せん断負荷による赤血球損傷の実験的評価

摘要

人工心臓血液ポンプや人工心肺装置をはじめとする血液 接触型の医療機器の承認審査において課せられる血液適合 性試験の一つに，機器使用に伴う血球損傷を評価する溶血 試験がある.溶血試験では，動物血を充填した閉循環回路 に組み込んだ試験対象機器を実使用条件で運転し，一定時 間毎に回路中からサンプリングした血液の血漿遊離へモグ ロビン濃度を測定する.血球損傷により血球中からへモグ ロビンが漏出し，血漿遊離へモグロビンが増加することか ら，血漿遊離へモグロビンの時間変化率が試験機器の溶血 性能指標となる.しかしながら，この試験方法では機器 の溶血性能改善によって血球からのへモグロビン漏出が極 微量で濃度計測の検出限界以下になった場合には，血液適 合性評価ができないことを意味する.そこで，漏出へモグ ロビン量ではなく，血球膜性状そのものに着目した血球損 傷度評価法をこれまでに提案してきた.本研究では，一 定せん断応力を一定時間負荷した赤血球を対象とし，その 損傷度を評価することとした.赤血球に負荷するせん断応 力は生体内の循環系における生理的な範囲内で，正常赤血 球の溶血が生じるとされる閑値より十分小さい値とし，極 わずかな膜性状変化を検出できるかを調べることとした.%We have proposed a simple method for assessing red blood cell (RBC) damage. In this study, shear-induced blood cell damage was investigated using this method. PBS-RBC suspension was placed between the cone and plate of a cone-plate type shear loading apparatus and a constant shear stress was applied to the RBCs in the suspension by rotating the cone at a constant speed for a certain period. The shear-loaded RBC suspension was collected and then exposed to a low osmolarity condition so as to induce osmotic hemolysis. The optical transmittance during the process of osmotic hemolysis was measured continuously and approximated with a first order lag function to derive the time constant. The time constants of shear-loaded samples were short compared with that of the control sample. This means the RBC damage increased. The shear stress applied to the RBCs was up to 1.2 Pa and too small to lead normal RBCs to collapse. Therefore, it can be said that the proposed evaluation method could detect the slight change of the damage on RBC membrane (i.e. sublethal hemolysis).