JP6884774B2 - 生体液よりタンパク質ベースの毒素とカリウムを除去するための多機能性の血液適合性多孔性ポリマービーズ吸着剤 - Google Patents

Description

政府の権利
[0001] 本明細書に開示される内容は、国立心肺血液研究所（ＮＨＬＢＩ）によって授与された、契約番号：ＨＨＳＮ２６８２０１６００００６Ｃの下での政府支援でなされた。本明細書に開示される内容はまた、国防総省−中小企業技術革新研究プログラム（ＤＯＤ−ＳＢＩＲ）によって授与された、契約番号：Ｗ８１ＸＷＨ−１２−Ｃ−００３８の下での政府支援でなされた。米国政府は、本明細書に開示される内容に一定の権利を有する。

関連出願への相互参照
[0002] 本出願は、米国仮特許出願番号：６２／２４５，０７１（２０１５年１０月２２日出願）に対する優先権を主張する。該出願の内容は、参照により本明細書に組み込まれる。

技術分野
[0003] 開示される発明は、多孔性ポリマー吸着剤の技術分野にある。開示される発明はまた、輸血反応を引き起こす可能性がある、血液及び血液製品中の汚染物質（限定されないが、カリウム、遊離ヘモグロビン、サイトカイン、生物活性脂質、及び免疫グロブリンが含まれる）を広範に低下させることの技術分野にある。追加的に、開示される発明は、限定されないが、カリウム、遊離ヘモグロビン、遊離ミオグロビン、サイトカイン、生物活性脂質、及び免疫グロブリンが含まれる汚染物質を組織破壊後の灌流又は血液灌流によって広範に除去することの技術分野にある。

[0004] 濃厚赤血球（ｐＲＢＣ）ユニットは、輸血の間に有害効果（adverse effects）を引き起こす可能性を有する、反応性のドナー抗体、遊離ヘモグロビン、高い細胞外カリウムレベル、及び生理活性のある炎症性メディエーターを含有する。このような有害効果には、非溶血性の発熱性及びアレルギー性輸血反応、非定型感染症、同種免疫化、及び輸血関連急性肺障害（ＴＲＡＬＩ）のような、潜在的に致命的な反応を含めることができる。さらに、輸血リスクは、外傷を蒙っているか手術を施されている患者といった、多数のｐＲＢＣを受けている患者において、そして救命救急診療中にあるか又は高リスク手術を施されている患者といった、感染しやすい状態にある患者において増加する。

[0005] 有害効果の可能性は、カリウム、遊離ヘモグロビン、及びサイトカインのような多くの生体応答調節物質の濃度が保存期間とともに高まるので、保存された血液又は血液製品で経時的に増加する。血小板やｐＲＢＣの保存の間には、残留白血球によってサイトカインが産生されて、炎症、発熱、及び直接的な血管及び臓器損傷を引き起こす可能性がある。赤血球は、ホスファチジルコリンと細胞質及び膜のホスホリパーゼＡ２を含有し、リソホスファチジルコリン（リソＰＣ）のレベルが保存の間に増加することに寄与する。ＲＢＣが蒙る構造的及び生化学的な変化は、「保存損傷」と記載されて、ヘモグロビンとカリウムの進行性の損失につながる。血漿遊離ヘモグロビンは、ハプトグロビンの清掃能力を急速に圧倒し得て、脂質、タンパク質、内皮細胞、組織、及び腎近位尿細管への酸化障害と、輸血時の一酸化窒素（ＮＯ）枯渇をもたらす。保存の間の細胞外カリウムの増加は、特に大容量又は「大量」輸血と新生児及び幼児における輸血の場合、高カリウム血症と不整脈のリスク増加をもたらす。

[0006] 高カリウム血症は、血中カリウムレベルが５ｍＥｑ／Ｌの濃度を超えた状態について記載し、ここで７ｍＥｑ／Ｌを超える濃度は、重症例とみなされる。心臓の電位リズムは、中等度の高カリウム血症によって改変する可能性があるが、重篤な状態では、心臓に拍動停止を引き起こす場合もある。血液輸血に加えて、高カリウム血症の別の主因は、死滅細胞によりカリウムが血液循環へ放出されることを引き起こす組織破壊である。組織破壊は、典型的には、外傷、熱傷、溶血、腫瘍細胞の大量崩壊、横紋筋融解症、又は心臓手術又は心肺バイパス（ＣＰＢ）のような大手術より生じ、ここでは重篤な組織破壊が高カリウム血症のより重篤な症例をもたらす。カリウムの血液循環への放出に加えて、大量の組織損傷を特徴付けるのは、損傷した筋組織からの多量のミオグロビンの放出、溶血赤血球からの血漿遊離ヘモグロビンの放出、損傷細胞からの傷害関連分子パターン（ＤＡＭＰ）因子の放出、並びにサイトカインのような好及び抗−炎症性メディエーターの上方制御である。過度の遊離ミオグロビン、遊離ヘモグロビン、及び他の炎症性メディエーターは、腎不全のような合併症又は死さえもたらす可能性がある。サイトカインの異常制御、又はＤＡＭＰＳの放出は、全身性炎症反応症候群（ＳＩＲＳ）や多臓器機能不全（ＭＯＤ）をもたらす場合がある。

[0007] 現行では、保存された血液又は血液製品からのカリウム除去、又は抗体除去のための既存技術がある。川澄化学工業（Kawasumi Laboratories）は、高カリウム血症のリスクを低下させて血液輸血の安全性を改善するための単回通過インライン（in-line）カリウム吸着フィルターを開発した。このフィルターは、保存されたＲＢＣユニット中のＫ^＋の濃度を減少させるためにカリウムイオン（Ｋ^＋）をナトリウムイオン（Ｎａ^＋）に交換することによって機能する。Yamada et.al が実施した試験管内（in-vitro）研究では、３つのＡＳ−３ ＲＢＣユニットのそれぞれを重力濾過により使用して、１０のフィルターについて検査した。カリウムの平均減少率は、第一、第二、及び第三のユニットでそれぞれ９７．５％、９１．２％、及び６４．４％であった。カリウムの減少に付随したのは、ナトリウムの平均３３％増加、マグネシウムの平均１５１．４％増加、そして総カルシウムの平均１１６．１％増加である。血漿ヘモグロビンは、濾過後に不変であった。

[0008] Terai et. al. によって公表された「Development of a Potassium-Specific Adsorbent for Direct Hemoperfusion（直接血液灌流用のカリウム特異的吸着剤の開発）」と題した雑誌論文は、随伴する電解質異常を伴わずにカリウムを除去する、ナトリウム／カルシウム／マグネシウム交換樹脂混合物の開発を評価する研究について記載する。この論文が書かれた当時、交換樹脂上での直接血液灌流法は、上昇した血清カリウムレベルを低下させることが可能であったが、後続の電解質異常の故に臨床的には使用されていなかった。その交換樹脂を生体内（in vivo）モデルにおいて評価するのに先立って、バッチ実験を試験管内で（in vitro）行って、その樹脂混合物に有効なナトリウム対カルシウム対マグネシウム比を同定した。この研究からの結果は、無腎犬において上昇した血漿カリウムレベルが、交換樹脂カラムを通過させる２時間の直接血液灌流の後で、ナトリウム、カルシウム、マグネシウム、アルブミン、総タンパク質、又はコレステロールのレベルの有意な変化を伴うことなく、約６．７ｍＥｑ／Ｌから約３．５ｍＥｑ／Ｌへ低下することを実証した。血液灌流の前と後で、血小板数と血漿遊離ヘモグロビンレベルも測定したが、血液灌流後の血小板数は、血液灌流前レベルの約４５％しかなくて、血漿遊離ヘモグロビンレベルに有意な変化はなかった。

[0009] 「Removal of immunogloblins and leukocytes from biological fluids（免疫グロブリンと白血球の生体液からの除去」と題した特許：ＷＯ２０１２１１８７３５ Ａ２は、生体液から免疫グロブリンと白血球を除去するためのデバイス、システム、及び方法を開示する。それは、免疫グロブリン結合媒体と白血球除去フィルターエレメントを含んでなるシステムについて記載し、ここで結合媒体は、セルロースビーズからなって、プレ濾過血液バッグの中へ入れる。１つの実施例では、３０ｇ（乾燥重量）のセルロースビーズ、（４−ＭＥＰ）ＨｙｐｅｒＣｅｌ^ＴＭクロマトグラフィー吸着剤（Pall Corporation）を血液バッグに入れて、それへ１ユニットの５日経過ＡＳ−３ ＲＢＣを加えて、その血液バッグを回転式混合機（rotamixer）で混合した。ＲＢＣは、ダウンストリームフィルターを通して重力濾過され、ここでビーズが免疫グロブリン結合媒体チャンバに捕捉されて、濾過済みの細胞を繊維性の白血球除去フィルターに通過させた後で採取して分析した。白血球含量が５．１７ｌｏｇ低下し、ＩｇＡが８１％、ＩｇＧが９８％、そしてＩｇＭが４２％低下した。別の実施例では、その白血球フィルターのサイトカインを除去する能力について検討した。２２〜３０日経過、ＡＢＯ適合可能な赤血球濃縮物の２ユニットを一緒にプールしてから、２つのロットへ分けた。第一ロットは、約２５〜３３ｇ（乾燥重量）のセルロースビーズ、（４−ＭＥＰ）ＨｙｐｅｒＣｅｌ^ＴＭクロマトグラフィー吸着剤（Pall Corporation）を含有する血液バッグに１０ｍＬ ＰＢＳとともに入れて４５分間混合して、第二ロットは、ＢＰＦ４高効率（High Efficiencｙ）白血球除去フィルター（Pall Corporatioｎ）に重力濾過により通過させた。その後、両方のロットについて分析して、該ビーズと接触して入れたアリコートでは、インターロイキン１−ベータ（ＩＬ−１β）が４５．７％、インターロイキン−６（ＩＬ−６）が２６．９％、インターロイキン−８（ＩＬ−８）が５７．１％、そして組織壊死因子−アルファ（ＴＮＦ−α）が４９．９％低下することを見出した。フィルターに通過させたアリコートでは、ＩＬ−１βが低下せず、ＩＬ−６が低下せず、ＩＬ−８が３５．０％低下して、ＴＮＦ−αが７．５％低下した。

[0010] Silliman et.al. による雑誌論文では、動物ＴＲＡＬＩモデルにおいて、濃厚ＲＢＣの保存前濾過がＨＬＡ抗体とＨＮＡ抗体を除去し、ＲＢＣ上清中の好炎症活性を低下させることが実証された。記載の研究では、ヒト白血球抗原（ＨＬＡ）−Ａ２又はヒト好中球抗原（ＨＮＡ）−３ａに対する抗体を含有する血漿を濾過して、特異的ＨＮＡ−３ａ及びＨＬＡ−２ａのプライミング活性を測定した。血漿へＯＸ２７抗体を加えて、ＴＲＡＬＩについての２イベント動物モデルを使用して、濾過について分析した。ＨＬＡ抗原に対する抗体を保有することが分かっている、３１名のドナーからのＲＢＣユニットを濾過した。加えて、４ＲＢＣユニットについて標準的な白血球低下を施した。ＰＭＮプライミング活性、免疫グロブリン、ＨＬＡ抗体、及びＴＲＡＬＩを誘発する能力について測定した。この血漿の濾過は、ＩｇＧとＨＬＡ−Ａ２及びＨＮＡ−３ａに対する抗体の９６％以上を（そのそれぞれのプライミング活性を含めて）除去して、生体内（in vivo）ＴＲＡＬＩを軽減することを示した。ＲＢＣユニットの実験的な濾過では、脂質プライミング活性と脂質媒介性ＴＲＡＬＩの蓄積の阻害に付随して、ＨＬＡ抗原に対する抗体が除去された。

[0011] 本明細書に記載する吸着素材は、遊離ヘモグロビン、抗体、生物活性脂質、サイトカイン、及びカリウムを血液及び血液製品より効率的に除去するように独自設計されている。該ポリマーは、多機能性で、屈曲路、吸着、細孔での捕獲（pore capture）、及びイオン交換の機序により前記生体分子を保持する。該ポリマーを合成するには、スルホン酸基の芳香環上への取込みをすべての残留二重結合を酸化すること無く可能にする、制御されたスルホン化手順を利用する新規の化学を使用する。このことは、このポリマーマトリックスがタンパク質吸着及びイオン交換の能力を維持する一方で、残留官能基は血液適合性改善の修飾に依然として利用可能なままであることを可能にする。スルホン化と残留二重結合の保持の間の均衡は、有効なポリマー吸着剤の製造にとって不可欠である。

[0012] 反応性タンパク質だけ、又はカリウムだけを除去する他のフィルターから今回の多機能性ポリマーを差別化するのは、片方への結合能力を犠牲にすることなく両方を同時に除去する、その能力である。加えて、この吸着剤は、カリウムと抗体を除去しながら、サイトカインと炎症性タンパク質の部分を同時に除去することが可能である。血液灌流の応用では、該ポリマーが血液適合性であることが必要条件である。不活性化部分トロンボプラスチン時間（ｕＰＴＴ）アッセイを血栓形成性の尺度として使用すると、本明細書に記載のポリマーは、最小の活性化を明示し、血漿様の相互作用を示す。このポリマーは、外傷、熱傷、及び大手術の多くの症例が、高カリウム血症、サイトカインストームをもたらして、血液輸血を必要とするので、多種多様な応用に適している。１つの多適用フィルターを使用する能力には、多くの単一適用フィルターを使用することに優る多くの利点がある。血液及び血液製品の価値を考慮すれば、細胞損失を保持容量内で最小化して、素材の品質保証の複雑性を低下させる、単一の小型フィルターの使用は、きわめて望ましい。

[0013] いくつかの側面において、本発明は、少なくとも１つのポリマーを含んでなる生体適合性ポリマー系に関し、前記ポリマーは、（ｉ）複数の細孔と（ｉｉ）スルホン酸塩官能基を含んでなり；該ポリマー系は、（ｉ）約０．５ｋＤａ未満〜約１，０００ｋＤａ（又はいくつかの態様では、約１ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａ）の分子量を有する広範囲のタンパク質ベースの毒素、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能である。いくつかのポリマー系は、１０Ａ（オングストローム）〜４０，０００Ａの範囲にある孔径の全容積を１ｇの乾燥ポリマーにつき０．１ｃｃより多くて５．０ｃｃ未満に有するポリマー細孔構造を有する。いくつかの好ましいポリマーは、血液適合性である。該ポリマー系は、固体支持体の形態を有する。ある好ましいポリマー系は、球状ビーズのジオメトリーを有する。他のポリマー系は、ファイバー、モノリス型カラム、フィルム、膜、又は半透膜の形態を有する。

[0014] いくつかの態様において、吸着される毒素は、サイトカイン、スーパー抗原、モノカイン、ケモカイン、インターフェロン、プロテアーゼ、酵素、ブラジキニンが含まれるペプチド、可溶性ＣＤ４０リガンド、生物活性脂質、酸化脂質、無細胞ヘモグロビン、無細胞ミオグロビン、成長因子、糖タンパク質、プリオン、毒素、細菌毒素とウイルス毒素、内毒素、薬物、血管作用物質、異種抗原、抗体、及び正電荷イオンの１以上からなる、炎症性メディエーター及び刺激物質の１以上を含む。いくつかの好ましい態様において、正電荷イオンは、カリウムである。

[0015] 該ポリマーは、好適な多孔性ポリマーを生成するための、当該技術分野で知られたどの手段によっても作製することができる。いくつかの態様において、ポリマーは、懸濁重合を使用して作製される。いくつかのポリマーは、超架橋ポリマーを含む。ある球状ビーズは、生体適合性ヒドロゲルコーティングを有する。ある態様において、該ポリマーは、あらゆる未反応の二重結合とクロロメチル基の残余官能基を保持する温和条件下でスルホン化された、超架橋性又はマクロ網状多孔性ポリマービーズの形態である。この未反応の二重結合又はクロロメチル基は、生体適合性及び血液適合性のモノマー、架橋剤、又は低分子量オリゴマーの１以上を付着させるためにフリーラジカル又はＳ_Ｎ２型化学により修飾することができる。

[0016] いくつかの態様において、多孔性ポリマービーズは、スルホン酸基又はその塩、塩化スルホニル、又はスルホン酸エステル基を含む。スルホン酸基又はその塩、塩化スルホニル、又はスルホン酸エステル基を含んでなるポリマービーズは、（ｉ）未反応の二重結合を含有する作り置き多孔性ポリマーの（ｉｉ）スルホン酸基又はその塩を含有する重合性ビニルモノマーとのグラフト共重合によって生成して、血液適合性ビニルモノマーを含んでなる混合物を形成することができる。

[0017] いくつかのポリマー系は、架橋剤、血液適合性モノマー、モノマー、及び好適なポロゲンの存在下で共重合して、スルホン酸塩官能基を含有する多孔性ポリマー性のポリマーを生じる、スルホン酸基又はその塩を含有する重合性ビニルモノマーより構築される。

[0018] あるポリマーは、生成されて、後に生体適合性であるように修飾される。いくつかの修飾は、生体適合性の表面コーティング又は層を形成する工程を含む。
[0019] 他の側面には、本明細書に記載の生体適合性ポリマー系を含んでなるデバイスに、又は好適な体外回路を経由して該デバイスに生理液を単回通過させる工程を含んでなる、灌流の方法が含まれる。

[0020] なお別の側面は、本明細書に記載される生体適合性ポリマー系を含んでなる、（ｉ）０．５ｋＤａ未満〜１，０００ｋＤａの広範囲のタンパク質ベースの毒素と（ｉｉ）正電荷イオンを生理液より除去するためのデバイスに関する。

[0021] 付帯の図面は、本開示のさらなる理解を提供するために含まれるものであって、本明細書に組み込まれてその一部を構成し、本開示の種々の側面を図解し、詳細な説明と一緒に、本開示の原理を説明するのに役立つ。本開示とそれが実践され得る様々なやり方への基本的な理解に必要であり得る以上に詳しく本開示の構造上の詳細を示す試みはなされていない。以下の図面において：
[0022] 図面１、図面２、及び図面３は、ＣＹ１５１００とＣＹ１５１０２についての対数微分細孔容積プロットを提示する。 [0022] 図面１、図面２、及び図面３は、ＣＹ１５１００とＣＹ１５１０２についての対数微分細孔容積プロットを提示する。 [0022] 図面１、図面２、及び図面３は、ＣＹ１５１００とＣＹ１５１０２についての対数微分細孔容積プロットを提示する。 [0023] 図面４、図面５、及び図面６は、修飾されたポリマーについての対数微分細孔容積のプロットを示す。 [0023] 図面４、図面５、及び図面６は、修飾されたポリマーについての対数微分細孔容積のプロットを示す。 [0023] 図面４、図面５、及び図面６は、修飾されたポリマーについての対数微分細孔容積のプロットを示す。 [0024] 図面７と図面８は、ポリマー：ＣＹ１５０４８とＣＹ１５０４９についての対数微分細孔容積のプロットを示す。 [0024] 図面７と図面８は、ポリマー：ＣＹ１５０４８とＣＹ１５０４９についての対数微分細孔容積のプロットを示す。 [0025] 図面９は、単回通過濾過の間に除去された初期遊離ヘモグロビンの百分率を３回の試行より平均して提示する。 [0026] 図面１０は、濾過前と濾過後の血中カリウムイオン濃度を３回の試行より平均して表示する。 [0027] 図面１１は、ＣＹ１４１４４についての動的再循環データを７回の試行より平均して提示する。

[0028] 要求事項として、本発明の詳しい態様を本明細書に開示するが、この開示態様は、様々な形態で具体化され得る本発明の例示にすぎないと理解されたい。故に、本明細書において開示される具体的な構造及び機能の詳細は、制限として解釈してはならず、当業者に本発明を利用することを教示するための基礎でしかないと解釈されたい。下記の具体的な実施例は、本発明がよりよく理解されることを可能にしよう。しかしながら、それらは単にガイダンスとして示されるのであって、いかなる制限も含意しない。

[0029] 本発明は、本開示の一部を形成する、付帯の図面と実施例に関連して取り上げられる、以下の詳細な説明を参照することによってより容易に理解されよう。本明細書に記載される、及び／又は示される、特定の素材、デバイス、方法、応用、条件、又は変数に本発明が限定されないこと、そして本明細書に使用される用語法が例としてのみ挙げれる特別な態様について記載する目的のものであって、特許請求される本発明を制限することを企図しないことを理解されたい。本明細書に使用される「複数」という用語は、１より多いことを意味する。ある数値範囲が表される場合、別の態様には、１つの特別な数値から、及び／又は他の特別な数値までが含まれる。同様に、数値が「約」という先行詞の使用によって概数として表される場合、その特別な数値が別の態様を形成すると理解されよう。すべての範囲が包括的で組合せ可能である。

[0030] 明確性のために別々の態様の文脈で本明細書に記載される、本発明のある特徴が単一の態様において組み合わせて提供される場合もあることを理解されたい。逆に、簡潔性のために単一の態様の文脈で本明細書に記載される、本発明の様々な特徴が別々に、又は副組合せで提供される場合もある。範囲において述べられる数値へのさらなる言及には、その範囲内のありとあらゆる数値が含まれる。

[0031] 以下の定義は、本発明を理解するのに役立つことを企図している：
[0032] 「生体適合性」という用語は、生理液、生組織、又は生物体と吸着剤が接触状態にある時間の間に許容されない臨床変化を生じること無く、該生理液、生組織、又は生物体と該吸着剤が接触することが可能であることを意味すると定義される。

[0033] 「血液適合性」という用語は、生体適合性素材が、全血又は血漿と接触状態に置かれる場合に、臨床的に許容される生理学的変化を生じる状態として定義される。
[0034] 本明細書に使用されるように、「生理液」という用語は、身体を起源とする液体であって、限定されないが、鼻咽頭、口腔、食道、胃、膵臓、肝臓、胸膜、心膜、腹膜、腸、前立腺、***、膣の分泌液、並びに、涙液、唾液、肺又は気管支分泌液、粘液、胆汁、血液、リンパ液、血漿、血清、滑液、脳脊髄液、尿、及び、熱傷又は創傷より滲出する液体のような、間質液、細胞内液、及び細胞外液を含めることができる。

[0035] 本明細書に使用されるように、「研究用液又は製造用液」という用語は、生命科学の諸応用において使用される液体と定義され、限定されないが、組織及び細胞の培地と添加剤、化学又は生物アッセイ培地、試料調製緩衝液、生物学的製造培地、増殖培地、及びバイオリアクター培地が含まれる。

[0036] 本明細書に使用されるように、「吸着剤（sorbent）」という用語には、吸着剤（adsorbents）と吸収剤（absorbents）が含まれる。
[0037] 本発明の目的では、、「収着（sorb）」という用語は、「吸収と吸着によって吸収して結合すること」と定義される。

[0038] 本発明の目的では、「灌流」という用語は、多孔性ポリマー吸着剤を含有するデバイスに、又は好適な体外回路を経由して該デバイスに生理液を単回通過させて、有害分子（toxic molecules）を該液より除去することと定義される。

[0039] 「血液灌流」という用語は、生理液が血液である場合の特例の灌流である。
[0040] 「分散剤（dispersant）」又は「分散剤（dispersing agent）」という用語は、流動媒体に懸濁した非混和液滴の細分された配列に対して安定化効果を付与する物質として定義される。

[0041] 「ヘパリン模倣性ポリマー」という用語は、ヘパリンと同じ抗凝固特性及び／又は抗血栓形成特性を保有するあらゆるポリマーを意味する。
[0042] 「マクロ網状合成」という用語は、（成長中のポリマー分子を相平衡によって決定される一定の分子サイズでモノマー液の外に追い出す）不活性沈殿剤の存在下でのモノマーのポリマーへの重合と定義され、これにより球状又はほとんど球状の対称性の固体でナノサイズのミクロゲル粒子が得られ、それが密に詰まって、オープンセル構造の有形細孔があるビーズとなる［米国特許第４，２９７，２２０号、Meitzner and Oline（1981年10月27日）；R. L. Albright, Reactive Polymers, 4, 155-174 (1986)］。

[0043] 「超架橋」という用語は、単一の反復単位が２より多い連結性を有するポリマーについて記載する。超架橋ポリマーは、モノマーの共重合というより、膨潤又は溶解したポリマー鎖を多数の堅架橋スペーサーと架橋結合させることによって製造される。架橋結合剤には、芳香族炭化水素のビス（クロロメチル）誘導体、メチラール、モノクロロジメチルエーテル、及びフリーデル・クラフツ（Friedel-Crafts）触媒の存在下でポリマーと反応する他の二官能性化合物が含まれ得る［Tsyurupa, M. P., Z. K. Blinnikova, N. A. Proskurina, A. V. Pastukhov, L. A. Pavlova, and V. A. Davankov.「Hypercrosslinked Polystyrene: The First Nanoporous Polymeric Material（超架橋ポリスチレン：初めてのナノ多孔性ポリマー素材）」 Nanotechnologies in Russia 4 (2009): 665-75］。

[0044] いくつかの好ましいポリマーは、アクリロニトリル、アリルエーテル、アリルグリシジルエーテル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸セチル、メタクリル酸セチル、３，４−ジヒドロキシ−１−ブテン、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルホルムアミド、ジビニルナフタレン、ジビニルスルホン、３，４−エポキシ−１−ブテン、１，２−エポキシ−９−デカン、１，２−エポキシ−５−へキセン、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、エチルスチレン、エチルビニルベンゼン、グリシジルメタクリレート、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、スチレン、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリビニルベンゼン、トリビニルシクロヘキサン、酢酸ビニル、ビニルベンジルアルコール、４−ビニル−１−シクロへキセン１，２−エポキシド、ビニルホルムアミド、ビニルナフタレン、２−ビニルオキシラン、及びビニルトルエンより選択される、１以上のモノマー由来の残基、又はモノマーを含有する残基、又はこれらの混合物を含む。

[0045] 本発明のいくつかの態様は、有機溶媒及び／又は高分子ポロゲンをポロゲン又は細孔形成剤（pore-former）として使用して、重合の間に誘発されて生じる相分離により多孔性ポリマーを生じる。いくつかの好ましいポロゲンは、ベンジルアルコール、シクロヘキサン、シクロヘキサノール、シクロヘキサノン、デカン、ジブチルフタレート、ジ２−エチルヘキシルフタレート、ジ２−エチルヘキシルリン酸、酢酸エチル、２−エチル−１−ヘキサン酸、２−エチル−１−ヘキサノール、ｎ−ヘプタン、ｎ−ヘキサン、イソアミルアセテート、イソアミルアルコール、ｎ−オクタン、ペンタノール、ポリ（プロピレングリコール）、ポリスチレン、ポリ（スチレン−ｃｏ−メチルメタクリレート）、テトラリン、トルエン、リン酸トリｎ−ブチル、１，２，３−トリクロロプロパン、２，２，４−トリメチルペンタン、キシレンより選択されるか又はそれらの任意の組合せより構成される混合物である。

[0046] なお別の態様において、分散剤は、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリ（ジエチルアミノエチルアクリレート）、ポリ（ジエチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルアミノエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）の塩、ポリ（メタクリル酸）の塩、及びこれらの混合物からなる群より選択される。

[0047] 好ましい吸着剤は、生体適合性である。別のさらなる態様において、ポリマーは、生体適合性である。なお別の態様において、ポリマーは、血液適合性である。なおさらなる態様において、生体適合性ポリマーは、血液適合性である。なおさらなる態様において、ポリマーのジオメトリーは、球状ビーズである。

[0048] 別の態様において、生体適合性ポリマーは、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）を含む。
[0049] 多孔性ポリ（スチレン−ｃｏ−ジビニルベンゼン）樹脂上のコーティング／分散剤は、改善された生体適合性を該素材に浸透させる。

[0050] さらになお別の態様では、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルホルムアミド、ジビニルナフタレン、ジビニルスルホン、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリビニルベンゼン、トリビニルシクロヘキサン、及びこれらの混合物からなる架橋剤の群を血液適合性ヒドロゲルコーティングの形成に使用することができる。

[0051] いくつかの態様において、該ポリマーは、少なくとも１つの架橋結合剤と少なくとも１つの分散剤を含んでなるポリマーである。分散剤は、生体適合性であり得る。分散剤は、ヒドロキシエチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ポリ（ジエチルアミノエチルアクリレート）、ポリ（ジエチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ジメチルアミノエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（ビニルアルコール）、ポリ（アクリル酸）の塩、ポリ（メタクリル酸）の塩、及びこれらの混合物のような化学品、化合物、又は素材より選択することができる；架橋結合剤は、ジペンタエリスリトールジアクリレート、ジペンタエリスリトールジメタクリレート、ジペンタエリスリトールテトラアクリレート、ジペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ジペンタエリスリトールトリアクリレート、ジペンタエリスリトールトリメタクリレート、ジビニルベンゼン、ジビニルホルムアミド、ジビニルナフタレン、ジビニルスルホン、ペンタエリスリトールジアクリレート、ペンタエリスリトールジメタクリレート、ペンタエリスリトールテトラアクリレート、ペンタエリスリトールテトラメタクリレート、ペンタエリスリトールトリアクリレート、ペンタエリスリトールトリメタクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、トリメチロールプロパンジメタクリレート、トリメチロールプロパントリアクリレート、トリメチロールプロパントリメタクリレート、トリビニルベンゼン、トリビニルシクロヘキサン、及びこれらの混合物からなる群より選択することができる。好ましくは、該ポリマーは、コーティングの形成と同時に成長し、ここで分散剤は、該ポリマーの表面上で化学的に結合しているか又は絡まっている。

[0052] なお別の態様において、生体適合性ポリマーコーティングは、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（アクリル酸）の塩、ポリ（メタクリル酸）の塩、ポリ（ジエチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルアルコール）、及びこれらの混合物からなる群より選択される。別の態様において、該塩は、ナトリウム塩とカリウム塩であって、なお別の態様において、該塩は、水溶性塩である。

[0053] なお別の態様において、生体適合性オリゴマーコーティングは、ポリ（ヒドロキシエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ジメチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（アクリル酸）の塩、ポリ（メタクリル酸）の塩、ポリ（ジエチルアミノエチルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルメタクリレート）、ポリ（ヒドロキシプロピルアクリレート）、ポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）、ポリ（ビニルアルコール）、及びこれらの混合物からなる群より選択される。別の態様において、該塩は、ナトリウム塩とカリウム塩であって、なお別の態様において、該塩は、水溶性塩である。

[0054] 本発明の生体適合性吸着剤の組成物は、複数の細孔から構成される。この生体適合性吸着剤は、０．５ｋＤ未満〜１，０００ｋＤａの広範囲の毒素を吸着するように設計される。理論によって束縛されることを企図しないが、該吸着剤は、所定の分子量の分子を細孔の内部に捕捉することによって作用すると考えられる。該ポリマーによって吸着され得る分子のサイズは、ポリマーの孔径が増加するにつれて増加するものである。逆に、その孔径が所与の分子の吸着に最適な孔径を超えて増加すれば、前記タンパク質の吸着は、減少し得るか又は減少するものである。

[0055] ある方法において、その固体形態は、多孔性である。いくつかの固体形態は、１０Ａ（オングストローム）〜４０，０００Ａの範囲にある孔径の全容積を１ｇの乾燥ポリマーにつき０．１ｃｃより多くて５．０ｃｃ未満に有する細孔構造を有することを特徴とする。

[0056] ある態様において、該ポリマーは、０．１マイクロメートル〜２センチメートルの範囲に直径を有するビーズ形態で作製することができる。あるポリマーは、粉末、ビーズ、又は他の規則形状又は不規則形状の粒子の形態である。

[0057] いくつかの態様において、複数の固体形態は、０．１マイクロメートル〜２センチメートルの範囲に直径を有する粒子を含む。
[0058] いくつかの方法において、望まれない分子は、サイトカイン、スーパー抗原、モノカイン、ケモカイン、インターフェロン、プロテアーゼ、酵素、ブラジキニンが含まれるペプチド、可溶性ＣＤ４０リガンド、生物活性脂質、酸化脂質、無細胞ヘモグロビン、傷害関連分子パターン分子（ＤＡＭＰ）、病原体関連分子パターン分子（ＰＡＭＰ）、無細胞ミオグロビン、成長因子、糖タンパク質、プリオン、毒素、細菌毒素とウイルス毒素、内毒素、薬物、血管作用物質、異種抗原、抗体、及び正電荷イオン（限定されないが、カリウムが含まれる）から構成される、炎症性メディエーター及び刺激物質である。

[0059] いくつかの方法において、抗体は、免疫グロブリンＡ（ＩｇＡ）、免疫グロブリンＤ（ＩｇＤ）、免疫グロブリンＥ（ＩｇＥ）、免疫グロブリンＧ（ＩｇＧ）、免疫グロブリンＭ（ＩｇＭ）、及び／又は免疫グロブリンの断片又はサブユニットであり得る。

[0060] ＤＡＭＰは、無数の症候群や疾患と関連付けられてきた。これらには、外傷、熱傷、外傷性脳損傷、及び侵襲的手術からの合併症、そしてまた、肝疾患のような臓器特異的疾患、腎透析合併症、及び自己免疫疾患が含まれる。ＤＡＭＰは、非感染性ＳＩＲＳを始動及び永続させて感染性ＳＩＲＳを悪化させることが可能である宿主分子である。ＤＡＭＰは、生理条件では細胞内にある多様な分子のファミリーであって、多くが核内又は細胞質のタンパク質である。ＤＡＭＰは、２つの群へ分けることができる：（１）生細胞において非炎症機能を発揮して、細胞のストレス、傷害、又は損傷の間に細胞表面に放出、分泌、修飾、又は曝露されるときに免疫調節機能を獲得する分子（ＨＭＧＢ１のような）、又は（２）アラーミン、即ち、細胞中に保存されて細胞溶解時に放出され得て、ここで炎症応答に寄与する、サイトカイン様の機能を保有する分子（β−デフェンシンとカテリシジンのような）。組織損傷に続いて細胞の外側に放出されるか又は細胞の表面に曝露される場合、それらは、還元環境から酸化環境へ移動して、そのことがそれらの活性に影響を及ぼす。また、壊死に続いて、ミトコンドリア及び核のＤＮＡ断片が細胞の外側へ放出されて、ＤＡＭＰになる。

[0061] ＨＭＧＢ−１、熱ショックタンパク質、及びＳ１００タンパク質のようなＤＡＭＰは、通常、細胞の内側に見出されて、組織傷害によって放出される。ＤＡＭＰは、内因性の危険シグナルとして作用して、炎症応答を促進して増悪させる。ＨＭＧＢ−１は、ストレス条件下で放出される非ヒストン核タンパク質である。細胞外ＨＭＧＢ−１は、組織壊死の指標であって、敗血症や多臓器不全症候群（ＭＯＤＳ）のリスク増加と関連付けられてきた。Ｓ１００ Ａ８（グラニュリンＡ、ＭＲＰ８）及びＡ９（グラニュリンＢ、ＭＲＰ１４）のホモ及びヘテロ二量体は、ＴＬＲ４／リポ多糖受容体複合体と結合して、それを介して直接シグナルを発するが、ここでそれらは、免疫細胞と血管内皮を活性化する危険シグナルになる。プロカルシトニンは、細菌によって引き起こされる重症敗血症のマーカーであって、循環へのその放出が敗血症の度合いの指標となる。急性期タンパク質である血清アミロイドＡ（ＳＡＡ）は、損傷、感染、及び炎症に反応して主に肝細胞によって産生される。急性炎症の間、血清ＳＡＡレベルは、１０００倍上昇する場合がある。ＳＡＡは、好中球に対して化学走性であって、炎症促進性サイトカインの産生を誘導する。熱ショックタンパク質（ＨＳＰ）は、高ストレス条件への曝露に反応して細胞によって産生されるタンパク質のファミリーであって、それらの分子量に従って命名される（１０、２０〜３０、４０、６０、７０、９０）。小さな８キロダルトンタンパク質であるユビキチンは、種々のタンパク質に分解の目印を付けるが、熱ショックタンパク質の特徴も有する。肝癌由来増殖因子（ＨＤＧＦ）は、その名称にもかかわらず、神経細胞によって発現されるタンパク質である。ＨＤＧＦは、非典型的な経路を介して神経細胞によって能動的に、そして壊死細胞によって受動的に放出される可能性がある。補体因子３及び５のような他の因子は、病原体に対する宿主防御の一部として活性化されるが、敗血症における有害転帰に寄与する可能性もある。サイトカインやＤＡＭＰの過剰で持続的な循環レベルは、臓器損傷に寄与して、市中感染の肺炎及び敗血症において多臓器不全（ＭＯＤ）や死のリスクが最も高い患者を同定する。

[0062] ＰＡＭＰには、リポ多糖、リポペプチド、リポタイコ酸、ペプチドグリカン、二本鎖ＲＮＡのような核酸、毒素、及びフラジェリンが含まれて、宿主中の免疫応答（例、自然免疫系）を発動させて感染と戦って、サイトカインのような炎症性及び抗炎症性メディエーターの高レベルの産生をもたらす。ＰＡＭＰと高いサイトカインレベルは、直接的な組織損傷（外傷、熱傷、等）と同様に、組織を傷害し得て、傷害関連分子パターン（ＤＡＭＰ）分子の血流中への細胞外放出を引き起こす。ＤＡＭＰは、ＰＡＭＰのような、広範なクラスの内因性分子であって、Ｔｏｌｌ様受容体（ＴＬＲ）のようなパターン認識受容体（ＰＲＲ）を介して免疫応答を始動させる。

[0063] 好ましい吸着剤には、以下の重合性モノマー：アクリロニトリル、アクリル酸ブチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸セチル、メタクリル酸セチル、ジビニルベンゼン、アクリル酸エチル、メタクリル酸エチル、エチルスチレン、アクリル酸メチル、メタクリル酸メチル、アクリル酸オクチル、メタクリル酸オクチル、スチレン、ビニルベンジルアルコール、ビニルホルムアミド、ビニルナフタレン、又はビニルトルエンの１以上と架橋剤の反応に由来して、その後スルホン化されてスルホン酸塩を生成する、架橋結合性ポリマー素材が含まれる。

[0064] いくつかの態様では、−ＳＯ_３Ｎａ基又は−ＳＯ_３Ｈ基を含有するラジカル重合性ビニルモノマーを、重合性二重結合を含有する多孔性ポリマーとのグラフト共重合に使用することができる。これらのモノマーは、４−スチレンスルホン酸ナトリウム塩、ビニルスルホン酸ナトリウム塩、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸、２−アクリルアミド−２−メチル−１−プロパンスルホン酸ナトリウム塩、３−スルホプロピルアクリレートナトリウム塩、３−スルホプロピルメタクリレートナトリウム塩、水酸化［２−（メタクリロイルオキシ）エチル］ジメチル−（３−スルホプロピル）アンモニウム、Ｎ−（３−スルホプロピル）−Ｎ−（メタクリルオキシエチル）−Ｎ，Ｎ−ジメチルアンモニウムベタイン、パラ−スチレンスルホニルクロリド、又はこれらのあらゆる組合せより選択することができる。さらに、パラ−スチレンスルホニルクロリドは、ジビニルベンゼンの存在下で重合して、水酸化ナトリウム溶液で加水分解して、−ＳＯ_３Ｎａ基のあるポリ（スチレン−ｃｏ−ジビニルベンゼン）多孔性素材を直接産生することができる。

[0065] 別の態様において、本発明は、ポリマーを作製するための少なくとも１つの架橋結合剤と少なくとも１つの分散剤から構成される（それによって分散剤は、生体適合性表面を該ポリマー上に形成する）スルホン化ポリマーに関する。

[0066] １つの態様において、本発明の多孔性ポリマーは、生成されるポリマービーズへ生体適合性で血液適合性の外面を提供するように選択される水相分散剤の存在下での、規定の水相におけるフリーラジカル開始での懸濁重合によって作製される。生じるビーズのスルホン化によって、血液適合性ヒドロゲルでコートされたイオン交換樹脂が得られる。該ビーズは、適切な細孔構造を成長させるために適正に選択されるポロゲン（細孔形成剤）と重合に適した時間−温度プロフィールでのマクロ網状合成によって多孔性になる。すでに形成されたネットワークにおけるスルホン酸基の後続の導入によって、スルホン酸塩の内部コア（イオン交換樹脂）と血液適合性の外面のヒドロゲル外部が生成される。スルホン化に適した反応条件の選択により、外部ヒドロゲルの血液適合性の保存又は（保護基を介した）表出（expression）が可能になる。

[0067] 別の態様では、懸濁重合によって作製されるポリマーを生体適合性で血液適合性のモノマー又は低分子量オリゴマーのさらなるグラフティングによって生体適合性で血液適合性にすることができる。ラジカル重合法では、共重合へ導入されるＤＶＢのすべてのビニル基が消費されるわけではないことが示されている。平均して、ＤＶＢ分子種の約３０％が架橋結合の架橋として役立つことができず、２つのビニル基の１つだけによってそのネットワークに関与するままである。故に、比較的高い量のペンダントビニル基の存在は、マクロ多孔性吸着剤の特質的な特徴である。好ましくは、これらのペンダントビニル基がポリマービーズの表面へ曝露されて、それらのマクロ細孔が化学修飾へ容易に利用可能になるべきであると期待し得る。マクロ多孔性ＤＶＢ−共重合体の表面の化学修飾は、表面曝露されたペンダントビニル基の化学反応に依存して、これらの基をより親水性の官能基へ変換することを目的とする。モノマー及び/又は架橋剤又は低分子量オリゴマーのフリーラジカルグラフティングを介した変換は、血液適合性の特性がある、初期の疎水性の吸着素材を提供する。このすでに形成されたネットワークへのスルホン酸基の後続の導入によって、スルホン酸塩の内部コア（イオン交換樹脂）と血液適合性の外面のヒドロゲル外部が形成される。スルホン化に適した反応条件の選択により、外部ヒドロゲルの血液適合性の保存又は（保護基を介した）表出が可能になる。

[0068] なお別の態様は、長い親水性ポリマー鎖をビーズの表面上へ結合させる工程からなり、それは、血液細胞とスルホン化ポリスチレン表面の間の接触を妨げるはずである。これは、フリーラジカル又はＳ_Ｎ２型化学によって達成することができる。上記の修飾ではよくある、吸着剤ビーズの表面の化学修飾は、超架橋ポリスチレンの注目すべき特殊性（即ち、該ポリマーの反応性官能基がその表面上に圧倒的に位置していること）によって促進される。一般に、超架橋ポリスチレンは、ポリスチレン鎖を多量の二官能性化合物（特に、２つの反応性クロロメチル基を担うもの）と架橋結合させることによって製造される。後者は、フリーデル・クラフツ反応に従って、２分子のＨＣｌの発生と架橋の形成を伴って、隣接するポリスチレン鎖の２つのフェニル基を２工程反応でアルキル化する。この架橋結合反応の間、形成される三次元ネットワークは、剛性を獲得する。この特性は、開始の架橋結合試薬の第二のペンダント官能基の可動性が低下することで、アルキル化反応に適した第二のパートナーを付加することがますます難しくなるので、架橋結合の第二工程の反応速度を徐々に低下させる。このことは、特に、ビーズの表面へ偶々曝露された第二の官能基に特徴的である。故に、最終の超架橋ポリマーにある未反応のペンダントクロロメチル基の中で、その基の大勢ではなくても最大の部分がビーズの表面（又は大きな細孔の表面）に位置することになる。この状況は、生体適合性及び血液適合性モノマー、及び／又は架橋剤又は低分子量オリゴマーの付着を可能にする様々な化学反応へ上記のクロロメチル基を関与させることによってポリマービーズの表面を専ら修飾することを可能にする。このすでに形成されたネットワークへのスルホン酸基の後続の導入によって、スルホン酸塩の内部コア（イオン交換樹脂）と血液適合性の外面のヒドロゲル外部が形成される。スルホン化に適した反応条件の選択により、外部ヒドロゲルの血液適合性の保存又は（保護基を介した）表出が可能になる。

[0069] なお別の態様において、ラジカル重合開始剤は、懸濁重合において典型的であるような水性分散媒ではなく、分散した有機相へ初めに加えられる。重合の間、多くの成長するポリマー鎖がその鎖端ラジカルとともに相界面に出現して、重合を分散媒中で開始させることができる。さらに、ラジカル開始剤は、過酸化ベンゾイルのように、ラジカルを比較的ゆっくり発生させる。この開始剤は、ビーズの形成の間に、数時間の重合の後でも、一部しか消費されない。この開始剤は、ビーズの表面に向かって容易に移動して、ビーズのジビニルベンゼン部分の表面曝露されたペンダントビニル基を活性化して、それによってこの反応が一定期間進行した後で付加される他のモノマーのグラフト重合を開始させる。故に、フリーラジカルグラフティングは、モノマー液滴のポリマービーズへの変換の間に起きて、それによって生体適合性又は血液適合性を付与するモノマー及び／又は架橋剤又は低分子量オリゴマーを表面コーティングとして取り込むことを可能にする。このすでに形成されたネットワークへのスルホン酸基の後続の導入によって、スルホン酸塩の内部コア（イオン交換樹脂）と血液適合性の外面のヒドロゲル外部が形成される。スルホン化に適した反応条件の選択により、外部ヒドロゲルの血液適合性の保存又は（保護基を介した）表出が可能になる。

[0070] なおさらに別の態様では、未反応の二重結合又はクロロメチル基のような残余官能基が保持される温和条件下でスルホン化された超架橋性又はマクロ網状多孔性ポリマービーズ（市販品が含まれる）を、生体適合性及び血液適合性モノマー、及び／又は架橋剤又は低分子量オリゴマーの付着を可能にするフリーラジカル又はＳ_Ｎ２型化学により修飾することができる。様々な「温和」スルホン化剤の中で、硫酸アセチル（９８％濃硫酸と無水酢酸より低温で製造される）は、ＤＶＢ又はスチレンベースのポリマー素材にとってきわめて効率的であることが知られている。通常、スルホン化は、等モル量の硫酸アセチルとＤＶＢ又はスチレンベースのポリマーを使用して、５０℃で数時間行われる。スルホン化は、主にベンゼン環で生じて、未反応の二重結合（ＤＶＢベースの架橋結合性ポリマーの多孔性ビーズにある）は、さらなる官能化のために保存されることになる。通常、硫酸アセチルでのスルホン化の後で、該ポリマーは、−ＳＯ_３Ｎａ型へ変換されて、Ｎ−ビニルピロリドン又は他の血液適合性モノマー及び／又は架橋剤又は低分子量オリゴマーとともに（開始剤としての過酸化ベンゾイルとともに塊状で）又は水溶液剤において（過硫酸ナトリウム開始剤を使用して）グラフト共重合され得る。生じるスルホン化ポリマーを１例としてポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）で「コート」して、Ｋ^＋カチオンを生体液より除去することが可能な血液適合性素材を創出する。

[0071] 本発明のいくつかの態様は、−ＳＯ_３Ｎａ基を含有する多孔性ポリマービーズの直接合成法に関わる。−ＳＯ_３Ｎａ（又は−ＳＯ_３Ｈ）基を含有するどの重合性ビニルモノマーも、架橋剤モノマー（ＤＶＢ、ビス−アクリルアミド、ビス−（メタ）アクリレート、等のような）と好適なポロゲンの存在下に重合させて、上述の官能基（−ＳＯ_３Ｎａ又は−ＳＯ_３Ｈ）を含有する多孔性ポリマービーズを産生することができる。ＳＯ_３Ｎａ又はＳＯ_３Ｈ基を含有するビニルモノマーも、ポロゲンの存在下に血液適合性モノマー（ＮＶＰ．２−ＨＥＭＡ，等）と共重合させて、−ＳＯ_３Ｎａ基を含有する血液適合性多孔性ビーズを産生することができる。

[0072] 本発明の別の態様は、作り置き多孔性ポリマー（未反応の二重結合を含有する）の−ＳＯ_３Ｎａ又は−ＳＯ_３Ｈ基を含有する重合性ビニルモノマーとの（好適な血液適合性ビニルモノマーの混合物との）グラフト共重合を介して、ＳＯ_３Ｎａ基を含有する多孔性ポリマービーズを作製する工程に関わる。このようなモノマーは、ビニルスルホン酸Ｎａ塩、４−スチレンスルホン酸Ｎａ塩、等であり得る。

[0073] 血液灌流デバイスと灌流デバイスは、ビーズ層を容器の内側に維持するための出口端と入口端の両方での固定スクリーン、又は混合後にビーズを回収するための後続の固定スクリーンのいずれかを取り付けたフロースルー容器中の多孔性ポリマービーズの充填ビーズ層からなる。血液灌流操作と灌流操作は、全血，血漿、又は生理液をこの充填ビーズ層に通過させることによって実施される。ビーズ層を通過させる灌流の間に、吸着、屈曲路、及び／又はイオン交換の機序によって有害分子が保持される一方で、その流体成分とインタクト細胞成分の残りは、本質的に濃度を変えないで通過する。

[0074] いくつかの他の態様では、インラインフィルターが、ビーズ層を容器の内側に維持するための出口端と入口端の両方での固定スクリーンを取り付けたフロースルー容器中の多孔性ポリマービーズの充填ビーズ層から構成される。この充填ビーズ層に保存バッグよりｐＲＢＣを重力により１回通過させると、この間に有害分子が吸着、屈曲路、及び／又はイオン交換の機序によって保持される一方で、その流体成分とインタクト細胞成分の残りは、本質的に濃度を変えないで通過する。

[0075] 本発明において（そのままで、又はさらなる修飾の後に）有用なあるポリマーは、製造業者ごとに下記に収載するような、スチレン、ジビニルベンゼン、エチルビニルベンゼンの重合性モノマーと、アクリレート及びメタクリレートのモノマーより製造される、マクロ多孔性ポリマーである。ローム・アンド・ハース・カンパニー（現在、ダウ・ケミカル・カンパニーの一部）：Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−１、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−２、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−４、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−７、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−７ＨＰ、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−８、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−１６、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−１６ＨＰ、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−１８、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−２００、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−１１８０、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−２０００、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−２００５、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−２０１０、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＡＤ−７６１、及びＡｍｂｅｒｌｉｔｅ^ＴＭ ＸＥ−３０５のようなマクロ多孔性ポリマー吸着剤と、Ａｍｂｅｒｃｈｒｏｍ^ＴＭ ＣＧ７１，ｓ，ｍ，ｃ、Ａｍｂｅｒｃｈｒｏｍ^ＴＭ ＣＧ１６１，ｓ，ｍ，ｃ、Ａｍｂｅｒｃｈｒｏｍ^ＴＭ ＣＧ３００，ｓ，ｍ，ｃ、及びＡｍｂｅｒｃｈｒｏｍ^ＴＭ ＣＧ１０００，ｓ，ｍ，ｃのようなクロマトグラフィーグレードの吸着剤。ダウ・ケミカル・カンパニー：Ｄｏｗｅｘ^ＴＭ Ｏｐｔｉｐｏｒｅ^ＴＭ Ｌ−４９３、Ｄｏｗｅｘ^ＴＭ Ｏｐｔｉｐｏｒｅ^ＴＭ Ｖ−４９３、Ｄｏｗｅｘ^ＴＭ Ｏｐｔｉｐｏｒｅ^ＴＭ Ｖ−５０２、Ｄｏｗｅｘ^ＴＭ Ｏｐｔｉｐｏｒｅ^ＴＭ Ｌ−２８５、Ｄｏｗｅｘ^ＴＭ Ｏｐｔｉｐｏｒｅ^ＴＭ Ｌ−３２３、及びＤｏｗｅｘ^ＴＭ Ｏｐｔｉｐｏｒｅ^ＴＭ Ｖ−５０３。ランクセス（以前は、バイエルとシブロン）：Ｌｅｗａｔｉｔ^ＴＭ ＶＰＯＣ １０６４ ＭＤ ＰＨ、Ｌｅｗａｔｉｔ^ＴＭ ＶＰＯＣ １１６３、Ｌｅｗａｔｉｔ^ＴＭ ＯＣ ＥＰ ６３、Ｌｅｗａｔｉｔ^ＴＭ Ｓ ６３２８Ａ、Ｌｅｗａｔｉｔ^ＴＭ ＯＣ １０６６、及びＬｅｗａｔｉｔ^ＴＭ ６０／１５０ ＭＩＢＫ。三菱ケミカル株式会社：Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ １０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ２０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ２１、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ３０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ４０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ５０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ７０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ２０５、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ２０６、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ２０７、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ７００、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ８００、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ８２５、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ８５０、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ８７５、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ １ＭＧ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ２ＭＧ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＣＨＰ ５５Ａ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＣＨＰ ５５Ｙ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＣＨＰ ２０Ａ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＣＨＰ ２０Ｙ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＣＨＰ ２ＭＧＹ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＣＨＰ ２０Ｐ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＨＰ ２０ＳＳ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ２０ＳＳ、Ｄｉａｉｏｎ^ＴＭ ＳＰ ２０７ＳＳ。ピュロライト社：Ｐｕｒｏｓｏｒｂ^ＴＭ ＡＰ ２５０とＰｕｒｏｓｏｒｂ^ＴＭ ＡＰ ４００、及び株式会社カネカ：リクセル（Lixelle）ビーズ。 [0076] 本開示の組成物によって、様々なタンパク質が吸着され得る。これらのタンパク質のいくつかとそれらの分子量を下記の表に示す。

[0077] 以下の実施例は、例示であって非限定的であることを企図する。

実施例１：基本吸着剤の合成：ＣＹ１２００４、ＣＹ１５０４２、ＣＹ１５０４４、ＣＹ１５０４５、及びＣＹ１５０７７
[0078] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0079] 反応器設定；ステンレス鋼フランジクランプとＰＦＴＥガスケットを使用して、３０００ｍＬのジャケット付き円筒ガラス反応容器へ４つ首ガラス蓋を固定した。この蓋に、ＰＦＴＥスターラーベアリング、ＲＴＤプローブアダプター、及び水冷式還流冷却器を取り付けた。５個の４５°撹拌子を有するステンレス鋼撹拌シャフトをスターラーベアリングに通して取り付けて、デジタル式のオーバーヘッドスターラーへ挿入した。ＲＴＤプローブを対応アダプターに通して取り付けて、PolyStat 循環加熱及び冷却ユニットへ接続した。適合性のある配管を使用して、反応容器ジャケットの入口及び出口を PolyStat 上の適正なポートへ接続した。この蓋中の未使用ポートは、反応器を満たすために使用して、他のすべての時間では閉栓した。

[0080] 重合；水相と有機相の組成を下記の表Ｉと表ＩＩにそれぞれ示す。超純水をほぼ等量に分けて、ＰＦＴＥコート化磁気撹拌棒をそれぞれ含有する、２つの別々の三角フラスコへ入れた。４％水溶液において２０℃で８５．０〜８９．０モル百分率の加水分解度と２３．０〜２７．０ｃＰの粘度を有するポリ（ビニルアルコール）（ＰＶＡ）を第一フラスコ中の水へ分散させて、ホットプレート上で撹拌しながら８０℃まで加熱した。塩類（表１を参照のこと、ＭＳＰ、ＤＳＰ、ＴＳＰ、及び亜硝酸ナトリウム）を第二フラスコ中の水へ分散させて、ホットプレート上で撹拌しながら８０℃まで加熱した。PolyStat から反応容器ジャケットを通す熱伝導液の循環を開始して、液温を６０℃まで加熱した。ＰＶＡと塩類が溶けたらすぐに、ガラス漏斗を使用して、両方の溶液を同時に反応器へ入れた。デジタル式オーバーヘッドスターラーの電源をオンにして、有機相の添加時に適正な液滴サイズを形成する数値へｒｐｍを設定した。ケトル中の水相の温度を７０℃へ設定した。有機相は、２Ｌ三角フラスコ中のジビニルベンゼン（ＤＶＢ）及びスチレンへ過酸化ベンゾイル（ＢＰＯ）を加えて、完全に溶けるまで渦状に撹拌することによって製造した。このフラスコへ２，２，４−トリメチルペンタンとトルエンを加え、これを渦状に撹拌してよく混合した。反応器中の水相の温度が７０℃へ達したらすぐに、細口ガラス漏斗を使用して、先の有機相を反応器の中へ入れた。有機相の添加時に、反応容積の温度が低下した。PolyStat の温度プログラムを開始して、反応容積を３０分にわたって６０℃から７７℃、３０分にわたって７７℃から８０℃へ加熱し、その温度を８０℃で９６０分間維持して、６０分にわたって２０℃へ冷やした。反応温度が８０℃に達してからほぼ１時間後の確認点（identity point）にこの反応物が達したらすぐに、１−ビニル−２−ピロリジノン（ＶＰ）をガラス分液漏斗より滴下した。註：ポリマー：ＣＹ１５０４２の製造用の温度プログラムは異なっていて、以下のように進行した；反応容積を３０分にわたって５５℃から６２℃、３０分にわたって６２℃から６５℃へ加熱し、６５℃で１３２０分間維持し、３０分にわたって６５℃から８２℃、３０分にわたって８２℃から８５℃へ加熱し、８５℃で６０分間維持してから、６０分にわたって２０℃へ冷やした。

[0081] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0082] 後処理；反応器中の反応容積レベルに印を付けた。オーバーヘッドスターラー撹拌を止め、残留液体を反応器からサイホンで取り出して、室温で、この反応器をその印まで超純水で充たした。オーバーヘッドスターラー撹拌を再開して、このスラリーを可能な限り速やかに７０℃まで加熱した。３０分後、撹拌を止めて、残留液体をサイホンで取り出した。このやり方でポリマービーズを５回洗浄した。最終洗浄の間に、スラリー温度を室温へ冷やした。最終の水洗浄の後で、ポリマービーズを同じやり方で９９％イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）で洗浄した。９９％ ＩＰＡをサイホンで取り出して、７０％ ＩＰＡに交換した後で、このスラリーを新鮮な４Ｌガラス容器へ移した。特に断らなければ、必要に応じて、このポリマーをステンレス鋼チューブにおいて８時間蒸気ストリッピングし、７０％ ＩＰＡに再び湿らせ、ＤＩ水へ移し、篩にかけて、３００μｍと６００μｍの間の直径を有するビーズの分画だけを入手して、乾燥時のさらなる重量損失が観測されなくなるまで、１００℃で乾燥させた。

[0083] ポリマー：ＣＹ１２００４、ＣＹ１５０４２、ＣＹ１５０４４、及びＣＹ１５０４５について窒素脱着等温線によって測定した累積細孔容積データを下記の表ＩＩＩ、表ＩＶ、表Ｖ、及び表ＶＩにそれぞれ提示する。ポリマーＣＹ１５０７７について水銀圧入ポロシメトリーによって測定した累積細孔容積データを下記の表ＶＩＩに示す。

実施例２：ポリマー修飾：ＣＹ１５０８７
[0084] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0085] Ｎ−ビニルピロリドン官能化；基本ポリマー、ＣＹ１５０７７は、官能化に先立って、蒸気ストリッピングも篩処理もしなかった。この基本ポリマーについては、後処理の間に、室温で１回の洗浄ではなく、５０℃で２回の９９％ ＩＰＡ洗浄を完了した。ＩＰＡ洗浄に続いて、このポリマーを過剰のＤＩ水で３回洗浄した。湿ったＣＹ１５０７７ポリマービーズを、４５０ｍＬのＤＩ水、５０．０ｇのＮ−ビニルピロリドンモノマー、及び１．５ｇの過硫酸ナトリウムを含有する、テフロンコート化撹拌器を取り付けた１Ｌのジャケット付きガラス反応ケトルへ加えた。撹拌速度を１００ＲＰＭに設定して、この反応をそのまま７５℃で２４時間進行させた。完了後すぐに、このポリマービーズを７０℃で、５００ｍＬ ＤＩ水で５回洗浄し、ステンレス鋼チューブにおいて８時間蒸気ストリッピングし、７０％ ＩＰＡに再び湿らせ、ＤＩ水へ移し、篩にかけて、３００μｍと６００μｍの間の直径を有するビーズの分画だけを入手して、乾燥時のさらなる重量損失が観測されなくなるまで、１００℃で乾燥させた。収量は、９５．５ｇのポリマー：ＣＹ１５０８７であった。ＸＰＳによって測定した原子濃度と、水銀圧入ポロシメトリーによって測定した累積細孔容積データを表ＶＩＩＩと表ＩＸにそれぞれ示す。

実施例３：ポリマー修飾：ＣＹ１５１００とＣＹ１５１０２
[0086] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0087] スルホン化手順；乾燥した基本ポリマーを、テフロンコート化撹拌器を取り付けた１Ｌジャケット付きガラス反応器へ加えた。基本ポリマーを含有するこの反応器へ濃硫酸（９８％）と発煙硫酸（硫酸中２０％ ＳＯ_３）の混合物を加えた。この反応は、１００ＲＰＭでの一定撹拌で、９０℃で２４時間行った。

[0088] 後処理；この反応容積をそのまま室温（ＲＴ）へ冷やして、少なくとも１Ｌの過剰な氷冷ＤＩ水の入ったケミカルガラスビーカーへゆっくり加えた。スルホン化ポリマーを、上清が中性ｐＨに達するまで、室温にて過剰のＤＩ水で洗浄した。次いで、生じるポリマーを１００ｍＬ １Ｍ ＮａＯＨ（水溶液）で室温にて１時間処理して、ポリマーに結合した−ＳＯ_３Ｈを−ＳＯ_３Ｎａ基へ変換した。ポリマーを、上清が中性ｐＨに達するまで、室温にて過剰のＤＩ水で再び洗浄してから、乾燥時のさらなる重量損失が観測されなくなるまで、オーブンにて１００℃で乾燥させた。乾燥させた−ＳＯ_３Ｎａ官能性ポリマーの収量を測定した。ＣＹ１５１００とＣＹ１５１０２の反応組成を表Ｘに提供する。表ＸＩは、ＸＰＳによって測定した、ポリマー：ＣＹ１５１００、ＣＹ１５１０２、及びＣＹ１５０８７の原子濃度を表示する。対数微分細孔容積プロットを図面１、図面２、及び図面３に提示して、累積細孔容積データを表ＸＩＩ、表ＸＩＩＩ、及び表ＸＩＶに提示する。乾燥ポリマーを試料として使用する窒素脱着等温線又は水銀圧入ポロシメトリーより入手した細孔構造データを解釈する場合には、溶液中で一度湿化すると、スルホン化ポリ（スチレン−ｃｏ−ジビニルベンゼン）多孔性ビーズの膨潤時に孔径が変化する場合があることを考慮することが重要である。細孔構造の潜在的な変化に加えて、乾燥状態から膨潤状態への変移時には、ビーズサイズも変化する場合がある。この現象については、「Preparation and Evaluation of Differently Sulfonated Styrene-Divinylbenzene Cross-Linked Copolymer Cationic Exchange Resins as Novel Carriers for Drug Delivery（薬物送達用の新規担体としての多様スルホン化スチレン−ジビニルベンゼン架橋結合性共重合体の陽イオン交換樹脂の製造及び評価」（AAPS PharmSciTech, June 2009; 10(2): 641-648 に公表）において評価された。

[0089] 素材を陰性対照（血漿単独）、陽性対照（ガラスビーズ）、及び基準ビーズと比較するｕＰＴＴアッセイによって血栓形成性を測定して、接触活性化作用の度合いを判定した。ｕＰＴＴアッセイでは、基準素材と比較した血塊形成の経時的変化（％）を判定してから、＜２５％は内因系凝固経路のアクチベーター、２５〜４９％はその中等度アクチベーター、５０〜７４％はその軽度アクチベーター、７５〜１００％はその最小アクチベーター、＞１００％はその非アクチベーターとして群分けした。ポリマー：ＣＹ１５１００（８２％）は、最小アクチベーターであった。

実施例４：ポリマー修飾：ＣＹ１４１４４とＣＹ１５１０１
[0090] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0091] スルホン化手順；乾燥した基本ポリマーを、テフロンコート化メカニカル撹拌器を取り付けた５００ｍＬガラス反応器において氷酢酸と混合して、１００ＲＰＭへ設定した撹拌とともに５０℃まで加熱した。氷浴に冷やした１００ｍＬのケミカルガラスビーカーへ無水酢酸（９９％）を加えて、濃硫酸（９８％）を３０分にわたってゆっくり加えることによって、温和なスルホン化剤を製造した。この混合物の温度をモニターして、氷浴を補充することによって１５〜４０℃の間に維持した。硫酸添加の完了後、この赤褐色の粘稠液を室温に１時間保ってから、先の反応器へゆっくり加えた。この反応は、そのまま特定の時間量の間進行させた。

[0092] 後処理；この反応容積をそのまま室温（ＲＴ）へ冷やして、少なくとも１Ｌの過剰な氷冷ＤＩ水入りのケミカルガラスビーカーへゆっくり加えた。スルホン化ポリマーを、上清が中性ｐＨに達するまで、室温にて過剰のＤＩ水で洗浄した。次いで、生じるポリマーを１００ｍＬ １Ｍ ＮａＯＨ（水溶液）で室温にて１時間処理して、ポリマーに結合した−ＳＯ_３Ｈを−ＳＯ_３Ｎａ基へ変換した。ポリマーを、上清が中性ｐＨに達するまで、室温にて過剰のＤＩ水で再び洗浄してから、乾燥時のさらなる重量損失が観測されなくなるまで、オーブンにて１００℃で乾燥させた。乾燥させた−ＳＯ_３Ｎａ官能性ポリマーの収量を測定した。ＣＹ１４１４４とＣＹ１５１０１の反応組成を下記の表ＸＶに示す。ＸＰＳによって定量した、ポリマー：ＣＹ１４１４４、ＣＹ１２００４、ＣＹ１５１０１、及びＣＹ１５０８７の原子濃度を下記の表ＸＶＩに提示する。図面４、図面５、及び図面６は、上記に記載したそれぞれの修飾ポリマーについての対数微分細孔容積のプロットを示す。累積細孔容積データを下記の表ＸＶＩＩ、表ＸＶＩＩＩ、及び表ＸＩＸに示す。

[0093] 素材を陰性対照（血漿単独）、陽性対照（ガラスビーズ）、及び基準ビーズと比較するｕＰＴＴアッセイによって血栓形成性を測定して、接触活性化作用の度合いを判定した。ｕＰＴＴアッセイでは、基準素材と比較した血塊形成の経時的変化（％）を判定してから、＜２５％は内因系凝固経路のアクチベーター、２５〜４９％はその中等度アクチベーター、５０〜７４％はその軽度アクチベーター、７５〜１００％はその最小アクチベーター、＞１００％はその非アクチベーターとして群分けした。ポリマー：ＣＹ１５１０１（８８％）は、最小アクチベーターであった。

[0094]

実施例５：修飾ポリマー：ＣＹ１５０４８を製造するために使用する、ポリ（ジビニルベンゼン）ベースの非コート化多孔性ポリマービーズの硫酸アセチルでの温和スルホン化に続く、血液適合性コーティングとしてのポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）での官能化
[0095] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0096] 様々な「温和」スルホン化剤の中で、硫酸アセチル（９８％濃硫酸と無水酢酸より低温で製造される）は、ＤＶＢ又はスチレンベースのポリマー素材にとって非常に効率的であることが知られている。通常、スルホン化は、等モル量の硫酸アセチルとＤＶＢ又はスチレンベースのポリマーを使用して、５０℃で数時間行う。スルホン化は、主にベンゼン環で生じて、未反応の二重結合（ＤＶＢベースの架橋結合性ポリマーの多孔性ビーズにある）は、さらなる官能化のために保存され得る。通常、硫酸アセチルでのスルホン化の後で、該ポリマーは、−ＳＯ_３Ｎａ型へ変換されて、（過酸化ベンゾイルを開始剤として塊状で）Ｎ−ビニルピロリドンとともに、又は（過硫酸ナトリウム開始剤を使用して）水溶液においてグラフト共重合され得る。生じるスルホン化ポリマーをポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）で「コート」して、Ｋ^＋カチオンを生体液より除去することが可能な血液適合性素材を作製する。

[0097] この修飾のために選択した基本ポリマーは、ポリマー：ＣＹ１５０４４であった。そのスルホン化と後処理は、４５．０ｇの乾燥ＣＹ１５０４４ポリマー、１５０ｍＬの氷酢酸、６２．０ｇの無水酢酸、及び４０．０ｇの濃硫酸を使用して、実施例４に記載のように行った。生じるスルホン化ポリマー（−ＳＯ_３Ｎａ型）を、テフロンコート化撹拌器を取り付けた１Ｌジャケット付き反応容器においてＤＩ水に再び湿らせた。この容器からＤＩ水を除去して、７５ｍＬのＮＶＰモノマー、１．７ｇの過硫酸ナトリウム、及び２５ｍＬのＤＩ水からなる溶液を加えた。この反応を、１００ＲＰＭに設定した撹拌速度で、そのまま７０℃で７２時間進行させた。生じるポリ（ＮＶＰ）コート化ポリマーを、２００ｍＬ ＤＩ水を使用して５回洗浄して、乾燥時のさらなる重量損失が観測されなくなるまで、真空オーブンにて乾燥させた。ポリマー：ＣＹ１５０４８の累積細孔容積データを下記の表ＸＸに示す。対数微分細孔容積プロットを図面７に示す。

[0098] 素材を陰性対照（血漿単独）、陽性対照（ガラスビーズ）、及び基準ビーズと比較するｕＰＴＴアッセイによって血栓形成性を測定して、接触活性化作用の度合いを判定した。ｕＰＴＴアッセイでは、基準素材と比較した血塊形成の経時的変化（％）を判定してから、＜２５％は内因系凝固経路のアクチベーター、２５〜４９％はその中等度アクチベーター、５０〜７４％はその軽度アクチベーター、７５〜１００％はその最小アクチベーター、＞１００％はその非アクチベーターとして群分けした。ポリマー：ＣＹ１５０４８（９４％）は、最小アクチベーターであった。

実施例６：修飾ポリマー：ＣＹ１５０４９を製造するために使用する、ポリ（スチレン−ｃｏ−ジビニルベンゼン）非コート化多孔性ポリマービーズの温和スルホン化に続く、血液適合性コーティングとしてのポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）での官能化
[0099] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0100] この修飾のために選択した基本ポリマーは、ポリマー：ＣＹ１５０４２であった。そのスルホン化と後処理は、４５．０ｇの乾燥ＣＹ１５０４２ポリマー、２００ｍＬの氷酢酸、６２．０ｇの無水酢酸、及び４０．０ｇの濃硫酸を使用して、実施例４に記載のように行った。この反応は、そのまま２時間進行させた。生じる乾燥スルホン化ポリマー（−ＳＯ_３Ｎａ型）を、テフロンコート化撹拌器を取り付けた１Ｌジャケット付き反応容器へ加えた。この反応器へ１４０．０ｇのＮ−ビニルピロリドンモノマーと２．０ｇの過酸化ベンゾイルを加えた。この反応を、１００ＲＰＭに設定した撹拌速度で、そのまま７０℃で２４時間進行させた。生じるポリ（Ｎ−ビニルピロリドン）コート化ポリマーを、２００ｍＬ ＤＩ水を使用して５回洗浄して、乾燥時のさらなる重量損失が観測されなくなるまで、真空オーブンにて乾燥させた。下記の表ＸＸＩは、ポリマー：ＣＹ１５０４９の累積細孔容積データを表示する。図面８は、対数微分細孔容積プロットを提示する。

実施例７：ヘモグロビン及びカリウムの除去のための単回通過濾過
[0101] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0102] ヒトｐＲＢＣのユニットを室温に３０分間平衡化させて、ここでそのユニットを穏やかに１５分間混合した。そのユニット中へ血液スパイクを挿入して、初期のヘモグロビン（Ｈｂ）濃度とカリウム濃度用の試料を取った。この血液スパイクラインは、ポリマー含有濾過デバイスの上部ポートへ付けて、試料採取ラインを底部ポートへ付けた。この試料採取ラインに流量コントロールのためにピンチクランプを付けた。ほぼ１ベッド容積（３０ｍＬ）をこのデバイスから廃液容器へ一気に流して、このデバイスから正常の生理食塩水溶液を追い出した。試料採取管を１５ｍＬの円錐管の上に配置して、１２ｍＬ画分のｐＲＢＣを、そのユニットが完全に濾過されるまで、約３〜３．５ｍＬ／分の流速で採取した。試料管を４℃で１５分間、４６００ＲＰＭで遠心分離した。各試料管からの血漿上清を採取して、血漿遊離ヘモグロビンレベルを４５０ｎｍで読み取る吸光度によって定量して、カリウムレベルをカリウムイオン選択電極で測定した。単回通過濾過の間に除去された初期の遊離ヘモグロビンの百分率を、３回の試行から平均して、図面９に提示する。図面１０は、３回の試行から平均した、濾過前と濾過後の血中カリウムイオン濃度を表示する。ポリマーのＣＹ１５１０１とＣＹ１５１０２がカリウムとヘモグロビンの両方の有意量を除去することができるのに対し、ポリマー：ＣＹ１５１００は、カリウムだけを除去して、ヘモグロビンは除去しない。

実施例８：動的再循環濾過
[0103] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0104] ポリマー：ＣＹ１４１４４については、８ｍＥｑ／Ｌのカリウムを含むＰＢＳ溶液からのアルブミン（３０ｍｇ／ｍＬ）とミオグロビン（１００ｍｇ／Ｌ）の除去を評価する動的競合システムにおいて検討されたことがある。このモデルは、臨床のアルブミン及びミオグロビン（横紋筋融解症）の数値を反映するために設計された。この動的システムは、ポリマービーズによるタンパク質吸着の２つのＵＶ波長での連続測定を可能にする。アルブミンとミオグロビンのような代用タンパク質が異なるＵＶ吸収プロフィールを有する限り、この２つのタンパク質代用物は、競合的な吸着条件をもたらして、同時に測定することができる。このことは、標的因子と非標的因子の流動条件下での同時吸着についてのポリマー性能（吸着を血液適合性と均衡させる諸研究について評価するのに重要なパラメータ）の迅速評価を可能にする。この動的システムを（吸光度と流動条件について）完全に較正して、６ｍＬ／分の流速で、室温で５時間の６ｍＬポリマー充填デバイスとの結合を測定するのに使用した。ＣＹ１４１４４は、確実なミオグロビン吸着、カリウム除去を有して、最小のアルブミン除去を伴う良好な選択性を実証した。７回の試行より平均した、ＣＹ１４１４４の動的再循環データを下記の図面１１に示す。初期量からの低下パーセントとして測定される平均カリウム除去は、２５．３％（１．４２の標準偏差）であることがわかった。

[0105] 素材を陰性対照（血漿単独）、陽性対照（ガラスビーズ）、及び基準ビーズと比較するｕＰＴＴアッセイによって血栓形成性を測定して、接触活性化作用の度合いを判定した。ｕＰＴＴアッセイでは、基準素材と比較した血塊形成の経時的変化（％）を判定してから、＜２５％は内因系凝固経路のアクチベーター、２５〜４９％はその中等度アクチベーター、５０〜７４％はその軽度アクチベーター、７５〜１００％はその最小アクチベーター、＞１００％はその非アクチベーターとして群分けした。下記の表ＸＸＩＩに示すのは、２つの異なるカリウム除去性ポリマーについての血栓形成性の比較である。リン酸緩衝化生理食塩水（ＰＢＳ）中の動的再循環モデルにおいて、ポリマー：ＣＹ１４１４４は、最小の血栓形成活性を明示する一方で、カリウムとミオグロビンを同時に除去する。比較すると、カリウム吸着剤：ＣＹ１４０２２は、ｕＰＴＴアッセイによれば内因系凝固経路の中等度アクチベーターであって、ミオグロビン除去には無効である。

一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

[0106] 付言すると、ポリマー：ＣＹ１４１４４は、動的再循環モデルにおいて有意レベルのカリウムを血漿から除去することができる。血液カリウムの正常範囲は、３．５〜５ｍＥｑ／Ｌであるが、高カリウム血症に罹患している患者であれば、７〜７．５ｍＥｑ／Ｌまでの血液カリウムレベルを有するだろう。カリウムの開始濃度が７．４５ｍＥｑ／Ｌである血漿をポリマー：ＣＹ１４１４４で充たしたデバイスに、臨床応用を模倣する再循環条件下で再灌流すると、カリウム濃度は、５時間で４．５２ｍＥｑ／Ｌへ低下した（２．９３ｍＥｑ／Ｌの低下）。

態様１
（ｉ）複数の細孔と（ｉｉ）スルホン酸塩官能基を含む、少なくとも１つのポリマーを含む生体適合性ポリマー系であって；
（ｉ）広範囲のタンパク質ベースの毒素と炎症性メディエーター、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能な前記ポリマー系。
態様２
前記毒素及び炎症性メディエーターが約０．５ｋＤａ未満〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様３
前記毒素及び炎症性メディエーターが約１ｋＤａ未満〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様４
該ポリマーの細孔構造が１０Å〜４０，０００Åの範囲にある孔径の全容積を１ｇの乾燥ポリマーにつき０．１ｃｃより多くて５．０ｃｃ未満に有する、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様５
ポリマーが血液適合性である、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様６
生体適合性を導入する（imbue）ために使用する薬剤が（ｉ）ヘパリン又は（ｉｉ）ヘパリン模倣性ポリマーのいずれかである、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様７
ポリマーが生成されてその後生体適合性であるように作製される、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様８
生体適合性を導入するために使用する薬剤が（ｉ）ヘパリン又は（ｉｉ）ヘパリン模倣性ポリマーのいずれかである、態様７の生体適合性導入修飾系。
態様９
ビーズ、ファイバー、モノリス型カラム、フィルム、膜、又は半透膜が限定されずに含まれ得る、固体支持体の形態を有する、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１０
毒素と炎症性メディエーターが、サイトカイン、スーパー抗原、モノカイン、ケモカイン、インターフェロン、プロテアーゼ、酵素、ブラジキニンが含まれるペプチド、可溶性ＣＤ４０リガンド、生物活性脂質、酸化脂質、無細胞ヘモグロビン、無細胞ミオグロビン、ＤＡＭＰＳ、成長因子、糖タンパク質、プリオン、毒素、細菌毒素とウイルス毒素、ＰＡＭＰＳ、内毒素、薬物、血管作用物質、異種抗原、抗体、及び正電荷イオンの１以上を含む、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１１
正電荷イオンがカリウムである、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１２
懸濁重合、乳化重合、塊状重合、又は沈殿重合を使用して前記ポリマーが作製される、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１３
前記ポリマーが超架橋ポリマーである、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１４
固体支持体が生体適合性ヒドロゲルコーティングを有する、態様９の生体適合性ポリマー系。
態様１５
ポリマーが、すべての未反応の二重結合及びクロロメチル基の残余官能基を保持する温和条件下でスルホン化された超架橋性又はマクロ網状多孔性ポリマーの形態である、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１６
未反応の二重結合又はクロロメチル基は、生体適合性及び血液適合性モノマー、架橋剤、又は低分子量オリゴマーの１以上を付着させるためにフリーラジカル又はＳ _Ｎ ２型化学を介して修飾することができる、態様１５の生体適合性ポリマー系。
態様１７
多孔性ポリマーが、スルホン酸基又はその塩、塩化スルホニル、又はスルホン酸エステル基を含む、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様１８
スルホン酸基又はその塩、塩化スルホニル、又はスルホン酸エステル基を含むポリマーは、（ｉ）未反応の二重結合を含有する作り置き多孔性ポリマーの（ｉｉ）スルホン酸基又はその塩を含有する重合性ビニルモノマーとのグラフト共重合によって生成されて、血液適合性ビニルモノマーを含む混合物を形成する、態様１７の生体適合性ポリマー系。
態様１９
架橋剤、血液適合性モノマー、モノマー、及び好適なポロゲンの存在下で共重合して、スルホン酸塩官能基を含有する多孔性ポリマー性のポリマーを生じる、スルホン酸基又はその塩を含有する重合性ビニルモノマーより構築される、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様２０
（ｉ）約０．５ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する広範囲のタンパク質ベースの毒素、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能である、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様２１
（ｉ）約１ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する広範囲のタンパク質ベースの毒素、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能である、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様２２
態様１〜態様２１のいずれか１項の生体適合性ポリマー系を含むデバイスに、又は好適な体外回路を経由して該デバイスに生理液を単回通過させる工程を含む、灌流の方法。
態様２３
態様１〜態様２１のいずれか１項の生体適合性ポリマー系を含む、（ｉ）広範囲のタンパク質ベースの毒素と炎症性メディエーター、及び（ｉｉ）正電荷イオンを生理液より除去するためのデバイス。
態様２４
前記毒素及び炎症性メディエーターが約０．５ｋＤａ未満〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、態様２３のデバイス。
態様２５
前記毒素及び炎症性メディエーターが約１ｋＤａ未満〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、態様２３のデバイス。
態様２６
ポリマーが、該ポリマーを保持するのに適した、全血、濃厚赤血球、血小板、アルブミン、血漿、又はこれらのあらゆる組合せの輸血用の容器に収容される、態様１の生体適合性ポリマー系。
態様２７
ポリマーが、該ポリマーを保持して体外回路へ組み込まれるのに適したデバイス中にある、態様１の生体適合性ポリマー系。
[0107] 一般的な記載と以下の詳しい記載は、例示と説明のためでしかなくて、付帯の特許請求の範囲に明確化されるように、本発明を制限するものではない。本明細書に提供される本発明の詳しい記載に照らせば、当業者には、本発明の他の側面が明らかであろう。

Claims (26)

1. （ｉ）複数の細孔と（ｉｉ）スルホン酸塩官能基を含む、少なくとも１つのポリマーを含む生体適合性ポリマー系であって；
   （ｉ）広範囲のタンパク質ベースの毒素と炎症性メディエーター、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能な前記ポリマー系であって、
   前記ポリマーが、すべての未反応の二重結合及びクロロメチル基の残余官能基を保持する温和条件下でスルホン化された超架橋性又はマクロ網状多孔性ポリマーの形態である、前記ポリマー系。
2. 前記毒素及び炎症性メディエーターが約０．５ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、請求項１の生体適合性ポリマー系。
3. 前記毒素及び炎症性メディエーターが約１ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、請求項１の生体適合性ポリマー系。
4. 該ポリマーの細孔構造が１０Å〜４０，０００Åの範囲にある孔径の全容積を１ｇの乾燥ポリマーにつき０．１ｃｃより多くて５．０ｃｃ未満に有する、請求項１の生体適合性ポリマー系。
5. ポリマーが血液適合性である、請求項１の生体適合性ポリマー系。
6. 生体適合性を導入する（imbue）ために使用する薬剤が（ｉ）ヘパリン又は（ｉｉ）ヘパリン模倣性ポリマーのいずれかである、請求項１の生体適合性ポリマー系。
7. ポリマーが生成されてその後生体適合性であるように作製される、請求項１の生体適合性ポリマー系。
8. 生体適合性を導入するために使用する薬剤が（ｉ）ヘパリン又は（ｉｉ）ヘパリン模倣性ポリマーのいずれかである、請求項７の生体適合性導入修飾系。
9. ビーズ、ファイバー、モノリス型カラム、フィルム、膜、又は半透膜が限定されずに含まれ得る、固体支持体の形態を有する、請求項１の生体適合性ポリマー系。
10. 毒素と炎症性メディエーターが、サイトカイン、スーパー抗原、モノカイン、ケモカイン、インターフェロン、プロテアーゼ、酵素、ブラジキニンが含まれるペプチド、可溶性ＣＤ４０リガンド、生物活性脂質、酸化脂質、無細胞ヘモグロビン、無細胞ミオグロビン、ＤＡＭＰＳ、成長因子、糖タンパク質、プリオン、毒素、細菌毒素とウイルス毒素、ＰＡＭＰＳ、内毒素、薬物、血管作用物質、異種抗原、抗体、及び正電荷イオンの１以上を含む、請求項１の生体適合性ポリマー系。
11. 正電荷イオンがカリウムである、請求項１の生体適合性ポリマー系。
12. 懸濁重合、乳化重合、塊状重合、又は沈殿重合を使用して前記ポリマーが作製される、請求項１の生体適合性ポリマー系。
13. 前記ポリマーが超架橋ポリマーである、請求項１の生体適合性ポリマー系。
14. 固体支持体が生体適合性ヒドロゲルコーティングを有する、請求項９の生体適合性ポリマー系。
15. 未反応の二重結合又はクロロメチル基は、生体適合性及び血液適合性モノマー、架橋剤、又は低分子量オリゴマーの１以上を付着させるためにフリーラジカル又はＳ_Ｎ２型化学を介して修飾することができる、請求項１の生体適合性ポリマー系。
16. 多孔性ポリマーが、スルホン酸基又はその塩、塩化スルホニル、又はスルホン酸エステル基を含む、請求項１の生体適合性ポリマー系。
17. スルホン酸基又はその塩、塩化スルホニル、又はスルホン酸エステル基を含むポリマーは、（ｉ）未反応の二重結合を含有する作り置き多孔性ポリマーの（ｉｉ）スルホン酸基又はその塩を含有する重合性ビニルモノマーとのグラフト共重合によって生成されて、血液適合性ビニルモノマーを含む混合物を形成する、請求項１６の生体適合性ポリマー系。
18. 架橋剤、血液適合性モノマー、モノマー、及び好適なポロゲンの存在下で共重合して、スルホン酸塩官能基を含有する多孔性ポリマー性のポリマーを生じる、スルホン酸基又はその塩を含有する重合性ビニルモノマーより構築される、請求項１の生体適合性ポリマー系。
19. （ｉ）約０．５ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する広範囲のタンパク質ベースの毒素、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能である、請求項１の生体適合性ポリマー系。
20. （ｉ）約１ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する広範囲のタンパク質ベースの毒素、及び（ｉｉ）正電荷イオンを吸着することが可能である、請求項１の生体適合性ポリマー系。
21. 請求項１〜請求項２０のいずれか１項の生体適合性ポリマー系を含む灌流デバイスであって、前記灌流が、前記デバイスに、又は好適な体外回路を経由して該デバイスに生理液を単回通過させることによってなされる、灌流デバイス。
22. 請求項１〜請求項２０のいずれか１項の生体適合性ポリマー系を含む、（ｉ）広範囲のタンパク質ベースの毒素と炎症性メディエーター、及び（ｉｉ）正電荷イオンを生理液より除去するためのデバイス。
23. 前記毒素及び炎症性メディエーターが約０．５ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、請求項２２のデバイス。
24. 前記毒素及び炎症性メディエーターが約１ｋＤａ〜約１，０００ｋＤａの分子量を有する、請求項２２のデバイス。
25. ポリマーが、該ポリマーを保持するのに適した、全血、濃厚赤血球、血小板、アルブミン、血漿、又はこれらのあらゆる組合せの輸血用の容器に収容される、請求項１の生体適合性ポリマー系。
26. ポリマーが、該ポリマーを保持して体外回路へ組み込まれるのに適したデバイス中にある、請求項１の生体適合性ポリマー系。

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