CN117043535A - 冷冻干燥用容器 - Google Patents

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CN117043535A CN202280024021.XA CN202280024021A CN117043535A CN 117043535 A CN117043535 A CN 117043535A CN 202280024021 A CN202280024021 A CN 202280024021A CN 117043535 A CN117043535 A CN 117043535A
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drying
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望月勇辅
伏见英生
加藤伸彦
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Abstract

本发明提供一种冷冻干燥用容器,其包括:容器主体,其容纳被冷冻干燥液体;以及第1传热体,其与被冷冻干燥液体及冷热源接触,容器主体是非传热体或者是至少一部分与被冷冻干燥液体的液面及冷热源接触的第2传热体,被冷冻干燥液体的液面上的任意点与第1传热体之间的第1最短距离、及被冷冻干燥液体的液面上的任意点与第2传热体之间的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。

Description

冷冻干燥用容器
技术领域
本发明涉及一种冷冻干燥用容器。
背景技术
冷冻干燥用容器广泛用于各种被冷冻干燥液体的冷冻干燥。这种冷冻干燥用容器例如在日本实开昭62-101728号公报中公开。
发明内容
发明要解决的技术课题
从提高品质的观点出发,要求用于得到孔隙均匀的冷冻干燥体的技术。
本发明是鉴于这种状况而完成的,本发明的一实施方式所要解决的课题是提供一种能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体的冷冻干燥用容器。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种冷冻干燥用容器,其包括:
容器主体,其容纳被冷冻干燥液体;以及第1传热体,其与被冷冻干燥液体及冷热源接触,
容器主体是非传热体或者是至少一部分与被冷冻干燥液体的液面及冷热源接触的第2传热体,
被冷冻干燥液体的液面上的任意点与第1传热体之间的第1最短距离、以及上述任意点与第2传热体之间的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。
<2>根据<1>所述的冷冻干燥用容器,其中,第1传热体和第2传热体的与被冷冻干燥液体接触的部分的面积相对于容纳在冷冻干燥用容器中的被冷冻干燥液体在23℃下的体积的比率为200mm2/mL以上。
<3>根据<1>或<2>所述的冷冻干燥用容器,其中,第1传热体在0℃下的导热率为15W/m·K以上。
<4>根据<1>至<3>中任一项所述的冷冻干燥用容器,其中,第2传热体在0℃下的导热率为15W/m·K以上。
<5>根据<1>至<4>中任一项所述的冷冻干燥用容器,其中,第1传热体配置在与容器主体的底面垂直的方向上。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的冷冻干燥用容器,其中,容器主体和第1传热体的与被冷冻干燥液体接触的部分的至少一部分具有疏水性膜。
<7>根据<6>所述的冷冻干燥用容器,其中,容器主体和第1传热体整体具有疏水性膜。
<8>根据<6>或<7>所述的冷冻干燥用容器,其中,疏水性膜的厚度为1mm以下。
发明效果
根据本发明的一实施方式,可以提供一种能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体的冷冻干燥用容器。
附图说明
图1是表示冷冻干燥用容器的一例的概略立体图。
图2是表示冷冻干燥用容器的一例的概略俯视图。
图3是表示冷冻干燥用容器的一例的概略俯视图。
图4是表示冷冻干燥用容器的一例的概略立体图。
图5是表示冷冻干燥用容器的一例的概略俯视图。
图6是表示冷冻干燥用容器的一例的概略剖视图。
图7是表示在冷冻干燥用容器中容纳有被冷冻干燥液体的情况的一例的概略剖视图。
图8是表示在冷冻干燥用容器中容纳有被冷冻干燥液体的情况的一例的概略剖视图。
图9是实施例1的冷冻干燥体的组织切片的光学显微镜图像。
图10是实施例2的冷冻干燥体的标本的光学显微镜图像。
图11是实施例3的冷冻干燥体的标本的光学显微镜图像。
图12是实施例4的冷冻干燥体的标本的光学显微镜图像。
图13是实施例5的冷冻干燥体的标本的光学显微镜图像。
图14是实施例6的冷冻干燥体的标本的光学显微镜图像。
图15是比较例1的冷冻干燥体的标本的光学显微镜图像。
具体实施方式
以下,对本发明所涉及的冷冻干燥用容器进行详细说明。
在本发明中,用“~”表示的数值范围表示将记载于“~”前后的数值分别作为最小值和最大值而包含的范围。
在本发明阶段性记载的数值范围内,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以替换为其他阶段性记载的数值范围的上限值或下限值。并且,在本发明中记载的数值范围内,以某一数值范围记载的上限值或下限值可以替换为实施例中示出的值。
在本发明中,更优选的方式是组合2个以上的优选方式。
在本发明中,当存在多种相当于各成分的物质时,除非另有说明,否则各成分的量表示多种物质的总量。
在本发明中,术语“工序”不仅包含独立的工序,即使在无法与其他工序明确区分的情况下,只要能够实现该工序所期望的目的,则也包含于本术语中。
在本发明中,有时会使用本技术领域中周知的一字符标记(例如,甘氨酸残基的情况下为“G”)或三字符标记(例如,甘氨酸残基的情况下为“Gly”)来表达多肽的氨基酸序列。
在本发明中,除非另有说明,否则关于多肽的氨基酸序列的“%”以氨基酸(或亚氨基酸)残基的个数为基准。在本发明中,关于被对比的2种多肽的氨基酸序列的“一致性”是指通过下式计算的值。
另外,多个多肽的对比(比对)按照常规方法进行,以使成为相同的氨基酸残基的数量最多。
一致性(%)={(成为相同的氨基酸残基的数量)/(比对长度)}×100
在以下说明中参考的附图是例示性且概略地示出的,本发明并不限定于这些附图。相同的符号表示相同的构成要素。并且,附图中的符号有时会省略。
<冷冻干燥用容器>
本发明所涉及的冷冻干燥用容器包括:容器主体,其容纳被冷冻干燥液体;以及第1传热体,其与被冷冻干燥液体及冷热源接触。
容器主体是非传热体或者是至少一部分与被冷冻干燥液体的液面及冷热源接触的第2传热体。
并且,被冷冻干燥液体的液面上的任意点与第1传热体之间的第1最短距离、及上述任意点与第2传热体之间的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。
通过冷冻干燥被冷冻干燥液体而得到的冷冻干燥体具有孔隙结构,孔隙作为气泡包含在冷冻干燥体中。作为冷冻干燥用容器,已知有日本实开昭62-101728号公报中记载的具备隔板的容器。但是,如果只是单纯使用具备隔板的冷冻干燥用容器,则在冷冻干燥体后的干燥体中形成的孔隙的大小及存在状态容易变得不均匀,有时难以得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
与此相对,在本发明所涉及的冷冻干燥用容器中,对于被冷冻干燥液体的液面上的任意点,距第1传热体的第1最短距离及距第2传热体的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。即,由于能够将被冷冻干燥液体的液面上的任意点收纳在从第1传热体和第2传热体的至少一者距离20mm以内的范围内,因此能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
有时将第1传热体和第2传热体简称为“传热体”。
在本发明中,“传热体”是指在0℃下的导热率为5W/m·K以上的物体。导热率是通过激光闪光法测定的值。将除传热体以外的物体作为“非传热体”。
[第1传热体]
第1传热体的形状没有特别限定,例如可以是板状、棒状等。
配置在容器主体的内部的第1传热体的位置没有特别限定。例如,与被冷冻干燥液体及冷热源接触的第1传热体可以配置在与容器主体的底面垂直的方向上。由此,在冷热源与容器主体的底部接触配置的情况下,能够经由底部有效地冷却第1传热体。在此,“垂直”是指90°±15°。
第1传热体的材料只要在0℃下的导热率为5W/m·K以上就没有特别限定,例如优选为金属制。作为金属,例如优选为铝、金、银、铜、铁、它们的合金(例如,铝合金(例如A5052)、不锈钢等)等,更优选为铝或其合金。
从在短时间内得到孔隙均匀的冷冻干燥体的观点出发,第1传热体在0℃下的导热率优选为15W/m·K以上,更优选为50W/m·K以上,进一步优选为100W/m·K以上,更进一步优选为150W/m·K以上。
第1传热体可以是1个,也可以是2个以上。在第1传热体为多个的情况下,第1传热体可以相互独立,它们的至少一部分也可以连接。
在第1传热体为多个且它们的至少一部分连接的情况下,连接的方式没有特别限定,但优选热连接,所连接的第1传热体间的导热率优选为15W/m·K以上,进一步优选为50W/m·K以上,更进一步优选为100W/m·K以上。
并且,第1传热体和第2传热体的至少一部分可以连接。连接的方式没有特别限定,但优选热连接,所连接的第1传热体与第2传热体之间的导热率优选为15W/m·K以上,进一步优选为50W/m·K以上,更进一步优选为100W/m·K以上。
第1传热体可以作为分隔部件发挥功能。由此,可以在冷冻干燥用容器中设置容纳被冷冻干燥液体且相互不连通的多个容纳部。多个容纳部可以容纳相同的被冷冻干燥液体,也可以容纳不同的被冷冻干燥液体。多个容纳部可以容纳相同体积的被冷冻干燥液体,也可以容纳不同体积的被冷冻干燥液体。
[容器]
容器主体是容纳被冷冻干燥液体的容器。容器主体是非传热体或者是至少一部分与被冷冻干燥液体的液面及冷热源接触的第2传热体。
容器主体的形状没有特别限定,例如可以是长方体形状、筒形状等。
容器主体的材料没有特别限定,例如可以举出树脂等非传热体、金属等第2传热体等。
容器主体的大小没有特别限定,即使在容器主体大的情况下,也能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
与此相对,例如在容器主体由传热体形成但在容器主体上没有配置传热体的冷冻干燥容器(以下有时称为“现有容器”)的情况下,为了进行均匀的冷冻干燥,需要减小容器主体。即,在现有容器中,容器主体的容纳部在俯视时窄,由此,从被冷冻干燥液体的任意点到容器主体(传热体)的距离变小。因此,容易进行均匀的冷冻干燥。即,在现有容器的情况下,容器主体的容纳部的轮廓的最大长度(即,连接轮廓的任意2点的直线的最大值)在俯视时为小于20mm左右。轮廓的最大长度例如在容器主体的容纳部为四边形的情况下为对角线,在圆形的情况下为直径,在椭圆形的情况下为长轴。
本发明所涉及的冷冻干燥用容器即使在容器主体的容纳部在俯视时较宽的情况下,通过在容器主体上配置传热体,使其与被冷冻干燥液体的液面上的任意点之间的最短距离为20mm以下,也能够进行均匀的冷冻干燥,能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体。在俯视时,容器主体的容纳部的轮廓的最大长度例如可以为30mm以上、50mm以上、90mm以上或其以上。
并且,本发明所涉及的冷冻干燥用容器在冷冻干燥大量被冷冻干燥液体时有效。
例如,在如上所述的现有容器的情况下,如果要冷冻干燥大量被冷冻干燥液体,则为了确保容积,在容器的深度方向上需要一定程度的长度(例如5cm)。在这样的特定容器的情况下,被冷冻干燥液体的体积增加,因此在特定容器的上方和下方被冷冻干燥液体的干燥状态容易产生差异,有时难以得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
与此相对,本发明所涉及的冷冻干燥用容器能够根据供冷冻干燥的被冷冻干燥液体的量来适当选择容器主体的大小,并且适当地设置传热体。由此,即使在冷冻干燥大量被冷冻干燥液体的情况下,也能够使被冷冻干燥液体的体积在适当的范围内,容易得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
在一方式中,容器主体可以是整体为1个第2传热体。在这样的方式中,冷冻干燥用容器例如可以在由第2传热体构成的容器主体内连接有1个以上的第1传热体。
在另一方式中,冷冻干燥用容器可以是整体为1个(即一体)传热体。在这样的方式中,冷冻干燥用容器例如可以在由第2传热体构成的容器主体内配置有与容器主体一体的第1传热体。这种方式的冷冻干燥用容器例如可以对金属实施切削加工,使作为容器主体的第2传热体与第1传热体成为一体来制作。
例如,图1和图2所示的冷冻干燥用容器100包括长方体形状的容器主体10、以及与容器主体10的底面垂直的2个板状的第1传热体30,第1传热体30作为隔板发挥功能,划分为容纳被冷冻干燥液体的3个容纳部50。
例如,图3所示的冷冻干燥用容器200包括长方体形状的容器主体10、以及与容器主体10的底面垂直的4个板状的第1传热体30,第1传热体30作为隔板发挥功能,划分为容纳被冷冻干燥液体的5个容纳部50。
例如,图4和图5所示的冷冻干燥用容器300包括长方体形状的容器主体10、以及与容器主体10的底面垂直的棒状的第1传热体32。
为了容易从冷冻干燥用容器中取出冷冻干燥体,例如,如图6所示,在与容器主体10连接的第1传热体34中,长边方向剖面的形状可以是相对于底面呈圆形的形状。并且,上述长边方向剖面的形状除了呈圆形的形状以外,也可以是倾斜的锥形形状。
在冷冻干燥用容器中,被冷冻干燥液体的液面上的任意点与第1最短距离(以下,有时简称为“第1最短距离”)、及上述任意点与第2传热体之间的液面内的第2最短距离(以下,有时简称为“第2最短距离”)中的至少一方为20mm以下。在容器主体为非传热体的情况下,第1最短距离为20mm以下。由此,能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
例如,对于图1和图2所示的冷冻干燥用容器100,如图7所示,在将被冷冻干燥液体70容纳到比第1传热体30的高度低的位置的情况下,例如液面上的任意点P1与第1传热体30上的点P2之间的第1最短距离为20mm以下。
并且,在容器主体10的至少一部分为第2传热体的情况下,例如点P1与点P2之间的第1最短距离、及点P1与第2传热体(容器主体10的一部分)上的点P3之间的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。
例如,对于图1和图2所示的冷冻干燥用容器100,如图8所示,在将被冷冻干燥液体70容纳到比第1传热体30的高度高的位置的情况下,例如液面上的任意点P4与被冷冻干燥液体70中的第1传热体30上的点P5之间的第1最短距离为20mm以下。
并且,在容器主体10的至少一部分为第2传热体的情况下,例如点P4与点P5之间的第1最短距离、及点P4与第2传热体(容器主体10的一部分)上的点P6之间的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。
从在短时间内得到孔隙均匀的冷冻干燥体的观点出发,第1最短距离优选为15mm以下。并且,从使孔隙更均匀的观点出发,第1最短距离优选为5mm以上。
同样地,从在短时间内得到孔隙均匀的冷冻干燥体的观点出发,第2最短距离优选为15mm以下。并且,从使孔隙更均匀的观点出发,第2最短距离优选为5mm以上。
第2传热体的材料只要在0℃下的导热率为5W/m·K以上就没有特别限定,例如优选为金属制。作为金属,例如优选为铝、金、银、铜、铁、它们的合金(例如,铝合金(例如A5052)、不锈钢等)等,更优选为铝或其合金。
从在短时间内得到孔隙均匀的冷冻干燥体的观点出发,第2传热体在0℃下的导热率优选为15W/m·K以上,更优选为50W/m·K以上,进一步优选为100W/m·K以上,更进一步优选为150W/m·K以上。
从容器形状的稳定性的观点出发,容器主体的材料的热膨胀系数优选为10×10-5/K以下,更优选为50×10-6/K以下,进一步优选为25×10-6/K以下。从这种观点出发,容器主体的材料例如优选为金属。
第1传热体和第2传热体(在容器主体不包含第2传热体的情况下,为第1传热体)的与被冷冻干燥液体接触的部分的面积相对于容纳在冷冻干燥用容器中的被冷冻干燥液体在23℃下的体积的比率(以下,有时称为“液体接触面积与液体容量之比”)优选为200mm2/mL以上。由此,能够增加每单位体积的被冷冻干燥液体与传热体的接触面积。因此,更容易在短时间内得到孔隙均匀的冷冻干燥体。液体接触面积与液体容量之比更优选为210mm2/mL以上。
液体接触面积与液体容量之比优选为1500mm2/mL以下,更优选为1000mm2/mL以下,进一步优选为500mm2/mL以下。由此,能够增加每单位体积的被冷冻干燥液体与第1传热体和第2传热体(在容器主体不包含第2传热体的情况下,为第1传热体)的接触面积,因此能够增加传热体的每单位接触面积的被冷冻干燥液体的体积,即,能够增加被冷冻干燥液体的高度(体积)。从冷冻干燥用容器中取出冷冻干燥体时,冷冻干燥体从冷冻干燥用容器的剥离性变得更好。
在如上所述将冷冻干燥用容器划分成多个的情况下,“液体接触面积与液体容量之比满足上述范围”是指在至少一个容纳部中,液体接触面积与液体容量之比满足上述范围。
也可以考虑容纳在冷冻干燥用容器中的被冷冻干燥液体的体积等,适当选择容器主体、第1传热体和第2传热体的形状、大小等,以使液体接触面积与液体容量之比在上述范围内。
为了更容易从冷冻干燥用容器中取出冷冻干燥体,冷冻干燥用容器可以在容器主体(可以包含第2传热体)及第1传热体的与被冷冻干燥液体接触的部分的至少一部分附设疏水性膜,也可以在容器主体(可以包含第2传热体)及第1传热体整体附设疏水性膜。由此,从冷冻干燥体中取出冷冻干燥用容器时,冷冻干燥体从冷冻干燥用容器的剥离性变得更好。
疏水性膜的材料没有特别限定,可以举出氟系材料、氟系树脂、有机硅树脂、芳香族系高分子、聚乙烯系树脂、聚丙烯系树脂、聚苯乙烯系树脂等。疏水性膜优选含有氟系材料或芳香族系高分子,尤其优选氟系材料。
作为氟系材料,例如可以举出FEP(四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(也称为全氟乙烯丙烯共聚物))、氟树脂和镍的共析材料等
疏水性膜可以通过对冷冻干燥用容器的所希望的部分实施疏水性处理而形成。实施疏水性处理的方法没有特别限定,例如可以举出溶液涂布、电镀、气相沉积等。也可以通过公知的方法对冷冻干燥用容器或其部件实施疏水性电镀。并且,例如可以举出通过ULVACTECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标)或JAPAN KANIGEN C0.,LTD.的“KANIFLON”(注册商标)形成氟树脂和镍的共析皮膜的方法。并且,例如可以举出通过气相沉积ParyleneJapan,LLC(日本パリレン合同会社)制造的派瑞林(Parylene)来形成芳香族系高分子膜的方法。
疏水性膜的厚度没有特别限定。从传热体与被冷冻干燥液体之间的热传导性的观点出发,疏水性膜的厚度优选为1mm以下,更优选为500μm以下,进一步优选为250μm以下。疏水性膜的厚度的下限可以为0.5μm左右。
冷冻干燥用容器可以包括除上述以外的其他部件。冷冻干燥用容器例如可以包括除传热体以外的分隔部件。
<冷热源>
冷热源与和被冷冻干燥液体接触的传热体接触,通过传热体使被冷冻干燥液体冷冻。
冷热源只要能够冷落被冷冻干燥液体就没有特别限定,例如可以含有0℃以下的固体、液体、超临界流体等作为制冷剂。冷热源的形态没有特别限定,例如优选为在内部使作为液体的制冷剂流通的金属板。
冷冻干燥用容器接触的冷热源的数量没有特别限定,可以是1个,也可以是2个以上,例如可以考虑第1传热体的数量、有无第2传热体、传热体的大小、传热体之间有无热连接等来适当选择。例如,在容器主体为第2传热体且第1传热体与第2传热体为一体的冷冻干燥容器的情况下,由于第1传热体与第2传热体作为整体热连接,因此可以在冷冻干燥容器的底面配置1个冷热源进行冷冻干燥。
<被冷冻干燥液体>
被冷冻干燥液体没有特别限定,例如可以举出明胶、胶原等生物亲和性高分子或其高分子水溶液等。
以下,以将明胶、胶原等生物亲和性高分子的高分子水溶液(被冷冻干燥液体)冷冻干燥来制造高分子多孔质体(冷冻干燥体)的情况为例,进一步说明使用本发明所涉及的冷冻干燥用容器的冷冻干燥体的制造方法。
-高分子多孔质体-
高分子多孔质体(冷冻干燥体)优选为由高分子制成的多孔质块。
如后所述,通过将含有高分子的高分子水溶液(被冷冻干燥液体)放入冷冻干燥用容器中实施冷冻工序而得到高分子水溶液冷冻的高分子水溶液冷冻体之后,对高分子水溶液冷冻体实施水分除去工序来除去水分,从而得到高分子多孔质体。
高分子多孔质体可以根据需要实施粉碎工序、分级工序、交联工序等,适合作为细胞支架、移植用构件、组织修复材料等材料。
-高分子-
在本发明中,高分子是指分子量大的分子,并且具有由分子量小的分子实质上或概念上得到的单元的多次重复而构成的结构的分子。例如可以举出多胺、纤维素、直链淀粉、淀粉、几丁质、多肽、蛋白质、DNA及RNA等。高分子优选是水溶性,进一步优选多肽和蛋白质。在多肽和蛋白质中,尤其优选胶原和明胶。
高分子中的亲水性重复单元比率优选为50%以下,进一步优选为30%以下。如果亲水性单位比率高于该比率,则高分子周围的自由水减少,阻碍冷冻。在此,亲水性重复单元比率是指在具有高分子中所占的具有离子性基团和/或羟基的重复单元的比率。
上述明胶是指连续含有6个以上由Gly-X-Y表示的序列的多肽,多肽中除了由Gly-X-Y表示的序列以外还可以具有1个以上其他氨基酸残基。由Gly-X-Y表示的序列是与来源于胶原的部分氨基酸序列的氨基酸序列相当的序列,该序列的重复表示胶原的特征序列。
多个Gly-X-Y可以分别相同,也可以不同。并且,Gly-X-Y序列中X和Y对于每个重复单元是独立的,可以相同也可以不同。在Gly-X-Y中,Gly表示甘氨酸残基,X和Y表示除甘氨酸残基以外的任意氨基酸残基。作为X和Y,优选含有很多亚氨基酸残基即脯氨酸残基或羟脯氨酸残基。这种亚氨基酸残基的含有率优选占上述明胶整体的10%~45%。作为上述明胶中的Gly-X-Y的含有率,优选为整体的80%以上,进一步优选为整体的95%以上,最优选为整体的99%以上。
作为上述明胶,可以是天然型,也可以是至少一个氨基酸残基与天然型不同的变异型。天然型明胶是表示以天然产生的胶原为原料的明胶、或者具有与以天然产生的胶原为原料的明胶相同的氨基酸序列的多肽。除非另有说明,否则在本发明中将变异型或重组体的明胶统称为重组明胶。天然型明胶或其重组明胶例如可以举出来源于鱼类、哺乳类等动物的明胶,优选为哺乳类动物的天然型明胶或其重组明胶。作为哺乳类动物,例如可以举出人、马、猪、小鼠、大鼠等,更优选为人或猪。作为天然型明胶,优选为来源于猪或人的明胶,作为重组明胶,优选为来源于人的重组明胶。
并且,作为上述明胶,优选的是将对连续有6个以上的上述由Gly-X-Y表示的序列的上述胶原进行编码的基因的碱基序列或氨基酸序列施加了1个以上的碱基或氨基酸残基的变更后的碱基序列或氨基酸序列,通过常规方法引入到适当的宿主中并表达而得到的重组明胶。通过使用这种重组明胶,能够提高(骨)组织修复能力,并且与使用天然明胶的情况相比能够表现出各种特性,例如具有能够避免生物体引起的排斥反应等不良影响等优点。
作为上述重组明胶,例如可以特别优选使用欧洲公开1014176号、美国专利第6992172号、国际公开第2004/85473号、国际公开第2008/103041号、日本特表2010-519293号公报、日本特表2010-519252号公报、日本特表2010-518833号公报、日本特表2010-519251号公报、国际公开第2010/128672号及国际公开第2010/147109号等中公开的明胶。并且,上述重组明胶优选为2kDa以上且100kDa以下的分子量,更优选为5kDa以上且90kDa以下的分子量,进一步优选为10kDa以上且90kDa以下的分子量。
从生物亲和性的观点出发,上述重组明胶优选为还含有细胞粘附信号的明胶,更优选为上述重组明胶中存在的细胞粘附信号在一个分子中具有2个以上的明胶。作为这种细胞粘附信号,可以举出RGD序列、LDV序列、REDV序列、YIGSR序列、PDSGR序列、RYVVLPR序列、LGTIPG序列、RNIAEIIKDI序列、IKVAV序列、LRE序列、DGEA序列及HAV序列等各序列,优选可以举出RGD序列、YIGSR序列、PDSGR序列、LGTIPG序列、IKVAV序列及HAV序列,尤其优选为RGD序列。RGD序列中,进一步优选为ERGD序列。
作为上述重组明胶中RGD序列的配置,RGD间的氨基酸残基数优选为0~100,进一步优选为25~60。并且,RGD序列优选在这种氨基酸残基数的范围内不均匀地配置。并且,上述重组明胶中的RGD序列相对于氨基酸残基的总数的比例优选至少为0.4%,当重组明胶含有350个以上的氨基酸残基时,350个氨基酸残基的各延伸优选含有至少一个RGD序列。
上述重组明胶优选每250个氨基酸残基含有至少2个RGD序列,更优选含有至少3个RGD序列,进一步优选含有至少4个RGD序列。其中,上述重组明胶的序列优选为以下方式:(1)不含丝氨酸残基及苏氨酸残基;(2)不含丝氨酸残基、苏氨酸残基、天冬酰胺残基、酪氨酸残基及半胱氨酸残基;(3)不含由Asp-Arg-G]y-Asp表示的氨基酸序列。上述重组明胶可以单独具备该优选序列的方式(1)~(3),也可以组合具备2个以上的方式。并且,上述重组明胶也可以部分水解。
上述重组明胶优选具有A-[(Gly-X-Y)n]m-B的重复结构。m表示2~10,优选表示3~5。A和B表示任意氨基酸或氨基酸序列。n表示3~100,优选表示15~70,更优选表示50~60。
优选地,重组明胶由式:Gly-Ala-Pro-[(Gly-X-Y)63]3-Gly(式中,63个X分别独立地表示氨基酸残基中的任一个,63个Y分别独立地表示氨基酸残基中的任一个。另外,3个(Gly-X-Y)63可以分别相同也可以不同。)表示。
优选在上述重组明胶的重复单元中结合多个天然存在的胶原的序列单元。作为这里所说的天然存在的胶原,优选可以举出I型、II型、III型、IV型及V型。更优选可以设为I型、II型或III型。作为胶原的来源,优选可以举出人、马、猪、小鼠、大鼠,更优选为人。
上述重组明胶的等电点优选为5~10,更优选为6~10,进一步优选为7~9.5。
作为上述重组明胶的优选方式,可以举出以下方式:(1)氨基甲酰基未水解;(2)不具有原胶原;(3)不具有端肽;(4)由编码天然胶原的核酸制备的实质上纯的胶原用材料。上述重组明胶可以单独具备该优选方式(1)~(4),也可以组合具备2个以上的方式。
从(骨)组织修复能力的高度考虑,上述重组明胶优选设为以下(A)~(C)中的任一种。
(A)由下述序列号1表示的多肽;
GAP(GAPGLQGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPIGPPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPIGPPGPAGAPGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPP)3G(序列号1)
(B)具有与上述(A)的氨基酸序列中由第4位~第192位氨基酸残基组成的部分氨基酸序列具有80%以上的序列一致性的部分序列,并且具有(骨)组织修复能力的多肽;
(C)由相对于上述(A)的氨基酸序列,缺失、取代或加成了1个或数个氨基酸残基而成的氨基酸序列组成,并且具有(骨)组织修复能力的多肽。
作为上述(B)中的序列一致性,从重组明胶的(骨)组织修复能力的观点出发,更优选可以为90%以上,进一步优选可以为95%以上。
上述(B)的序列中的上述部分氨基酸序列是相当于由序列号1表示的序列的重复单元的部分氨基酸序列。当上述(B)的多肽中存在多个相当于上述重复单元的部分氨基酸序列时,可以设为含有1个、优选含有2个以上序列一致性为80%以上的重复单元的多肽。
并且,上述(B)中规定的多肽优选含有总氨基酸残基数的80%以上的、与相当于上述重复单元的部分氨基酸序列具有80%以上的序列一致性的部分序列,作为合计氨基酸残基数。
作为上述(B)中规定的多肽的长度,可以为151个~2260个氨基酸残基数,从交联后的分解性的观点出发,优选为193个以上的氨基酸残基数,从稳定性的观点出发,优选为944个以下的氨基酸残基数,更优选为380个~756个氨基酸残基数。
并且,上述(C)中规定的多肽也可以是由相对于上述(A)的氨基酸序列缺失、取代或加成了1个或数个氨基酸残基而成的氨基酸序列组成,并且具有组织修复能力的多肽。
作为在上述(C)中规定的多肽中缺失、取代或加成的氨基酸残基数,可以为1个或数个,根据重组明胶的总氨基酸残基数而不同,例如可以为2个~15个,优选为2个~5个。
上述重组明胶可以通过本领域技术人员公知的基因重组技术来制造,例如可以按照欧洲公开1014176号、美国专利第6992172号、国际公开第2004/85473号、国际公开第2008/103041号等中记载的方法来制造。具体而言,获取对规定的重组明胶的氨基酸序列进行编码的基因,将其编入表达载体中制作重组表达载体,将其引入适当的宿主中制作转化体。通过将得到的转化体在适当的培养基中培养,产生重组明胶,因此通过回收由培养物产生的重组明胶,能够制备本发明中使用的重组明胶。
-高分子水溶液(被冷冻干燥液体)-
高分子水溶液(被冷冻干燥液体)含有一种以上的高分子。高分子水溶中的高分子浓度优选为0.1质量%以上,进一步优选为1质量%以上,尤其优选为5质量%以上。如果浓度低于0.1质量%,则除去水分后难以维持高分子多孔质体的结构。高分子水溶液优选在冷冻温度以上凝胶化。只要高分子能够溶解,则高分子水溶液中的高分子浓度的上限就没有特别限定,一般为40质量%以下,也可以为30质量%以下或20质量%以下。
高分子水溶液通过纯化和浓缩含有高分子的溶液、或者将干燥状态的高分子溶解于水性介质中来制备。(1)可以调整应该做的事;(2)也可以准备并使用预先调整好的溶液。(3)也可以将通过纯化和浓缩得到的高分子水溶液冷冻干燥,向得到的冷冻干燥体中加入水性介质使其再溶解,从而调整高分子水溶液。或者,(4)也可以将通过纯化和浓缩得到的高分子水溶液冷冻,通过将得到的冷冻体解冻来调整高分子水溶液。从减少孔隙或不溶物(冷冻体的溶解残留)的产生的观点出发,冷冻体的解冻优选在30~40℃下用15~20小时进行解冻。从减少调整应该做的事的工时、运输和保管的方便、减少高分子水溶液中的孔隙或不溶物的观点出发,优选上述(4)的方法。
分散在高分子水溶液中的孔隙或不溶物优选通过过滤、离心、减压、脱泡等操作在冷冻工序前除去。由此,各向异性低的高分子水溶液冷冻体的产品率提高。孔隙或不溶物被除去可以通过浊度测定来评价。或者,也可以通过光学显微镜的目视检查来评价。例如,可以计算映在光学显微镜的视野中的孔隙和不需要的物质的个数,用高分子水溶液1μL中的孔隙和不溶物的个数进行评价。高分子水溶液中的孔隙或不溶物优选为0.5个/μL以下,更优选为0.3个/μL以下,进一步优选为0.1个/μL以下,尤其优选为0个/μL。
高分子水溶液中,为了附加规定的特性,可以添加除高分子以外的成分。作为这样的其他成分,例如可以举出骨诱导药剂等与骨再生或骨新生相关的成分。作为骨诱导药剂,例如可以举出BMP(骨形成因子)或bFGF(碱基性成纤维细胞生长因子),但没有特别限定。其他例如可以举出多肽或蛋白质的交联剂。
作为高分子水溶液的水性介质,只要是能够溶解高分子、能够对生物体组织使用的介质即可,没有特别限制,例如可以举出水、生理盐水、磷酸缓冲液等能够在本领域通常使用的介质。
使用明胶作为高分子时,对于明胶溶液中的明胶浓度,只要是能够溶解明胶的浓度即可,没有特别限制。明胶溶液中的明胶浓度例如优选为0.5质量%~20质量%,更优选为2质量%~16质量%,进一步优选为4质量%~12质量%。并且,明胶溶液也可以在冷冻工序之前进行脱泡处理。由此,能够使冰晶形成容易均匀地产生。对于脱泡方法,没有特别限制,例如可以在2~10kPa的压力下进行真空离心脱泡。
明胶溶液也可以进行过滤以除去未溶解的粒子。过滤方法没有特别限制,例如使用孔径0.22~0.45μm的过滤器进行加压过滤。过滤器的材质也没有特别限制,可以使用聚四氟乙烯、聚醚砜、醋酸纤维素、聚偏二氟乙烯等,但从明胶的吸附性低、溶出物少的观点出发,优选醋酸纤维素。制备明胶溶液时的温度没有特别限制,只要是通常使用的温度,例如0℃~60℃、优选3℃~40℃左右即可。
[冷冻干燥工序]
冷冻干燥工序是将以下的冷冻工序及之后的水分除去工序(干燥工序)组成而成的工序。
(冷冻工序)
进行对容纳在冷冻干燥用容器中的高分子水溶液(被冷冻干燥液体)进行冷冻的工序(以下,有时称为“冷冻工序”)。由此,能够得到高分子水溶液冷冻体。冷冻方法没有特别限制,例如用冷冻机、冷冻干燥机等装置进行冷冻即可。当用冷冻干燥机进行冷冻时,可以用相同的装置连续地从高分子水溶液冷冻体除去水分(冷冻干燥)。
冷冻工序的温度根据高分子的种类、高分子水溶液的浓度而不同,但在即将产生凝固热之前的被冷冻干燥液体中,液温最高的部分与最低的部分的温度差(以下,有时称为“即将产生凝固热之前的温度差”)优选为2.5℃以下。在此,“即将产生凝固热之前的温度差”是指从产生凝固热的1秒前到10秒前之间的液温最高的部分与最低的部分的温度差的最大值。并且,在被冷冻干燥液体中,液温最低的部分的温度优选为-5℃以下,更优选为-7.5℃以下,进一步优选为-10℃以下。并且,液温最低的部分的温度优选为-15℃以上。液温最低的部分的温度最优选为-15℃~-7.5℃。
即将产生凝固热之前的温度差可以如下测定。
在被冷冻干燥液体中的多个部位插入热电偶式温度计,用数据记录器一边经时记录温度一边进行冷冻干燥,由此能够测量即将产生凝固热之前的温度。此时,通过至少测量距第1传热体和第2传热体的距离最远的部分、距第1传热体和第2传热体的距离最近的部分的温度,能够测量“即将产生凝固热之前的温度差”。
并且,通过如上所述制造高分子水溶液冷冻体,能够提高得到各向异性低的高分子水溶液冷冻体的概率。
高分子水溶液冷冻体的“各向异性”是指如下测定的物理特性。将高分子水溶液冷冻体冷冻干燥后,将冷冻干燥体(高分子多孔质体)的中央附近沿水平及垂直方向切断。然后对各剖面进行染色,并用光学显微镜观察一定(2.0mm×2.0mm或2.5mm×2.5mm)的区域。在观察区域内,在与被染色的材料包围的区域外接的长方形中,选择长方形的相对的二边的距离最大的外接长方形。在水平方向的剖面和垂直方向的剖面的各自的观察区域内,分别测量50个该相对的二边的距离最大的外接长方形的长边的长度,将其平均作为该冷冻体的网眼的长径的平均值。
对于此时的各个网眼,将水平方向的剖面的长径(平均值)和垂直方向的剖面的长径(平均值)中较小的一方设为d1,将另一方设为d2而得到的比率d2/d1定义为“各向异性”。将该各向异性为3以下的定义为“各向异性低”。
从制造效率的观点出发,各向异性低的高分子水溶液冷冻体的产品率优选为90%以上。
(水分除去工序(干燥工序))
进行从高分子水溶液冷冻体除去水分的工序(以下,有时称为“水分除去工序”)。由此,能够得到高分子多孔质体(冷冻干燥体)。除去水分的方法没有特别限制,有使高分子水溶液冷冻体中的冰融解的方法、使其升华的方法(冷冻干燥)等,优选冷冻干燥。作为冷冻干燥的期间,例如可以设为0.5小时~300小时。对于可以使用的冷冻干燥机没有特别限制。
实施例
以下,举出实施例对本发明进一步进行具体说明。但是,本发明并不限定于这些实施例。
<实施例1>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为100mm(纵)×106mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了如图1和图2所示的冷冻干燥用容器100,该冷冻干燥用容器100包括:内部尺寸为90mm(纵)×96mm(横)×28mm(深度)的容器主体10(第2传热体、壁厚:5mm、底厚:3mm);以及与容器主体10的底面垂直的2个板状的第1传热体30(90mm(纵)×3mm(厚度)×23mm(高度))。容器主体10的壁及第1传热体30在横向上等间隔(30mm)地配置,在冷冻干燥用容器100中设置有相互不连通的3个容纳部50,而且,容器主体10与第1传热体30为一体。并且,通过ULVAC TECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器100整体实施了疏水性电镀(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体]
作为被冷冻干燥液体,按照以下要点准备了明胶水溶液。
作为重组明胶,准备了以下的重组肽CBE3(在国际公开第2008/103041号中记载)。
CBE3分子量:51.6kD结构:GAP[(GXY)63]3G
氨基酸数:571个
RGD序列:12个
亚氨基酸含量:33%
几乎100%的氨基酸为GXY的重复结构。CBE3的氨基酸序列不包括丝氨酸残基、苏氨酸残基、天冬酰胺残基、酪氨酸残基及半胱氨酸残基。CBE3具有ERGD序列。
等电点:9.34高分子中的亲水性重复单元比率为26.1%。
氨基酸序列(序列号1)
将含有上述重组明胶的溶液纯化后,在30℃通过超滤浓缩至4.0质量%。将得到的明胶水溶液冷冻干燥后,向冷冻干燥体加入注射用水,用30分钟升温至37℃再溶解,重新得到7.5质量%的明胶水溶液。将该明胶水溶液用0.22μm的醋酸纤维素膜过滤器过滤,使用真空脱泡机(Kurabo Industries Ltd.,KK-V300SS-I)在4.0kPa下进行了180秒的真空离心脱泡。将明胶水溶液采样到聚苯乙烯制透明容器中,使其液厚成为2.5mm,使用光学显微镜在2.5mm×2.5mm的视野下,从液体下面到液体上面以100μm的刻度进行了观察。观察10个视野,计算出平均孔隙和不溶物的个数,结果孔隙为0.42个/μL,不溶物为0个/μL。
[冷冻干燥工序]
将20.5g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的3个容纳部。23℃下20.5g的明胶水溶液的体积为20.1mL,在量筒中容纳明胶水溶液,通过比较质量和体积来测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<实施例2>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为100mm(纵)×106mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了如图3所示的冷冻干燥用容器200,该冷冻干燥用容器200包括:内部尺寸为90mm(纵)×96mm(横)×28mm(深度)的容器主体10(第2传热体、壁厚:5mm、底厚:3mm);以及与容器主体10的底面垂直的4个板状的第1传热体30(90mm(纵)×3mm(厚度)×23mm(高度))。容器主体10的壁及第1传热体30在横向上等间隔(16.8mm)地配置,在冷冻干燥用容器100中设置有相互不连通的5个容纳部50,而且,容器主体10与第1传热体30为一体。并且,通过ULVAC TECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器100整体实施了疏水性电镀(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥工序]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将11.5g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的5个容纳部。23℃下的11.5g的明胶水溶液的体积为11.3mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-1O℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<实施例3>
[冷冻干燥用容器]使用外部尺寸为115mm(纵)×115mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了冷冻干燥用容器,该冷冻干燥用容器包括:内部尺寸为105mm(纵)×105mm(横)×28mm(深度)的容器主体(第2传热体、壁厚:5mm、底厚:3mm);以及与容器主体的底面垂直的5个板状的第1传热体(105mm(纵)×3mm(厚度)×25mm(高度))。容器主体的壁及第1传热体在横向上等间隔(15mm)地配置,在冷冻干燥用容器中设置有相互不连通的6个容纳部,而且,容器主体与第1传热体为一体。并且,通过ULVAC TECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器整体实施了疏水性电镀(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥工序]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将2.6g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的6个容纳部。23℃下的2.6g的明胶水溶液的体积为2.55mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<实施例4>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为106mm(纵)×106mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了冷冻干燥用容器,该冷冻干燥用容器包括:内部尺寸为96mm(纵)×96mm(横)×28mm(深度)的容器主体(第2传热体、壁厚:5mm、底厚:3mm);以及与容器主体的底面垂直的6个板状的第1传热体(96mm(纵)×3mm(厚度)×25mm(高度))。容器主体的壁及第1传热体在横向上等间隔(11.1mm)地配置,在冷冻干燥用容器中设置有相互不连通的7个容纳部,而且,容器主体与第1传热体为一体。并且,通过ULVAC TECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器整体实施了疏水性涂层(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥工序]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将7.6g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的6个容纳部。23℃下的7.6g的明胶水溶液的体积为7.5mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<实施例5>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为106mm(纵)×106mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了冷冻干燥用容器,该冷冻干燥用容器包括:内部尺寸为96mm(纵)×96mm(横)×28mm(深度)的容器主体(第2传热体、壁厚:5mm、底厚:3mm);以及与容器主体的底面垂直的7个板状的第1传热体(96mm(纵)×3mm(厚度)×25mm(高度))。容器主体的壁及第1传热体在横向上等间隔(9.4mm)地配置,在冷冻干燥用容器中设置有相互不连通的8个容纳部,而且,容器主体与第1传热体为一体。并且,通过ULVAC TECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器整体实施了疏水性电镀(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥工序]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将6.4g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的8个容纳部。23℃下的6.4g的明胶水溶液的体积为6.3mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<实施例6>
[冷冻干燥用容器]
未实施基于“NIFGRIP”(注册商标)的疏水性涂层,除此以外,与实施例5相同地制作了冷冻干燥用容器,对明胶水溶液实施冷冻干燥,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<实施例7>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为93mm(纵)×93mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了冷冻干燥用容器,该冷冻干燥用容器包括:内部尺寸为83mm(纵)×83mm(横)×28mm(深度)的容器主体(第2传热体、壁厚:5mm、底厚:3mm);以及与容器主体的底面垂直的1个板状的第1传热体(83mm(纵)×3mm(厚度)×25mm(高度))。容器主体的壁及第1传热体在横向上等间隔(40.0mm)地配置,在冷冻干燥用容器中设置有相互不连通的2个容纳部,而且,容器主体与第1传热体为一体。并且,通过ULVAC TECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器整体实施了疏水性电镀(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥工序]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将27.4g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的2个容纳部。23℃下的27.4g的明胶水溶液的体积为26.9mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<比较例1>
[冷冻干燥用容器]
准备了外径106mm、内径104mm、底厚5mm、高度41.8mm、底面内周以R2mm倒角、内表面涂有FEP(NIPPON FUSSO公司制造的“NF-004A”)的铝合金(A5056)制圆筒杯状的冷冻干燥用容器。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将18.5g的明胶水溶液注入到冷冻干燥用容器中。23℃下的18.5g的明胶水溶液的体积为18.1mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<比较例2>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为60mm(纵)×60mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了冷冻干燥用容器,该冷冻干燥用容器包括内部尺寸为50mm(纵)×50mm(横)×28mm(深度)的容器主体。并且,通过ULVACTECHNO,Ltd.制造的“NIFGRIP”(注册商标),对冷冻干燥用容器100整体实施了疏水性涂层(氟树脂和镍的共析皮膜,厚度:10μm)。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将40.1g的明胶水溶液注入到冷冻干燥用容器中。23℃下的40.1g的明胶水溶液的体积为39.3mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥了14小时,接着在-10℃下真空干燥了44小时,接着在20℃下真空干燥了2小时。但是,没有完全干燥,残留有未干燥的部分。因此,未进行除干燥性以外的评价。
<比较例3>
[冷冻干燥用容器]
使用外部尺寸为97mm(纵)×97mm(横)×31mm(高度)的铝合金(A5052)制作了冷冻干燥用容器,该冷冻干燥用容器包括:内部尺寸为91mm(纵)×91mm(横)×28mm(深度)的容器主体(第2传热体、壁厚:3mm、底厚:3mm);以及与容器主体的底面垂直的1个板状的第1传热体(91mm(纵)×3mm(厚度)×25mm(高度))。容器主体的壁及第1传热体在横向上等间隔(44.0mm)地配置,在冷冻干燥用容器中设置有相互不连通的2个容纳部,而且,容器主体与第1传热体为一体。
[被冷冻干燥液体、冷冻干燥工序]
使用与实施例1相同的明胶水溶液,将40.1g的明胶水溶液分别注入到冷冻干燥用容器的2个容纳部。23℃下的40.1g的明胶水溶液的体积为39.3mL,与实施例1相同地进行了测定。将冷冻干燥用容器放入冷冻干燥机(ULVAC公司制造,DFR-5N-B)内,在7℃下静置2小时后,冷却至-10℃,之后在-30℃下真空干燥14小时,接着在-10℃下真空干燥44小时,接着在20℃下真空干燥2小时以除去水分,从而制作了冷冻干燥体(高分子多孔质体)。
<评价>
对于如上所述得到的冷冻干燥体,按照以下要点评价了干燥性、孔隙的均匀性及剥离性。
[干燥性]
在上述的冷冻干燥中,将干燥完成的判定为“P”(合格),将干燥未完成、残留有未干燥的部分的判定为“F”(不合格)。
[孔隙的均匀性]
按照以下要点评价了孔隙的均匀性。
为了观察冷冻干燥体的孔隙,制作了标本。具体而言,首先将冷冻干燥体切成1cm×1cm的大小,在氮气氛下135℃下处理5小时,从而进行了热交联。接着,将得到的交联体在生理盐水中浸渍12小时后,包埋于冷冻组织切片制作用包埋剂(Sakura Finetek JapanCo.,Ltd.制造的“O.C.T.Compound”)中,在-20℃下进行了冷冻。将得到的冷冻块用低温恒温器薄切成约5μm厚,从而得到切片。将切片贴附在载玻片上,用吹风机的冷风风干5分钟后,在伊红染色液中浸渍1分钟,对切片的剖面进行了染色。对切片进行水洗后,进行基于乙醇浸渍的脱水、基于二甲苯浸渍的透彻,用屈大麻酚(marinol)和盖玻片封入,在室温下干燥2小时,从而得到标本。对于标本,用光学显微镜观察2.5mm×2.5mm的区域,得到图9~图15的光学显微镜图像。对于图9~图15的光学显微镜图像,箭头的方向表示作为冷冻干燥体的前体的被冷冻干燥液体的液面的面内方向。
评价基准如下。实用水平为S和P。
-评价基准-
S:孔隙均匀,液面方向无隆起。
P:孔隙大致均匀,但在液面方向观察到小隆起。
F:孔隙不均匀。
[剥离性]
根据从冷冻干燥用容器中取出时的冷冻干燥体的状态,评价了冷冻干燥体从冷冻干燥容器的剥离性。另外,S判定和P判定均为合格。
评价基准如下。实用水平为S和P。
-评价基准-
S:冷冻干燥体不发生龟裂。
P:冷冻干燥体发生龟裂,但不断裂。
F:冷冻干燥体断裂。
干燥性、孔隙的均匀性及剥离性的评价结果示于表1。
[表1]
通过使用实施例1~实施例7的冷冻干燥用容器,如表1所示,能够得到孔隙均匀的冷冻干燥体。
实施例1~实施例4中,第1最短距离及第2最短距离为5mm以上。并且,实施例1~实施例4中,液体接触面积与液体容量之比为200mm2/mL以上。因此,实施例1~实施例4中,孔隙的均匀性更优异。
可知与第1最短距离及第2最短距离小于5mm的实施例5~实施例6相比,第1最短距离及第2最短距离为5mm以上的实施例1~实施例4在孔隙均匀性方面更优异。
并且,可知与液体接触面积与液体容量之比小于200mm2/mL的实施例7相比,液体接触面积与液体容量之比为200mm2/mL以上的实施例1~实施例4在孔隙均匀性方面更优异。
实施例1、实施例2、实施例4及实施例5中,液体接触面积与液体容量之比为500mm2/mL以下,因此与实施例3相比,剥离性更优异。
通过比较实施例5和实施例6可知,包含疏水性涂层的实施例5在剥离性方面更优异。
另一方面,比较例1除了容器主体之外不具有传热体,因此孔隙不均匀。
比较例2除了容器主体之外不具有传热体,而且明胶水溶液的量多,因此无法完全干燥,残留有未干燥部分。
比较例3中,对于被冷冻干燥液体的液面上的任意点,第1最短距离及第2最短距离双方都包含超过20mm的点,因此孔隙不均匀。
2021年3月26日申请的日本专利申请2021-054136号的公开,其全部内容通过参考纳入本说明书中。本说明书中所记载的所有文献、专利申请以及技术标准,以与具体且个别记载了通过参考纳入个别文献、专利申请以及技术标准的情况相同程度地,通过参考纳入本说明书中。
序列表
基于国际专利合作条件的国际申请21F00245W1JP22013715_1.app
序列表
<110> 富士胶片公司
<120> 冷冻干燥用容器
<130> 21F00245W1
<150> JP 2021-054136
<151> 2021-03-26
<160> 1
<170> PatentIn version 3.5
<210> 1
<211> 571
<212> PRT
<213> 人工
<220>
<223> 重组明胶
<400> 1
Gly Ala Pro Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly
1 5 10 15
Met Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu
20 25 30
Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Ala Pro
35 40 45
Gly Leu Gln Gly Met Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly
50 55 60
Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala
65 70 75 80
Pro Gly Lys Asp Gly Val Arg Gly Leu Ala Gly Pro Ile Gly Pro Pro
85 90 95
Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly
100 105 110
Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Lys Asp Gly Val
115 120 125
Arg Gly Leu Ala Gly Pro Ile Gly Pro Pro Gly Pro Ala Gly Ala Pro
130 135 140
Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly Met Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly
145 150 155 160
Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala
165 170 175
Asp Gly Ala Pro Gly Lys Asp Gly Val Arg Gly Leu Ala Gly Pro Pro
180 185 190
Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly Met Pro Gly
195 200 205
Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp
210 215 220
Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Ala Pro Gly Leu Gln
225 230 235 240
Gly Met Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly
245 250 255
Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Lys
260 265 270
Asp Gly Val Arg Gly Leu Ala Gly Pro Ile Gly Pro Pro Gly Glu Arg
275 280 285
Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp Ala Gly
290 295 300
Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Lys Asp Gly Val Arg Gly Leu
305 310 315 320
Ala Gly Pro Ile Gly Pro Pro Gly Pro Ala Gly Ala Pro Gly Ala Pro
325 330 335
Gly Leu Gln Gly Met Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly
340 345 350
Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala
355 360 365
Pro Gly Lys Asp Gly Val Arg Gly Leu Ala Gly Pro Pro Gly Ala Pro
370 375 380
Gly Leu Gln Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly Met Pro Gly Glu Arg Gly
385 390 395 400
Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro
405 410 415
Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Ala Pro Gly Leu Gln Gly Met Pro
420 425 430
Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly
435 440 445
Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Lys Asp Gly Val
450 455 460
Arg Gly Leu Ala Gly Pro Ile Gly Pro Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala
465 470 475 480
Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly
485 490 495
Ala Asp Gly Ala Pro Gly Lys Asp Gly Val Arg Gly Leu Ala Gly Pro
500 505 510
Ile Gly Pro Pro Gly Pro Ala Gly Ala Pro Gly Ala Pro Gly Leu Gln
515 520 525
Gly Met Pro Gly Glu Arg Gly Ala Ala Gly Leu Pro Gly Pro Lys Gly
530 535 540
Glu Arg Gly Asp Ala Gly Pro Lys Gly Ala Asp Gly Ala Pro Gly Lys
545 550 555 560
Asp Gly Val Arg Gly Leu Ala Gly Pro Pro Gly
565 570

Claims (8)

1.一种冷冻干燥用容器,其包括:
容器主体,其容纳被冷冻干燥液体;以及第1传热体,其与所述被冷冻干燥液体及冷热源接触,
所述容器主体是非传热体或者是至少一部分与所述被冷冻干燥液体的液面及冷热源接触的第2传热体,
所述被冷冻干燥液体的液面上的任意点与所述第1传热体之间的第1最短距离、以及所述任意点与所述第2传热体之间的液面内的第2最短距离中的至少一方为20mm以下。
2.根据权利要求1所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述第1传热体和第2传热体的与所述被冷冻干燥液体接触的部分的面积相对于容纳在所述冷冻干燥用容器中的所述被冷冻干燥液体在23℃下的体积的比率为200mm2/mL以上。
3.根据权利要求1或2所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述第1传热体在0℃下的导热率为15W/m·K以上。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述第2传热体在0℃下的导热率为15W/m·K以上。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述第1传热体配置在与所述容器主体的底面垂直的方向上。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述容器主体和所述第1传热体的与所述被冷冻干燥液体接触的部分的至少一部分具有疏水性膜。
7.根据权利要求6所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述容器主体和所述第1传热体整体具有所述疏水性膜。
8.根据权利要求6或7所述的冷冻干燥用容器,其中,
所述疏水性膜的厚度为1mm以下。
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