JPH01194991A - パイロジェンの除去方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は膜とパイロジエン吸着体との両者を併用するこ
とによる、パイロジエン含有液からのパイロジエン除去
方法に係わる。

特に脱パイロジエン水の製造に関するものである。本発
明の方法により製造された脱パイロジエン水は医療用、
例えば腎機能不全者に行う人工透析用の透析水、濾過型
人工腎臓用の補液、ベツドサイドに於ける点滴用の高濃
度薬剤の希釈液の製造、或いは医療用器具の洗浄、更に
製薬用、例えば注射薬用純水の製造及び注射薬用容器の
洗浄等に使用することができる。

更に本発明の方法は、血液中に投薬される医薬品を含有
する水溶液からのパイロジエン除去方法としても有用で
ある。この様な水溶液としては、例えば周状において発
熱性物質試験法を適用される各種の医薬品（果糖注射液
、生理食塩水、デキストラン４０注射液、ブドウ糖注射
液、リンゲル液、輸血用クエン酸ナトリウム注射液等）
がある。その他面液中に投薬されるもので、その製造工
程でパイロジエンを除去する必要がある医薬品であれば
如何なるものでも本発明に適用される。

〔従来の技術及びその問題点〕

発熱性物質（パイロジエン）、特にその代表的なものと
してのエンドトキシンは、グラム陰性細菌の細胞壁に由
来し、その構成成分はリポ多糖であり、その分子量は由
来する菌類によって異なり、サブユニットとしては数千
から致方であるが、水溶液中では会合状態で存在するた
め、数十万から数百万の大きさを有することがあるとい
われ、その超微量が体内に入ると顕著な発熱を引き起こ
し、致死にいたらしめる場合もあることが知られている
。

又最近、エンドトキシンの構成成分であるリピドＡ（分
子量約２千）も発熱性があることが知られるようになっ
た。

一方、エンドトキシンを検出するために日本薬局方でう
さぎによる発熱性試験が義務づけられているが、手間と
時間がかかるため、エンドトキシンがカブトガニの血球
成分と反応し、血球成分が凝固することを利用した簡易
な検出試薬が市販され、短時間に測定できるようになっ
た。又、エンドトキシンとカブトガニの血球成分との反
応機作を利用した合成基質による比色定量法も確立され
ている。更に合成基質による定量法も検出限界が上昇し
、ｎｇ／ｍｌ！単位から１）ｇ／ｄ単位へと移行し、超
微量のエンドトキシンも検出されるに至っている。

従来、パイロジエンを含有する原水からパイロジエンを
除去した水を得る方法として、逆浸透膜或いは限外濾過
膜を用いる方法が知られている。この中で逆浸透膜は海
水の淡水化等に用いられることから分画分子量は５００
以下で、エンドトキシンの構成成分のリポ多糖及び末端
の構成成分であるリピドＡをも除去しつる性能を有して
いる。しかし、逆浸透膜は高圧で運転するため膜の欠陥
部からのリークが大であり、又エネルギー消費も大であ
るという欠点を有している。

次に限外濾過膜は逆浸透膜に比べ低圧で運転を行い消費
エネルギーは小さいけれども、エンドトキシンの除去に
関しては高分子のリポ多糖は高分画の限外濾過膜（例え
ば分画分子量３万）で充分に除去し得るが、リポ多糖の
末端成分である低分子量のリビドＡは高分画限外濾過膜
では透過して（る。このため分画分子量５千以下の限外
濾過膜が必要となるが、分画分子量３万のものに比べて
透水速度が小さいという欠点を有している。又、長期間
使用すると膜に欠陥が生じ、更に膜面にエンドトキシン
が蓄積して一部リークしてくる。これを解決する手段と
して一般に２段濾過が行われているが、１段目では除去
効率が大であっても２段目は除去効率が低下するという
欠点を有している。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明者等は上記の如き欠点を有しないパイロジエン含
有液からのパイロジエン除去方法につき種々検討の結果
、膜とパイロジエン吸着体を併用することにより、除去
効率の優れたパイロジエンの除去方法が得られることを
見出し、本発明に到ったものである。

特に本発明者等は、脱パイロジエン水の製造方法におい
て、分画分子量１万以上２０万以下の限外濾過膜は孔径
が大きく透水速度も大きい効率の良い膜であるので、こ
の膜を用いて分子量が１万から数百万のエンドトキシン
を先ず除去し、次いで分画分子量１万以上の限外濾過膜
では除去し得ない分子量数百以下のエンドトキシン及び
／又は分子量約２千のリビドＡをパイロジエン吸着体に
より除去する様にすれば、長期使用により限外濾過膜の
膜欠陥が生じても高分子量のエンドトキシンをパイロジ
エン吸着体により除去し得ること、並びに分子量約２千
のリピドＡをも長期間安定的に除去し得ることを見出し
たのである。更に本発明の方法は限外濾過膜を透過する
分子量数千ダルトン以下の低分子物質の水溶液の脱パイ
ロジエン法としても有用である。

この場合に使用される膜は限外濾過膜で、該限外濾過膜
の分画分子量は１万以上２０万以下（平均孔径２０Å以
上０４１μｍ以下、好ましくは３０Å以上２００Å以下
）であることが望ましい。

又、本発明は血液中に投薬される医薬品を含有する水溶
液からパイロジエンを除去する方法としても有用である
。即ち、医薬品中に含まれるエンドトキシンのうち対象
とする医薬品よりも大きな高分子量のエンドトキシン、
例えば会合状態のリポ多糖や、エンドトキシンの発生源
となる細菌を医薬品が容易に通過しろる孔径を有する膜
によって除去し、次いで膜によって除去し得なかった低
分子量のエンドトキシン及びリピドＡのみを吸着体によ
って選択的に吸着除去することにより、有効に医薬品中
の発熱性物質を除去することができる。この時に用いら
れる膜としては対象とする医薬物質が容易に通過するこ
とができ、かつ対象とする医薬物質以上の大きさを有す
るエンドトキシン及び微生物等の夾雑物質を除去するこ
とができるポアサイズを有する膜、即ち限外濾過膜即ち
ＵＦ膜を適宜選択して使用することができる。

このような医薬品としては、血液製剤、酵素製剤、抗体
、組換え蛋白、ペプチド、ホルモン、医薬用多糖類など
があげられる。又、デキストラン注射液、果糖注射液、
ブドウ糖注射液、リンゲル液、輸出用クエン酸す）　Ｉ
Ｊウム注射液などの注射液や点滴液も対象となる。

このような対象物に対して使用しろる限外濾過膜即ちＵ
Ｆ膜は、対象となる医薬品が分子量１００万ダルトン以
上の化合物（ヒアルロン酸等）であれば、試料を透過さ
せることが出来る分画分子量１００万以上の膜を用いる
ことができ、医薬品の分子量が１０万ダルトン以上１０
０万ダルトン以下の化合物（免疫グロブリン等）であれ
ば、試料が透過可能な分画分子量１０万以上の膜を使用
できる。

さらに、対象となる医薬品が分子量１万ダルトン以上１
０万ダルトン以下の化合物（アルブミン等）であれば、
試料が透過可能な分画分子量１万以上の膜を用いること
ができ、医薬品の分子量が１万ダルトン以下の化合物で
あれば、試料が透過しうる分画分子量２千以上の膜を用
いることができる。

さらには、これらの限外濾過膜即ちＵＦ膜を２種類以上
組み合わせて使用することもできる。

例えば、第８図及び第９図に示した様な２種類のパイロ
ジエン除去システムが例示される。

第８図のシステムと第９図のシステムでは、２種類のＵ
Ｆ膜の順序が逆になっており、試料の種類や含まれてい
るパイロジエンの性質に応じて適当な方のシステムを用
いることが出来る。

上記システムに使用しているＵＦ膜については、ＵＦ−
１は既に説明した通り、試料が透過できる分画分子量を
持った膜であり、試料の分子量によって最適分画分子量
を選択する必要がある。

ＵＦ−２は、試料を透過させない分画分子量を有する膜
であり、例えば、対象となる試料が分子量１００万ダル
トン以上の化合物（ヒアルロン酸等）であれば、試料を
透過させない分画分子量１００万以下の膜を用いること
ができ、医薬品の分子量が１０万ダルトン以上１００万
ダルトン以下の化合物（免疫グロブリン等）であれば、
試料を透過させない分画分子量１０万以下の膜を使用で
きる。さらに、対象となる試料が分子量１万ダルトン以
上１０万ダルトン以下の化合物（アルブミン等）であれ
ば、試料を透過させない分画分子量１万以上の膜を用い
ることができ、試料の分子量が２千ダルトン以上１万ダ
ルトン以下の化合物であれば、試料を透過させない分画
分子量２千以上の膜を使用できる。

以上のように、ＵＦ−２膜も対象となる試料に応じて最
適分画分子量の膜を設定する必要がある。

更に、２種類のＭＦ膜、即ち精密濾過膜については、必
ずしも本システムでは必須のものではないが、試料に応
じてＭＦ膜を前及び／後に設けることができる。ＭＦ−
１が菌体（ダラム陰性菌等）などのようにＵＦ膜処理を
妨げるような巨大分子を除去する為のもので、ＭＦ−２
はパイロジエン吸着体の微細な破片（Ｐ、Ａ、ｆ）を除
去する為のものである。尚、ＭＦ−１及びＭＦ−２のポ
アサイズは０．２μｍ程度が好ましい。

また、第８〜９図のシステム図中に示したＬＳ、ＬＭ、
ＬＬの記号は、パイロジエン会合体の大きさを表すもの
である。即ち、一般にパイロジエンは溶液中で分子量分
布を持った会合体を形成するため、膜処理により種々の
分子量を持った会合体に分画されるので、便宜的にパイ
ロジエン会合体の大きさを３種類に大別している。この
分類は、試料と同程度の分子量を示すパイロジエン会合
体をＬＭとして、それよりも大きい分子量を持つパイロ
ジエン会合体をＬＬとし、小さい分子量を持つパイロジ
エン会合体をＬＳと設定している。

本発明に用いる膜の材質はポリスルホン系（ＰＳ系）、
ポリアクリロニトリル系（ＰＡＮ系）、ポリアミド系等
の合成高分子及び酢酸セルロース等の半合成高分子等か
らなり、膜形態はホローファイバー型（ＨＦ）、スパイ
ラル型、プリーツ型、チューブラ−型、プレートアンド
フレーム型等の膜モジュールを用いることができる。

パイロジエン吸着体としては、パイロジエンを効率良く
吸着できるものであれば如何なるものでも良いが、例え
ばアガロース、セルロース等を基材とした固定化用担体
に、アミノ酸、イミノ２酢酸、抗生物質等を固定化した
ものを好まし）使用し得るが、特開昭５７−１８３１７
２号公報に記載の含窒素複素環式化合物、例えばＬ−ヒ
スチジンなどと水不溶性担体との結合物、或いは特開昭
５４−６７０２４号公報に記載のヒアルロン酸とアニオ
ン樹脂よりなる吸着体を使用することも出来る。

パイロジエンを含有する液体は特に制限されないが、と
りわけ、エンドトキシン濃度が１１０４ｎ／ｍｆｆ以下
のものが好ましい。

次に本発明を実施する好適態様を図面について説明する
。第１図〜第３図はパイロジヱン含有原水から脱パイロ
ジエン水を製造する工程を略示するものである。

第１図は吸着体の充填率が大きく、吸着体カラムも加圧
が必要な時に用いる方法である。即ち原水ａをポンプｂ
にて昇圧し、限外濾過膜モジュールＣに通水し透過水ｇ
を得るが、吸着体ｄの充填率が大きいため、膜モジユー
ル透過水圧だけでは吸着体ｄを通過し得ない場合、吸着
体ｄの前にポンプｅを入れ、限外濾過膜モジュールＣの
透過水を再度昇圧し、吸着体ｄに通水し、脱パイロジエ
ン水ｇを得る。

第２図は吸着体ｄの充填率が小さく、透水圧が低い時に
用いる方法である。即ち、原水をポンプｂにて昇圧し、
限外濾過膜モジュールＣに通水し透過水を得、これを吸
着体ｄへ通水し、脱パイロジエン水ｇを得る。

第３図は限外濾過膜モジュールの透過水受水タンク内に
吸着体を浸漬しておく方法である。

即ち、第２図と同じく、限外濾過膜モジニールで透過し
た水を受水タンクｆに一度受水しておき、この受水タン
クｆ内に吸着体ｄを浸漬しておけばこの中に脱パイロジ
エン水が生成し、連続或いは随時に脱パイロジエン水ｇ
を使用できる。

〔実　施　例〕

次に本発明の実施例及び比較例を示す。

比較例１ 膜材質がポリアクリロニトリル系で分画分子量３万の限
外濾過膜モジュールを用い、エンドトキシン濃度２５０
ｎｇ／ｍｊ！の原水を９０％回収濾過にて１週間連続運
転を行った。エンドトキシン検出法としてゲル化法の検
出感度０．　Ｏ１ｎｇ／ｍｉ！の和光純薬製すムラスＨ
Ｓテストワコー及び比色法の検出感度１ｐｇ／ｍｊ！の
エンドスペシー（生化学工業製）による二つの検出法で
濾過水を検査したところ、次表に示す如く、２日まで両
検出法にて検出されなかったが、３日目から比色法で検
出されるようになり、５日目では両検出法とも検出され
るに至った。

く１：検出限界以下 比較例２ 膜材質がポリアクリロニ）　ＩＪル系で分画分子量８万
の限外濾過膜モジュールを２段で用い、各モジュールの
エンドトキシン除去効率についての試験を行った。即ち
エンドトキシン濃度２５０ｎｇ／ｍｌの原水を用い、各
段の透過水を検出感度１１１ｇ／−のエンドトキシン（
生化学工業製）で検出を行った。その結果、次表の如く
、１段目では９９．９９％の除去率を示したが、２役目
では８０％の除去率であった。

実施例　１ 第１〜３図に示したシステムを用い、膜材質が゛ポリア
クリロニトリル、分画分子量３万の限外濾過膜モジュー
ルを用い、エンドトキシン濃度２５０ｎｇ／ｍｆの原水
を９０％回収濾過にて連続運転し、次いでＬ−ヒスチジ
ンを固定化したアガロースよりなるパイロジエン吸着体
を通した後の水を比色法でエンドトキシンの検出を行っ
た。

その結果、次表に示す如く、運転開始後２週間比色法に
て濃度測定を行い、全て検出限界以下であった。

く１：検出限界以下（ｌｐｇ／ｒｎ１以下）実施例２ エンドトキシンを５０ｎｇ／ｄ含む生理食塩水を用いて
、実施例１と同様のシステムを用いて、エンドトキシン
の除去を行ったことろ、実施例１と同様の結果を得た。

実施例３ エンドトキシンを５０ｎｇ／ｍｊ！含む果糖注射液を用
いて、実施例１と同様の処理を行ったところ、実施例１
と同様の結果を得た。

実施例４ ヒト血清アルブミン（Ｈ３Ａ）溶、液ＣＨ３ＡＨ２Ｓ濃
度　Ｕ　Ｖ　（２８０ｎｍ）の吸光度測定、リン酸バッ
ファーでｐＨ６，５、イオン強度（μ）−〇、旧に調整
〕を用いて実験を行った。この溶液に含有させたエンド
トキシン濃度は、リムルステスト〔「リムルスＩｔｓ−
テスト　ワコー」ヲ用い、トキシンメーターＥＴ−２０
１（何れも和光純薬工業■製）で測定〕で約１３００ｎ
ｇ／ｍｆ！であった。

試料溶液１００−をパイロジエンフリー（ｌｐｇ／ｍ１
以下）にしたポリエーテルスルホン製中空糸ＵＦモジュ
ール〔分画分子量１０万、ｒＦＵｓ−１０８１」；ダイ
セル化学工業■製〕を用いたＵＦ処理により５倍濃縮を
行った。この処理で得られた透過液のＨ５Ａ濃度は３．
２％（Ｈ３Ａ回収率約４０％）、エンドトキシン濃度は
約３ｎｇ／ｍｊ！であった。

次いで、上記のＩＳＡ透過液をパイロジエン除去吸着体
〈実施例１で用いたもの）充填カラム（０，９ｃｍ１Ｄ
　Ｘ２７．５ｃｍ）　に５Ｖ＝２（約０．６−７ｍ　ｉ
ｎ）の流速で流下させた。得られた溶出液のＨ３Ａ濃度
は約３％（カラム処理に於けるＨ３Ａ回収率＋；［１１
１９４％）、エンドトキシン濃度は約０．０１６ｎｇ／
ｍ！であった。

従って、本発明の除去方法による本試料中のパイロジエ
ン除去率は約９９．９９８％であった。

尚、試料のＨ３Ａが菌体汚染されている場合は、ＭＦ−
１（精密濾過膜）を第８図の様にパイロジエン除去シス
テムに組み込むことが好ましい。更にパイロジエン吸着
体を充填したカラムからパイロジエン吸着体の微細な破
片（Ｐ、　Ａ、　ｆ）が溶出してくる可能性がある場合
には、ＭＦ−２（精密濾過膜）をパイロジエン除去シス
テムのファイナルフィルターとして組み込むことが好ま
しい。

〔パイロジエン除去装置〕

上記の如く、本発明に於いては限外濾過膜による濾過法
と吸着体による吸着法とを併用してパイロジエンの除去
を行うが、吸着法に於ける問題は吸着体が経時的にパイ
ロジエン吸着により、性能低下することであり、性能低
下が限界に達した場合、吸着体を再生し、性能回復を図
ってやらねばならない。ところが、従来、この吸着体再
生の手段を組み込んだ効果的なパイロジエン除去装置が
なかった。そこで、本発明の次の目的はパイロジエン吸
着体の再生を効率的に行う手段を組み込んだ効果的なパ
イロジエン除去装置を提供することにある。

この目的は、本発明の装置により達成される。

即ち、本発明の装置は、パイロジエン除去用吸着体によ
って、原液中のパイロジエンを除去する手段と前記吸着
体を再生液によって再生する手段を具備してなるパイロ
ジエン除去装置である。

この装置に於いて、再生液中のパイロジエンは予め限外
濾過膜で除去しておく手段を組み込むことが好ましい。

再生液は一般に低分子量の薬品の水溶液である。例えば
、特開昭５７−１８３７１２号公報には、再生液として
、デオキシコール酸ナトリウム、水酸化ナトリウム、塩
化ナトリウム等の水溶液が開示されている。

従って、再生液は限外濾過膜により高分子量のパイロジ
エンのみが除去される。

また、吸着体の再生液による再生運転を逆洗方式で行う
手段を具備させることが好ましい。

即ち、通常運転中の原液の流れとは逆の向きに再生液を
流し、吸着体に吸着したパイロジエンの脱着を容易とす
ることである。

次に、原液と再生液とを同一のポンプで導入する手段を
具備させることが好ましい。原液を導入する通常運転と
、再生液を導入する再生運転とは交互に行われるから、
それぞれの液の導入に同一ポンプを共用することが可能
であり、これによりポンプ１台が節約される。

更に、吸着体の再生時に生じる排再生液を限外濾過膜で
処理した後、回収する手段を具備させることが好ましい
。これにより、高価な再生液のロスを減少させることが
出来る。

次に、本発明の装置の態様例を図面により説明する。

第４図に本発明の装置の一態様例の概略図を示す。Ａは
原液、Ｂは再生液、Ｃは製品液、Ｄは排再生液である。

原液槽１の原液はポンプ６及び流量計７を経てパイロジ
エン吸着体カラム３へ導入されパイロジエンが除去され
た後、製品液槽４に貯留される。吸着体が性能低下の限
界に達した場合、原液の導入を止め、吸着体の再生を行
う。再生液は限外濾過膜５で予めパイロジエンを除去し
て再生液槽２に貯留しておき、これよりポンプ６及び流
量計７を経て、吸着体カラム３へ導入され、吸着体の再
生を行った後、排再生液として外部へ放出される。

次に、第５図に本発明の装置の他の態様例の概略図を示
す。これは、吸着体の再生を逆洗方式で行う例である。

原液はポンプ６により吸着体カラム３へ導入され、パイ
ロジエンが除去された後、製品液槽４に貯留される。吸
着体の再生は原液の導入を止め、再生液をポンプ６′に
より導入し原液の流れの向きとは逆にして行う。

また、第６図に本発明の装置の他の態様例の概略図を示
す。これは、第５図の例において、ポンプを共用させた
ものである。原液の流れは、原液槽１→バルブ１１→ポ
ンプ６→バルブ１３→吸着体カラム３→バルブ１９→バ
ルブ１４→製品液槽４であり、再生液の流れは、再生液
槽２→バルブ１２→ポンプ６→バルブ１８→吸着体カラ
ム３→バルブ２０→バルブ１７である。

更に、第７図に本発明の装置の他の態様例の概略図を示
す。これは、排再生液を限外濾過膜で濾過した後、回収
するものである。原液の流れは、原液槽１→バルブ１１
−ポンプ６→バルブ１３→吸着体カラム３−バルブ１４
→製品液槽４である。再生液の流れは、再生液槽２→バ
ルブ１２→ポンプ６→バルブ１３→吸着体カラム３→バ
ルブ１７→限外濾過膜５″であるが、濾液は再生液槽２
へ戻り、濾過残渣は排液Ｅとして外部へ放出される。

この様に本発明により、パイロジエン吸着体の再生が効
率的に行える手段を具備した液体のパイロジエン除去装
置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図及び第３図はそれぞれ本発明の方法を実
施する好適態様の工程を略示する図、第４図、第５図、
第６図及び第７図はそれぞれ本発明の装置の態様例を示
した概略図、第８図及び第９図はそれぞれ２種類のＯＦ
膜を用いた本発明に用いるシステムの例を示す概略図で
ある。 ａ・・・原液、ｂ、ｅ・・・ポンプ、Ｃ・・・限外濾過
膜モジュール、ｄ・・・吸着体 Ａ・・・原液、Ｂ・・・再生液、Ｃ・・・製品液、Ｄ・
・・排再生液、Ｅ・・・排液 １・・・原液槽、２・・・再生液槽、３・・・パイロジ
エン吸着体カラム、４・・・製品液槽、５・・・限外濾
過膜、５゛・・・限外濾過膜、６・・・ポンプ、６°・
・・ポンプ、７・・・流量計、１１・・・バルブ、１２
・・・バルブ、１３・・・バルブ、１４・・・バルブ、
１５・・・バルブ、１６・・・バルブ、１７・・・バル
ブ、１８・・・バルブ、１９・・・バルブ、２０・・・
バルブ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　パイロジェンを含有する液体を膜によって処理し、
   次いで処理液をパイロジェン吸着体にて処理することを
   特徴とするパイロジェンの除去方法。