JP5167727B2 - 複合繊維を含む吸着担体 - Google Patents
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Description
2. 前記繊維Aおよび前記繊維Bの両方が芯鞘型または海島型複合繊維であることを特徴とする前記1記載の吸着担体。
3. 前記繊維Aおよび/または前記繊維Bが少なくとも表面にアミノ基を有することを特徴とする前記1または2に記載の吸着担体。
4. 前記アミノ基が4級アンモニウム基であることを特徴とする前記3記載の吸着担体。
5. 前記4級アンモニウム基のカウンターイオンが、実質上塩素であることを特徴とする前記4記載の吸着担体。
6. 被吸着物質が生体由来物質であることを特徴とする前記1ないし5のいずれかに記載の吸着担体。
7. 被吸着物質として直径1μm以上の物質が含まれている液体および/または気体を流す用途に用いることを特徴とする前記1ないし6のいずれかに記載の吸着担体。
8. 前記繊維Aおよび前記繊維Bを含むシート状物の層と任意の100mm2中に10mm2以上の空隙を有するネットの層との少なくとも2層構造からなることを特徴とする前記1ないし7のいずれかに記載の吸着担体。
9. 前記繊維Aおよび/または前記繊維Bが架橋構造を少なくとも表面に含むことを特徴とする前記1ないし8のいずれかに記載の吸着担体。
10. 嵩密度が0.02〜0.5g/cm3であることを特徴とする前記1ないし9のいずれかに記載の吸着担体。
11. 前記シート状物の形態が織物、編み物、不織布、多孔質体から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする前記1ないし10のいずれかに記載の吸着担体。
12. 前記1ないし11のいずれかに記載の吸着担体を充填してなる吸着体モジュール。
13. 前記10または11に記載の吸着担体が筒状に巻かれて、両端部に血液入口と血液出口とを有する円筒状容器に納められていることを特徴とする吸着体モジュール。
(繊維直径)
作製例にて作製した吸着担体からランダムに小片サンプル10個を採取し、走査型電子顕微鏡等で1000〜3000倍の写真を撮影し、各サンプルから10本ずつ、計100本の繊維の直径を測定し、それらの平均値について、10μm以上の場合は小数点以下第一位を四捨五入し、10μm未満の場合は小数点以下第二位を四捨五入して算出した。
(嵩密度)
作製例にて作製した吸着担体を任意の3cm角の正方形の小片に切断後、5cm角で1mm厚のPP製の板を厚み方向に重ねるように上から載せた状態で吸着担体の厚みを測定し、板を外して再度載せてから吸着担体の厚みを測定することを5回繰り返し、その平均値を厚みとした。この小片の重さを、体積で割ることで嵩密度を求め、これを5サンプルで実施し、平均値を嵩密度とした。ネットを有する場合は上記の方法で測定した後、ネットのみを除き、小片の重さからネット重量を差し引いて同様に計算で求めた。
(血球数の測定)
血液中の血球数の定量、ヘマトクリット値の測定は、シスメックス社XT−1800iVを用いて行った。ここで、顆粒球数は、好中球数を以て計算した。
(サイトカイン吸着評価)
サイトカイン吸着評価は、EIA 法を用い、市販のキットIL−6:鎌倉テクノサイエンス製)を用いて行った。
[作製例1]
(吸着担体1)
32島の海島複合繊維(繊維A1)および16島の海島複合繊維(繊維B1)を、次の成分を用いて、紡糸速度800m/分、延伸倍率3倍の製糸条件で得た。
(繊維A1)
島成分;PP
海成分;「エチレンテレフタレート単位を主たる繰り返し単位とし、共重合成分として5−ナトリウムスルホイソフタル酸3重量%含む共重合ポリエステル」(PETIFA)
複合比率(重量比率);島:海=80:20
(繊維B1)
島成分;PP
海成分;PS90wt%、PP10wt%を混合したもの
複合比率(重量比率);島:海=20:80
この繊維A1:65wt%と繊維B1:35wt%とをタフトブレンダーを用い十分に混合分散し、カードを通過させシート状物を作製した後、クロスラッパーに通して目標の目付になるよう秤量後、ニードルパンチすることによって不織布形態の吸着担体を得た。次に、この不織布を90℃の水酸化ナトリウム水溶液(3wt%)で処理して海成分を溶解することによって不織布を作製した(吸着担体1)。
(中間体1)
次に、ニトロベンゼン600mLと硫酸390mLの混合液にパラホルムアルデヒド3gを20℃で溶解した後、0℃に冷却し、75.9gのN−メチロール−α−クロルアセトアミドを加えて、5℃以下で溶解させた。これに5gの上記吸着担体1を浸し、室温で2時間静置した。その後、繊維を取り出し、大過剰の冷メタノール中に入れ、洗浄した。繊維をメタノールで十分に洗った後、水洗し、乾燥して、6.5gのα−クロルアセトアミドメチル化PS繊維(中間体1)を得た。
(官能基を導入した吸着担体1)
N,N−ジメチルオクチルアミン50gとヨウ化カリウム8gを400mLのジメチルホルムアミド(DMF)に溶かした溶液に5gの上記中間体1を浸し、85℃のバス中で3時間加熱した。加熱後の繊維を取り出してメタノールで洗浄した後、1mol/L濃度の食塩水に浸漬した。浸漬後の繊維を水洗し、真空乾燥して、6.8gのジメチルオクチルアンモニウム化繊維(官能基を導入した吸着担体1:AC−1(adsorption carrier−1))を得た。この担体1の厚みは1.8mmであった。
[作製例2]
(吸着担体2)
36島の海島複合繊維であって、島成分が更に芯鞘複合繊維であるもの(繊維A2)および海島複合繊維でも芯鞘複合繊維でもない繊維(繊維B2)を、次の成分を用いて、作製例1と同一の製糸条件で得た。
(繊維A2)
島の芯成分;PP
島の鞘成分;PS90wt%、PP10wt%を混合したもの
海成分;PETIFA
複合比率(重量比率);芯:鞘:海=40:40:20
(繊維B2)
成分;PP
繊維直径:25μm
この繊維A2:65wt%と、繊維B2:35wt%を用いて、作製例1と同一の条件により不織布を作製した(吸着担体2)。
(中間体2)
次に、上記吸着担体2を用いて、作製例1と同一の条件により、6.6gのα−クロルアセトアミドメチル化PS繊維(中間体2)を得た。
(官能基を導入した吸着担体2)
上記中間体2を用いて、作製例1と同一の条件により、6.9gの官能基を導入した吸着担体2(AC−2)を得た。官能基を導入した吸着担体2の厚みは1.9mmであった。
[実施例1]
健常者ボランティアの血液50ml(ヘマトクリット値:43%)をヘパリン採血(ヘパリン濃度10U/ml)し、その中へ、鎌倉テクノサイエンス社製ヒト天然型IL−6をその濃度が500pg/mlになるように溶解した。
[比較例1]
作製例2で作成したAC−2を、実施例1と同様に同量カラムに充填し、実施例1で採取した血液の残りの25mlの血液を用いて、実施例1と同条件にてカラムを循環させた後、血球の組成を自動血液分析器で調べ、また、IL−6量をEIA法にて定量した。その結果、各物質の除去率は表1の通りであり、IL−6は43%しか減少していなかった。また、循環の際、カラムの圧損上昇は過大になることはなく、1時間循環した時点でのカラム圧力損失の最大値は終了時点の76mmHgであった。しかし、カラム構成はほぼ同じにもかかわらず、サイトカイン吸着性が低く、同じ吸着担体量ではより少量の除去しかできなかった。
[実施例2]
190mgのAC−1および実施例1と同じカラムを用いて実施例1と同様に担体が充填されたカラムを作成し、実施例1と同一の条件にて実験を行った。その結果、各物質の除去率は表1の通りであった。また、1時間循環した時点でのカラム圧力損失の最大値は終了時点の68mmHgであった。
[比較例2]
作製例2で作成したAC−2を、実施例2と同様に190mgカラムに充填し、実施例2で調製した血液の残りの25mlを用いて実施例2と同一の条件にて検討を行った。各物質の除去率は表1の通りであった。このとき、1時間循環した時点でのカラム圧力損失の最大値は終了時点の126mmHgであり、基準としている100mmHgを上回り、カラムとしては不適であった。また、白血球除去性はほぼ実施例2と同じであったが、サイトカイン吸着性が低く、同じ吸着担体量でより少量の除去しかできなかった。
[作製例3]
(吸着担体3)
32島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合繊維であるもの(繊維A3)および16島の海島複合繊維(繊維B3)を次の成分を用いて、作製例1と同一の製糸条件で得た。
(繊維A3)
島の芯成分;PP
島の鞘成分;PS90wt%、PP10wt%を混合したもの
海成分;PETIFA
複合比率(重量比率);芯:鞘:海=42:43:15
(繊維B3)
島成分;PP
海成分;PS90wt%、PP10wt%
複合比率(重量比率);島:海=20:80
この繊維A3:65wt%と、繊維B3:35wt%をタフトブレンダーを用い十分に混合分散して、カードを通過させシート状物を作製した後、開孔部が2mm角のポリエステル製ネット(厚み0.4mm、モノフィラメントの径0.3mm、目付75g/m2)をシート状物の両端軸に対しネットの繊維方向が5度を為すようシート状物の間に挟み、クロスラッパーに通して目標の目付になるよう秤量後、ニードルパンチすることによって三層構造の吸着担体を得た。次に、この不織布を90℃の水酸化ナトリウム水溶液(3wt%)で処理して海成分を溶解することによって不織布を作製した(吸着担体3)。
(中間体3)
次に、上記吸着担体3を用いて、作製例1と同一の条件により、6.8gのα−クロルアセトアミドメチル化PS繊維(中間体3)を得た。
(架橋繊維)
吸着担体3について、N−メチロール−α−クロルアセトアミドを加えないこと以外は上記(中間体3)と同一の方法にて処理して、同様に室温で2時間静置し反応させた。その後、繊維を取り出し、大過剰の冷メタノール中に入れ、洗浄した。繊維をメタノールで十分に洗った後、水洗し、乾燥して、5.5gのPS架橋繊維(架橋繊維)を得た。
(官能基を導入した吸着担体3)
上記中間体3を用いて、作製例1と同一の条件により、7.2gの官能基を導入した吸着担体3(AC−3)を得た。残存ヨウ素は蛍光X線分析の結果、塩素イオンに対し0.9wt%であった。
(作製例4)
(吸着担体4)
作製例1における16島の海島複合繊維(繊維B1)の代わりに、直径19μmのPP繊維(繊維B4)を用い、繊維A1とともに、作製例3と同様の手法にて三層構造の吸着担体を得た。次に、この不織布を90℃の水酸化ナトリウム水溶液(3wt%)で処理して海成分を溶解することによって不織布を作製した(吸着担体4)。
[実施例3]
150mgのAC−3を、実施例1と同じ円筒形カラムに、実施例1と同様にして充填し、実施例1と同一の条件にて実験を行った。その結果、各物質の除去率は表1の通りであった。このとき、1時間循環した時点でのカラム圧力損失の最大値は終了時点の52mmHgであり、問題はなかった。
[比較例3]
作製例4で作成した「吸着担体4」を、実施例1と同じ円筒形カラムに、実施例1と同様にして充填し、実施例3で調製した血液の残りの25mlを用いて、実施例1と同様の方法にて検討を行った。
[実施例4]
「架橋繊維」を1g採り、生理食塩水の中に浸漬し、121℃で40分間高圧蒸気滅菌を施した。この吸着担体表面にはPSが使われているにもかかわらず、走査型電子顕微鏡でその表面を観察したところ熱によって溶融などの形跡が認められず、吸着担体が高い耐熱性を有することが認められた。これはPS表面が架橋されているためである。
[作製例5]
(吸着担体5)
32島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合繊維であるもの(繊維A5)および16島の海島複合繊維(繊維B5)を次の成分を用いて、紡糸速度800m/分、延伸倍率3倍の製糸条件で得た。
(繊維A5)
島の芯成分;PP
島の鞘成分;PS90wt%、PP10wt%を混合したもの
海成分;PETIFA
複合比率(重量比率);芯:鞘:海=42:40:18
(繊維B5)
島成分;PP
海成分;PS90wt%、PP10wt%
複合比率(重量比率);島:海=20:80
この繊維A5:62wt%と、繊維B5:38wt%を用いて、作製例3と同一の条件により不織布を作製した(吸着担体5)。
(中間体5)
次に、上記吸着担体3を用いて、作製例1と同一の条件により、6.8gのα−クロルアセトアミドメチル化PS繊維(中間体5)を得た。
(官能基を導入した吸着担体5)
上記中間体5を用いて、作製例1と同一の条件により、7.2gの官能基を導入した吸着担体5(AC−5)を得た。残存ヨウ素は蛍光X線分析の結果、塩素イオンに対し0.8wt%であった。
[実施例5]
健常者ボランティアの血液50ml(ヘマトクリット41%)をヘパリン採血(ヘパリン濃度10U/ml)し、その中へ、500pg/mlになるようにヒト天然型IL−6を溶解した。
[作製例6]
(吸着担体6)
32島の海島複合繊維であって、島が更に芯鞘複合繊維であるもの(繊維A6)および16島の海島複合繊維(繊維B6)を次の成分を用いて、作製例1と同一の製糸条件で得た。
(繊維A6)
島の芯成分;PP
島の鞘成分;PS90wt%、PP10wt%を混合したもの
海成分;PETIFA
複合比率(重量比率);芯:鞘:海=42:40:18
芯鞘繊維直径:7.8μm
(繊維B6)
島成分;PP
海成分;PS90wt%、PP10wt%
複合比率(重量比率);島:海=20:80
この繊維A6:30wt%と、繊維B6:70wt%を用いて、作製例3と同一の条件により、芯鞘繊維の直径が7.9μmの不織布を作製した(吸着担体6)。
(中間体6)
次に、上記吸着担体3を用いて、作製例1と同一の条件により、6.8gのα−クロルアセトアミドメチル化PS繊維(中間体6)を得た。
(官能基を導入した吸着担体6)
上記中間体5を用いて、作製例1と同一の条件により、7.2gの官能基を導入した吸着担体6(AC−6)を得た。残存ヨウ素は蛍光X線分析の結果、塩素イオンに対し0.8wt%であった。
[実施例6]
実施例5の残りの血液(25ml)を用い以下の検討を行った。
Claims (15)
- 直径0.5μm以上8μm以下の繊維Aと直径8μm以上50μm以下の繊維Bを混合して含み、前記繊維Aの直径より前記繊維Bの直径が大きく、前記繊維Bが芯鞘型または海島型複合繊維であることを特徴とする吸着担体。
- 前記繊維Aおよび前記繊維Bの両方が芯鞘型または海島型複合繊維であることを特徴とする請求項1記載の吸着担体。
- 前記繊維Aと前記繊維Bとの混合比率について、前記繊維Aの混合比率が20wt%以上80wt%以下であることを特徴とする請求項2記載の吸着担体。
- 前記繊維Aおよび/または前記繊維Bが少なくとも表面にアミノ基を有することを特徴とする請求項1ないし3に記載の吸着担体。
- 前記アミノ基が4級アンモニウム基であることを特徴とする請求項4記載の吸着担体。
- 前記4級アンモニウム基のカウンターイオンが、実質上塩素であることを特徴とする請求項5記載の吸着担体。
- 被吸着物質が生体由来物質であることを特徴とする請求項1ないし6のいずれかに記載の吸着担体。
- 被吸着物質として直径1μm以上の物質が含まれている液体を流す用途に用いることを特徴とする請求項1ないし7のいずれかに記載の吸着担体。
- 前記繊維Aおよび前記繊維Bを含むシート状物の層と任意の100mm2中に10mm2以上の空隙を有するネットの層との少なくとも2層構造からなることを特徴とする請求項1ないし8のいずれかに記載の吸着担体。
- 前記繊維Aおよび/または前記繊維Bは、芳香環を有するポリマーであり、繊維表面に架橋構造を有することを特徴とする請求項1ないし9のいずれかに記載の吸着担体。
- 嵩密度が0.02〜0.5g/cm3であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれかに記載の吸着担体。
- 前記シート状物の形態が織物、編み物、不織布、多孔質体から選ばれる少なくとも一つであることを特徴とする請求項1ないし11のいずれかに記載の吸着担体。
- 前記吸着担体は、血液浄化用であることを特徴とする請求項1ないし12のいずれかに記載の吸着担体。
- 請求項1ないし13のいずれかに記載の吸着担体を充填してなる吸着体モジュール。
- 請求項11ないし13のいずれかに記載の吸着担体が筒状に巻かれて、両端部に血液入口と血液出口とを有する円筒状容器に納められていることを特徴とする吸着体モジュール。
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