(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
円筒状フィルターの外周面から内周面に向かって血液濾過及び／又は吸着を行う白血球除去器において、円筒状フィルターはメインフィルターとその外周側に配されるプレフィルターからなり、プレフィルターは、平均繊維直径が５μｍ以上１５μｍ未満、充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．２０ｇ／ｃｍ3未満の第１プレフィルターと、さらに外周側に平均繊維直径１５μｍ以上５０μｍ未満、充填密度０．２０ｇ／ｃｍ3以上０．６５ｇ／ｃｍ3未満の第２プレフィルターを少なくとも含むことを特徴とする円筒状白血球除去器。
【請求項２】
第２プレフィルター層に対する第１プレフィルター層の積層厚み比率が０．７５以上３．０未満であることを特徴とする請求項１に記載の円筒状白血球除去器。
【請求項３】
第１プレフィルターの最小曲率半径が１２ｍｍ以上２０ｍｍ未満であることを特徴とする請求項１または２に記載の円筒状白血球除去器。
【請求項４】
第１プレフィルター層の厚みが２ｍｍ以上であること特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の円筒状白血球除去器。
【請求項５】
プレフィルター及びメインフィルターが不織布であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の円筒状白血球除去器。
【請求項６】
血液を一定あるいは可変流速で送液する血液送液手段、抗凝固剤を血液回路に注入する抗凝固剤注入手段、血液中の白血球を除去する白血球除去手段、白血球除去手段の入口側と出口側の圧力を測定する圧力測定手段を少なくとも含み、これらを回路で接続してなる白血球除去装置であって、白血球除去手段が請求項１〜５のいずれかに記載の円筒状白血球除去器であることを特徴とする白血球除去装置。
【請求項７】
白血球除去装置が体外循環用であることを特徴とする請求項６記載の白血球除去装置。
【請求項８】
請求項６に記載の白血球除去装置によって血液製剤から白血球を除去する方法。
【請求項９】
血液流速に対して１％以上２０％未満の流速で抗凝固剤を注入することを特徴とする請求項８記載の白血球除去方法。
【請求項１０】
２０ｍｌ／ｍｉｎ以上１００ｍｌ／ｍｉｎ以下の流速で血液を送液することを特徴とする請求項８又は９記載の白血球除去方法。
【請求項１１】
白血球除去手段の入口側と出口側の圧力差が９．３３ｋＰａ以上１６．０ｋＰａ未満に達したとき、血液の送液速度を当初の１０％以上５０％未満に減速することを特徴とする請求項８〜１０のいずれかに記載の白血球除去方法。
【請求項１２】
抗凝固剤注入手段から注入される抗凝固剤が、ヘパリン及び／または蛋白分解酵素阻害剤であることを特徴とする請求項８〜１１のいずれかに記載の白血球除去方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中の白血球を除去する白血球除去器、白血球除去装置及び白血球除去方法に関する。より詳細には、１〜１０Ｌの大量血液中の白血球を除去するために適する円筒状白血球除去器、該円筒状白血球除去器を備えた白血球除去装置、及び該円筒状白血球除去装置を用いる白血球除去方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
比較的少量の血液を処理する輸血用製剤の分野においては、製剤からの白血球の除去を目的として、不織布を平板上に積層した輸血用白血球除去器が開発され広く実用化されてきた。これら輸血用白血球除去器は、血液の微小凝集物を除去する目的でメインフィルターの上流側にプレフィルターを用いている。これらプレフィルターは、フィルターの入口側から出口側に向かって平均繊維直径を逐次的或いは連続的に小さくすると同時に、フィルターの空孔率を粗から密にすることで目詰まりを防止してライフタイムを長くし、落差による処理時間を短縮する試みがなされている。ところが、この用途のフィルターは、構造上血液入口側の断面積が小さいため、１Ｌ以上の大量の血液を処理する場合、フィルターのライフタイムを長くすることに限界があり、体外循環に用いられることもなかった。
【０００３】
一方、大量の血液から白血球を除去する試みがなされており、特開平４ −２４０４５６号公報では、血液の入口側より出口側に向かい勾配付き細孔構造を有し、且つ入口が出口側に比し粗い繊維からなる白血球除去フィルター集成装置が開示されているいる。ところが、この装置は、１５ｐｓｉ未満の差圧で約１〜６リットル／分の流量で血液の白血球含量を低減させる能力を持つが、全繊維表面積が約２平方メートル以上と大型であった。しかも、本発明者らの知見によると、１００ｍｌ／ｍｉｎ以下の低流速で流すと、流れ抵抗が少なく偏った流れとなりやすいため、濾材全体を均一に使用することができず、十分に機能を発揮できない可能性があった。このように、大量の血液処理に適したライフタイムの長い白血球除去器として、これまでに満足すべきものは知られていなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、上記の従来技術の問題点を解決することにあり、特に、１〜１０Ｌの血液より１００ｍｌ／ｍｉｎ以下の低流速で白血球を除去し、かつ小型であってもライフタイムの長い白血球除去器を提供することにある。さらに、本発明は、これを用いた白血球除去装置および白血球除去方法を提供することも課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは、上記の課題を解決するため鋭意研究した結果、円筒状フィルターの外周面から内周面に向かって血液を流す白血球除去器において、円筒状のメインフィルターの外周部に２層以上の特定の層を含むプレフィルターを配すると、ライフタイムが長くなることを知見した。
具体的には、血液を流す方向から見て、少なくともメインフィルターの外周部２層のプレフィルターの繊維径が太→細、充填密度が密→粗となるように配すると、製剤用の白血球除去器とは違って意外なことにライフタイムが長くなることがわかった。そして、１００ｍｌ／ｍｉｎ以下の低流速であっても、白血球を効率よく除去できることを見出して本発明を完成するに至った。
【０００６】
すなわち、本発明は、（１）円筒状フィルターの外周面から内周面に向かって血液濾過及び／又は吸着を行う白血球除去器において、円筒状フィルターはメインフィルターとその外周側に配されるプレフィルターからなり、プレフィルターは、平均繊維直径が５μｍ以上１５μｍ未満、充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．２０ｇ／ｃｍ3未満の第１プレフィルターと、さらに外周側に平均繊維直径１５μｍ以上５０μｍ未満、充填密度０．２０ｇ／ｃｍ3以上０．６５ｇ／ｃｍ3未満の第２プレフィルターを少なくとも含むことを特徴とする円筒状白血球除去器、（２）第２プレフィルター層に対する第１プレフィルター層の積層厚み比率が０．７５以上３．０未満であることを特徴とする（１）に記載の円筒状白血球除去器、（３）第１プレフィルターの最小曲率半径が１２ｍｍ以上２０ｍｍ未満であることを特徴とする（１）または（２）に記載の円筒状白血球除去器、（４）第１プレフィルター層の厚みが２ｍｍ以上であること特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の円筒状白血球除去器、（５）プレフィルター及びメインフィルターが不織布であることを特徴とする（１）〜（４）のいずれかに記載の円筒状白血球除去器、（６）血液を一定あるいは可変流速で送液する血液送液手段、抗凝固剤を血液回路に注入する抗凝固剤注入手段、血液中の白血球を除去する白血球除去手段、白血球除去手段の入口側と出口側の圧力を測定する圧力測定手段を少なくとも含み、これらを回路で接続してなる白血球除去装置であって、白血球除去手段が（１）〜（５）のいずれかに記載の円筒状白血球除去器であることを特徴とする白血球除去装置、（７）白血球除去装置が体外循環用であることを特徴とする（６）記載の白血球除去装置、（８）（６）に記載の白血球除去装置によって血液製剤から白血球を除去する方法、（９）血液流速に対して１％以上２０％未満の流速で抗凝固剤を注入することを特徴とする（８）記載の白血球除去方法、（１０）２０ｍｌ／ｍｉｎ以上１００ｍｌ／ｍｉｎ以下の流速で血液を送液することを特徴とする（８）または（９）記載の白血球除去方法、および（１１）白血球除去手段の入口側と出口側の圧力差が９．３３ｋＰａ以上１６．０ｋＰａ未満に達したとき、血液の送液速度を当初の１０％以上５０％未満に減速することを特徴とする（８）〜（１０）のいずれかに記載の白血球除去方法、（１２）抗凝固剤注入手段から注入される抗凝固剤が、ヘパリン及び／または蛋白分解酵素阻害剤であることを特徴とする（８）〜（１１）のいずれかに記載の白血球除去方法、に関するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の円筒状白血球除去器とは、円筒状のメインフィルターの外周側にプレフィルターを配した円筒状フィルターを容器に内蔵するもので、円筒の両端面がシールされており、外周面側が血液の入口に、内周面側が血液の出口に通じ、更に血液の入口と出口は円筒によって隔てられるようにポッティングされている白血球除去器をいう。円筒状フィルターの外側及び内側は支持網等により形状保持されていても有効に用いられる。円筒状フィルターを充填する入口と出口を有する容器の形状は、円筒状、多角柱状等適宜用いられるが、容器をコンパクトにする上で円筒状が特に好ましく用いられる。
【０００８】
円筒状フィルターは、メインフィルターの外周側直近に少なくとも２層以上のプレフィルターを有している必要がある。プレフィルターが１層の場合は、メインフィルターへの流れに偏りが見られるため好ましくない。また、３層以上のプレフィルターを有しても有用に用いることができるが、少なくともメインフィルター直近のプレフィルターがメインフィルターへの流れ制御上非常に重要であり、フィルター全体のライフタイムを延長する上で重要である。
【０００９】
メインフィルターに最も近い位置に配置する第１プレフィルター層は、平均繊維直径５μｍ以上１５μｍ未満であり、且つその充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．２０ｇ／ｃｍ3未満で充填されている必要がある。平均繊維直径が５μｍ未満の場合、メインフィルターと同様に白血球を除去するが、クロッティングしやすく、ライフタイムが短縮するため好ましくない。一方１５μｍ以上の場合、ポンプ等で発生する微小凝集物を除去しにくくなるため好ましくない。同様の理由から、より好ましくは、平均繊維径が７μｍ以上１５μｍ未満、最も好ましくは９μｍ以上１５μｍ未満である。
【００１０】
これら第１プレフィルター層の充填密度を規定することは非常に重要である。第１プレフィルター層の充填密度は０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．２０ｇ／ｃｍ3未満で充填されている必要がある。充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ3未満の場合、微小凝集物を補足する能力は低下し好ましくない。一方０．２０ｇ／ｃｍ3以上の場合、メインフィルターへの血液の分散が抑制されるため流れ性制御が不十分となり好ましくない。以上の理由より、より好ましくは、充填密度が０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．１８ｇ／ｃｍ3未満、最も好ましくは０．０７ｇ／ｃｍ3以上０．１５ｇ／ｃｍ3未満である。
【００１１】
また、第１プレフィルターは、円筒の最小曲率半径が１２ｍｍ以上２０ｍｍ未満であることが好ましい。これら第１プレフィルターの最小曲率半径が１２ｍｍ以上２０ｍｍ未満の場合、プレフィルター内部での流路の拡大と縮小、すなわち、流路を有する平板状のフィルター素材が、ある曲率をもって湾曲させられた結果、外周側で生じる流路の拡大と内周側で生じる流路の縮小が、連続的に発生し血液を均一にメインフィルター最表面に到達させることができるため好ましい。これによりメインフィルターの均一な利用が実現でき、ライフタイムの延長上有効に働く。最小曲率半径が１２ｍｍ未満の場合、メインフィルターの最外層面積が小さくなって白血球除去性能が低下するため好ましくない。反対に、最小曲率半径が２０ｍｍ以上の場合、プレフィルター内部での流路の拡大と縮小の差が小さくなってメインフィルターへの均一な流れを達成できないため好ましくない。以上より、第１プレフィルターの最小曲率半径は、より好ましくは１３ｍｍ以上１８ｍｍ未満、最も好ましくは１４ｍｍ以上１８ｍｍ未満である。
【００１２】
さらに、第一プレフィルターは、層の厚みが２ｍｍ以上であることが好ましい。２ｍｍ以上あれば、一層高いフィルターのライフタイム延長効果があることが分かった。従って、２ｍｍ以上は、特に多量の血液処理に適している。
【００１３】
本発明者らの検討によると、前記の第１プレフィルターの外側に特性が異なる第２プレフィルターを配置して、プレフィルターが少なくともこの２層以上を含むことが非常に重要であった。より具体的には、第２プレフィルターの平均繊維直径および充填密度は、いずれも第１プレフィルターに比し大きいことが必要であり、この点が従来の血液製剤用白血球除去器における知見と大きく異なっている。すなわち、第１プレフィルター層の外側に配置する第２プレフィルター層は、平均繊維直径が１５μｍ以上５０μｍ未満、充填密度が０．２０ｇ／ｃｍ3以上０．６５ｇ／ｃｍ3未満であることが必要である。これは、血液が第２プレフィルター側から第１プレフィルターに入る場合、充填密度及び平均繊維直径の不連続的な変化が流れ性を制御する上で非常に重要に作用しているものと推定されるが、その結果として、白血球除去器のライフタイムを飛躍的に延長できる。
【００１４】
第２プレフィルターの充填密度は、入口側での流れ抵抗を上昇させ、血液をメインフィルターの全面に均一に流すために重要である。特に、１００ｍｌ／ｍｉｎ以下の低流速で血液を流す場合、第２プレフィルターの充填密度が低いと、入口付近で最も流れが不均一となって血液の滞留等を招き、ライフタイムを延長する効果が低い。充填密度が０．２０ｇ／ｃｍ3未満の場合、血液の流れ抵抗が低くなり、入口付近での片流れと、円筒長方向の高低差による重力の影響により、第１プレフィルターへの血液の均一な分散が抑制されるため流れ性制御が不十分となり好ましくない。反対に、０．６５ｇ／ｃｍ3以上の場合、流れ抵抗が大きく、血液にストレスを与え、且つ目詰まりの増加リスクが増大するため好ましくない。従って、第２プレフィルターの充填密度は、０．２０ｇ／ｃｍ3以上０．６５ｇ／ｃｍ3未満であることが必要である。同様の観点より、第２プレフィルターの充填密度の範囲は、より好ましくは０．２０ｇ／ｃｍ3以上０．６２ｇ／ｃｍ3未満、最も好ましくは０．２１ｇ／ｃｍ3以上０．６０ｇ／ｃｍ3未満である。
【００１５】
第２プレフィルターの平均繊維直径は、平均繊維直径１５μｍ以上５０μｍ未満のとき、上記記載の充填密度と合せて、比較的大きな凝集物或いはフィブリン等のクロットによるフィルター前面の閉塞を抑制するうえで非常に重要である。
即ち、平均繊維直径が１５μｍ未満の場合、第１プレフィルターとの差異がなく、プレフィルターの構造変化による影響が少なくなり、第１プレフィルターの効果を発揮できなくなるため好ましくない。さらに、フィブリン等のクロッティングが発生した場合、ライフタイムを短縮する可能性も高まり好ましくない。
一方、５０μｍ以上の場合、ポンプ等で発生する中程度の凝集物を除去しにくくなるため好ましくない。同様の理由より、第２プレフィルターの平均繊維直径の範囲は、より好ましくは１７μｍ以上４５μｍ未満、最も好ましくは２０μｍ以上４０μｍ未満である。
【００１６】
プレフィルターについて本発明者らがさらに検討したところ、各々のプレフィルターの特性だけではなく、特に、第１プレフィルターと第２プレフィルターの積層厚みの比率がライフタイムを向上させる上で非常に重要であることが解った。ここで、プレフィルターの積層厚み比率とは、第１プレフィルターの厚みを第２プレフィルターの厚みで除した値であり、積層厚み比率が０．７５以上３．０未満であるときプレフィルターの上述の機能を最大限に発揮できることを見出した。積層厚み比率が０．７５未満の場合、第１プレフィルターの濾過長が相対的に短くなるので、高密度の第２プレフィルターで血液の受ける濾過ストレスを第１プレフィルターが十分に緩和できず、メインフィルターのライフタイムの延長効果が減少するため好ましくない。反対に、積層厚み比率が３．０以上の場合、第２プレフィルターでの均一化された血液流れが低密度な第１プレフィルター中で重力の影響を受け流れの偏りを生じ、メインフィルターが均一に用いられなくなるため好ましくない。更に、厚み比率が３．０以上の場合、プレフィルター量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、積層厚み比率の好ましい範囲は０．８０以上２．７未満、最も好ましい範囲は１．０以上２．０未満である。
【００１７】
本発明のプレフィルターとしては、不織布、織布、繊維隗等の繊維状フィルターが有用に用いられる。材料の経済性、充填性、及び充填密度を容易に制御できる点から、好ましくは不織布か織布であり、最も好ましくは不織布である。
【００１８】
プレフィルターの材質は、特に限定されず、セルロース及び／またはその誘導体等の天然高分子、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル等の高分子材料を例示できる。好ましくは、成形性の観点より、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等である。最も制御性良く製造できる点より、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルが最も好ましい。
なお、上記プレフィルターは、親水性や抗血栓性を高める目的からコーティング、放射線グラフト等の手法で表面修飾しても有用に用いられる。
【００１９】
本発明に用いられるメインフィルターとしては、多孔質体、平膜、不織布、織布等が例示できる。中でも、白血球を除去できる観点より、不織布、織布、多孔質体が好ましく用いられ、最も好ましくは不織布があげられる。
【００２０】
メインフィルターの材質は、白血球、活性化白血球、感染白血球、炎症性白血球等の白血球成分を吸着あるいはろ過により除去できるものであれば特に限定されるものではない。具体的には、セルロース及び／またはその誘導体等の天然高分子、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル等の高分子材料を例示できる。なかでも、成形性の観点より、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン等が好ましく用いられる。最も制御性良く製造できる点より、最も好ましくは、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステルである。
なお、上記メインフィルターもプレフィルターと同様に、水不溶性の低分子あるいは、親水性及び／または疎水性のポリマー等をコーティング、放射線グラフト等の手法で表面修飾しても有用に用いられる。
更に、プレフィルターとメインフィルターは同じ材質であっても、異なる材質であっても有用に用いられる。
【００２１】
一方、メインフィルターの充填密度は、０．０５ｇ／ｃｍ3以上０．５０ｇ／ｃｍ3未満が有用に用いられる。密度が０．０５ｇ／ｃｍ3未満では白血球除去効率が低く好ましくない。一方、密度が０．５０ｇ／ｃｍ3以上の場合、白血球除去によりフィルターのライフタイムが短いため好ましくない。以上の観点で、好ましいメインフィルターの充填密度は、０．０９ｇ／ｃｍ3以上０．４０ｇ／ｃｍ3未満、最も好ましくは、０．１０ｇ／ｃｍ3以上０．３０ｇ／ｃｍ3未満である。
繊維をメインフィルターに用いた場合、平均繊維径は１．０μｍ以上４．５μｍ未満がもっとも有用に用いられる。また、本発明のプレフィルターを最大限に発揮できる好ましい平均繊維直径は、１．５μｍ以上４．０μｍ未満、最も好ましくは、２．０μｍ以上３．５μｍ未満である。
【００２２】
本発明において、血液とは、少なくとも赤血球及び白血球を含有する液体で、例示すると全血液及びこれに抗凝固剤を加えた血液等が挙げられる。血液は、炎症あるいは刺激等により活性化されていても良好に用いられる。本発明の白血球除去器は、赤血球を１５０×１０4コ／μＬ以上含有している場合、特に有用に用いられる。
【００２３】
また、血液に添加する抗凝固剤は、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何れに於いても用いることができる。体外循環において、血液凝固が発生してメインフィルターのライフタイム低下させやすい場合、ヘパリンや低分子量ヘパリン、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が最も有用に用いられる。更にこれら抗凝固剤は、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。
【００２４】
本発明は、前記の白血球除去器を用いた白血球除去システム（装置）及び白血球除去方法にも関する。
本発明の白血球除去装置は、血液を一定あるいは可変流速で送液する血液送液手段、抗凝固剤を血液回路に注入する抗凝固剤注入手段、前記の白血球除去器、白血球除去器の入口側と出口側の圧力を測定する圧力測定手段を少なくとも含み、これらを回路で接続して体外循環回路を形成してなる白血球除去装置である。
【００２５】
本発明の、血液を一定或いは可変流速で送液する手段とは、送液手段であればよく、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、特に本発明では数十ｍｌ／ｍｉｎ〜１０Ｌ／ｍｉｎの流速範囲で精度よく送液できるものが好ましい。
【００２６】
本発明は、前記の白血球除去器を用いた白血球除去方法にも関するが、本発明の白血球除去方法では、血液送液手段による血液の送液速度が２０ｍｌ／ｍｉｎ以上１００ｍｌ／ｍｉｎ以下であることが好ましい。血液の送液速度が２０ｍｌ／ｍｉｎ未満の場合、白血球除去器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、１００ｍｌ／ｍｉｎより早い場合、白血球除去効率が低下するため好ましくない。以上の観点より、血液の送液速度のより好まし範囲は２０ｍｌ／ｍｉｎ以上８０ｍｌ／ｍｉｎ以下、最も好ましくは２０ｍｌ／ｍｉｎ以上７０ｍｌ／ｍｉｎ以下である。
【００２７】
これらの血液送液手段は、白血球除去器の血液の入口側圧力と出口側圧力の差が９．３３ｋＰａ以上１６．０ｋＰａ未満の設定値に達した時に、自動的に減速する流速制御手段を備えていることが好ましい。より好ましくは、入口側圧力と出口側圧力の差が１０．０ｋＰａ以上１５．０ｋＰａ未満、最も好ましくは１１．００ｋＰａ以上１４．０ｋＰａ未満の設定値で血液の送液を減速できることである。
【００２８】
上記圧力差が発生した場合、流速制御手段によって血液の送液速度を１０％以上５０％未満に減速することで白血球除去器のライフタイムを延長することが可能である。減速率が１０％未満の場合、圧力の減少が少なくライフタイム延長効果が低いため好ましくない。一方、５０％以上では、急激な流速の減少のため、処理速度が遅くなり、白血球除去器として効率的でない。従って、好ましい送液速度の減速率は１０％以上４０％未満で、最も好ましくは１５％以上３０％未満である。
【００２９】
本発明のシステムで用いる抗凝固剤注入手段は、抗凝固剤液を血液流速の１％以上２０％未満の流速で血液回路に注入する送液手段である。抗凝固剤は、直接或いは、希釈し有用に注入できる。この場合、血液流速に対し１％未満であると血液と混合しにくく、白血球除去器のライフタイムを短縮するので好ましくない。一方２０％以上の場合、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速との注入比率は３％以上１８％未満、最も好ましくは５％以上１８％未満である。
抗凝固剤注入手段は、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。
【００３０】
本発明のシステムで用いる圧力測定手段とは、白血球除去器の入口側と出口側の回路内圧力を測定できるものであれば何でもよく、特に限定しない。例えば、水銀マノメーター、ディジタルマノメーター等の圧力測定手段は取り扱いが簡便であり、これらを細管を介して血液回路に接すれば有用に用いられる。
【００３１】
本発明の白血球除去装置は、少なくとも、上記の血液送液手段、抗凝固剤注入手段、白血球除去手段、圧力測定手段を、白血球除去器へ血液を導入する血液回路および白血球除去器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たものである。回路構成としては、例えば、採血部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注入手段を取りつけ、これを白血球除去器の血液入口側に接続する。一方、白血球除去器の血液出口側には、返血部を有する血液導出側回路を取りつけ、さらに、白血球除去器の入口側および出口側近傍に圧力測定手段を取りつければ、体外循環に好ましく用いることができる。
なお、前記血液回路には、血液チャンバー、加温バック、血液の採血手段、血液の返血手段等を適宜組み込んで用いることができるが、本発明はこれらを特に限定するものではない。
【００３２】
【実施例】
以下に、本発明の実験例および実施例を示すが、本発明はこれに限定されるものではない。
【実施例１〜１２】
平均繊維直径２．７μｍのポリエステルの繊維よりなる不織布（９０ｇ／ｍ2目付）を幅１５０ｍｍ、長さ７６０ｍｍに切断し、直径３．４ｍｍのポリエチレン製の円筒状メッシュの周囲に巻いた。次いで平均繊維直径１２μｍのポリエステル繊維からなる不織布（３０ｇ／ｍ2目付）を第1プレフィルターとし、幅１５０ｍｍで巻いた。更に平均繊維直径３３μｍのポリエステル繊維からなる不織布（５０ｇ／ｍ2目付）を第２プレフィルターとし、幅１５０ｍｍで巻いた。外側にポリエチレン製のメッシュを１５０ｍｍ巻いた。この円筒直径は３９ｍｍであった。円筒断面の厚みと巻いた不織布の重量より充填密度を求めた。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、白血球除去器とした。
実施例２〜８は第１、第２プレフィルターの仕様をそれぞれ変更したものである。実施例９〜１０は、第２プレフィルターの外側に更に第３プレフィルターを追加したものである。実施例８〜１２は、同じ繊維径、充填密度で第１、第２プレフィルターの厚み比率を変化させたものである。また、実施例２〜１２は、実施例１と同様の操作で、表１に示す平均繊維直径のポリエステルからなる不織布を表１の充填密度で巻き、その他は実施例１と同様にして白血球除去器としたものである。
【００３３】
【比較例１〜９】
比較例１では、プレフィルターを用いずに白血球除去器を作成し、比較例２〜５では、第２プレフィルターを用いずに白血球除去器を作成した。また、比較例６〜９は第１、第２プレフィルターの仕様をそれぞれ変更したものである。詳細を表２に示す。
【００３４】
【実験例１】
実施例１〜１２及び比較例１〜９で作成の白血球除去器を生理食塩液１Lで流速１００ｍｌ／ｍｉｎでプライミングした。牛新鮮血にヘパリンを５０００Ｕ／Ｌで加え、室温にて４〜８時間放置し、試験用ヘパリン加牛血液を得た。
なお、試験用ヘパリン加牛血は、放置することでヘパリンの効力が減少するため、非常に活性化を起こしやすく凝固系が活性化しやすい。このような理由から、白血球除去器のライフタイムを測定する上で非常に過酷であり、評価に最適な血液である。
試験用ヘパリン加牛血液をローラーポンプにて、血液流速５０ｍｌ／ｍｉｎで、実施例１〜１０及び比較例１〜１０記載の白血球除去器に流した。白血球除去器の血液の入口側と出口側の圧力を測定し、その差圧が１３．３３ｋＰａを超えた時点の血液の処理量をライフタイムと設定した。結果を表１及び表２に示す。
その結果、実施例では、３Ｌ処理時の白血球除去率はすべて９０％以上であった。比較例では、１３．３３ｋＰａ到達時点の白血球除去率を求め、全てにおいて９０％以上であった。
【００３５】
【表１】
0004187460.tif 000002
【００３６】
【表２】
0004187460.tif 000003
【００３７】
【実験例２】
上記、実施例１の白血球除去器に抗凝固剤をヘパリンに代えて、ＡＣＤ−Ａ（ＡＣＤ−Ａ：血液＝１：９）とした以外は同様の実験を実施した。結果、１０Lまで、差圧が１３．３３ｋPa以下で血液を処理することが可能であった。
【００３８】
【実施例１３】
血液チャンバー、抗凝固剤フィード用ローラーポンプ、血液用ローラーポンプ、実施例１記載の白血球除去器、血液チャンバーを血液回路チューブで接続した。更に、白血球除去器の血液の入口側及び出口側の圧力を測定する圧力計を接続した白血球除去装置を作成した。抗凝固剤フィード用ローラーポンプの流速を血液ポンプの流速に１２％まで一定比率で可変できるように設定した。更に、入口側及び出口側の圧力差を検出し、差圧が１３．３３ｋＰａ以上となった場合、血液流速を２０％に減速する様に設定した。
試験用ヘパリン加牛血液に対し、メシル酸ナファモスタット加生理食塩液（濃度：０．１ｇ／１０ｍｌ）を血液流速の１２％（流速６ｍｌ／ｍｉｎ）で白血球除去器前の血液回路にフィードした以外、実験例１と全く同様の操作を行った。結果、実験例１に比し約５００ｍｌの処理量の延長が認められた。
更に、１３．３３ｋＰａに上昇後、血液流速を２０％減速し、４０ｍｌ／ｍｉｎ、３２ｍｌ／ｍｉｎ、２５．６ｍｌ／ｍｉｎ、２０．４８ｍｌ／ｍｉｎと順次減速し、２０．４８ｍｌ／ｍｉｎにて、差圧が、１３．３３ｋＰａを超えた時点での延長処理量を求めたところ８００ｍｌの処理血液量延長を認めた。
【００３９】
【比較例１０】
メシル酸ナファモスタット加生理食塩液（濃度：０．１ｇ／１０ｍｌ）を血液流速の０．９％（流速６ｍｌ／ｍｉｎ）で白血球除去器前の血液回路にフィードした以外、実施例１１と同一の操作を行ったところ、最初に差圧が１３．３３ｋＰａに到達する延長処理量は実験例１に比し、５０ｍｌの延長であった。
【００４０】
【比較例１１】
メシル酸ナファモスタット加生理食塩液（濃度：０．１ｇ／１０ｍｌ）を血液流速の２１％（流速６ｍｌ／ｍｉｎ）で白血球除去器前の血液回路にフィードした以外、実施例１１同一の操作を行ったところ、最初に差圧が１３．３３ｋＰａに到達する延長処理量は実験例１に比し、２５０ｍｌの延長のみであった。
【００４１】
【比較例１２】
実施例９で最初に差圧が１３．３３ｋＰａに到達した後、血液流速の減速率を５０％と設定し、血液流速を２５ｍｌ／ｍｉｎ、１２．５ｍｌ／ｍｉｎと減速し、１２．５ｍｌ／ｍｉｎで差圧が１３．３３ｋＰａを越えた時点での延長処理量は、３００ｍｌであった。
【００４２】
【比較例１３】
実施例１１で最初に差圧が１３．３３ｋＰａに到達した後、血液流速の減速率を９％と設定し、血液流速を４５．５ｍｌ／ｍｉｎ、４１．４ｍｌ／ｍｉｎ、３７．６７ｍｌ／ｍｉｎ、３４．２８ｍｌ／ｍｉｎ、３１．２ｍｌ／ｍｉｎ、２８．４ｍｌ／ｍｉｎ、２５．８ｍｌ／ｍｉｎ、２３．５１ｍｌ／ｍｉｎ、２１．４ｍｌ／ｍｉｎ、１９．５ｍｌ／ｍｉｎと減速し、１９．５ｍｌ／ｍｉｎで差圧が１３．３３ｋＰａを越えた時点での延長処理量は、２５０ｍｌであった。
【００４３】
【発明の効果】
本発明の白血球除去器によれば、１００ｍｌ／ｍｉｎ以下という低流速で血液を処理しても、１−１０Ｌの大量の血液を処理することができた。また、本発明の白血球除去器は小型であってライフタイムが長いので体外循環用白血球除去器として有用である。