JP7230478B2

JP7230478B2 - 血液浄化カラム

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Publication number: JP7230478B2
Application number: JP2018233323A
Authority: JP
Inventors: 恭平山下; 峻吾神田; 薫島田; 博高橋
Original assignee: Toray Industries Inc
Current assignee: Toray Industries Inc
Priority date: 2018-12-13
Filing date: 2018-12-13
Publication date: 2023-03-01
Anticipated expiration: 2038-12-13
Also published as: JP2020092879A

Description

本発明は、血液浄化カラムに関する。

これまでに炎症性疾患患者を対象に、血液中の炎症性タンパク質や活性化した血球を吸着・除去する目的で吸着担体と生理食塩水等の溶液を充填した種々の血液浄化カラムが開発されている。

炎症性疾患患者に対して、血液浄化カラムを用いて体外循環を実施する場合、その準備工程として抗凝固剤を含む溶液を用いたプライミングがある。該カラムの使用前にプライミングを行う理由としては次の二つが挙げられる。一つ目は血液浄化カラム内に残留する可能性がある微粒子や浮遊物、酸性又は塩基性の溶出物等を排出するため、二つ目は該カラム内に抗凝固剤を充填することで、血餅や血栓の発生・付着の原因の１つである血液成分の凝固を防ぐことで血液浄化カラム使用時に循環圧力の上昇を抑制し、吸着サイト喪失による吸着対象物質の吸着率低下を抑制するためである。したがって、血液浄化カラムを使用するうえでプライミングは必須であることは周知の事実である。しかし、予め抗凝固剤を充填した血液浄化カラムはこれまでに報告はない。

プライミングで血液浄化カラム内に充填する液体としては、抗凝固剤等が溶解した溶液が挙げられる。プライミング前の血液浄化カラムとしては、乾燥状態（以下、乾式）のものと湿潤状態（以下、湿式）のものがあり、特に湿式のカラムには、充填液として塩を含まない水（以下、無塩水）又は生理食塩水が充填されているのが一般的である。しかし、カラム内に無塩水、又は、上記酸性又は塩基性の溶出物によりｐＨが変動した充填液のままプライミングをすることなく体外循環を実施すると、血液の凝固を促進する懸念がある。

臨床現場、特に救急の現場では様々な時間的制約から、血液浄化カラムの使用前のプライミング時間を５分程度としているが、該プライミング時間では血液浄化カラム内の抗凝固剤を含む水溶液の液置換が不十分な結果、抗凝固剤の吸着ムラが発生し、場合によっては血液浄化カラム内に通液した血液成分が該カラム内部で凝固し、液体導入口や液体排出口、吸着担体空隙等に血栓等が詰まる可能性がある。血液浄化カラムの循環圧力の急激な上昇が発生した場合には体外循環を停止せざるを得ず、一刻を争う患者にとって迅速な治療を受けられないリスクがある。

特許文献１には、吸着担体表面にアミノ基を介して抗凝固剤の一種であるヘパリンを固定化し、該アミノ基の静電相互作用を利用して病因物質を除去する方法が開示されている。フィルターホルダーに充填した直径２５ｍｍほどの円形に切り出した多孔質膜状又は不織布状担体は、血液凝固を誘導することなくＨＩＶ及びエンドトキシン除去に好適であることが開示されている。

特許文献２には、中空糸が充填された容器のポッティング部に、脂溶性抗酸化剤を被覆することにより、血小板の活性化や血液凝固を抑制する方法が開示されており、脂溶性抗酸化剤がポッティング部端面に均一に存在することが好適であることが開示されている。

特許文献３には、側面に孔を有する中心パイプを備えたカラムにおいて、孔の配置に着目してカラム内での血液の滞留を抑制する方法が開示されており、孔と孔の距離を適切にすることが好適であることが開示されている。

特許文献４には、アミド基とアミノ基を含む繊維について開示されている。開孔率を０．１～３０％とした編地は、血液通液時の圧力上昇の抑制に好適であることが開示されている。

特開平１１－２６７４２１号公報特開２０１８－１７１４３１号公報特開２０１７－１７０１４０号公報国際公開２０１８／０４７９２９号

特許文献１の実施例で用いられているカラムのように、吸着担体近傍のみにヘパリンが存在する場合では、カラム容器の内容積が大きくなった際に、担体近傍以外の空間で血液凝固が発生する懸念がある。さらに、特許文献１のカラムを湿式で用いる場合には担体表面のヘパリンが充填液中に徐放され、十分な血液凝固抑制を発揮できない懸念がある。

特許文献２の実施例に記載の中空糸型血液浄化器では、脂溶性抗酸化剤を血液入口又は出口側のポッティング部に被覆しているが、担体全体に一様に被覆されているわけではないため、抗酸化剤の被覆量が少ない部分で血液の滞留等が発生すると、血液の凝固が発生する懸念があり、上記抗酸化剤のみではカラム内部の血液凝固を完全に抑制することは難しいものと推測される。

特許文献３には、中心パイプの孔の配置と血液の滞留の関係について記載はあるが、担体への抗凝固剤の吸着量やプライミングについては記載がない。

特許文献４には、編地の開孔率と血液通液時の圧力上昇の関係について記載はあるが、担体への抗凝固剤の吸着量やプライミングについては記載がない。

血液浄化カラム使用時の圧力上昇を抑制するためには、プライミング時の抗凝固剤の吸着ムラを低減する必要があり、そのためには予め血液浄化カラムに抗凝固剤を充填すればいいと考えられる。その場合、吸着担体表面での血液の凝固を抑制する観点から、吸着担体にも抗凝固剤を固定化又は吸着できるような構造や官能基を含むことが望ましい。しかしながら、充填液のｐＨに影響を与えない化学的安定性と吸着対象物質の吸着能を両立しなければならないことから、そのような製品はこれまでに開発されていないものと考えられる。

そこで、本発明は、吸着対象物質の吸着能を低下させることなく圧力上昇の抑制を達成できる血液浄化カラムを提供することを目的とする。

本発明者らは上記課題を解決すべく鋭意検討を進めた結果、繊維状吸着担体に事前に抗凝固剤を吸着させる処理を施してカラム内に充填した後、さらに、抗凝固剤を含む水溶液を容器内に充填した血液浄化カラムは、繊維状吸着担体への吸着対象物質の吸着能を低下させることなく、血液成分の活性化に起因する吸着担体への血餅又は血栓の付着、カラムの循環圧力上昇を抑制できることを見出した。

すなわち、本発明は、以下の（１）～（６）を包含する。
（１）血液導入口及び血液排出口を有する容器と、
該容器の内部に、中心パイプと、酸性官能基又は塩基性官能基を含むリガンドが表面に結合した繊維状吸着担体と、を備え、
前記容器は、抗凝固剤を含む水溶液を含み、
上記中心パイプは、側面に複数の孔を有し、
上記繊維状吸着担体は、上記中心パイプの周りに配置され、
上記繊維状吸着担体に吸着している抗凝固剤平均吸着量は、該繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり６０～２２０ＩＵであり、
上記中心パイプに接触する軸線方向における繊維状吸着担体の端面を線分Ｍとし、中心パイプに非接触で、該容器内部の内壁に接触又は近接している軸線方向における繊維状吸着担体の端面を線分Ｎとし、繊維状吸着担体の展開長さを線分Ｋとした場合において、上記線分Ｍと上記線分Ｎのそれぞれの中点を結ぶ線分と、上記線分Ｋの中点から軸線方向に延長した線とが交わる点をＡとし、上記線分Ｍと上記線分Ｎのそれぞれの中点を結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を上記線分Ｍの中点から展開方向に移動した点をＢとしたとき、上記点Ａにおける抗凝固剤吸着量を前記点Ｂにおける抗凝固剤吸着量で除した値（Ａ／Ｂ）が０．５～１．０である、血液浄化カラム。
（２）上記容器の血液容量は、５０～２２０ｃｍ^３であり、
上記繊維状吸着担体の充填密度は、０．２～０．５ｇ／ｃｍ^３である、（１）記載の血液浄化カラム。
（３）上記抗凝固剤の濃度は、２～４０ＩＵ／ｃｍ^３である、（１）又は（２）記載の血液浄化カラム。
（４）上記繊維状吸着担体は、編地又は織物である、（１）～（３）のいずれかに記載の血液浄化カラム。
（５）上記抗凝固剤は、ヘパリン、メシル酸ナファモスタット又は低分子ヘパリンである、（１）～（４）のいずれかに記載の血液浄化カラム。
（６）前記繊維状吸着担体を構成する繊維は、海島複合繊維であり、海成分が、ポリスチレン及びその誘導体、ポリスルホン及びその誘導体、並びにそれらの混合物からなる群から選択され、島成分が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリエチレン共重合体並びにそれらの混合物からなる群から選択される、（１）～（５）のいずれか一項記載の血液浄化カラム。

本発明の血液浄化カラムは、吸着対象物質の高い吸着能を有し、かつ、血餅又は血栓の付着を抑制でき、カラムの圧力上昇を抑制できる。

ラジアルフロー型の血液浄化カラムの一例の縦断面図である。ラジアルフロー型の血液浄化カラムの一例に充填する中心パイプに巻き付けた円筒形状の繊維状吸着担体を示した図である。ラジアルフロー型の血液浄化カラムの一例を解体した後、中心パイプに巻き付けた繊維状吸着担体を展開した図である。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明の血液浄化カラムは、血液導入口及び血液排出口を有する容器と、該容器の内部に、中心パイプと、酸性官能基又は塩基性官能基を含むリガンドが表面に結合した繊維状吸着担体と、を備え、上記容器は、内部に抗凝固剤を含む水溶液を含み、上記中心パイプは、側面に複数の孔を有し、上記繊維状吸着担体は、上記中心パイプの周りに配置され、上記繊維状吸着担体に吸着している抗凝固剤平均吸着量は、該繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり６０～２２０ＩＵであり、上記中心パイプに接触する軸線方向における繊維状吸着担体の端面を線分Ｍとし、中心パイプに非接触で、該容器内部の内壁に接触又は近接している軸線方向における繊維状吸着担体の端面を線分Ｎとし、繊維状吸着担体の展開長さを線分Ｋとした場合において、上記線分Ｍと上記線分Ｎのそれぞれの中点を結ぶ線分と、上記線分Ｋの中点から軸線方向に延長した線とが交わる点をＡとし、上記線分Ｍと上記線分Ｎのそれぞれの中点を結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を上記線分Ｍの中点から展開方向に移動した点をＢとしたとき、上記点Ａにおける抗凝固剤吸着量を前記点Ｂにおける抗凝固剤吸着量で除した値（Ａ／Ｂ）が０．５～１．０であることを特徴としている。

「吸着担体」とは、有機物を吸着する性能を有する担体を意味し、有機物の吸着性能を有していれば、その他の物質の吸着性能の有無については特に制限されない。

「吸着」とは、特定の物質が材料に付着し、容易に剥離しない状態、又は吸着平衡状態を意味する。吸着の原理に特に制限はないが、例えば、静電相互作用、疎水性相互作用、水素結合、ファンデルワールス力等の分子間力によって付着した状態や、細胞の接着や白血球の貪食等、物理的に付着している状態を意味する。

「血液成分」とは、血液を構成する成分を意味し、例えば、血液中の液性因子や血液中の細胞が挙げられる。本実施形態に係る血液浄化カラムが吸着対象物質とする血液成分に特に制限はないが、血液成分の中でも血液中の液性因子が吸着対象物質として好適である。

「血液中の液性因子」とは、血液中に溶解している有機物を指す。具体的には、尿素、β２－ミクログロブリン、サイトカイン、ＩｇＥ、ＩｇＧ等のタンパク質、ｌｉｐｏｐｏｌｙｓａｃｃｈａｒｉｄｅ（ＬＰＳ）等の多糖類が挙げられる。中でも、尿素、サイトカイン等のタンパク質やＬＰＳ等の多糖類が吸着対象物質として好ましく、さらに炎症性疾患の治療を目的とする場合はサイトカインが吸着対象物質としてより好ましい。

「サイトカイン」とは、感染や外傷等の刺激により、免疫担当細胞を始めとする各種の細胞から産生され細胞外に放出されて作用する一群のタンパク質を意味し、例えば、インターフェロンα、インターフェロンβ、インターフェロンγ、インターロイキン１～インターロイキン１５、腫瘍壊死因子－α、腫瘍壊死因子－β、ハイモビリティーグループボックス－１、エリスロポエチン又は単球走化因子が挙げられる。

「血液中の細胞」とは、血液中に含まれる細胞を意味し、例えば、顆粒球、単球、好中球、好酸球等の白血球成分や、赤血球、血小板等が挙げられるが、中でも炎症性疾患の治療を目的とする場合は、血液中の液性因子に加えて、白血球成分、活性化白血球又は活性化白血球－活性化血小板複合体を吸着して除去するのが望ましいとされている。

「活性化白血球」とは、サイトカインやＬＰＳ等の刺激によりサイトカイン又は活性酸素等を放出する白血球を意味し、例えば、活性化顆粒球や活性化単球が挙げられる。活性化白血球の活性化の程度は、活性化酸素量の測定又は表面抗原の発現をフローサイトメトリー等で測定することで判別できる。

「活性化血小板」とは、サイトカインやＬＰＳ等の刺激によりサイトカイン又は活性酸素等を放出する血小板を意味する。

「活性化白血球－活性化血小板複合体」とは、活性化白血球と活性化血小板とが結合し、自己組織への貪食作用を有し、サイトカインを放出する複合体であれば白血球の種類は特に制限されるものではなく、例えば、活性化顆粒球－活性化血小板複合体や活性化単球－活性化血小板複合体が挙げられる。特に、炎症性疾患患者の治療においては、病態に直接関与していると考えられる活性化顆粒球－活性化血小板複合体を除去することが重要と考えられる。

「炎症性疾患」とは、体内で炎症反応が惹起される疾患全体を表し、例えば、全身性エリテマトーデス、悪性関節リウマチ、多発性硬化症、潰瘍性大腸炎、クローン病、薬剤性肝炎、アルコール性肝炎、Ａ型肝炎、Ｂ型肝炎、Ｃ型肝炎、Ｄ型肝炎若しくはＥ型肝炎、敗血症（例えば、グラム陰性菌由来の敗血症、グラム陽性菌由来の敗血症、培養陰性敗血症、真菌性敗血症）、インフルエンザ、急性呼吸窮迫症候群（ａｃｕｔｅｒｅｓｐｉｒａｔｏｒｙｄｉｓｔｒｅｓｓｓｙｎｄｒｏｍｅ；ＡＲＤＳ、急性呼吸促迫症候群、急性呼吸促進症候群とも表記される。）、急性肺傷害（ａｃｕｔｅｌｕｎｇｉｎｊｕｒｙ；ＡＬＩ）、膵炎、特発性間質性肺炎（ＩｄｉｏｐａｔｈｉｃＰｕｌｍｏｎａｒｙＦｉｂｒｏｓｉｓ；ＩＰＦ）、炎症性腸炎（例えば、潰瘍性大腸炎、クローン病）、血液製剤の輸血、臓器移植、臓器移植後の再灌流障害、胆嚢炎、胆管炎又は新生児血液型不適合等が挙げられる。炎症性疾患の中でも、血液中に原因物質が放出され、血液浄化による治療効果が特に期待できる、薬剤性肝炎、アルコール性肝炎、Ａ型肝炎、Ｂ型肝炎、Ｃ型肝炎、Ｄ型肝炎若しくはＥ型肝炎、敗血症（例えば、グラム陰性菌由来の敗血症、グラム陽性菌由来の敗血症、培養陰性敗血症、真菌性敗血症）、インフルエンザ、急性呼吸窮迫症候群、急性肺傷害、膵炎、特発性間質性肺炎、が挙げられる。本実施形態の吸着用カラムの用途としては、例えば、上記の炎症性疾患の治療用途が好ましく、中でも薬剤のみでは治療が困難であり、サイトカインと活性化白血球－活性化血小板の両方が関与している疾患と考えられる、敗血症（例えば、グラム陰性菌由来の敗血症、グラム陽性菌由来の敗血症、培養陰性敗血症、真菌性敗血症）、インフルエンザ、急性呼吸窮迫症候群、急性肺傷害、特発性間質性肺炎の治療用途がより好ましい。

「抗凝固剤」とは、トロンビンに代表される血液凝固因子の活性化等で進行する血液凝固を阻害する性質を有している化合物を意味する。抗凝固剤としては、例えば、アスピリン、クロピドグレル硫酸塩、プラスグレル硫酸塩、塩酸チクロピジン、ジピリダモール、シロスタゾール、ベラプロストナトリウム、リマプロストアルファデクス、オザグレルナトリウム、塩酸サルポグレラート、イコサペント酸エチル、トラピジル、ワルファリンカリウム、ダルテパリンナトリウム、パルナパリンナトリウム、レバピリンナトリウム、リバーロキサバン、アピキサバン、エンドキサバン、ダビガトラン、アルガトロバン、ヘパリン（例：ヘパリンナトリウム、ヘパリンカリウム、ヘパリンカルシウム）、低分子ヘパリン、アセチル化ヘパリン等のヘパリン誘導体、デキストラン硫酸、クエン酸、メシル酸ナファモスタット、ポリビニルスルホン酸又はポリスチレンスルホン酸等が挙げられる。その中でも、血液浄化カラム内に充填あるいは直接血液に添加する場合は、生体に対する安全性の観点から、ヘパリン、メシル酸ナファモスタット、低分子ヘパリン、アセチル化ヘパリン等のヘパリン誘導体、デキストラン硫酸、ポリビニルスルホン酸又はポリスチレンスルホン酸等が好ましく、なかでも体外循環において臨床実績の多い、ヘパリン、メシル酸ナファモスタット又は低分子ヘパリンがより好ましい。また、ヘパリン、メシル酸ナファモスタット又は低分子ヘパリンは、精製されていてもよいし、されていなくてもよく、ナトリウム、カリウムなどと塩を形成していてもよく、血液凝固反応を阻害できるものであれば特に限定されない。

「抗凝固剤を含む水溶液」とは、抗凝固剤を水に溶解させた水溶液であっても、以下に示す水溶液に抗凝固剤を加えて溶解させた液体であってもよい。かかる抗凝固剤を溶解させる前の液体としては、特に限定されないが、例えば、蒸留水、塩水、他の緩衝液及び脱イオン水が挙げられる。好ましい水溶液は、無機塩を含む水溶液であり、生理食塩水がさらに好ましい。無機塩としては、特に限定されないが、例えば、塩化ナトリウム、リン酸ナトリウム、リン酸水素ナトリウム、リン酸二水素ナトリウム、又は同酸の対応するカリウム塩が挙げられ、これらを混合したリン酸緩衝生理食塩水が一例として挙げられる。これらの成分は酸及びその共役塩基を含む緩衝液を形成するので、酸や塩基を加えても、液体のｐＨには比較的小さな変化しか起こらない。緩衝液はさらに、例えば、ホウ酸ナトリウム、２－（Ｎ－モルホリノ）エタンスルホン酸（ＭＥＳ）、水酸化ナトリウム、２，２－ビス（ヒドロキシメチル）－２，２’，２’’－ニトリロトリエタノール、Ｎ－トリス（ヒドロキシメチル）メチル－２－アミノエタンスルホン酸、クエン酸、クエン酸ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、酢酸、酢酸ナトリウム、エチレンジアミン四酢酸又はそれらの組合せをさらに含んでいてもよい。抗凝固剤を含む水溶液は、容器の内部に充填されている。

カラムに充填する前の抗凝固剤を含む水溶液中の抗凝固剤の濃度は１．５～４０ＩＵ／ｃｍ^３が好ましく、２～４０ＩＵ／ｃｍ^３がより好ましい。抗凝固剤の濃度を１．５ＩＵ／ｃｍ^３以上にすることで、血液がカラムに流入した際に、カラム内又は血液回路内で血液が凝固し、循環圧力が上昇するリスクをより抑制できる。また、抗凝固剤の濃度を４０ＩＵ／ｃｍ^３以下にすることで、血中の抗凝固剤濃度が上昇、出血時に止血することが困難となり、患者に重篤な出血をもたらすリスクをより抑制することができる。

「血液浄化カラム」とは、少なくとも血液導入口、血液排出口を有する容器を意味する。該カラムの容器形状としては、例えば、ラジアルフロー型のカラムが挙げられる。血液浄化カラムの容器形状としては、血液導入口及び血液排出口に加えて、蓋材、ケース部を有する容器で、当該ケース部内に吸着担体を充填できる形状であればよい。

以下に、図面を参照して本実施形態に係る血液浄化カラムについて詳細に説明するが、本発明はこれらの態様に限定されるものではない。また、図面の比率は説明のものとは必ずしも一致しない。

図１に示される中心パイプ４は、供給された液体を流出するために設けられた孔９を中心パイプ４の長手方向の側面に複数備える。この孔の数は限定されるものではなく、実施する形態によって適宜設定してよい。また、中心パイプの材質は、使用する溶媒や吸着・除去対象物質に対して不活性であればどのような材質を用いてもよい。

繊維状吸着担体５は、中心パイプ４の周りに充填された担体である。血液浄化カラム１に供給された液体は蓋材１１の血液導入口２から中心パイプ４へ流れ、孔９を介して繊維状吸着担体５に流出する。上記液体は該吸着担体５を通過する際に、上記液体中に含まれる吸着対象物質が吸着され、吸着処理後の液体は蓋材１２の血液排出口３からカラム外に排出される。図１において、繊維状吸着担体５は、シート状の編地を中心パイプ４に巻きつけることで中心パイプ４の周りに円筒状の担体として充填されている。繊維状吸着担体５の形状及びカラムへの充填の方法は、上記方法に限定されるものではなく、容器８内部に配置できるものであればどのようなものでもよいが、その形状としては、シート状のもの等が挙げられる。また、繊維状吸着担体５の材質は、吸着対象物質の種類によって適宜選定される。

プレート６は、液体が中心パイプ４を通過せずに繊維状吸着担体５と接触するのを防ぐためのプレート状の部材である。プレート６は、血液浄化カラム１内に流入してきた液体が中心パイプ４の内腔部を通るように中心パイプ４の上流端に連通されるように配置されている。また、プレート７は、血液浄化カラム１内に流入してきた液体が中心パイプ４を通過するものの孔９を通らずにカラム外に流れるのを防ぐためのプレート状の部材である。プレート７は、中心パイプ４の下流端を封鎖し繊維状吸着担体５を中心パイプ４の周りの空間に固定するように中心パイプ４の下流端に配置されている。ここで、プレート６及びプレート７の形状は、特に限定されるものではなく、容器８内部に配置できる形状であればどのようなものでもよい。また、プレート６及びプレート７の材質は、使用する溶媒や吸着・除去対象物質に対して不活性であればどのような材質を用いてもよい。また、容器の形状は、円柱状又は三角柱状、四角柱状、六角柱状若しくは八角柱状等の角柱状容器が挙げられるが、この構造に限定されるものではない。

血液浄化カラム１の容器８の素材としては、ガラス製、プラスチック・樹脂製、ステンレス製等のものが挙げられ、特に制限はないが、臨床現場や測定場所での操作性・廃棄の容易さを考慮すると、材質としてはプラスチック・樹脂製が特に好ましい。

蓋材１１、蓋材１２としては、血液導入口又は血液排出口を備え、容器８内に充填した繊維状吸着担体５と抗凝固剤を含む水溶液１０を密閉するための部材である。蓋材１１及び蓋座１２の素材としては、ガラス製、プラスチック・樹脂製、ステンレス製等のものが挙げられ、特に制限はないが、良好な接着性の観点から、カラム容器と同じ素材であることが好ましい。

なお、血液導入口２と血液排出口３は液体を流す方向により、相互に入れ替えることができる。

図２に示される中心パイプ４及び繊維状吸着担体５は、容器８に充填する際の形態であり、シート状の繊維状吸着担体５を中心パイプ４に円筒形状に巻き付けた状態を示す。巻き付ける繊維状吸着担体５は、予め中心パイプ４の軸線方向の長さにカットして巻き付けてもよいし、巻き付けた後に中心パイプ４より余分な長さの繊維状吸着担体５をカットしてもよい。

図３に示される繊維状吸着担体５は、血液浄化カラム１を解体し、図２に示される中心パイプ４に巻き付けられた該吸着担体５を展開した図である。図３において、繊維状吸着担体５の展開方向の長さを線分Ｋとし、該吸着担体５が円筒形状となっていた際に、中心パイプ４に接触していた軸線方向における担体の端面を線分Ｍとし、中心パイプ４に非接触で、容器８内部の内壁に接触又は近接している軸線方向における担体の端面を線分Ｎとし、線分Ｋの中点をｋとし、線分Ｍの中点をｍとし、線分Ｎの中点をｎとした場合に、中点ｍと中点ｎを結ぶ線分と、中点ｋから軸線方向に延長した線とが交わる点をＡとし、中点ｍと中点ｎを結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を中点ｍから展開方向に移動した点をＢとし、中点ｎと中点ｍを結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を中点ｎから展開方向に移動した点をＣとする。

以下、抗凝固剤の吸着量について、ヘパリンを一例として説明するが、本発明の抗凝固剤はヘパリンに限定されるものではない。

「抗凝固剤吸着量Ａ」とは、図３に示す交点Ａにおける繊維状吸着担体の抗凝固剤吸着量を意味する。抗凝固剤吸着量Ａの測定は、交点Ａにおける繊維状吸着担体をΦ８ｍｍの円形に３枚切り出し、テストチームヘパリンＳ（積水メディカル社）の添付文書記載の操作手順に従って反応させ、４０５ｎｍの吸光度をマイクロプレートリーダー（コロナ電気株式会社、ＭＴＰ－３００）でＮ＝３で測定することにより求めることができる。「抗凝固剤吸着量Ｂ」、「抗凝固剤吸着量Ｃ」についても、交点Ｂ、交点Ｃにおける各繊維状吸着担体を用いて抗凝固剤吸着量Ａと同様の手法により求めることができる。

「抗凝固剤平均吸着量」とは、上記手法により求められた交点Ａ、交点Ｂ及び交点Ｃにおける各繊維状吸着担体への抗凝固剤吸着量の和の平均値を算出することにより求められ、以下の式１で算出できる。

抗凝固剤平均吸着量（ＩＵ／ｇ）＝［｛抗凝固剤吸着量Ａ（ＩＵ／ｇ）｝＋｛抗凝固剤吸着量Ｂ（ＩＵ／ｇ）｝＋｛抗凝固剤吸着量Ｃ（ＩＵ／ｇ）｝］／３・・・式１

抗凝固剤平均吸着量は、繊維状吸着担体に接触した血液の凝固を抑制する観点から、６０ＩＵ／ｇ以上にすることで、血液通液中に抗凝固剤が繊維状吸着担体から徐放されにくく、十分に血液凝固の抑制が達成できる。また、２２０ＩＵ／ｇ以下にすることで、吸着担体に過剰に抗凝固剤が吸着することを抑制し、サイトカイン等の吸着対象物質に対する吸着能が低下する懸念を低減することができる。すなわち、抗凝固剤平均吸着量は繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり６０～２２０ＩＵである必要があり、８０～１５０ＩＵが好ましく、８０～１００ＩＵがより好ましい。

「ＡをＢで除した値（Ａ／Ｂ）」とは、上記手法により算出した交点Ａにおける抗凝固剤吸着量を、上記手法により算出した交点Ｂにおける抗凝固剤吸着量で除した値を意味し、繊維状吸着担体全体における抗凝固剤吸着量のムラを表す指標となる。このＡ／Ｂの値が１．０に近いほど、中心パイプに円筒形状に巻き付けた繊維状吸着担体の中心パイプ近傍における抗凝固剤吸着量と、円筒形状に巻き付けた吸着担体の内部における抗凝固剤吸着量に差が無いことを表しており、円筒形状の繊維状吸着担体内部で血餅又は血栓が発生することを抑制することができる。このＡ／Ｂの値が低いと、円筒形状の吸着担体内部の抗凝固剤吸着量が低いことを表しており、血液導入口及び中心パイプ接触部に流入した血液が繊維状吸着担体を通過する際に、円筒形状の吸着担体内部に達した時点で血餅又は血栓が発生する懸念がある。そのため、Ａ／Ｂの値は０．５～１．０である必要があり、０．６～１．０が好ましく、０．７～１．０がより好ましく、０．８～１．０であることがさらに好ましい。Ａ／Ｂの値をより１．０に近づけるためには、繊維状吸着担体をカラムに充填する前に、シート状の該吸着担体を予め抗凝固剤を含む水溶液に含浸させ、該吸着担体全体に抗凝固剤を均一に吸着させることにより達成される。さらに、繊維状吸着担体に含む酸性官能基又は塩基性官能基の含量を、繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり０．８～１．５ｍｍｏｌの範囲で制御することで、さらにＡ／Ｂの値をより１．０に近づけることができる。

本実施形態の血液浄化カラムへの繊維状吸着担体の充填密度は、０．２ｇ／ｃｍ^３以上にすることで、吸着対象物質の吸着能をより発揮でき、０．５ｇ／ｃｍ^３以下にすることで血液容量を確保し、十分な量の抗凝固剤を含む水溶液を充填できることから、０．２～０．５ｇ／ｃｍ^３であることが好ましく、０．２～０．４ｇ／ｃｍ^３がさらに好ましい。

「充填密度」とは、血液浄化カラムの内部に繊維状吸着担体を充填する前の単位内容積（ｃｍ^３）当たりの充填した繊維状吸着担体の乾燥重量（ｇ）であり、例えば、カラム内容積１ｃｍ^３の容器に乾燥重量１ｇの繊維状吸着担体を充填した場合、充填密度は１ｇ÷１ｃｍ^３＝１ｇ／ｃｍ^３となる。

「血液容量」とは、カラム内容積からカラム容器内に充填された湿潤状態の繊維状吸着担体の体積を差し引いた値として算出できる。カラム内容積に対して繊維状吸着担体の充填量が多くなることで充填密度が増大した場合、相対的に血液容量は少なくなる。血液容量を５０ｃｍ^３以上にすることで、血液の流路を十分に確保することができ、２２０ｃｍ^３以下にすることで、血液の滞留及び繊維状吸着担体への抗凝固剤の充填にムラが生じることを抑制できることから、血液容量としては５０～２２０ｃｍ^３が好ましく、６０～２００ｃｍ^３がより好ましく、１００～１５０ｃｍ^３がさらに好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。

血液容量の測定方法を以下に示す。
繊維状吸着担体を充填した血液浄化カラムに、血液排出口をふさいだ状態で空気が入り込まないように水を充填する。次に、血液排出口を開放してカラム内に充填した水を全てメスシリンダーに取り出し、取り出した水の量を測定することで算出できる。

血液浄化カラム中に充填された、繊維状吸着担体の乾燥重量を測定する方法を以下に示す。

まず、血液浄化カラム容器内の吸着担体を充填できる空間と同じ長さ、同じ内径の繊維状吸着担体を用意する。すでに血液浄化カラム内に充填されたものを分析する場合は、該カラム中の繊維状吸着担体を全量取り出す。乾燥前の重量を測定した後、３０℃に設定した真空乾燥機で１ｍｍＨｇ以下の真空状態で繊維状吸着担体を８時間静置する。静置後、電子天秤で繊維状吸着担体の質量を測定する。なお、該吸着担体が乾燥したことを判断するには、質量を１時間ごとに測定した時の質量差が１質量％以下であることを指標にする。

繊維状吸着担体において、用いる繊維の断面形状は特に制限されるものではないが、例えば、海島断面を有する海島複合繊維が挙げられる。該海島複合繊維には、海島複合繊維単独のもの及び海島複合繊維に適当な補強材を固定化又は混合したものを含む。ここで、固定化又は混合の操作は、繊維の高次構造を加工する前に行ってもよいし、加工した後に行ってもよい。

繊維状吸着担体を構成する成分に特に制限はないが、例えば、当該繊維の形状が海島複合繊維の場合、海成分としては、例えば、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、ポリ芳香族ビニル化合物、ポリエステル、ポリスルホン、ポリスチレン及びポリビニルアルコールからなる群から選択されるポリマーが挙げられる。島成分としては、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレンとポリエチレンのアロイ又は共重合体並びにそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーが挙げられる。海成分については、吸着対象となる有機物との相互作用を向上する観点で、酸性官能基又は塩基性官能基を含むリガンドが繊維状吸着担体の表面に結合させていることから、ポリスチレン及びその誘導体、ポリスルホン及びその誘導体、並びにそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーであることが好ましく、島成分としては、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリエチレン共重合体及びそれらの混合物からなる群から選択されるポリマーであることが好ましい。

繊維状吸着担体を構成する繊維の単糸径はいずれの太さであってもよいが、吸着対象物質との接触面積の向上と材料の強度維持の観点から３～２００μｍが好ましく、５～５０μｍがより好ましく、１０～４０μｍがさらに好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。

「単糸径」とは、繊維の小片サンプル１０個をランダムに採取して、走査型電子顕微鏡を用いて１０００～３０００倍の写真をそれぞれ撮影し、各写真辺り１０カ所（計１００箇所）の繊維の直径を測定した値の平均値を意味する。

繊維状吸着担体の形状としては、例えば、編地、織物、フェルト、ネットが挙げられ、編地又は織物が好ましい。これらは、繊維を原料として、公知の方法により製造することができる。例えば、フェルトの製造方法としては、例えば、湿式法、カーディング法、エアレイ法、スパンボンド法又はメルトブロー法が挙げられ、織物の製造方法としては平織法、ジャカード織法が挙げられ、編地及びネットの製造方法としては、丸編み法又は筒編み法が挙げられる。特に、単位体積当たりの充填重量が多く、血液浄化器に充填する観点から、編地が好ましい。

ここで、編地形状の吸着担体を用いた血液浄化カラムの場合、編立の際の目付を制御することにより、当該編地の開孔率を制御することができる。開孔率を０．１％以上にすることで、血液の流路を十分確保することができ、血栓が詰まることで循環圧力が上昇することをより抑制できる。また、開孔率を３０％以下にすることで、対象物質に対する吸着性能を十分に発揮できる。そのため、編地形状の吸着担体の開孔率は、０．１～３０％が好ましく、１～３０％がより好ましく、７～１５％が特に好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。

「圧力損失」とは、編地形状の吸着担体を用いた血液浄化カラムの軸線方向に向かって、血液導入口から血液を通過させた際、血液にかけた圧力に対して、血液浄化カラムを通過した後に血液にかかっている圧力との差分を表す。具体的には、編地形状の吸着担体を用いた血液浄化カラムに血液を流した時の血液導入口圧力及び血液排出口圧力をそれぞれ測定し、血液導入口圧力の値から血液排出口圧力の値を引いた値が圧力損失である。

血液浄化においては圧力損失が発生すると血液浄化時の圧力上昇の懸念があるという理由から、繊維状吸着担体をカラムに充填し、１００ｃｍ^３／ｍｉｎで３０分間血液を通液したときの導入口圧力の値から排出口圧力の値を差し引いた圧力損失が５０ｍｍＨｇ以下であることが好ましく、３０ｍｍＨｇ以下がさらに好ましく、１５ｍｍＨｇ以下が特に好ましい。

「リガンド」とは、繊維状吸着担体の表面に結合する化合物を意味し、酸性官能基又は塩基性官能基を含んでいればその化学構造は特に制限されるものではなく、例えば、酸性官能基（アニオン性官能基）であるスルホン酸基若しくはカルボキシル基を含む化合物又は塩基性官能基（カチオン性官能基）であるアミノ基を含む化合物が挙げられる。本実施形態において、リガンドとしては、塩基性官能基を含む化合物、特にアミノ基を含む化合物が好ましい。なお、上記官能基は、同一又は異なる官能基を複数組み合わせていてもよい。なお、リガンドは、上記酸性官能基又は塩基性官能基を有していれば、さらに中性官能基を有していてもよく、該中性官能基としては、例えば、メチル基若しくはエチル基等のアルキル基又はフェニル基、アルキル基で置換されたフェニル基（例えば、パラ（ｐ）－メチルフェニル基、メタ（ｍ）－メチルフェニル基、オルト（ｏ）－メチルフェニル基、パラ（ｐ）－エチルフェニル基、メタ（ｍ）－エチルフェニル基又はオルト（ｏ）－エチルフェニル基等）若しくはハロゲン原子で置換されたフェニル基（例えば、パラ（ｐ）－フルオロフェニル基、メタ（ｍ）－フルオロフェニル基、オルト（ｏ）－フルオロフェニル基、パラ（ｐ）－クロロフェニル基、メタ（ｍ）－クロロフェニル基又はオルト（ｏ）－クロロフェニル基等）等のアリ－ル基が、酸性官能基又は塩基性官能基を含む化合物に結合した化合物（例：パラ（ｐ）－クロロフェニル基が結合したテトラエチレンペンタミン）は、リガンドに含まれる。その際、中性官能基とリガンドは、直接結合していても、スペーサーを介して結合していてもよい（当該結合に関与するスペーサーをスペーサー１とも称する。）。当該スペーサー１としては、例えば、尿素結合、アミド結合、ウレタン結合が挙げられる。

「アミノ基」とは、例えば、メチルアミン、エチルアミン、プロピルアミン、ブチルアミン、ペンチルアミン、ヘキシルアミン、ヘプチルアミン、オクチルアミン若しくはドデシルアミン等の１級アミン由来のアミノ基、メチルヘキシルアミン、ジフェニルメチルアミン、ジメチルアミン等の２級アミン由来のアミノ基、アリルアミン等の不飽和アルキル鎖を持つアミン由来のアミノ基、トリメチルアミン、トリエチルアミン、ジメチルエチルアミン、フェニルジメチルアミン、ジメチルヘキシルアミン等の３級アミン由来のアミノ基、１－（３－アミノプロピル）イミダゾール、ピリジン－２－アミン、３－スルホアニリン等の芳香環を有するアミン由来のアミノ基又はトリス（２－アミノエチル）アミン、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン、テトラエチレンペンタミン、ジプロピレントリアミン、ポリエチレンイミン、Ｎ－メチル－２，２’－ジアミノジエチルアミン、Ｎ－アセチルエチレンジアミン、１，２－ビス（２－アミノエトキシエタン）等の、アルキル鎖、芳香族化合物、複素環式化合物や単素環式化合物等でアミノ基を２個以上結合させた化合物（以下、「ポリアミン」）由来のアミノ基が挙げられるが、ポリアミン由来のアミノ基であることが好ましく、特に、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基であることが好ましく、テトラエチレンペンタミン由来のアミノ基がより好ましい。また、アミノ基は、１級アミン又は２級アミン由来のアミノ基であることがより好ましい。

本実施形態において、繊維状吸着担体と酸性官能基又は塩基性官能基を含むリガンドとは、直接結合してもよいし、上記繊維状吸着担体と上記リガンドとの間に反応性官能基由来のスペーサーを介してもよい（当該結合に関与するスペーサーをスペーサー２とも称する。）。当該スペーサー２としては、尿素結合、アミド結合、エーテル結合、エステル結合、ウレタン結合等の電気的に中性の化学結合を有しているものであればよく、アミド結合又は尿素結合を有しているものが好ましい。

上記繊維状吸着担体と上記リガンドとの結合を媒介する反応性官能基としては、例えば、ハロメチル基、ハロアセチル基、ハロアセトアミドメチル基若しくはハロゲン化アルキル基等の活性ハロゲン基、エポキサイド基、カルボキシル基、イソシアン酸基、チオイソシアン酸基又は酸無水物基が挙げられるが、適度な反応性を有する観点から、活性ハロゲン基が好ましく、ハロアセトアミドメチル基がより好ましい。反応性官能基を導入した高分子材料の具体的な例としては、クロルアセトアミドメチル基を付加したポリスチレン、クロルアセトアミドメチル基を付加したポリスルホンが挙げられる。

反応性官能基は、予め、繊維状吸着担体と適当な試薬を反応させることで繊維状吸着担体に結合させることができる。例えば、繊維状吸着担体を構成する成分がポリスチレンで、反応性官能基がクロロアセトアミドメチル基の場合は、ポリスチレンとＮ－ヒドロキシメチル－２－クロロアセトアミドを反応させることでクロロアセトアミドメチル基が結合したポリスチレンを得ることができる。クロロアセトアミドメチル基が結合したポリスチレンに対し、例えば、アミノ基を有するテトラエチレンペンタミンを反応させることで、テトラエチレンペンタミンがアセトアミドメチル基を介して結合したポリスチレンが得られる。この場合、アセトアミドメチル基はスペーサー２に相当し、テトラエチレンペンタミンは、リガンドに相当する。繊維状吸着担体の海成分及び島成分の材質、スペーサー（スペーサー１及びスペーサー２）、リガンドは、任意に組み合わせることができる。リガンドが結合した繊維状吸着担体の構成成分の例としては、エチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基を含む化合物がアセトアミドメチル基を介して結合したポリスチレンやエチレンジアミン、ジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン又はテトラエチレンペンタミン由来のアミノ基を含む化合物がアセトアミドメチル基を介して結合したポリスルホンが挙げられる。

酸性官能基又は塩基性官能基の含量に特に制限はないが、繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり０．４ｍｍｏｌ以上にすることで、血液成分等の電荷を有する有機物に対する吸着性能を十分に向上させることができ、２．０ｍｍｏｌ以下にすることで、血液成分のｐＨを変化させないようにすることができる。そのため、酸性官能基又は塩基性官能基の含量は、繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり０．４～２．０ｍｍｏｌであることが好ましく、０．８～１．５ｍｍｏｌがより好ましい。いずれの好ましい下限値もいずれの好ましい上限値と組み合わせることができる。

酸性官能基又は塩基性官能基の含量は、塩酸又は水酸化ナトリウム水溶液を用いた酸塩基滴定法により測定できる。

繊維状吸着担体において、吸着対象物質と相互作用する必要があるため、少なくとも血液等の有機物と接触する表面側にリガンドが結合していることが必要である。ここで表面とは、繊維状吸着担体の表面を意味し、表面に細孔を有する形状の場合は、細孔の凹凸に沿った最外層部分も表面に含まれる。さらに、繊維の内部に貫通孔を有する場合は、繊維状吸着担体の最外層部分だけではなく、該吸着担体の内部の貫通孔の外層も表面に含まれる。

繊維状吸着担体は、以下の方法により製造することができるが、この方法に限られるものではない。

繊維状吸着担体の繊維径は、紡糸時のポリマー吐出量の減少、巻取り速度高速化により細くすることができる。また、リガンドを導入する場合はリガンド導入時の溶媒含浸によって膨潤させることで繊維径を太くすることができるため、条件を適時調整することで繊維径を目的の範囲に制御することができる。

繊維表面に細孔を有する形状の場合、繊維を溶媒に含浸、エッチングにより製造することで制御することができる。例えば、繊維が海島複合繊維の場合、その海成分が溶解しやすい溶媒への含浸によって細孔を増大させることができる。また、同時に混合液中に架橋剤と触媒を添加することでも増大させることができるため、条件を適時調整することで細孔形状を制御することができる。

上記の溶媒としては、例えば、海成分がポリスチレンの場合、ニトロベンゼン、ニトロプロパン、クロロベンゼン、トルエン又はキシレンが挙げられ、ニトロベンゼン又はニトロプロパンが好ましい。

架橋剤としては、例えば、パラホルムアルデヒド、アセトアルデヒド又はベンズアルデヒド等のアルデヒド化合物が挙げられる。

架橋用の触媒としては、例えば、硫酸、塩酸、硝酸又はハロゲン化アルミニウム（ＩＩＩ）（例えば、塩化アルミニウム（ＩＩＩ））若しくはハロゲン化鉄（ＩＩＩ）（例えば、塩化鉄（ＩＩＩ））等のルイス酸が挙げられ、硫酸又は塩化鉄（ＩＩＩ）が混合されていることが好ましい。

混合液中の触媒の濃度は、５～８０ｗｔ％が好ましく、３０～７０ｗｔ％がより好ましい。

含浸温度は、０～９０℃が好ましく、５～４０℃がより好ましい。

含浸時間は、１分～１２０時間が好ましく、５分～２４時間がより好ましい。

繊維状吸着担体へのリガンド修飾方法の一例を以下に記載する。ルイス酸（例えば、塩化アルミニウム（ＩＩＩ））及びハロゲン化アルキル基を有するカルバミン酸クロリド（例えば、Ｎ，Ｎ－ビス（２－クロロエチル）カルバミン酸クロリド）を無極性溶媒（例えば、ジクロロメタン）に溶解した溶液に海島複合繊維を添加し、攪拌することでカルバミン酸クロリド結合海島複合繊維を作成する。その後、当該繊維を取り出し、続けてリガンドとしてアミン化合物（例えば、テトラエチレンペンタミン）を溶解したジメチルスルホキシド（以下、ＤＭＳＯ）溶液に上記のカルバミン酸クロリド結合海島複合繊維を添加、取り出した後、水で洗浄したものが、リガンドとしてアミノ基を含む化合物を表面に結合した海島複合繊維である。

本実施形態に係る血液浄化カラムの作成方法としては、血液導入口及び血液排出口を有する容器に、中心パイプに巻き付けた繊維状吸着担体を充填し、抗凝固剤を含む水溶液を充填することにより達成される。具体的な作成例として以下の方法が挙げられるが、以下の形態に限定されない。シート状にした繊維状吸着担体５を中心パイプ４に円筒形状になるように巻き付ける。巻き付けた円筒形状の繊維状吸着担体５の直径は、円筒形の容器８の、吸着担体を充填できる空間の内径以下であることを確認する。続いて、繊維状吸着担体５を巻き付けた中心パイプ４の両端にプレート６及びプレート７をそれぞれはめ込み、容器８内にこれらを充填、血液導入口となる蓋材１１及び血液排出口となる蓋材１２を取り付ける。最後に、抗凝固剤を含む水溶液１０を血液導入口２から充填することにより作成できる。

本実施形態の血液浄化カラムは、血液成分の吸着を目的にしているが、中でも炎症性疾患の場合は血液中の液性因子であるサイトカインが吸着対象物質として特に好適に用いられる。従って、本実施形態の血液浄化カラムは、炎症性疾患患者の体外循環治療に用いることができる。

繊維状吸着担体の血液浄化性能の評価方法としては、例えば、インターロイキン８（以下、ＩＬ－８）吸着率を測定する方法が挙げられる。ＩＬ－８は血液成分中に含まれるサイトカインの一種であり、炎症性疾患患者において、特に細気管支炎やウイルス感染により発症した疾患の血液成分に顕著に高値となることが知られていることから、血液浄化性能評価用の血液成分として好適である。ＩＬ－８の吸着率が高いほど、繊維状吸着担体の血液浄化性能が高いと判断できる。

以下、本実施形態に係る血液浄化カラムについて実施例及び比較例により具体的に説明するが、本発明はこれらの例によって限定されるものではない。

（繊維Ａの作製）
海成分としてポリスチレン、島成分としてポリプロピレンを用いて別々に溶融計量し、１つの吐出孔当たり７０４の島成分用分配孔が穿設された海島複合口金が組み込まれた紡糸パックに流入させて、海島複合流とし、溶融吐出した。島比率を５０ｗｔ％に制御し、海島複合繊維の表面から最外島成分までの距離を２μｍに調整し、単繊度が３．０ｄｔｅｘ（繊維径２０μｍ）である海島複合繊維（以下、繊維Ａ）を得た。

（編地Ａの作製）
繊維Ａを用いて、筒編み機（機種名：丸編み機ＭＲ－１、丸善産業株式会社）の度目調整目盛りを調整し、目付けが６０ｇ／ｍ^２、嵩密度が０．２０ｇ／ｃｍ^３の筒編み編地（以下、編地Ａ）を作製した。

（吸着担体１の作製）
Ｎ－ヒドロキシメチル－２－クロロアセトアミド（以下、ＮＭＣＡ）１１７ｇをニトロベンゼン６５０ｃｍ^３と９８重量％硫酸４２３ｃｍ^３の混合溶液に添加後、ＮＭＣＡが溶解するまで１０℃で攪拌して、ＮＭＣＡ溶液を調製した。次に、ニトロベンゼン５０ｃｍ^３、９８重量％硫酸３３ｃｍ^３の混合溶液にパラホルムアルデヒド（以下、ＰＦＡ）５．０ｇを添加し、ＰＦＡが溶解するまで２０℃で攪拌し、ＰＦＡ溶液を調製した。該ＰＦＡ溶液８５ｃｍ^３を５℃に冷却後、上記ＮＭＣＡ溶液１１００ｃｍ^３に混合した。該混合液を５分間攪拌したのちに、編地Ａ２５ｇを添加して２時間含浸した。含浸後の編地Ａを０℃のニトロベンゼン１１００ｃｍ^３中に浸して反応を停止させた後、該編地Ａに付着しているニトロベンゼンをメタノールで洗浄した。

テトラエチレンペンタミン（以下、ＴＥＰＡ）４．１ｃｍ^３とトリエチルアミン７１ｃｍ^３をＤＭＳＯ１０００ｃｍ^３に溶解させた混合液に、上記のメタノールで洗浄した後の編地Ａをそのまま添加し、４０℃で３時間含浸させた。ガラスフィルターを用いて該編地Ａをろ別し、１０００ｃｍ^３のＤＭＳＯで洗浄した。

活性モレキュラーシーブス３Ａで脱水乾燥したＤＭＳＯ１２００ｃｍ^３に、窒素雰囲気下でパラクロロフェニルイソシアネート１．８８ｇを添加して３０℃に加温し、上記洗浄後の編地Ａを全量、１時間含浸した。ガラスフィルターを用いて該編地Ａをろ別し、繊維状吸着担体１（目付：１００ｇ／ｍ^２、厚み：０．３０ｍｍ、開孔率：７．７％、以下、吸着担体１）を得た。

吸着担体１に含まれる塩基性官能基の含量測定：
吸着担体１に含まれる塩基性官能基の含量は、該吸着担体１中の塩基性官能基を、酸塩基逆滴定することより決定した。２００ｃｍ^３ナスフラスコに吸着担体１を１．５ｇ、乾燥機にて常圧下、８０℃で４８時間静置することで乾燥処理をした吸着担体１を得た。次に、ポリプロピレン製容器に、上記吸着担体１を１．０ｇ、６Ｍ水酸化ナトリウム水溶液５０ｃｍ^３を添加して３０分攪拌し、濾紙を用いて吸着担体１をろ別した。次にイオン交換水５０ｃｍ^３に上記吸着担体１を添加して３０分間攪拌し、濾紙を用いてろ別した。上記吸着担体１をイオン交換水に添加、洗浄及びろ別操作を、添加したイオン交換水のろ別後の洗浄液のｐＨが７になるまで繰り返すことで脱塩後の吸着担体１を得た。該脱塩後の吸着担体１を３０℃に設定した真空乾燥機で真空条件下、８時間静置した。続いて、ポリプロピレン製容器に、上記吸着担体１を１．０ｇと０．１Ｍ塩酸を３０ｃｍ^３添加し、１０分間攪拌した。攪拌後、溶液のみを５ｃｍ^３抜き取って、ポリプロピレン製容器に移した。次に、抜き取った溶液に対して、０．１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液を０．１ｃｍ^３滴下した。滴下後１０分間攪拌し、溶液のｐＨを測定した。０．１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液の滴下後１０分間の攪拌、ｐＨの測定操作を同様に１００回繰り返した。溶液のｐＨが８．５を越えた際の０．１Ｍの水酸化ナトリウム水溶液滴下量を１ｇ当たりの滴定量とした。１ｇ当たりの滴定量と以下の式２を用いて、吸着担体１の１ｇ当たりの塩基性官能基の含量を算出した。その結果、吸着担体１の塩基性官能基の含量は１．０ｍｍｏｌ／ｇであった。

吸着担体１の乾燥重量１ｇ当たりの塩基性官能基の含量（ｍｍｏｌ／ｇ）＝｛添加した０．１Ｍ塩酸の液量（３０ｃｍ^３）／抜き取った塩酸の液量（５ｃｍ^３）｝×１ｇ当たりの滴定量（ｃｍ^３／ｇ）×水酸化ナトリウム水溶液濃度（０．１ｍｏｌ／Ｌ）・・・式２

（吸着担体２の作製）
テトラエチレンペンタミンの添加量を１．０ｃｍ^３に変更した以外は吸着担体１の作製方法と同様の操作、同様の測定を行うことで、塩基性官能基の含量が０．２ｍｍｏｌ／ｇの繊維状吸着担体２（目付：９５ｇ／ｍ^２、厚み：０．３２ｍｍ、開孔率：６．９％、以下、吸着担体２）を得た。

（吸着担体３の作製）
ヘパリンナトリウムを生理食塩水に溶解させ、４ＩＵ／ｃｍ^３のヘパリンナトリウム生理食塩水溶液を２Ｌ調製した。次に、編地サイズが１５ｃｍ×２８０ｃｍの吸着担体１を２Ｌの生理食塩水で洗浄した後、調製した４ＩＵ／ｃｍ^３のヘパリンナトリウム生理食塩水溶液２０００ｃｍ^３に吸着担体１を浸漬させ、３７℃常圧条件で３０分静置した。静置後、上澄みを取り除くことでヘパリンを固定化した繊維状吸着担体３（目付：１００ｇ／ｍ^２、厚み：０．３０ｍｍ、開孔率：７．７％、以下、吸着担体３）を得た。

（吸着担体４の作製）
浸漬させるヘパリンナトリウム生理食塩水溶液の濃度を２ＩＵ／ｃｍ^３に変更した以外は、吸着担体３の作製方法と同様の操作を行うことで、繊維状吸着担体４（目付：１００ｇ／ｍ^２、厚み：０．３０ｍｍ、開孔率：７．７％、以下、吸着担体４）を得た。

（吸着担体５の作製）
吸着担体１を吸着担体２に変更した以外は吸着担体３の作製方法と同様の操作を行うことで、繊維状吸着担体５（目付：９５ｇ／ｍ^２、厚み：０．３２ｍｍ、開孔率：６．９％、以下、吸着担体５）を得た。

（実施例１）
直径１２．４ｃｍ、直径１．２ｃｍの長手方向の側面に複数の孔を備えた中心パイプに、編地サイズが幅１２．４ｃｍ、長さ２８０ｃｍ、厚み０．３０ｍｍの吸着担体３を巻き付け、ラジアルフローカラム容器に充填した。続いて、４ＩＵ／ｃｍ^３のヘパリンナトリウム生理食塩水溶液をカラム容器の血液導入口から空気が完全に抜けるよう充填させることで、血液浄化カラム１（血液容量：１３５ｃｍ^３、以下、カラム１）を作製した。なお、以下の３つの試験を実施するために、同一のカラムを３本作成し、それぞれ、実施例１－１、１－２、１－３とした。実施例２～４及び比較例１～３も同様にカラムを３本準備した。カラムのその他の構成は図１を参照とする。

１．カラム１のヘパリン吸着量の測定：
得られたカラム１内に充填された吸着担体３に吸着したヘパリン量を測定するために、カラム１をパイプカッターで解体、中心パイプに巻き付けられた吸着担体を取り出した。次いで、中心パイプに巻き付けられた吸着担体を解いていき、図３に示す交点Ａ、Ｂ、Ｃにおける吸着担体３をそれぞれΦ８ｍｍの円形に切り出してプラスチック製チューブに入れ、２ｃｍ^３の生理食塩水を用いて室温ですすぎ洗いした後、テストチームヘパリンＳ（積水メディカル社）の操作手順に従って反応させ、４０５ｎｍの吸光度をマイクロプレートリーダー（コロナ電気株式会社、ＭＴＰ－３００）でＮ＝３で測定して、キットの操作手順に従い、交点Ａ及び交点Ｂでの値並びに交点Ａ、交点Ｂ及び交点Ｃの３点の平均値をそれぞれ算出し、ヘパリン吸着量を求めた。結果を表１に示す（実施例１－１）。

２．カラム１の血液通液試験：
得られたカラム１を用いて、牛新鮮血を用いた血液通液試験による圧力測定を行った。カラム１の血液導入口及び血液排出口にそれぞれ回路を接続し、血液導入口直前と血液排出口直後の回路に圧力計（ＡＰ３２Ａ、キーエンス社製）を取り付け、３７℃（外温）で保温した牛新鮮血を１００ｃｍ^３／ｍｉｎで通液し、血液導入口及び血液排出口の圧力を各々測定した。通液開始後３０分の時点の血液導入口圧力から通液開始後３０分の時点の血液排出口圧力を引いた値（差圧）を算出した。圧力確認後、通液を停止し、生理食塩水を１００ｃｍ^３／ｍｉｎで５分間通液してカラム内を洗浄した後、カラムを解体して、血餅又は血栓の発生の有無を判定した。カラム内や吸着担体に血餅又は血栓の付着が認められたら「あり」、認められなければ「なし」と判定した。圧力測定結果及び血餅又は血栓判定結果を表２に示す（実施例１－２）。

３．カラム１のＩＬ－８吸着率測定：
得られたカラム１を用いて、ＩＬ－８の吸着率を測定した。牛胎児血清にヒトＩＬ－８を１０ｎｇ／ｃｍ^３の濃度となるよう調製し、カラム１に３７℃（外温）で保温したＩＬ－８含有溶液２Ｌを、５０ｃｍ^３／ｍｉｎで循環させた。ＩＬ－８吸着率は、ＩＬ－８含有溶液の濃度をＣ０とし、１時間循環後のＩＬ－８含有溶液の濃度をＣ１としたとき、以下の式３によって算出した。結果を表３に示す（実施例１－３）。

ＩＬ－８吸着率（％）＝（Ｃ０－Ｃ１）／Ｃ０×１００・・・式３

（実施例２）
吸着担体４を用いて、実施例１と同様の操作を行うことで、血液浄化カラム２（血液容量：１３５ｃｍ^３、以下、カラム２）を作製した。得られたカラム２は実施例１と同様の測定を行うことで、ヘパリン吸着量（実施例２－１）、血液通液時の圧力、血餅又は血栓の付着判定（実施例２－２）、ＩＬ－８吸着率（実施例２－３）を測定した。結果を表１、表２及び表３に示す。

（実施例３）
編地サイズが幅１２．４ｃｍ、長さ１７５ｃｍ、厚み０．３０ｍｍの吸着担体４を用いて、充填するヘパリンナトリウム生理食塩水溶液の濃度を３６ＩＵ／ｃｍ^３に変更した以外は、実施例１と同様の操作を行うことで、血液浄化カラム３（血液容量：２００ｃｍ^３、以下、カラム３）を作製した。得られたカラム３は実施例１と同様の測定を行うことで、ヘパリン吸着量（実施例３－１）、血液通液時の圧力、血餅又は血栓の付着判定（実施例３－２）、ＩＬ－８吸着率（実施例３－３）を測定した。結果を表１、表２及び表３に示す。

（実施例４）
編地サイズが幅１２．４ｃｍ、長さ３７０ｃｍ、厚み０．３０ｍｍの吸着担体４を用いて、充填するヘパリンナトリウム生理食塩水溶液の濃度を２ＩＵ／ｃｍ^３に変更した以外は、実施例１と同様の操作を行うことで、血液浄化カラム４（血液容量：１００ｃｍ^３、以下、カラム４）を作製した。得られたカラム４は実施例１と同様の測定を行うことで、ヘパリン吸着量（実施例４－１）、血液通液時の圧力、血餅又は血栓の付着判定（実施例４－２）、ＩＬ－８吸着率（実施例４－３）を測定した。結果を表１、表２及び表３に示す。

（比較例１）
直径１２．４ｃｍ、直径１．２ｃｍの長手方向の側面に複数の孔を備えた中心パイプに、編地サイズが幅１２．４ｃｍ、長さ２８０ｃｍ、厚み０．３０ｍｍの吸着担体１を巻き付け、ラジアルフローカラム容器に充填した。続いて、生理食塩水をカラム容器の血液導入口から空気が完全に抜けるよう充填させることで、血液浄化カラム５（血液容量：１３５ｃｍ^３、以下、カラム５）を作製した。

４．カラム５のヘパリン吸着量の測定：
得られたカラム５を用いて、血液導入口から４ＩＵ／ｃｍ^３のヘパリンナトリウム生理食塩水溶液を１００ｃｍ^３／ｍｉｎで１０分間通液させるプライミングを実施した後、カラム５のヘパリン吸着量を、実施例１と同様の操作により測定した結果を表１に示す（比較例１－１）。

５．カラム５の血液通液試験：
得られたカラム５を用いて、牛新鮮血を用いた血液通液試験による圧力測定を行った。カラム５の血液導入口及び血液排出口にそれぞれ回路を接続し、血液導入口から４ＩＵ／ｃｍ^３のヘパリンナトリウム生理食塩水溶液を１００ｃｍ^３／ｍｉｎで１０分間通液させるプライミングを実施した。続いて、血液導入口直前と血液排出口直後の回路に圧力計（ＡＰ３２Ａ、キーエンス社製）を取り付け、３７℃（外温）で保温した牛新鮮血を１００ｃｍ^３／ｍｉｎで通液し、血液導入口及び血液排出口の圧力を各々測定した。通液開始後３０分の時点の血液導入口圧力から通液開始後３０分の時点の血液排出口圧力を引いた値を算出した。圧力確認後、通液を停止し、生理食塩水を１００ｃｍ^３／ｍｉｎで５分間通液してカラム内を洗浄した後、カラムを解体して、血餅又は血栓の発生の有無を判定した。カラム内や吸着担体に血餅又は血栓の付着が認められたら「あり」、認められなければ「なし」と判定した。圧力測定結果及び血餅又は血栓判定結果を表２に示す（比較例１－２）。

６．カラム５のＩＬ－８吸着率測定：
カラム５のＩＬ－８吸着率を、実施例１と同様の操作により測定した結果を表２に示す（比較例１－３）。

（比較例２）
吸着担体４を用いて、充填するヘパリンナトリウム生理食塩水溶液を生理食塩水に変更した以外は、実施例１と同様の操作を行うことで、血液浄化カラム６（血液容量：１３５ｃｍ^３、以下、カラム６）を作製した。得られたカラム６は実施例１と同様の測定を行うことで、ヘパリン吸着量（比較例２－１）、血液通液時の圧力、血餅又は血栓の付着判定（比較例２－２）、ＩＬ－８吸着率（比較例２－３）を測定した。結果を表１、表２及び表３に示す。

（比較例３）
吸着担体５を用いて、実施例１と同様の操作を行うことで、血液浄化カラム７（血液容量：１３５ｃｍ^３、以下、カラム７）を作製した。得られたカラム７は実施例１と同様の測定を行うことで、ヘパリン吸着量（比較例３－１）、血液通液時の圧力、血餅又は血栓の付着判定（比較例３－２）、ＩＬ－８吸着率（比較例３－３）を測定した。結果を表１、表２及び表３に示す。

表１中、吸着量Ａは図３に示される交点Ａにおけるヘパリン吸着量を意味し、吸着量Ｂは図３に示される交点Ｂにおけるヘパリン吸着量を意味し、ヘパリン吸着処理「有り」はカラム充填前にヘパリン吸着処理を施した吸着担体を用いたことを意味し、ヘパリン吸着処理「無し」はカラム充填前にヘパリン吸着処理を施していない吸着担体を用いたことを意味し、プライミング「有り」は血液通液試験前に抗凝固剤を含む水溶液を通液するプライミング操作を施したカラムを用いたことを意味し、プライミング「無し」は血液通液試験前に抗凝固剤を含む水溶液を通液するプライミング操作を施していないカラムを用いたことを意味する。

表１の結果より、ヘパリン吸着処理を施していない繊維状吸着担体を用いてプライミングのみを行った場合、繊維状吸着担体へのヘパリン吸着量にムラが生じる一方、本実施形態に係る血液浄化カラムでは、予めヘパリン吸着処理を施した繊維状吸着担体を充填することで、ヘパリンの吸着量のムラを低減できることを明らかにした。

表２の結果より、ヘパリン吸着処理とヘパリンを含む水溶液を充填したカラムを用いることで、プライミングフリーでも、通液時の圧力上昇を抑制でき、血餅又は血栓の付着を抑制できることが明らかとなった。また、カラム内の不純物を洗浄する目的でプライミングを行う際にも、ヘパリンを含む水溶液を用いることにより、吸着担体に吸着したヘパリンのムラが低い状態で血液の循環が可能である。

表３の結果より、繊維状吸着担体にヘパリンが吸着され、かつ、ヘパリンを含む水溶液が血液浄化カラム内に充填されていても、吸着対象物質であるサイトカインを十分に吸着できたことから、本カラムは、血液浄化カラムとして十分な性能を発揮できると考えられる。

本実施形態の血液浄化カラムは、医療分野における生体成分処理、特に血液成分処理用途に利用できる。

１．血液浄化カラム
２．血液導入口／血液排出口
３．血液排出口／血液導入口
４．中心パイプ
５．繊維状吸着担体
６．プレート
７．プレート
８．容器
９．孔
１０．抗凝固剤を含む水溶液
１１．蓋材
１２．蓋材
Ａ．中点ｍと中点ｎを結ぶ線分と、中点ｋから軸線方向に延長した線とが交わる点
Ｂ．中点ｍと中点ｎを結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を中点ｍから展開方向に移動した点
Ｃ．中点ｎと中点ｍを結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を中点ｎから展開方向に移動した点
Ｋ．繊維状吸着担体５の展開方向の長さを表す線分
Ｍ．中心パイプ４に接触していた軸線方向における端面を示す線分
Ｎ．中心パイプ４に非接触であり、容器８内部の内壁に接触又は近接している軸線方向における端面を示す線分
ｋ．線分Ｋの中点
ｍ．線分Ｍの中点
ｎ．線分Ｎの中点

Claims

血液導入口及び血液排出口を有する容器と、
該容器の内部に、中心パイプと、酸性官能基又は塩基性官能基を含むリガンドが表面に結合した繊維状吸着担体と、を備え、
前記容器は、抗凝固剤を含む水溶液を含み、
前記中心パイプは、側面に複数の孔を有し、
前記繊維状吸着担体は、前記中心パイプの周りに配置され、
前記繊維状吸着担体に吸着している抗凝固剤平均吸着量は、該繊維状吸着担体の乾燥重量１ｇ当たり６０～２２０ＩＵであり、
前記中心パイプに接触する軸線方向における繊維状吸着担体の端面を線分Ｍとし、中心パイプに非接触で、該容器内部の内壁に接触又は近接している軸線方向における繊維状吸着担体の端面を線分Ｎとし、繊維状吸着担体の展開長さを線分Ｋとした場合において、前記線分Ｍと前記線分Ｎのそれぞれの中点を結ぶ線分と、前記線分Ｋの中点から軸線方向に延長した線とが交わる点をＡとし、前記線分Ｍと前記線分Ｎのそれぞれの中点を結ぶ線分の１／１０倍に相当する距離を前記線分Ｍの中点から展開方向に移動した点をＢとしたとき、前記点Ａにおける抗凝固剤吸着量を前記点Ｂにおける抗凝固剤吸着量で除した値（Ａ／Ｂ）が０．５～１．０である、血液浄化カラム。
前記容器の血液容量は、５０～２２０ｃｍ^３であり、前記繊維状吸着担体の充填密度は、０．２～０．５ｇ／ｃｍ^３である、請求項１記載の血液浄化カラム。
前記抗凝固剤を含む水溶液中の前記抗凝固剤の濃度は、２～４０ＩＵ／ｃｍ^３である、請求項１又は２記載の血液浄化カラム。
前記繊維状吸着担体は、編地又は織物である、請求項１～３のいずれか一項記載の血液浄化カラム。
前記抗凝固剤は、ヘパリン、メシル酸ナファモスタット又は低分子ヘパリンである、請求項１～４のいずれか一項記載の血液浄化カラム。
前記繊維状吸着担体を構成する繊維は、海島複合繊維であり、
海成分が、ポリスチレン及びその誘導体、ポリスルホン及びその誘導体、並びにそれらの混合物からなる群から選択され、
島成分が、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリプロピレン／ポリエチレン共重合体並びにそれらの混合物からなる群から選択される、請求項１～５のいずれか一項記載の血液浄化カラム。