(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
血液流入口および血液流出口を有し内部にフィルター材料が充填された可撓性シートからなる袋体と、該袋体を収納する硬質の収納容器とからなり、容器内に圧縮気体を充填することにより前記袋体を圧縮し、その状態で血液を通液した後、圧縮気体を排気することにより前記袋体の圧縮を解除し、その状態で洗浄液を通液し、前記収納容器が、容器内を陰圧にすることにより前記袋体をさらに膨張させることを特徴とする血液フィルターセット。
【請求項２】
フィルター材料が繊維からなる請求項１記載の血液フィルターセット。
【請求項３】
血液流入口および血液流出口を有し内部にフィルター材料が充填された可撓性シートからなる袋体を収納した硬質の容器に、圧縮気体を充填して前記袋体を圧縮し、その状態で内部に採取された血液を通液させた後、圧縮気体を排気して前記袋体の圧縮を解除し、その状態で内部に洗浄液を通液させることによって前記フィルター材料に付着した血液成分を洗浄して回収し、圧縮気体を排気した後、容器内を陰圧にして前記袋体をさらに膨張させることを特徴とすることを特徴とする血液成分回収方法。
【請求項４】
フィルター材料が繊維からなる請求項３記載の血液成分回収方法。
【請求項５】
上記採血された血液が、全血を収納した血液バックの全血である請求項３及び４記載の血液成分回収方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液中から所望の血液成分を回収するためのフィルターセットおよびそれを用いた血液成分回収方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
白血病等の造血器腫瘍および固形癌の化学療法の副作用として造血障害が知られており、この造血障害を治療するために、従来、骨髄移植療法や末梢血幹細胞移植治療法が行われている。これらの治療法は、骨髄や末梢血に含まれる造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞を移植することにより、造血障害を回復させる方法である。さらに近年になって、臍帯血中にも造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞が含まれていることが分かり、臍帯血中の造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞を移植する治療法も期待されている。
【０００３】
通常、これらの移植療法に用いられる血液は、採取してから移植するまでの間凍結保存される。ここで、凍結保存される血液中に赤血球が混入していると、融解後に赤血球が溶血を起こし、それによる副作用が生じるので、凍結前に移植血液中の赤血球を除去することが必要になる。
移植血液中から赤血球を除去する方法として、赤血球と造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球との比重の差を利用した遠心分離法や、フィルターを用いて造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球を捕捉した後、該フィルター内に洗浄液を通液し回収する方法が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら遠心分離法は、分離した血液成分の界面を乱してはいけない等の熟練を要する方法であり、フィルターを用いた回収方法は、造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球を高濃度で捕捉するために、フィルター材料の充填密度が高く、フィルター材料に付着した白血球を洗浄液で洗浄しようとしても剥離しにくく回収率が悪いという欠点があった。
本発明は上記問題点を解決するためのもので、血液中から所望の血液成分を効率よく回収するための血液フィルターセット及びそれを用いた血液成分回収方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明者等は、上記目的を達成するために鋭意研究の結果、内部にフィルター材料が充填された可撓性シートからなる袋体と、この袋体を膨張圧縮自在に収納する硬質の収納容器とを組み合わせて使用することにより、血液中から所望の血液成分を効率よく回収できることを見出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は、血液流入口および血液流出口を有し内部にフィルター材料が充填された可撓性シートからなる袋体と、該袋体を膨張圧縮自在に収納する硬質の収納容器、とからなるフィルターセットである。硬質の収納容器としては、圧縮気体を充填することにより袋体を圧縮し、圧縮気体を排気することにより袋体の圧縮を解除することができるものや、圧縮状態を解除した後容器内を陰圧にして、袋体をさらに膨張させることができるもの等が採用される。
【０００６】
また本発明は、血液流入口および血液流出口を有し内部にフィルター材料が充填された可撓性シートからなる袋体を硬質の収納容器に収容し、前記袋体が圧縮気体により圧縮された状態で血液を通液させた後、圧縮気体を排気して前記袋体が膨張した状態で内部に洗浄液を通液させ、前記フィルターに付着した血液成分を洗浄し回収することを特徴とする血液成分回収方法である。この時、圧縮気体を排気した後容器内を陰圧にすることにより、前記袋体をさらに膨張させた状態で内部に洗浄液を通液させて、前記フィルターに付着した血液成分を洗浄し回収しても良い。
ここで、フィルター材料は繊維であるのが好ましい。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１は血液フィルターセットの他の実施例を示す説明図であり、図２は図１に示すフィルターセットにおいて圧縮気体を充填することにより、袋体が圧縮された状態の縦断面説明図、図３は図１に示すフィルターセットにおいて圧縮気体を排気することにより袋体の圧縮が解除された状態の縦断面説明図であり、図４は本発明の血液成分回収方法の説明図である。
【０００８】
本発明の血液フィルターセットを図１、図２および図３を用いて説明する。血液フィルターセット１は、内部にフィルター材料１２が充填された袋体１１と、この袋体１１の血液流入口１１１に接続されたチューブ２１および血液流出口１１２に接続されたチューブ２２と、袋体１１を収納する硬質の収納容器３とから構成されている。収納容器３は、容器の気密性を保つ為に、袋体１１に連通したチューブ２１、２２が収納容器３を貫通する箇所にポート３１、３２を設けてなる。また気体の流入、流出は二方活栓３３を通して行われる。
【０００９】
袋体１１は２枚の可撓性シートが縁部に沿って溶着されて形成される。この袋体１１の材質としては、軟質ポリ塩化ビニル、エチレン−酢酸ビニル共重合体、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体、ポリウレタン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン等が挙げられる。
【００１０】
袋体１１内にはフィルター材料１２が充填されている。またこのフィルター材料１２は縁部に沿って袋体１１の溶着部に固着されている。フィルター材料１２は、血液中から所望の血液成分（白血球）を捕捉するためのもので、ポリエステル、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド等からなる合成繊維や綿等の天然繊維が好ましく採用される。ここで、繊維の繊維径は２５μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下、更に好ましくは０．５〜３μｍの繊維がよい。繊維径が２５μｍを超えると、フィルターに捕捉される白血球の収率が低くなる傾向にあり、０．５μｍ未満であれば単位面積当りの繊維間隙が小さくなり濾過抵抗が大きくなる傾向がある。また、袋体１１が圧縮された状態での繊維集合体の嵩密度は０．０５〜０．５０ｇ／ｃｍ3 、好ましくは０．０８〜０．３０ｇ／ｃｍ3 、更に好ましくは０．１０〜０．２０ｇ／ｃｍ3 である。嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ3 未満であると、フィルターに捕捉される白血球の収率が低くなる傾向があり、嵩密度が０．５０ｇ／ｃｍ3 を超えると、フィルターを通過する血液の流速が遅くなる傾向がある。
さらに、フィルター材料１２の充填量は、圧縮された状態で通常の白血球除去フィルターが有する程度の捕捉率が得られる量であればよい。尚、このフィルター材料１２は、二種類以上で構成されていてもよく、異なる物質やメッシュサイズのものが積層された構成であってもよい。フィルター材料１２が多層の繊維集合体からなる場合には、少なくとも１層は、繊維直径が２５μｍ以下、圧縮状態で嵩密度が０．０５〜０．５０ｇ／ｃｍ3 の繊維集合体である。多層構造は２層〜６層であり、血液流入口に近い層には繊維直径および嵩密度が大きい繊維集合体、血液流出口に近い層には繊維直径および嵩密度が小さい繊維集合体が配置されるのが、球径の大きい白血球から順番に捕捉されて好ましい。例えば、袋体１１が圧縮された状態でのフィルター材料１２が、第１層が繊維直径１０μｍ、嵩密度が０．２３ｇ／ｃｍ3 の繊維集合体、第２層が繊維直径３．５μｍ、嵩密度が０．１１ｇ／ｃｍ3 の繊維集合体、第３層が繊維直径１．８μｍ、嵩密度が０．１２ｇ／ｃｍ3 の繊維集合体からなる多層の繊維集合体の場合、第１層には血液中の大きい径の物質、第２層には単球、顆粒球、第３層にはリンパ球が捕捉される。また、フィルター材料１２は縁部に沿って袋体１１の溶着部に固着される構造に限定されず、例えば特開平７−６７９５２号公報に示されているような、釣鐘状に形成され、下部から側部に亘って周縁部が溶着により密封されるとともに、上部は開口され上部の端部が袋体と溶着されるような構造でもよい。
【００１１】
そして袋体１１には、血液流入口１１１と血液流出口１１２がフィルター材料１２に関して反対側に配置されており、血液流入口１１１から流入した血液はフィルター材料１２を通過して血液流出口１１２から流出するようになっている。同様に、血液流入口１１１または血液流出口１１２から流入した洗浄液は、フィルター材料１２を通過して血液流出口１１２または血液流入口１１１から流出するようになっている。フィルター材料１２が充填された可撓性シートからなる袋体１１は膨張圧縮可能で変形自在であり、フィルター材料１２の繊維間隙が可変となっていることから、血液の通液時には繊維間隙を小さくするとともに、洗浄液の通液時には繊維間隙を大きくすることができる。ここで、洗浄液はフィルター材料１２に付着した血液成分を洗い流し回収するためのもので、生理食塩水、ハンクス液、ダルベッコリン酸塩緩衝液、デキストラン等、あるいはこれらにヒト血清アルブミンや抗凝固剤を添加したもの等が好ましい。
【００１２】
血液流入口１１１にはチューブ２１が接続され、血液流出口１１２にはチューブ２２が接続されている。通常は最初から袋体にチューブが接続されているが、使用時に袋体とチューブを無菌的に接続してもよい。尚、本発明のフィルターセット１は、通常、袋体１１にチューブ２１、２２の一端が接続され、さらにチューブ２１、２２の他端に血液バッグ（図示せず）が接続された構成で採用されるが、チューブ２１、２２が接続されずにシリンジ等を血液流入口１１１および血液流出口１１２に接続できるようにして使用してもよい。
【００１３】
収納容器３は、容器内に圧縮気体を充填することにより袋体１１を圧縮状態で収納できるように硬質材料で成形され、チューブ接続部分の気密状態を保つためのポート３１、３２と、気体の流入、流出を行う二方活栓３３が設けられた直方体形状の容器である。ポート３１、３２とチューブ２１、２２との間にはＯ−リング（図示せず）が挿入され、収納容器３の気密性が保たれている。収納容器３が合成樹脂で形成されている場合は、ポートとチューブを超音波溶着してもよい。なお、圧縮気体としては空気や窒素、アルゴン等の不活性気体などが採用される。
【００１４】
袋体１１は通常の白血球除去フィルターが有する程度の捕捉率を得られるように圧縮されるため、収納容器３はそれだけの圧力に耐えうる材料で形成される必要がある。この材料としては、ポリカーボネート、ポリスチレン、硬質ポリ塩化ビニル等の合成樹脂、ステンレス、アルミニウム等の金属が挙げられる。また、収納容器３は、フィルター材料１２の繊維間隙を大きくするために膨張させた袋体１１を収容できる大きさであるのが好ましい。
ただし、本発明における収納容器３は、袋体１１が所望の血液成分を捕捉できるように袋体１１を圧縮状態で収納し、フィルター材料１２に捕捉された血液成分を効率よく回収できるように袋体１１を膨張できるものであればよく、本図面の形状に限定されない。
【００１５】
図４は図１の血液フィルターセットを用いて血液成分を採取する方法の説明図である。
全血を収納した血液バッグ４１から全血が三方活栓４５、チューブ２１を通って、血液流入口１１１より、圧縮された状態の袋体１１内部に流入する。フィルター材料１２内部では白血球は、例えば繊維間隙に捕捉されるが、赤血球はフィルター材料１２を通過して血液流出口１１２からチューブ２２、三方活栓４６を通って赤血球回収バッグ４３に収容される。この赤血球回収バッグ４３には、フィルター材料１２の種類により、赤血球の他に血小板をも収容することができる。その後、フィルター材料１２に捕捉された白血球は、洗浄液バッグ４２内の洗浄液を三方活栓４５、チューブ２１、血液流入口１１１を通して繊維間隙を広げられたフィルター材料１２内の白血球を洗い流すことで、血液流出口１１２、チューブ２２、三方活栓４６を通して白血球収容バッグ４４に収容される。
【００１６】
図１に示すフィルターセット１を用いて、臍帯血中から造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球を回収する方法を説明する。
まず、収納容器３内に収納された袋体１１を、容器内に圧縮気体を充填することにより圧縮した状態で、血液流入口１１１から血液流出口１１２へ臍帯血を通液させる。この時、フィルター材料１２も圧縮され、その繊維間隙に造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球が捕捉される。圧縮気体はポンプで充填してもよいし、二方活栓３３に直接シリンジを接続し、押子を押すことで挿入してもよい。
次に、二方活栓３３を開け、収納容器３内の圧縮気体を排気して袋体１１の圧縮状態を解除して袋体１１を膨張させ、洗浄液を血液流入口１１１から血液流出口１１２へ通液させる。この時、フィルター材料１２の圧縮も解除され、その繊維間隙が大きくなっているので、フィルター材料１２に付着した造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球は剥離し易く、洗浄液で容易に洗い流され、図４の白血球収容バッグ４４に回収される。ここで、洗浄液は血液流入口１１１から流入させても血液流出口１１２から流入させてもよい。
また、造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞由来の白血球を含む洗浄液は、一旦容器に回収された後、遠心分離あるいは再びフィルターを通過させること等により分離されて、造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞が回収される。ここで使用されるフィルターは、顆粒球、単球を捕捉するが造血幹細胞及び／又は造血前駆細胞は通過させるものが好ましい。
この場合、圧縮気体を排気した後、真空ポンプで脱気するか、あるいは二方活栓３３に接続したシリンジの押子を引くことで容器内を陰圧にし、袋体１１をさらに膨張させると、フィルターの繊維間隙もさらに大きくなり、回収の容易さが増し、回収に要する時間もより短縮できる。
以上のように、本発明のフィルターセットは、二方活栓３３を開けるだけで圧縮状態を解除できるため従来より操作が簡単で、また繊維間隙を大きくすることにより、洗浄液が通過し易く通液に要する時間の短縮にもなる。
【００１７】
〔実験例１〕
図１のフィルターセット１を使用する。袋体１１に充填されるフィルター材料１２は、ポリエチレンテレフタレート繊維を用いた３層構造の不織布（濾過面積１２．６ｃｍ2 ）からなっている。収納容器３内の袋体１１が圧縮された状態での３層の構成は、上層の第１層が繊維直径１０μｍ、嵩密度が０．１９ｇ／ｃｍ3 の不織布、中間層の第２層が繊維直径３．５μｍ、嵩密度が０．０５ｇ／ｃｍ3 の不織布、下層の第３層が繊維直径１．８μｍ、嵩密度が０．１４ｇ／ｃｍ3 の不織布からなる。その体積比は５２：２１：２７で、全体の厚さは６．０ｍｍであった。図２のように収納容器３内にシリンジを用いて圧縮空気を充填して袋体１１を圧縮した状態で、抗凝固剤としてＡＣＤ液を含有した牛血１００ｍｌを５ｍｌ／分の流速で流して袋体１１内部に白血球を捕捉し、赤血球は袋体１１を通過して図４に示す赤血球回収バッグ４３に収容された。赤血球回収バッグ４３に回収された赤血球の回収率は９０％、血小板の回収率は１３％であった。次いで、三方活栓４６を閉じてから二方活栓３３を開け、収納容器３内の圧縮空気を排気すると図３のように袋体１１は圧縮状態が解除され膨張した。その後、デキストランを袋体１１内に充満させて繊維間隙を広げ、三方活栓４６の通路を白血球収容バッグ４４の方向にしてから、デキストラン１５０ｍｌを１５ｍｌ／分の流速で流し、白血球収容バッグ４４に収容した。収納容器３から圧縮空気を排気して袋体１１の圧縮を緩めたことによるフィルター材料１２の拡大率と白血球収容バッグ４４に収容された白血球の回収率を表１に示す。
なお、容積の拡大率は、収納容器３に圧縮空気を充填して袋体１１内部のフィルター材料１２を圧縮した状態での袋体１１の内容積に対する、圧縮空気を排気し袋体１１内部のフィルター材料１２の圧縮を解除した状態での袋体１１の内容積の比である。また、白血球の回収率は、血液バッグ４１内に収容されていた血液中の白血球数に対する白血球収容バッグ４４に収容されたデキストラン中の白血球数の比である。
【００１８】
【表１】
0003740690.tif 000002
【００１９】
表１から明らかなように、容積拡大率が大きくなるにつれて白血球の回収率は高くなるが、容積拡大率が１．４倍以上になると回収率はほぼ一定になる。
【００２０】
〔実験例２〕
図１に示すフィルターセット１を使用する。繊維直径１０μｍの不織布と繊維直径１．８μｍの不織布とを２ーヒドロキシエチルメタクリレート、ジエチルアミノエチルメタクリレート共重合体の０．２５％エタノール溶液に浸せきした後、圧縮状態において第１層の繊維直径１０μｍ、嵩密度が０．３ｇ／ｃｍ3 の不織布を上層、第２層の繊維直径１．８μｍ、嵩密度が０．１４ｇ／ｃｍ3 の不織布を下層の２層積層構造にしたフィルター材料１２が収納された袋体１１（濾過面積１２．６ｃｍ2 ）を作製した。（体積比７２．７：２７．３）
収納容器３にシリンジを用いて圧縮空気を充填して袋体１１を圧縮し、抗凝固剤としてヘパリン液を用いた臍帯血５０ｍｌを５ｍｌ／分の流速で通液し袋体１１内部のフィルター材料１２に造血幹細胞および／又は造血前駆細胞由来の白血球を捕捉した。また、赤血球、血小板は袋体１１を通過して赤血球回収バッグ４３に収容された。赤血球回収バッグ４３に回収された赤血球の回収率は８７％、血小板の回収率は９１％であった。次いで、三方活栓４６を閉じてから二方活栓３３を開け、圧縮空気を排気して袋体１１の圧縮状態を解除した後、デキストランを袋体１１に通液し、造血幹細胞および／又は造血前駆細胞由来の白血球を白血球回収バッグ４４に収容した。実施例１同様、袋体１１の容積拡大率と、白血球収容バッグ４４に収容された白血球の回収率を表２に示す。
【００２１】
【表２】
0003740690.tif 000003
【００２２】
表２から明らかなように、容積拡大率が大きくなるにつれて白血球の回収率は高くなるが、容積拡大率が１．４倍以上になると回収率はほぼ一定になる。
【００２３】
【発明の効果】
以上述べてきたことから明らかなように、本発明のフィルターセットにより、簡単な操作でフィルター材料の圧縮が解除でき、フィルター材料に付着した血液成分を効率よく回収することができる。また、洗浄液の通液に要する時間を短縮することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の血液フィルターセットの一実施例を示す説明図。
【図２】図１に示す血液フィルターセットにおいて袋体を圧縮した状態の縦断面説明図。
【図３】図１に示す血液フィルターセットにおいて袋体の圧縮を解除した状態の縦断面説明図。
【図４】本発明器具を使用して白血球を採取する説明図。
【符号の説明】
１  血液フィルターセット
１１  袋体
１２  フィルター材料
１１１  血液流入口
１１２  血液流出口
２１、２２  チューブ
３  収納容器
３１、３２  ポート
３３  二方活栓
４０  血液成分採取器具
４１  血液バッグ
４２  洗浄液バッグ
４３  赤血球回収バッグ
４４  白血球収容バッグ
４５、４６  三方活栓
【図１】
0003740690.tif 000004
【図２】
0003740690.tif 000005
【図３】
0003740690.tif 000006
【図４】
0003740690.tif 000007