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JP3487615B2 - Blood test filter - Google Patents

Blood test filter

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Publication number
JP3487615B2
JP3487615B2 JP20417893A JP20417893A JP3487615B2 JP 3487615 B2 JP3487615 B2 JP 3487615B2 JP 20417893 A JP20417893 A JP 20417893A JP 20417893 A JP20417893 A JP 20417893A JP 3487615 B2 JP3487615 B2 JP 3487615B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
deformability
filter
blood cells
red blood
blood test
Prior art date
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Expired - Lifetime
Application number
JP20417893A
Other languages
Japanese (ja)
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JPH0751521A (en
Inventor
坂 伸 宏 上
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Dai Nippon Printing Co Ltd
Original Assignee
Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Dai Nippon Printing Co Ltd filed Critical Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority to JP20417893A priority Critical patent/JP3487615B2/en
Publication of JPH0751521A publication Critical patent/JPH0751521A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3487615B2 publication Critical patent/JP3487615B2/en
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  • Filtering Materials (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a filter for inspecting the properties of blood cells such as red blood cells and white blood cells in blood, particularly the blood cell deformability.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art Erythrocytes make up about 40 to 50% of blood constituents and supply oxygen to the whole body by the action of hemoglobin contained therein, which is indispensable for sustaining life. Cells. For example, the oxygen requirement of brain cells is extremely high, and when oxygen supply from red blood cells is interrupted due to cerebral circulation disorder, etc., cell destruction, so-called “brain death” occurs in just a few minutes. In the old days, vasoconstriction / dilatability, platelet aggregation, blood coagulation factors, etc. have been problems as factors that regulate circulatory dynamics, but recently, in addition to these, the "deformability" of red blood cells has attracted attention. ing. That is, normally mature erythrocytes have a diameter of 7 to 8 μm, a thickness of 2 to 3 μm, and have a disk shape with both sides depressed.
It has the ability to deform in various ways when subjected to external force (deformability), and can easily pass through capillaries smaller than its own diameter, thereby supplying oxygen to the whole body.
Therefore, when red blood cells do not have a normal deformability, or when the deformability is reduced, a fatal injury to the human body occurs. In many diseases such as diabetes, as well as congenital hemolytic anemia (such as sickle cell disease), the deterioration of red blood cell deformability has become a problem. In particular, the role of erythrocyte deformability in the microcirculatory dynamics is emphasized in connection with the remarkable increase in ischemic infarction diseases such as myocardial infarction and cerebral infarction accompanying the westernization of diet in recent years.

【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。
Reflecting the above situation, many studies have been conducted in recent years on the deformability of red blood cells, but the deformability of red blood cells is not clearly defined as a physical quantity. Therefore, the evaluation currently depends on the measurement method. It is the most widely used method for measuring deformability, and is also a valid method as a model of the microcirculatory system.
There is a filtration method using "Nuclepore Filter (a product of Nuclepore Inc., USA)". This filter was created by irradiating a polycarbonate thin film with charged particles in a nuclear reactor and adding an alkali etch to the formed track to expand the track, and the pores have a non-uniform distribution and fusion, There are many branches, and the edges are rough. Also, due to its material (polycarbonate), it is practically impossible to reuse. Therefore, the Nuclepore filtration method has a problem in its reproducibility and quantification property, and in particular, it cannot be said to be sufficiently effective as a diagnostic or determination method in clinical medicine which is a complex and versatile system.

【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。
The usual washing of red blood cells with a centrifuge cannot prevent the white blood cell from being contaminated with white blood cells.
Further, in the filtration method using the above-mentioned Nuclepore filter, blood cells are easily activated by mechanical stimulation due to branching of rough edges and holes of the Nuclepore filter, and clogging is likely to occur. . Therefore, in filtration of a red blood cell suspension using this filter, there may be a state in which it is not possible to distinguish whether the deformability of red blood cells is observed or the influence of clogging of white blood cells is observed. Moreover, in principle, it is neither possible to predict, nor to separate and analyze the actions of both. As a countermeasure against this, a method using a leukocyte removal filter is also used, but the leukocyte removal filter is also supplemented with red blood cells having a reduced deformability. Therefore, the deformability of whole red blood cells having a normal distribution (including red blood cells with reduced deformability) cannot be evaluated, which is a problem especially in clinical medicine. Further, the fusion of the holes causes the holes to be larger than the diameter of the red blood cells, the originally intended deformability cannot be effectively detected, and the detection sensitivity is lowered. Furthermore, it is self-evident that the above-mentioned conventional filters cannot be reused, which amplifies the defects of their quantification and reproducibility due to their geometrical non-uniformity.

【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。
On the other hand, white blood cells are as small as about 1/700 of red blood cells as a blood cell component of blood, but white blood cells have several kinds of cells having different functions and have various physiological functions. Functionally, it is roughly divided into phagocyte groups (granulocytes, monocytes) that are responsible for bactericidal action and immune cell groups (lymphocytes) that are responsible for cellular immune action. It is well known that, although the number is small, it is responsible for important physiological functions, for example, that death occurs when an immune cell group is invaded by an AIDS virus. Furthermore, recently, the role of white blood cells (mainly phagocytic group) in the microcirculatory system has been attracting attention as an expression mechanism of arteriosclerosis and thrombosis, and post-infarction recanalization of ischemic infarction diseases such as myocardial infarction. Tissue damage resulting from excessive production of reactive oxygen species (such as superoxide anion) by leukocytes and release of proteolytic enzymes has become a problem. Therefore, the incidence of these is also high, and the development of studies on the rheological properties of leukocytes in severe diseases, especially their deformability, has been earnestly desired. The frequently used method of measuring deformability of white blood cells is essentially the same as that of red blood cells. For example, in the filtration method, the measurement of deformation of red blood cells is mainly performed with a pore size of 3 to 5 μm.
m filters are used, whereas that of white blood cells is predominantly 5-8 μm. White blood cells (phagocytic group) are rapidly activated by mechanical stimulation, hypoxia (for example, ischemia), inflammation and the like. Therefore, in pathophysiology, it is extremely important to know the relationship between activation and deformability. However, the conventional micropore filter exerts a mechanical stimulus on leukocytes due to the irregularity of pores (rough edges and branching). That is, the filtration itself directly affects the activation of white blood cells. In addition, all the problems described in relation to red blood cell deformability such as the problem of reproducibility due to non-reusability also apply to white blood cells.

【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。
[0006] By the way, leukocytes have the ability (chemotacticity) not only to flow by blood flow but also to recognize and respond to stimuli of various physiologically active substances and to migrate themselves. Leukocyte chemotaxis is a direct indication of the physiological process of inflammation and the early response of the immune system. Today, there is a strong interest in the response and reactivity of immune cell groups, that is, chemotaxis, in connection with the epidemic of AIDS and the problem of organ transplantation. A method often used as a simple leukocyte chemotaxis test method is Nuclepore Filter (or Millipore Filter,
The pores are more irregular than those of the Nuclepore filter. The chamber (upper and lower chambers) divided by the upper and lower chambers contains the sample (physiologically active substance) and the upper chamber contains the leukocyte suspension, and the sample diffuses through the filter. Is a method of examining the degree of leukocyte migration in response to. Depending on the purpose of the experiment, normally, Nuclepore having a pore size of 3 to 8 μm is used. However, it is not always satisfactory in terms of quantification, such that the sample diffusion state cannot be kept constant due to the non-uniformity of the distribution of the pores, the irregularity of the pore diameter, and the fact that it cannot be reused.

【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。
Although the importance of the role played by red blood cells and white blood cells in microcirculation disorders has been described above, blood further contains coagulation factors such as platelets and fibrinogen, which influence micropore circulation dynamics. I can't wait for the matter. That is, the circulatory disorder in the living body is embodied as the sum of all these factors. Therefore, it is important to know the actions of individual factors as well as their interactions. For example, the largest loop of ADP, which is a typical platelet aggregation-inducing substance, is erythrocytes, and stenosis of blood vessels and damage destruction of erythrocytes at bifurcation have a direct effect on platelets. Therefore, in order to understand the microcirculatory dynamics in the living body, it is also important to know the ability of whole blood (blood itself, a term used in comparison with blood constituents such as red blood cells and platelets) to pass through micropores. Is. In this case too, the drawbacks of the prior art described above apply and are further amplified.

【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。
The same applies to leukocyte deformability, leukocyte chemotaxis (in this case, geometrical heterogeneity also leads to sample diffusion heterogeneity), and whole blood micropore passage ability. It also applies to measurements, the drawbacks of which are amplified.

【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。
The present invention has been made in view of the above-mentioned problems of the prior art, and is a filter that can be used in not only basic research but also quantitative measurement of blood cell deformability that can contribute to clinical medicine. The object of the present invention is to provide a blood test filter that can be repeatedly used.

【0010】[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。
The blood test filter according to the present invention has an overall thickness of 5 to 5 formed by electrodeposition.
A thin metal plate of 30 μm with a hole diameter of 3 to 20 μm at the narrowest part,
Micropores having a funnel-shaped or pincushion-shaped cross-section are formed such that the diameter of the opening on the inlet side of blood cells is more than 1 and up to 10 times the diameter of the narrowest part. It is characterized by that.

【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。
The present invention will be described in detail below with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view of a blood test filter according to the present invention. The filter according to the present invention is composed of thin plates 10 formed by electrodeposition of a metal material that can be electrodeposited, for example, a metal material such as nickel, silver, gold, copper, etc., with micropores 11 formed substantially uniformly. Hole 11 in this example
Has a pincushion-shaped cross-section, and there is no distinction between the front and back when functioning as a filter. Also,
In the present invention, "electrodeposition" should be understood in a broad sense,
Although electroplating and electroforming are included, particularly wet electroplating can be preferably used. By constructing the filter with electrodeposited metal in this way, the problem of alignment of the pattern on the front surface that occurs when holes are formed in the metal plate by etching, and the maximum hole formation when etching from one side There are various advantages such as solving the problem that it is difficult to maintain the dimensional accuracy of the narrow portion.

【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。
The thin plate 10 made of electrodeposited metal has a thickness of 5 to 3
It is 0 μm. If the thickness is less than 5 μm, it becomes thinner than the body length of blood cells, and the blood cells easily slip through, which makes accurate measurement difficult. In addition, since blood cells pass through long blood vessels, it is considered possible that the thickness exceeds 30 μm, but it is difficult to make the thickness above 30 μm in terms of electrodeposition processing.
On the contrary, when the thickness is increased, it is expected that the passage of blood cells will be alienated due to the generation of static electricity.

【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。
Further, in the present invention, the micropores are distributed almost uniformly so that the diameter of the opening on the inlet side of blood cells is in the range of more than 1 time and up to 10 times with respect to the narrowest part of each hole 11. Is formed. When the diameter of the opening on the inlet side of blood cells (blood) is less than or equal to 1 times the diameter of the narrowest portion or exceeds 10 times, a good blood cell capturing effect cannot be obtained, and blood cells with normal deformability are obtained. It is not preferable because the passage property of is degraded.

【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〜4m
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が好
ましい。
In addition, it is important for improving the quantitativeness of the inspection that the fine holes as described above are formed in the thin plate 10 substantially uniformly. In addition, the sum of the cross-sectional areas in the plane direction of the micropores in one filter is calculated as the area of the narrowest part and is 0.1 mm 2 to 4 m.
The range of m 2 is particularly preferable. Further, the formation density of the micropores is preferably 100 to 40,000 / mm 2 .

【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。
FIG. 2 shows an example in which the micropore 11 has a funnel-shaped cross section.

【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。
FIG. 3 shows an example in which a metal coating layer 12 formed by electrodeposition is further formed on both the front and back surfaces of the thin metal plate 10 and the inner wall surfaces of the minute holes. As the metal of the metal coating layer, the same components as the metal used for electrodeposition of the thin plate can be used. The formation of such a metal coating layer is advantageous for making the cross-sectional shape of the micropores into a pincushion shape, and also smoothing the state of the inner wall or peripheral portion of the micropores to improve the passage characteristics of normal blood cells. It is advantageous in the above.

【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。
As described above, in the present invention, since the filter is made of the electrodeposited metal and the micropores having a pincushion shape or a funnel shape in cross section are uniformly formed, only the abnormal blood cells whose deformability is lowered are efficiently formed. It is also excellent in that it can be captured quantitatively, and is also excellent in durability to withstand repeated use.

【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。
The method of manufacturing the blood test filter of the present invention will be described below. Here, a method for manufacturing the filter of the embodiment shown in FIG. 3 will be described.

【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。
As shown in FIG. 4A, first, the thickness of 0.
A resist layer 22 is formed on a stainless plate 21 having a side of 1 to 0.3 mm and a side of 121 mm. This resist layer 22 is
It can be formed by uniformly applying a resist on the stainless steel plate 21 by a method such as a spin coating method, a roll coating method, or a dip pulling method, and performing a heat treatment. The heat treatment is usually 40, although it depends on the type of resist used.
Perform at about 50 ° C for about 30 minutes. As the type of resist, it is preferable to use rubber-based negative resist, PVA negative resist, or casein negative resist. In addition to stainless steel, copper, nickel or the like can be used as the substrate.

【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。
Next, as shown in FIG. 3B, a desired pattern is drawn on the resist layer 22 by ionizing radiation 23 using an exposure device to form an exposed portion 24. Subsequently, it is developed with a predetermined developing solution and rinsed with a predetermined rinsing solution to form a resist pattern having a thickness of 1 μm to 6 μm and a hole diameter of 15 μm as shown in FIG.

【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。
Next, as shown in FIG. 3D, nickel 25 is plated on one surface by electroplating to a thickness of 5 to 10 μm. At this time, the stainless steel 21 is plated, but the resist pattern 24 is not plated, so that an opening having a hole diameter of 8 to 10 μm is formed.

【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))。
Next, after heat-drying treatment, the plated nickel 25 is peeled off ((e) in the figure).

【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。
Subsequently, nickel 26 is plated on both surfaces by electroplating so as to have a thickness of 5 to 10 μm, thereby completing the filter 6 having a pore diameter of 3 to 5 μm as shown in FIG. The shape of the holes can be appropriately controlled by the amount of plating.

【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。
As described above, in the blood test filter according to the present invention, the filter thickness is thin and constant, the distribution and shape of the pores of the filter are very uniform, and the pore diameter is constant, and there is no fusion or branching of pores. Moreover, such inconvenience does not occur during use. Further, since the filter is formed by electrodeposition using a metal such as nickel, the inlet part of the hole can be formed in a funnel shape, and the edge becomes extremely smooth. Furthermore, since it has excellent durability according to the present invention, it can be reused at least 100 times by performing ultrasonic cleaning for several seconds after use.

【0025】[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。
[Example] Manufacturing example A stainless steel plate (SU with a thickness of 0.1 mm and a side of 121 mm) (SU
S304 material), a casein-based negative resist FR No. 15 manufactured by Fuji Yakuhin Co., Ltd. was applied by a dip pulling method, and 4
Heat treatment was performed at 5 ° C. for 30 minutes to obtain a uniform resist film.

【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。
Next, a pattern was drawn on this resist film by a conventional method. At this time, ultraviolet rays with a wavelength of 365 nm were exposed for 2 to 3 minutes by a 3 kW mercury lamp.

【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。
Subsequently, the exposed resist film is replaced with 40 to 5
After developing with hot water of 0 ° C., rinsing with water and spin drying were performed to form a resist pattern having a thickness of 3 μm and a hole diameter of 15 μm.

【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/l pH 4.0 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。
Next, this was baked at 200 to 250 ° C. for several minutes, immersed in a nickel sulfamate bath, and nickel was plated on one side by electroplating to a thickness of 10 μm. The composition and plating conditions of this nickel sulfamate bath are shown below. Nickel sulfamate 400 g / l Boric acid 30 g / l pH 4.0 Bath temperature 50 ° C. Current density 2 A / dm 2 hours 10 minutes Subsequently, after heat-drying at 80 ° C. for 5 minutes, the plated nickel was peeled off. Thickness 10μm, Pore diameter 8μ
It became m.

【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/l pH 4.0 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。
Subsequently, after heat-drying treatment, nickel is plated on both sides to obtain a thickness of 14 μm and a hole diameter of 5 μm.
m filters according to the invention have been completed. The composition of the nickel sulfamate bath and the plating conditions at this time are as follows. Nickel sulfamate 400 g / l Boric acid 30 g / l pH 4.0 Bath temperature 50 ° C. Current density 4 A / dm 2 hours 2 to 3 minutes Next, the planar form of the filter manufactured in the above-mentioned examples will be described.

【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。
FIG. 8 is a plan view of an example in which a total of 64 filters, each having 8 sides, are manufactured on the substrate at the same time.
A filter surrounded by a resist pattern 81 is shown on a substrate 80 made of stainless steel having a side length of 121 mm.

【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。
FIG. 9 is an enlarged view of a portion which constitutes one filter. A portion surrounded by the resist pattern 81 constitutes a filter, a mesh portion 82 is constituted in a diagonally shaded portion of a circular center, and a filter is provided around the mesh portion 82. A frame portion 83 for fixing the is formed. The supporting portion 84 is provided for facilitating the peeling of the filter, which is attached on multiple surfaces after electrodeposition, as a single film from the substrate. When using individual filters, the support portion 84 is used separately.

【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。
FIG. 10 is an enlarged plan view showing the positional relationship of the minute holes 11 formed in the mesh portion 82. In this embodiment, the positional relationship is such that the three minute holes form the vertices of a triangle. Are arranged in. The distance between the micropores in this case is 30 μm.

【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。
An example of measuring the erythrocyte deformability measured by using the thus-produced erythrocyte test filter is shown below. Measurement of red blood cell deformability and its evaluation The deformability of red blood cells was investigated using the quantitative vertical glass tube method. The outline of this method is shown in FIG. That is, the filter 31 according to the present invention is attached to the glass tube 30 which is vertically stood,
The erythrocyte suspension was filtered using gravity. A red blood cell suspension is flown in from the upper part of the glass tube 30, a pressure transducer 32 installed at the zero level of the glass tube 30 continuously detects a pressure drop, and data is taken into a personal computer through an interface.
The flow rate was calculated. The metric is obtained by taking the derivative at a certain height (pressure) of the height (pressure) -time curve and multiplying it by the cross-sectional area of the glass tube. The flow rate is calculated by a personal computer, and the obtained pressure-flow rate curve is shown in FIG. 6 as an example of the effect of the hematocrit value (the ratio of red blood cells in the red blood cell suspension). (In FIG. 6, the uppermost straight line represents a NaCl solution having a hematocrit value of 0%, and becomes a downwardly convex curve as the hematocrit value increases.) This shows a decrease in the flow rate with an increase in the hematocrit value. Moreover, it is very similar to the experiment performed using a living blood vessel perfusion sample (frog perfusion of hindlimbs, etc.). The deformability of red blood cells was quantitatively analyzed using such a pressure-flow rate relationship. The representative results obtained so far are listed below.

【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。
1. In the above erythrocyte deformability test method using the filter according to the present invention, due to the shaping of the filter pores, the influence of white blood cells that cannot be mixed with normal washing red blood cell fluid (as described above, this is due to the irregularity of pores). Caused by mechanical irritation) was found not to be received at all. As mentioned above, this is a remarkable result not only in establishing quantitativeness in measuring red blood cell deformability but also in applying to clinical medicine.

【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。
2. Since the pore size of the filter is constant and there is no fusion or bifurcation, the degree of detection of changes in erythrocyte deformability is constant, and compared to conventional Nuclepore filters (for example, as mentioned above, the fusion sensitivity of the pores increases the detection sensitivity. Decrease), and a remarkable increase in detection sensitivity was observed. A congenital disease in which hemoglobin is oxidized and denatured to form a precipitate condensate (Heinz bodies) in red blood cells due to amino acid substitution of the hemoglobin molecule and erythrocyte breakdown is accelerated to cause hemolytic anemia is called unstable hemoglobinosis. However, such a decrease in deformability of red blood cells is something that anyone can imagine. However,
In the past, there was a case where it was reported by a deformability test using a Nuclepore filter that there was no decrease in deformability, but by using the filter according to the present invention, a clear decrease in deformability of Heinz body-forming red blood cells ( In particular, the problem was solved by the finding that the pore size of 3 μm was remarkable).

【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。
3. The constant pore size of the filter according to the present invention not only increases the detection sensitivity, but also provides a quantitative method for the specificity of the regulatory factor of red blood cell deformability. The main defining factors of erythrocyte deformability are geometric factors of erythrocytes (cell surface area / volume ratio, morphology), intracellular viscosity, and membrane viscoelasticity. Should also be more sensitively detected by the 3 μm pores. In fact, we investigated the deformability of erythrocytes of patients with hereditary spherocytosis (HS) before and after splenectomy, and clearly confirmed that the importance of the involvement of the spleen in in vivo hemolysis of this disease was clarified. There is. That is, before the splenectomy, only a slight decrease in deformability was observed in the 5 μm hole, but a remarkable decrease in deformability was observed in the 3 μm hole, and after the splenectomy (elimination of microcytic spherical red blood cells, improvement of anemia). Have seen a dramatic improvement in deformability until it can be said that even a 3 μm hole is almost normal. As a pathophysiological mechanism of this disease,
It was found that the spleen not only acts on red blood cell depletion, but in this disease, so-called “conditioning” promotes microspherical spheroidization and causes hemolysis. Thus, the filtration with the 3 μm filter according to the present invention is extremely useful as a simulation of microcirculation in the spleen and therefore in predicting the effect of splenectomy. In the test method using the conventional filter, the clear cut does not give a meaningful result, and in fact, it has not been reported.

【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。
4. The deformability of erythrocytes is an important factor that influences microcirculatory dynamics. The necessity and importance of the research have been described above, but it is undeniable that the research is currently stagnant. The biggest cause is attributed to the conventional methods of measuring deformability and sensitivity. That is, the methods so far have not necessarily been effective for clinical medical research, which is a complex and diverse system. 2 and 3 above
The example described in the above section is also an example showing the clinical medical effectiveness of the filter according to the present invention, but more typical clinical examples are shown below.

【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。
An example of a typical death-related microcirculatory disorder due to reduced erythrocyte deformability is that due to sickle cells (a typical disease of inherited congenital hemolytic anemia). The hemoglobin of sickle cells undergoes significant polymerization under hypoxia (peripheral circulation), sicklings the morphology of erythrocytes, resulting in a marked decrease in deformability. Recently, treatment of hydroxyurea and erythropoietin for severely ill patients has been attempted, and good hematological results have been obtained. I was able to do it. As a matter of course, the improvement of clinical symptom by this treatment was expected to improve the deformability of sickle cell, but it is not only the conventional test method by Nuclepore but also other typical deformability test method. No clear improvement in deformability could be found by the micropipet method or ecytocytometry. However, 3
By measuring the μm pores with the filter of the invention, a significant improvement in the deformability test was found, which corresponds to an improvement in blood findings and thus to an improvement in clinical symptoms. This is an example showing that the fill ratio method using the filter of the present invention is also extremely effective for the determination of therapeutic effect. In other words, the filter of the present invention breaks through the delay in deformability research. It suggests that you can do it. By the way,
There are many reports on the deterioration of deformability, but there are no reports on improvement of deformability. In that sense, according to the filter of the present invention, including the above-mentioned examples of spherocytosis,
It is excellent in that it can effectively and quantitatively test the change performance.

【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。
5. As described above, the deformability test method using the filter according to the present invention has been described mainly with emphasis on clinical medical results in order to clearly show the effectiveness based on the quantitative property. It is naturally expected that they will also be effective in medical research, and the results of their basic medical research will contribute to the development of clinical medicine. This point will be described.

【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。
By the filtration method using the filter of the present invention, it was possible to quantitatively detect all the above-mentioned main defining factors of erythrocyte deformability. For example, when red blood cells are exposed to changes in osmotic pressure, they change their volume as if they were an osmometer, and in the hypotonic region they changed from dome-shaped to spherical, and in the hypertonic region they flattened and contracted with spinous red blood cell-like changes. Changes in morphology to shape or correspondingly, the deformability of erythrocytes is reduced mainly in the hypotonic region by a decrease in surface area to volume ratio and in the hypertonic region by an increase in internal viscosity and morphological change. It was possible to detect clearly with a quantitativeness not reported. By the way, the decrease in deformability caused by hypertonic solution is a main cause of the side effect of the water-soluble iodine contrast medium used for angiography, which is indispensable for today's medical examinations (the frequently used conventional contrast medium is extremely hypertonic). That is, the present inventor quantitatively showed that the effect of the osmotic pressure of the contrast agent on the deformability of red blood cells is much larger than that of the viscosity and the iodine amount of the contrast agent, and the recently developed so-called low The effectiveness of osmotic contrast agent was clarified. Therefore, the filtration method using the filter of the present invention is excellent as a simple and quantitative method for examining the effectiveness of a newly developed contrast agent. The same applies to various drugs related to microcirculatory dynamics.

【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。
As a further molecular-based study example, a decrease in deformability due to a change in erythrocyte membrane protein caused by superoxide anion (O 2 ) is shown. O 2 - is
Although it is indispensable for physiological functions of the body such as rapid rotation of intracellular electron transfer system and bactericidal action of leukocytes, its overproduction causes various oxidative disorders in cells and organs, such as aging and aging. It is well known that it triggers carcinogenesis. When O 2 is exposed to erythrocytes, intracellular hemoglobin is oxidized to methemoglobin, and O 2 is overproduced by this oxidation, and the band 3 protein, which is a high binding site of hemoglobin, is rapidly decomposed and disappears, In addition, degradation of membrane proteins forming so-called cytoskeleton such as ankyrin, band, 4.2 protein, spectrin, etc.
It has been found by examination with the filter of the present invention that disappearance occurs and the deformability of red blood cells is reduced in response to these changes. That is, the deformability decreased due to changes in membrane water permeability (increase in cell volume) due to structural changes in band 3 protein and changes in membrane viscoelasticity and morphology due to changes in membrane skeletal proteins such as spectrin. . This finding not only demonstrates the importance of the interaction of membrane proteins and their hemoglobin relates deformability, recanalization time after in infarct ischemic circulatory disorders O 2 - excessive production by oxidative disorders (One recent This is to provide new basic medical information regarding major topics).

【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。
6. The present inventor also theoretically investigated the quantitative property of the filtration method using the filter according to the present invention. That is, the present inventor conducts a stochastic analysis using a lattice model based on the geometrical uniformity of the filter of the present invention, and further develops a theoretical analysis that has been performed by Nuclepore filtration until now. , Succeeded in generalizing. By the way, the theoretical analysis of Nuclepore is also performed assuming a filter having a very geometrically uniform shape and distribution of holes, such as nickel mesh. In the pressure-flow rate curve shown in FIG. 6, the solid line is the curve obtained from the theoretical formula, and the agreement with the experimental value (white circle) is surprising. This also guarantees the quantitativeness of the filtration method using the filter of the present invention. Leukocyte deformability test The leukocyte deformability test was performed in the same manner as for the red blood cells. In this case, the measurement was performed using a filter having a pore size of 5 to 8 μm.

【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。
From the measurement results, it was found that high-sensitivity and high-accuracy measurement, which is completely incomparable with the conventional micropore filter, was possible. Especially, in the experiment of the phagocyte group sensitive to mechanical stimulation, the difference was remarkable. In addition, a filter having a pore size of 8 to 15 μm was used in such an experiment, because the agglutination phenomenon is also exhibited by the marked activation of leukocytes. Basic experiments such as the effect of leucocrit value (percentage of leukocytes in leukocyte suspension), temperature effect, bactericidal action of leukocytes and role of deformability and aggregating ability in immune response are described in Leukocyte chemotaxis and It is also extremely effective in experiments on the ability of whole blood to pass through micropores. Leukocyte Chemotaxis Test As shown in FIG. 7, a leukocyte chemotaxis was measured by inserting a filter 71 having a pore diameter of 3 to 8 μm between chemotaxis measurement chambers 70 composed of two chambers, an upper chamber and a lower chamber. For example, the sample chamber 72
When Escherichia coli-derived substances (or E. coli itself) are put in, the white blood cells recognize and respond to them, and chemotaxis is increased. White blood cells have microfilaments (polymerized actin) and microtubules (polymerized tubulin) that form the membrane lining structure and intracellular fibrous structure, and are responsible for the motility and deformability of white blood cells. ing. For example, it was reconfirmed by the inventor that colchicine, a drug that alienates tubulin polymerization, reduces chemotaxis and deformability. Interesting findings such as specific lymphocyte (T cell) responsiveness to monoclonal antibodies CD3, CD4, and CD8, and difference in responsiveness of red leukocyte cancer cells (K562 cells) and drug-resistant mutant cells thereof to anticancer agents (adriamycin) Is getting The chemotaxis test method can be applied not only to leukocytes but also to all cells having migratory properties such as fibroblasts and cancer cells. It was confirmed that the use of the filter according to the present invention markedly improves the quantification / reproducibility of the chemotaxis test method. The ability of whole blood to pass through micropores The ability of whole blood to pass through pores was measured by the quantitative vertical glass tube method described above using a filter having a pore size of 10 to 20 μm. This measurement is also a method for measuring the aggregating ability of whole blood. The addition of the platelet aggregation stimulating substance ADP was found to decrease the ability of whole blood to pass through micropores, that is, increase the aggregation ability in a concentration-dependent manner. This was confirmed by the concentration of the platelet aggregation inhibitor prostaglandin E 1 . Was suppressed by sex. Using erythrocyte suspension by sonication instead of ADP (erythrocytes are a large pool of ADP), we obtained exactly the same results, demonstrating the direct effect on the platelets by the damage destruction of erythrocytes. What is of most interest today regarding whole blood agglutination is the effect of leukocytes on whole blood agglutination during infarct recanalization. It was confirmed that the representative leukocyte stimulating substance PMA markedly enhanced the whole blood aggregating ability. At the same time, the agglutinating ability of erythrocytes and leukocytes is also independently investigated, and the deformability of erythrocytes is reduced by the overproduction of O 2 accompanying the activation of leukocytes. It was found that it was further enhanced. The filter according to the present invention was effective even when quantitatively performing such an experiment.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明による血液検査用フィルターの断面図。FIG. 1 is a cross-sectional view of a blood test filter according to the present invention.

【図2】本発明による血液検査用フィルターの断面図。FIG. 2 is a cross-sectional view of a blood test filter according to the present invention.

【図3】本発明による血液検査用フィルターの断面図。FIG. 3 is a cross-sectional view of a blood test filter according to the present invention.

【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。
FIG. 4 is a process sectional view showing a manufacturing example of a blood test filter according to the present invention.

【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。
FIG. 5 is a schematic diagram of a measuring device for measuring red blood cell deformability using the blood test filter according to the present invention.

【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。
6 is a pressure-flow rate curve obtained by measurement with the measuring device of FIG.

【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。
FIG. 7 is a cross-sectional view of a chemotaxis measuring device for inspecting leukocyte chemotaxis.

【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。
FIG. 8 is a plan view showing a planar form of a filter manufactured in the example of the present invention.

【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。
FIG. 9 is an enlarged view of a portion that constitutes one filter in FIG.

【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。
FIG. 10 is an enlarged plan view showing the arrangement relationship of the micropores of the filter manufactured in the example of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 10 thin metal plates 11 micropores 12 Metal coating layer 21 board 22 Resist layer 25 Nickel electrodeposition layer 30 glass tubes 31 Filter holder 32 Pressure Transducer 80 substrates 81 resist pattern 82 mesh section 83 frame 84 Support

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【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。
1. A thickness of 5 to 3 formed entirely by electrodeposition.
A 0 μm thin metal plate having a pore diameter of 3 to 20 μm at the narrowest part, and a diameter of the opening on the inlet side of blood cells larger than 1 times and up to 10 times the narrowest part, or a funnel-shaped cross section. A blood test filter, which is characterized in that pincushion-shaped micropores are formed in a substantially uniform distribution.
【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。
2. The blood test filter according to claim 1, wherein a metal coating layer formed by electrodeposition is further formed on both front and back surfaces of the metal thin plate and inner wall surfaces of the micropores.
【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。
3. Micropores 100 to 40,000 / mm 2
The blood test filter according to claim 1, wherein the filter is formed with a density of.
【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。
4. The blood test filter according to claim 1, wherein the thin metal plate is nickel.
【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。
5. The blood test filter according to claim 1, wherein the metal coating layer is made of nickel.
【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。
6. The blood test filter according to claim 1, wherein the electrodeposition is electroplating.
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