(57)【要約】  血液製剤から物質を除去するためのフィルター  血液または血液成分から物質を除去するためのフィルターであって、特に白血球および血小板を除去するためのフィルターは、ポリウレタンが１０，０００Ｄａ以下の数平均分子量を有するポリウレタンコーティングを有するポリマーろ過材料を含む。ポリウレタンは、過剰のブタンジオールを用い、付加反応を化学量論的にアンバランスにすることによって、脂肪族ジイソシアネート、ポリエチレングレコールおよびブタンジオールの付加反応によって得られることが好ましい。【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポリウレタンを含むコーティングを有するポリマーろ過材料を有する、血液または血液成分から物質を除去するためのフィルターであって、該ポリウレタンは１０，０００Ｄａ以下の数平均分子量を有することを特徴とするフィルター。
【請求項２】
該ポリウレタンはジイソシアネート、ポリマージオール、およびモノマージオールの付加反応によって得られる、請求項１に記載のフィルター。
【請求項３】
ジイソシアネートは脂肪族のジイソシアネートであり、好ましくはイソホロンジイソシアネートである、請求項２に記載のフィルター。
【請求項４】
ポリマージオールは４００Ｄａ以下の数平均分子量を有する、請求項２または３に記載のフィルター。
【請求項５】
該ポリウレタンは３５重量％以下のポリマージオール含有量を有する、請求項２〜４のいずれかに記載のフィルター。
【請求項６】
ポリマージオールはポリエチレングリコールである、請求項２〜５のいずれかに記載のフィルター。
【請求項７】
モノマージオールはブタンジオールである、請求項２〜６のいずれかに記載のフィルター。
【請求項８】
該ポリウレタンは化学量論的にアンバランスな付加反応で得られる、請求項２〜７のいずれかに記載のフィルター。
【請求項９】
該ポリウレタンは、過剰なモノマージオールを加えることで付加反応の化学量論をアンバランスにして得られる、請求項２〜８のいずれかに記載のフィルター。
【請求項１０】
該ポリマーろ過材料は、該ポリウレタンコーティングで被覆されたポリエステル不織布を含む、前記の請求項のいずれかに記載のフィルター。
【請求項１１】
該ポリエステル不織布は、メルトブローンポリブチレンテレフタレートまたはポリエチレンテレフタレート繊維を含む、請求項１０に記載のフィルター。
【請求項１２】
該ポリウレタンは１０，０００Ｄａ以下の重量平均分子量を有する、前記の請求項のいずれかに記載のフィルター。
【請求項１３】
体外（ｅｘ ｖｉｖｏ）ろ過法にて、全血または血液成分から白血球および血小板を除去するための、請求項１〜１２のいずれかに記載のフィルターの使用。
【請求項１４】
請求項１〜１２のいずれかに記載のフィルターを有して成る血液精製装置。
【請求項１５】
血液を白血球除去血液成分に分離するための血液バッグ装置を有して成り、請求項１〜１２のいずれかに記載の白血球フィルターを介して第２バッグと流体が流れ得る状態で接続された第１バッグを有して成る、請求項１４に記載の血液精製装置。
【請求項１６】
請求項１〜１２のいずれかに記載されているように、ポリウレタンコーティングを有するポリエステル繊維材料の不織布からなる多孔質基材を被覆することを含む、請求項１〜１２のいずれかに記載のフィルターを製造する方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、血液または血液成分から物質を除去するためのフィルターに関し、より詳細には、全血を白血球除去血液成分に分離するために通常用いられる血液バッグシステムのような血液精製または浄化装置で使用することに適した、白血球および血小板を除去するためのフィルターに関する。
【０００２】
本発明が関わる血液フィルターは通常、入口および出口を有するハウジング、ならびにそのハウジング内にあって、入口と出口との間に介在する少なくとも１つの多孔質要素を含む。多孔質要素は通常布帛（ｗｅｂ）から成り、それはろ過材料（典型的には、ポリマー繊維材料で作られた不織布）の単一もしくは複数の層で形成されてよい。
【背景技術】
【０００３】
ポリブチレンテレフタレート(ＰＢＴ)およびポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）のようなポリエステルは、現在好ましいポリマー材料である。ＰＥＴ繊維またはＰＢＴ繊維のようなポリエステルで作られた不織布は、血小板と強く相互作用することが知られている。従って、このような不織布を血液ろ過で用いると、血小板は高い割合で除去されることになる。他方、ろ過実験において、該ポリマーは白血球の除去能力が低いこと、およびそれらの湿潤性（ぬれ性）の低さは血液成分のブリーディング速度を小さくし、プライミング時間を増大させることも明らかになっている。従って、血液ろ過装置では、ポリエステル繊維の表面修飾が非常に好ましい。
【０００４】
湿潤性または臨界湿潤表面張力（ＣＷＳＴ）（材料の親水性の尺度）を増加させるために、ＰＢＴのような疎水性樹脂の繊維は、親水性のポリウレタンを含む、より親水性の高いポリマーで被覆される。
【０００５】
ポリウレタン（ＰＵ）は生体適合性のあるポリマーとして広く用いられる。特に、ソフトブロックとしてポリエチレングリコール鎖を有するセグメント化ポリウレタンは、血栓形成が小さい生体適合性ポリマーとして認識されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）ソフトセグメントを含むセグメント化ポリウレタンの湿潤性は、ポリマー内のＰＥＧ含有量を変えることによって調整され得ることが知られている。他方、そのような湿潤性の増大はしばしば水浸出（ｗａｔｅｒ  ｌｅａｃｈａｔｅｓ）の増加を伴う。さらに、より湿潤性の高い材料は血小板親和性を増加させることができ、従って、ろ過する血液成分から除去される血小板は減少する。
【０００７】
国際公開（ＷＯ）第２００５／１１３１３６号は白血球吸着能力を向上させたポリウレタン材料を開示している。そのポリウレタン材料はジイソシアネート化合物の構造ユニット、ポリマージオール化合物の構造ユニット、および好ましくは第３アミノ基を含む鎖延長剤の構造ユニットから成る。その明細書および請求項によると、重量平均分子量が２０，０００より小さいポリウレタンの水溶解性は、白血球ろ過材料としてポリウレタンを使用する上で十分に低くないことが報告されているため、ポリウレタンは重量平均分子量が２０，０００以上、１，０００，０００以下でなければならない。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明によると、国際公開（ＷＯ）第２００５／１１３１３６号の教示とは対照的に、数平均分子量が１０，０００Ｄａ以下であるならば、ジイソシアネート、ポリマージオール（例えばポリエチレングリコール）、およびモノマージオールの付加反応によって得られるポリウレタンは、血液フィルターに適した材料として使用するために必要な特性の最良の組み合わせを示すことが見出された。
【０００９】
特に本発明のポリウレタンは異なり発散する以下のようなニーズの最適化を実現する。
−白血球および血小板の除去に関する最良の歩み寄り
−関連する水浸出を生じないこと
−血液成分のフィルターを介する確実なブリーディングのための良好な湿潤性
−短いプライミング時間
【００１０】
従って、本発明の対象は、添付の請求項で規定されるフィルター材料を含み、血液または血液成分から物質を除去するフィルターである。
【００１１】
本発明の対象はまた、添付の請求項で規定されるように、そのようなフィルターを含む血液精製または浄化システムおよび装置ならびに体外（ｅｘ ｖｉｖｏ）手順にて、全血または血液成分のいずれかから白血球および血小板を除去するフィルターの使用にも及ぶ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
本明細書で用いられる“ポリウレタン”という用語は、ポリウレタン共重合体を含む。
【００１３】
ポリウレタンを製造するために使用されるジイソシアネートは、脂肪族のジイソシアネートが好ましく、特にイソホロンジイソシアネート（ＩＰＤＩ）、ヘキサメチレンジイソシアネート（ＨＤＩ）、ジシクロエキシルメタンジイソシアネート（ＨＭＤＩ）、トリメチルヘキサメチレンジイソシアネート、１，３−ビス（イソシアノメチル）シクロエキサン、およびダイマー酸のジイソシアネートを例示できる。
【００１４】
ポリマージオールはポリエチレングリコールが好ましい。しかし、他のジオールポリマー、例えばポリプロピレングリコール、ポリテトラメチレングリコール、ポリ（エチレングリコール／プロピレングリコール）共重合体、ポリ（エチレングリコール／テトラメチレングリコール）共重合体を使用できる。
【００１５】
ポリマージオールおよび特に４００Ｄａ以下の数平均分子量を有するポリエチレングリコールが好ましい。
【００１６】
モノマージオールはブタンジオール、特に１，４−ブタンジオールが好ましい。しかし一般的に炭素原子を２〜６個有するモノマージオール化合物を使用できる。
【００１７】
本発明に基づいて使用するポリウレタンは、１０，０００ダルトンより小さい数平均分子量を有し、好ましくは重量平均分子量も１０，０００ダルトンより小さい。低い重合度を得る好ましい方法は、ポリウレタン系において意図的に化学量論的にアンバランスにすることである。化学量論的にバランスのとれたポリウレタンでは、付加反応におけるイソシアネート基の数（当量）がポリマージオール（ＰＥＧ）のヒドロキシル基とモノマージオール（ブタンジオール）のヒドロキシル基の合計とおよそ等しい。
【００１８】
他方、化学量論的にアンバランスなポリウレタンは、反応において化学量論的に過剰なモノマージオールを用い、ポリマージオールおよびモノマージオールによる反応において用いられるヒドロキシル基の合計数（当量）がイソシアネート基の数（当量）に対して過剰となるようにすることによって、得られる。
【００１９】
ポリウレタンは常套の方法によって合成できる。好ましい方法によると、まずジイソシアネートを化学量論的に少ない量のポリマージオール（ＰＥＧ）と、無水メチルエチルケトンのような適切な有機溶媒中にて、還流温度で、ジブチルスズジアセテートのような触媒存在下で反応させる。反応混合物を還流温度とし、反応させる。次に、化学量論的に過剰なモノマージオール（ブタンジオール）を加え、反応混合物を再び還流温度で、ジイソシアネートの官能性が消失するまで反応させる。
【００２０】
次に、混合物を室温で冷却し、反応混合物をヘキサンのような非極性溶媒中へ滴下することによって得られたポリマーを沈殿させる。次に、得られた沈殿物を乾燥し、アセトンのような極性溶媒中に溶解する。精製度合いをより高めるため、ポリマーを水中でさらに沈殿させてよい。特に、水中でポリウレタンを二度沈殿させることで、そのポリマーが水溶性ではないこと、そしてどのような水溶性物も充分に減少していることが確実となる。
【００２１】
本発明で使用されるポリウレタンは、親水性疎水性バランスのため、ポリマージオール含有量（好ましくはＰＥＧ）が３５重量％以下であることが好ましい。また、好ましい精製方法によって、合成されるポリウレタンは水溶性ではない。
【００２２】
本発明の好ましい態様において、ポリウレタンはＰＥＴまたはＰＢＴのメルトブローン繊維から得られるポリエステル不織布上のコーティングとして塗布される。以下の湿潤性試験で記述されるように、コーティングは通常の溶液コーティング技術に従って実施してよい。
【００２３】
コーティングと基材（即ち、ＰＢＴ）との相互作用は、疎水性相互作用だけに起因すると考えられ、コーティングのどの段階においても、コーティングと基板との間に共有結合は関与しないと思われる。
【００２４】
本発明を、以下の非限定的な実施例によってさらに説明する。実施例１および２は、本発明のフィルターで使われる化学量論的にアンバランスなポリウレタン（ＵＢポリマーと表記）の製造に関し、実施例３〜６は化学量論的にバランスがとれたポリウレタン（ＳＴポリマーと表記）に関する比較例である。
【実施例】
【００２５】
実施例１
添加用漏斗および還流冷却器を備えた反応フラスコに、無水ブタノン（ＭＥＫ）３００ｍｌ、平均分子量２０４．４ＤａのＰＥＧ２１．８０ｇ（０．１０７ｍｏｌ）、イソホロンジイソシアネート４８．０６ｇ（０．２１６ｍｏｌ）およびジブチルスズジアセテート０．０７９ｇを加える。反応混合物を徐々に還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。２時間後、加熱を中断し、ＭＥＫ３５ｍｌ中にブタンジオール１０．９８ｇ（０．１２２ｍｏｌ）の溶液を滴下しながら加えた。次に、混合物が再び還流温度に達するまで再度加熱した。１５時間後、ＩＲスペクトルのイソシアネートバンドの消失を確認して、反応の完了を見極めた。混合物を室温まで冷やし、８００ｍｌのヘキサン中に反応混合物を滴下することによって、ポリマーを沈殿させた。得られた沈殿物を乾燥し、アセトン中に溶解して、２０％溶液を得た。さらに精製されたポリマーを得るため、ポリマー（以後ＵＢ１５）を２．２リットルの水中に沈殿させ、その後、乾燥した。
【００２６】
実施例２
添加用漏斗および還流冷却器を備えた反応フラスコに、無水ブタノン（ＭＥＫ）３００ｍｌ、平均分子量２０４．４ＤａのＰＥＧ２３．１１ｇ（０．１１３ｍｏｌ）、イソホロンジイソシアネート５０．０５ｇ（０．２２５ｍｏｌ）およびジブチルスズジアセテート０．０７３ｇを加える。反応混合物を徐々に還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。２時間後、加熱を中断し、ＭＥＫ４０ｍｌ中にブタンジオール１１．７２ｇ（０．１３０ｍｏｌ）の溶液を滴下しながら加えた。次に、混合物が再び還流温度に達するまで再度加熱した。１５時間後、ＩＲスペクトルのイソシアネートバンドの消失を確認して、反応の完了を見極めた。混合物を室温まで冷やし、８００ｍｌのヘキサン中に反応混合物を滴下することによって、ポリマーを沈殿させた。得られた沈殿物を乾燥し、アセトン中に溶かして、２０％溶液を得た。より精製されたポリマーを得るため、ポリマー（以後ＵＢ２０）を２．２リットルの水中に沈殿させ、その後、乾燥した。
【００２７】
実施例３−比較例
添加用漏斗および還流冷却器を備えた反応フラスコに、無水ブタノン（ＭＥＫ）６２０ｍｌ、平均分子量２０２．２ＤａのＰＥＧ４６．５１ｇ（０．２３０ｍｏｌ）、イソホロンジイソシアネート１００ｇ（０．４５０ｍｏｌ）およびジブチルスズジアセテート０．１６ｇを加える。反応混合物を徐々に還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。２時間後、加熱を中断し、ＭＥＫ６０ｍｌ中にブタンジオール１９．８３ｇ（０．２２０ｍｏｌ）の溶液を滴下しながら加えた。次に、混合物が再び還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。１５時間後、ＩＲスペクトルのイソシアネートバンドの消失を確認して、反応の完了を見極めた。混合物を室温まで冷やし、４リットルの脱イオン水中に反応混合物を滴下することによって、ポリマーを沈殿させた。得られた沈殿物を乾燥し、アセトン中に溶かして、２０％溶液を得た。より精製されたポリマーを得るため、ポリマー（以後ＳＴ２７）を水中に再び沈殿させ（水／ポリマー溶液＝５／１重量比）、その後、乾燥した。
【００２８】
実施例４−比較例
添加用漏斗および還流冷却器を備えた反応フラスコに、無水ブタノン（ＭＥＫ）３００ｍｌ、平均分子量２０４．４ＤａのＰＥＧ２９．１７ｇ（０．１４３ｍｏｌ）、イソホロンジイソシアネート４４．８８ｇ（０．２０２ｍｏｌ）およびジブチルスズジアセテート０．０７９ｇを加える。反応混合物を徐々に還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。２時間後、加熱を中断し、ＭＥＫ３０ｍｌ中にブタンジオール４．９４ｇ（０．０５５ｍｏｌ）の溶液を滴下しながら加えた。次に、混合物が再び還流温度に達するまで再度加熱した。１５時間後、ＩＲスペクトルのイソシアネートバンドの消失を確認して、反応の完了を見極めた。混合物を室温まで冷やし、８００ｍｌのヘキサン中に反応混合物を滴下することによって、ポリマーを沈殿させた。得られた沈殿物を乾燥し、アセトン中に溶かして、２０％溶液を得た。より精製されたポリマーを得るため、ポリマー（以後ＳＴ３７）を２．２リットルの水中に沈殿させ、その後、乾燥した。
【００２９】
実施例５−比較例
添加用漏斗および還流冷却器を備えた反応フラスコに、無水ブタノン（ＭＥＫ）３００ｍｌ、平均分子量２０４．４ＤａのＰＥＧ３４．９５ｇ（０．１７１ｍｏｌ）、イソホロンジイソシアネート４２．０５ｇ（０．１８９ｍｏｌ）およびジブチルスズジアセテート０．０７９ｇを加える。反応混合物を徐々に還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。２時間後、加熱を中断し、ＭＥＫ３０ｍｌ中にブタンジオール１．３ｇ（０．０１４ｍｏｌ）の溶液を滴下しながら加えた。次に、混合物が再び還流温度に達するまで再度加熱した。１５時間後、ＩＲスペクトルのイソシアネートバンドの消失を確認して、反応の完了を見極めた。混合物を室温まで冷やし、８００ｍｌのヘキサン中に反応混合物を滴下することによって、ポリマーを沈殿させた。得られた沈殿物を乾燥し、アセトン中に溶かして、２０％溶液を得た。より精製されたポリマーを得るため、ポリマー（以後ＳＴ４５）を２．２リットルの水中に沈殿させ、その後、乾燥した。
【００３０】
実施例６−比較例
添加用漏斗および還流冷却器を備えた反応フラスコに、無水ブタノン（ＭＥＫ）１３０ｍｌ、平均分子量４０３．４ＤａのＰＥＧ１０．６１ｇ（０．０２６ｍｏｌ）、イソホロンジイソシアネート１８．００ｇ（０．０８１ｍｏｌ）およびジブチルスズジアセテート０．０４３ｇを加える。反応混合物を徐々に還流温度まで加熱した（内部温度は約８２℃）。２時間後、加熱を中断し、ＭＥＫ４０ｍｌ中にブタンジオール４．９３ｇ（０．０５５ｍｏｌ）の溶液を滴下しながら加えた。次に、混合物が再び還流温度に達するまで再度加熱した。１５時間後、ＩＲスペクトルのイソシアネートバンドの消失を確認して、反応の完了を見極めた。混合物を室温まで冷やし、８００ｍｌのヘキサン中に反応混合物を滴下することによって、ポリマーを沈殿させた。得られた沈殿物を乾燥し、アセトン中に溶かして、２０％溶液を得た。より精製されたポリマーを得るため、ポリマー（以後ＳＴ３０-４００）を２．２リットルの水中に沈殿させ、その後、乾燥した。
【００３１】
製造したポリマーすべての分子量を、ＧＰＣ分析で測定した。
【００３２】
分析では、ＰＬ−Ｇｅｌ ５μｍ ＭＩＸＥＤ-ＤカラムとＲ．Ｉ．ディテクタを備えた島津ＨＰＬＣシステム１０Ａｖｐを使用した。ＧＰＣ測定を３０℃で、移動相としてテトラヒドロフランを用いて行なった。単分散の標準ポリスチレンに対して、システムを検量した。
【００３３】
分析結果を表１にまとめる。
【表１】
2010502327.tif 000002
１ポリエチレングリコール（フィード中の重量％）
【００３４】
水浸出の評価
本発明に基づくフィルターで使用するコーティング済みＰＢＴファブリック（布帛）を、水浸出の評価のための下記の実施例で記述する方法に従って、水溶性物質の除去可能性についても首尾よく試験した。この方法は、ＩＳＯ ＥＮ １０９９３／１２に示される欧州薬局方（Ｐｈ．Ｅｕｒ．）の方法３．２．６をモディファイしたものである。
【００３５】
水浸出の評価のため、表面積５０ｃｍ２を有するファブリック４０層（アセトンを溶媒とした０．５％ポリウレタン溶液で被覆した）を、入口と出口を有するハウジングに導入する。
【００３６】
蒸留水２５０ｍｌをペリスタポンプを用い、１リットル／ｈの流量で、２時間、３７℃にて、１つのフィルターを介して循環させた。得られた溶液を以下のように分析した。
【００３７】
溶液の吸収を、２３０ｎｍ〜３６０ｎｍで測定した。
【００３８】
溶液２０ｍｌを０．０１Ｎの過マンガン酸カリウム２０ｍｌと、硫酸の存在下、沸点にて３分間反応させた。溶液を冷却した後、過剰なヨウ化カリウムを加え、生成したヨウ素を０．０１Ｎのチオ硫酸ナトリウムで滴定した。ブランク溶液を同様に処理した。過マンガン酸塩滴定量の差（ΔＯＸ、ｍｌ）を計算する。
【００３９】
乾燥固体残留物の重量を測定した：溶液１００ｍｌを蒸発させ、残留物を定重量となるまで１００〜１０５℃で乾燥した。
【００４０】
試験を行なったポリマーすべてに対して、測定された吸収は全測定範囲において０．２より低く、ΔＯＸ＜１ｍｌであり、乾燥固体残留物＜３ｍｇであった。
【００４１】
湿潤性試験
合成した材料のいずれもＰＢＴ系不織布を被覆するために用いた。アセトンを溶媒としたポリマー溶液中にファブリックを浸漬し、過剰の溶液を取り除くために絞り、その後、空気中にて７０℃で１６時間乾燥させた。
【００４２】
ファブリック上に水滴を５滴配置し、ファブリックが液滴を吸収し終えるまでに必要とする時間を測定することによって、コーティング済みファブリックの湿潤性を評価した。湿潤性測定のためのコーティング溶液のポリマー濃度は２重量％であった。
【００４３】
吸収時間を表２に示す。
【表２】
2010502327.tif 000003
【００４４】
血液ろ過試験
健康な任意のボランティアから、ＣＰＤ７０ｍｌが入ったＰＶＣバッグに全血（範囲４５０ｍｌ〜５５０ｍｌ）を集めた。
【００４５】
スモールスケールにおけるろ過
２％で被覆したＰＢＴ不織布および被覆していないもののサンプルを直径３ｃｍの円に切り抜き、ファブリックを通って血液が通過できるように入口と出口を有するホルダー内に設置した。
【００４６】
ヒトの全血２ｍｌを、不織布３層を含む装置を介してろ過した。
【００４７】
各サンプルの細胞濃度を自動細胞計数器で測定した。
【００４８】
記載した結果（表３）は、少なくとも５回のろ過実験の平均である。
【表３】
2010502327.tif 000004
【００４９】
記載したデータから、血小板（ＰＬＴ）および白血球（ＷＢＣ）を除去する最良の組み合わせは、ＵＢ系ポリウレタンで被覆したファブリックによって得られることが明らかである。
【００５０】
血液バンクスケールにおけるろ過
フィルターの準備：表面積５０ｃｍ２を有するファブリック４０層（アセトンを溶媒とする０．５％ポリウレタン溶液で被覆したものまたは被覆していないもの）を入口と出口を有するハウジングに導入し、重力の影響で血液をろ過した。
【００５１】
献血されたすべての全血を１，４−ブタンジオールプレートの下で、２０〜２４℃に冷却した。全血小板（ＰＬＴ）除去％を測定するために、ろ過前とろ過後の血液中の細胞濃度を自動細胞計数器で測定した。ろ過後の血液中の白血球（ＷＢＣ）をナジェット（Ｎａｇｅｏｔｔｅ）法で測定した。
【００５２】
得られた結果を表４にまとめる。
【表４】
2010502327.tif 000005
【００５３】
従って、ＵＢ系ポリウレタンを使用すると、被覆したファブリックのろ過性能（細胞除去およびろ過時間）が向上することが確認される。
【国際調査報告】
2010502327.tif 000006
2010502327.tif 000007