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JPS6226073A - 直接血液潅流吸着方法およびその装置 - Google Patents

直接血液潅流吸着方法およびその装置

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Publication number
JPS6226073A
JPS6226073A JP60163994A JP16399485A JPS6226073A JP S6226073 A JPS6226073 A JP S6226073A JP 60163994 A JP60163994 A JP 60163994A JP 16399485 A JP16399485 A JP 16399485A JP S6226073 A JPS6226073 A JP S6226073A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
blood
adsorption
column
antibodies
adsorbent
Prior art date
Legal status (The legal status 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 status listed.)
Pending
Application number
JP60163994A
Other languages
English (en)
Inventor
徹 黒田
山脇 直邦
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.)
Asahi Chemical Industry Co Ltd
Original Assignee
Asahi Chemical Industry 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 Asahi Chemical Industry Co Ltd filed Critical Asahi Chemical Industry Co Ltd
Priority to JP60163994A priority Critical patent/JPS6226073A/ja
Publication of JPS6226073A publication Critical patent/JPS6226073A/ja
Pending legal-status Critical Current

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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、血液の直接潅流により、血液の中から生体に
とって不要な成分、あるいは悪性の成分を吸着材で吸着
除去しようとする直接血液灌流吸着方法およびその装置
に関する。
さらに詳しく述べると、本発明は、血漿脂質の増加に起
因する各種疾患と密接な関係を持つと考えられている低
比重リボ蛋白質や、癌、免疫増殖性症候群、慢性関節リ
ウマチ、全身性エリテマトーデス、アレルギー、臓器移
植時の拒絶反応等の生体免疫機能に関係した疾患および
現象、あるいは腎炎等の腎臓病、肝炎等の肝臓病などに
おいて、血液、血漿等の体液中に発現し、疾患の原因あ
るいは進行と密接な関係を持っていると考えられる悪性
物質を、体液中より吸着、除去する方法において、特に
、血液を直接吸着材に接触させて、血球の存在している
状態で悪性物質を吸着させる方法および装置に関するも
のである。
(従来の技術) 体液浄化の目的に使用された、あるいは研究されてきた
吸着材の主なものを挙げると、例えば、肝臓病用に人工
肝臓として用いられた活性炭あるいは親水性高分子でコ
ートした活性炭、家族性高コレステロール血症用に低比
重リポ蛋白質吸着材として用いられたヘパリン固定化ア
ガロース(Lupien、  P−J、  et、  
八E 、  :  A new approach  
t。
the management of familia
l hypercholesterolemia。
Removal of  plasma−choles
terol based on theprincip
le of affinity chromatogr
aphy、 Lancet。
2 :  1261〜1264.1976、)や、ガラ
スパウダー、ガラスピーズ(Carlson、 L、八
、 : Chromatographicsepara
tion  of  serum  1ipoprot
eins  on  glasspowder col
ums、 Description of the m
ethod andsome application
s、 Cl1n、 Chim、 Acta+ 5 : 
 528〜538.1960.)がある。
また、近年では、各種自己抗体、免疫複合体の吸着材と
して本発明者らが見出した、担体に被吸着物質と生物学
的または/および化学的な選択的相互作用をなす特別な
物質を化学結合により保持させてなる種々の吸着材があ
る(特開昭57−77624、特開昭57−77625
 、特開昭57−122875、特開昭57−1341
64、特開昭57−156035)。
(発明が解決しようとする問題点) これらの吸着材の中で、ヘパリンを抗凝固剤として用い
、吸着材を充填したカラムに直接血液を連続的に大量に
流せる例は活性炭のみであり、他の親水性の高い吸着材
の場合には、血小板の粘着が起こり、問題になることも
あった。また、活性炭の場合でも、血小板の粘着は、親
水性吸着材に比べ少ないとはいうものの、粘着が起こる
ことがあり、改善が望まれていた。
このような血小板粘着の問題は、抗凝固剤としてクエン
酸ナトリウムを用いたり、プロスタグランジンI2を用
いたりすることによって改善することも可能であるが、
クエン酸ナトリウムの場合には、使用する容量が多いた
め、血液の希釈が起こってしまったり、体外循環治療の
場合には、患者の血液容量が増え、ハイパーボレーミア
と呼ばれる状態になってしまうのを防ぐため、血液から
除水してやらなければならなかったり、クエン酸ナトリ
ウムが大量に体内に入ることによる口唇のしびれ等の副
作用が起こる場合がある。また、プロスタグランジン■
2の場合には、体外循環治療の際に、患者の血圧が低下
するという重篤な副作用が起こる。
したがって、抗凝固剤としてヘパリンを用いる血液の直
接潅流吸着において副作用なく血小板粘着抑制の可能な
方法および装置が望まれていた。
(問題点を解決するための手段) 本発明者らは、上記した直接血液潅流吸着の問題点を解
決し、さらには、簡便で安全な方法および装置を提供す
るため鋭意研究した結果、血液中のカルシウムを吸着し
た後、血液を吸着材と接触させることにより、吸着材の
悪性物質吸着能が維持されたまま、驚くほど血少板粘着
が抑制されることを見出し、さらに、これを達成するた
めの手段として、直接血液灌流吸着装置の血液導入部側
で血液を陽イオン交換体に接触させてやることによって
、血液の体積変化、薬剤の混入等がなく、しかも安全に
直接血液潅流吸着ができることを見出し、本発明を完成
するに至った。
すなわち、本発明は、血液を陽イオン交換体に接触させ
た後、吸着材に接触させることを特徴とする直接血液灌
流吸着方法であり、この方法の実施に直接使用する装置
として、少なくとも血液導入部、血液導出部、陽イオン
交換体を充填した陽イオン交換カラム、および吸着材を
充填した吸着カラムとよりなり、血液導入部、陽イオン
交換カラム、吸着カラム、血液導出部の順に設けたこと
を特徴とする直接血液潅流装置である。
本発明でいう血液とは、赤血球、白血球、血少板のよう
な有形成分を含む体液をいう。
本発明でいう陽イオン交換体とは、製造方法で分類する
と、(11単量体と橋かけ性単量体との共重合により希
望する大きさの小球状、基礎高分子体を合成し、続いて
アニオン性の官能基を化学的に導入したもの、(2)ア
ニオン性の官能器を持つ低分子量体を縮重合によって高
分子体にしたもの、または縮重合体を化学反応させアニ
オン性官能基を導入したもの、(3)セルロース、デキ
ストラン、アガロース等のゲルや無機多孔体の表面にア
ニオン性の官能器を化学的に導入したもの等が例示でき
るが、要は、表面に陽イオンを交換できるアニオン性の
官能器を有する水不溶体であって、血液中からカルシウ
ムを吸着でき、体液や生体にとって悪影響を及ぼさない
ものであればよい。市販の陽イオン交換樹脂、キレート
樹脂等は好ましく用いられる。
形状は繊維状、粒子状、棒状、ホローファイバー状等、
いろいろな形状のものを用いることができるが、粒子状
、中でも球状のものが血球に与える損傷が少なく推奨で
きる。また、粒子の直径は大きいほど血球の接触する表
面積が小さく好ましいのであるが、カルシウムイオンの
吸着効率との兼ね合いもあり、通常0.03〜5mmの
ものが使用される。より好ましく範囲は0.1〜4mm
であり、さらに好ましいのは0.2〜3mmの範囲であ
る。
また、陽イオン交換体の内部物理構造は、多孔体である
ことが吸着効率の点で好ましい。これによって、カルシ
ウムの吸着表面積を大きくできるので、効率がよい。
孔径はカルシウムイオンが通過できればよいので、それ
ほど大きい必要はなく、粒子表面が荒れないよう、また
、高分子量血漿蛋白質を吸着したり、活性化したり、凝
固、線溶補体系を活性化しないよう、小さい方が好まし
い。
陽イオン交換体の孔径は、ゲル状のタイプの場合、通常
、ウィルスや蛋白質を用いて測定した排除限界分子量で
表示される。4000万あるいはこれ以上のものも使用
は可能であるが、400万以下のものが使いやす<、3
0万以下がさらに好ましく用いられ、3万以下が望まし
い。ただし、カルシウムが入れる以上の孔径は必要であ
る。
また、陽イオン交換体が樹脂である場合には、通常、水
銀圧入によるポロシメーターで細孔分布を測定し、平均
孔径として表示することが多い。
平均孔径としては、3000人あるいはこれ以上のもの
でも使用できるが、1000Å以下のものが使いやすく
、300Å以下がさらに好ましく用いられる。
さらに望ましいのは100Å以下であるが、カルシウム
イオンが入れる以上の孔径は必要である。
陽イオン交換体の基材自身は、ある程度疏水性の高い方
が血少板粘着を抑制するので好ましい。
材質としては、スチレン、メタクリル酸のようなビニル
基のあるモノマーとジビニルベンゼンとを共重合して製
造したものに交換基を導入したものが好んで用いられて
いる。基材はこれに限定されるものではないことはいう
までもなく、無機質、有機質、天然品、合成品を問わな
い。
また、陽イオン交換体は、血液の流れによる圧力に対し
て変形しない方が好ましく、硬い方が好ましい。
具体的には、陽イオン交換体を直径↓Omm、長さ50
mm0カラムに充填し、通水するとき、カラムの入口圧
力と出口圧力との差が200mmHgの状態で、陽イオ
ン交換体の体積収縮率が15%以下であるのが好ましい
。さらに好ましいのは10%以下であり、望ましいのは
5%以下、より望ましいのは3%以下である。
陽イオンを交換できるアニオン性官能基には、スルホン
酸基、リン酸基、カルボキシル基等があり、中では弱酸
性のカルボキシル基が好ましく用いられる。ま、た、ア
ニオン性の官能基は、モノアニオンでもよいが、ポリア
ニオンも好ましく用いられる。
本発明でいう吸着材とは、被吸着物質と結合可能な表面
を持つ水不溶性の物質であり、活性炭、シリカゲル、ガ
ラス等のように材料表面自体が吸着性を持つものであっ
てもよ(、また、それ自体はあまり吸着性を示さない担
体に被吸着物質と結合可能なリガンドを固定化したもの
でもよく、被吸着物質と生化学的、物理的、化学的に結
合できる表面を持っているものをいう。
被吸着物質と結合可能なリガンドを例示すると、家族性
高コレステロール血症治療用に低比重リボ蛋白質吸着用
として、ヘパリン、デキストラン硫酸等の硫酸化多糖、
または抗低比重リボ蛋白質抗体、合成ポリアニオン等が
挙げられる。
全身性エリテマトーデス治療用としては、抗核抗体、抗
DNA抗体の吸着除去用に、アデニン、グアニン、シト
シン、ウラシル、チミン等のモノ、ジ、トリヌクレオチ
ドのホモポリマー、またはコポリマー、天然に存在する
DNA、RNA等の核酸が挙げられる。また、血中に存
在するDNA、RNA、ENAの吸着除去用に、抗一本
t* D N A抗体、抗二木鎖DNA抗体、抗RNA
抗体、抗ENA抗体等の抗核酸抗体、メチル化アルブミ
ンアクチノマイシンD等の塩基性化合物が挙げられる。
さらに、血中の免疫複合体の吸着除去用には、ctq等
の補体成分、プロティンA等の特異蛋白質、抗ヘビーチ
ェイン不変部第2相抗体等の免疫複合体に対する抗体が
挙げられる。
慢性関節リウマチ、悪性関節リウマチ治療用としては、
尿素、塩酸グアニジン、メルカプトエタノール、界面活
性剤、有機溶剤等の化学的変性(凝集)方法、熱、超音
波、ガスバブリング等の物理的変性(凝集)方法により
変性された変性γ−グロブリン、変性イムノグロブリン
、凝集γ−グロブリン、凝集イムノグロブリン、イムノ
グロブリンのFc部、イムノグロブリンのヘビーチェイ
ン不変部第2相およびそれらの前記変性方法による変性
体等のリウマチ因子に対する抗原様物質、および抗リウ
マチ因子抗体が挙げられる。また、リウマチの免疫複合
体除去用には、C1q等の補体成分、プロティンA等の
特異蛋白質、抗ヘビーチェイン不変部第2相抗体等の免
疫複合体に対する抗体が挙げられる。
橋本病治療用には、サイログロブリン、甲状腺のミクロ
ソーム分画成分が挙げられ、重症筋無力症治療用には、
神経筋のアセチルコリンレセプター分画成分が挙げられ
る。
糸球体腎炎治療用には、糸球体基底膜成分、特発性血小
板減少性紫斑病治療用には、血小板膜成分、血小板顆粒
分画成分、クッシング症候群治療用にはトランスコーチ
シン、抗コーチシン抗体が挙げられる。
肝炎の予防、治療用には、A型肝炎ウィルス、B型肝炎
ウィルス等のウィルス表面抗原に対する抗体が挙げられ
、高血圧治療用には、抗アンジオテンシン■抗体が挙げ
られる。
リンパ球異常に基づく免疫疾患治療用には、抗Bセル抗
体、抗すプレッサーT抗体、抗リンパ球抗体等の抗リン
パ球抗体が挙げられ、乳癌等の癌治療用には、プロティ
ンA、抗イムノグロブリン抗体が挙げられる。
本発明に用いることができるリガンドは、以上の例示に
限定されるものではなく、コングニチニン、コンカナバ
リンA1フイトヘマアグルチニン等のレクチン、核酸、
アミノ酸、脂質、プロタミン、抗原、抗体、酵素、基質
、補酵素等の被吸着物質と結合可能な公知の物質を用い
ることができる。
また、担体に2種以上のりガントを保持させて用いるこ
ともできる。さらには、リガンドを保持した担体を2種
以上併用して用いることもできる。
担体としては、繊維状ないしは棒状の多孔体であること
が必要であるが、活性化できる官能基(水酸基、アミノ
基、カルボキシル基、チオール基、シラノール基等の活
性水素を有する求核反応基)を表面に持っているものが
好ましい。
リガンドを担体に結合する方法は、共有結合、イオン結
合、物理吸着、包埋あるいは重合体表面への沈澱不溶化
等あらゆる公知の方法を用いることができるが、結合物
の溶出性よりみて、共有結合により固定、不溶化して用
いることが好ましい。
そのため通常固定化酵素、アフィニティクロマトグラフ
ィで用いられる公知の担体の活性化方法およびリガンド
の結合方法を用いることができる。
活性化方法を例示すると、ハロゲン化シアン法、エピク
ロルヒドリン法、ビスエポキシド法、ハロゲン化トリア
ジン法、ブロモアセチルプロミド法、エチルクロロホル
マート法、1.1′−カルボニルビイミダゾール法、シ
ランカップリング剤活性化法等を挙げることができる。
本発明の活性化方法は、リガンドのアミノ基、水酸基、
カルボキシル基、チオール基、シラノール基等の活性水
素を有する求核反応基と置換および/または付加反応で
きればよく、上記の例示に限定されるものではない。
無機多孔体担体の場合には、シランカップリング剤が好
ましく用いられる。
次に、本発明の直接血液灌流吸着装置について説明す゛
る。
第1図は本発明の直接血液潅流装置の一例を示す模式図
であるが、血液は血液導入部1を通して導入され、陽イ
オン交換カラム2に導入され、ここでカルシウムが吸着
除去される。カルシウムが除去された血液は、次に吸着
カラム3に導入され、ここで悪性物質が吸着除去される
。陽イオン交換カラム2でカルシウムが除去されている
ので、吸着カラム3内での血小板粘着は起こり難く、吸
着カラム3内の吸着材が血球粘着を起こしやすい性状お
よび形状をしていても、吸着カラム3内での血球による
目詰まりも起きない。吸着カラム3で浄化された血液は
、次に血液導出口4より取り出され、体外循環治療の場
合は患者に戻される。また、血液導出口付近で、陽イオ
ン交換カラム2で除去された成分を補給することも必要
によって行える。
陽イオン交換カラム2内のイオン交換体の量は、処理す
る血液の量とイオン交換体の交換容量によって決められ
るが、処理する血液中のカルシウムイオンを有効量吸着
できればよい。
また、イオン交換カラム2と吸着カラム3とは一体化さ
れていてもよく、位置関係が逆にならなければよい。
血液導入部1、血液導出部4は、血液の導入、導出を行
う回路であり、通常、塩化ビニールチューブ、シリコン
チューブ等が用いられる。
(発明の効果) 本発明の直接血液灌流吸着方法および吸着装置を用いる
ことにより、従来不可能であった吸着材に対する血液の
直接潅流が可能となったため、血液を血球と血漿とに分
離する分離器も不要となり、体外循環時に体外に導出さ
れる血液の容積が小さくなり、また、血液流量も小さく
することが可能になったため、血管の確保が非常に楽に
なった。
さらに、先ず血液から陽イオン交換樹脂でカルシウムを
除いてしまうため、血小板の損失が大幅に少なくなり、
繰り返し行われる体外循環に対して安全な治療システム
となった。
本発明は、自己血液を浄化、再生する一般的な用法に適
用可能であり、家族性高脂血症のように血清脂質の増加
に起因する各種疾患、癌、免疫増殖性症候群、慢性関節
リウマチ、全身性エリテマトーデス等の膠原病、重症筋
無力症等の自己免疫疾患、アレルギー、臓器移植時の拒
絶反応等の生体免疫機能に関係した疾患および現象、あ
るいは腎炎等の腎臓病、肝炎等の肝臓病などの体外循環
治療に有効に利用できる。
(実施例) 実施例1 第2図に示す実験回路を用い、ヘパリン加家族性高コレ
ステロール血症患者血液から低比重リポ蛋白質を吸着除
去する実験を行った。
陽イオン交換カラム2には内径8m111、長さ51、
内容積0.25m Itの円筒容器に、Na型にしたヌ
ククリル系弱酸性陽イオン交換樹脂 DIAIONWK
II(三菱化成工業製)を0.25m It詰めたもの
を用いた。
使用した DIAION  WK  11  は、白色
不透明球状であり、粒子径は篩分することにより0.5
9から0.84μ−の直径範囲を使用し、陽イオン交換
容量は3.1meq / mlであった。また、細孔径
は水銀ポロシメーターの測定限界(40人)を下まわっ
ていたが、カルシウムは吸着できる細孔径を持っていた
吸着カラム3には、親水性担体にポリアクリル酸を固定
化したものを吸着材とし、この1mlを内径8mm、、
長さ20m+nのカラムに充填して用いた。
吸着材は以下のようにして準備した。
酢酸ヒニル100g、トリアリルイソシアヌレート41
.4g (X=0.40) 、酢酸エチル100 g 
、ヘプタン100 g 、ポリ酢酸ビニル(重合度50
0)  7.5gおよび2,2′−アゾビスイソブチロ
ニトリル3.8gよりなる均一混合液と、ポリビニルア
ルコール1重量%、リン酸二水素ナトリウムニ水和物0
.05重量%およびリン酸水素二ナトリウム十二水和物
1.5重量%を溶解した水400n/!とをフラスコに
入れ、十分攪拌した後、65℃で18時間、さらに75
℃で5時間加熱攪拌して懸濁重合を行い、粒状共重合体
を得た。濾過水洗、ついでアセトン抽出後、カセイソー
ダ46.5gおよびメタノール21よりなる溶液中で4
0℃で18時間、共重合体のエステル交換反応を行った
得られたゲルの平均粒径は150μm、単位重量あたり
のビニルアルコール単位(q O1+ )は9.Ome
q/ g、比表面積は60n?/g、デキストランによ
る排除限界分子量は6X105であった。
次に、得られたゲル10g(乾燥重量)をジメチルスル
ホキシド120m l中に懸濁し、これにエピクロルヒ
ドリン78.3m l 、50%水酸化ナトリウム10
m1を加え、30℃で5時間攪拌しながら活性化反応を
行った。反応後ジメチルスルホキシドで洗浄し、水洗し
、吸引脱水した。活性化したゲルのエポキシ基結合量は
、l mlあたり110.dma!!であった。
該エポキシ基結合ゲルを用い、ポリアクリル酸(重量平
均分子量9X10’、米国アルトリフチ社製)をリガン
ドとして結合させ、吸着材を作成した。
ポリアクリル酸4.5gを蒸留水で500m lにし、
これをリガンド液とした。このリガンド液に前記エポキ
シ基結合ゲルを加え、50℃で16時間、振とうしなが
らリガンドの結合反応を行った。
この後、十分に水洗してからNa型にして、低比重リボ
蛋白質吸着材とした。
図中、6はヘパリンを5U/m!!の割合で加えた家族
性高コレステロール血症患者血液で、ポリエチレンビー
カー5に入れ、軽く振盪しておいた。
血液6はペリスタポンプ7により、陽イオン交換カラム
2に送られ、ここでカルシウムを除去した後、吸着カラ
ム3に送られ、ここで低比重リボ蛋白質が吸着され、血
液導出部を通してポリエチレンビーカー8に受けられた
。血液流量は0.3m It /minで、ポリエチレ
ンビーカー日中の血液9が20mfになったところでポ
ンプを停止した。
実験の間、流量の変動はほとんどなく、ポンプ7と陽イ
オン交換カラム2との間の回路内圧力は、20mmHg
以下であった。
カラム通過後の血液9の血小板濃度は2.OX 10S
/mm”であり、カラム通過前の血小板濃度は2.2X
IO’ 7mmffと大差なく、血小板のカラムへの粘
着は少なかった。
また、カラム通過後の血液9の低比重リボ蛋白質濃度は
220mg/aであり、カラム通過前の670mg1d
lの33%に低下した。
実施例2 吸着カラム3に充填する吸着材として、親木性担体にフ
ェニルアラニンを固定化したものを用いたこと、および
血液として、ヘパリン加慢性関節リウマチ患者血液を使
用こと以外は、実施例1と同様に実施し、血液中からり
ウマチ囚子も吸着除去する実験を行った。
吸着材は、実施例1と同じ担体を同様に活性化し、フェ
ニルアラニンを固定化したものを用いた。
フェニルアラニンの固定化条件は、活性化ゲル100m
 Itに対し、フェニルアラニン151IIIIlOR
を含む0.1M炭酸バッフy −(p H9,8)溶液
150m 12をリガンド液として加え、50℃で16
時間攪拌しながら反応させた。この後、十分水洗して用
いた。
血液を実施例1と同様に流したところ、実験の間流量の
変動はほとんどなく、ポンプ7と陽イオン交換カラム2
との間の回路内圧力は25mmt1gと低かった。
血小板数はカラム通過前が2.8X10’ /mm’で
あったのに対し、カラム通過後でも2.5X10’ /
−l+3であり、あまり下がらなかった。
また、カラム通過前のリウマチ因子(RAHAタイター
、富士レビオ社製測定キットにて測定)は640であっ
たが、通過後では160に低下していた。
比較例1 実施例2において陽イオン交換カラム2を使用しなかつ
こと以外は、実施例2と同様に実験した。
血液を流したところ、流量は経時的に下がる傾向を示し
、吸着カラム内における血小板粘着が観察された。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の直接血液灌流吸着装置の一例を示す模
式図、第2図は実施例に用いた実験装置の模式図である
。 1−・−−−−一血液導入部 2−−−−−−一陽イオン交換カラム 3−・−・−吸着力ラム 4−−−−−一血液導出部 5.8−・−・ビーカー 6.9−−−−−一血液 7・−−−−−−ポンプ 第7n 年2n

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)血液を陽イオン交換体に接触させた後、吸着材に
    接触させることを特徴とする直接血液灌流吸着方法。
  2. (2)少なくとも血液導入部、血液導出部、陽イオン交
    換体を充填した陽イオン交換カラム、および吸着材を充
    填した吸着カラムとよりなり、血液導入部、陽イオン交
    換カラム、吸着カラム、血液導出部の順に設けたことを
    特徴とする直接血液灌流吸着装置。
JP60163994A 1985-07-26 1985-07-26 直接血液潅流吸着方法およびその装置 Pending JPS6226073A (ja)

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