JPH0751521A

JPH0751521A - 血液検査用フィルター

Info

Publication number: JPH0751521A
Application number: JP20417893A
Authority: JP
Inventors: Nobuhiro Kamisaka; 坂伸宏上
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1993-08-18
Filing date: 1993-08-18
Publication date: 1995-02-28
Anticipated expiration: 2019-01-19
Also published as: JP3487615B2

Abstract

(57)【要約】【目的】基礎的研究はもとより臨床医学にも寄与し得
る定量的な血球変形能の測定に共し得るフィルターであ
り、かつ、反復使用が可能な血液検査用フィルターを提
供すること。【構成】全体が電着によって形成された厚さ５〜３０
μｍの金属薄板に、最狭部の孔径が３〜２０μｍ、最狭
部に対して血球の入口側の開口部の直径が１倍よりも大
きく１０倍までの範囲となるような断面漏斗状または糸
巻状の微小孔がほぼ均一に分布して形成されてなること
を特徴とする、血液検査用フィルター。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、血液中の赤血球や白血
球などの血球の性状、特に血球変形能を検査するための
フィルターに関する。

【０００２】

【従来の技術および発明が解決しようとする課題】赤血
球は、血液構成成分の約４０〜５０％を占め、その内部
に含まれるヘモグロビンの作用によって全身に酸素を供
給する、生命の維持に必要不可欠な細胞である。例え
ば、脳細胞の酸素要求性は極めて高く、脳循環障害等に
より赤血球からの酸素供給が絶たれると、わずか数分に
して細胞破壊、いわゆる「脳死」に至る。古くは、循環
動態を規定する因子として、血管収縮・拡張性、血小板
凝集能、血液凝固因子などが問題とされていたが、最近
では、これらに加えて、赤血球の「変形能」が注目され
ている。即ち、正常成熟赤血球は、直径７〜８μｍ、厚
さ２〜３μｍで、両面が窪んだ円盤状を呈しているが、
外力を受けると多様に変形する能力（変形能）を有して
おり、自己の直径よりも小さい毛細血管中をも容易に通
過することができ、これにより全身に酸素を供給する。
従って、赤血球が正常な変形能を有しないとき、あるい
は変形能が低下しているときには、人体に致命的な障害
が生ずる。先天性溶血性貧血（鎌状赤血球病など）はも
とより、糖尿病など数多くの疾患において、赤血球の変
形能の低下が問題となっている。とりわけ、近年の食生
活の欧米化に伴う心筋梗塞や脳梗塞など虚血性梗塞疾患
の顕著な増大とも関連して、赤血球変形能の微小循環動
態における役割は重要視されている。

【０００３】以上のような状況を反映して、近年、赤血
球の変形能に関する数多くの研究がなされているが、赤
血球の変形能には物理量としての明確な定義はない。従
って、その評価は測定法に依存しているのが現状であ
る。変形能の測定法として、もっとも広く頻用され、ま
た、微小循環系のモデルとしても妥当な方法として、
「ニュークリポアフィルター（米国ニュークリポア社の
商品）」を用いたフィルトレーション法がある。このフ
ィルターは、ポリカーボネート薄膜に原子炉中で荷電粒
子を照射し、形成された飛跡にアルカリエッチを加えて
飛跡を拡張して作成されたもので、その孔は、分布が不
均一で、融合、分岐も多く、その辺縁は粗である。ま
た、その材質（ポリカーボネート）の故に、実際上、再
使用は不可能である。従って、ニュークリポア・フィル
トレーション法にはその再現性定量性に問題があり、と
りわけ、複雑多用な系である臨床医学上の診断あるいは
判定法としては、必ずしも十分有効なものとはいえな
い。

【０００４】通常の、遠心器による赤血球洗浄では、赤
血球試料への白血球の混入を防止することはできない。
また、上述したニュークリポアフィルターを用いたフィ
ルトレーション法においては、血球が、ニュークリポア
フィルターの粗な辺縁や孔の分岐による機械的な刺激に
よって、容易に活性化し、目詰りが起こり易くなる。従
って、このフィルターを用いた赤血球浮遊液のフィルト
レーションでは、赤血球の変形能をみているのか、白血
球の目詰りの影響をみているのか、識別できない状態が
生じ得る。しかも、これは、原理的に、予測すること
も、両者の作用を分離して解析することも不可能であ
る。この対策として、白血球除去フィルターを用いる方
法が併用されているが、白血球除去フィルターには、変
形能が低下した赤血球も補足される。従って、正常の分
布（変形能の低下した赤血球も含まれる）を有する全赤
血球の変形能を評価し得えず、とりわけ、臨床医学上は
問題である。また、孔の融合は、赤血球の直径よりも大
きな孔を生じさせ、本来目的とした変形能を有効に検出
し得ず、検出感度の低下をもたらす。更に、上記従来の
フィルターが再使用不可能であることは、その幾何学的
不均一性のゆえに、その定量性、再現性の欠陥を増幅す
ることは自明である。

【０００５】一方、白血球は、血液の血球成分としては
赤血球の約１／７００と少ないが、白血球には機能の異
なる数種類の細胞があり、多彩な生理機能を有してい
る。機能上、殺菌作用などを任う食細胞群（顆粒球、単
球）と細胞性免疫作用を任う免疫細胞群（リンパ球）に
大別される。数こそ少ないが、重要な生理機能を任って
いることは、例えば、エイズウイルスによって免疫細胞
群が侵襲されると死に至ることなど、良く知られてい
る。更に、最近は、動脈硬化症および血栓症の発現機序
として、白血球（主として食細胞群）の微小循環系にお
ける役割が注目されており、また、心筋梗塞など虚血性
梗塞疾患の梗塞後再疎通時における、白血球による活性
酸素種（スーパーオキサイドアニオンなど）の過大産生
や蛋白質分解酵素の放出に起因する組織障害が問題とな
っている。したがって、これらの発症頻度も高く、重篤
な疾患における白血球のレオロジー特性、わけても、そ
の変形能に関する研究の発展が切望されている。頻用さ
れている白血球の変形能測定法は、赤血球のそれと本質
的に全く同じである。例えば、フィルトレーション法で
は、赤血球の変形時の測定には、主として孔径３〜５μ
ｍのフィルターを用いるのに対して、白血球のそれに
は、主として５〜８μｍのそれが用いられている。白血
球（食細胞群）は、機械的刺激、低酸素状態（例えば虚
血）、炎症などによって、速やかに活性化される。した
がって、病態生理学的には、その活性化と変形能の関係
を知ることが極めて重要である。しかるに、従来の微小
孔フィルターは、孔の不整形さ（辺縁は粗で、分岐もあ
る）によって、白血球に機械的刺激を及ぼす。即ち、フ
ィルトレーションそれ自体が、白血球の活性化に直接的
影響を及ぼす。その他、再使用不能による再現性の問題
など、赤血球変形能に関連して述べた問題点は、全て白
血球にもあてはまる。

【０００６】ところで、白血球は、血流によって流動す
るのみでなく、各種生理活性物質の刺激を認識・応答
し、自身が遊走する能力（走化性）を持っている。白血
球の走化性は、炎症や免疫機構の初期応答に関する生理
機能発現過程を端的に示している。今日、エイズの流行
や臓器移植の問題も関連して、免疫細胞群の応答・反応
性即ち走化性に強い関心がよせられている。簡易な白血
球走化性試験法としてよく用いられている方法は、ニュ
ークリポアフィルター（または、ミリポアフィルター、
その孔はニュークリポアフィルターより更に不整であ
る）で仕切られた上下２室のチェンバーの、下室に試料
（生理活性物質）を、上室に白血球浮遊液を入れ、フィ
ルターを介した試料の拡散に応答して、白血球が遊走す
る度合いを調べる方法である。実験の目的に応じて、普
通、孔径３〜８μｍのニュークリポアが用いられる。し
かしながら、その孔の分布の不均一性、孔径の不整形
さ、再使用不可能なことなどによって、試料の拡散状態
を一定とし得ないことなど、定量性において必ずしも満
足のいくものではない。

【０００７】以上、微小循環障害における赤血球および
白血球が果たす役割の重要性を述べてきたが、血液中に
は、更に、血小板、フィブリノーゲンなどの凝固因子が
あり、それらが微小孔循環動態を左右することは論を待
たない。即ち、生体内での循環障害は、それら全ての因
子の総和として具現化される。したがって、個々の因子
の作用を知ると共に、それらの相互作用を知ることが重
要である。例えば、代表的な血小板凝集惹起物質である
ＡＤＰの最大のループは赤血球であり、血管の狭窄や分
岐部での赤血球の損傷破壊は、血小板へ直接的影響を及
ぼす。したがって、生体内での微小循環動態を把握する
ためには、全血（血液そのもののことで、赤血球や血小
板など血液構成成分に対比して用いられる用語）の微小
孔通過能を知ることも重要である。この場合にも、上述
の従来技術の欠点はあてはまり、さらに増幅される。

【０００８】同様なことは、白血球の変形能、白血球の
走化性（この場合には、幾何学的不均一性は、試料拡散
の不均一性ももたらす）、全血の微小孔通過能の測定に
もあてはまり、その欠点は更に増幅される。

【０００９】本発明は上述した従来技術の問題点に鑑み
てなされたものであって、基礎的研究はもとより臨床医
学にも寄与し得る定量的な血球変形能の測定に共し得る
フィルターであり、かつ、反復使用が可能な血液検査用
フィルターを提供することを目的とするものである。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明による血液検査用
フィルターは、全体が電着によって形成された厚さ５〜
３０μｍの金属薄板に、最狭部の孔径が３〜２０μｍ、
最狭部に対して血球の入口側の開口部の直径が１倍より
も大きく１０倍までの範囲となるような断面漏斗状また
は糸巻状の微小孔がほぼ均一に分布して形成されてなる
ことを特徴とするものである。

【００１１】以下、添付図面を参照しながら本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明による血液検査用フィル
ターの断面図である。本発明によるフィルターは、電着
可能な金属、たとえばニッケル、銀、金、銅などの金属
材料の電着によって形成された薄板１０に微小孔１１が
ほぼ均一に分布形成されてなる。この例における孔１１
は、断面形状が糸巻状の形状を有しており、フィルター
として機能させるに際しての裏表の区別はない。また、
本発明において「電着」は広義に解されるべきであり、
電気メッキや電鋳を包含するが、特に湿式の電気メッキ
が好ましく用いられ得る。このように電着金属によって
フィルターを構成することにより、金属板に対してエッ
チングで開孔を形成する場合に生ずる表面を裏面のパタ
ーンの位置合わせの問題や、片面からエッチングする場
合に孔の最狭部の寸法精度を維持することが困難なると
いった問題を解消することができる等の種々の利点が生
じる。

【００１２】電着金属からなる薄板１０の厚さは５〜３
０μｍである。厚さが５μｍ未満では、血球の体長より
薄くなり、血球がすり抜け易くなるため正確な測定が困
難となる。また、血球は長い血管の中を通るので、厚さ
は３０μｍを超えても可能であると考えられるが、電着
加工上３０μｍを超える厚さとするのは困難であるし、
厚くなると逆に静電気の発生によって血球の通過が疎外
されることも予想されるので上記範囲とすることが望ま
しい。

【００１３】また、本発明においては、各孔１１の最狭
部に対して血球の入口側の開口部の直径が１倍より大き
く１０倍までの範囲となるような微小孔がほぼ均一に分
布して形成されている。血球（血液）の入口側の開口部
の直径が最狭部の直径の１倍以下の場合、および１０倍
を超える場合、良好な血球捕捉効果が得られず、また正
常な変形能を有する血球の通過特性が低下するので好ま
しくない。

【００１４】また、上記のような微小孔は薄板１０にほ
ぼ均一に分布形成されていることが検査の定量性を向上
させる上において肝要である。なお、ひとつのフィルタ
ーにおける微小孔の平面方向における断面積の総和とし
ては、最狭部の面積として計算して０．１ｍｍ^２〜４ｍ
ｍ^２の範囲であることが特に好ましい。また、微小孔の
形成密度としては、１００〜４００００個／ｍｍ^２が好
ましい。

【００１５】図２は、微小孔１１の断面形状が漏斗形状
の場合の例である。

【００１６】図３は、金属薄板１０の表裏両面および微
小孔の内壁面にさらに、電着によって形成された金属被
覆層１２が形成された例である。この金属被覆層の金属
としては、上記薄板の電着に用いた金属と同様の成分が
用いられ得る。このような金属被覆層の形成は、微小孔
の断面形状を糸巻状にするのに有利であり、また、微小
孔の内壁あるいは周縁部の状態を滑らかにして、正常血
球の通過特性を向上させる上において有利である。

【００１７】このように本発明においては、電着金属に
よってフィルターが構成され、断面糸巻状ないし漏斗状
の微小孔が均一に分布形成されているので、変形能の低
下した異常血球のみを効率的かつ定量的に捕捉し得る点
ですぐれており、さらに反復使用に耐え得る耐久性にお
いてもすぐれている。

【００１８】以下、本発明の血液検査用フィルターの製
造方法について説明する。ここでは、図３に示す態様の
フィルターの製造方法について説明する。

【００１９】図４（ａ）に示すように、まず、厚さ０．
１〜０．３ｍｍ、一辺１２１ｍｍのステンレス板２１上
にレジスト層２２を形成する。このレジスト層２２は、
ステンレス板２１上にスピンコート法、ロールコート
法、ディップ引上げ法等の方法によりレジストを均一に
塗布し、加熱処理を施すことによって形成し得る。加熱
処理は、使用するレジストの種類にもよるが、通常４０
〜５０℃で約３０分間程度行う。レジストの種類として
は、ゴム系ネガレジスト，ＰＶＡネガレジスト，カゼイ
ンネガレジストを用いることが好ましい。また、基板は
ステンレス以外にも銅，ニッケル等も用いることができ
る。

【００２０】次に、同図（ｂ）に示すように、レジスト
層２２に露光装置を用いて、電離放射線２３により所望
のパターンを描画して、露光部分２４を形成する。続い
て所定の現像液で現像し、所定のリンス液でリンスし
て、同図（ｃ）に示すように厚さ１μｍ〜６μｍ，孔径
１５μｍのレジストパターンを形成する。

【００２１】次に、同図（ｄ）に示すように、電気めっ
き法により片面にニッケル２５を厚さ５〜１０μｍにな
るようにメッキする。この時ステンレス２１上はメッキ
されるが、レジストパターン２４の部分はメッキされな
いので、孔径８〜１０μｍの開口部が形成される。

【００２２】次に、加熱乾燥処理を行った後、めっきし
たニッケル２５を剥離する（同図（ｅ））。

【００２３】続いて、この両面に電気めっき法によりニ
ッケル２６を厚さ５〜１０μｍになるようにメッキする
ことにより、同図（ｆ）に示すような孔径３〜５μｍの
フィルター６が完成する。孔の形状は、メッキの量によ
って適宜制御することができる。

【００２４】このように本発明による血液検査用フィル
ターは、フィルター厚が薄く一定で、フィルタ−の孔の
分布，形状とも極めて整で、且つ孔径が一定であり、孔
の融合や分岐などがなく、また使用中にそのような不都
合が生じることもない。また、ニッケルなどの金属によ
る電着によってフィルターが形成されるので、孔の入口
部を漏斗状に形成することができ、辺縁も極めて滑らか
なものとなる。更に、本発明による耐久性にすぐれてい
るので、数秒間の超音波洗浄を使用後に行うことによっ
て最低１００回の再使用が可能である。

【００２５】

【実施例】製造例厚さ０．１ｍｍ、一辺１２１ｍｍのステンレス板（ＳＵ
Ｓ３０４材）上に、富士薬品社製のカゼイン系ネガレジ
ストＦＲ No.１５をディップ引上げ法により塗布し、４
５℃で３０分間加熱処理して、均一なレジスト膜を得
た。

【００２６】次に、このレジスト膜に常法に従って、パ
ターン描画を行った。この際、３ｋＷの水銀灯で、波長
３６５ｎｍの紫外線を２〜３分間露光した。

【００２７】続いて、露光されたレジスト膜を４０〜５
０℃の温湯で現像した後、水でリンスして、スピン乾燥
させ、厚さ３μｍ、孔径１５μｍのレジストパターンを
形成した。

【００２８】次に、これを２００〜２５０℃で数分間ベ
ークし、スルファミン酸ニッケル浴に浸漬し、電気めっ
き法により片面にニッケルを厚さ１０μｍになるように
メッキした。このスルファミン酸ニッケル浴の組成とめ
っき条件を次に示す。スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌほう酸３０ｇ／ｌｐＨ４．０浴温５０℃ 電流密度２Ａ／ｄｍ² 時間１０分続いて、８０℃で５分間加熱乾燥処理を施した後、めっ
きしたニッケルを剥離すると、厚さ１０μｍ、孔径８μ
ｍとなった。

【００２９】続いて、加熱乾燥処理を行った後、これに
両面からニッケルをめっきし、厚さ１４μｍ、孔径５μ
ｍの本発明によるフィルターを完成させた。この時のス
ルファミン酸ニッケル浴の組成とめっき条件は次のとお
りである。スルファミン酸ニッケル４００ｇ／ｌほう酸３０ｇ／ｌｐＨ４．０浴温５０℃ 電流密度４Ａ／ｄｍ² 時間２〜３分次に、上述した実施例において製作したフィルターの平
面形態について説明する。

【００３０】図８は、基板上に一辺８個で合計６４個の
フィルターを同時に製造する場合の例の平面図であり、
一辺１２１mmのステンレスからなる基板８０上にレジス
トパターン８１で囲ったフィルターが示されている。

【００３１】図９は一個のフィルターを構成する部分の
拡大図であり、レジストパターン８１で囲まれた部分が
フィルターを構成し、円形中央の斜線部分にメッシュ部
８２が構成され、その周囲にフィルターを固定するため
の枠部８３が形成される。支持部８４は電着後に多面付
けしたフィルターを一枚のフィルムとして基板から剥離
するのを容易にするために設けられている。なお、個々
のフィルターを使用するに際しては、この支持部８４を
切り離して使用する。

【００３２】図１０はメッシュ部８２に形成されている
微小孔１１の配置関係を示す拡大平面図であり、この実
施例においては、３個の微小孔が３角形の頂点をなすよ
うな位置関係で配列されている。この場合の微小孔間の
距離は３０μｍである。

【００３３】このようにして製造した赤血球検査用フィ
ルターを用いて測定した、赤血球変形能の測定実施例を
以下に示す。赤血球変形能の測定ならびにその評価赤血球の変形能を定量的垂直ガラス管法を用いて調べ
た。この方法の概略を図５に示す。即ち、垂直に立てた
ガラス管３０に本発明によるフィルター３１を装着し、
重力を利用して赤血球浮遊液のフィルトレーションを行
った。ガラス管３０の上部から赤血球浮遊液を流入させ
て、ガラス管３０のゼロ・レベルに設置した圧力トラン
スジューサ３２によって圧力降下を連続的に検出し、イ
ンターフェースを介してパソコンにデータを取り込み、
その流量を計算した。計量は、高さ（圧力）−時間曲線
のある高さ（圧力）での微分を取り、それにガラス管の
断面積を乗じて得られる。パソコンによって流量の計算
を行い、得られた圧−流量曲線を、ヘマトクリット値
（赤血球浮遊液中の赤血球が占める割合）の効果を例と
して図６に示す。（図６において、最上部の直線はヘマ
トクリット値０％のＮａＣｌ溶液を示し、ヘマトクリッ
ト値増大に伴い下方に凸の曲線となる。）これは、ヘマ
トクリット値の増大に伴う流量の低下を示しており、ま
た、生体血管灌流標本（カエル後肢灌流標本など）を用
いて行なった実験によく類似するものである。赤血球の
変形能はこのような圧−流量関係を用いて定量的に解析
した。以下に、これまで得られた代表的な結果を列記す
る。

【００３４】１．本発明によるフィルターを用いた、上
記の赤血球変形能試験法では、フィルター孔の整形さに
よって、通常の洗浄赤血球液では混入をまぬがれ得ない
白血球の影響（前述の如く、これは孔の不整形さによる
機械的刺激によって生ずる）を、全く受けないことが判
明した。これは、前述の如く、赤血球変形能測定上の定
量性の確立はもとより、臨床医学への応用上においても
特筆すべき成果である。

【００３５】２．フィルターの孔径は一定で、融合・分
岐もないので、赤血球変形能の変化の検出度は一定であ
り、また、従来のニュークリポアフィルターに比べ（例
えば、前述の如く、孔の融合によって検出感度は低下す
る）、著しい検出感度の上昇を見た。ヘモグロビン分子
のアミノ酸置換によって、ヘモグロビンが酸化変性して
赤血球内に沈殿凝縮体（ハインツ小体）を形成、赤血球
の崩壊が亢進して溶血性貧血を呈する先天性の疾患を不
安定ヘモグロビン症というが、この様な赤血球の変形能
の低下はだれもが想像することである。しかしながら、
従来ニュークリポアフィルターを用いた変形能試験によ
って、変形能の低下はないと報告された事例があった
が、本発明によるフィルターを用いることによって、ハ
インツ小体形成赤血球の明確な変形能の低下（とりわ
け、３μｍの孔径では顕著であった）を見出し、この問
題は解決された。

【００３６】３．本発明によるフィルターの孔径が一定
であることは、検出感度の上昇のみならず、赤血球変形
能の規定因子の特異性に関する定量的な方法を与えてく
れる。赤血球変形能の主たる規定因子は、赤血球の幾何
学的因子（細胞の表面積体積比、形態）、細胞内部粘
度、膜の粘弾性であるが、例えば、表面積体積比の変化
は、５μｍの孔よりも、３μｍの孔によって、より鋭敏
に検出されるはずである。事実、遺伝性球状赤血球症
（ＨＳ）患者赤血球の脾臓摘出（splenectomy)前後の変
形能を調べ、それを明確に確認し、本症の生体内溶血に
おける脾臓の関与の重要性が明らかになっている。即
ち、摘脾前は、５μｍの孔では軽度の変形能低下をみた
にすぎないが、３μｍの孔では著しい変形能の低下を認
め、摘脾後（小球性球状赤血球の消失、貧血の改善を見
た）は、３μｍの孔でもほぼ正常と言えるまでの劇的な
変形能の改善を見た。本症の病態生理学的機序として、
脾臓は、単に赤血球除去に働くのみではなく、本症にお
いては、いわゆる「条件づけ」により小球性球状赤血球
化を促進し、溶血をもらたすことが判明した。このよう
に、本発明による３μｍフィルターによるフィルトレー
ションは、脾における微小循環のシミュレーションとし
て、従って、摘脾の効果を予測する上でも、極めて有用
である。従来のフィルターを用いた試験法では、このよ
うにクリアカットで有意義な結果は得られず、事実、報
告されてはいない。

【００３７】４．赤血球の変形能は微小循環動態を左右
する重要な因子であり、その研究の必要性・重要性につ
いては、前述したが、現在、その研究が停滞している感
があるのは否めない。その最大の原因は、これまでの変
形能測定法と鋭敏性の問題に帰する。即ち、これまでの
方法は、複雑多様な系である臨床医学的研究に必ずしも
有効ではなかったということである。上述の２および３
の項に記した例も、本発明によるフィルターの臨床医学
上の有効性を示す例であるが、以下に、更に典型的な臨
床例を示す。

【００３８】赤血球変形能低下による典型的な、死に至
る微小循環障害の例として、鎌状赤血球（遺伝性先天性
溶血性貧血の代表的疾患）によるそれがある。鎌状赤血
球のヘモグロビンは、低酸素分圧下（末梢循環）で著し
い重合を起こし、赤血球の形態を鎌状化し、顕著な変形
能の低下をもたらす。最近、重疾患者に対して、ハイド
ロキシウレアとエレスロポエチンによる治療が試みら
れ、血液学的に良好な結果が得られ、血液所見の改善と
平行して、患者の臨床症状も著しく改善し、社会復帰し
得るまでになった。当然のことながら、この治療による
臨床症状の改善には、鎌状赤血球の変形能の改善が期待
されたが、従来のニュークリポアによる試験法はもとよ
り、他の代表的な変形能検査法であるマイクロパイペッ
ト法やエタクサイトメトリーによっても、明確な変形能
の改善を見出すことはできなかった。しかしながら、３
μｍ孔の本発明のフィルターを用いた測定によって、血
液所見の改善、従って、臨床症状の改善に対応した、顕
著な変形能検査の改善を見出した。これは、本発明のフ
ィルターを用いたフィルトレーショ法は、治療効果の判
定にも極めて有効であることを示す例であり、換言すれ
ば、本発明によるフィルターによって、変形能研究の停
滞を突破し得ることを示唆するものである。ちなみに、
変形能低下に関する研究報告は多いが、変形能改善に関
する報告は皆無に等しい。その意味で、本発明によるフ
ィルターによれば、上述の球状赤血球症の例も含めて、
変性能を効果的かつ定量的に検査し得る点ですぐれてい
る。

【００３９】５．以上、本発明によるフィルターを用い
た変形能試験法に関して、その定量性に基づいた有効性
を如実に示すべく、主として臨床医学的成果に重点をお
いて述べてきたが、この定量性が、基礎医学的研究にも
効力を発揮することは当然予想されることであり、ま
た、その基礎医学的研究の成果は臨床医学の発展にも寄
与する。この点について説明する。

【００４０】本発明のフィルターを用いたフィルトレー
ション法によって、上述の赤血球変形能の主要規定因子
を全て定量的に検出し得た。例えば、赤血球は浸透圧変
化にさらされると、あたかも浸透圧計のように体積を変
じ、また、低張域ではドーム型から球形へと、高張域で
は有棘赤血球様変化を伴った偏平・収縮した形へと形態
を変ずるか、それらに対応して、赤血球の変形能は、低
張域では主として表面積体積比の減少によって、高張域
では主として内部粘度上昇と形態変化によって減ずるこ
とを、これまでの報告にない定量性をもって明確に検出
し得た。ちなみに、高張液による変形能の低下は、今日
の医学検査に必要不可欠な血管造影に用いられる水溶性
ヨード造影剤（頻用される従来の造影剤は極めて高張で
ある）の副作用の主因をなす。即ち、本発明者は、造影
剤の浸透圧が赤血球の変形能に及ぼす作用は、造影剤の
粘度やヨード量のそれに比べてはるかに大きいことを定
量的に示し、最近開発された、いわゆる低浸透圧性造影
剤の有効性を明らかにした。従って、本発明のフィルタ
ーによるフィルトレーション法は、新しく開発された造
影剤の有効性の検査に、簡易かつ定量的な方法として優
れている。同様なことは、微小循環動態に関する各種薬
剤についてもいえる。

【００４１】更に分子論的な研究例として、スーパーオ
キサイドアニオン（Ｏ₂ ^-）によって生じた赤血球膜蛋
白質の変化に起因する変形能の低下を示す。Ｏ₂ ^-は、
細胞内電子伝達系の迅速な回転、白血球の殺菌作用な
ど、生体の生理機能に必要不可欠なものであるが、その
過剰産生は、細胞及び臓器に多彩な酸化性障害を引き起
こし、例えば、老化や発癌の誘因となることは、よく知
られている。Ｏ₂ ^-を赤血球に暴露すると、細胞内のヘ
モグロビンが酸化されてメトヘモグロビンとなり、この
酸化によってＯ₂ ^-が過剰産生され、ヘモグロビンの高
結合部位であるバンド３蛋白質が速やかに分解・消失
し、更にアンキリン、バンド、４．２蛋白質、スペクト
リン等、いわゆる細胞骨格を形成する膜蛋白質の分解・
消失が起こり、これら変化に対応して、赤血球の変形能
が低下することが本発明のフィルターによる検査によっ
て見出されている。即ち、バンド３蛋白の構造変化によ
る膜の水透過性変化（細胞容積の増大）、スペクトリン
をはじめとする膜骨格蛋白の変化による膜の粘弾性変化
や形態変化などによって、変形能が低下した。この知見
は、変形能に関する膜蛋白質及びそれとヘモグロビンの
相互作用の重要性を示すのみならず、虚血性循環障害に
於ける梗塞後再疎通時のＯ₂ ^-過大産生による酸化性障
害（最近の一大トピックスである）に関して、新しい基
礎医学的情報を供するものである。

【００４２】６．本発明者は、本発明によるフィルター
を用いたフィルトレーション法の定量性を理論的にも調
べた。即ち、本発明者は本発明フィルターの幾何学的均
一性に基づき、格子モデルを用いて確立論的解析を行な
い、これまでニュークリポア・フィルトレーションで行
なわれていた理論的解析を、更に発展、一般化すること
に成功した。ちなみに、ニュークリポアに関する理論的
解析も、ニッケルメッシュのような、孔の形状・分布と
も、極めて幾何学的に整なフィルターを仮定して行なわ
れている。図６に示した圧−流量曲線で、実線は理論式
より得られた曲線であり、実験値（白丸）との一致は驚
嘆に価する。これも、本発明のフィルターを用いたフィ
ルトレーション法の定量性を保証するものである。白血球の変形能検査白血球の変形能の検査を前記赤血球の場合と同様の方法
で行った。この場合においては、孔径５〜８μｍのフィ
ルターを用いて測定した。

【００４３】測定結果から、従来の微小孔フィルターと
は全く比較にならない、高感度、高精度の測定が可能で
あることがわかった。とりわけ、機械的刺激に鋭敏な食
細胞群の実験では、その違いは顕著であった。なお、白
血球の著しい活性化によって凝集現象も示すので、その
ような実験においては、孔径８〜１５μｍのフィルター
を用いた。ロイコクリット値（白血球浮遊液中の白血球
の占める割合）の効果、温度効果など基礎的実験、白血
球の殺菌作用や免疫応答における変形能および凝集能の
役割について、後述の、白血球の走化性や全血の微小孔
通過能に関する実験においても極めて有効である。白血球の走化性検査図７に示すように、上下２室からなる走化性測定用チェ
ンバー７０間に、孔径３〜８μｍのフィルター７１を装
入し、白血球の走化性を測定した。例えば、試料室７２
に大腸菌由来物質（または大腸菌そのもの）を入れてお
くと、白血球はそれを認識・応答し、走化性を増す。白
血球には、膜の裏打ち構造と細胞内維性構造を形成する
マイクロフィラメント（アクチンの重合したもの）と微
小管（チュブリンの重合したもの）があり、白血球の運
動性や変形能の主役を任っている。例えば、チュブリン
の重合を疎外する薬物、コルヒチンによって、走化性お
よび変形能が低下することが本発明者によって再確認さ
れた。モノクローナル抗体ＣＤ３、ＣＤ４、ＣＤ８に対
する特異的なリンパ球（Ｔ細胞）の応答性、赤白血球癌
細胞（Ｋ５６２細胞）とその薬物耐性変異株細胞の抗癌
剤（アドリアマイシン）に対する応答性の差異など、興
味深い知見を得ている。なお、この走化性試験法は、白
血球に限らず、繊維芽細胞や癌細胞など遊走性を有する
すべての細胞に適用できる。本発明によるフィルターの
使用によって、走化性試験法の定量性・再現性が著しく
向上することが確認された。全血の微小孔通過能全血の微小孔通過能は、前述した定量的垂直ガラス管法
によって、孔径１０〜２０μｍのフィルターを用いて測
定した。この測定は、全血の凝集能測定法でもある。血
小板凝集刺激物質ＡＤＰの添加によって、全血の微小孔
通過能の低下、即ち、凝集能の上昇を濃度依存性に見出
したが、これは、血小板凝集抑制物質プロスタグランジ
ンＥ₁によって、濃度依存性に抑制された。ＡＤＰの代
わりに、超音波処理による赤血球浮遊液を用いて（赤血
球はＡＤＰの大きなプールである）、全く同様の結果を
得、赤血球の損傷破壊による血小板への直接作用を明確
にした。今日、全血の凝集能に関して最も興味がもたれ
ていることは、梗塞再疎通時の全血凝集能に及ぼす白血
球の作用である。代表的な白血球刺激物質ＰＭＡによっ
て、全血凝集能が著しく亢進することを確認した。同時
に、赤血球と白血球の凝集能も独立に調べ、白血球の活
性化に伴うＯ₂の過大産生によって赤血球の変形能が低
下すること、白血球の活性化による白血球の凝集能亢進
現象は血小板の存在によって更に亢進されることなどを
見出した。本発明によるフィルターは、このような実験
を定量的に行う場合においても有効であった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による血液検査用フィルターの断面図。

【図２】本発明による血液検査用フィルターの断面図。

【図３】本発明による血液検査用フィルターの断面図。

【図４】本発明による血液検査用フィルターの製造例を
示す工程断面図。

【図５】本発明による血液検査用フィルターを用いて赤
血球変形能の測定を行うための測定装置の概要図。

【図６】図５の測定装置による測定によって得られた圧
−流量曲線。

【図７】白血球の走化性を検査するための走化性測定装
置の断面図。

【図８】本発明の実施例において製作したフィルターの
平面形態を示す平面図。

【図９】図８において、一個のフィルターを構成する部
分の拡大図。

【図１０】本発明の実施例において製作したフィルター
の微小孔の配置関係を示す拡大平面図。

【符号の説明】

１０金属薄板１１微小孔１２金属被覆層２１基板２２レジスト層２５ニッケル電着層３０ガラス管３１フィルターホルダー３２圧力トランスジューサ８０基板８１レジストパターン８２メッシュ部８３枠部８４支持部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】全体が電着によって形成された厚さ５〜３
０μｍの金属薄板に、最狭部の孔径が３〜２０μｍ、最
狭部に対して血球の入口側の開口部の直径が１倍よりも
大きく１０倍までの範囲となるような断面漏斗状または
糸巻状の微小孔がほぼ均一に分布して形成されてなるこ
とを特徴とする、血液検査用フィルター。
【請求項２】前記金属薄板の表裏両面および前記微小孔
の内壁面にさらに電着によって形成された金属被覆層が
形成されてなる、請求項１に記載の血液検査用フィルタ
ー。
【請求項３】微小孔が１００個〜４００００個／ｍｍ²
の密度で形成されている、請求項１に記載の血液検査用
フィルター。
【請求項４】金属薄板がニッケルである、請求項１に記
載の血液検査用フィルター。
【請求項５】前記金属被覆層がニッケルからなる、請求
項１に記載の血液検査用フィルター。
【請求項６】前記電着が電気メッキである、請求項１に
記載の血液検査用フィルター。