） は、 親水化剤量またはアルカリ処理によって制御 することができる。
[0030] 臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） の定義は以下の通りである。
臨界湿潤表面張力は、 測定する表面に適用する液体の表面張力を 2 01 1\1 / 〇1〜4
Figure imgf000016_0001
ずつ変えながら、 表面への各液体の吸収または非吸収を観察 することにより求めることができる。
Figure imgf000016_0002
であり、 吸収される液体の表面張力と隣りの吸 収されない液体の表面張力との平均値として定められる。 例えば、 吸収され る液体の表面張力が 2 7 . 5〇1 1\1 /〇1であり、 吸収されない液体の表面張力 が 5 2 1\1 / である。 表面張力の間隔が奇数、 例えば、 3であれば、 不織 布は低い値により近いかまたは高い値により近いかの判断をすることができ 、 これに基づいて、 2 7または 2 8が不織布に割り当てられる。
〇 3丁を測定する上で、 表面張力が約
Figure imgf000016_0003
る一連の試験用標準液体を作る。 少なくとも 2つの引き続く表面張力の標準 液体の各々の 3〜 5
Figure imgf000016_0004
直径の液体を、 不織布に載置して 1 0分間放置し、
1 〇〜 1 1分後に観察する。 “湿潤” であれば、 1 0分間以内に、 1 0個の 液滴のうち、 少なくとも 9個が不織布に吸収、 すなわち、 湿潤することとし て定められる。
[0031 ] 非湿潤は 1 0分間以内に 2個以上の液滴の非湿潤、 すなわち、 非吸収によ り定められる。 連続した高いまたは低い表面張力の液体を用いて、 表面張力 が最も狭い間隔の一対のうち 1つが湿潤し、 そしてもう 1つが非湿潤である ことが認められるまで試験を続ける。
次いで、
Figure imgf000016_0005
丁はこの範囲内であり、 便宜上、 2つの表面張力の平均を
Figure imgf000016_0006
\¥02020/174948 15 卩（：170?2020/002214
異なるとき、 試験片がどちらか近いかの判断をし、 整数をそのように割り 当てる。 表面張力の異なる溶液を種々の方法で作ることができる。 具体例を 以下に示す。
水酸化ナトリウム水溶液 9 4〜 1 1 5 （〇1 1\1 /〇〇
塩化カルシウム水溶液 9 0〜 9 4 （〇1 1\1 /〇〇
硝酸ナトリウム水溶液 7 5〜 8 7 （ 1\1 / ）
純粋な水 7 2 . 4 （〇1 1\1 /〇〇
酢酸水溶液 3 8〜 6 9
Figure imgf000017_0001
エタノール水溶液 2 2〜 3 5 （〇1 1\1 /〇〇
[0032] ＜水に不溶の高分子＞
水に不溶の高分子とは、 純水への溶解度が〇. 1質量％未満である高分子 のことである。
水に不溶の高分子は、 具体的なものとして、 ポリエチレン、 ポリプロピレ ン、 ポリエステル、 ポリスルホン、 ポリエーテルスルホン、 ポリカーボネー 卜、 ポリスチレン、 セルロース誘導体、 エチレンビニルアルコールポリマー 、 ポリ塩化ビニル、 ポリ乳酸、 ポリウレタン、 ポリフエニレンスルフイ ド、 ポリアミ ド、 ポリイミ ド、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリテトラフルオロエチ レン、 およびアクリル樹脂のうち、 いずれか 1つ、 またはこれらの混合物で あることが好ましい。 セルロース誘導体は生体物質吸着が他の素材に比べて 小さいため、 成分一致率が良好になる。 このため、 水に不溶の高分子は、 セ ルロース誘導体がより好ましい。
なお、 セルロース誘導体とは、 天然高分子であるセルロースが有するヒド ロキシ基の一部に化学修飾を施した変性セルロースをいう。 ヒドロキシ基の 化学修飾としては、 特に制限されないが、 ヒドロキシ基のアルキルエーテル 化、 ヒドロキシアルキルエーテル化、 および、 エステル化が挙げられる。 セ ルロース誘導体は、 1分子中に少なくとも 1つのヒドロキシ基を有する。 セ ルロース誘導体は、 1種のみを用いてもよいし、 2種以上を併用してもよい \¥0 2020/174948 16 卩（：170? 2020 /002214
セルロース誘導体としては、 メチルセルロース、 エチルセルロース、 プロ ピルセルロース、 プチルセルロース、 ヒドロキシエチルセルロース、 ヒドロ キシプロピルセルロース、 ヒドロキシプロピルメチルセルロース、 ヒドロキ シブチルメチルセルロース、 酢酸セルロース （アセチルセルロース、 ジアセ チルセルロース、 トリアセチルセルロース等） 、 セルロースアセテートプロ ビオネート、 セルロースアセテートプチレート、 および、 二トロセルロース が挙げられる。
また、 不織布を構成する繊維において、 水に不溶の高分子の含有量は、 不 織布の繊維全質量に対して、 5 0〜 9 9質量％が好ましく、 7 0〜 9 3質量 %がより好ましく、 8 5〜 9 3質量％がさらに好ましい。
水に不溶の高分子の含有量が 5 0質量％未満であると、 不織布を形成する 繊維の強度が低下し、 ろ過によって形状変化しやすくなり、 処理圧の上昇を 招く。 一方、 水に不溶の高分子の含有量が 9 9質量％よりも大きいと親水化 剤の量が減り、 不織布を形成する繊維の親水化効果が小さくなる。 このため 、 水に不溶の高分子の含有量は 5〇〜 9 9質量％であることが好ましい。
[0033] ＜親水化剤＞
親水化剤とは、 純水への溶解度が 1質量％以上である材料のことである。 親水化剤は、 具体的なものとして、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリエチレン グリコール、 カルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロ —スのうち、 少なくとも 1つであることが好ましく、 親水化剤としては、 ポ リビニルピロリ ドンが最も好ましい。
また、 不織布を構成する繊維において、 親水化剤の含有量は、 不織布の繊 維全質量に対して、 1〜 5 0質量％が好ましく、 5〜 3 0質量％がより好ま しく、 7〜 1 5質量％がさらに好ましい。
親水化剤の含有量が 5 0質量％を超えると、 不織布を形成する繊維の強度 が低下し、 ろ過によって形状変化しやすくなり、 処理圧の上昇を招く。 一方 、 親水化剤の含有量が 1質量％未満では親水化剤の量が少なく、 不織布を形 成する繊維親水化効果が小さくなる。 このため、 親水化剤の含有量は 1〜 5 \¥02020/174948 17 卩（：170?2020/002214
0質量％であることが好ましい。
[0034] （細胞分離フィルターの製造方法）
上述のように、 細胞分離フィルターは、 水に不溶の高分子および親水化剤 を含む繊維で形成され、 かつ膜厚方向に繊維密度差を有する不織布により構 成される。
エレクトロスピニング法とも呼ばれる電界紡糸法を用いて、 細胞分離フィ ルターが製造される。 これにより、 細胞を傷つけることなく分離でき、 かつ 吸着を抑制することができる細胞分離フィルターを製造することができる。 エレクトロスピニング法を用いた製造方法について説明する。 まず、 例え ば、 上述の水に不溶の高分子および親水化剤が溶媒に溶解している溶液を、 5 °〇以上 4 0 °〇以下の範囲内の一定温度としてノズルの先端から出し、 溶液 とコレクタとの間に電圧をかけて、 溶液からコレクタ上に設けた支持体上に ファイバを噴出してナノファイバーを収集することにより、 ナノファイバー 層、 すなわち、 不織布を得ることができる。 この場合、 ファイバを噴出して いる際に、 溶液とコレクタとの間に印加する電圧を調整して、 繊維密度を変 化させる。 また、 溶液の濃度を調整することによっても繊維密度を変化させ ることができる。
製造装置としては、 例えば、 特許第 6 1 3 2 8 2 0号公報に示されるナノ ファイバー製造装置等を利用することができる。 溶液は、 水に不溶の高分子 および親水化剤が溶解したものを含んでおり、 水に不溶の高分子と親水化剤 とが別々にノズルから射出して紡糸したものではない。
なお、 細胞分離フィルターは、 上述のように、 単層に限定されるものでは ないことから、 繊維密度が異なる不織布を上述のようにエレクトロスピニン グ法で作製しておき、 これらを繊維密度が小さいものから順に積層して製造 してもよい。
[0035] （ろ過装置）
上述の細胞分離フィルターを用いてろ過装置を構成することができる。 ろ 過装置は、 細胞分離フィルターと同様に細胞を傷つけることなく分離でき、 \¥02020/174948 18 卩（：170?2020/002214
かつ吸着を抑制することができる。
ろ過装置は、 細胞分離フィルターを有し、 ろ過対象物が、 膜厚方向におい て、 繊維密度が低密度側から高密度側に通るように細胞分離フィルターが配 置されている。 細胞分離フィルターを、 ろ過対象物が、 膜厚方向において繊 維密度が低密度側から高密度側に通るように配置することにより、 処理圧を 小さくすることができる。 これにより、 ろ過に要する圧力を小さくできる。 また、 ろ過装置としては、 細胞分離フィルター以外に、 平均貫通孔径が〇 . 2 以上 1 . 5 以下かつ空隙率が 6 0 %以上 9 5 %以下の多孔質体 を有する構成でもよい。 この場合、 細胞分離フィルターと多孔質体とは、 ろ 過対象物が細胞分離フィルターと多孔質体との順で通過するように配置され ている。
以下、 ろ過装置について具体的に説明する。
[0036] 図 8は本発明の実施形態のろ過装置の第 1の例を示す模式図であり、 図 9 は本発明の実施形態のろ過装置の第 2の例を示す模式図である。 図 1 0は本 発明の実施形態のろ過装置の第 3の例を示す模式図であり、 図 1 1は本発明 の実施形態のろ過装置の第 4の例を示す模式図である。
なお、 図 8〜図 1 1のろ過装置において、 図 1 に示す細胞分離フィルター 1 〇と同一構成物には同一符号を付して、 その詳細な説明は省略する。
[0037] 図 8に示すろ過装置 2 0は、 例えば、 円筒状のケース 2 2の内部 2 2 3に 円盤状の細胞分離フィルタ _ 1 〇が設けられている。 ケース 2 2は、 一方の 底部 2 2匕には、 底部 2 2匕の中心に連結管 2 4が設けられている。 連結管 2 4は回収部 2 6に接続されている。
ケース 2 2は、 底部 2 2 の反対側の端が開口している。 開口している部 分を開口部 2 2〇という。 開口部 2 2〇から、 ろ過対象物が供給されて、 細 胞分離フィルターにより、 ろ過されて、 ケース 2 2の底部 2 2匕から連結管 2 4を経て、 ろ過後のろ過対象物が回収部 2 6に貯留される。
なお、 ろ過装置 2 0では、 ろ過対象物に代えて、 ろ別対象物を供給し、 ろ 別することもできる。 この場合、 開口部 2 2〇から、 ろ別対象物が供給され \¥02020/174948 19 卩（：170?2020/002214
て、 細胞分離フィルターにより、 ろ別されて、 ケース 2 2の底部 2 2 13から 連結管 2 4を経て、 ろ別後のろ別対象物が回収部 2 6に貯留される。
[0038] また、 ろ過装置 2 0は、 図 9に示すように、 加圧部 2 8を有する構成でも よい。 加圧部 2 8は、 ケース 2 2の開口部 2 2〇に設けられる。 加圧部 2 8 は、 開口部 2 2〇に設けられケース 2 2の内部 2 2 3と隙間がなく配置され るガスケッ ト 2 8 3と、 ガスケッ ト 2 8 3を開口部 2 2〇から底部 2 2匕に 向う方向または、 その逆方向に移動させるためのプランジャ _ 2 8 13とを有 する。 プランジャー2 8 を底部 2 2 13に向かって移動させることにより、 ケース 2 2の内部 2 2 3のろ過対象物を、 細胞分離フィルタ _ 1 0を透過さ せてろ過することができる。
なお、 加圧部 2 8を有する場合、 ケース 2 2の外面 2 2 に、 ケース 2 2 の内部 2 2 3と連通する供給管 2 7を設けてもよい。 供給管 2 7は、 細胞分 離フィルタ _ 1 0よりも開口部 2 2〇側に設けられる。
また、 加圧部 2 8を有するろ過装置 2 0でも、 ろ過対象物に代えて、 ろ別 対象物を供給し、 ろ別することもできる。
[0039] また、 ろ過装置 2 0は、 図 1 0に示すように、 細胞分離フィルタ _ 1 〇以 外に、 フィルター機能を有するものを有する構成でもよい。 フィルター機能 を有するものとしては、 細胞分離フィルタ _ 1 0とは分離特性が異なるもの であることが好ましい。 これにより、 細胞分離フィルタ _ 1 0で、 ろ過しき れないものについてもろ過でき、 分離精度を高くできる。
なお、 図 1 0に示すろ過装置 2 0は、 図 8に示すろ過装置 2 0に比して、 細胞分離フィルタ _ 1 0のケース 2 2の底部 2 2匕側に多孔質体 1 4が設け られている点が異なり、 それ以外の構成は、 図 8に示すろ過装置 2 0と同じ である。
例えば、 細胞分離フィルタ _ 1 〇を構成する不織布 1 2の裏面 1 2匕に接 して多孔質体 1 4が設けられている。 ろ過対象物は、 細胞分離フィルタ _ 1 0側から供給される。 図 1 0に示すろ過装置 2 0において、 細胞分離フィル 夕 _ 1 0を一次フィルターといい、 多孔質体 1 4を二次フィルターともいう \¥0 2020/174948 20 卩（：170? 2020 /002214
多孔質体 1 4は、 平均貫通孔径が〇. 2 以上 1 . 5 以下かつ空隙 率が 6 0 %以上 9 5 %以下である。 細胞分離フィルター 1 0とは分離特性が 異なる。
多孔質体 1 4は、 例えば、 不織布 1 2と同じもので構成することができ、 不織布 1 2を構成する水に不溶の高分子および親水化剤を含む繊維で構成す ることができる。 多孔質体 1 4の平均貫通孔径、 および空隙率の規定は、 細 胞分離フィルター 1 〇と同じであるため、 その詳細な説明は省略する。
[0040] 図 1 0に示すろ過装置 2 0では、 細胞分離フィルタ _ 1 0と多孔質体 1 4 とを設けることにより、 細胞分離フィルタ _ 1 〇で、 ろ過しきれないものに ついてもろ過でき、 分離精度を高くすることができる。
図 1 0に示すろ過装置 2 0では、 例えば、 血液をろ過する場合、 細胞分離 フィルタ _ 1 0で赤血球、 白血球が除去され、 多孔質体 1 4で血小板が除去 される。 これにより、 検査に必要な血漿タンパク、 糖類、 脂質および電解質 等が得られ、 溶血をより一層抑制することができる。
図 1 0に示すろ過装置 2 0においても、 図 9に示すろ過装置 2 0と同様に 加圧部 2 8を設ける構成とすることができる。 加圧部 2 8は図 9に示すろ過 装置 2 0と同じ構成であるため、 その詳細な説明は省略する。 また、 図 9に 示すろ過装置 2 0と同様に供給管 2 7を設けてもよい。
また、 多孔質体 1 4は、 上述の構成に限定されるものではなく、 細胞分離 フィルタ _ 1 0の分離特性、 ろ過対象物、 またはろ別対象物に応じたものを 適宜利用することができるが、 上述のように細胞分離フィルタ _ 1 〇と分離 特性が異なることが好ましい。
また、 細胞分離フィルタ _ 1 〇以外に多孔質体 1 4を 1つ設けたが、 これ に限定されるものではなく、 多孔質体 1 4のようなフィルター機能を有する ものを、 複数設けてもよい。
なお、 細胞分離フィルター 1 〇と多孔質体 1 4とは接しても設けることに 限定されるものではなく、 細胞分離フィルター 1 〇と多孔質体 1 4とは、 細 \¥0 2020/174948 21 卩（：170? 2020 /002214
胞分離フィルタ _ 1 〇の膜厚方向において離間して配置してもよい。
[0041 ] なお、 上述のいずれのろ過装置 2 0においても、 細胞分離フィルタ _ 1 0 を 1つ設ける構成としたが、 これに限定されるものではなく、 複数設けても よい。
[0042] また、 上述のいずれのろ過装置 2 0においても、 細胞分離フィルタ _ 1 0 の位置はケース 2 2の内部 2 2 3であれば、 特に限定されるものではなく、 ケース 2 2の底部 2 2 13から離間していても、 ケース 2 2の底部 2 2 に接 していてもよい。 細胞分離フィルタ _ 1 0は、 ケース 2 2に対して、 不織布 を平膜状にハウジング （図示せず） に設けて、 ケース 2 2内に設置してもよ い。
また、 上述のいずれのろ過装置 2 0においても、 回収部 2 6はなくてもよ く、 また、 連結管 2 4と回収部 2 6がなく底部 2 2匕が閉塞した構成でもよ い。 底部 2 2 を閉塞した場合、 底部 2 2 にろ過したものを溜めるように してもよい。
また、 底部 2 2 を閉塞した場合、 ろ過したものを外部に取り出すために 、 底部 2 2 13に、 ケース 2 2の内部 2 2 3と連通する開口を設けてもよい。
[0043] （ろ過システム）
なお、 上述のいずれのろ過装置 2 0も単独で使用されることに限定される ものではない。 ここで、 図 1 2は、 本発明の実施形態のろ過装置を有するろ 過システムの一例を示す模式図である。
図 1 2に示すろ過システム 3 0のように、 複数のろ過装置 2 0を設け、 各 ろ過装置 2 0を自動的に、 ろ過対象物をろ過させる構成でもよい。
図 1 2において、 図 8に示すろ過装置 2 0と同一構成物には、 同一符号を 付して、 その詳細な説明は省略する。
[0044] 図 1 2に示すろ過システム 3 0は、 供給部 3 2と、 供給部 3 2に配管 3 4 により接続された複数のろ過装置 2 0と、 供給部 3 2を制御する制御部 3 6 とを有する。
供給部 3 2は、 各ろ過装置 2 0にろ過対象物を供給するものであり、 ろ過 \¥0 2020/174948 22 卩（：170? 2020 /002214
対象物を貯留する貯留部 （図示せず） と、 貯留部から、 ろ過装置 2 0にろ過 対象物を供給するためのポンプ （図示せず） とを有する。 ポンプは、 例えば 、 シリンジポンプが用いられる。 シリンジポンプ等のボンプは制御部 3 6に より制御され、 ポンプにより貯留部からろ過対象物が、 ろ過装置 2 0に供給 されて、 ろ過されて、 回収部 2 6で回収される。
ろ過システム 3 0でも、 ろ過装置 2 0は、 図 9に示すように加圧部 2 8を 有する構成でもよい。 この場合、 加圧部 2 8のプランジャ _ 2 8匕を移動さ せる駆動部 （図示せず） を設ける。 駆動部と、 ポンプとを制御部 3 6に制御 することにより、 上述のようにろ過を自動的に実行することができる。 細胞分離フィルタ _ 1 〇は処理圧を小さくできることから、 ろ過システム 3 0では、 ろ過に要する圧力を小さくでき、 かつろ過に要する時間を短くす ることができる。 このため、 ろ過システム 3 0では、 消費電力を少なくでき る。
なお、 ろ過システム 3 0でも、 ろ過対象物に代えて、 ろ別対象物を供給し 、 ろ別することもできる。
[0045] 本発明は、 基本的に以上のように構成されるものである。 以上、 本発明の 細胞分離フィルター、 ろ過装置および細胞分離フィルターの製造方法につい て詳細に説明したが、 本発明は上述の実施形態に限定されず、 本発明の主旨 を逸脱しない範囲において、 種々の改良または変更をしてもよいのはもちろ んである。
実施例
[0046] 以下に実施例を挙げて本発明の特徴をさらに具体的に説明する。 以下の実 施例に示す材料、 試薬、 物質量とその割合、 および、 操作等は本発明の趣旨 から逸脱しない限り適宜変更することができる。 従って、 本発明の範囲は以 下の実施例に限定されるものではない。
本実施例では、 実施例 1〜 2 0と比較例 1〜 7の細胞分離フィルターを作 製した。 各細胞分離フィルターを用いて、 以下に示す血液ろ過試験を実施し 、 溶血度、 処理圧およびろ過後の成分一致率を評価した。 \¥0 2020/174948 23 卩（：170? 2020 /002214
[0047] 〔評価〕
血液ろ過試験は、 全血をバッファーで希釈し、 ろ過によって血球成分 （白 血球 ·赤血球 ·血小板） を除去し、 検査に必要な血漿タンパク、 糖類、 脂質 および電解質等をロスなく得ること、 すなわち、 血漿中に残すことを目的と する試験である。 以下、 血液ろ過試験について説明する。
まず、 細胞分離フィルターを直径 2
Figure imgf000025_0001
に打ち抜き、 フィルターホルダ
-
Figure imgf000025_0002
ミリポア社製） に〇リングとともにセッ トした。 新 鮮ヒト全血
Figure imgf000025_0003
（抗凝固剤 EDJ A-2K） をバッファー2 5 1_と混 合し、 細胞分離フィルターの低密度側が一次側、 すなわち、 液体を供給する 側となるように、 細胞分離フィルターと垂直方向に流して、 ろ過した。
[0048] （溶血度）
溶血度については、 ラジオメーター社製の 1~1 6 01〇 0リ 6 （登録商標） を 用いてろ過後の血漿の溶血度を測定した。
溶血度が 1 %未満を 、 溶血度が 1 %以上 4 %未満を巳、 溶血度が 4 %以 上 1 0 %未満を〇、 溶血度が 1 0 %以上を口と評価した。
[0049] （処理圧）
ろ過時の圧力損失を測定し、 圧力損失を処理圧とした。 圧力損失が 2 0 !< 3未満を 、 圧力損失が
Figure imgf000025_0004
未満を巳、 圧力損失が
40\^93以上 80\^93未満を（3、 圧力損失が 80\^93以上を 0と評価 した。 なお、 圧力損失は差圧計を用いて測定した。 差圧計に長野計器株式会 社製、 小形デジタル圧力計〇〇3 1 （商品名） を用いた。
（成分一致率）
成分一致率については、 ろ過前の全血を遠心分離して得た血漿と、 ろ過後 の血漿とについて、 それぞれ血漿の中に含まれるアルブミン量を測定した。 各血漿のアルブミン量を比較して成分一致率を算出した。 なお、 アルブミン 量は、 フナコシ株式会社製アルブミン測定キッ ト （商品コードロ 丨 八〇- 2
5 0） を用いて測定した。
成分一致率が 9 8 %以上を 、 成分一致率が 9 8 %未満 9 5 %以上を巳、 \¥0 2020/174948 24 卩（：170? 2020 /002214
成分一致率が 9 5 %未満 9 0 %以上を（3、 成分一致率が 9 0 %未満を口と評 価した。
[0050] 〔細胞分離フィルターの性状〕
（平均貫通孔径）
平均貫通孔径は、 バブルポイント法 015 （日本工業規格） 0832、
Figure imgf000026_0001
ド3 16-86） /ハーフドライ法
Figure imgf000026_0002
£1294-89） を用いたパームポロメータによ り測定した。
（空隙率）
空隙率は、 上述のように、 空隙率を 「 （%） とし、 不織布
Figure imgf000026_0003
膜厚を H d （ ） と、 不織布
Figure imgf000026_0004
角の質量を
Figure imgf000026_0005
（ 9） とするとき、
Figure imgf000026_0006
（膜厚）
膜厚は、 走査型電子顕微鏡を用いて、 不織布の断面観察を実施し、 断面画 像を得る。 断面画像を用いて、 不織布の膜厚となる箇所を 1 〇点測定し、 そ の平均値を膜厚とした。
[0051 ] （臨界湿潤表面張力 （0 \^ 3丁） ）
濡れ性を表す臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） は、 親水化剤量またはアルカ リ処理によって制御した。 以下に、 臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） の測定方 法を示す。
異なる表面張力を有する溶液を調製する。 水平にした細胞分離フィルター 上に溶液 1 〇 しを静かに 1 0滴載せ、 1 0分間放置する。 1 0滴中 9滴以 上が湿潤した場合、 細胞分離フィルターはその表面張力の溶液に湿潤したと 判定する。 湿潤した場合、 湿潤した溶液よりも高い表面張力を有する溶液を 用いて同様に滴下し、 1 0滴中 2滴以上が湿潤しなくなるまで繰り返し行う 。 1 0滴中 2滴以上が湿潤しない場合、 細胞分離フィルターはその表面張力 の溶液に湿潤しないと判定し、 湿潤した溶液と湿潤しない溶液の表面張力の 平均値を細胞分離フィルターの臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） とする。
なお、 湿潤した溶液と湿潤しない溶液の表面張力の差は 2 0! !\1 /〇!以内と \¥02020/174948 25 卩（：170? 2020 /002214
し、 測定は温度 23°C、 相対湿度 50 %の標準試験室雰囲気 （J I S （日本 工業規格） K 7 1 00） で行う。 これと異なる温度または湿度での測定では 、 換算表がある場合、 表を用いてぬれ張力を算出する。 また、 滴下した溶液 が湿潤したと判定する基準は、 細胞分離フィルターと溶液の接触角を 90° 以下とする。
なお、 酢酸水溶液 （54〜 70mN/m） 、 水酸化ナトリウム水溶液 （ 7 2〜 1 O OmN/m） を臨界湿潤表面張力 （CWST） 測定に使用し、 調製 した溶液の表面張力は臨界湿潤表面張力 （CWST） を測定した環境と同一 条件下で自動表面張力計 （協和界面化学製、 W i I h e I m y平板法） にて 測定を行った。
[0052] （繊維密度差）
繊維密度差は、 細胞分離フィルターの膜厚方向の X線 c T （Computed Tomo graphy） 画像を取得し、 断面 X線 C T画像において全膜厚を膜厚方向に 1 0 等分する。 1 〇等分した各区間での輝度を積算した。 積算した輝度を、 輝度 が低い側から L 1、 L 2、 L 3、 L4、 L 5、 L 6、 L 7、 L 8、 L 9、 L 1 0とし、 L 1 /L 1 0の値を求め、 この値を繊維密度差とした。
また、 上述の輝度 L 1〜 L 1 0について、 0. 9<L n/L n + 1 < 1.
05を満たすか否かを確認した。 0. 9<L n/L n + 1 < 1. 05を満た す場合、 繊維密度勾配の欄に 「連続」 と記載し、 満たさない場合、 繊維密度 勾配の欄に 「不連続」 と記載した。
[0053] なお、 下記表 1〜表 4中、 アルファベッ ト表記で示す材質は、 それぞれ以 下に示す通りの材質である。
CA P :セルロースアセテートプロビオネート
T AC : トリアセチルセルロース
D AC :ジアセチルセルロース
P P :ポリプロピレン
P ET :ポリエチレンテレフタレート
P S U :ポリスルホン \¥0 2020/174948 26 卩（：170? 2020 /002214
〇1\/1〇 ：カルボキシメチルセルロース
V ： ポリビニルピロリ ドン
1~1 〇 ： ヒ ドロキシプロピルセルロース
［0054］ 実施例 1〜 2 0および比較例 1〜 7の平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚、 臨界 湿潤表面張力
Figure imgf000028_0001
、 繊維密度差、 繊維密度勾配、 材質、 および製造 方法を下記表 1〜表 4に示す。
以下、 実施例 1〜 2 0および比較例 1〜 7について説明する。
［0055］ 〔実施例 1〕
実施例 1は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ V ） を用い、 エレクトロ スピニング法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［< - 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
エレクトロスピニング法を用いた不織布については、 特許第 6 1 3 2 8 2 0号公報に記載のナノファイバー製造装置を用い、 ノズルから出る紡糸溶液 の温度を 2 0 °〇とし、 ノズルから出る紡糸溶液の流量を
Figure imgf000028_0002
かつ溶液とコレクタとの間に印加する電圧を 1 〇〜 4 0 1< Vの範囲で調整し て、 コレクタ上に配置された、 厚み 2 5 のアルミニウムシートからなる 支持体にナノファイバーを収集させて不織布を得た。
上述の水に不溶の高分子および親水化剤をジクロロメタン 8 0質量％、 お よびメタノール 2 0質量％の混合溶媒中に総固形分濃度 1 0質量％となるよ うに溶解し、 紡糸溶液として用いた。 なお、 実施例 1、 ならびに以下に示す 実施例 2〜 2 0および比較例 1〜 7において記載する水に不溶の高分子と親 水化剤の比率は上述の固形分の内訳である。 これは、 水に不溶の高分子と親 水化剤との不織布の繊維全質量に対する比率と同じことである。
セルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） が混合溶媒中に総固形分 のうち、 9 0質量％であることを、 表 1の 「素材」 の欄に 「〇八 / 9 0 % \¥02020/174948 27 卩（：170?2020/002214
」 と表す。 ポリビニルピロリ ドン （ ） が混合溶媒中に総固形分のうち 、 1 〇質量％であることを、 表 1の 「親水化剤」 の欄に
Figure imgf000029_0001
0 %」 と表す。
以下の説明では、 単に実施例 1では、 セルロースアセテートプロビオネー 卜 （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0 質量％という。 以下、 これ以外の物質についても、 実施例 1 と同様に表す。 実施例 1は、 平均貫通孔径が 3 . 1 であり、 空隙率が 9 7 %であり、 臨界湿潤表面張力が
Figure imgf000029_0002
膜厚が 8 0 0 であり、 繊維密 度差が〇. 8 5であり、 繊維密度勾配が連続である。
［0056］ 〔実施例 2〕
実施例 2は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 2は、 後述する表 1 に示すように平均貫通孔径および繊維密度差を 変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不織布を 製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテートプロピオ ネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 実施例 2は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 5 . 0 であり、 繊維密度差が〇. 8 8である。
〔実施例 3〕
実施例 3は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 3は、 後述する表 1 に示すように平均貫通孔径および繊維密度差を \¥02020/174948 28 卩（：170?2020/002214
変更し、 かつ繊維密度勾配を不連続にした以外は、 実施例 1 と同様にエレク トロスピニング法により膜厚が 4 0 0 の不織布を形成した後、 一旦停止 し除電器 （1\/! 1 !_丁丫社製 静電気除去ピストル
Figure imgf000030_0001
3 （ 商品名） ） にて不織布の表面を除電した。 続いて、 除電した不織布の表面に 同様の条件でエレクトロスピニング法による紡糸を再度行い、 総膜厚が 8 0 0 となるようにした。 このようにして繊維密度が不連続な不織布を作製 して細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテートプロピオネー 卜 （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0 質量％である。 実施例 3は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 5 . 〇 であり、 繊維密度差が〇. 8 8である。
［0057］ 〔実施例 4〕
実施例 4は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 4は、 後述する表 1 に示すように平均貫通孔径、 膜厚および繊維密 度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不 織布を 3つ製造し、 3つの不織布を積層して細胞分離フィルターとした。 な お、 セルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 実施例 4は、 1つの 不織布の繊維密度勾配が連続であるが、 細胞分離フィルターとしては繊維密 度勾配が不連続である。 実施例 4は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 5 . 0 であり、 膜厚が 2 5 0 であり、 繊維密度差が〇. 9 3である。 〔実施例 5〕
実施例 5は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル \¥02020/174948 29 卩（：170?2020/002214
ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 5は、 後述する表 1 に示すように平均貫通孔径および繊維密度差を 変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不織布を 製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテートプロピオ ネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 実施例 5は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 2 . 1 であり、 繊維密度差が〇. 8 8である。
［0058］ 〔実施例 6〕
実施例 6は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 6は、 後述する表 1 に示すように平均貫通孔径および繊維密度差を 変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不織布を 製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテートプロピオ ネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 また、 膜厚が 8 0 0 である。 実施例 6は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 9 . 7 であり、 繊維密度差が〇. 8 7である
［0059］ 〔実施例 7〕
実施例 7は、 実施例 6に比して、 細胞分離フィルターの下方にポリスルホ ン （ 3 11） で構成された多孔質体を配置した点以外は、 実施例 6と同じで ある。 多孔質体は、 特開昭 6 2— 2 7 0 0 6号公報の実施例 2に記載の方法 により作製した。 多孔質体は、 平均貫通孔径が〇. 8 であり、 空隙率が 8 5 %であり、 厚みが 1 5 0 である。 実施例 7は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 9 . 7 であり、 繊維密度差が〇. 8 7である。 \¥0 2020/174948 30 卩（：170? 2020 /002214
なお、 多孔質体は、 特開昭 6 2 - 2 7 0 0 6号公報の実施例 2に記載の方 法により作製した。 また、 ポリスルホン （ 3 11） には、 ソルベイ社製ユー デル （登録商標） 一 3 5 0 0
Figure imgf000032_0001
1\/1巳を用いた。
〔実施例 8〕
実施例 8は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親 水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 トリアセチルセ ルロース （丁八〇） には、 イ _ストマンケミカルジャパン株式会社製 IV!— 3 0 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 8は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚およ び繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法 により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリアセチルセ ルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 実施例 8は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 4 . 4 であり、 空隙率が 9 6 %であり、 膜厚が 5 0 0 であり、 繊維密度 差が〇. 9 0である。
［0060］ 〔実施例 9〕
実施例 9は、 水に不溶の高分子にジアセチルセルロース （口八〇） 、 親水 化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 ジアセチルセルロ —ス （〇八〇） には、 イーストマンケミカルジャパン株式会社製〇八一 3 2 0 3 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 9は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚およ び繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法 により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 ジアセチルセル ロース （〇八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 実施例 9は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 4 . 1 であり、 空隙率が 9 6 %であり、 膜厚が 5 0 0 であり、 繊維密度差 \¥0 2020/174948 31 卩（：170? 2020 /002214
が〇. 8 4である。
〔実施例 1 〇〕
実施例 1 〇は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） には、 イ _ストマンケミカルジャパン株式会社製 IV!— 3 0 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 1 〇は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚お よび繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング 法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 実施例 1 0は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 3 . 8 であり、 空隙率が 9 8 %であり、 膜厚が 1 5 0 であり、 繊維 密度差が〇. 9 4である。
〔実施例 1 1〕
実施例 1 1は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） には、 イ _ストマンケミカルジャパン株式会社製 IV!— 3 0 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 1 1は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚お よび繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング 法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 また、 実施例 1 1は、 実施例 1 に比して、 平均貫通 孔径が 7 . 2 であり、 空隙率が 9 5 %であり、 膜厚が 2 0 0 であり 、 繊維密度差が〇. 9 4である。
［0061］ 〔実施例 1 2〕 \¥02020/174948 32 卩（：170?2020/002214
実施例 1 2は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカ ルジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニル ピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。 実施例 1 2は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 臨界湿潤表面張 力、 および繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピ ニング法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロ —スアセテートプロビオネート （〇八 ） が 9 2 . 5量％であり、 ポリビニ ルピロリ ドン （ ） が 7 . 5質量％である。 実施例 1 2は、 実施例 1 に 比して、 ポリビニルピロリ ドン （ ） の量を少なく して臨界湿潤表面張 力を小さく しており、 臨界湿潤表面張力が 7 2〇! 1\1 /〇!であり、 平均貫通孔 径が 3 . 3 であり、 繊維密度差が〇. 9 0である。
〔実施例 1 3〕
実施例 1 3は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親水化剤にヒドロキシプロピルセルロース
Figure imgf000034_0001
を用いた。 なお、 トリ アセチルセルロース （丁八〇） には、 イーストマンケミカルジャパン株式会 社製 1\/1 - 3 0 0 （商品名） を用い、 ヒドロキシプロピルセルロース （! ! ?〇 ） には、 富士フイルム和光純薬株式会社製 品番 0 8 8 - 0 3 8 6 5 （粘度 〇. 1 5〜〇. 4 8 3 （1 5 0〜 4 0 0〇 ） ） を用いた。
実施例 1 3は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 臨界湿潤表面張 力、 および繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピ ニング法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリア セチルセルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ヒドロキシプロピルセル ロース （! ! ?〇 が 1 0質量％である。 実施例 1 3は実施例 1 とは水に不溶 な高分子と親水化剤との組み合わせが異なる。 実施例 1 3では、 水に不溶な 高分子と親水化剤との組み合わせにより臨界湿潤表面張力を小さく しており 、 臨界湿潤表面張力が 7 2 !\1 / であった。 また、 実施例 1 に比して、 平 \¥0 2020/174948 33 卩（：170? 2020 /002214
均貫通孔径が 5 . 〇 であり、 繊維密度差が〇. 9 0である。
［0062］ 〔実施例 1 4〕
実施例 1 4は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） には、 イ _ストマンケミカルジャパン株式会社製 IV!— 3 0 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 1 4は、 後述する表 2に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 および 膜厚を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不 織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリアセチルセルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質 量％である。 また、 膜厚が 5 5 0 である。 実施例 1 4は、 実施例 1 に比 して、 平均貫通孔径が 5 . 5 であり、 空隙率が 8 7 %であり、 膜厚が 5 0 0 である。
〔実施例 1 5〕
実施例 1 5は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） には、 イ _ストマンケミカルジャパン株式会社製 IV!— 3 0 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
実施例 1 5は、 後述する表 3に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚お よび繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング 法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリアセチル セルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 また、 実施例 1 5は、 実施例 1 に比して、 平均貫通 孔径が 5 . 5 であり、 空隙率が 8 0 %であり、 膜厚が 4 0 0 であり 、 繊維密度差が〇. 8 9である。
［0063］ 〔実施例 1 6〕 \¥02020/174948 34 卩（：170?2020/002214
実施例 1 6は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカ ルジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニル ピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。 実施例 1 6は、 後述する表 3に示すように平均貫通孔径、 膜厚および繊維 密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により 不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテート プロビオネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ V ?） が 1 0質量％である。 実施例 1 6は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔 径が 5 . 3 であり、 膜厚が 2 5 0 0 であり、 繊維密度差が 0 . 7 6 である。
〔実施例 1 7〕
実施例 1 7は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカ ルジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニル ピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。 実施例 1 7は、 後述する表 3に示すように平均貫通孔径、 膜厚および繊維 密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により 不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテート プロビオネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ V ?） が 1 0質量％である。 実施例 1 7は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔 径が 4 . 9 であり、 膜厚が 4 0 0 0 であり、 繊維密度差が 0 . 7 0 である。
［0064］ 〔実施例 1 8〕
実施例 1 8は、 水に不溶の高分子にポリスルホン （ 3 11） 、 親水化剤に ポリビニルピロリ ドン （ V ） を用いた。 なお、 ポリスルホン （ 3 II） \¥0 2020/174948 35 卩（：170? 2020 /002214
には、 ソルベイ社製ユーデル （登録商標） 一3 5 0 0
Figure imgf000037_0001
1\/1巳を 用い、 ポリビニルピロリ ドン （ V ） には、 ［＜— 9 0 株式会社日本触媒 製を用いた。
実施例 1 8は、 後述する表 3に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 臨界湿 潤表面張力および繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクト ロスピニング法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 ポリスルホン （ 3 11） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 実施例 1 8は、 実施例 1 とは水に不溶な高分子が 異なる。 実施例 1 8では、 水に不溶な高分子と親水化剤との組み合わせによ り臨界湿潤表面張力を小さく しており、 臨界湿潤表面張力が 7 2 0^ 1X1 / 0!で あった。 また、 実施例 1 8は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 3 . 5 であり、 空隙率が 9 0 %であり、 繊維密度差が〇. 8 5である。
［0065］ 〔実施例 1 9〕
実施例 1 9は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） 、 親水化剤にカルボキシメチルセルロース （〇1\/1〇） を用いた。 なお、 セルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマン ケミカルジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 カル ボキシメチルセルロース （〇1\/1〇） には、 富士フイルム和光純薬株式会社製 品番 0 3 5 - 0 1 3 3 7を用いた。
実施例 1 9は、 後述する表 3に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 および 繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法に より不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテ —トプロビオネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 カルボキシメチルセル ロース
Figure imgf000037_0002
が 1 0質量％である。 実施例 1 9は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 3 . 3 であり、 空隙率が 9 4 %であり、 繊維密度差が 0 . 9 2である。
〔実施例 2 0〕
実施例 2 0は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート \¥0 2020/174948 36 卩（：170? 2020 /002214
（〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカ ルジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニル ピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。 実施例 2 0は、 後述する表 3に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 および 繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法に より不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテ —トプロビオネート （〇八 ） が 4 5質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 5 5質量％である。 実施例 2 0は、 実施例 1 に比して、 平均貫 通孔径が 3 . 6 であり、 空隙率が 9 5 %であり、 繊維密度差が 0 . 9 4 である。
［0066］ 〔比較例 1〕
比較例 1は、 ポリプロピレン （ ） を用いて、 スパンボンド法により、 膜厚が 5 0 0 の不織布を製造した。 比較例 1は、 平均貫通孔径が 2 . 9 であり、 空隙率が 8 0 %であり、 臨界湿潤表面張力が 3 0〇! 1\1 /〇!であ り、 膜厚が 5 0 0 であり、 繊維密度差が〇. 9 9であり、 かつ繊維密度 勾配がない。 すなわち、 比較例 1は、 繊維密度の異方性がなく等方的である なお、 ポリプロピレン （ ） には、 日本ポリプロ株式会社製 丨 1\1丁 巳〇 （登録商標） \^/ 3乂0 2を用いた。
〔比較例 2〕
比較例 2は、 ポリエチレンテレフタレート （ 巳丁） を用いて、 メルトブ 口一法により、 膜厚が 3 5〇 の不織布を製造した。 比較例 2は、 平均貫 通孔径が 4 . 5 〇であり、 空隙率が 8 2 %であり、 臨界湿潤表面張力が 6
Figure imgf000038_0001
膜厚が 3 5 0 〇!であり、 繊維密度差が〇. 9 9であり 、 かつ繊維密度勾配がない。 すなわち、 比較例 2は、 繊維密度の異方性がな く等方的である。
なお、 ポリエチレンテレフタレート （ 巳丁） には、 ユニチカ株式会社製 \¥0 2020/174948 37 卩（：170? 2020 /002214
3八_ 1 2 0 6を用いた。
［0067］ 〔比較例 3〕
比較例 3は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
比較例 3は、 後述する表 4に示すように平均貫通孔径、 膜厚、 および繊維 密度差を変更し、 かつ繊維密度勾配がない状態とした以外は、 実施例 1 と同 様にエレクトロスピニング法により不織布を製造し、 細胞分離フィルターと した。 なお、 セルロースアセテートプロビオネート （〇八 ） が 9 0質量％ 、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 比較例 3は、 実施 例 1 に比して、 平均貫通孔径が 4 . 8 であり、 膜厚が 3 0 であり、 繊維密度差が〇. 9 9であり、 かつ繊維密度勾配がない。 すなわち、 比較例 3は、 繊維密度の異方性がなく等方的である。
［0068］ 〔比較例 4〕
比較例 4は、 親水化剤を用いることなく、 セルロースアセテートプロピオ ネート （〇八 ） だけを用いた。 セルロースアセテートプロピオネート （〇 ^ P） には、 イーストマンケミカルジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用いた。
比較例 4は、 後述する表 4に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 臨界湿潤 表面張力、 膜厚、 および繊維密度差を変更し、 かつ繊維密度勾配がない状態 とした以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不織布を製 造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 比較例 4は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 4 . 8 〇であり、 空隙率が 9 0 %であり、 臨界湿潤表面張 力が 4 0〇1 1\1 /〇1であり、 膜厚が 2 0 0 であり、 繊維密度差が 0 . 9 9 であり、 かつ繊維密度勾配がない。 すなわち、 比較例 4は、 繊維密度の異方 性がなく等方的である。 \¥02020/174948 38 卩（：170?2020/002214
〔比較例 5〕
比較例 5は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
比較例 5は、 後述する表 4に示すように平均貫通孔径および繊維密度差を 変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不織布を 製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテートプロピオ ネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 比較例 5は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 1 2 .
5 であり、 繊維密度差が〇. 9 0である。
［0069］ 〔比較例 6〕
比較例 6は、 水に不溶の高分子にセルロースアセテートプロビオネート （ 〇八 ） 、 親水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 セ ルロースアセテートプロピオネート （〇八 ） には、 イーストマンケミカル ジャパン株式会社製〇八 一4 8 2 - 2 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピ ロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
比較例 6は、 後述する表 4に示すように平均貫通孔径および繊維密度差を 変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法により不織布を 製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 セルロースアセテートプロピオ ネート （〇八 ） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 〇質量％である。 比較例 6は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 0 . 9 であり、 繊維密度差が〇. 9 0である。
〔比較例 7〕
比較例 7は、 水に不溶の高分子にトリアセチルセルロース （丁八〇） 、 親 水化剤にポリビニルピロリ ドン （ ） を用いた。 なお、 トリアセチルセ ルロース （丁八〇） には、 イ _ストマンケミカルジャパン株式会社製 IV!— 3 \¥02020/174948 39 卩（：170?2020/002214
0 0 （商品名） を用い、 ポリビニルピロリ ドン （ ） には、 ［＜- 9 0 株式会社日本触媒製を用いた。
比較例 7は、 後述する表 4に示すように平均貫通孔径、 空隙率、 膜厚およ び繊維密度差を変更した以外は、 実施例 1 と同様にエレクトロスピニング法 により不織布を製造し、 細胞分離フィルターとした。 なお、 トリアセチルセ ルロース （丁八〇） が 9 0質量％であり、 ポリビニルピロリ ドン （ ） が 1 0質量％である。 比較例 7は、 実施例 1 に比して、 平均貫通孔径が 6 . 8 であり、 空隙率が 6 5 %であり、 膜厚が 2 0 0 であり、 繊維密度 差が〇. 9 2である。
[0070]
\¥02020/174948 40 卩(：17 2020/002214
[
Figure imgf000042_0001
[0071]
Figure imgf000043_0001
1
Figure imgf000044_0001
\¥0 2020/174948 43 卩（：17 2020 /002214
Figure imgf000045_0001
[0074] 表 1〜表 4に示すように、 実施例 1〜 2 0は比較例 1〜 7に比して、 溶血 度、 処理圧、 およびろ過後の成分一致率のいずれの評価も優れていた。 比較例 1は、 細胞分離フィルターの構成および製造方法が異なり、 親水化 剤がなく臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が小さく、 繊維密度差が小さい。 比 較例 1は、 溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成分一致率のいずれの評価も悪 い。 \¥0 2020/174948 44 卩（：170? 2020 /002214
比較例 2は、 細胞分離フィルターの構成および製造方法が異なり、 親水化 剤がなく臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が小さく、 繊維密度差が小さい。 比 較例 2は、 溶血度、 およびろ過後の成分一致率のいずれの評価も悪いが、 処 理圧は比較例 1 よりも若干良かった。
比較例 3は、 膜厚が薄く、 繊維密度差が小さい。 比較例 3は、 溶血度、 処 理圧、 およびろ過後の成分一致率のいずれの評価も悪いが、 処理圧およびろ 過後の成分一致率は比較例 1 よりも若干良かった。
[0075] 比較例 4は、 親水化剤がなく臨界湿潤表面張力 （〇\^/ 3丁） が小さく、 繊 維密度差が小さい。 比較例 4は、 溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成分一致 率のいずれの評価も悪いが、 処理圧およびろ過後の成分一致率は比較例 1 よ りも若干良かった。
比較例 5は、 平均貫通孔径が大きく、 溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成 分一致率のいずれの評価も悪いが、 処理圧は比較例 1 よりも若干良かった。 比較例 6は、 平均貫通孔径が小さく、 溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成 分一致率のいずれの評価も悪いが、 処理圧は比較例 1 よりも若干良かった。 比較例 7は、 空隙率が小さく、 溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成分一致 率のいずれの評価も悪いが、 溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成分一致率は 比較例 1 よりも若干良かった。
[0076] 実施例 1、 実施例 5、 および実施例 6から、 溶血度が優れる平均貫通孔径 の大きさがある。 また、 実施例 6と実施例 7とから、 二次フィルターである 多孔質体を設けた方が、 溶血度が優れる。
実施例 2、 実施例 3、 および実施例 4から、 繊維密度勾配が連続している 方が溶血度および処理圧が優れる。
実施例 1 と実施例 1 〇とから、 膜厚が厚い方が溶血度が優れる。 実施例 1、 実施例 1 2および実施例 1 3から、 臨界湿潤表面張力は大きい 方が溶血度が優れる。
実施例 2と実施例 1 4と実施例 1 5とから、 空隙率が 9 7 %の実施例 2は 、 空隙率が 8 7 %の実施例 1 4に比して溶血度が優れ、 更に空隙率が 8 0 % \¥02020/174948 45 卩（：170?2020/002214
の実施例 1 5に比して溶血度および処理圧が優れる。
実施例 2と実施例 1 6と実施例 1 7とから、 膜厚が 8 0 0 ^ ^1の実施例 2 は、 膜厚が 2 5 0 0 の実施例 1 6に比して溶血度が優れ、 更に膜厚が 4 0 0 0 の実施例 1 7に比して溶血度、 処理圧、 および成分一致率が優れ る。
[0077] 実施例 1 と実施例 1 9とから、 親水化剤はポリビニルピロリ ドン （ V ） が好ましい。 また、 実施例 1 と実施例 2 0とから、 親水化剤の含有量は 5 〇質量％以下であることが好ましい。
なお、 親水化剤はポリビニルピロリ ドン （ ） が、 他の素材に比べて 水に不溶の高分子との相溶性が高く、 親水性も高い結果、 不織布の臨界湿潤 表面張力 （〇\^/ 3丁） が高くなり溶血度、 処理圧、 およびろ過後の成分一致 率、 の評価の観点で好ましい。
親水化剤の含有量が 5 0質量％を超えると、 不織布を形成する繊維の強度 が低下し、 ろ過によって形状変化しやすくなり、 処理圧の上昇を招く。 その ため 5 0質量％以下であることが好ましい。 符号の説明
[0078] 1 0 細胞分離フィルター
1 2 不織布
1 2 〇, 表面
1 2匕 裏面
1 4 多孔質体
2 0 ろ過装置
2 2 ヶース
2 2 3 内部
2 2匕 底部
2 2〇 開口部
2 2 6 外面
2 4 連結管 \¥02020/174948 46 卩（：170?2020/002214
26 回収部
27 供給管
28 加圧部
283 ガスケット
28匕 プランジャー
30 ろ過システム
32 供給部
34 配管
36 制御部
50 圧力曲線
52 圧力曲線
1 00 従来の不織布
ロ 膜厚方向
膜厚

Claims

\¥02020/174948 47 卩（：17 2020/002214 請求の範囲
[請求項 1 ] 水に不溶の高分子および親水化剤を含む繊維で形成され、 かつ膜厚 方向に繊維密度差を有する不織布により構成されるものであり、 前記不織布は、 平均貫通孔径が 2 . 0 以上 1 〇. 0 未満で あり、 空隙率が 7 5 %以上 9 8 %以下であり、 膜厚が 1 0 0 以上 であり、 臨界湿潤表面張力が 7 2 1\1 / 以上である、 細胞分離フィ ルター。
[請求項 2] 前記親水化剤が、 ポリビニルピロリ ドン、 ポリエチレングリコール
、 カルボキシメチルセルロースおよびヒドロキシプロピルセルロース のうち、 少なくとも 1つである、 請求項 1 に記載の細胞分離フィルタ
Figure imgf000049_0001
[請求項 3] 前記不織布は、 膜厚が 2 0 0 以上 2 0 0 0 以下である、 請 求項 1 または 2に記載の細胞分離フィルター。
[請求項 4] 前記臨界湿潤表面張力が、 8
Figure imgf000049_0002
以上である、 請求項 1〜 3 のいずれか 1項に記載の細胞分離フィルター。
[請求項 5] 前記水に不溶の前記高分子が、 ポリエチレン、 ポリプロピレン、 ポ リエステル、 ポリスルホン、 ポリエーテルスルホン、 ポリカーボネー 卜、 ポリスチレン、 セルロース誘導体、 エチレンビニルアルコールポ リマー、 ポリ塩化ビニル、 ポリ乳酸、 ポリウレタン、 ポリフエニレン スルフィ ド、 ポリアミ ド、 ポリイミ ド、 ポリフッ化ビニリデン、 ポリ テトラフルオロエチレン、 およびアクリル樹脂のうち、 いずれか 1つ 、 またはこれらの混合物である、 請求項 1〜 4のいずれか 1項に記載 の細胞分離フィルター。
[請求項 6] 前記水に不溶の前記高分子が、 セルロース誘導体からなる、 請求項
1〜 5のいずれか 1項に記載の細胞分離フィルター。
[請求項· 7] 前記不織布の繊維全質量に対する前記親水化剤の含有量は 1〜 5 0 質量％である、 請求項 1〜 6のいずれか 1項に記載の細胞分離フィル
Figure imgf000049_0003
\¥02020/174948 48 卩（：170?2020/002214
[請求項 8] 前記不織布は、 前記膜厚方向に対して繊維密度が連続して変化して いる、 請求項 1〜 7のいずれか 1項に記載の細胞分離フィルター。
[請求項 9] 請求項 1〜 8のいずれか 1項に記載の細胞分離フィルターを有し、 ろ過対象物が、 膜厚方向において繊維密度が低密度側から高密度側 に通るように前記細胞分離フィルターが配置されている、 ろ過装置。
[請求項 10] 請求項 1〜 8のいずれか 1項に記載の細胞分離フィルターと、 平均 貫通孔径が〇. 2 以上 1 . 5 以下かつ空隙率が 6 0 %以上 9 5 %以下の多孔質体とを有し、 前記細胞分離フィルターと前記多孔質 体とは、 ろ過対象物が前記細胞分離フィルターと前記多孔質体との順 で通過するように配置されている、 ろ過装置。
[請求項 1 1 ] ろ過対象物が、 膜厚方向において繊維密度が低密度側から高密度側 に通るように前記細胞分離フィルターが配置されている、 請求項 1 0 に記載のろ過装置。
[請求項 12] 請求項 1〜 8のいずれか 1項に記載の細胞分離フィルターの製造方 法であって、 前記細胞分離フィルターは、 エレクトロスピニング法を 用いて製造する、 細胞分離フィルターの製造方法。
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