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JOURNAL O F C L I N I C A L M I C R O B I O L O G Y , D e c . 1 9 8 9 , p . 2 7 1 0 - 2 7 1 20 0 9 5 - 1 1 3 7 / 8 9 / 1 2 2 7 1 0 - 0 3 $ 0 2 . 0 0 / 0C o p y r i g h t 1 9 8 9 , A m e r i c a n S o c i e t y f o r M i c r o b i o l o g yV o l . 2 7 , N o . 1 2

E n d o t o x i n R e m o v a l b y E n d - L i n e F i l t e r sERWIN VANHAECKE,1* CHRISTIAN DE MUYNCK,2 JEAN PAUL REMON,2 AND FRANCIS COLARDYN3

L a b o r a t o r y f o r P h a r m a c e u t i c a l M i c r o b i o l o g y a n d H y g i e n e l a n d L a b o r a t o r y f o r P h a r m a c e u t i c a l T e c h n o l o g y , 2S t a t e U n i v e r s i t y o f G e n t , a n d I n t e n s i v e C a r e D e p a r t m e n t , U n i v e r s i t y H o s p i t a l ? 3 B - 9 0 0 0 G e n t , B e l g i u mR e c e i v e d 3 A p r i l 1 9 8 9 / A c c e p t e d 1 6 A u g u s t 1 9 8 9

F o u r c o m m o n l y u s e d e n d - l i n e f i l t e r s , on e w i t h a c h a r g e - m o d i f i e d h y d r o p h i l i c n y l o n f i l t e r ( E L D 9 6 ; P a l lB i o m e d i c a l L t d . , P o r t s m o u t h , U n i t e d K i n g d o m ) , on e w i t h an u n m o d i f i e d n y l o n f i l t e r ( F A E 0 2 0 ; P a l lB i o m e d i c a l ) , a n d t w o w i t h h y d r o p h i l i c c e l l u l o s e e s t e r f i l t e r s ( I v e x - H P , M i l l i p o r e C o r p . , B e d f o r d , M a s s . ;S t e r i f i x , B r a u n - G e l m a n , B r u s s e l s , B e l g i u m ) , were e v a l u a t e d f o r t h e i r e n d o t o x i n - r e m o v i n g c a p a c i t y i n s a l i n ea n d 5% g l u c o s e . N a t u r a l e n d o t o x i n s d e r i v e d f r o m E s c h e r i c h i a c o l i 8 7 3 9 a n d t h e l i p o p o l y s a c c h a r i d e m u t a n tP s e u d o m o n a s a e r u g i n o s a P A 2 2 0 - R 2 a n d a p u r i f i e d E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 l i p o p o l y s a c c h a r i d e p r e p a r a t i o nwere u s e d t o c h a l l e n g e t h e f o u r e n d - l i n e f i l t e r s . No e n d o t o x i n - r e m o v i n g c a p a c i t y was o b s e r v e d f o r t h e I v e x - H Pa n d S t e r i f i x f i l t e r s . B o t h t h e F A E 0 2 0 a n d t h e ELD96 e n d - l i n e f i l t e r s s h o w e d e x c e l l e n t e n d o t o x i n - e l i m i n a t i n gc a p a c i t i e s i n 5% g l u c o s e . I n c r e a s i n g t h e N a C i c o n c e n t r a t i o n i n 5% g l u c o s e , h o w e v e r , g r e a t l y r e d u c e d t h ee n d o t o x i n - r e m o v i n g e f f i c i e n c y o f e s p e c i a l l y t h e ELD96 f i l t e r f o r t h e p u r i f i e d E . c o l i l i p o p o l y s a c c h a r i d ep r e p a r a t i o n . O b v i o u s l y , b o t h t h e n a t u r e o f t h e e n d o t o x i n a n d t h e i o n i c s t r e n g t h o f t h e s o l u t i o n h a d a m a j o ri n f l u e n c e on t h e e n d o t o x i n e n d - l i n e f i l t e r i n g e f f i c i e n c y .

E n d - l i n e f i l t e r s a r e u s e d a t t h e e n d o f a n i n t r a v e n o u s ( i . v . )a d m i n i s t r a t i o n s e t t o e l i m i n a t e p a r t i c u l a t e m a t t e r , m i c r o o r -g a n i s m s , a n d a i r f r o m t h e i n f u s i o n f l u i d ( 4 , 9 , 1 5 ) . M i c r o b i -o l o g i c a l c o n t a m i n a t i o n o f t h e i n f u s i o n s y s t e m i s , t o g e t h e rw i t h w o u n d , u r i n a r y t r a c t , a n d p u l m o n a r y i n f e c t i o n s , am a j o r c a u s e o f s e p s i s w i t h p o s t o p e r a t i v e p a t i e n t s ( 1 1 ) . M o s tm i c r o o r g a n i s m s t h a t s u r v i v e a n d p r o l i f e r a t e i n i . v . s o l u t i o n sa r e g r a m - n e g a t i v e b a c t e r i a ( 2 , 7 ) . A l t h o u g h i t i s g e n e r a l l ya c c e p t e d t h a t c e r t a i n a n t i b i o t i c s h a v e t h e c a p a c i t y t o i n d u c et h e r e l e a s e o f e n d o t o x i n s f r o m g r a m - n e g a t i v e b a c t e r i a ( 1 4 ) ,s p o n t a n e o u s r e l e a s e o f e n d o t o x i n s a s l i p o p o l y s a c c h a r i d e( L P S ) - p r o t e i n v e s i c l e s i n t h e s u r r o u n d i n g a q u e o u s m e d i u mh a s b e e n r e p o r t e d ( 3 ) .A v a r i e t y o f m e t h o d s a r e a v a i l a b l e f o r r e m o v i n g e n d o t o x -i n s f r o m a q u e o u s s o l u t i o n s ( 9 , 1 0 , 1 5 ) . I n v i e w o f t h e c l i n i c a li m p l i c a t i o n s o f e n d o t o x i n r e m o v a l f r o m c o n t a m i n a t e d i . v .f l u i d s , a c o m p a r i s o n w a s m a d e b e t w e e n t h e e n d o t o x i n -e l i m i n a t i n g c a p a c i t y o f f o u r f i l t e r s ; b o t h n a t u r a l a n d p u r i f i e de n d o t o x i n p r e p a r a t i o n s w e r e u s e d t o c h a l l e n g e t h e e n d - l i n ef i l t e r s .

MATERIALS A N D METHODSB a c t e r i a l s t r a i n a n d L PS p r e p a r a t i o n . E s c h e r i c h i a c o l i 8 7 3 9w a s o b t a i n e d f r o m t h e A m e r i c a n T y p e C u l t u r e C o l l e c t i o n( R o c k v i l l e , M d . ) . P s e u d o m o n a s a e ru g i n o s a 2 2 0 - R2 w a s a nLPS m u t a n t s t r a i n , k i n d l y p r o v i d e d b y S . C r y z , S w i s s S e r u ma n d V a c c i n e I n s t i t u t e , B e r n , S w i t z e r l a n d . A f t e r 7 h o fg r o w t h o n t r y p t i c s o y a g a r ( O x o i d L t d . , B a s i n g s t o k e , U n i t e dK i n g d o m ) a t 3 7 C , a n u t r i e n t a g a r p l a t e ( O x o i d ) w a s m a s -s i v e l y i n o c u l a t e d w i t h E . c o l i o r P . a e r u g i n o s a . A f t e r g r o w t hf o r 1 7 . 5 h , t h e b a c t e r i a w e r e s c r a p e d o f f t h e a g a r p l a t e s ,c o l l e c t e d b y c e n t r i f u g a t i o n , a n d s u s p e n d e d i n 5 . 0 m l o f w a t e rf o r i n j e c t i o n ( T r a v e n o l I n c . , L e s s i n e s , B e l g i u m ) . T h e s u s -p e n s i o n w a s c e n t r i f u g e d , a n d t h e s u p e r n a t a n t w a s f i l t e r e dt h r o u g h a m e m b r a n e f i l t e r ( 0 . 4 5 - u m p o r e s i z e ; M i l l i p o r e I n c . ,B r u s s e l s , B e l g i u m ) . T h i s s t o c k s o l u t i o n o f n a t u r a l e n d o t o x -i n s w a s s t o r e d a t 4 C f o r a maximum o f 1 w e e k . T h e p u r i f i e d* C o r r e s p o n d i n g a u t h o r .

E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 e n d o t o x i n p r e p a r a t i o n was o b -t a i n e d f r o m S i g m a C h e m i c a l C o . ( S t . L o u i s , M o . ) .E n d o t o x i n t e s t i n g . E n d o t o x i n a c t i v i t y w a s m e a s u r e d b ym a k i n g u s e o f a c h r o m o g e n i c L i m u l u s a m o e b o c y t e l y s a t ea s s a y ( K a b i D i a g n o s t i c a , S t o c k h o l m , S w e d e n ) a s d e s c r i b e de l s e w h e r e ( 1 7 ) . T h e s e n s i t i v i t y o f t h e a s s a y w a s e q u a l t o 5 p go f t h e p u r i f i e d E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 e n d o t o x i n ( K a b iD i a g n o s t i c a ) p e r m l ( 1 EU = 8 0 p g o f t h e r e f e r e n c e E . c o l iO 1 1 1 : B 4 e n d o t o x i n ) .i . v . f i l t e r e v a l u a t i o n . F o u r c o m m o n l y u s e d e n d - l i n e f i l t e r s( 4 ) w i t h a c h a r g e - m o d i f i e d h y d r o p h i l i c n y l o n f i l t e r a n d as m a l l h y d r o p h o b i c PTFE a i r - f i l t e r ( E L D 9 6 ; P a l l B i o m e d i c a lL t d . , P o r t s mo u t h , U n it e d K i n g d o m ) , a n u n m o d i f i e d n y l o nf i l t e r a n d a l a r g e h y d r o p h o b i c PTFE m e m b r a n e ( F A E 0 2 0 ;P a l l B i o m e d i c a l ) , o r h y d r o p h i l i c c e l l u l o s e e s t e r f i l t e r s ( I v e x -H P , M i l l i p o r e C o r p . , B e d f o r d , M a s s . ; S t e r i f i x , B r a u n - G e l -m a n , B r u s s e l s , B e l g i u m ) w e r e s u b m i t t e d t o t h e c h a l l e n g ee x p e r i m e n t s .i . v . a d m i n i s t r a t i o n s i m u l a t i o n . To b e a b l e t o c o n n e c t ap o l y v i n y l c h l o r i d e o r p o l y b u t a d i e n e i . v . a d m i n i s t r a t i o n s e tf o r d e l i v e r y o f t h e e n d o t o x i n s o l u t i o n , b o r o s i l i c a t e b e a k e r sw e r e m o d i f i e d . A t t h e e n d o f t h e a d m i n i s t r a t i o n s e t a ne n d - l i n e f i l t e r w a s a t t a c h e d . To d e t e r m i n e t h e e n d o t o x i nl e v e l s i n b o t h t h e s o l u t i o n s i n t h e b o r o s i l i c a t e b e a k e r a n d i nt h e f i l t e r e d s o l u t i o n s , 4 - m l s a m p l e s w e r e t a k e n a f t e r 0 , 5 , 1 0 ,1 5 , 3 0 , 4 5 , a n d 6 0 m i n . T h e f l o w r a t e w a s a p p r o x i m a t e l y 1 1 0m l / h a n d w a s d e t e r m i n e d b y m e a s u r i n g t h e t o t a l a m o u n t o ff l u i d p a s s e d t h r o u g h t h e f i l t e r . To e v a l u a t e t h e i n f l u e n c e o ft h e N a C l c o n c e n t r a t i o n o n t h e e n d o t o x i n - c a p t u r i n g p r o p e r -t i e s o f t h e ELD96 a n d FAE020 f i l t e r s , c h a l l e n g e e x p e r i m e n t sw e r e p e r f o r m e d w i t h t h e p u r i f i e d E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4e n d o t o x i n i n 5% g l u c o s e c o n t a i n i n g d i f f e r e n t N a C l c o n c e n -t r a t i o n s ( 0 , 0 . 1 0 , 0 . 2 2 5 , 0 . 4 4 5 , a n d 0 . 9 % ) .ECC d e t e r m i n a t i o n . E x p r e s s e d a s p i c o g r a m s o f t h e r e f e r -e n c e E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 e n d o t o x i n ( K a b i D i a g n o s -t i c a ) , t h e e n d o t o x i n - c a p t u r i n g c a p a c i t y ( E C C ) c o u l d b e c a l -c u l a t e d f r o m t h e p l o t o f t h e p e r c e n t a g e o f e n d o t o x i n sc a p t u r e d b y t h e f i l t e r a t a g i v e n e n d o t o x i n l o a d v e r s u s t h ee f f l u e n t t i m e . T h e ECC r e p r e s e n t e d t h e a m o u n t o f e n d o t o x i na d s o r b e d o n t h e m e m b r a n e s u r f a c e o f o n e e n d - l i n e f i l t e r ,b e f o r e e n d o t o x i n s c o u l d b e d e t e c t e d i n t h e e f f l u e n t s .

2 7 1 0

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END OTOXIN REMOVAL BY EN D- LINE FILTERS 2 7 1 1TABLE 1 . ECCsa o f t h e e n d - l i n e f i l t e r s

C h a l l e n g e EC C ( p g o f e n d o t o x i n )E n d o t o x i n s o l u t i o n FE2 L9solution ~ ~ ~ ~ F A E 0 2 0 ELD96E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 , p u r i f i e d 5% G l u c o s e 2 . 8 4 x i 0 7 1 . 4 5 X i 0 7 3 . 9 2 X 1 0 9 + 2 . 3 4 x 1 0 90 . 9 % N a C I 1 . 8 9 x 1 0 5 0 . 4 5 x 1 0 s U n r e l i a b l e e n d o t o x i n e l i m i n a t i o nE . c o l i ATCC 8 7 3 9 , n a t u r a l 5% G l u c o s e 1 . 4 9 X 1 0 6 0 . 7 8 x 1 0 6 1 . 0 4 X 1 0 7 1 . 0 1 X 1 0 70 . 9 % N a C i 1 . 4 2 x i 0 3 1 . 0 2 x i 0 3 9 . 2 1 x 1 0 6 7 . 7 7 x 1 0 6P . a e r u g i n o s a 2 2 0 - R 2 , n a t u r a l 5% G l u c o s e 1 . 8 2 x 1 0 5 0 . 4 9 x 1 0 5 3 . 6 0 X 1 0 6 3 . 2 1 x 1 0 60 . 9 % N a C I 1 . 1 8 x 1 0 5 0 . 2 3 x 1 0 5 7 . 3 5 x 1 0 4 5 . 9 8 x 1 0 4

a T h e m a x i m a l a m o u n t o f e n d o t o x i n a f i l t e r c a n c a p t u r e b e f o r e e n d o t o x i n s a r e d e t e c t a b l e i n t h e e f f l u e n t . I v e x - H P a n d S t e r i f i x f i l t e r s w e r e u n r e l i a b l e f o re n d o t o x i n e l i m i n a t i o n .RESULTS

C h a l l e n g e e x p e r i m e n t s i n 5% g l u c o s e . E v e n a t t h e l o w e s te n d o t o x i n l o a d o f 1 ng o f e n do t o x in s per m l i n t h e c h a l l e n g -i n g s o l u t i o n , no r e l i a b l e e n d o t o x i n e l i m i n a t i o n b y t h e c e l l u -l o s e e s t e r e n d - l i n e f i l t e r s ( Iv e x - H P a n d S t e r i f i x ) c o u l d b ed e t e c t e d . F o r t h e ELD96 a n d FAE020 f i l t e r s e x c e l l e n tr e t e n t i v e c a p a c i t i e s were o b s e r v e d , e s p e c i a l l y f o r t h e p u r i -f i e d E . c o l i p r e p a ra t io n ( T a bl e 1 ) .C h a l l e n g e e x p e r i m e n t s i n 0 . 9 % N a C I . T h e r e s u l t s o b t a i n e df o r t h e e n d - l i n e f i l t e r s w i t h a c e l l u l o s e e s t e r h y d r o p h i l i cm e m b r a n e , I v e x - H P a n d S t e r i f i x , were c o n s i s t e n t w i t h t h o s ef o u n d i n 5% g l u c o s e . I n c o n t r a s t t o t h e u n c h a n g e d ECCs f o rt h e n a t u r a l P . a e r u g i n o s a 2 2 0 - R 2 L P S , no r e l i a b l e e n d o t o x i ne l i m i n a t i o n c o u l d b e a s c r i b e d t o t h e ELD96 f i l t e r i n a n o r m a ls a l i n e s o l u t i o n f o r t h e p u r i f i e d E . c o l i e n d o t o x i n p r e p a r a t i o n( T a b l e 1 ) . H o w e v e r , a l t h o u g h l o w e r ECCs were m e a s u r e dt h a n i n g l u c o s e , t h e FAE020 f i l t e r r e t a i n e d a s i g n i f i c a n te n d o t o x i n - r e m o v i n g e f f i c i e n c y , e s p e c i a l l y f o r t h e p u r i f i e d E .c o l i a n d n a t u r a l P . a e r u g i n o s a L P S s ( T a b l e 1 ) .I nf l u e n c e o f t h e N a C I c o n c e n t r a t i o n on t h e ECCs i n g l u c o s e .W i t h t h e p u r i f i e d E . c o l i O 1 1 1 : B 4 L PS p r e p a r a t i o n , ani n c r e a s e o f t h e N a C l c o n c e n t r a t i o n i n 5% g l u c o s e r e s u l t e d i n

a r ed u c ti o n o f t h e ECCs or t h e e n d o t o x i n c a p t a t i o n e f f i -c i e n c y , e s p e c i a l l y f o r t h e ELD96 e n d - l i n e f i l t e r ( F i g . 1 ) . T h epH o f t h e 5% g l u c o s e s o l u t i o n d i d n o t c h a n g e s i g n i f i c a n t l y ( n= 6 ) upon NaCl a d d i t i o n ( p H 4 . 5 8 + 0 . 0 1 ) .

DISCUSSIONOne o f t h e most common e f f e c t s o f i . v . i n j e c t e d e n d o t o x -i n s i s t h e d e v e l o p m e n t o f fever ( 6 ) . F e v e r , h o w e v e r , i sp r o b a b l y on e o f t h e l e a s t d a n g e r o u s o f t h e numerous e f f e c t so f t h e b a c t e r i a l L P S . N e x t t o p u l m o n a r y ( 8 ) a n d c a r d i o d e -

p r e s s a n t e f f e c t s ( 6 ) , m a j o r i n f l u e n c e s on t h e i m m u n o l o g i cs y s t e m , s u c h as t h e a c t i v a t i o n o f t h e B l y m p h o c y t e s a n dm o n o n u c l e a r c e l l s , a n d t h e s t i m u l a t i o n o f t h e r e l e a s e o fi n t e r l e u k i n - 1 , i n t e r f e r o n , p r o s t a g l a n d i n e s , l e u k o t r i e n e s , a n dt u m o r - n e c r o t i z i n g f a c t o r s h a v e b e e n a s c r i b e d t o i . v . a d m i n -i s t e r e d e n d o t o x i n s ( 1 1 ) . S i n c e g r a m - n e g a t i v e b a c t e r i a l con-t a m i n a t i o n s s t i l l occur w i t h i n t h e h o s p i t a l s e t t i n g i t s e l f ( 5 ,1 3 ) , t h e u s e o f e n d - l i n e f i l t e r s w i t h an e n d o t o x i n - e l i m i n a t i n gc a p a c i t y d u r i n g i . v . t h e r a p y i s recommended ( 5 ) .I n t h e p r e s e n t s t u d y , an e v a l u a t i o n i s made o f t h e e n d o -t o x i n - f i l t e r i n g e f f i c i e n c y o f f o u r e n d - l i n e f i l t e r s . To a v o i ds e c o n d a r y b a c t e r i a l a d s o r p t i o n e f f e c t s , no us e was made o fw h o l e b a c t e r i a l c e l l s i n t h e e n d o t o x i n c h al l e n g e e x p e ri m e nt s ,b u t t h r e e d i f f e r e n t L PS p r e p a r a t i o n s , one p u r i f i e d E . c o l is e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 L PS a n d two n a t u r a l L PS p r e p a r a t i o n sf r o m E . c o l i 8 7 3 9 a n d t h e L PS mutant P . a e r u g i n o s a 2 2 0 - R 2were u t i l i z e d .N o r e l i a b l e e n d o t o x i n - c a p t u r i n g p r o p e r t i e s c o u l d b e d e t e r -m i n e d f o r t h e two e n d - l i n e f i l t e r s w i t h h y d r o p h i l i c c e l l u l o s e

m e m b r a n e s ( I v e x - H P a n d S t e r i f i x ) . S i n c e b o t h f i l t e r s h a v e a nu n m o d i f i e d h y d r o p h i l i c membrane a n d a s m a l l h y d r o p h o b i cs u r f a c e , s u c h r e s u l t s w e r e n o t u n e x p e c t e d . W i t h t h e FAE020f i l t e r , w h i c h w a s n o t e x p e c t e d t o p o s s e s s e n d o t o x i n - c a p -t u r i n g p r o p e r t i e s , a s t o n i s h i n g h i g h ECCs w e r e o b t a i n e d .A c c o r d i n g t o P e a r s o n ( 1 2 ) , p o l y a m i d e ( n y l o n ) m e m b r a n e se x h i b i t o v e r a l l n e t p o s i t i v e c h a r g e s i n a q u e o u s s o l u t i o n s w i t ha pH b e l o w 9 . 0 . S i n c e t h e FAE020 h a s s u c h a h y d r o p h i l i cn y l o n m e m b r a n e ( U l t i p o r ) , t h e e n d o t o x i n r e t e n t i o n p r o p e r -t i e s c o u l d b e m e d i a t e d b y e l e c t r o s t a t i c i n t e r a c t i o n f o r c e s .H o w e v e r , t h i s i s i n c o n t r a s t w i t h t h e d a t a p r o v i d e d b y t h em a n u f a c t u r e r , a t t r i b u t i n g o n l y a p o s i t i v e z e t a p o t e n t i a l o f t h eU l t i p o r N . , m e m b r a n e ( F A E 0 2 0 f i l t e r ) b e l o w pH 6 . 0 . I ts h o u l d b e m e n t i o n e d , h o w e v e r , t h a t s t r e a m i n g p o t e n t i a lm e a s u r e m e n t s w o u l d b e a b e t t e r i n d i c a t i o n t h a n t h e z e t ap o t e n t i a l d e t e r m i n a t i o n s f o r t h e e l e c t r o k i n e t i c p r o p e r t i e s o ft h e f i l t e r m e m b r a n e s u r f a c e . W h e t h e r t h e l a r g e h y d r o p h o b i cm e m b r a n e , i n t r o d u c e d t o a l l o w a i r t o b e v e n t e d o u t o f t h ei n f u s i o n f l u i d , o r t h e d i f f e r e n t f i l t e r h o u s i n g s a r e o f s i g n i f i c a n ti m p o r t a n c e i n t h i s e n d o t o x i n - f i l t e r i n g p r o c e s s r e m a i n s u n -

1 0 0t1_9 8

9 6 .

9 2o-c ' 9 0zo 8 8ooz 8 6w8 2

0 2 7 1 2 17 22 3 2 4 7 6 2TIME ( m i n . )

F I G . 1 . I n f l u e n c e o f t h e N a C l c o n c e n t r a t i o n o n t h e p e r c e n te n d o t o x i n c a p t u r e ( s t a n d a r d d e v i a t i o n ; n = 3 ) o f t h e FAE020 ( O ,F I , A , K ) a n d E L D96 ( O , M , A , * ) f i l t e r s a t a l o a d o f 3 x 1 0 4 p g o ft h e r e f e r e n c e E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 e n d o t o x i n p e r m l i n 5%g l u c o s e . N a C I c o n c e n t r a t i o n s : O a n d * , 0 % ; O a n d M , 0 . 1 % ; A a n dA , 0 . 2 2 5 % ; O a n d * , 0 . 9 % .

V O L . 2 7 , 1 9 8 9

8/6/2019 jcm00072-0102

3/3

2 7 1 2 VANHAECKE ET AL.c l e a r . S e v e r a l a u t h o r s h a v e s u g g e s t e d t h e e x i s t e n c e o f ah y d r o p h o b i c a d s o r p t i o n m e c h a n i s m i n t h e r e m o v a l o f e n d o -t o x i n s f r o m a q u e o u s s o l u t i o n s b y h y d r o p h o b i c p o l y m e r ss u c h a s p o l y p r o p y l e n e , p o l y e t h y l e n e , p o l y v i n y l i d e n e f l u o -r i d e , a n d p o l y t e t r a f l u o r o e t h y l e n e ( 9 , 1 0 , 1 2 ) . H o w e v e r , t a k -i n g i n t o a c c o u n t t h e p h y s i c a l a g g r e g a t i o n s t a t e o f e n d o t o x i n s( 1 , 1 6 ) , a n i n t e r a c t i o n b e t w e e n t h e h y d r o p h o b i c l i p i d A p a r to f t h e L PS m o l e c u l e a n d t h e p o l y m e r s u r f a c e i s t h e r m o d y -n a m i c a l l y u n l i k e l y .W i t h p u r i f i e d E . c o l i s e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 L P S , a d e c r e a s e i ne n d o t o x i n - f i l t e r i n g e f f i c i e n c y o f t h e ELD96 a n d FAE020f i l t e r s o c c u r e d w i t h i n c r e a s i n g N a C I c o n c e n t r a t i o n s i n 5%g l u c o s e ( F i g . 1 ) . T h i s c o u l d b e d u e t o a g r a d u a l m a s k i n g o fb o t h t h e n e g a t i v e g r o u p s o f t h e e n d o t o x i n s a n d t h e p o s i t i v eg r o u p s o f t h e h y d r o p h i l i c f i l t e r m e m b r a n e b y i n c r e a s i n gN a C I c o n c e n t r a t i o n s ( 9 , 1 0 ) . T h i s e f f e c t w a s n o t o b s e r v e d f o rt h e n a t u r a l P . a e r u g i no s a 2 2 0 - R 2 L P S . I n a g r e e m e n t w i t hM e l t z e r ( 1 0 ) , i n c o m p a r i n g t h e ECCs o f t h e f i l t e r s i n s a l i n ea n d i n 0 . 9 % N a C I i n 5% g l u c o s e ( F i g . 1 , T a b l e 1 ) , o n l y as l i g h t i n f l u e n c e o f t h e o s m o l a r i t y o n t h e e n d o t o x i n - f i l t e r i n ge f f i c i e n c y may b e e x p e c t e d .C o s t - b e n e f i t a n a l y s i s i s a n i m p o r t a n t f e a t u r e i n f l u e n c i n gt h e u s e a n d c h o i c e o f a n e n d - l i n e f i l t e r ( 5 ) . O n e way t o r e d u c et h e c o s t i s t o i n c r e a s e t h e t i m e o f u s e o f t h e d e v i c e , a n d t h eELD96 f i l t e r h a s b e e n i n t r o d u c e d i n t h e h o s p i t a l e n v i r o n -m e n t f o r t h a t p u r p o s e . Due t o i t s p o s i t i v e l y c h a r g e d , m o d i -f i e d h y d r o p h i l i c m e m b r a n e , i m p o r t a nt e n d o t o x in - c ap t u r in gp r o p e r t i e s a r e a s s i g n e d t o i t . A l t h o u g h s o m e a u t h o r s f o u n dt h a t c h a r g e - m o d i f i e d m e m b r a n e s c o m p l e t e l y l o s t t h e i r r e -m o v a l e f f i c i e n c y i n t h e p r e s e n c e o f a n e l e c t r o l y t e ( 9 ) , B a u m -g a r t n e r e t a l . o b s e r v e d a 1 0 0 % e n d o t o x i n r e t e n t i o n e f f i c i e n c yw i t h i n a 9 6 - h i n f u s i o n p e r i o d ( 2 ) . S i n ce o n l y w h o l e b a c t e r i a lc e l l s f r o m o n e E . c o l i s t r a i n w e r e u s e d i n t h e B a u m g a r t n e rs t u d y , we c o n s i d e r t h a t t h e e f f e c t i v e n e s s o f t h e ELD96 f i l t e rf o r r e m o v i n g e n d o t o x i n s h a s n o t b e e n p r o v e n .T h e e n d o t o x i n - f i l t e r i n g c a pa c it y o f t h e ELD96 f i l t e r i n 5%g l u c o s e w a s e x c e l l e n t , e s p e c i a l l y f o r t h e p u r i f i e d E . c o l is e r o t y p e O 1 1 1 : B 4 a n d n a t u r a l E . c o l i 8 7 3 9 L P S s ( T a b l e 1 ) . I nc o n t r a s t t o t h e g r a d u a l a p p e a r a n c e o f e n d o t o x i n s i n t h ee f f l u e n t s o f t h e FAE020 f i l t e r , a q u i t e a b r u p t l e a k a g e o fe n d o t o x i n s t h r o u g h t h e ELD96 f i l t e r w a s o b s e r v e d . O b v i -o u s l y , o n c e t h e a v a i l a b l e p l a c e s o n t h e P o s s i d y n e m e m b r a n es u r f a c e w e r e o c c u p i e d , t h e ELD96 f i l t e r c o m p l e t e l y l o s t i t se n d o t o x i n r e t e n t i o n p r o p e r t i e s . T h e s t a t e m e n t t h a t t h eELD96 f i l t e r h a s a 1 0 0 % e n d o t o x i n - f i l t e r i n g e f f i c i e n c y s h o u l dc l e a r l y b e r e f i n e d . I n s a l i n e , e v e n f o r t h e n a t u r a l P . a e r u g i -n o s a 2 2 0 - R 2 e nd o t o x in , l o w ECCs w e r e o b t a i n e d .I n c o n c l u s i o n , t h e e n d o t o x i n e l i m i n a t i o n e f f i c i e n c i e s o fb o t h t h e ELD96 a n d FAE020 f i l t e r s w e r e s t r o n g l y d e p e n d e n tu p o n t h e n a t u r e o f t h e c o n t a m i n a t i n g e n d o t o x i n a n d t h e i o n i cs t r e n g t h o f t h e s o l u t i o n . T h e o t h e r t w o e n d - l i n e f i l t e r s ,S t e r i f i x a n d t h e I v e x - H P , d i d n o t s h o w a n y r e l i a b l e e n d o -t o x i n r e t e n t i o n p r o p e r t i e s .

ACK N OW LE DGME NTSWe g r e a t l y a c k n o w l e d g e t h e v al u a bl e c o m m e n t s m a d e b y K . Vand e n H a e s e ve l d e a n d b y G . Lowe a n d P . B a l l o f P a l l B i o m e d i c a l a n dt h e e x c e l l e n t t e c h n i c a l a s s i s t a n c e o f R . A e r t s .

LITERATURE CITED1 . A m a n o , K . , a n d K . F u k u s h i . 1 9 8 4 . C h e m i c a l a n d u l t r a s t r u c t u r a lc o m p a r i s o n o f e n d o t o x i n s e x t r a c t e d f r o m S a l m o n e l l a m i n n e s o t aw i l d t y p e a n d R m u t a n t s . M i c r o b i o l . I m m u n o l . 2 8 : 1 4 9 - 1 5 9 .2 . B a u m g a r t n e r , T . G . , G . L . S c h m i d t , K . M. T h a k k e r , H . S .S i t r e n , J . C . C e r d a , S . M. M a h a f f e y , a n d E . M. C o p e l a n d . 1 9 8 6 .

B a c t e r i a l e n d o t o x i n r e t e n t i o n b y i n l i n e i n t r a v e n o u s f i l t e r s . A m.J . H o s p . P h a r m . 4 3 : 6 8 1 - 6 8 4 .3 . C h e n , Y . - H . U . , R . E . W. H a n c o c k , a n d R . I . M i s h e l l . 1 9 8 0 .M i t o g e n i c e f f e c t o f p u r i f i e d o u t e r m e m b r a n e p r o t e i n s f r o mP s e u d o m o n a s a e r u g i n o s a . I n f e c t . I m m u n . 2 8 : 1 7 8 - 1 8 4 .4 . D e M u y n c k , C . , C . D e V r o e , J . P . R e m o n , a n d F . C o l a r d y n .1 9 8 8 . B i n d i n g o f d r u g s t o e n d - l i n e f i l t e r s : a s t u d y o f f o u rc o m m o n l y a d m i n i s t e r e d d r u g s i n i n t e n s i v e c a r e u n i t s . J . C l i n .P h a r m . T h e r a p . 1 3 : 3 3 5 - 3 4 0 .5 . H a rr ig a n, C . A . 1 9 8 5 . C ar e a n d c o s t - j u s t i f i c a t i o n o f f i n a l f i l t r a -t i o n . N a t i o n a l I n t r a v e n o u s T h e r a p y A s s o c i a t i o n 8 : 4 2 6 - 4 3 0 .6 . H i n s h a w , L . B . 1 9 8 5 . C a r d i o d e p r e s s a n t e f f e c t s o f e n d o t o x i n , p .1 6 - 3 5 . I n L . B . H i n s h a w ( e d . ) , H a n d b o o k o f e n d o t o x i n , v o l . 2 .P a t h o p h y s i o l o g y o f e n d o t o x i n . E l s e v i e r / N o r t h - H o l l a n d P u b l i s h -i n g C o . , A m s t e r d a m .7 . H o l m e s , C . J . , R . B . K u n d s i n, R . K . A u s m a n , a n d C . W. W a l t e r .1 9 8 0 . P o t e n t i a l h a z a r d s a s s o c i a t e d w i t h m i c r o b i a l c o n t a m i n a t i o no f i n - l i n e f i l t e r s d u r i n g i n t r a v e n o u s t h e r a p y . J . C l i n . M i c r o b i o l .1 2 : 7 2 5 - 7 3 1 .8 . J a c o b s , E . R . 1 9 8 5 . O v e r v i e w o f m e d i a t o r s a f f e c t i n g p u l m o n a r ya n d s y s t e m i c v a s c u l a r c h a n g e s i n e n d o t o x e m i a , p . 1 - 1 5 . I n L . B .H i n s h a w ( e d . ) , H a n d b o o k o f e n d o t o x i n , v o l . 2 . P a t h o p h y s i o l o g yo f e n d o t o x i n . E l s e v i e r / N o r t h - H o l l a n d P u b l i s h i n g C o . , A m s t e r -d a m .9 . M a n d a r o , R . M. 1 9 8 7 . C h a r g e - m o d i f i e d d e p t h f i l t e r s : c a t i o n i c -c h a r g e - m o d i f i e d n y l o n m e m b r a n e s , p . 1 8 3 - 2 0 7 . I n J . R . R o b i n -s o n ( e d . ) , A d v a n c e s i n p a r e n t e r a l s c i e n c e s . M a r c e l D e k k e r ,I n c . , N ew Y o r k .1 0 . M e l t z e r , T . H . 1 9 8 7 . F i l t r a t i v e p a r t i c l e r e m o v a l f r o m l i q u i d s , p .2 9 9 - 3 6 7 . I n J . R . R o b i n s o n , ( e d . ) , A d v a n c e s i n p a r e n t e r a ls c i e n c e s . M a r c e l D e k k e r , I n c . , N ew Y o r k .1 1 . M o r r i s o n , D . C . , R . L . D u n c a n , a n d S . A . G o o d m a n . 1 9 8 5 . I nv i v o b i o l o g i c a l a c t i v i t y o f e n d o t o x i n . P r o g . C l i n . B i o l . R e s .1 8 9 : 8 1 - 9 8 .1 2 . P e a r s o n , F . C . 1 9 8 5 . P y r o g e n s : e n d o t o x i n s , L A L t e s t i n g a n dd e p y r o g e n a t i o n , p . 1 1 - 5 4 . I n J . R . R o b i n s o n ( e d . ) , A d v a n c e s i np a r e n t e r a l s c i e n c e s . M a r c e l D e k k e r , I n c . , N ew Y o r k .1 3 . R a p p , R . P . , B . A . B i v i n s , a n d P . D e l u c a . 1 9 8 0 . F i l t r a t i o n a n di n t r a v e n o u s t h e r a p y . Am. J . H o s p . P h a r m . 6 : 3 6 - 4 6 .1 4 . R u s m i n , S . , a n d P . P . D e l u c a . 1 9 7 5 . E f f e c t o f a n t i b i o t i c s a n do s m o t i c c h a n g e o n t h e r e l e a s e o f e n d o t o x i n b y b a c t e r i a o ni n t r a v e n o u s i n l i n e f i l t e r s . A m. J . H o s p . P h a r m . 3 2 : 3 7 8 - 3 8 0 .1 5 . S p i e l b e r g , R . , a n d J . M a r t i n . 1 9 8 5 . E va l u at i o n o f t h e e n d o t o x i n /b a c t e r i a l r e t e n t i o n o f I . V . f i l t e r s d u r i n g s i m u l a t e d e x t e n d e di n f u s i o n s , p . 1 0 0 1 . I n T e c h n i c a l n o t e I V . P a l l B i o m e d i c a l L t d . ,P o r t s m o u t h , U n i t e d K i n g d o m .1 6 . S w e a d n e r , K . J . , M. F o r t e , a n d L . L . N e l s e n . 1 9 7 7 . F i l t r a t i o nr e m o v a l o f e n d o t o x i n ( p y r o g e n s ) i n s o l u t i o n i n d i f f e r e n t s t a t e s o fa g g r e g a t i o n . A p p l e . E n v i r o n . M i c r o b i o l . 3 4 : 3 8 2 - 3 8 5 .1 7 . V a n h a e c k e , E . , a n d J . P i j c k . 1 9 8 6 . D e t e r m i n a t i o n o f e n d o t o x i no n h y p o d e r m i c n e e d l e s b y means o f a c h r o m o g e n i c L i m u l u sa m o e b o c y t e l y s a t e a s s a y . D e v e l o p m e n t o f a t e s t m o d e l . Z e n -t r a l b l . B a k t e r i o l . P a r a s i t e n k d . I n f e k t i o n s k r . H y g . A b t . 1 O r i g .R e i h e B 1 8 2 : 5 3 7 - 5 5 0 .

J . C L I N . M I C R O B I O L .