(57)【要約】　　　（修正有）【課題】バイオ人工肝臓、バイオ人工膵臓に適し、細胞の利用効率が高いバイオ人工臓器を提供すること。【解決手段】体液の入口１７と出口１８とを有し体液が灌流する第１室１５と、第１室と多孔質隔壁で区切られ細胞が充填されている第２室１６とを有するバイオ人工臓器において、第１室における入口から出口への体液の通路の断面積が、少なくとも部分的に、その前後の通路よりも小さくなっていることを特徴とするバイオ人工臓器。【選択図】図５
2004041527.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
体液の入口と出口とを有し体液が灌流する第１室と、第１室と多孔質隔壁で区切られ細胞が充填されている第２室とを有するバイオ人工臓器において、第１室における入口から出口への体液の通路の断面積が、少なくとも部分的に、その前後の通路よりも小さくなっていることを特徴とするバイオ人工臓器。
【請求項２】
第１室が、体液の上流側小室と体液の下流側小室とに分かれていて、上流側の小室内圧力が下流側の小室内圧力よりも高いことを特徴とする請求項１記載のバイオ人工臓器。
【請求項３】
上流側小室と下流側小室とは、互いに独立していることを特徴とする請求項２に記載のバイオ人工臓器。
【請求項４】
上流側の小室と下流側の小室とは、体液の流量を調節できる通路で連通していることを特徴とする請求項２に記載のバイオ人工臓器。
【請求項５】
第２室が、体液の上流側小室と、体液の下流側小室とに分かれていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のバイオ人工臓器。
【請求項６】
体液を灌流する第１室と、第１室と多孔質隔壁で区切られ細胞が充填されている第２室とを有するバイオ人工臓器用ユニットを２つ以上直列に連結したバイオ人工臓器であって、最上流側のユニットの第１室は体液入口を有し、最下流側のユニットの第１室は体液出口を有し、連続する２つのユニット間において、上流側ユニットの第２室下流側側端と、下流側ユニットの第２室の上流側側端とが連通していることを特徴とするバイオ人工臓器。
【請求項７】
連続する２つのユニット間において、上流側ユニットの第１室下流側側端と、下流側ユニットの第１室上流側側端との間に、さらに体液の流量を調節できる通路を有している請求項６に記載のバイオ人工臓器。
【請求項８】
第１室と第２室とを区切る多孔性隔壁が中空糸膜である請求項１〜７のいずれかに記載のバイオ人工臓器。
【請求項９】
中空糸膜が０．１Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以上１００Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以下の透水能力を有する請求項８記載のバイオ人工臓器。
【請求項１０】
第１室と第２室とを区切る多孔性隔壁が平膜である請求項１〜７のいずれかに記載のバイオ人工臓器。
【請求項１１】
平膜が０．１Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以上１００Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以下の透水能力を有する請求項１０記載のバイオ人工臓器。
【請求項１２】
第２室に充填されている細胞が肝細胞を含む請求項１〜１１のいずれかに記載のバイオ人工臓器。
【請求項１３】
体液が血液から分離された血漿である請求項１〜１２のいずれかに記載のバイオ人工臓器。
【請求項１４】
請求項１３に記載のバイオ人工臓器と、該バイオ人工臓器に連結されてなる患者全血から血漿を分離する血漿分離装置とを少なくとも含む体液浄化装置。
【請求項１５】
請求項１〜１３のいずれかに記載のバイオ人工臓器を用いて体液を浄化する方法。
【請求項１６】
流路の流量を調節することにより、バイオ人工臓器内の圧力差を調整する請求項１５に記載の体液浄化方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の体液浄化装置を用いて体液を浄化する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、体液を浄化するために用いるハイブリッド型のバイオ人工臓器に関する。本発明は、さらに、該バイオ人工臓器を用いる体液浄化装置、および体液浄化方法にも関する。
【０００２】
【従来の技術】
肝臓、膵臓などの各種臓器の機能不全に陥った患者にとって、臓器が有する種々多様な機能を補完するために最良の手段は、臓器移植であるが、ドナー数の不足や組織適合性の問題から、対応できるケースは限られている。
一方、人工的手段のみで、種々多様な機能を有する臓器の代替をすることは困難であり、最近では、肝臓などの各種臓器の細胞そのものを利用するバイオ人工臓器の開発が進められており、臓器機能を補助する手段として期待されている。
【０００３】
バイオ人工臓器としては、現在、図１に示されるような体外設置型の治療システムが主流である。図１は、バイオ人工肝臓システムを示すものであり、肝不全患者から取り出した血液が循環する生体側血液循環回路（１）、及び血液を浄化する人工肝臓モジュール側回路（２）からなる。図１に示すとおり、当該システムは、肝不全患者から体外に取り出した血液から血漿分離器（３）で血漿を分離して、その血漿をバイオ人工肝臓モジュール（４）に通して代謝や解毒を行うことにより治療を進めるものである。
【０００４】
人工肝臓や人工膵臓で代表されるこのような人工臓器においては、有用成分の合成、分泌、物質代謝などの高度な機能を細胞が担っており、バイオ人工臓器と言われている。
【０００５】
構造的には、ハウジングの中に設けられた中空糸や平膜からなる多孔質膜によって、被処理液である血液などの体液と臓器細胞とが隔てられ、多孔質膜を介して物質交換を行う血液灌流タイプが主流である。このタイプは、コンパクトな割には物質交換の効率が高く、しかも被処理液側に細胞のコンタミが生じる可能性が極めて低い。
【０００６】
従来、このような血液灌流タイプの人工臓器として、中空糸の外側に肝細胞と培養液を、中空糸の内側に血液を流して、膜を介した肝細胞と血液との接触をおこなうもの（ＷＯ９６／０９８７６）、カラムに多孔質粒子を充填し、その多孔質構造の内部に肝細胞を増殖させ、カラム周辺部から中心部に向かって血液を流すラジアルフロー型のもの（特開平１０−２３４８５０号公報）などが知られている。
【０００７】
このような灌流タイプの人工臓器では、被処理液の細胞側への内部拡散や、ハウジング内の圧力差により起こる内部正濾過及び内部逆濾過（以下、併せて内部濾過という）によって物質交換が起こっている。この際、多孔質膜の孔径、透水性、膜を貫通する孔の内外径などの膜特性、流速、圧力などの通液条件を適宜選択することによって、物質交換効率をある程度はコントロールできる。
【０００８】
しかし、ハウジング内の被処理液の流通を膜特性や通液条件によってコントロールしても、充填されている全ての細胞が物質交換に預かるとはいえず、十分な物質交換効率が得られなかった。とりわけ、膜とハウジングとの隙間に細胞を充填する際に充填不良や充填ムラが生じやすく、その結果、物質交換の効率低下を招きやすかった。
【０００９】
さらに、図２で示すような人工臓器構造が、従来知られていた（特開平１０−３３６７１号公報、Ａｒｔｉｆｉｃｉａｌ　Ｏｒｇａｎｓ　２５（３）　ｐｐ１９４−２００、日本バイオレオロジー学会誌（Ｂ＆Ｒ）第１５巻第１号２００１ｐｐ１４−２４など）。すなわち、中空糸（５）内部に体液を流し、中空糸外側に細胞（６）を充填し、中空糸膜を介した物質交換、および圧力差による内部濾過によって、体液と充填された細胞とが物質交換をするというものである。しかしながら、このタイプの人工臓器では均一な充填が得られたとしても、圧力差が小さく、被処理液が細胞間を流通するに必要な圧力差が得られないという欠点があることを本発明者らは見出した。
【００１０】
このように、従来、体液灌流タイプのバイオ人工臓器において、細胞を有効に利用して十分な物質交換が得られるものがなく、簡単な構造で、且つ細胞機能の利用効率を最大限に引き出すことのできるデバイスデザインが求められている。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、細胞の利用効率が高いバイオ人工臓器を提供することを課題とする。特に、体液還流タイプのバイオ人工臓器において、製造が容易で、かつ体液と接した後の処理が容易なようにディスポーザブル化が可能であり、しかも、充填された細胞と体液との接触度を高めたバイオ人工臓器を提供することを課題とする。
また、本発明は、そのようなバイオ人工臓器を組み込んだ血液浄化装置及び血液浄化方法を提供することも課題とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記課題を鋭意検討した結果、体液の流路において十分な圧力差を与えることによって、充填した細胞の間に体液の十分な流通が得られ、結果として充填した細胞の利用効率が高く、物質交換効率を高めることが出来ることを見出した。
そのために、本発明者らは、従来の図２におけるような中空糸型のバイオ人工臓器であっても、中空糸内の体液が流れる通路の断面積を、少なくとも部分的に小さくすることによって、細胞間における体液（被処理液）の流れを長く取れることに着想し本発明に至った。
体液の通路の断面積をゼロにして体液を全てバイパスさせることも可能であるし、あるいは、通路断面積を縮小することによって、直接流れを絞ることも可能である。本発明において、中空糸内の通路を全て封鎖してもなお、十分な効率が得られ、なおかつ、細胞機能の有効利用を達成することができることは思いもかけないことである。
【００１３】
すなわち本発明は、
（１）体液の入口と出口とを有し体液が灌流する第１室と、第１室と多孔質隔壁で区切られ細胞が充填されている第２室とを有するバイオ人工臓器において、第１室における入口から出口への体液の通路の断面積が、少なくとも部分的に、その前後の通路よりも小さくなっていることを特徴とするバイオ人工臓器、
（２）第１室が、体液の上流側小室と体液の下流側小室とに分かれていて、上流側の小室内圧力が下流側の小室内圧力よりも高いことを特徴とする上記（１）記載のバイオ人工臓器、
（３）上流側の小室と下流側の小室とは、互いに独立していることを特徴とする上記（２）記載のバイオ人工臓器、
（４）上流側の小室と下流側の小室とは、体液の流量を調節できる通路で連通していることを特徴とする上記（２）記載のバイオ人工臓器、
（５）第２室が、体液の上流側小室と、体液の下流側小室とに分かれていることを特徴とする上記（１）〜（４）のいずれかに記載のバイオ人工臓器、
（６）体液を灌流する第１室と、第１室と多孔質隔壁で区切られ細胞が充填されている第２室とを有するバイオ人工臓器用ユニットを２つ以上直列に連結したバイオ人工臓器であって、最上流側のユニットの第１室は体液入口を有し、最下流側のユニットの第１室は体液出口を有し、連続する２つのユニット間において、上流側ユニットの第２室下流側端と、下流側ユニットの第２室の上流側端とが連通していることを特徴とするバイオ人工臓器、
（７）連続する２つのユニット間において、上流側ユニットの第１室下流側側端と、下流側ユニットの第１室上流側側端との間に、さらに体液の流量を調節できる通路を有している上記（６）に記載のバイオ人工臓器、
（８）第１室と第２室とを区切る多孔性隔壁が中空糸膜である上記（１）〜（７）のいずれかに記載のバイオ人工臓器、
（９）中空糸膜が０．１Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以上１００Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以下の透水能力を有する上記（８）記載のバイオ人工臓器、
（１０）第１室と第２室とを区切る多孔性隔壁が平膜である上記（１）〜（７）のいずれかに記載のバイオ人工臓器、
（１１）平膜が０．１Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以上１００Ｌ／ｈｒ／ｍ２／ｍｍＨｇ以下の透水能力を有する上記（１０）記載のバイオ人工臓器、
（１２）第２室に充填されている細胞が肝細胞を含む上記（１）〜（１１）のいずれかに記載のバイオ人工臓器、
（１３）体液が血液から分離された血漿である上記（１）〜（１２）のいずれかに記載のバイオ人工臓器、
（１４）上記（１３）に記載のバイオ人工臓器と、該バイオ人工臓器に連結されてなる患者全血から血漿を分離する血漿分離装置とを少なくとも含む体液浄化装置、
（１５）上記（１）〜（１３）のいずれかに記載のバイオ人工臓器を用いて体液を浄化する方法、
（１６）流路の流量を調節することにより、バイオ人工臓器内の圧力差を調整する上記（１５）に記載の体液浄化方法、及び
（１７）上記（１４）に記載の体液浄化装置を用いて体液を浄化する方法、
に関する。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下に本発明について詳細に説明するが、本発明はこれに限定されるわけではない。
本発明における、バイオ人工臓器とは、ヒトなどの動物の生きた細胞をプラスチックや金属などの容器に封入し、体液をその細胞と接触させて物質交換させることによって、細胞の機能を利用するタイプの人工臓器のことである。
本発明のバイオ人工臓器は、バイオ人工肝臓、バイオ人工膵臓、バイオ人工腎臓などが考えられるが、特に、バイオ人工肝臓、バイオ人工膵臓が適しており、最も好ましくはバイオ人工肝臓である。
処理される体液は、血液、特に血漿が好ましいが、全血も可能である。全血の場合には、赤血球が第２室への酸素供給源となるので、酸素付加器が不要となる場合がある。
【００１５】
本発明において、人工臓器の第１室とは、体液入口及び出口を有し、体液の通路となるものであって、体液が入口から入って出口に出て行く間に浄化される室である。
具体的には、細胞を中空糸内に詰めるタイプであれば、中空糸外が第１室であり、中空糸外に細胞を詰めるタイプであれば、中空糸内が第１室となる。また、第２室との隔壁が平膜タイプであるときには、細胞が充填された第２室と平膜で仕切られ、体液入口と出口とを有する空間が第１室となる。
入口及び出口は、体液を導入あるいは導出できる管路であればどのような手段でも良い。
【００１６】
本発明において、第２室とは、人工臓器において、細胞が充填される室のことである。具体的には、人工臓器が中空糸タイプであれば、細胞を中空糸内に詰めるとき、中空糸内が第２室であり、中空糸外に細胞を詰めるとき、中空糸外が第２室となる。また、平膜タイプであれば、第１室と平膜タイプの隔壁で仕切られ、細胞が充填された室が第２室となる。
【００１７】
第２室に充填される細胞は、人工肝臓である場合、ブタなどの異種動物の肝臓から単離した肝細胞、ヒト肝細胞株、ヒト手術摘出肝から単離した肝細胞、臍帯血や骨髄などから誘導した肝幹細胞あるいはそれを増殖したものなどである。なお、肝細胞には、肝実質細胞のほか、肝類洞細胞、肝小細胞なども含まれる。
人工膵臓である場合、第２室に充填される細胞は、ヒト、あるいはブタなどの異種由来の膵臓から単離したラ氏細胞、膵ベータ細胞などである。
【００１８】
本発明における多孔質隔壁の構造は、多孔質状、スポンジ状、織布・不織布状のいずれであっても利用できるが、１μｍ以下の孔径の提供が容易なこと、より均一な孔径分布が得やすいことより、多孔質膜であることが望ましい。
多孔質膜は平膜、或いは中空糸のいずれであっても使用できる。平膜のときは、単純な平面の他に、屏風や扇子のように折りたたんで表面積を大きくしたものも使用できる。限られた容積でより大きな膜面積が得られること、隔壁を空間内でより均一に且つ緻密に配置できることより、中空糸であることがより望ましい。
【００１９】
多孔質隔壁の材質は体液との接触において安定であり、滅菌可能で、且つ細胞や組織に対して特に毒性を示さなければ、無機、有機いずれの化合物も使用できるが、多孔質隔壁への加工性の点で有機高分子材料が望ましい。望ましい有機高分子材料を例示すると、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリエチレン、ポリプロピレン、セルロース、酢酸セルロース、エチレンビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化エチレン、ポリエステルなどが例示できる。これら単独、或いはこれらを成分として他のポリマーとの混合物や共重合物であってもよく、他のポリマーでコーティングされていてもよい。
多孔質隔壁の表面は、親水性で血漿の濡れ性に優れていることが、使用時の取り扱い性に優れ、たんぱく質の付着が少なく使用に伴う細孔径の低下が少ないので望ましい。
【００２０】
第１室と第２室との間の血漿成分の交換性が高いほど、バイオ人工臓器の機能がより高く発揮できる。そのためには隔壁の透水性は０．１Ｌ／ｈｒ・ｍ２・ｍｍＨｇ以上であることが望ましい。透水性は高ければ高いほど血漿成分の交換性は高まるが、一方で透水性を高めるには空孔率を高める必要があり、空孔率を上げると膜の強度が低下する。そのため透水性の上限は膜の強度の点より１００Ｌ／ｈｒ・ｍ２・ｍｍＨｇ以下であることが望ましい。より望ましくは１０Ｌ／ｈｒ・ｍ２・ｍｍＨｇ以下である。
【００２１】
隔壁表面の細孔は、排除限界分子量１０，０００ダルトン以上であれば使用可能であるが、解毒すべき血漿中のアルブミンが通過することがより望ましく、アルブミンの篩い係数が０．１以上であることがより望ましい。また上限は、第２室の細胞が漏れなければ使用可能であり、最大孔径は１μｍ以下であればよい。第２室に、灌流する体液とは異種の動物由来の細胞を利用する場合、体液中のイムノグロブリンＧやイムノグロブリンＭ等の免疫性蛋白によって第２室の細胞が損傷を受けることがある。そのため隔壁表面の細孔は、より望ましくはイムノグロブリンＧの篩い係数が０．５以下であることがより望ましい。
隔壁表面の細孔は膜厚方向に均一であってもグラジエント構造であってもよい。たとえば最大孔径が０．１μｍ程度以上の血漿分離膜では均一であるほうがよい。排除限界分子量が１００万ダルトン程度以下の血漿分画膜では、血漿面に対して細胞側で細孔径がより大きなグラジエント構造のほうが高い透水性が得られるため望ましい。
【００２２】
このようなバイオ人工臓器において、本発明は、第１室における体液の通路断面積を、少なくとも一部小さくすることによって、第１室の上流側と下流側に、圧力差を設け、第２室に十分体液を流入させることを特徴とする。
従来のバイオ人工臓器の一例を図２に示す。図２によると入口（７）から第１室に導入された体液は第２室に充填された細胞（６）との接触により、有害物質の除去やあるいは有用成分の補給が行われる。しかし、しばしば第２室への細胞の充填の不均一や内部濾過のための圧力差が十分得られないために、第２室の細胞との接触が十分に行われることなく体液が第１室に戻ってしまう、あるいは、第２室へ体液が十分に出て行かないという問題があった。
【００２３】
本発明では、このような体液の流れを改善するために、第１室における体液の通路の少なくとも一部に隘路を設け、上流側と下流側とに圧力損失を作るものである。
図３には、本発明のバイオ人工臓器の一実施態様を示す。図３には、平膜型の例を示した。図３のバイオ人工臓器は、体液の入口（８）と出口（９）とを有する第１室（１０）と、第１室（１０）と平膜型多孔質隔壁（１１）で区切られ、細胞（１２）が充填された第２室（１３）とからなる。第１室は、さらに体液入口側である上流側小室（１０ａ）と体液出口側である下流側小室（１０ｂ）とに分割されており、上流側小室（１０ａ）と下流側小室（１０ｂ）とは、体液の流量を調節できる通路（１４）で連通している。
このバイオ人工臓器では、入口から第１室に導入された体液は、通路（１４）で体液流量が絞られているので、細胞が充填されている第２室側を迂回せざるを得ず、よって、細胞との十分な接触が得られる。
【００２４】
なお、図３のバイオ人工臓器においては、通路（１４）を部分的に絞ることもできるし、また、通路（１４）を全部絞り第１室の上流側小室と下流側小室とを互いに分離独立させることも可能である。
通路（１４）の流量調節には、通路の断面積を変化し得る手段であればどのような手段でも使用でき、例えば、回転バルブ、スライド弁などを用いることができる。
【００２５】
図４には、本発明のバイオ人工臓器の別の実施態様を模式的に示した。図４のバイオ人工臓器は、体液が灌流する第１室も細胞が充填されている第２室も、上流側と下流側とに分かれていてその結果、第１室と第２室とからなる人工臓器用ユニットが、複数連結された構造となっているものである。
図４を参照しながら、さらに詳細に説明する。図４のバイオ人工臓器は、中空糸型であって、体液を灌流する第１室（１５）は中空糸内部に該当し、第１室（１５）と多孔質隔壁、すなわち中空糸膜によって隔てられ細胞が充填された第２室（１６）は、中空糸外部に該当する。第１室（１５）と第２室（１６）とからなる第１の人工臓器用ユニットＡにおいて、第１室は体液入口（１７）を有している。第１室（１５）と第２室（１６）とからなる第２の人工臓器用ユニットＢにおいて、第１室は体液出口（１８）を有している。そして、第１の人工臓器用ユニットＡの第２室（１６）は下流側側端（１９）近くに出口（２０）を有し、第２の人工臓器用ユニットＢの第２室（１６）はその上流側側端（２１）近くに入口（２２）を有しており、ユニットＡの第２室出口（２０）とユニットＢの第２室（１６）とが連通している。ユニットＡの第２室出口（２０）とユニットＢの第２室入口（２２）との間の通路（２３）には、その流量を調節するための手段がさらに設けられていても良い。
【００２６】
図４には、中空糸を一本だけ模式的に示したが、実際には、中空糸は数百から数万本の中空糸を束ねることができる。また、図４には、人工臓器用ユニットを２つ連結したものを示したが、３つ以上のユニットを連結することも可能である。３つ以上の場合、各ユニット間の体液の流通が遮断されるシステムにおいては、両端のユニット以外、つまり中間のユニットは細胞が充填された第２室のみで構成されていても良い。
【００２７】
このバイオ人工臓器では、第１の人工臓器用ユニット（Ａ）の第１室（１５）の下流側側端（１９）が閉塞しているため、入口（１７）から第１室に導入された体液は、第１室（１５）の下流側側端（１９）から流出できず、第２室に充填された細胞と十分物質交換をして第２室（１６）の出口（２０）から流出し、第２の人工臓器用ユニット（Ｂ）の第２室（１６）の入口（２２）から導入されて、第２ユニットの第２室（１６）において十分物質交換してから第１室（１５）に戻ることになる。
【００２８】
図５には、本発明のバイオ人工臓器のさらに別の実施態様を示す。図５において、図４と対応する部材には、同じ番号を付した。
図５のバイオ人工臓器においては、図４のバイオ人工臓器と同様に、第１のユニットＡと、第２のユニット（Ｂ）とを有しているが、第１のユニットＡの第１室（１５）の下流側側端（１９）と、第２のユニットＢの上流側側端（２１）とが通路（２４）で連通している。通路（２４）には、体液の流量を調節する機構が設けられている。
【００２９】
通路（２４）の流量調節には、通路の断面積を変化し得る手段であればどのような手段でも使用でき、例えば、回転バルブ、スライド弁などを用いることができる。
図４で示すバイオ人工臓器と同様に、入口（１７）から第１ユニットの第１室に導入された体液は、十分物質交換してから第２ユニットの第１室の出口（１８）から導出されることになる。
【００３０】
本発明のバイオ人工臓器は、図１に示すようなシステムに人工臓器モジュールとして組み込んで体液浄化装置にすることができる。図１のシステムは、中空糸型モジュールを人工臓器モジュール（４）として用いる体液浄化装置であって、患者（２５）から送血ポンプ（２６）を用いて流出させた血液を血漿分離器（３）を通して返血させる生体側回路（１）と、血漿分離器によって分離された血漿を送液ポンプ（２７）（２８）によって、リザーバ−（２９）、酸素付加器（３０）、人工臓器モジュール（４）、血漿分離器（３）に循環させる人工臓器モジュール側回路（２）とからなっている。
本発明のバイオ人工臓器は、図１に示すようなシステムに限らず、従来公知のいずれのシステムにも応用できる。
【００３１】
以下に、人工肝臓について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】
（肝細胞の単離）
体重１０ｋｇの幼児ブタを麻酔し、肝門脈からエチレングリコール４酢酸を含む液を灌流した。ついで、３７℃に加温したコラゲナーゼ溶液を灌流した後、肝臓を摘出した。摘出肝をステンレスボールに入れて、コラゲナーゼ液で洗浄後、クリーンベンチ内に搬入した。クリーンエアー下で、肝臓をマイルドに揉みほぐし、肝細胞をばらばらにしたのち、ガーゼで濾過して組織片を除去した。遠心管に移して、１０％牛胎児血清入りのＭＥＭ培地で洗浄したのち、５０×ｇで遠心し、上清を除去した。細胞を、無血清のＭＥＭ培地で２回洗浄したのち、セファデックスビーズ４ｇと混合し、３７℃炭酸ガスインキュベーターで２時間培養した。この細胞／ビーズを生理食塩水で洗浄し、最終的に１×１０１０細胞を４Ｌの生理食塩水に懸濁した。
【００３２】
（肝細胞の充填）
ポリエチレン製中空糸膜を収容した中空糸デバイス（旭メディカル社製　ＯＰ−０８）を２つ準備し、それぞれの中空糸外空間に上記細胞をデバイス（ＯＰ−０８）１本あたり５×１０９個となるよう充填した。なお、それぞれの中空糸デバイスは、中空糸の内径３３０μｍ、厚み５０μｍ、平均孔径０．３μｍ、膜面積０．８ｍ２、中空糸内部容積（中空糸部およびキャップ内）８０ｍｌ、中空糸外空間（中空糸の外側とハウジングの間）の容積１０５ｍｌであった。
【００３３】
（血漿の循環）
循環装置（旭メディカル社製　プラソートＥＺ）およびバイオ人工肝内血漿循環ポンプ（ＭＥＤＥＴＥＣＨ社製　ＬＦ３００）を用いて、図１に示すようなシステムにバイオ人工肝臓を組み込み、バイオ人工肝臓への血漿の循環を行った。バイオ人工肝臓は、上記方法で肝細胞を充填した中空糸デバイスをバイオ人工肝臓用ユニットとして用いて、図５のように、２つ直列につなぎ、２つのユニット間の中空糸内部通路（図５の２４）を鉗子で全閉とし、中空糸外部の通路（図５の２３）は全開とした。
バイオ人工肝臓系への血漿供給および抜き出し量（図１の生体側回路（１）に相当）を２０ｍｌ／ｍｉｎとし、バイオ人工肝臓内の　血漿循環量（図１の人工肝臓モジュール側回路（２）に相当）を２７ｍｌ／ｍｉｎとした。
【００３４】
その結果、バイオ人工肝臓の入口圧は高くならずに６時間以上の循環が可能であった。すなわち、この系は多少の中空糸目詰まりがあっても圧上昇を来たさず、循環を長時間継続することが可能であった。また、循環前後の血漿中のアンモニア濃度を比較したところ、バイオ人工肝臓へ循環前の５７２μｇ／ｄＬに対して、２時間循環後には８１μｇ／ｄＬと大幅に減少していた。
【００３５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明により、細胞の利用効率が高いバイオ人工臓器を提供することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】バイオ人工肝臓システムの概念図を示す。
【図２】従来のバイオ人工臓器の説明図を示す。
【図３】本発明のバイオ人工臓器の一実施態様を示す。
【図４】本発明のバイオ人工臓器の他の実施態様を示す。
【図５】本発明のバイオ人工臓器のさらに他の実施態様を示す。
【符号の説明】
１：生体側回路
２：人工臓器モジュール側回路
３：血漿分離器
４：バイオ人工肝臓モジュール
５：中空糸
６：細胞
７，８：体液入口
９：体液出口
１０：第１室
１０ａ：上流側小室
１０ｂ：下流側小室
１１：平膜型多孔質隔壁
１２：細胞
１３：第２室
１４：通路
１５：第１室
１６：第２室
１７：体液入口
１８：体液出口
１９：下流側側端
２０：第２室出口
２１：上流側側端
２２：第２室入口
２３，２４：通路
２５：患者
２６：送血ポンプ
２７，２８：送液ポンプ
２９：リザーバ−
Ａ：第１のバイオ人工臓器用ユニット
Ｂ：第２のバイオ人工臓器用ユニット
【図１】
2004041527.tif 000003
【図２】
2004041527.tif 000004
【図３】
2004041527.tif 000005
【図４】
2004041527.tif 000006
【図５】
2004041527.tif 000007