(57)【要約】本発明は、溶出性が極めて低く、生体適合性が優れた、白血球選択除去フィルターに有用なポリマーを提供することを課題とする。さらに、本発明は、該ポリマーを有する白血球選択除去フィルター材、白血球選択除去フィルター装置及び白血球選択除去システムを提供することも課題とする。本発明では、該ポリマーを、ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニット８モル％以上４５モル％以下、疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニット３０モル％以上９０モル％以下、及び水酸基を有する重合性モノマー由来のユニット２モル％以上５０モル％以下から構成することによって、上記課題を解決した。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニット８モル％以上４５モル％以下、疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニット３０モル％以上９０モル％以下、及び水酸基を有する重合性モノマー由来のユニット２モル％以上５０モル％以下から構成される生体適合性ポリマー。
【請求項２】
ポリマーの重量平均分子量が１０万以上３００万以下である請求項１に記載のポリマー。
【請求項３】
疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットに対する水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットの含量比が、０．０５以上１．０以下である請求項１または２に記載のポリマー。
【請求項４】
ポリマーが非イオン性である請求項１から３の何れか１項に記載のポリマー。
【請求項５】
水酸基を有する重合性モノマーが、温度２０℃の水における溶解度３ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満である請求項１から４の何れか１項に記載のポリマー。
【請求項６】
水酸基を有する重合性モノマーが２−ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレートである請求項５記載のポリマー。
【請求項７】
フィルター支持体の少なくとも表面に請求項１から６の何れか１項に記載のポリマーを存在せしめてなる白血球選択除去フィルター材。
【請求項８】
ポリマーの溶解度因子（δ値）が１０．０以上１１．５以下であり、かつフィルター支持体のδ値が７．０以上１５．０以下であることを特徴とする請求項７記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項９】
フィルター支持体あたりのポリマー保持量が、０．００１重量％以上１０重量％未満である請求項７または８に記載のフィルター材。
【請求項１０】
フィルター支持体表面に存在するポリマーの被覆率が、４０％以上９０％以下である請求項７から９の何れか１項に記載のフィルター材。
【請求項１１】
フィルター材の形状が、織布または不織布であることを特徴とする請求項７から１０の何れか１項に記載のフィルター材。
【請求項１２】
織布または不織布の平均繊維直径が、０．５μｍ以上５０μｍ以下、充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下である請求項１１記載のフィルター材。
【請求項１３】
細胞性免疫異常疾患の患者から採取した血液から白血球を選択除去するために用いる請求項７から１２の何れか１項記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項１４】
疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、の何れかである請求項１３記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項１５】
請求項７から１２の何れか１項に記載のフィルター材を、少なくとも血液入口と血液出口とを有する容器に充填してなる白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１６】
フィルター材が円筒形状に巻かれてなる中空円筒状フィルターが、その両端面を封止された状態で容器に充填され、円筒状フィルター材の外周面または内周面のいずれかに血液入口または血液出口のいずれかが連通していることを特徴とする請求項１５記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１７】
中空円筒状フィルターが、シート状フィルター材と血液の流通が可能なシート状スペーサー層とが積層され反物状に巻かれた構造を有し、スペーサー層の巻き始め及び／または巻き終わりの端部は、血液の流路を確保するために中空円筒状フィルターの外周面及び／または内周面に露出していることを特徴とする請求項１６に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１８】
中空円筒状フィルターの血液第１接触層の濾過面積が、５０ｃｍ２以上１０００ｃｍ２以下である請求項１６または１７記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１９】
血液第１接触層における体積基準比表面積が、０．０８ｍ２／ｍＬ以上１．０ｍ２／ｍＬ未満である請求項１８記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２０】
中空円筒状フィルターが、体積基準比表面積１．０ｍ２／ｍＬ以上２０ｍ２／ｍＬ未満の血液第２接触層を有することを特徴とする請求項１９記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２１】
血液第１接触層に対する血液第２接触層の積層厚み比が、０．２以上１０．０以下である請求項２０記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２２】
中空円筒状フィルターの厚みが、０．６ｍｍ以上１２．０ｍｍ以下である請求項１６から２１の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２３】
水または生体にとって害の少ない水溶性物質の水溶液で飽和含水率以上の湿潤状態に保持され、かつ滅菌されている請求項１５から２２の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２４】
水溶液中の水溶性物質の濃度が、５重量％以下の範囲である請求項２３記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２５】
水溶性物質が塩化ナトリウムである請求項２３または２４に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２６】
細胞性免疫異常疾患の患者から採取した血液から白血球を選択除去するために用いる請求項１５から２５の何れか１項記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２７】
疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、の何れかである請求項２６記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２８】
血液送液手段、抗凝固剤液注入手段、白血球選択除去手段からなる血液より白血球を選択的に除去するためのシステムにおいて、白血球選択除去手段が、請求項１５から２５の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター装置を含むことを特徴とする白血球選択除去システム。
【請求項２９】
血液送液手段が１Ｌ以上１０Ｌ以下の血液を１０ｍＬ／分以上２００ｍＬ／分以下の流量で送液することを含む請求項２８記載の白血球選択除去システム。
【請求項３０】
血液流量に対して１％以上２０％以下の流量で抗凝固剤液を注入することを含む請求項２８または２９記載の白血球選択除去システム。
【請求項３１】
抗凝固剤液注入手段から注入される抗凝固剤液が、ヘパリンまたは低分子ヘパリンを含む請求項２８から３０の何れか１項に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３２】
抗凝固剤液注入手段から注入される抗凝固剤液が、蛋白分解酵素阻害剤を含む請求項２８から３０の何れか１項に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３３】
抗凝固剤液注入手段から注入される抗凝固剤液が、ＡＣＤ−Ａ液またはＡＣＤ−Ｂ液を含む請求項２８から３０の何れか１項に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３４】
血液１Ｌあたりの抗凝固剤注入量が、１００単位以上２０００単位以下である請求項３１に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３５】
血液１Ｌあたりの抗凝固剤注入量が、２ｍｇ以上４０ｍｇ以下である請求項３２に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３６】
血液１Ｌあたりの抗凝固剤注入量が、２０ｍＬ以上１６０ｍＬ以下である請求項３３に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３７】
細胞性免疫異常疾患の患者から採取した血液から白血球を選択除去するために用いる請求項２８から３６の何れか１項記載の白血球選択除去システム。
【請求項３８】
疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、の何れかである請求項３７記載の白血球選択除去システム。
【請求項３９】
患者の血液を請求項７から１２の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター材と接触させる工程を含むことを特徴とする細胞性免疫異常疾患の処置方法。
【請求項４０】
疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、のいずれかである請求項３９記載の処置方法。
【発明の詳細な説明】
〔技術分野〕
本発明は、生体適合性に優れたポリマーに関する。詳細には、本発明は、血小板粘着性が低く血液から白血球を選択的に除去する白血球選択除去フィルター材に用いることのできるポリマーに関する。また、本発明は、輸血や体外循環時に、血液中の白血球を選択的に除去する目的に用いられる白血球選択除去フィルター材、白血球選択除去フィルター装置、白血球選択除去システムおよびそれを用いる疾患の処置方法にも関する。
〔背景技術〕
近年、免疫学、輸血学の進歩に伴い、従来の全血輸血から種々の疾患の治療に必要な成分のみを輸血する成分輸血が行われるようになってきている。成分輸血は輸血による患者への負荷を軽減し、かつ治療効果が高まる優れた輸血療法であり、成分輸血に用いられている各種の血液製剤、即ち濃厚赤血球、濃厚血小板、乏血小板血漿等は、献血によって得られた全血を遠心分離して調製される。しかしながら、遠心分離された血液製剤中には多くの白血球が含まれており、この混入白血球が原因で輸血後副作用が誘発されることが明らかになってきた。輸血後副作用としては、頭痛、吐き気、悪寒、非溶血性発熱反応などの比較的軽微な副作用から、免疫障害をもつ患者に対する、輸血された白血球が受血者の皮膚、内部器官に致死的影響を与える移植片対宿主反応（ＧＶＨ）の誘発や、サイトメガロウィルス感染等の白血球中に存在するウィルスによる感染、アロ抗原感作などの重篤な副作用が知られている。このような輸血後副作用を防止するためには、血液製剤に混入している白血球を除去することが有効である。
一方、全身性エリトマトーデス、慢性又は悪性関節リウマチ、、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群などの治療、或いは移植前の免疫抑制の目的で患者末梢血液から白血球を選択的に除去する技術への要求が高まっている。また、心臓外科分野においても、冠動脈バイパス手術後に灌流する血液より白血球を除去し、活性化白血球による障害作用を軽減する試みがなされている。
血液から白血球を除去する方法としては、血液の比重差を利用した遠心分離方法と、不織布などの繊維状媒体や三次元網目状連続孔を有するスポンジ状構造物などをフィルター材としたフィルター法の２種に大別されるが、白血球除去効率が良いこと、操作が簡便なこと、コストが低いことの利点からフィルター法が広く用いられている。
しかし、これら白血球除去フィルターを構成する高分子材料は、一般的に疎水性の高いものが多く、白血球を除去すると同時に他の血液成分、特に有用な血小板も粘着してしまい、白血球除去効率と血小板回収効率のバランスをとることが困難であった。特に、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎など血小板減少が望ましくない患者に対しては、白血球を選択的に除去し、血小板は通過させる材料が切望されてきた。
血小板を含んだ血液等の水系の液体と接触した場合、材料表面の親水性が高いほど血小板が活性化しにくく、また水と材料との水素結合等により材料表面に水の層ができやすくなり、血小板、疎水性蛋白質の吸着を抑制する利点を有するようになる。従って、材料表面を修飾する目的で様々な親水性ポリマーが開発され、グラフト重合やコーティングによって材料表面に導入することが公知の技術として知られている。特開２０００−２４５８３３号公報には、赤血球、血小板は通過させるが、白血球は通過させない白血球選択除去フィルター材が開示されている。該フィルター材ではフィルターを構成する素材に親水性ポリマーをコーティングすることで解消しているが、コーティングを行った場合に懸念される問題点として、親水性ポリマーの溶出がある。このポリマーの水溶液への溶出性は極めて低いが、体外循環等の大量血液処理に使用するためには、フィルター材が血液等の水溶液中で長時間接触したときの安定性に関して、より溶出性の低いものが望まれていた。
また、特開平７−２５７７６号公報には、疎水性部分と親水性のポリエチレンオキシド鎖の両方を有するポリマーをコーティングにより導入したフィルター材が示されている。これはポリマー中に疎水性部分を導入することでポリマーの水溶液への溶解度を下げ、溶出物を抑制したフィルター材である。しかし、疎水性と親水性という相反する性質をもつ部分をポリマー分子内に有するために、フィルター材を構成するフィルター支持体と接着する疎水性部の作用が弱められ、この技術のみでは血液性能と溶出性のバランスをとることは困難であった。この度、実際に、本発明者らがメチルメタクリレートとポリエチレンオキシド鎖を有するメトキノナエチレングリコールメタクリレートからなるポリマーについて試験したところ、ポリマー溶出による水溶液の白濁を知見した。
さらに、本出願人は、特定の除去材表面がウイルスを吸着し、白血球を除去し、血小板を回収できることを見出して特許出願した（ＰＣＴ／ＪＰ０２／１０７６６、ＷＯ０３／０３３０３５）。この先願明細書には、特定表面を形成するためのポリマーの一例として、本発明のポリマーと組成が等しいポリマーが記載されているが、この先願発明は、白血球と同時にウイルスも除去するためのフィルターの発明である点で本発明とは相違している。また、先願明細書に一例として記載されるポリマーは、本発明のポリマーとは重合・精製条件が異なるが、さらに本出願人がそのポリマーを特定の支持体にコーティングして溶出性を評価したところ、試験液が白濁するほどではないが僅かながら溶出が起こった。しかしながら、医療用途を考慮すれば、より一層溶出性を抑えた方が望ましいことは言うまでもない。
以上のように、白血球選択除去フィルターに用いられるポリマーとして、一段と高い安全性と優れた血液性能を共に有する高機能なポリマーは、未だ得られていないのが現状である。
〔発明の開示〕
本発明の課題は、溶出性が極めて低く、生体適合性が優れた新規なポリマーを提供することであり、各種血液、特に全血中の血小板吸着をできるだけ抑制し、かつ白血球を選択的に除去することを目的とする白血球選択除去フィルターに有用なポリマーを提供することである。すなわち、血小板輸血や体外循環白血球除去に有効に用いることの可能な、生体適合性に優れ、特に血小板の粘着性が低く、かつ溶出性の低い新規ポリマーを提供することである。
また、本発明は、該ポリマーを有する白血球選択除去フィルター材、白血球選択除去フィルター装置及び白血球選択除去システムを提供することも課題とする。
前記課題を解決すべく本発明者らが鋭意検討したところ、ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニットと疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットと水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットを構成成分とするポリマーであって、該ポリマー中の各モノマーユニットの組成比を特定範囲とすることにより、驚くべきことに溶出性が著しく低く、生体適合性に優れ、特に血小板の粘着性が低く、白血球を選択的に除去できることを見出し、本発明を完成するに至った。
すなわち、本発明は、ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニット８モル％以上４５モル％以下、疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニット３０モル％以上９０モル％以下、及び水酸基を有する重合性モノマー由来のユニット２モル％以上５０モル％以下であり、前記３種の重合性モノマーユニットの総和が１００モル％である生体適合性ポリマーである。
さらに、本発明においては、該ポリマーの重量平均分子量を特定範囲、すなわち、１０万以上３００万以下にすればさらに溶出性に優れることを見出し、本発明に至った。
〔発明の実施における最良の形態〕
本発明でいうポリアルキレンオキシド鎖とは、アルキル基と酸素原子が交互に結合した繰り返し構造を言う。アルキル基の炭素原子数は、２から４が好ましく、例えば、ポリエチレンオキシド鎖、ポリプロピレンオキシド鎖、ポリブチレンオキシド鎖等が挙げられる。ポリマー中のポリアルキレンオキシド鎖は、ポリアルキレンオキシド鎖のもつ優れた血液適合性により、高い血小板粘着抑制効果を示す。
本発明に用いられるアルキレンオキシド鎖の繰返し単位数については、２から１０の範囲であることが望ましい。繰返し単位数が２未満では、十分な血小板粘着抑制効果を得られにくく、繰返し単位数が１０を超えると、フィルター支持体との接着性が低くなり、溶出しやすくなる傾向があるためである。好ましくは、繰返し単位数が２から６であり、更に好ましくは繰返し単位数が２から４である。
前記ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマーとしては、例えば、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシトリプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラプロピレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシテトラプロピレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシジエチレングリコールビニルエーテル、エトキシジエチレングリコールビニルエーテル、メトキシトリエチレングリコールビニルエーテル、エトキシトリエチレングリコールビニルエーテルなどが挙げられるが、これらに限定されるものではない。その中で、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシトリエチレングリコール（メタ）アクリレート、メトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート、エトキシテトラエチレングリコール（メタ）アクリレート等のポリエチレングリコール鎖を有する（メタ）アクリレートが、高い血小板粘着抑制効果を有することから好ましく用いられる。更に、入手が容易であること、取り扱いやすいことや重合しやすい等の理由により、メトキシジエチレングリコール（メタ）アクリレートが最も好ましい。なお、本発明で（メタ）アクリレートというときには、アクリレート及び／またはメタクリレートのことをいう。
本発明のポリマーにおいて、ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニットは８モル％以上４５モル％以下を占めることが必要である。８モル％未満では、ポリアルキレンオキシド鎖の血小板粘着抑制効果が十分でなく、血小板回収性能が低下することがあり好ましくない。４５モル％を超えるとポリマーの疎水性が低くなるため、血液等の水溶液と接触したときに溶出しやすくなる。好ましくは、２０モル％以上４０モル％以下、更に好ましくは２５モル％以上３５モル％以下である。
本発明でいうユニットとは、ポリマー分子中のそれぞれの重合性モノマー由来の繰り返し最小単位を意味する。ユニットについて例示するならば、二重結合が単に開いて付加重合する場合については、ＣＨ２＝ＣＸＹ（Ｘ：ＨまたはＨ以外の置換基、Ｙ：Ｘ以外の置換基）であるビニル化合物の重合性モノマーのユニットとしては繰り返し最小単位となる−（ＣＨ２−ＣＸＹ）−である。またポリマーを重縮合にて合成する場合を例示するならば、ポリマーの前駆体のＡ−（Ｒ）−Ｂ（Ｒ：重合にて脱離しない部分、Ａ、Ｂ：重合にて反応し脱離する部分）から、ＡＢが脱離して重合する際の繰り返し最小単位となる−（Ｒ）−をユニットとして例示することができる。
本発明でいう疎水性基を有する重合性モノマーとは、温度２０℃の水における溶解度が０ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であり、分子内にポリアルキレンオキシド鎖及び水酸基を含まない重合性モノマーである。ポリマー中の疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットは、ポリマーの水溶液への溶解性を下げ、溶出を抑制する効果があると同時に、高い白血球除去能を発揮させる効果がある。
なお、溶解度の測定は、モノマーが固体の場合は、露点法、熱分析法、溶液の起電力や電導度を測定する電気的方法、ガスクロマトグラフィー分析法、トレーサー法等の公知の方法で測定でき、モノマーが液体の場合には、固体と同じ方法でも測定できるが、更に容量法、光散乱法、蒸気圧法等公知の方法によって測定することができる。また、より簡便な方法として、モノマーが水より十分に沸点が高い場合には、モノマーの飽和水溶液から水を蒸発させ、残量の重さを測定する方法により求めることもできる。
前記疎水性基を有する重合性モノマーとしては、例えば、スチレン、メチルスチレン、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート、フェニル（メタ）アクリレート、エチルヘキシル（メタ）アクリレート、酢酸ビニルなどが挙げられる。その中で、ブチル（メタ）アクリレート、イソブチル（メタ）アクリレート、プロピル（メタ）アクリレート、イソプロピル（メタ）アクリレート、エチル（メタ）アクリレート、メチル（メタ）アクリレート等のアルキル（メタ）アクリレートが適度な疎水性を有することや、重合しやすいことから好ましく用いられる。更に、生体に対する安全性が高い点でメチル（メタ）アクリレートが最も好ましい。
本発明のポリマーにおいて、疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットは、３０モル％以上９０モル％以下を占めることが必要である。３０モル％未満では、ポリマーの疎水性が低くなるため、血液等の水溶液と接触したときに溶出しやすくなる。９０モル％を超えるとポリマーの疎水性が高くなるため、フィルター材表面への血小板の吸着が増加することがあり好ましくない。好ましくは、３５モル％以上８０モル％以下、更に好ましくは４０モル％以上７０モル％以下である。
本発明でいう水酸基を含む重合性モノマーとは、分子内に水酸基を有し、ポリアルキレンオキシド鎖を含まない重合性モノマーである。例えば、２−ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、３−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレート、４−ヒドロキシブチル（メタ）アクリレートなどのアルキルヒドロキシル基を有する重合性モノマーが好ましく用いられる。
本発明のポリマーにおいて、水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットは、２モル％以上５０モル％以下を占めることが必要である。２モル％未満では、ポリマーの親水性が低くなるため、フィルター材表面への血小板の吸着が増加することがあり好ましくない。５０モル％を超えるとポリマーの疎水性が低くなるため、血液等の水溶液と接触したときに溶出しやすくなる。好ましくは、５モル％以上４０モル％以下、更に好ましくは１０モル％以上３０モル％以下である。
本発明のポリマーにおいて、疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットに対する水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットの含量比は、０．０５以上１以下が望ましい。本発明でいう含量比とは、水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットのモル含量を疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットのモル含量で除した値である。含量比が０．０５未満では、水酸基の親水性付与効果を疎水性基が打ち消してしまい、ポリマーの親水性が低下するため、フィルター材表面への血小板の吸着が増加することがあり好ましくない。含量比が１を超えると、疎水性基の溶出抑制効果を水酸基が打ち消してしまい、ポリマーの疎水性が低くなるため、血液等の水溶液と接触したときに溶出しやすくなるため好ましくない。好ましくは、０．１以上０．９以下、更に好ましくは０．１５以上０．８以下である。
本発明のポリマーにおいて、水酸基を有する重合性モノマーは、温度２０℃の水における溶解度が３ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満であることが好ましい。この場合、ポリマー中の水酸基を有する重合性モノマーは適度な親水性と疎水性を有するため、ポリアルキレンオキシド鎖とともに血小板、疎水性蛋白質の吸着を抑制する効果を発揮し、同時に強疎水性重合性モノマー由来のユニットとともにポリマーの溶出を抑制することができる。水酸基を有する重合性モノマーで上記の溶解度を有するとして、２−ヒドロキシプロピル（メタ）アクリレート、２−ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレートが適度な親水性と疎水性を有する点で好ましく用いられる。さらに適度な親水性を有する点で２−ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレートが最も好ましい。
なおポリマーの化学組成は、該ポリマーが溶解し、基材部分が溶解しない適当な溶媒を用いて抽出し、公知の核磁気共鳴スペクトル、赤外吸収スペクトル、元素分析等の手段を用いて解析することができる。また、重合体が溶解しない場合には、上記記載の方法に加えて、Ｘ線光電子分光分析装置（ＥＳＣＡ）、電子線プローブＸ線マイクロアナライザー（ＥＰＭＡ）等の公知の表面分析法により解析可能である。
本発明のポリマーの重量平均分子量（Ｍｗ）の範囲としては１０万以上３００万以下であることが好ましい。Ｍｗが１０万未満の場合、滅菌処理、特に放射線滅菌処理を実施した際にポリマーの分子量が低下し、溶出量が増加するため好ましくない。またＭｗが３００万を超えると、コーティングする際の溶剤への溶解度が低下する、また重合の際、安定して製造できないなどの懸念があり好ましくない。より好ましくは１５万以上２００万以下、最も好ましくは２０万以上１５０万以下である。なお、Ｍｗは種々の公知の方法により求められるが、本発明ではポリメチルメタクリレートを標準とするゲルパーミエーションクロマトグラフィー（以下ＧＰＣと略す）測定による値を採用している。
本発明のポリマーはランダム共重合体、ブロック共重合体のどちらでも良いが、ブロック共重合体は、コーティングする際の溶剤への溶解度が低下する傾向が見られたり、また溶液中でミセル形成などのコーティングの均一性を損なう傾向が見られたりするため、ランダム共重合体が好ましい。また、ポリマーの分子鎖の形状としては、コーティングする際の溶剤への溶解度が低下する傾向が見られたり、溶液中でミセル形成などのコーティングの均一性を損なうために、分岐状よりも直鎖状が好ましい。
本発明のポリマーは、非イオン性であることが望ましい。非イオン性とは、血液、体液等の中性ｐＨ付近でアニオン化、カチオン化しないことを言い、分子内にカルボン酸基、スルホン酸基、リン酸基、フェノール基等の負荷電を示す官能基、あるいは第１級アミノ基、第２級アミノ基、第３級アミノ基、第４級アンモニウム基、ピリジル基、イミダゾイル基等の正荷電を示す官能基を有さないことを言う。
一般的に、負荷電を有する材料表面では血液凝固系の第ＸＩＩ因子が活性化され、凝固系の連鎖反応を惹起するといわれている。また、正荷電を有する材料表面は、細胞表面の負荷電との静電的相互作用により、赤血球、血小板、白血球等の血液細胞を吸着し易くなる傾向をもつ。特公平６−５１０６０公報には、表面を微正荷電とすることで血小板吸着を抑えたまま、白血球をより効率的に除去する技術が開示されているが、大量の血液を処理する場合には、より高い血小板回収性が必要であり、静電的相互作用はないことが望ましい。ポリマーが非イオン性の場合、体外循環等の大量血液処理に使用しても、凝固系の活性化が少なく、安定した血小板回収性を達成できる。
本発明のポリマーの合成方法としては一般的な重合法を用いれば良い。連鎖反応である付加重合（ビニル重合）等を用いても良く、異性化重合、逐次反応である脱離反応、重付加、重縮合、付加重縮合等を用いても良い。ポリマーを重合するにあたって、連鎖逓伝体（ｃｈａｉｎ  ｃａｒｒｉｅｒ）としてはラジカル、イオン等を用いれば良い。
重合の方式として溶液重合、塊状重合、析出重合、エマルジョン重合等を例示することができ、その中で溶液重合が好ましい。以下に重合方法を例示する。重合溶媒としてエタノールを用い、窒素雰囲気下、エタノールの沸点以下の一定温度で攪拌を行いながら、各モノマーとジアゾ系開始剤を溶解したエタノール溶液を滴下して反応させる。また安定剤などを適宜加えても構わない。反応の収率はガスクロマトグラフ法などの公知の方法にて測定し確認する。
重合反応の生成物は、ポリマー中またはポリマーを含む反応液中に存在する低分子量成分及び未反応物等の不純物を除くために、一般的な化学的精製方法で精製することができる。精製方法を例示すると、不純物を溶かしポリマーを溶かさぬ沈殿溶媒中に注ぎ、沈殿させ濾別、デカンテーション等で沈殿を分ける方法、また必要に応じ、沈殿溶媒より溶解性のやや高い溶剤（沈殿溶媒と溶剤の混合物）にて沈殿を洗い、減圧乾燥にて沈殿を恒量になるまで乾燥し、固形状ポリマーとして得る方法を挙げることができる。
本発明のポリマーは、医療材料の表面にコーティングすることで、生体適合性を上昇することができるため、医療材料表面に良好に用いられる。例えば、人工血管、人工腎臓、人工肝臓等の人工臓器、白血球除去フィルター等の血球分離フィルター、透析膜、抗血栓材等に用いることができる。特に、血液、すなわち濃厚赤血球製剤、濃厚血小板製剤、乏血小板血漿製剤、末梢血、リンパ液、骨髄液等の白血球、血小板を含む血球浮遊液から、血小板吸着を抑制し、かつ白血球を選択的に除去できることから、血液製剤用白血球選択除去フィルターや、体外循環用白血球選択除去フィルターとして好適に使用することができる。更に、水溶液中で長時間接触しても溶出が少なく、安定であることから、血液の大量処理を目的とした体外循環用白血球選択除去装置に最も好適に使用することができる。
本発明は、また、本発明の生体適合性ポリマーを、フィルター支持材の少なくとも表面に存在せしめることを特徴とした白血球選択除去フィルター材を提供する。「支持材の少なくとも表面に存在せしめる」とは、支持材表面にポリマーが存在し、実質的に被覆していることを言う。フィルター表面にポリマーを存在せしめる方法は、フィルター支持体表面へのコーティングや沈殿不溶化、ポリマーとフィルター支持体を成型時に相分離させる方法等公知の方法を用いることができる。この中で、コーティングによる方法が工業的にも容易に行え、性能の安定性にも優れるため最も好ましい。
本発明の白血球選択除去フィルター材におけるポリマーは、血液等の体液と接触するため、水に対する溶解性が極めて低いことが望ましい。さらにポリマーのフィルター支持体からの剥離を抑制するために、ポリマーとフィルター支持体との接着性が高いことが望ましい。ポリマーの水に対する溶解性と、ポリマーとフィルター支持体の接着性を示す指標としては、Ｊ．Ｈ．Ｈｉｌｄｅｂｒａｎｄ，Ｒ．Ｌ．Ｓｃｏｔｔ“Ｔｈｅ  Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  ｏｆ  Ｎｏｎｅｌｅｃｔｒｏｙｔｅｓ，３ｒｄ  Ｅｄ．”（Ｄｏｖｅｒ  Ｐｕｂ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ）に記載されている溶解度因子（Ｓｏｌｕｂｉｌｉｔｙ  Ｐａｒａｍｅｔｅｒ）のδ値が利用できる。一般に２つの物質のδ値が近いとき、両者は強い接着性を示し、よく混合する。従って、本発明の白血球選択除去フィルター材におけるポリマーのδ値は、水のδ値（２３．３）との差が大きく、フィルター支持体のδ値との差が小さいものが望ましい。好ましい該ポリマーのδ値の範囲としては、１０．０以上１１．５以下、該フィルター支持体のδ値の範囲としては７．０以上１５．０以下であれば、水に対する溶解性が極めて低く、さらにフィルター支持体からポリマーの剥離のないフィルター材を得ることができる。より好ましくは、該ポリマーのδ値が１０．０以上１０．８以下、該フィルター支持体のδ値が７．２以上１４．５以下であり、更に好ましくは、該ポリマーのδ値が１０．０以上１０．５以下、該フィルター支持体のδ値が７．５以上１４．０以下である。なお、δ値については、前記文献に記載されている（１）式により算出できる。
δ  ＝  （Ｅ／Ｖ）    １／２            ・・・  （１）
ここで、Ｅは凝集エネルギー（ｃａｌ  ｍｏｌ−１）であり、Ｖはモル体積（ｃｍ３ｍｏｌ−１）である。日本接着協会“接着ハンドブック  第２版”（日刊工業新聞社，東京）にはこれまでに測定された溶剤、ポリマーのδ値が記載されているので、これらの値を利用できる。また、（１）式においてＥやＶが既知でない場合は、篠田耕三「溶液と溶解度」（丸善）に記載されているＦｅｄｏｒｓ法により、分子構造式からδ値を算出することができる。Ｆｅｄｏｒｓ法は、化合物の構造単位ごとにＦｅｄｏｒｓにより算出されているｅ（凝集エネルギー（ｃａｌ  ｍｏｌ−１））とｖ（モル体積（ｃｍ３ｍｏｌ−１））から積算して、化合物のＥとＶを求め、δを算出するもので、実測とよく近似しているものである。
本発明の白血球選択除去フィルター材を構成するフィルター支持体は、前記δ値の範囲にあり、血球にダメージを与えにくいものであれば特に制限はなく各種のものを用いることができる。例えば、ポリエステル、ポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、ポリスチレン、ポリアルキル（メタ）アクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリクロロプレン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリビニルアセテート、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリブタジエン、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、スチレン−ブタジエン共重合体、エチレン−ビニルアルコール共重合体、セルロースジアセテート、エチルセルロース等が挙げられる。好ましくはポリエステル、ポリオレフィンで、特に好ましくはポリエステルである。
ポリマーのフィルター支持体へのコーティング方法はフィルター支持体の細孔を著しく閉塞することなく、かつフィルター支持体表面がある程度の範囲にて均一にコーティングできるものであれば特に制限はなく各種の方法を用いることができる。例えば、ポリマーを溶かした溶液にフィルター支持体を含浸させる方法、ポリマーを溶かした溶液をフィルター支持体に吹き付ける方法、ポリマーを溶かした溶液をグラビアロール等を用いフィルター支持体に塗布・転写する方法、などが挙げられるが、本発明のコーティング方法は上記例示に限定されるものではない。この中でもポリマーを溶かした溶液にフィルター支持体を含浸させる方法、ポリマーを溶かした溶液をグラビアロール等を用いフィルター支持体に塗布・転写する方法は、連続生産性に優れ、コストも低いことより好ましい方法である。
コーティングの際のポリマーを溶解する溶剤としては、フィルター支持体を著しく溶解させないものであれば特に限定なく種々の溶剤を用いることができる。例えば、水及び無機塩を含む水溶液、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノールなどのアルコール類、アセトン、メチルエチルケトンなどのケトン類、酢酸メチル、酢酸エチルなどのエステル類、ベンゼン、シクロヘキサンなどの炭化水素類、クロロホルム、ジクロロメタンなどのハロゲン化炭化水素類、ジメチルスルホキシドなどの硫黄含有溶剤、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミドなどのアミド類、及び上記の複数の溶剤の可溶な範囲での混合物などが挙げられるが、上記例示に限定されるものではない。
コーティングの際のポリマーの溶液濃度は０．００１重量％以上１０重量％未満が好ましい。溶液濃度が０．００１重量％未満であると表面にコーティングされるポリマーが少ないため、血小板非粘着性等の十分な生体適合性を得ることが困難となり好ましくない。一方、溶液濃度が１０重量％以上の場合、溶液粘度が高くなり取り扱い性が低下するばかりでなく、医療材料の表面性状を大きく変化させる可能性があり、更には、経済的でないため好ましく用いられない。上記の観点より、更に好ましい溶液濃度は０．００５重量％以上７重量％未満、最も好ましくは０．０１重量％以上５重量％未満である。また、フィルター支持体あたりのポリマー保持量は、０．００１重量％以上１０重量％未満であることが好ましい。保持量が０．００１重量％未満の場合、表面にコーティングされるポリマーが少ないため、血小板非粘着性等の十分な生体適合性を得ることが困難となり好ましくない。一方、保持量が１０重量％以上の場合、ポリマーが過剰に存在し、血液等の水溶液と接触したときに溶出しやすくなるため好ましくない。更に好ましくは、０．００５重量％以上７重量％未満、最も好ましくは０．０１重量％以上５重量％未満である。
また、コーティング後の乾燥としては、機械的な圧縮、重力、あるいは空気や窒素などの気体の吹き付けなどで余剰の溶液を除去した後、乾燥気体中または減圧下で常温または加温下で処理するなどの方法を用いることができる。また、ポリマーのコーティング後に熱処理や、γ線、電子線などの放射線を照射する後加工を施し、フィルター支持体と該ポリマーとの接着性を更に強化することもできる。尚、コーティングはフィルター支持体を製造するときに行っても良いし、フィルター支持体の製造後行っても良い。
本発明の白血球除去フィルター材は、ポリマーによるフィルター支持体表面の被覆率が４０％以上９０％以下であることが望ましい。本発明でいう被覆率とは、フィルター支持体の全表面積に対して、ポリマーによって被覆された全表面積の割合を意味する。被覆率が４０％未満では、表面に存在するポリマーが少ないため、血小板非粘着性等の十分な生体適合性を得ることが困難となり好ましくない。被覆率が９０％を超えると、ポリマーが過剰に存在し、血液等の水溶液と接触したときに溶出しやすくなるため好ましくない。より好ましい被覆率の範囲は、４５％以上８５％以下、さらに好ましくは５０％以上８０％以下である。
被覆率は一般に極表面を解析する際に用いられるＸＰＳ（Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ）、ＴＯＦ−ＳＩＭＳ（Ｔｉｍｅ  Ｏｆ  Ｆｌｉｇｈｔ−Ｓｅｃｏｎｄａｒｙｌｏｎ  Ｍａｓｓ  Ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）などの解析装置を用いて求めることができる。本発明において、複数の解析法で表面被覆率の測定が可能な場合においては、表面より数１０Å（オングストローム）〜１００Åの情報を解析することの可能なＸＰＳ等で得られる値を正しいものとする。但し、表面の特性上ＳＩＭＳ等でなければ被覆率の測定ができない場合においては、その値を正しいものとする。
被覆率の測定方法について具体例を用いて説明する。
ポリエチレンテレフタレート製不織布をフィルター支持体とし、メトキシジエチレングリコールメタクリレート／メチルメタクリレート／２−ヒドロキシイソブチルメタクリレートの３種類の重合性モノマーからなるポリマーをコーティングしたフィルター材の場合、以下の方法により被覆率を算出できる。
ポリマーをコーティングしたフィルター材、フィルター支持体、ポリマーについて、それぞれＸＰＳ測定装置によりＣ１ｓスペクトルを測定する。Ｃ１ｓスペクトル上の−Ｃ−Ｏ−成分由来のピーク（２８６ｅＶ）と−Ｃ−Ｏ−Ｏ−成分由来のピーク（２８９ｅＶ）の高さ比を求める。ここでいう高さ比とは、−Ｃ−Ｏ−成分由来のピーク高さを−Ｃ−Ｏ−Ｏ−成分由来のピーク高さで除した値である。ポリエチレンテレフタレートであれば、その分子構造上、−Ｃ−Ｏ−Ｏ−成分由来以外の−Ｃ−Ｏ−成分は有さないので、−Ｃ−Ｏ−成分由来のピーク高さと−Ｃ−Ｏ−Ｏ−成分由来のピーク高さとは等しく、よって、高さ比は１になるが、上記ポリマーは、−Ｃ−Ｏ−Ｏ−成分由来以外の−Ｃ−Ｏ−成分を有するので、ポリマーの含有量に比例してその高さ比の値は大きくなる。そこで、被覆率は、以下の式により求められる。
被覆率＝（Ａ−Ｂ）／（Ｃ−Ｂ）
Ａ：ポリマーをコーティングしたフィルター材の「高さ比」
Ｂ：フィルター支持体の「高さ比」
Ｃ：ポリマーの「高さ比」
本発明の白血球選択除去フィルター材の形状は、液相で血液との接触頻度を高くするため、表面積が大きいことが望ましい。例を挙げると、不織布、繊維状、綿状、糸状、束状、簾状、織布等の繊維状構造体、スポンジ等の高分子多孔質体、あるいはビーズ状、ゲル状等の構造が挙げられる。特に白血球の吸着性、分離材としての取り扱い性からみて織布、不織布が好ましく、中でも白血球との多点的な接触が可能である点で不織布が最も好ましい。
不織布などの繊維状構造体を用いる場合、繊維径が細胞吸着能力に寄与するため、有効な平均繊維径のものを用いることが重要である。繊維径が大きすぎる場合には白血球の吸着量及び吸着速度が低下し、小さすぎる場合には血小板吸着量が増加する点から、本発明におけるフィルター材の平均繊維径の範囲は、０．５μｍ以上５０μｍ以下が好ましい、更に好ましくは１μｍ以上４０μｍ以下、最も好ましくは２μｍ以上３５μｍ以下である。
なお、本発明における平均繊維径とは、以下の方法に従って求められる値をいう。すなわち、フィルター材を構成する１枚または複数枚の繊維体から実質的に均一と認められる部分をサンプリングし、走査電子顕微鏡などを用いて、写真に撮る。サンプリングに際しては、繊維体の有効濾過断面積部分を、１辺が０．５ｃｍの正方形によって区分し、その中から６ケ所をランダムサンプリングする。ランダムサンプリングするには、例えば上記各部分に番地を指定した後、乱数表を使うなどの方法で、必要ケ所の区分を選べば良い。またサンプリングした各区分について、３ケ所以上好ましくは５ケ所以上を拡大倍率２５００倍で写真に撮る。サンプリングした各区分について中央部分及びその近傍の箇所の写真を撮っていき、その写真に撮られた繊維の合計本数が１００本を超えるまで写真を撮る。ここで直径とは、繊維軸に対して直角方向の繊維の幅をいう。測定した全ての繊維の直径の和を、繊維の数で割った値を平均繊維径とする。但し、複数の繊維が重なり合っており、他の繊維の陰になってその幅が測定できない場合、また複数の繊維が溶融するなどして、太い繊維になっている場合、更に著しく直径の異なる繊維が混在している場合、等々の場合には、これらのデータは削除する。
本発明は、また、本発明の白血球選択除去フィルター材を少なくとも入口と出口を有する容器に充填した白血球選択除去フィルター装置を提供する。容器形状としては、入口と出口を有する容器であれば特に限定はないが、例を挙げると、白血球選択除去フィルター材を積層状に充填できる容器や、円柱状、三角柱状、四角柱状、六角柱状、八角柱状等の角柱状容器、更に、白血球選択除去フィルター材を円筒状に巻きこれを充填できる容器、または、血液の流れが円筒の外周より入り内側へと流れ、最も内側に集まり血液流出口より出ることを特徴とする容器等が良好な形状となる。更に、断面積が入口から出口に向かうに従って、小さくなる形状を有する容器等も良好に用いられる。
本発明の白血球選択除去フィルター材の容器への充填密度は、容器中に該白血球選択除去フィルター材を充填した時の一定体積当たりの重さをいうが、該容器への該白血球選択除去フィルター材の充填密度は０．０５ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。更に白血球選択除去効率を上げ、目詰まりを抑制し、圧損の上昇を防ぎ流れをスムーズにする点より好ましい充填密度は０．０７５ｇ／ｃｍ３以上０．４ｇ／ｃｍ３以下、最も好ましくは０．１ｇ／ｃｍ３以上０．３５ｇ／ｃｍ３以下である。
以下、図面を用いて本発明の白血球選択除去フィルター装置について具体的に説明する。図１は、本発明の白血球選択除去フィルター装置の一例を示す縦断面図である。
本発明の白血球選択除去フィルター装置（１）における望ましい態様として、白血球選択除去フィルター材は、円筒状に巻かれて中空円筒状フィルター（４）を構成し、該中空円筒状フィルターの両端部（５，５）は血液が通れないように液密に封止された状態で円筒状容器（２）に充填される。封止には血液に接触した際の適合性に優れ、且つ封止に適した液漏れしない材質のものを用いる。具体的にはウレタンなどの公知の合成樹脂が使用できる。血液入口（３）は、両端が封止された中空円筒状フィルターの外周面または内周面に被処理血液を供給し得る位置であれば、容器の任意の位置に設けてよい。血液出口（６）は、被処理血液が中空円筒状フィルターの外周面に供給される場合は、内周面に、被処理血液が中空円筒状フィルターの内周面に供給される場合は、外周面に連通するように設けられる。
本発明の白血球選択除去フィルター装置における中空円筒状フィルターは、血液第１接触層（４ａ）の濾過面積が５０ｃｍ２以上１０００ｃｍ２以下であることが望ましい。本発明でいう血液第１接触層とは、血液入口から供給された被処理血液がはじめに中空円筒状フィルターに接触する部分のことを言い、中空円筒状フィルターの外周面または内周面のいずれの部分であってもよい。一般に血小板は、高いずり応力が働くと、ＧＰＩＩｂ／ＩＩＩａ受容体を介するｖｏｎ  Ｗｉｌｌｅｂｒａｎｄ因子との結合が盛んに行われ、血小板の活性化凝集が進むといわれている。従って、血小板回収率を向上させるためには、血液を低流量で血液第１接触層と穏やかに接触させることが望ましい。血液第１接触層の濾過面積が５０ｃｍ２より小さい場合、単位濾過面積あたりの血液流量が大きくなり、血小板回収率が低下するため好ましくない。血液第１接触層の濾過面積が１０００ｃｍ２を超えると、フィルター装置の容器サイズが大きくなりすぎるため好ましくない。より好ましくは８０ｃｍ２以上５００ｃｍ２以下、さらに好ましくは１００ｃｍ２以上４００ｃｍ２以下である。
血小板に与えるずり応力を制御する点で、血液第１接触層の体積基準比表面積を適切な範囲に規定することは好ましい態様である。本発明でいう体積基準比表面積とは、フィルター材単位体積あたりのフィルター材表面積をいい、ＢＥＴ法、Ｌａｎｇｍｕｉｒ法等公知の方法を用いて測定することができる。フィルター材が繊維の場合、平均繊維径値及び繊維比重値等を用いて、計算により求めることも可能である。本発明の白血球除去フィルター装置における中空円筒状フィルターは、血液第１接触層の体積基準比表面積が０．０８ｍ２／ｍＬ以上１．０ｍ２／ｍＬ以下であることが望ましい。より好ましくは０．１ｍ２／ｍＬ以上０．８ｍ２／ｍＬ以下、更に好ましくは０．２ｍ２／ｍＬ以上０．５ｍ２／ｍＬ以下である。
本発明の白血球選択除去フィルター装置における中空円筒状フィルターは、シート状のフィルター材とシート状のスペーサーとが積層されて反物状に巻かれる態様も可能である。本発明でいうスペーサー層とは、白血球選択除去フィルター材よりも血液がより流れやすい層であり、目の粗い網状の金属や合成樹脂、無機繊維、合成繊維、或いは中空円筒状フィルターに使用される不織布よりも平均繊維径の大きな不織布なども用いられる。スペーサー層は中空円筒状フィルター間に血液の流れやすい部分を確保するために白血球選択除去フィルター材に積層されて反物状に一緒に巻かれるものである。その時、反物状に巻かれたスペーサー層の巻き始め及び／または巻き終わりの端部は、血液の流路を確保するために中空円筒状フィルターの外周面及び／または内周面に露出していることが望ましい。
本発明の白血球選択除去フィルター装置における中空円筒状フィルターの厚みは、０．６ｍｍ以上１２．０ｍｍ以下が望ましい。厚みが０．６ｍｍ未満の場合、フィルター濾過長が短く、血球成分とフィルター材との接触回数が小さくなるため白血球除去率が悪くなり好ましくない。厚みが１２．０ｍｍより大きい場合、フィルター濾過長が長く、血球成分とフィルター材との接触回数が大きくなるため血小板回収率が低下し好ましくない。より好ましい中空円筒状フィルターの厚みの範囲は、１．０ｍｍ以上１０．０ｍｍ以下、さらに好ましくは１．５ｍｍ以上８．０ｍｍ以下である。
本発明の白血球除去フィルター装置における中空円筒状フィルターは、血液第１接触層の下流側に血液第２接触層を配することも可能である。血液第２接触層は、血液第１接触層で除去できなかった白血球を除去する機能を有するため、血液第１接触層よりも体積基準比表面積の大きなものを用いる。血液第２接触層の好ましい体積基準比表面積の範囲は、１．０ｍ２／ｍＬ以上２０ｍ２／ｍＬ以下、より好ましくは２．０ｍ２／ｍＬ以上１５ｍ２／ｍＬ以下である。
また、血液第１接触層に対する血液第２接触層の積層厚み比は０．２以上１０．０以下であることが望ましい。本発明でいう積層厚み比とは、血液第１接触層の厚みを血液第２接触層の厚みで除した値であり、積層厚み比が０．２より小さくなると、血液第１接触層の濾過長が相対的に短くなるので、血液第２接触層で血小板の受けるずり応力を血液第１接触層が十分に緩和できず、血小板回収率が低下するため好ましくない。反対に、積層厚み比が１０．０以上の場合、血液第１接触層が非常に多くなり、容器サイズが増大化するため好ましくない。以上の観点より、積層厚み比の好ましい範囲は０．３以上８．０以下、最も好ましい範囲は０．５以上６．０以下である。
本発明の白血球選択除去フィルター装置は、照射滅菌、湿熱滅菌、薬剤滅菌、ガス滅菌、乾熱滅菌等公知の方法で滅菌できるが、プライミング操作が簡便に実施できる点より充填液でフィルター材を飽和含水率以上の湿潤状態に保持し、滅菌することが好ましい。更に好ましくはγ線、電子線等の放射線を照射する照射滅菌または高圧蒸気滅菌等の湿熱滅菌により滅菌する。充填液は、ポリマーの劣化を起こさない液ならば何れの液体も良好に用いられるが、水または生体にとって害の少ない水溶性物質の水溶液であることが望ましい。
生体にとって害の少ない水溶性物質とは、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウム等の塩類、グリセリン、クエン酸ナトリウム、ゼラチン、カゼイン等の水溶性有機化合物の様に水に溶ける物質で、しかも生体にとって害の少ない物質であり、多量の場合には生体にとって有害な物質であってもプライミング操作程度の簡単な洗浄操作により、血球分離フィルター外に該物質を洗い流す事ができ、少量の残存であれば生体にとって害の少ない物質も含まれる。また、水に溶解させる事によって等張溶液を作り易い物質は特に好ましく用いられる。これらの物質は単独で用いても良く、混合して用いても良い。好ましい水溶性物質の例としては、塩化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、ピロ亜硫酸ナトリウムであり、最も好ましくは塩化ナトリウムである。
飽和含水率以上の湿潤状態とは、フィルター材が完全に水または生体にとって害の少ない水溶性物質の水溶液に浸漬された状態でも良いし、フィルター材を前もって充分加湿し、材料自身の飽和含水量以上の湿潤状態にするだけでも良い。要は、少なくともフィルター材がフィルター材の飽和含水量と同等かそれよりも余計な水分にさらされていれば良いのであって、その程度は問わない。
好ましい水溶性物質の濃度としては、５．０重量％以下である。濃度が５．０重量％より大きくなると、プライミング操作によって水溶性物質を除去し難くなるため好ましくない。また、濃度が０．０１重量％以上のときポリマーの溶出をより抑制できることから、より好ましくは０．０１重量％以上４．０重量％以下、更に好ましくは０．１重量％以上３．０重量％以下である。
本発明は、また、血液送液手段、抗凝固剤液送液手段、本発明の白血球選択除去フィルター装置を含む白血球選択除去手段からなる白血球選択除去システムを提供する。本発明の白血球選択除去システムは、１〜１０Ｌの大量の血液を処理しても、安定した白血球除去能力を維持し、かつ血小板の粘着を抑制することができる。
本発明の、血液送液手段とは、例えば、ポンプ等を用いたあらゆる公知の手段を用いることができる。ポンプは、構造としてはチューブローラーポンプ、フィンガーポンプ等が有用に用いられるが、特に本発明では５ｍＬ／ｍｉｎ〜５００ｍＬ／ｍｉｎの流量範囲で精度よく送液できるものが好ましい。本発明の白血球選択除去システムでは、血液送液手段による血液流量が１０ｍＬ／ｍｉｎ以上２００ｍＬ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。血液流量が１０ｍＬ／ｍｉｎ未満の場合、白血球選択除去フィルター装置内での血液の滞留が起こりやすくなるためあまり好ましくない。一方、２００ｍＬ／ｍｉｎより早い場合、高いずり応力が働くため血小板回収率が低下し好ましくない。以上の観点より、血液流量のより好まし範囲は１５ｍＬ／ｍｉｎ以上１５０ｍＬ／ｍｉｎ以下、最も好ましくは２０ｍＬ／ｍｉｎ以上１００ｍＬ／ｍｉｎ以下である。
本発明で用いる抗凝固剤液注入手段は、抗凝固剤液を血液流量の１％以上２０％以下の流量で血液回路に注入することが望ましい。抗凝固剤は、直接或いは、希釈し注入できる。この場合、血液流量に対し１％未満であると血液と混合しにくく、抗凝固作用が十分発揮できないため好ましくない。一方２０％よりも大きい場合、血液が希釈されすぎるため実用上好ましくない。以上の観点より、好ましい抗凝固剤液の血液流量との注入比率は３％以上１８％以下、最も好ましくは５％以上１８％以下である。
本発明で用いる抗凝固剤液に含まれる抗凝固剤の種類としては、ヘパリンナトリウム、ヘパリンカルシウム、ダルテパリンナトリウム等のヘパリン、あるいは、メシル酸ナファモスタットやメシル酸ガベキサート等の蛋白分解酵素阻害剤、及びＡＣＤ−Ａ、ＡＣＤ−Ｂ、ＣＰＤ等のクエン酸系抗凝固剤等が好適に用いられる。更に上記抗凝固剤は、生理食塩水、ブトウ糖液等の抗凝固作用及び血液成分を変性させない緩衝液で希釈して用いた場合、より有用に用いられる。
血液１Ｌに対する抗凝固剤の注入量としては、例えばヘパリンや低分子量ヘパリンの場合、１００単位以上２０００単位以下、より好ましくは３００単位以上１５００単位以下である。また、メシル酸ナファモスタットの場合、２ｍｇ以上４０ｍｇ以下、より好ましくは６ｍｇ以上３０ｍｇ以下である。また、ＡＣＤ−Ａ、ＡＣＤ−Ｂ液の場合、２０ｍＬ以上１６０ｍＬ以下、より好ましくは３０ｍＬ以上１２５ｍＬ以下の範囲で有効に使用できる。
抗凝固剤液注入手段には、通常用いられる定量ポンプに代表される、ローラーチューブポンプ、フィンガーポンプ、輸液ポンプ、シリンジポンプ等を用いたあらゆる手段を用いることができる。具体的には、高精度で微量注入ができるチューブローラーポンプ、フィンガーポンプ等が有用に用いられる。
本発明の白血球選択除去システムは、上記の血液送液手段、抗凝固剤液注入手段、白血球選択除去手段を、白血球選択除去手段へ血液を導入する血液回路および白血球選択除去手段から血液を導出する血液回路を用いて連続的に液密に接続し、体外循環用の回路を形成して構成できる。回路構成としては、例えば、血液を採取する手段を有する血液導入側回路の途中に血液送液手段と抗凝固剤液注入手段を取りつけ、これを白血球選択除去手段の血液入口側に接続する。一方、白血球選択除去手段の血液出口側には、血液を患者に返血する手段を有する血液導出側回路を取りつければ、体外循環に好ましく用いることができる。
図２は本発明の白血球選択除去システムの１例の模式図である。図１の白血球選択除去システムにおいては、患者から血液を採取する手段（７）と、採取された血液に抗凝固剤液（８ａ）を送液する抗凝固剤液送液手段（８）と、抗凝固剤と混合された血液を１０〜２００ｍｌ／ｍｉｎの流量で送液する血液送液手段（９）と、動脈圧モニター（１２ａ）を有する微小凝集塊捕捉手段（１２）と、白血球選択除去フィルター装置を含み、血液入口と血液出口を有する白血球選択除去手段（１０）と、静脈圧モニター（１３ａ）を有するドリップチャンバー（１３）と、血液を患者に返血する手段（１１）とが、この順序でチューブにより液密に接続されている。
本発明は更に、細胞性免疫異常疾患の処置のための使用方法を提供するもので、該方法は、細胞性免疫異常疾患の患者血液を、本発明の白血球選択除去フィルター材と接触させることを特徴とする。本使用方法においては、処置済み血液を患者に戻して、疾患の治療を完了してもよく、その際、本発明の白血球選択除去システムで説明した各種手段ならびに使用条件を適用するとより好ましく実施できる。本発明でいう細胞性免疫異常疾患とは、体内の免疫担当細胞、細胞障害性Ｔ細胞、炎症細胞等が異常を呈し、これらが作り出すサイトカイン等の炎症惹起物質によって、体の組織が攻撃される疾患を言い、例えば慢性及び悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎等の自己免疫疾患、潰瘍性大腸炎、クローン病等の炎症性腸疾患、アトピー性皮膚炎等のアレルギー性疾患、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群等が含まれる。
本発明の白血球選択除去システムによる白血球除去能力については、白血球除去率が５０％以上であることが望ましい。本発明でいう白血球除去率とは、白血球選択除去手段に導入される入口側血液の白血球濃度と、白血球選択除去手段から導出される出口側血液の白血球濃度より下式により求められる。
白血球除去率（％）＝（１−出口側血液の白血球濃度／入口側血液の白血球濃度）×１００
白血球除去率が５０％未満の場合、１回の血液処理で除去される白血球量が十分でなく、上記の細胞性免疫異常の改善効果が低下する可能性があるため好ましくない。より好ましくは白血球除去率６０％以上、更に好ましくは白血球除去率７０％以上である。
一方、血小板回収能力については、血小板回収率が５０％以上であることが望ましい。本発明でいう血小板回収率とは、白血球選択除去手段に導入される入口側血液の血小板濃度と、白血球選択除去手段から導出される出口側血液の血小板濃度より下式により求められる。
血小板回収率（％）＝（出口側血液の血小板濃度／入口側血液の血小板濃度）×１００
血小板回収率が５０％未満の場合、血小板数の少ない血液（例えば１０万個／μＬ以下）を処理したときに、十分な量の血小板を回収できなくなる可能性があるため好ましくない。好ましくは血小板回収率６０％以上、更に好ましくは血小板回収率７０％以上である。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を記載するが、本発明はこれに限定されるものではない。
〔実施例１〕
（ポリマーの合成）
コーティングにより白血球選択除去フィルターを製造する場合に用いるポリマーの合成方法の１例を示す。エタノール２７７ｍｌを還流装置を設置した反応容器に入れ、７３℃で１時間窒素でバブリング・溶液の攪拌を行った後に窒素雰囲気を維持したまま、重合性モノマーを１２０分かけて系中に滴下し、並行して開始剤溶液を３００分かけて系中に滴下し、開始剤溶液滴下完了後２時間さらに重合を行った。
重合性モノマーは、アルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマーに該当するメトキシジエチレングリコールメタクリレート（以下ＭＤＧと略す）を４．８ｇ（３０．０ｍｍｏｌ）、疎水性基を有する重合性モノマーに該当するメチルメタクリレート（以下ＭＭＡと略す）を４．３ｇ（５０．０ｍｍｏｌ）、及び水酸基を有する重合性モノマーに該当する２−ヒドロキシイソブチルメタクリレート（以下ＨＢＭＡと略す）を２．７ｇ（２０．０ｍｍｏｌ）含む液体である。つまり各重合性モノマーの仕込み量は、ＭＤＧが３０ｍｏｌ％、ＭＭＡが５０ｍｏｌ％、ＨＢＭＡが２０ｍｏｌ％である。開始剤溶液は、アゾビスジメチルバレロニトリル（以下Ｖ−６５と略す）を０．０３４ｇ含むエタノール溶液である。重合溶液を純水に滴下しポリマーを析出させ回収し、析出したポリマーを細断したものを再度純水に投入して１時間攪拌することでポリマーの洗浄を行った。次に洗浄を完了したポリマーを６０℃で真空乾燥させて目的のポリマーを得た。
得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところ、ほぼ仕込み比どおりであることを確認したことから、得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．２９であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は６．８×１０５であった。
（フィルター材の作成方法）
白血球選択除去フィルター材の作成方法を次に示す。得られたポリマー１ｇをエタノールと純水の混合溶媒１００ｍｌ（エタノール：水＝７０：３０）に溶解させ、その溶液に、ポリエチレンテレフタレート製不織布を浸漬させ、余分な液を除去した後に室温で１６時間乾燥させて目的のフィルター材を得た。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
（溶出物試験）
次に溶出物試験方法を記述する。容量２００ｍＬの容器に作成したフィルター材１５ｇ、充填液として生理食塩液を充填した状態でガンマ線滅菌（照射線量２５ｋＧｙ）を実施した。その後実際に医療用具を保管する場合に考えられる温度範囲での溶出物を確認するために、２５℃で２４時間保存した後４℃で２４時間保存した。保存後の充填液の外観を観察したところ無色透明であり、滅菌前と比較して変化を認めなかった。紫外分光光度計（日本分光株式会社Ｖ−５６０）を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．０４であった。
（血液性能試験）
次に白血球除去率および血小板回収率を評価する試験方法を記述する。作成したフィルター材を直径６．８ｍｍの円形に切断し、入口と出口を有する容量１ｍＬのカラムに７枚を積層した。充填液として生理食塩液を充填した状態でガンマ線滅菌（照射線量２５ｋＧｙ）を実施し、性能評価用カラムを作成した。抗凝固剤としてＡＣＤ−Ａを添加したヒト新鮮血液（白血球数：４，５００〜８，４００／μＬ、血小板数：１５０，０００〜４４０，０００／μＬ、血液：ＡＣＤ−Ａ＝８：１）３ｍＬをシリンジポンプを用いて０．５ｍＬ／分の一定流速でカラム入口より流し、処理後の血液を回収した。カラム通過前後の血液中の白血球濃度及び血小板濃度を自動血球数測定装置（東亜医用電子株式会社Ｓｙｓｍｅｘ  ＳＦ−３０００）にて測定し、白血球の除去率及び血小板の回収率を算出した。
結果は、白血球除去率９７．５％、血小板回収率８５．０％であり選択的な白血球除去が可能であった。
〔実施例２〕
各単量体の仕込み量をＭＤＧ４０．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ５０．０ｍｏｌ％、ＨＢＭＡ１０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．０４であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は８．７×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は無色透明であり、滅菌前と比較して変化を認めなかった。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．０５であった。また、白血球除去率９７．０％、血小板回収率８５．０％であり選択的な白血球除去が可能であった。
〔実施例３〕
各単量体の仕込み量をＭＤＧ２０．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ６０．０ｍｏｌ％、ＨＢＭＡ２０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．３１であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は９．２×１０５であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は９．２×１０５であった。
得られたポリマー１ｇをエタノールと純水の混合溶媒１００ｍｌ（エタノール：水＝７０：３０）に溶解させ、その溶液にポリプロピレン製不織布を浸漬させ、余分な液を除去した後に室温で１６時間乾燥させてフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は７．９０、フィルター材の平均繊維径２．６μｍ、目付８０ｇ／ｍ２、厚み０．５１ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は無色透明であり、滅菌前と比較して変化を認めなかった。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．０８であった。また、白血球除去率９８．５％、血小板回収率８９．４％であり選択的な白血球除去が可能であった。
〔実施例４〕
疎水性基を有する重合性モノマーとしてｎ−ブチルメタクリレート（以下ＢＭＡと略す）、水酸基を有する重合性モノマーとして２−ヒドロキシイソプロピルメタクリレート（以下ＨＰＭＡと略す）を使用し、各モノマーの仕込み量をＭＤＧ２０ｍｏｌ％、ＢＭＡ５０ｍｏｌ％、ＨＰＭＡ３０ｍｏｌ％とした以外は実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．４６であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は１．１×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は無色透明であり、滅菌前と比較して変化を認めなかった。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．０８であった。また、白血球除去率９３．８％、血小板回収率８３．７％であり選択的な白血球除去が可能であった。
〔実施例５〕
各モノマーの仕込み量をＭＤＧ１５ｍｏｌ％、ＭＭＡ４０ｍｏｌ％、ＨＢＭＡ４５ｍｏｌ％とした以外は実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．８６であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は２．１×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は無色透明であり、滅菌前と比較して変化を認めなかった。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．１５であった。また、白血球除去率８２．２％、血小板回収率８０．２％であり選択的な白血球除去が可能であった。
〔比較例１〕
各モノマーの仕込み量をＭＤＧ５．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ５．０ｍｏｌ％、ＨＰＭＡ９０．０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１２．３９であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は３．２×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌保存後の充填液の外観は白濁しており、滅菌、保存によるポリマーの溶出が認められた。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ２．４であった。また、白血球除去率９３．３％、血小板回収率３．１％であり、血小板回収率が低値を示した。
〔比較例２〕
ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマーとしてメトキシノナエチレングリコールメタクリレート（以下ＭＮＧと略す）を使用し、各モノマーの仕込み量をＭＮＧ６５．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ３５．０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ９．６４であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は２．２×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌保存後の充填液の外観は白濁しており、滅菌、保存によるポリマーの溶出が認められた。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ５．０以上であった。また、白血球除去率９９．５％、血小板回収率５２．０％であった。
〔比較例３〕
各モノマーの仕込み量をＭＤＧ５．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ５０．０ｍｏｌ％、ＨＢＭＡ４５．０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．８９であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は１．２×１０５であった。
得られたポリマー１ｇをエタノールと純水の混合溶媒１００ｍｌ（エタノール：水＝７０：３０）に溶解させ、その溶液にセルロース製不織布を浸漬させ、余分な液を除去した後に室温で１６時間乾燥させてフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１５．６５、フィルター材の平均繊維径４．１μｍ、目付１８ｇ／ｍ２、厚み０．１ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験を実施した。滅菌保存後の充填液の外観は白濁しており、滅菌、保存によるポリマーの溶出が認められた。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ５．０以上であった。
作成したフィルター材を直径６．８ｍｍの円形に切断し、入口と出口を有する容量１ｍＬのカラムに２８枚を積層した以外は、実施例１と同様の方法で血液性能試験を実施した。白血球除去率８５．１％、血小板回収率４５．４％であり、血小板通過率がやや低値を示した。
〔比較例４〕
各単量体の仕込み量をＭＤＧ９０．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ１０．０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。、得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ９．７０であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は３．５×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は白濁しており、滅菌、保存によるポリマーの溶出が認められた。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ５．０以上であった。血液性能は、白血球除去率９７．０％、血小板回収率７８．０％であった。
〔比較例５〕
各単量体の仕込み量をＭＤＧ４０．０ｍｏｌ％、ＭＭＡ２５．０ｍｏｌ％、ＨＢＭＡ３５．０ｍｏｌ％とした以外は、実施例１と同様の方法でポリマーを合成した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．５８であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は４．２×１０５であった。
得られたポリマーを用いて実施例１と同様の方法によりフィルター材を作成した。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は白濁しており、滅菌、保存によるポリマーの溶出が認められた。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ２．３であった。血液性能は、白血球除去率８５．８％、血小板回収率７２．７％であった。
〔実施例６〕
エタノール３００ｍｌに対し、ＭＤＧを２．３ｇ（１２ｍｍｏｌ）、ＭＭＡとを２．０ｇ（２０ｍｍｏｌ）、及びＨＢＭＡを１．３ｇ（８ｍｍｏｌ）（モル比／ＭＤＧ：ＭＭＡ：ＨＢＭＡ＝３０：５０：２０）、Ｖ−６５を０．１ｇ存在下、７０℃で６時間重合を行った。得られた重合溶液は、水１０Ｌ中に攪拌しながら滴下し、ポリマーを析出させて水不溶分を回収した。得られたポリマーの組成分析をＮＭＲ測定の積分値から算出したところほぼ仕込み比どおりであることを確認した。得られたポリマーのδ値をＦｅｄｏｒｓ法により算出したところ１０．２９であった。また、ＧＰＣ測定による重量平均分子量は４．０×１０４であった。
得られたポリマー１ｇを７０％エタノール水溶液９９ｇに溶解し、１％コーティング液を得た。ポリエチレンテレフタレート製不織布１ｇを１％コーティング液１０ｍｌに浸した後、２５℃で１２時間乾燥し、フィルター材を得た。フィルター支持体のδ値は１０．３０、フィルター材の平均繊維直径２．９μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４０ｍｍであった。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は無色透明であった。しかし紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．４１であり、ポリマーの溶出が僅かに認められた。血液性能は、白血球除去率９５．１％、血小板回収率７４．３％であった。
以上の結果を表１にまとめた。
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表１から明らかなように、ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニットと疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットと水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットを構成成分とするポリマーであって、該ポリマー中の各モノマーユニットの組成比を特定範囲としたポリマーを用いたフィルター材は、溶出物が少なく、選択的な白血球除去が可能であったのに対し、その条件を満たさないポリマーを用いたフィルター材は、溶出物試験、血液性能試験いずれかが満足できない結果であった。さらに、該ポリマーの重量平均分子量が１０万以上のポリマーを用いた場合、溶出物試験において、さらに優れていることが分かった。
〔実施例７〕
ポリマー１０ｇをエタノールと純水の混合溶媒１００ｍｌ（エタノール：水＝７０：３０）に溶解させたこと以外は、実施例１と同様な方法によりフィルター材を作成した。得られたフィルター材のポリマー保持量を測定したところ、実施例１のフィルター材は２重量％であったのに対し、２０重量％であった。なお、ポリマー保持量については、コーティング前後のフィルター材重量変化を測定することにより算出した。
作成したフィルター材を用いて実施例１と同様な方法で溶出物試験及び血液性能試験を実施した。滅菌、保存後の充填液の外観は無色透明であった。紫外分光光度計を用いて波長２２０ｎｍ〜３５０ｎｍにおける充填液の最大吸光度を測定したところ０．２１であった。血液性能は、白血球除去率９２．３％、血小板回収率８２．１％でありであり選択的な白血球除去が可能であった。
〔実施例８〕
（白血球選択除去フィルター装置の作成方法）
白血球選択除去手段に用いる白血球選択除去フィルター装置の作成方法の一例を示す。実施例１のポリマー４．０ｇをエタノールと純水の混合溶媒５００ｍｌ（エタノール：水＝７０：３０）に溶解させ、その溶液に、平均繊維径２．７μｍ、目付９０ｇ／ｍ２、厚み０．４２ｍｍのポリエチレンテレフタレート製不織布を浸漬させ、余分な液を除去した後に室温で１６時間乾燥させてフィルター材（Ａ）を得た。次に実施例１のポリマー０．５ｇをエタノールと純水の混合溶媒５００ｍｌ（エタノール：水＝７０：３０）に溶解させ、その溶液に、平均繊維径１２μｍ、目付３０ｇ／ｍ２、厚み０．２０ｍｍのポリエチレンテレフタレート製不織布を浸漬させ、余分な液を除去した後に室温で１６時間乾燥させてフィルター材（Ｂ）を得た。
フィルター材（Ａ）を幅１５０ｍｍ、長さ２５０ｍｍに切断し、直径２８ｍｍのポリエチレン製円筒状メッシュの周囲に巻きつけた。その外側に幅１５０ｍｍ、長さ１６６０ｍｍのフィルター材（Ｂ）を巻きつけて積層した。更に外側に幅１５０ｍｍ、長さ１３０ｍｍのポリエチレン製のメッシュを巻き、中空円筒状フィルターを得た。この円筒の両端をウレタンで閉塞し、天井部と底部にそれぞれ血液の入口と出口を有する内径４１ｍｍの円筒状ポリカーボネート容器に、円筒の外周面が容器の血液入口に、内周面が血液の出口にそれぞれ通じるように納めた。容器内に生理食塩液を充填した状態でガンマ線滅菌（照射線量２５ｋＧｙ）を実施し、白血球選択除去フィルター装置とした。該白血球選択除去フィルター装置における、フィルター材の充填密度は０．１５７ｇ／ｃｍ３、血液第１接触層の濾過面積は１７４ｃｍ２、血液第１接触層の体積基準比表面積は０．３３ｍ２／ｍＬ、血液第２接触層の体積基準比表面積は１．５ｍ２／ｍＬ、血液第２接触層に対する血液第１接触層の積層厚み比は４．０、中空円筒状フィルターの厚みは４．５ｍｍであった。
（白血球選択除去システムによる体外循環方法）
潰瘍性大腸炎の患者血液の血液処理のために図２に示すような白血球選択除去システムを作成した。前記白血球選択除去フィルター装置を用いた白血球選択除去システムを用いて、１症例につき、流速５０ｍｌ／ｍｉｎで１時間の体外循環を週１回の頻度で５回行った。抗凝固剤液としてはヘパリン３０００単位を生理食塩液５００ｍＬに混合し、流速８ｍＬ／ｍｉｎで持続注入した。
体外循環開始３０分時に白血球選択除去手段前後でサンプリングした血液中の白血球濃度及び血小板濃度を自動血球数測定装置にて測定し、白血球除去率及び血小板回収率を算出した。結果は、白血球除去率は８２％、血小板回収率は６５％であり、高い血小板回収率が得られた。５回治療後の患者の下痢回数が１１回／日から４回／日に低減し、症状の改善が認められた
〔実施例９〕
慢性関節リウマチの患者血液の血液処理のために図２に示すような白血球選択除去システムを作成した。実施例８の白血球選択除去フィルター装置を用いた白血球選択除去システムを用いて、１症例につき、流速５０ｍｌ／分で１時間の体外循環を週１回の頻度で７回行った。抗凝固剤液としてはＡＣＤ−Ａ液２５０ｍＬを生理食塩液２５０ｍＬに混合し、流速８ｍＬ／分で持続注入した。
体外循環開始３０分時に白血球選択除去手段前後でサンプリングした血液中の白血球濃度及び血小板濃度を自動血球数測定装置にて測定し、白血球除去率及び血小板回収率を算出した。結果は、白血球除去率は７５％、血小板回収率は８２％であり、高い血小板回収率が得られた。７回治療後の患者のリッチ−インデックス（Ｒｉｔｃｈｉｅ  Ｉｎｄｅｘ、関節リウマチ患者の病状を評価する指標、Ｒｉｔｃｈｉｅら、Ｑｕａｒｔｅｒｌｙ  Ｊｏｕｒｎａｌ  ｏｆ  Ｍｅｄｉｃｉｎｅ，ＮｅＷ  Ｓｅｒｉｅｓ  ＸＸＸＶＩＩ，Ｎｏ．１４７，ｐ．３９３−４０６，Ｊｕｌｙ  １９６８を参照）が１５点から８点に低減し、症状の改善が認められた。
〔実施例１０〕
実施例８のフィルター材Ｂを幅１５０ｍｍ、長さ１５００ｍｍに切断し、直径３１ｍｍのポリエチレン製円筒状メッシュの周囲に巻きつけた。更に外側に幅１５０ｍｍ、長さ１３０ｍｍのポリエチレン製のメッシュを巻き、中空円筒状フィルターを得た。以降は実施例８と同様な方法により、白血球選択除去フィルター装置を作成した。該白血球選択除去フィルター装置における、フィルター材の充填密度は０．１４５ｇ／ｃｍ３、血液第１接触層の濾過面積は１７４ｃｍ２、血液第１接触層の体積基準比表面積は０．３３ｍ２／ｍＬ、中空円筒状フィルターの厚みは３．０ｍｍであった。
全身性炎症反応症候群の患者血液の血液処理のために図２に示すような白血球選択除去システムを作成した。前記白血球選択除去フィルター装置を用いた白血球選択除去システムを用いて、流速５０ｍｌ／ｍｉｎで１時間の体外循環を実施した。抗凝固剤液としてはヘパリン３０００単位を生理食塩液５００ｍＬに混合し、流速８ｍＬ／ｍｉｎで持続注入した。
体外循環開始３０分時に白血球選択除去手段前後でサンプリングした血液中の白血球濃度及び血小板濃度を自動血球数測定装置にて測定し、白血球除去率及び血小板回収率を算出した。結果は、白血球除去率は５８％、血小板回収率は９２％であり、高い血小板回収率が得られた。また、治療前後の患者末梢血中の単核球培養上清由来のＴＮＦ−α産生能を測定した。方法としては、血液をＣｏｎｒａｙ−Ｆｉｃｏｌｌ液で単核球層分離し、１×１０６個の単核球に対し、最終濃度７ｍｇ／ｍＬのＣｏｎｃａｎａｖａｒｉｎ  Ａ（Ｃｏｎ  Ａ）で刺激して２４時間培養し、上清中のＴＮＦ−α濃度を測定した。結果は、治療前濃度９１００ｐｇ／ｍＬに対し、治療後４８００ｐｇ／ｍＬと抑制されていた。ＴＮＦ−αは白血球（好中球）を活性化させ、組織障害を引き起こす作用を有することから、炎症症状の改善につながるものと考えられた。
〔産業上の利用の可能性〕
上記から明らかなとおり、本発明によれば、生体適合性に優れ、特に血小板の粘着性が低く、かつ溶出性の低いポリマーを提供することができる。また、上記生体適合性ポリマーを用いた白血球選択除去フィルター材、白血球選択除去フィルター装置及び白血球選択除去システムは、各種血液、特に全血中の血小板吸着をできるだけ抑制し、かつ白血球を選択的に除去することが可能であることから、血小板輸血用や体外循環白血球除去用として有用に用いられる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の白血球除去フィルター装置の断面構造を示す縦断面図である。
図２は、本発明の白血球選択除去システムの１例を示す模式図である。
【図１】
2003106518.tif 000003
【図２】
2003106518.tif 000004
【手続補正書】
【提出日】平成15年9月5日(2003.9.5)
【手続補正００１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】フィルター支持体の少なくとも表面に、ポリアルキレンオキシド鎖を有する重合性モノマー由来のユニット８モル％以上４５モル％以下、疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニット３０モル％以上９０モル％以下、及び水酸基を有する重合性モノマー由来のユニット２モル％以上５０モル％以下から構成される生体適合性ポリマーを存在せしめてなる白血球選択除去フィルター材。
【請求項２】ポリマーの重量平均分子量が１０万以上３００万以下である請求項１に記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項３】疎水性基を有する重合性モノマー由来のユニットに対する水酸基を有する重合性モノマー由来のユニットの含量比が、０．０５以上１．０以下である請求項１または２に記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項４】ポリマーが非イオン性である請求項１から３の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項５】水酸基を有する重合性モノマーが、温度２０℃の水における溶解度３ｗｔ％以上５０ｗｔ％未満である請求項１から４の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項６】水酸基を有する重合性モノマーが２−ヒドロキシイソブチル（メタ）アクリレートである請求項５に記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項７】（削除）
【請求項８】ポリマーの溶解度因子（δ値）が１０．０以上１１．５以下であり、かつフィルター支持体のδ値が７．０以上１５．０以下であることを特徴とする請求項１から６の何れかに記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項９】フィルター支持体あたりのポリマー保持量が、０．００１重量％以上１０重量％未満である請求項１から６および８の何れか１項に記載のフィルター材。
【請求項１０】フィルター支持体表面に存在するポリマーの被覆率が、４０％以上９０％以下である請求項１から６、８および９の何れか１項に記載のフィルター材。
【請求項１１】フィルター材の形状が、織布または不織布であることを特徴とする請求項１から６および８から１０の何れか１項に記載のフィルター材。
【請求項１２】織布または不織布の平均繊維直径が、０．５μｍ以上５０μｍ以下、充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ３以上０．５ｇ／ｃｍ３以下である請求項１１記載のフィルター材。
【請求項１３】細胞性免疫異常疾患の患者から採取した血液から白血球を選択除去するために用いる請求項１から６および８から１２の何れか１項記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項１４】疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、の何れかである請求項１３記載の白血球選択除去フィルター材。
【請求項１５】請求項１から６および８から１２の何れか１項に記載のフィルター材を、少なくとも血液入口と血液出口とを有する容器に充填してなる白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１６】フィルター材が円筒形状に巻かれてなる中空円筒状フィルターが、その両端面を封止された状態で容器に充填され、円筒状フィルター材の外周面または内周面のいずれかに血液入口または血液出口のいずれかが連通していることを特徴とする請求項１５記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１７】中空円筒状フィルターが、シート状フィルター材と血液の流通が可能なシート状スペーサー層とが積層され反物状に巻かれた構造を有し、スペーサー層の巻き始め及び／または巻き終わりの端部は、血液の流路を確保するために中空円筒状フィルターの外周面及び／または内周面に露出していることを特徴とする請求項１６に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１８】中空円筒状フィルターの血液第１接触層の濾過面積が、５０ｃｍ２以上１０００ｃｍ２以下である請求項１６または１７記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項１９】血液第１接触層における体積基準比表面積が、０．０８ｍ２／ｍＬ以上１．０ｍ２／ｍＬ未満である請求項１８記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２０】中空円筒状フィルターが、体積基準比表面積１．０ｍ２／ｍＬ以上２０ｍ２／ｍＬ未満の血液第２接触層を有することを特徴とする請求項１９記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２１】血液第１接触層に対する血液第２接触層の積層厚み比が、０．２以上１０．０以下である請求項２０記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２２】中空円筒状フィルターの厚みが、０．６ｍｍ以上１２．０ｍｍ以下である請求項１６から２１の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２３】水または生体にとって害の少ない水溶性物質の水溶液で飽和含水率以上の湿潤状態に保持され、かつ滅菌されている請求項１５から２２の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２４】水溶液中の水溶性物質の濃度が、５重量％以下の範囲である請求項２３記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２５】水溶性物質が塩化ナトリウムである請求項２３または２４に記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２６】細胞性免疫異常疾患の患者から採取した血液から白血球を選択除去するために用いる請求項１５から２５の何れか１項記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２７】疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、の何れかである請求項２６記載の白血球選択除去フィルター装置。
【請求項２８】血液送液手段、抗凝固剤液注入手段、白血球選択除去手段からなる血液より白血球を選択的に除去するためのシステムにおいて、白血球選択除去手段が、請求項１５から２５の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター装置を含むことを特徴とする白血球選択除去システム。
【請求項２９】血液送液手段が１Ｌ以上１０Ｌ以下の血液を１０ｍＬ／分以上２００ｍＬ／分以下の流量で送液することを含む請求項２８記載の白血球選択除去システム。
【請求項３０】血液流量に対して１％以上２０％以下の流量で抗凝固剤液を注入することを含む請求項２８または２９記載の白血球選択除去システム。
【請求項３１】抗凝固剤液注入手段から注入される抗凝固剤液が、ヘパリンまたは低分子ヘパリンを含む請求項２８から３０の何れか１項に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３２】抗凝固剤液注入手段から注入される抗凝固剤液が、蛋白分解酵素阻害剤を含む請求項２８から３０の何れか１項に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３３】抗凝固剤液注入手段から注入される抗凝固剤液が、ＡＣＤ−Ａ液またはＡＣＤ−Ｂ液を含む請求項２８から３０の何れか１項に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３４】血液１Ｌあたりの抗凝固剤注入量が、１００単位以上２０００単位以下である請求項３１に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３５】血液１Ｌあたりの抗凝固剤注入量が、２ｍｇ以上４０ｍｇ以下である請求項３２に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３６】血液１Ｌあたりの抗凝固剤注入量が、２０ｍＬ以上１６０ｍＬ以下である請求項３３に記載の白血球選択除去システム。
【請求項３７】細胞性免疫異常疾患の患者から採取した血液から白血球を選択除去するために用いる請求項２８から３６の何れか１項記載の白血球選択除去システム。
【請求項３８】疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、の何れかである請求項３７記載の白血球選択除去システム。
【請求項３９】患者の血液を請求項１から６および８から１２の何れか１項に記載の白血球選択除去フィルター材と接触させる工程を含むことを特徴とする細胞性免疫異常疾患の処置方法。
【請求項４０】疾患が慢性又は悪性関節リウマチ、全身性エリテマトーデス、ベーチェット病、特発性血小板減少性紫斑病、自己免疫性肝炎、潰瘍性大腸炎、クローン病、アトピー性皮膚炎、急速進行性糸球体腎炎、全身性炎症反応症候群、のいずれかである請求項３９記載の処置方法。




【国際調査報告】
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