CN117098967A - 加热处理装置及加热处理物的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种加热处理装置及加热处理物的制造方法,上述加热处理装置具备:容器,包括经由分割阀连结的第1室及第2室以及供经加热的气体流通的供气口及排气口。
Description
技术领域
本发明涉及一种加热处理装置及加热处理物的制造方法。
背景技术
加热处理装置广泛用于被加热处理物的干燥、交联等许多用途。作为这种加热处理装置,已知有棚板式加热处理装置(烘箱),例如,在国际公开第2014/141877号中进行了公开。
发明内容
发明要解决的技术课题
要求一种技术,其中,在从加热处理装置取出加热处理物(即,通过加热处理获得的物质)时,抑制异物混入到加热处理物中。
本发明是鉴于这种情况而完成的,本发明的一实施方式欲解决的课题在于提供一种能够一边抑制异物的混入一边取出加热处理物的加热处理装置。
本发明的另一实施方式欲解决的课题在于提供一种使用了上述加热处理装置的加热处理物的制造方法。
用于解决技术课题的手段
本发明包括以下方式。
<1>一种加热处理装置,其具备:
容器,包括经由分割阀连结的第1室及第2室以及供经加热的气体流通的供气口及排气口。
<2>根据<1>所述的加热处理装置,其中,
容器为筒状。
<3>根据<1>或<2>所述的加热处理装置,其具备:
温度调节部件,配置于容器的外侧,且可拆卸地安装于加热处理装置。
<4>根据<3>所述的加热处理装置,其中,
温度调节部件包括套式加热器及金属部件中的至少一者。
<5>根据<4>所述的加热处理装置,其中,
金属部件为不锈钢制或铝制。
<6>根据<1>至<5>中任一项所述的加热处理装置,其中,
在供气口与排气口之间,包括保持被加热处理物的保持部件。
<7>根据<6>所述的加热处理装置,其中,
保持部件为多孔板、网格板、冲孔金属板或透气性袋。
<8>根据<1>至<7>中任一项所述的加热处理装置,其中,
分割阀为分流蝶阀。
<9>一种加热处理物的制造方法,其包括如下工序:
在<1>至<8>中任一项所述的加热处理装置的容器内容纳被加热处理物;及
使经加热的气体经由供气口及排气口在容器内流通。
<10>根据<9>所述的加热处理物的制造方法,其中,
加热处理装置具备温度调节部件,上述制造方法包括通过温度调节部件来对容器进行加热的工序。
<11>根据<10>所述的加热处理物的制造方法,其中,
温度调节部件包括不锈钢及对不锈钢进行加热的加热器。
<12>根据<10>或<11>所述的加热处理物的制造方法,其中,
同时进行使经加热的气体流通的工序的至少一部分和对容器进行加热的工序的至少一部分。
<13>根据<9>至<12>中任一项所述的加热处理物的制造方法,其中,
被加热处理物为胶原蛋白或明胶的高分子多孔体。
<14>根据<9>至<1 3>中任一项所述的加热处理物的制造方法,其中,
经加热的气体为不活泼气体。
<15>根据<9>至<14>中任一项所述的加热处理物的制造方法,其包括如下工序:
在使经加热的气体流通的工序之后,关闭分割阀而回收加热处理物。
发明效果
根据本发明的一实施方式,可提供一种能够一边抑制异物的混入一边取出加热处理物的加热处理装置。
根据本发明的另一实施方式,可提供一种使用了上述加热处理装置的加热处理物的制造方法。
附图说明
图1是表示加热处理装置的一例的概略剖视图。
图2是表示将第1室与第2室分离的状态的一例的概略剖视图。
图3是表示打开了分割阀的状态的一例的概略剖视图。
图4是表示加热处理装置的一例的概略剖视图。
图5是表示加热处理装置的一例的概略剖视图。
图6是表示加热处理装置的一例的概略剖视图。
图7是表示加热处理装置的一例的概略剖视图。
具体实施方式
以下,对本发明所涉及的加热处理装置及加热处理物的制造方法的详细内容进行说明。
在本发明中,使用“~”来表示的数值范围是指将“~”的前后所记载的数值分别作为最小值及最大值而包含的范围。
在本发明中阶段性记载的数值范围中,在某一数值范围内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,在某一数值范围内记载的上限值或下限值可以替换为实施例所示的值。
在本发明中,两种以上的优选方式的组合为更优选的方式。
在本发明中,关于各成分的量,在相当于各成分的物质存在多种的情况下,只要无特别说明,则是指多种物质的总量。
在本发明中,“工序”这一术语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,只要可实现该工序的预期目的,则也包含于本术语中。
在本发明中,有时使用在本技术领域中公知的单字符表述(例如,在甘氨酸残基的情况下为“G”)或三字符表述(例如,在甘氨酸残基的情况下为“G1y”)来表达多肽的氨基酸序列。
在本发明中,只要无特别说明,则与多肽的氨基酸序列有关的“%”以氨基酸(或亚氨基酸)残基的个数为基准。在本发明中,相对于待比对的两个多肽的氨基酸序列的“同源性”是指通过下式计算的值。
另外,多个多肽的比对(对准)根据常规方法来进行,以使同源的氨基酸残基的数量最多。
同源性(%)={(同源的氨基酸残基的数量)/(对准长度)}×100
在以下说明中参考的附图示例性且概略性地表示,本发明不限定于这些附图。相同的符号表示相同的构成要件。并且,附图的符号有时会省略。
<加热处理装置>
本发明所涉及的加热处理装置具备:容器,包括经由分割阀连结的第1室及第2室以及供经加热的气体流通的供气口及排气口。在优选方式中,加热处理装置可以包括配置于第1室的供气口和配置于第2室的排气口。
作为加热处理装置,己知有棚板式加热处理装置(烘箱)。在棚板式加热装置的情况下,对被加热处理物实施热处理而获得加热处理物之后,打开门以取出加热处理物。此时,加热处理物暴露在外部环境中。
相对于此,本发明所涉及的加热处理装置中,在包括经由分割阀连结的第1室和第2室的容器中容纳被加热处理物,使经加热气体在容器内流通而进行加热处理之后,将容器分离为用分割阀密闭的状态的第1室和第2室。然后,经由分割阀将容纳加热处理物并由分割阀密闭的室(例如,第1室)与外部空间(例如,其他容器、装置、房间等)连接之后,打开分割阀,由此能够将加热处理物从室(例如,第1室)取出到外部。因此,能够一边抑制异物的混入一边从容器中取出加热处理物。
如此,本发明所涉及的加热处理装置能够抑制异物(例如,水、细菌等)的混入,因此适合于加热处理物的含水量的保持、无菌化等。尤其,在加热处理物为胶原蛋白、明胶等活体亲和性高分子或其高分子多孔交联体的情况下,以无菌状态取出是有益的,并且,能够不经由传递箱而经由分割阀以无菌状态连接到外部空间,因此操作性高。而且,加热处理物被容纳于由分割阀密闭的室中,因此容易抑制异物的混入,并且容易保管及输送。
加热处理并无特别限定,例如,可举出干燥、交联、调湿、反应等。
在附图中例示的加热处理装置的记载方向与、加热处理装置的实际设置方向无关。例如,加热处理装置可以在透气方向(容器的长边方向)沿着铅垂方向的方向(即,纵向)上设置,并且,也可以在容器内的透气方向与铅垂方向垂直的方向(即,横向)上设置。
[容器]
容器包含包括经由分割阀连结的第1室及第2室以及供经加热的气体流通的供气口及排气口的容器。例如,在图1所示的加热处理装置100的容器60中,在第1室10设置有供气口40,在第2室20设置有排气口50,第1室10及第2室20经由分割阀30连结。
容器的材质并无特别限定,但是从耐压性的观点出发,优选为金属制,例如,可以是不锈钢制。在容器为金属制的情况下,耐压性高,能够在高压力下使经加热的气体在容器内流通,因此能够在更短时间内对被加热处理物实施加热处理。
容器的形状并无特别限定,但是优选为筒状,与筒的长边方向正交的截面可以是圆形、椭圆形、矩形、梯形等中的任一种。容器的形状例如可以是圆筒状、椭圆筒状等,更优选为圆筒状。
在容器为筒状的情况下,例如,与棚板式装置相比,能够提高被加热处理物的填充率,因此能够有效地实施加热处理。
而且,通过提高填充率,例如,与棚板式装置相比,能够实现小型化。在棚板式装置的情况下,还有在内部具备控制装置的类型,因此与这种加热处理装置相比,从小型化的观点出发,本发明所涉及的加热处理装置是有效的。由此,加热处理装置的处理(例如,保管、搬运、下一工序(例如,冷却、制冷、向料斗的填充等)中的应用等)变得更容易。填充率是指相对于容器的内部容量的被加热处理物的体积的比例(体积%)。
并且,在容器为筒状的情况下,在容器内流通的经加热的气体的流动变得更均匀,因此更容易均匀地加热被加热处理物。
而且,在容器为筒状的情况下,耐压性高,能够在高压下使经加热的气体在容器内流通,因此通过供给热量及经加热的气体的流量的增加,能够在更短时间内对被加热处理物实施加热处理。在对被加热处理物进行干燥的情况下,载气(即,经加热的气体)的流量增加,因此能够进一步促进液成分的去除。
从更均匀地加热被加热处理物的观点出发,在容器为筒状的情况下,相对于容纳被加热处理物的部分的筒的透气方向(高度方向)的长度的、与高度方向垂直的截面的轮廓的最大长度(即,连结轮廓的任意两点的直线的最大值)的比率(纵横比)优选为0.5~3.0,更优选为1.0~2.5。关于与高度方向垂直的截面的轮廓的最大长度,例如,在容器为圆筒状的情况下为圆的直径,在容器为椭圆形的情况下为椭圆的长径,在矩形的情况下为最大对角线。
容器的上述轮廓的最大长度并无特别限定,可以与分割阀的直径相同程度,也可以大于分割阀的直径。
供气口及排气口的数量并无特别限定,可以根据加热处理装置的设计等来适当选择。
供气口及排气口的位置并无特别限定,可以根据加热处理装置的设计等来适当选择。并且,可以根据加热处理装置的设计等来选择将被加热处理物容纳于哪个室中,也可以仅容纳于第1室或第2室中,或者也可以容纳于两者中。
容器除了第1室及第2室以外,还可以具有经由分割阀连结的1个以上的室。
并且,容器可以包括用于将被加热处理物容纳于内部的供给口。由此,能够在经由分割阀连结第1室与第2室的状态下,将被加热处理物容纳于容器的内部。
[分割阀]
在本发明中,“分割阀”是指,在将经由分割阀连结的2个室进行分离时,能够将上述2个室在分别密闭的状态下分割为2个的阀。“将室在密闭的状态下进行分割”是指将室在封闭的状态下进行分割,优选是指将室在密封的状态下进行分割。并且,有时将分割前后的分割阀不进行区分而称为“分割阀”。
分割阀例如包括分流蝶阀、双盘分割阀(Two-disc sectionalizing valve)、双叶式分割蝶阀、分流阀等。
并且,分割阀可以固定于容器,也可以可拆卸地安装于容器。
例如,在图1所示的加热处理装置100中,能够将第1室10及第2室20在分别用分割阀30密闭的状态下进行分离。如图2所示,分割阀30具有第1室侧的分割阀31和第2室侧的分割阀32,如图3所示,即使成为一体而作为阀,也能够进行开闭动作。分离后的第1室10由分割的分割阀31密闭,另一方面,分离后的第2室20由分割的分割阀32密闭。
并且,能够经由分割阀30,连结第1室10及第2室20。此时,分割的分割阀31与分割阀32被连结,但是从更容易地抑制异物的混入的观点出发,可以在分割阀31与分割阀32之间实施真空排气处理。
例如,将图1所示的加热处理装置100以供气口40成为下方且排气口50成为上方的方式,在透气方向沿着铅垂方向的方向上设置。在第1室10中容纳被加热处理物,如图3所示,在打开分割阀30的状态下,使经加热的气体经由供气口40流入到容器60内,使经加热的气体经由排气口50从容器60内流出。由此,能够使经加热的气体在容器60内流通,对被加热处理物实施加热处理。此时,被加热处理物被经加热的气体加热,并且例如被加热处理物中的水分被剥夺并排出,因此被加热处理物被干燥。并且,例如,构成被加热处理物的材料进行交联,而能够获得被加热处理物的交联体。
然后,将第1室10与第2室20进行分离,经由分割阀31将由分割阀31密闭的第1室10连接到外部空间之后,打开分割阀31,由此能够将加热处理物从第1室10取出到外部空间。
并且,例如,将图1所示的加热处理装置100以排气口50成为下方且供气口40成为上方的方式,在透气方向沿着铅垂方向的方向上设置。在第2室20中容纳被加热处理物,在打开分割阀30的状态下,使经加热的气体经由供气口40流入到容器60内,使经加热的气体经由排气口50从容器60内流出。在该实施方式中,随着供气口40与被加热处理物的距离变远,经加热的气体与被加热处理物的接触变得平缓。因此,在由经加热的气体引起的被加热处理物的流动、飞散等成为问题的情况下,优选这种实施方式。
并且,例如,在透气方向与铅垂方向垂直的方向上设置图1所示的加热处理装置100。也可以在第1室10及第2室20这两者中容纳被加热处理物,如图3所示,在打开分割阀30的状态下,使经加热的气体经由供气口40流入到容器60内,使经加热的气体经由排气口50从容器60内流出。由此,能够使经加热的气体在容器60内流通,对被加热处理物实施加热处理。然后,将第1室10与第2室20进行分离,分别经由分割阀31及分割阀32将由分割阀31密闭的第1室10、由分割阀32密闭的第2室20连接到外部空间之后,打开分割阀31及分割阀32,由此能够将加热处理物从第1室10及第2室20取出到外部空间。
例如,通过在第1室10及第2室20中容纳相同的被加热处理物,能够大量制造相同的加热处理物。并且,通过在第1室10及第2室20中容纳不同的被加热处理物,能够一并制造不同的加热处理物。
例如,在图4所示的加热处理装置200的容器60中,在第1室10设置有供气口40及排气口50这两者。
例如,将加热处理装置200以供气口40成为下方的方式,在透气方向(容器的长边方向)沿着铅垂方向的方向上设置。将容纳有被加热处理物的第2室20与空的第1室连结,打开分割阀30,将容纳于第2室20中的被加热处理物的一部分容纳于第1室中之后,关闭分割阀30。在关闭分割阀30的状态下,使经加热的气体经由供气口40流入到容器60内,使经加热的气体经由排气口50从容器60内流出。由此,能够使经加热的气体在容器60内流通,对被加热处理物实施加热处理。然后,将第1室10与第2室20进行分离,经由分割阀31将由分割阀31密闭的第1室10连接到外部之后,打开分割阀31,由此能够将加热处理物从第1室10取出到外部。
而且,使取出加热处理物之后的第1室10与第2室20再次连结,由此能够以与上述相同的方式获得加热处理物。这种加热处理在每次制造少量加热处理物时是有效的。并且,通过在第2室20中预先容纳许多被加热处理物,能够在用分割阀32密闭的状态下保持被加热处理物,因此与每次进行加热处理时将被加热处理物从外部容纳于第1室10中的情况相比,还能够容易地抑制异物混入到被加热处理物中。
加热处理装置在通过经加热的气体的流通进行的加热处理之后,用分割阀进行密闭,由此容易以正压保持容器内。因此,例如,对干燥状态、无菌状态的保持等是有效的。
本发明的加热处理装置能够将被加热处理物在静放的状态下进行加热,能够调节经加热的气体的温度等条件,因此例如与流动干燥式、振动干燥式等的容器进行动作的装置相比,能够抑制被加热处理物的静电的产生。因此,本发明的加热处理装置能够优选用于对容易产生静电的粉体、颗粒等被加热处理物进行加热处理。并且,在被加热处理物为多孔的情况下,难以去除孔的静电,因此抑制静电的产生是有效的。
并且,本发明的加热处理装置能够在将被加热处理物静放的状态下使用,因此例如与流动干燥式、振动干燥式等的容器进行动作的装置相比,可抑制被加热处理物的凝聚而难以粗大化,并且,能够抑制不需要的微细化,容易获得具有所期望的大小的加热处理物。
[温度调节部件]
加热处理装置可以具备:温度调节部件,配置于容器的外侧,且可拆卸地安装于加热处理装置。通过使用温度调节部件,能够经由容器调节容器内部的温度,因此更容易均匀地加热被加热处理物。并且,在加热处理之后,从加热处理装置拆卸温度调节部件,由此加热处理装置的处理变得更容易。
关于温度调节部件,只要能够经由容器的外侧调节容器内部的温度,则并无特别限定。
温度调节部件可以与容器的外侧接触,也可以不与容器的外侧接触。温度调节部件可以以覆盖容器的外侧的方式配置、或者也可以配置于容器的外侧附近。
并且,温度调节部件可以配置于容器的外侧的一部分,也可以在容器的外侧的整周上配置。例如,如图5所示的加热处理装置300及图6所示的加热处理装置400那样,温度调节部件70、70A及70B可以在透气方向上配置于容器60的外侧。
温度调节部件例如可以是具备电热线的加热器,例如,可以是套式加热器等。由此,能够经由容器的外侧提高容器内部的温度,并且能够使经加热的气体在容器内部流通,因此均匀地加热被加热处理物变得更容易。套式加热器使电热线的间距改变而获得所期望的电热线图案,容易使夹套的厚度改变(例如,变薄)。
温度调节部件例如可以是由金属板等形成的金属部件。金属部件与空气相比导热性高,容器的外侧的温度不均匀变得更小,因此容易使容器内部的温度更均匀,均匀地加热被加热处理物变得更容易。
从进一步减小温度不均匀的观点出发,在温度调节部件为金属部件的情况下,金属部件优选由具有一定程度的厚度(例如,超过20mm)的金属板形成。在金属部件由金属板形成的情况下,厚度可以根据金属的种类等而适当调整,并且,也可以适当实施形状加工以适合于容器的形状。
并且,在温度调节部件为金属部件的情况下,赋予发热性,因此金属部件可以在其内侧或外侧具备加热器。例如,金属部件可以与外部的热源连接,并且,可以是铸造加热器。在金属部件为铸造加热器的情况下,铸造加热器的厚度优选大于加热器线的间距。
在温度调节部件为金属部件的情况下,材质并无特别限定,但是优选为不锈钢制或铝制。
不锈钢的热容量大,因此温度的变化小,导热容易均匀。并且,铝的导热快,因此能够快速地加热。
温度调节部件可以是1个,也可以是2个以上。
温度调节部件可以包括套式加热器及金属部件中的至少一者。
例如,如图6所示的加热处理装置400那样,可以将作为覆盖容器60的外侧的金属板的温度调节部件70A以覆盖容器60的外侧的方式配置,进而,用作为套式加热器的温度调节部件70B覆盖温度调节部件70A。由此,能够一边进一步减小容器的外侧的温度不均匀,一边经由容器的外侧更均匀地提高容器内部的温度,因此均匀地加热被加热处理物变得更容易。
[保持部件、整流部件]
加热处理装置可以在供气口与排气口之间包括保持被加热处理物的保持部件。由此,容易在容器内保持被加热处理物。
保持部件的材质、形状等并无特别限定,可以根据被加热处理物的种类等来适当选择。保持部件例如可以是陶瓷制、金属制(例如,SUS304等)等。从更均匀地加热被加热处理物的观点出发,优选保持部件具备透气孔,具有透气性,例如,保持部件可以是多孔板、网格板、冲孔金属板或透气性袋。
在保持部件具备透气孔的情况下,开口率并无特别限定,但是可以是5%~30%左右。
保持部件在具有透气性的情况下,能够作为整流部件发挥作用。即,通过在容器内流通的经加热的气体经由保持部件的透气孔通过保持部件,能够调整经加热的气体的流动。
在保持部件作为整流部件发挥作用的情况下,保持部件优选为板状。由此,能够充分地承受在容器内流通的经加热的气体的流动(阻力),能够使经加热的气体的线速度从保持部件的中央部到周边部变得均匀,因此能够更均匀地加热被加热处理物。从进一步提高整流效果的观点出发,保持部件优选具有一定程度的厚度(例如,透气孔的直径的1/2倍至3倍)。
容器中,除了保持部件以外,还可以具备具有与具有透气性的保持部件相同的结构的整流部件。在保持部件具有透气性的情况下,兼作整流部件,由此能够更均匀地加热被加热处理物。
保持部件及整流部件的位置及数量并无特别限定,可以根据加热处理装置的设计等来适当选择。例如,如图6所示的加热处理装置400那样,可以在第1室10的供气口40附近具有保持部件80(兼作整流部件),在第2室20的排气口50附近具有整流部件90。图6所示的加热处理装置能够控制成,经加热的气体在保持部件表面(保持面)的垂直方向上流通。
并且,通过将容器在透气方向(容器的长边方向)沿着铅垂方向的方向上设置,在容器内流通的经加热的气体的流动变得更均匀。因此,均匀地加热被加热处理物变得更容易。
而且,通过在纵向(即,透气方向沿着铅垂方向的方向)上设置容器,能够进一步提高被加热处理物的填充率,例如,容易设为70%~90%(最优选为100%)的填充率。
[经加热的气体]
气体并无特别限定,但是优选为氮气、氩气等不活泼气体。并且,优选使用水分含量为0.000613g/m3(露点:-80℃)~4.85g/m3(露点:0℃)的气体。通过公知的方法对气体进行加热,由此可以获得经加热的气体。
[被加热处理物]
被加热处理物并无特别限定,可以是固体。作为固体的被加热处理物,可举出粉末、颗粒等。
本发明所涉及的加热处理装置能够优选用于对胶原蛋白、明胶等活体亲和性高分子或其高分子多孔体进行加热处理而制造高分子多孔交联体。
[其他]
加热处理装置可以包括用于控制经加热的气体的流动的阀门。例如,可以在供气口的附近、排气口的附近等配置阀门。
并且,加热处理装置可以包括无菌过滤器。例如,可以在供气口的附近、排气口的附近等配置无菌过滤器。
为了使加热空气在容器中流通,加热处理装置可以包括泵或供气风扇,并且,可以与外部的泵或供气风扇连接。并且,供气源可以是压缩机(compressor),也可以是压缩储气瓶等。
<加热处理物的制造方法>
本发明所涉及的加热处理物的制造方法包括如下工序:
在本发明所涉及的加热处理装置的容器内容纳被加热处理物(以下,有时称为“容纳工序”);及
使经加热的气体经由供气口及排气口在容器内流通(以下,有时称为“加热气体流通工序”)。
由此,能够对被加热处理物实施热处理,能够制造加热处理物。
本发明所涉及的加热处理物的制造方法可以包括如下工序:在加热气体流通工序之后,关闭分割阀而回收加热处理物(以下,有时称为“回收工序”)。由此,能够一边抑制异物的混入一边取出加热处理物。
关于被加热处理物及经加热的气体,如上所述。
[容纳工序]
在容纳工序中,将被加热处理物容纳于容器中的方法并无特别限定。例如,可以打开分割阀、或者从容器拆卸分割阀而将被加热处理物容纳于容器中。并且,例如,可以经由设置于容器的供给口,将被加热处理物容纳于容器中。
[加热气体流通工序]
经加热的气体的温度及处理时间(即,经加热的气体的流通时间)并无特别限定,可以考虑加热处理的目的等而适当选择。
经加热的气体的流入速度及流入量并无特别限定,可以根据被加热处理物的性质、加热处理的的等来适当选择。例如,可以通过提高气体的流入速度及流入量中的至少一者而使被加热处理物流动。
将高分子多孔体放入到加热处理装置的容器内,使经加热的气体经由供气口及排气口流通。由此,能够对高分子多孔体(被加热处理物)实施热处理而进行交联,能够制造高分子多孔交联体(加热处理物)。
交联温度(即,加热气体的温度)优选为100℃~200℃,更优选为120℃~170℃,进一步优选为130℃~160℃。通过采用热交联法,能够避免使用交联剂。作为热交联的处理时间,根据交联温度、高分子的种类、保持何种程度的分解性而不同。
为了使加热空气在容器中流通,可以使用在加热处理装置中具备的泵或与加热处理装置连接的外部的泵。
加热处理物的制造方法可以是,加热处理装置具备温度调节部件,该制造方法包括通过温度调节部件来对容器进行加热的工序。由此,能够调节容器内部的温度,因此更容易均匀地加热被加热处理物。
在加热处理物的制造方法中,温度调节部件可以包括不锈钢及对不锈钢进行加热的加热器。并且,可以同时进行使经加热的气体流通的工序的至少一部分和对容器进行加热的工序的至少一部分。由此,能够一边进一步减小容器的外侧的温度不均匀,一边经由容器的外侧更均匀地提高容器内部的温度,因此均匀地加热被加热处理物变得更容易。并且,能够使用温度调节部件,经由容器的外侧调节容器内部的温度,因此更容易均匀地加热被加热处理物。
从更均匀地加热被加热处理物的观点出发,使经加热的气体流通的工序优选与对容器进行加热的工序同时进行。
以下,列举对明胶、胶原蛋白等活体亲和性高分子的高分子多孔体(被加热处理物)进行加热处理而制造高分子多孔交联体(加热处理物)的情况,对本发明所涉及的加热处理物的制造方法进一步进行说明。
-高分子多孔体-
高分子多孔体(被加热处理物)优选为包含高分子的多孔块。
关于制造方法如后述,高分子多孔体通过将包含高分子的高分子水溶液放入到液体容器中并实施冷冻工序而获得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去除工序而去除水分来获得。
可以对高分子多孔体进一步实施后述粉碎工序、分级工序等。由此,能够加工成各种大小的颗粒。并且,可以对高分子多孔体进一步实施后述填充工序等。
例如,使用重组肽CBE3作为人源重组明胶时的热交联条件如下。在实际温度为约135℃时,优选为2小时~20小时,更优选为3小时~18小时,进一步优选为4小时~8小时。从防止氧化的观点出发,热交联的处理优选在不活泼气体(即,经加热的气体)气氛下进行。例如,优选以130℃~150℃在氮气气氛下进行3小时~7小时的热交联。作为不活泼气体优选氮气或氩气,从均匀的加热的观点出发,与真空下相比优选在不活泼气体气氛下的交联。
-高分子多孔交联体-
如此获得的高分子多孔交联体优选作为细胞脚手架、移植用部件、组织修复材料等。
(酸残存率)
高分子多孔交联体优选显示规定的酸残存率。例如,基于使用了1摩尔/L的盐酸的3小时的分解处理的酸残存率以质量为基准优选为30%~70%,更优选为35%~65%,进一步优选为45%~65%。
高分子多孔交联体的“酸残存率”是指以下述方式测定的物理特性值。测定测定用微管(商品名称为MINI SUPERTUBE,IBIS Co.,Ltd.制造,容量为2ml,以下称为管)的质量(A)。对于颗粒状的高分子多孔交联体,不进行加工而秤量15.0(±0.2)mg(n=3),对于块状的高分子多孔交联体,制作直径6mm×厚度约1mm的圆柱的检体,测定质量(B),填充到测定用管中。在装有高分子多孔交联体的管中添加1摩尔/L的HCl 1.7ml,在37±0.5℃下恒温静放3小时。规定时间之后,将管立在冰上而停止反应,利用预先设定为4℃的离心器进行10,000×g、1分钟离心。确认组织修复材料沉淀,吸取上清,添加预先在冰上冷却的超纯水,在与上述相同的条件下再次进行离心。再反复进行2次如下处理:吸取上清,再次加入超纯水,在与上述相同的条件下再次进行离心。吸取上清之后,进行冷冻干燥。从冷冻干燥机中取出之后,为了防止高分子多孔交联体吸取空气中的水分,快速地盖上管的盖子。按每个管测定质量(C),使用下述计算式计算酸残存率。
酸残存率=(C-A)/B×100(%)
高分子多孔交联体的酸残存率根据高分子多孔交联体中所包含的成分、特别是颗粒的种类及形态而不同,但是例如能够通过交联工序(即,加热气体流通工序)的温度、处理时间等来进行调整,若缩短处理时间,则酸残存率趋于变低。
高分子多孔交联体可以保存于容器中。例如,在包含明胶的高分子多孔交联体的情况下,对容器并无特别限制,但是例如能够使用用橡皮塞和铝盖对玻璃小瓶进行了密封的容器。玻璃小瓶的尺寸并无特别限制。可以对玻璃小瓶实施使用了二甲基聚硅氧烷等的硅酮树脂涂层、氟树脂涂层、二氧化硅涂层、脱碱处理等。通过这些各种涂层或脱碱处理,能够赋予防静电、防附着、防水等效果。并且,可以进一步包装上述容器。对于包装也并无特别限制,但是例如能够使用铝袋。
以下,示出高分子多孔体(被加热处理物)的制造方法的一例。
[高分子多孔的制造例]
(高分子)
在本发明中,高分子是指分子量大的分子且具有由从分子量小的分子实质性或概念性地获得的单元的多次重复构成的结构的分子。例如,可举出多胺、纤维素、直链淀粉、淀粉、甲壳素、多肽、蛋白质、DNA及RNA等。高分子优选为水溶性,进一步优选为多肽及蛋白质。早多肽及蛋白质中,尤其优选胶原蛋白及明胶。
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。若亲水性单元比率比其高,则高分子周围的自由水减少而阻碍冷冻。在此,亲水性重复单元比率是指,高分子中所占据的具有离子性基团和/或羟基的重复单元的比率。
上述明胶是指连续地包含6个以上的Gly-X-Y所表示的序列的多肽,在多肽中除了Gly-X-Y所表示的序列以外还可以具有1个以上的其他氨基酸残基。Gly-X-Y所表示的序列是相当于源自胶原蛋白的部分氨基酸序列的氨基酸序列的序列,该序列的重复是指胶原蛋白的特征性序列。
多个G1y-X-Y可以分别同源,也可以不同。并且,Gly-X-Y序列中X及Y按每个重复单元是独立的,可以同源也可以不同。在Gly-X-Y中,Gly表示甘氨酸残基,X及Y表示除了甘氨酸残基以外的任意的氨基酸残基。作为X及Y,优选包含许多亚氨基酸残基、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据上述明胶整体的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95%以上,最优选为99%以上。
作为上述明胶,可以是天然型,也可以是至少1个氨基酸残基与天然型不同的突变型。天然型的明胶是指以天然生成的胶原蛋白作为原料的明胶、或与以天然生成的胶原蛋白作为原料的明胶具有同源的氨基酸序列的多肽。只要无特别说明,则在本说明书中将突变型或重组体的明胶统称为重组明胶。关于天然型的明胶或其重组明胶,例如,可举出源自鱼类、哺乳类等动物的明胶,但是优选为哺乳类的动物的天然型明胶或其重组明胶。作为哺乳类的动物,可举出例如人、马、猪、小鼠、大鼠等,更优选为人或猪。作为天然型明胶,优选为源自猪或人的明胶,作为重组明胶,优选为人源重组明胶。
并且,作为明胶,优选为通过常规方法将碱基序列或氨基酸序列导入到适当的宿主中并使其表达而获得的重组明胶,上述碱基序列或氨基酸序列是相对于编码连续地具有6个以上的上述Gly-X—Y所表示的序列的上述胶原蛋白的基因的碱基序列或氨基酸序列施加1个以上的碱基或氨基酸残基的变更而得。通过使用这种重组明胶,能够提高(骨)组织修复能力,并且与使用天然的明胶的情况相比能够表达各种特性,例如,具有能够避免活体的排斥反应等不良影响等的优点。
作为上述重组明胶,例如,能够尤其优选使用欧州公开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号等中所公开的重组明胶。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,更优选为10kDa以上且90kDa以下。
关于上述重组明胶,从活体亲和性的观点出发,优选为还包含细胞粘附信号的重组明胶,更优选在一分子中具有2个以上的上述重组明胶中所存在的细胞粘附信号的重组明胶。作为这种细胞粘附信号,能够举出RGD序列、LDV序列、REDV序列、YIGSR序列、PDSGR序列、RYVVLPR序列、LGTIPG序列、RNIAE IIKDI序列、IKVAV序列、LRE序列、DGEA序列、及HAV序列的各序列,能够优选举出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。进一步优选为RGD序列中的ERGD序列。
作为上述重组明胶中的RGD序列地配置,RGD之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序列与氨基酸残基的总数的比例优选至少为0.4%,在重组明胶包含350个以上的氨基酸残基的情况下,优选350个氨基酸残基的各延伸段包含至少1个RGD序列。
上述重组明胶优选每250个氨基酸残基包含至少2个RGD序列,更优选包含至少3个RGD序列,进一步优选包含至少4个RGD序列。但是,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Asp-Arg-Gly-Asp所表示的氨基酸序列。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被部分地水解。
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及B表示任意的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分别独立地表示任意氨基酸残基,63个Y分别独立地表示任意氨基酸残基。另外,3个(Gly-X-Y)63可以分别同源,也可以分别不同。)表示。
优选在上述重组明胶的重复单元键合多个天然存在的胶原蛋白的序列单元。作为在此所说的天然存在的胶原蛋白,可优选举出I型、II型、III型、IV型及V型。能够更优选设为I型、II型或III型。作为胶原蛋白的来源,能够优选举出人、马、猪、小鼠和大鼠,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,能够进一步优选设为7~9.5。
作为上述重组明胶的优选方式能够举出以下方式:(1)氨基甲酰基不被水解;(2)不具有前胶原蛋白;(3)不具有端肽;(4)由编码天然胶原蛋白的核酸制备的实质上纯粹的胶原蛋白用材料。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)组织修复能力的高低的方面出发,上述重组明胶能够优选设为以下(A)~(C)中的任一个。
(A)下述序列号1所表示的多肽、
GAP(GAPGLQGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGP IGPPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGP IGPPGPAGAPGAPGLQGMPGERGAAGLPGPKGERGDAGPKGADGAPGKDGVRGLAGPP)3G(序列号1)
(B)具有与包含上述(A)的氨基酸序列中的第4个~第192个的氨基酸残基的部分氨基酸序列具有80%以上的序列同源性的部分序列,并且具有(骨)组织修复能力的多肽、
(C)包含相对于上述(A)的氨基酸序列缺失、替换或附加有1个或多个氨基酸残基的氨基酸序列且具有(骨)组织修复能力的多肽。
作为上述(B)中的序列同源性,从重组明胶的(骨)组织修复能力的观点出发,能够更优选设为90%以上,能够进一步优选设为95%以上。
上述(B)的序列中的上述部分氨基酸序列为相当于序列号1所表示的序列的重复单元的部分氨基酸序列。在上述(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的情况下,能够制成包含1个、优选包含2个以上的序列同源性达到80%以上的重复单元的多肽。
并且,上述(B)中所规定的多肽优选以合计的氨基酸残基数计包含总氨基酸残基数的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%以上的序列同源性的部分序列。
作为上述(B)中所规定的多肽的长度,能够设为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)中所规定的多肽可以是包含相对于上述(A)的氨基酸序列缺失、替换或附加有1个或多个氨基酸残基的氨基酸序列且具有组织修复能力的多肽。
作为在上述(C)中所规定的多肽中缺失、替换或附加的氨基酸残基数,只要是1个或数个即可,根据重组明胶的总氨基酸残基数而不同,但是例如能够设为2个~15个、优选设为2个~5个。
上述重组明胶能够通过本领域技术人员公知的基因重组技术来制造,例如能够根据欧州公开1014176号、美国专利第6992172号、国际公开第2004/85473号、国际公开第2008/103041号等中所记载的方法来制造。具体而言,获取编码规定的重组明胶的氨基酸序列的基因,将其组装到表达载体,制作重组表达载体,将其导入到适当的宿主而制作转化体。通过在适当的培养基中培养所获得的转化体,产生重组明胶,因此回收从培养物产生的重组明胶,由此能够制备在本发明中使用的重组明胶。
(高分子水溶液)
高分子水溶液包含一种以上的高分子。高分子水溶液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。若浓度低于0.1质量%,则在去除水分之后难以维持高分子多孔体的结构。高分子水溶液优选在冷冻温度以上凝胶化。关于高分子水溶液中的高分子浓度的上限,只要能够溶解高分子,则并无特别限定,但是通常为40质量%以下,可以是30质量%以下或20质量%以下。
高分子水溶液通过将包含高分子的溶液进行纯化及浓缩、或者将干燥状态的高分子溶解于水性介质中来制备。(1)可以调整工序,(2)可以准备预先调整完毕的高分子水溶液来使用。(3)可以将通过纯化及浓缩获得的高分子水溶液进行冷冻干燥,在所获得的冷冻干燥体中加入水性介质并进行再溶解,由此调整高分子水溶液。或者,(4)可以将通过纯化及浓缩获得的高分子水溶液进行冷冻,并将所获得的冷冻体进行解冻,由此调整高分子水溶液。从减少气泡、不溶物(冷冻体的溶解残留物)的产生的观点出发,冷冻体的解冻优选在30~40℃下经15~20小时进行解冻。从削减调整工序的工作量、便于输送及保管,减少高分子水溶液中的气泡及不溶物的观点出发,优选上述(4)的方法。
分散于高分子水溶液中的气泡、不溶物优选通过过滤、离心、减压、脱泡等操作在冷冻工序之前去除。由此,各向异性低的高分子水溶液冷冻体的产品率得到提高。能够通过测定浊度来对去除气泡、不溶物进行评价。或者,还能够通过基于光学显微镜的肉眼检查来进行评价。例如,能够计算映现在光学显微镜的视野的气泡及不需要的物质的个数,并通过高分子水溶液1μL中的气泡及不溶物的个数进行评价。高分子水溶液中的气泡、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。
为了附加规定的特性的目的,可以在高分子水溶液中添加除了高分子以外的成分。作为这种其他成分,例如,能够举出骨诱导药剂等与骨再生或骨新生有关的成分。作为骨诱导药剂,例如可举出BMP(骨形成因子)、bFGF(碱性纤维细胞生长因子),但是并无特别限定。此外,例如,能够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,只要能够溶解高分子并能够用于活体组织,则并无特别限制,例如,能够举出水、生理盐水、磷酸缓冲液等在本领域中通常能够使用的介质。
在使用明胶作为高分子的情况下,关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,并无特别限制。明胶溶液中的明胶浓度例如优选设为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,对于明胶溶液,可以在冷冻工序之前进行脱泡处理。由此,能够容易均匀地发生冰晶形成。对于脱泡方法,并无特别限制,但是例如能够以2~10kPa的压力进行真空离心脱泡。
对于明胶溶液,可以进行过滤以去除未溶解的粒子。过滤方法并无特别限制,但是例如使用孔径为0.22~0.45μm的过滤器进行加压过滤。对于过滤器的材质,并无特别限制,能够使用聚四氟乙烯、聚醚砜、乙酸纤维素、聚偏二氟乙烯等,但是从明胶的吸附性低且溶出物少的观点出发,优选乙酸纤维素。关于制备明胶溶液时的温度,并无特别限制,只要是通常使用的温度、例如0℃~60℃、优选为3℃~40℃左右即可。
(液体容器)
液体容器是指用于放入高分子水溶液并进行冷却/冷冻的容器。容器的形状例如可举出碟状、圆筒杯状。优选圆筒杯状。容器内部优选不具有高曲率。具体而言,优选为R1mm以上,进一步优选为R2mm以上(R是指曲率半径)。容器的大小并无特别限定,但是在圆筒杯状容器的情况下,内径优选为200mm以下,进一步优选为150mm以下。
对于液体容器,可以用与构成液体容器的部件相同或不同的部件(涂层部件)涂布于液体容器的内表面。并且,可以将包含与构成液体容器的部件相同或不同的部件的覆盖部件铺满于液体容器的内表面,或者可以设置圆筒状的覆盖部件。为了与涂层部件、覆盖部件区分,也将构成液体容器的部件称为液体容器的主要部件。液体容器的主要部件、涂层部件、覆盖部件的组合不受限制。即,液体容器可以是(1)仅液体容器的主要部件、(2)液体容器的主要部件及涂层部件、(3)液体容器的主要部件及覆盖部件、(4)液体容器的主要部件、涂层部件及覆盖部件的任意组合。
液体容器的内表面、即在将高分子水溶液放入到液体容器中时与高分子水溶液接触的面为四氟乙烯-六氟丙烯共聚物(也称为全氟乙烯丙烯共聚物)(FEP)。例如,根据上述(1)~(4),(1)液体容器的主要部件为FEP、(2)至少涂层部件为FEP、(3)至少覆盖部件为FEP、(4)至少覆盖部件为FEP。
液体容器的主要部件的材质并无特别限制,例如,可举出铝。在液体容器的主要部件与高分子水溶液接触的情况下,液体容器的主要部件为FEP。液体容器的主要部件的材质的线膨胀系数(也称为热膨胀系数)优选为10×10-5/K以下,进一步优选为50×10-6/K以下,特别优选为25×10-6/K以下。
关于覆盖部件,只要均匀地铺满于容器内表面即可,对覆盖部件的形状、厚度没有限制。在覆盖部件与高分子水溶液接触的情况下,覆盖部件为FEP。关于涂层部件,只要均匀地涂布于容器内表面即可,对涂膜的厚度没有限制。涂膜优选为20μm以上,进一步优选为50μm以上。在涂层部件与高分子水溶液接触的情况下,涂层部件为FEP。
(冷冻工序)
进行对容纳于液体容器中的高分子水溶液进行冷冻的工序(以下,有时称为“冷冻工序”)。由此,能够获得高分子水溶液冷冻体。冷冻机构并无特别限制,例如,只要用制冷机、冷冻干燥机等装置进行冷冻即可。在用冷冻干燥机进行冷冻的情况下,能够用同一个装置连续地从高分子水溶液冷冻体中去除水分(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,但是在即将产生凝固热之前的溶液内液温最高的部分的温度与在溶液内液温最低的部分的温度之差优选为2.5℃以下。在此,“即将产生凝固热之前的温度差”是指在产生凝固热时的1秒前~10秒前之间温度差最大时的温度差。并且,在溶液内液温最低的部分的温度优选为-8℃以下且-15℃以上,进一步优选为-10℃以下且-15℃以上。
并且,通过如此制造高分子水溶液冷冻体,能够提高可获得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”是指以下述方式测定的物理特性。将高分子水溶液冷冻体进行冷冻干燥之后,将冷冻干燥体(高分子多孔体)的中央附近沿着水平及垂直方向进行切割。接着,对各截面进行染色,用光学显微镜观察一定(2.0mm×2.0mm、2.5mm×2.5mm)的区域。选择待观察部分内的与由被染色的材料包围的区域外切的矩形中的、矩形的对置的两个边的距离最大的外切矩形。在水平方向的截面及垂直方向的截面各自中的待观察部分内测量各50个该对置的两个边的距离最大的外切矩形的长边的长度,将其平均设为该冷冻体的网格的长径的平均值。
对于此时的各网格,将水平方向的截面的长径(平均值)和垂直方向的截面的长径(平均值)中较小的一个设为d1且将另一个设为d2而获得的比率d2/d1定义为“各向异性”。将该各向异性为3以下的情况定义为“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达到90%以上。
(水分去除工序)
进行从高分子水溶液冷冻体中去除水分的工序(以下,有时称为“水分去除工序”)。由此,能够获得高分子多孔体。去除水分的方式并无特别限制,具有使高分子水溶液冷冻体中的冰熔解的方法、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,能够设为0.5小时~300小时。对于能够使用的冷冻干燥机,并无特别限制。
(粉碎工序)
在粉碎工序中,对高分子多孔体进行粉碎而获得粉碎物。粉碎能够应用锤磨机、筛网磨机等粉碎机,由于从粉碎成一定的大小的粉碎物中随时回收,因此从每个试验的粒径分布的偏差小的观点出发,优选筛网磨机(例如,QUADRO公司制造的Comil)。作为粉碎的条件,为了维持粉碎物表面的结构,与破碎的方式相比,优选切割的方式。并且,为了维持颗粒内部的结构,优选设为在粉碎中不施加强的压缩的方式。
(分级工序)
在粉碎工序之后,以整粒为目的能够包括分级工序。由此,能够获得具有均匀的粒径的高分子粉碎物。例如,优选在明胶粉碎物的分级中使用网眼为300μm~1400μm的筛。
(填充工序)
在粉碎工序之后,能够包括将粉碎物填充到小瓶中的工序。例如,明胶粉碎物的填充方法并无特别限制,但是能够使用质量反馈方式的平板给料机。对于填充明胶粉碎物的小瓶,也并无特别限制,但是例如能够使用对内表面进行了硅酮加工的玻璃小瓶。
实施例
以下,举出实施例,对本发明更具体地进行说明。但是,本发明不限定于这些实施例。
[实施例]
(加热处理装置)
以下述要领制作了图7所示的加热处理装置500。
-部件的准备-
·具有供气口40的第1圆筒状部件C1
SUS304制,厚度:3mm,圆筒部分的透气方向的长度:20cm,圆筒部分的内径:15cm
·具有排气口50的第2圆筒状部件C2
SUS304制,厚度:3mm,圆筒部分的透气方向的长度:10cm,圆筒部分的内径:15cm
·设置有分割阀30的第3圆筒状部件C3
Charge Point公司制造的“PS150”,透气方向的长度:15cm
随着分割阀30的分割,第3圆筒状部件C3分离为由分割后的分割阀30关闭的圆筒状部件C31(透气方向的长度:7cm)及圆筒状部件C32(透气方向的长度:8cm)。
·温度调节部件70A
SUS304制,厚度:30mm
·温度调节部件70B
套式加热器
·保持部件80,整流部件90
SUS304制冲孔金属板,开口率:10%,透气孔的直径:0.5mm,厚度:0.2mm
-制作-
在第1圆筒状部件C1内的供气口40的附近配置了保持部件80。将设置有分割阀30的第3圆筒状部件C3的圆筒状部件C31部分与第1圆筒状部件C1的圆筒部分进行了连接。由此,形成了第1室10(圆筒部分的透气方向的长度:27cm)。
在第2圆筒状部件C2内的排气口50的附近配置了整流部件90。将第3圆筒状部件C3的圆筒状部件C32部分与第2圆筒状部件C2的圆筒部分进行了连接。由此,形成了第2室20(圆筒部分的透气方向的长度:18cm)。
在包括第1室10及第2室20的容器60的外侧,在可拆卸的状态下安装了温度调节部件70A及温度调节部件70B。
如此,制作了一种加热处理装置500,其具备:容器60,包括经由分割阀30连结的第1室10及第2室20以及供经加热的气体流通的供气口40及排气口50。在将经由分割阀30连结的第1室10及第2室20进行分离时,能够将这些2个室在分别密闭的状态下分割为2个。
(被加热处理物)
作为被加热处理物,以下述要领准备了高分子多孔体。
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。在CBE3的氨基酸序列中不含丝氨酸残基、苏氨酸残基、天冬酰胺残基、酪氨酸残基及半胱氨酸残基。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)
使包含上述重组明胶的溶液纯化之后,在30℃下通过超滤浓缩至4.0质量%为止。将所获得的明胶水溶液进行冷冻干燥之后,在冷冻干燥体中加入注射用水并经30分钟升温至37℃而再溶解,重新获得了7.5质量%的明胶水溶液。用0.22μm的乙酸纤维素膜过滤器对该明胶水溶液进行过滤,使用真空脱泡机(KURABO INDUSTRIES LTD.,KK-V300SS-I)在4.0kPa下进行了180秒钟真空离心脱泡。将明胶水溶液以液厚达到2.5mm的方式采样到聚苯乙烯制透明容器中,使用光学显微镜在2.5mm×2.5mm的视野中,从液下表面到液上表面以100μm增量进行了观察。观察10个视野,计算平均的气泡及不溶物的个数的结果,气泡为0.42个/μL,不溶物为0个/μL。使约20g的该明胶水溶液流入到以104mm的内径、5mm的底厚、R2mm的底面内周刮出面,且内表面被FEP(Nippon Fusso,NF-004A)涂布的铝合金(A5056)制圆筒杯状容器中之后,在预冷到约-35℃的350×634×20mm铝板上经由厚度为1mm的玻璃板设置14个,盖上盖子静放1小时,由此获得了冷冻的明胶冷冻体。另外,所使用的圆筒杯状容器的主要部件的材质(铝合金(A5056))的线膨胀系数为24.3×10-6/K。使用冷冻干燥机(ULVAC,DFR-5N-B)对该明胶冷冻体进行冷冻干燥而去除水分,由此制作了高分子多孔体(冷冻干燥体)。
通过筛网粉碎机(QUADRO,Comil U10),使用0.079英寸的筛网、接着使用0.040英寸的筛网对高分子多孔体进行了粉碎(1英寸为约2.45cm)。获得了通过网眼为1400μm的筛且不通过网眼为300μm的筛的高分子多孔体。
(容纳工序)
将加热处理装置500设置成透气方向沿着铅垂方向以使第1室10成为下方,将颗粒状的高分子多孔体(被加热处理物)以成为距离保持部件80的表面10cm的高度的方式容纳于第1室10内。在第1室10安装第2室20,打开了分割阀30。
(加热气体流通工序)
在加热处理装置500的容器60内,经由供气口40及排气口50,使135℃的加热氮气流通。与此同时,用套式加热器70B对不锈钢板70A进行加热,进行容器60的加热,高分子多孔体的温度达到135℃之后,保持了5小时。如此,制作了实施例的高分子多孔交联体。
然后,停止氮气的加热而持续进行氮气的流通,并且使套式加热器自然冷却。高分子多孔交联体的温度成为40℃以下之后,从第1室10中取出了高分子多孔交联体。此时,随机选择第1室10的高度方向的3个级别、半径方向的2个级别的合计6个部位,从上述6个部位分别采集了100mg的高分子多孔交联体。
[比较例]
以与实施例相同的方式准备了颗粒状的高分子多孔体(被加热处理物)。通过筛网粉碎机(QUADRO,Comil U10),使用0.079英寸的筛网、接着使用0.040英寸的筛网对高分子多孔体进行了粉碎(1英寸为约2.45cm)。回收通过网眼为1400μm的筛且不通过网眼为300μm的筛的高分子多孔体,使用填充机(Aishin Nano Tech,TF-70AD)在10mL的玻璃小瓶中填充了约0.09g。将填充的小瓶设置于无尘烘箱(Nittorikakogyo Co.,Ltd.,NC0-500A600L-WS)中,在氮气气氛下以135℃进行5小时加热处理而制作了比较例的高分子多孔交联体。
使用所获得的高分子多孔交联体,以下述要领测定了酸残存率及水溶出成分量。
[酸残存率]
测定了测定用微管(商品名称为MINI SUPERTUBE,IBIS Co.,Ltd.制造,容量为2ml,以下称为管)的质量(A)。秤量(n=3)高分子多孔交联体15.0(±0.2)mg,并填充到测定用管中。在装有高分子多孔交联体的管中添加1摩尔/L的HCl 1.7ml,在37±0.5℃下恒温静放了3小时。规定时间之后,将管立在冰上而停止反应,利用预先设定为4℃的离心器进行了10,000×g、1分钟离心。确认组织修复材料沉淀,吸取上清,添加预先在冰上冷却的超纯水,在与上述相同的条件下再次进行了离心。反复进行了2次如下处理:吸取上清,再次加入超纯水,在与上述相同的条件下再次进行离心。吸取上清之后,进行了冷冻干燥。从冷冻干燥机中取出之后,为了防止高分子多孔交联体吸取空气中的水分,快速地盖上了管的盖子。按每个管测定质量(C),使用下述计算式计算出酸残存率。
酸残存率=(C-A)/B×100(%)……(3)
在使用了本发明所涉及的加热处理装置的实施例中,作为加热处理物的高分子多孔交联体在由分割阀密闭的状态下被容纳于容器的第1室中。经由分割阀将第1室与外部空间连接之后,打开分割阀,由此能够将加热处理物从第1室取出到外部。因此,能够一边抑制异物的混入一边从容器中取出加热处理物。
实施例的高分子多孔交联体中,在上述6个部位,酸残存率为45%~60%的范围。并且,比较例的高分子多孔交联体中,酸残存率也为45%~60%。
根据以上结果确认到,相对于使用小容量的小瓶进行加热处理的比较例,本发明所涉及的加热处理装置使用大容量容器,由此能够一并对许多高分子多孔体的颗粒进行热处理,并且能够实现与比较例等同的酸残存率。
于2021年3月24日申请的日本专利申请2021-050325号的发明其整体通过参考而被编入本说明书中。本说明书中所记载的所有文献、专利申请及技术标准与各文献、专利申请及技术标准通过参考而被具体且分别记载的情况相同程度地,通过参考而被编入本说明书中。
Claims (15)
1.一种加热处理装置,其中,
所述加热处理装置具备:
容器,包括经由分割阀连结的第1室及第2室以及供经加热的气体流通的供气口及排气口。
2.根据权利要求1所述的加热处理装置,其中,
所述容器为筒状。
3.根据权利要求1或2所述的加热处理装置,其中,
所述加热处理装置具备:
温度调节部件,配置于所述容器的外侧,且可拆卸地安装于所述加热处理装置。
4.根据权利要求3所述的加热处理装置,其中,
所述温度调节部件包括套式加热器及金属部件中的至少一者。
5.根据权利要求4所述的加热处理装置,其中,
所述金属部件为不锈钢制或铝制。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的加热处理装置,其中,
在所述供气口与所述排气口之间,包括保持被加热处理物的保持部件。
7.根据权利要求6所述的加热处理装置,其中,
所述保持部件为多孔板、网格板、冲孔金属板或透气性袋。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的加热处理装置,其中,
所述分割阀为分流蝶阀。
9.一种加热处理物的制造方法,其中,
所述加热处理物的制造方法包括如下工序:
在权利要求1至8中任一项所述的加热处理装置的所述容器内容纳被加热处理物;及
使所述经加热的气体经由所述供气口及所述排气口在容器内流通。
10.根据权利要求9所述的加热处理物的制造方法,其中,
所述加热处理装置具备温度调节部件,所述制造方法包括通过所述温度调节部件来对所述容器进行加热的工序。
11.根据权利要求10所述的加热处理物的制造方法,其中,
所述温度调节部件包括不锈钢及对所述不锈钢进行加热的加热器。
12.根据权利要求10或11所述的加热处理物的制造方法,其中,
同时进行使所述经加热的气体流通的工序的至少一部分和对所述容器进行加热的工序的至少一部分。
13.根据权利要求9至12中任一项所述的加热处理物的制造方法,其中,
所述被加热处理物为胶原蛋白或明胶的高分子多孔体。
14.根据权利要求9至13中任一项所述的加热处理物的制造方法,其中,
所述经加热的气体为不活泼气体。
15.根据权利要求9至14中任一项所述的加热处理物的制造方法,其中,所述加热处理物的制造方法包括如下工序:
在使所述经加热的气体流通的工序之后,关闭所述分割阀而回收加热处理物。
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