CN1864822A - 脱一氧化碳化用分离膜、分离膜组件、方法、装置及脱一氧化碳化的氧载体及其医药组合物 - Google Patents
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Abstract
在目前的供应氧气作为气体恢复一氧化碳化氧载体的氧输送功能的方法中，生产性低，而且会产生由于光照射而热积蓄产生蛋白质等的变性、由于人工氧气输液的水分蒸发产生浓缩、由于中空丝(中空纤维)膜的表面干燥产生性能降低的问题。该问题可以通过采用分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光的氧载体的脱一氧化碳化的方法，进而是采用中空丝型分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光的氧载体的脱一氧化碳化的方法而解决。
Description
技术领域
本发明涉及氧载体的处理方法。更详细地说，涉及在使用时应解除为了不使血红蛋白的氧气输送功能长期失活而进行的氧载体的一氧化碳化的脱一氧化碳处理的含有氧载体的水溶液的处理方法和处理的氧载体及其处理装置。
背景技术
氧载体存在天然氧载体和人工氧载体。作为天然氧载体，可以列举含有来自人、来自牛或来自其它生物等的血红蛋白，含有来自人、来自牛或来自其它生物等的浓厚红血球和肌红蛋白、或含有来自鱼类、来自其它生物等的血清蛋白这样的氧载体。此外，作为人工氧载体，可以列举修饰的血红蛋白、血红蛋白内包型脂质体这样的利用天然氧载体的高性能氧载体、在白蛋白、白蛋白二聚物、白蛋白多聚物中夹杂的还含有卟啉衍生物的卟啉金属络合物的化合物和全氟化碳这样完全的合成型氧载体、采用基因重组技术得到的基因重组血红蛋白、基因重组修饰血红蛋白、修饰型基因重组血红蛋白、基因重组血红蛋白内包型脂质体等基因重组型氧载体，其可代替人和各种动物的红血球。
这些氧载体在医疗领域中的向缺血部位和肿瘤组织供氧用、大量出血患者的输血用、器官保存环流液用、体外循环液用以及细胞培养用等中使用(例如专利文献1、专利文献2和非专利文献1)。
作为卟啉金属络合物，可以列举2-[8-(2-甲基-1-咪唑基)辛酰氧基甲基]-5，10，15，20-四[α，α，α，α-邻-(1-甲基环己酰基氨基)苯基]卟吩络合物和原卟啉衍生物(非专利文献2)。
血红蛋白内包型脂质体是在由脂质双分子膜形成的脂质体的内层上内包了血红蛋白的物质，现正在进行着各种调配法和研究(专利文献1)。
氧载体仅在含有氧载体分子中所含的血红素铁的中心金属的原子价为2价的状态具有氧运输功能，血红素铁氧化形成3价，即向正铁肌红蛋白转化(メト化)的正铁肌红蛋白化人工氧载体不具有氧输送功能。因此，必须防止正铁肌红蛋白化人工氧载体的生成，作为该方法之一，已知有将人工氧载体分子中的血红素铁与一氧化碳形成配体，即通过将人工氧载体一氧化碳化而稳定化的方法。
将该血红素铁与一氧化碳形成配体而稳定化的一氧化碳化人工氧载体不具有氧输送功能。因此，在作为红血球代替品使用之前，必须除去与人工氧载体分子中的血红素铁形成配体的一氧化碳，即通过脱一氧化碳化以恢复人工氧载体的氧输送功能。
作为将一氧化碳化人工氧载体脱一氧化碳化而恢复氧输送功能的方法，已知有在圆底烧瓶中放入相对其容量为1/100左右容量的人工氧载体溶液，在冰浴中照射200W的光，在旋转的同时吹入氧气10分钟的方法(例如，非专利文献4)。
此外，作为其改良方法，已知有使用由多孔性中空丝膜形成的中空丝，也就是中空纤维，通过上述中空丝膜，从其一侧吹入氧气，同时在上述中空丝膜的相反侧流通含有一氧化碳化人工氧载体的水溶液，在光照射下将该水溶液中的人工氧载体进行脱一氧化碳化处理的方法(例如，专利文献3)。
【专利文献1】特开2004-307404号公报，段落“0008”，或段落“0009”，对于血红蛋白内包型脂质体的调整方法为段落“0039”的“实施例”
【专利文献2】特开2004-277329号公报，段落“0002”，段落“0003”
【专利文献3】特开平06-329550号公报，段落“0008”等
【非专利文献1】小松等，人工血液，第6卷，110-114页，1998，第111页左栏第16～19行
【非专利文献2】Bioconjugate Chem.，vol.13，p397-402，2002
【非专利文献3】Methods in ENZYMOLOGY，vol.76，HEMOGLOBINS，ACADEMIC PRESS，p9，1981
【非专利文献4】Methods in ENZYMOLOGY，vol.76，HEMOGLOBINS，ACADEMIC PRESS，p164，1981
发明内容
目前恢复一氧化碳化氧载体的氧气输送功能的方法，例如在通过圆底烧瓶进行的处理中，为每次均进行导入和回收一氧化碳化氧载体的分批操作法，因此生产性较低。
此外，在通过圆底烧瓶进行的处理中，即使是在使用中空纤维的改良方法中，由于需供应氧气作为气体，因此伴随着人工氧载体的发散而产生浓缩，发生蛋白等的改性。同时，在中空纤维膜的表面中，伴随着溶剂的分散产生干燥，中空纤维膜的透过性能降低。
另外，作为氧气，由于热交换率低，因此由于光照射容易热积蓄，会产生由于热产生的中空纤维膜的劣化和人工氧载体的改性。
本发明是鉴于这样的课题而作出的，本发明人们进行了精心的研究，结果发现通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，通过在该设置部分用光照射，能够得到脱一氧化碳化的氧载体，从而完成本发明。
即，本发明涉及：
(1)一种氧载体的脱一氧化碳化方法，其中通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光。
(2)如(1)所述的氧载体的脱一氧化碳化方法，其中分离膜是中空丝型分离膜。
(3)脱一氧化碳化的氧载体，其中通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光。
(4)如(3)所述的氧载体，其中氧载体是选自血红蛋白内包型脂质体、卟啉金属络合物-白蛋白复合物、PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白复合物、血红蛋白溶液、分子交联型血红蛋白、血红蛋白聚合物或聚乙二醇(以下简称为PEG)修饰型血红蛋白聚合物中的1种或多种的组合。
(5)由选自还原剂、电解质类、糖类、pH调整剂、等渗化剂、付与胶质渗透压的高分子物质中的1种或多种的药剂与(3)所述的氧载体构成的医药组合物。
(6)氧载体的脱一氧化碳化用分离膜，其为通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液的分离膜，在该设置部分照射光。
(7)内置(6)所述的脱一氧化碳化用分离膜的分离膜组件。
(8)如(7)所述的分离膜组件，其中仅在光照射部分设置分离膜。
(9)氧载体的脱一氧化碳化装置，其中包括通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液的分离膜、在该设置部分照射光的光源、和输送各个溶液的泵。
通过采用本发明的分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光的氧载体的脱一氧化碳方法，不会由于氧载体的浓缩产生蛋白等的改性。同时，不会伴随分离膜的干燥产生膜性能的降低。
此外，由于各溶液间的热交换率较高，因此不容易由于光照射产生热的积蓄，不会由于热导致分离膜的劣化和氧载体的改性。
此外，由于使用分离膜，还设置了连续进行氧载体的脱一氧化碳化处理的装置系统，因此与目前例如通过圆底烧瓶处理这样的分批操作法相比，生产性可以得到提高。
进而，由于仅在通过光照射而使光透过的表面部设置分离膜，氧载体通过光照射部，因此可以更有效地进行脱一氧化碳化。
附图说明
图1为在使用根据本发明的氧气溶解溶液的中空丝膜的情况下的脱一氧化碳化装置系统的说明图。中空丝型膜组件3的纵线表示中空丝沿纵向设置。
图2为在使用根据目前的氧气的中空丝膜的情况下的脱一氧化碳化装置系统的说明图。
图3为在使用根据本发明的氧气溶解溶液的平面膜的情况下的脱一氧化碳化装置系统的说明图。平面膜型组件3’表示从侧面看到的形式，实际中采用具有一定深度的平面形状。平面膜型组件3’的纵线表示平面状膜的端部。
图4为在使用根据本发明的氧气溶解溶液的中空丝膜的情况下的脱一氧化碳化装置系统的说明图。中空丝膜组件19、20、21的纵线表示中空丝沿纵向设置。
图5为在使用根据本发明的氧气溶解溶液的尿烷密封中空丝型膜组件31的情况下的连续的脱一氧化碳化装置系统的说明图。中空丝膜组件31以截面表示，其纵线表示中空丝沿纵向设置，中空丝膜组件的中心部分中空丝的通路表示具有不被堵塞的功能。
图6为表示实施例1、2和比较例1中一氧化碳率(CO化率)随时间变化的图表。□表示实施例1的CO化率，○表示实施例2的CO化率，△表示实施例3的CO化率。
图7为表示实施例3中一氧化碳率(CO化率)随时间变化的图表。
图8为表示实施例2和比较例2中氧载体循环容器的人工氧输液温度的随时间变化的图表。○表示实施例2的温度随时间变化的测定结果，▲表示比较例2的温度随时间变化的测定结果。
图9为使用本发明的尿烷密封中空丝型膜组件31的高效率型组件的说明图。一氧化碳化氧载体溶液与氧气溶解溶液通过中空丝膜互相沿相反的方向流动。这些分别通过图9波状线的箭头和实线的箭头表示。中空丝膜在由水珠花纹模样表示的外侧至第2个的圆筒位置，作为氧载体的通路以中空丝膜的束存在，但仅表现为圆筒的两侧的出现纵线，前面和背面等省略。在斜线部分表示的中心部分圆筒位置存在中空丝膜的束，其上下也被尿烷密封，为没有作为氧载体通路的功能的部分。
图10为使用本发明的尿烷密封中空丝型膜组件的高效率型组件的说明图。人工氧载体溶液与氧气溶解溶液通过中空丝膜互相沿相反的方向流动。这些分别通过波状线的箭头和实线的箭头表示。中空丝膜以1个中空丝膜或中空丝的束存在，其以纵线表示。
图11为表示实施例5中一氧化碳化率(CO化率)与通过次数关系的图表。
具体实施方式
本发明涉及通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分用光照射的氧载体的脱一氧化碳化方法、得到的脱一氧化碳化氧载体、用于脱一氧化碳化的装置。
为了实施本发明的方法，可以列举例如如图1所示的循环一氧化碳化氧载体溶液的装置系统、即由氧载体循环容器1、氧气溶解溶液循环容器2、中空丝型膜组件3、光源4、氧载体循环泵5、氧气溶解溶液循环泵6、氧气溶解溶液的供应泵7和氧气供应管线8、流量调节阀9构成的装置。
在如图1所示的装置系统中，从氧载体循环容器1通过泵输送的一氧化碳化氧载体在中空丝型膜组件3中，通过从氧气溶解溶液循环容器2输送的氧气溶解溶液和由光源4产生的光进行脱一氧化碳化，之后返回至氧载体循环容器1。
另一方面，从氧气溶解溶液循环容器2通过泵输送的氧气溶解溶液向中空丝型膜组件3中供应氧气，同时从氧载体接受一氧化碳，之后返回至氧气溶解溶液循环容器2。返回的含有一氧化碳溶液中的一氧化碳通过来自氧气供应管线8的氧气补充氧气，同时从气体排出管线8’排出。
此外，为了实施本发明的方法，可以列举例如图4所示那样的不循环一氧化碳化氧载体溶液而连续回收的装置系统，即由氧载体贮存容器17、氧气溶解溶液循环容器18、中空丝型膜组件A19、中空丝型膜组件B20、中空丝型膜组件C21、光源A22、光源B23、光源C24、氧载体供应泵25、氧溶解溶液循环泵26、氧供应线27和脱一氧化碳化氧载体回收容器28构成的装置系统。在该装置系统中，由于能够连续回收脱一氧化碳化氧载体，因此可以飞跃性地提高其生产效率。
以上，以图1、图4为例子而例示了装置系统，但本发明当然不限定于其中。
本发明中使用的氧载体，例如作为天然的氧载体，可以列举含有在所含的血红素铁的原子价为2价的状态下具有氧输送功能的来自人、来自牛或来自其它生物等的血红蛋白、含有来自人、来自牛或来自其它生物等的浓厚红血球和肌红蛋白、含有来自鱼类、来自其它生物等的血清蛋白这样的氧载体。
此外，作为人工氧载体，可以列举修饰的血红蛋白、血红蛋白内包型脂质体这样的利用天然氧载体的高性能氧载体；在白蛋白、白蛋白二聚物、白蛋白多聚物中夹杂还含有卟啉的卟啉金属络合物的化合物和全氟化碳这样的完全合成型氧载体；分子交联性血红蛋白和血红蛋白聚合物、PEG修饰型血红蛋白聚合物等各种修饰血红蛋白；在白蛋白中夹杂血红素铁的药物，例如卟啉金属络合物-白蛋白复合物、卟啉金属络合物-白蛋白二聚物、卟啉金属络合物-白蛋白多聚物、PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白复合物、PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白二聚物、PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白多聚物，还可以列举采用基因重组技术得到的基因重组血红蛋白、基因重组修饰血红蛋白、修饰型基因重组血红蛋白、基因重组血红蛋白内包型脂质体等基因重组型氧载体。其中，优选血红蛋白内包型脂质体；PEG修饰型苯基卟啉金属络合物-白蛋白复合物或PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白复合物、基因重组血红蛋白内包型脂质体。
此外，还可以是选自上述氧载体群组中的1种或多种的组合。
由于这些氧载体通过一氧化碳而稳定化，因此在长期保存和加工时进行一氧化碳化。另外，在用作氧载体时，这些氧载体为脱一氧化碳化的活性状态或为脱氧化的稳定状态。
氧载体的颗粒直径可以使用5nm～8μm左右，为了用作红血球替代品，适合为5～450nm左右。
在本发明的氧载体的脱一氧化碳化方法中，使用的脱一氧化碳化用分离膜形状可以为平面状，也可以为中空丝状。作为分离膜的材料，可以使用通常的超滤膜和过滤用过滤器，优选为聚砜、纤维素三乙酸酯、纤维素二乙酸酯、聚碳酸酯、聚醚砜或聚磷脂质聚合物制的膜。
在脱一氧化碳化用分离膜的膜表面贯穿的孔径可以根据氧载体的颗粒直径进行选择，必须是小于氧载体的孔径。使用的分离膜的孔径通常为5000～0.001nm，另外适合为10～0.01nm。作为分离膜的形状，从光容易到达出发，平面状膜是有利的，但还可以列举中空丝状的膜，并无特别限定。
本发明中所谓的分离膜组件，是指用于保护分离膜和维持分离性能的单位，由脱一氧化碳化用分离膜、固定·保护分离膜的壳体(外壳)、用于确保通路的接头、用于通路分离·防止漏液的衬垫等构成。作为分离膜，在使用中空丝的情况下称为中空丝型膜组件，在使用平面膜的情况下称为平面膜型组件。通过在中空丝的壳体内设置中空丝型膜组件，从而分离膜组件为平面状，或为后述那样的圆筒状。
分离膜组件的壳体(外壳)优选由能透过光的材料构成，至少设置平面状膜和中空丝膜的壳体部分可以为透明或半透明的。
中空丝型膜组件通常常用的是在圆筒壳体中设置中空丝的组件，在本发明中，可以使用比如中空丝型膜组件FB-50UGA(ニプロ社产)、FB-210UGA(ニプロ社产)。此外，通过仅在光照射部分设置分离膜以提高一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液的接触机会，或提高光的到达度，从而可以提高分离膜中氧载体的脱一氧化碳化的效率。
所谓的仅在光照射部位设置分离膜，是指设置分离膜，使得光充分照射到分离膜中，可以列举减少分离膜与壳体之间的死角的分离膜的设置，或尽量减少光难以到达的分离膜组件的中心部分的分离膜的设置等。
例如，在上述的圆筒状中空丝型膜组件中，通过设置填充物，以使试料溶液不通过在主体壳体的中心部分放置不能通过试料溶液的填充物(图9)，由此可以将有效的中空丝膜作为从壳体圆筒侧面部1cm或以下的层状而设置在圆筒状壳体(外壳)的内表面部。由此，需要脱一氧化碳化的氧载体溶液不通过中空丝膜组件的中心部分，仅通过表面部分的光照射部分，因此适合有效地脱一氧化碳化。
在此情况下，中空丝型膜组件可以是预先在主体壳体内表面设置中空丝膜的改良型，也可以是在通常的透析膜的中心部分通过尿烷等水不透过性树脂密封，仅能通过圆筒表面部分的改良型，或者还可以是在平型的壳体中设置中空丝，使得其为1cm或以下的平面层状的改良型。
在使用的分离膜的形状为平面状情况下的装置系统还可以是例如图3所示的使用平面膜型组件的装置系统。即，其由氧载体循环容器1、氧气溶解溶液循环容器2、平面膜型组件3’、光源4、氧载体循环泵5、氧气溶解溶液循环泵6、氧气溶解溶液供应泵7、氧气供应管线8构成。因此，来自光源的光可以有效地均匀到达。
所谓的通过本发明的分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，是指以分离膜为边界，一面放置一氧化碳化载体溶液，另一方面设置氧气溶解溶液。在该状态中，分离膜在不分离溶剂、离子、氧气溶解溶液中溶解的氧气和一氧化碳的情况下下使其自由透过，但阻止并分离氧载体的透过。因此，通过由分离膜供应的氧和光进行脱一氧化碳化。
一氧化碳化氧载体溶液可以循环，还可以在不循环脱一氧化碳化的氧载体溶液的情况下进行回收。在不进行循环而回收的情况下，可以连续地生产脱一氧化碳化的氧载体溶液。一氧化碳氧载体溶液的输送速度根据分离膜的性能等任意确定，适合为每单位膜面积，一氧化碳化氧载体溶液的输送量为1L/m2/min或以下。
氧气溶解溶液为对纯氧气和空气等进行鼓泡或施加压力，使得氧气溶解的溶液，对溶液中的氧浓度没有特别的限定，也可以是饱和状态。氧气溶解溶解溶液可以进行循环，或也可以以其原状态一次性使用，但循环的方法是经济的。供应的氧气还起到将从分离膜循环返回的溶液中的一氧化碳作为气体排放的作用。作为溶解的氧气量，适合为4ppm或以上。
氧气溶解溶液的循环流速受到根据分离膜性质的影响。该循环流速必须进行设定，使得循环的氧载体溶液相对于对分离膜切线方向的压力达到平衡，可以进行调整，使得尽可能不从氧载体溶液除去水分。
在本发明中，所谓的一氧化碳化氧载体溶液与氧气溶解溶液的设置部分照射光，是在一氧化碳化氧载体与通过分离膜供应的氧相遇的部分用光照射的方式。作为光源，可以列举白炽灯和卤灯、发光二极管、钠灯、金属氧化物灯。在1个光源中，亮度在500000(lm)或以上也是可能的，但进一步适合为1～500000(lm)，更进一步适合为100～200000(lm)。此外，还可以将2个或以上具有上述亮度的光源组合使用。
本发明方法中得到的脱一氧化碳化氧载体可以形成具有氧气分子的氧化氧载体和不具有氧气分子的氧载体。氧化的氧载体的氧气分子对将氧载体的血红素铁从2价氧化为3价起到促进，使得氧载体本身不稳定。与之相对，氧化的氧载体通过在例如氮气中鼓泡等的脱氧化处理进行脱氧，从而可以得到稳定的脱氧的氧载体。
本发明的方法中的脱一氧化碳化的一氧化碳化氧载体溶液还可以由该载体和还原剂构成。此外，为了抑制由于氧导致的氧载体中存在的血红素铁从2价氧化形成3价的氧化反应，防止作为氧载体的性能产生劣化，对本发明的方法中得到的氧载体进行脱氧化处理的试料还可以共存含有作为添加物的还原剂的抗氧化剂。
作为还原剂，可以列举连二亚硫酸、连二亚硫酸盐(连二亚硫酸钠等)、亚硫酸氢盐(亚硫酸氢钠等)、亚硫酸盐(亚硫酸钠、干燥的亚硫酸钠等)、焦亚硫酸盐(焦亚硫酸钠等)、偏亚硫酸氢盐(焦亚硫酸钠)、甲醛次硫酸钠(CH2OHSO2Na)、抗坏血酸或其盐(L-抗坏血酸、L-抗坏血酸钠等)、异抗环血酸或其盐(异抗环血酸钠等)、半胱氨酸(优选为盐酸半胱氨酸)、硫代甘油、α-硫代甘油、依地酸盐(依地酸钠等)、柠檬酸、柠檬酸异丙酯、二氯代异氰酸盐(二氯代异氰酸钾等)、巯基乙酸盐(巯基乙酸钠等)、硫羟苹果酸(硫羟苹果酸钠等)、焦亚硫酸钠1，3-丁二醇、丁基羟基茴香醚(BHA)、二丁基羟基甲苯(BHT)、没食子酸丙酯、抗坏血酸棕榈酸酯、dl-α-生育酚、乙酸生育酚酯、天然维他命E、d-δ-生育酚、浓缩混合生育酚、愈创木脂、去甲二氢愈创木酸(NDGA)、L-抗坏血酸硬脂酸酯、大豆卵磷脂、棕榈酸抗坏血酸、苯并三唑、季戊四醇-四[3-(3，5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯]2-巯基苯并咪唑、乙二胺四乙酸钙二钠和乙二胺四乙酸二钠。
其中，优选L-抗坏血酸或L-抗坏血酸钠。
此外，可以仅使用选自这些物质的一种还原剂，还可以同时使用多种还原剂。作为还原剂的浓度，还可以根据情况进行添加，在存在还原剂的情况下为0.01～150g/L，更适合为0.1g/L～10g/L。
脱氧化或氧化的氧载体通过组合1种或多种选自还原剂、电解质类、糖类、pH调整剂、等渗化剂、付与胶质渗透压的高分子物质等药剂，可以构成有用的医药组合物。
所谓由选自电解质类、糖类、pH调整剂、等渗化剂、付与胶质渗透压的高分子物质中的1种或多种的药剂与氧载体构成的医药组合物，是指可以将氧载体给药至生物体内，安全有效地体现氧气输送功能的医药组合物的方式，可以列举具有输液制剂、冻干制剂、试剂盒制剂以及预充液注射器等剂型的组合物。
作为本发明医药组合物中使用的糖类，可以列举葡萄糖、果糖木糖醇、麦芽糖、山梨糖醇、蔗糖、海藻糖、甘油、甘露醇、甘油、乳糖、赤藓醇、糊精等。
作为本发明医药组合物中使用的pH调整剂，可以列举己二酸、氨水、盐酸、酪蛋白钠、干燥碳酸钠、稀盐酸、柠檬酸、柠檬酸钠、柠檬酸二氢钠、甘氨酸、葡萄糖酸-δ-内酯、葡糖酸、葡糖酸钠、结晶磷酸二氢钠、琥珀酸、乙酸、乙酸铵、乙酸钠、二异丙醇胺、酒石酸、D-酒石酸、L-酒石酸钠、氢氧化钾、氢氧化钙、氢氧化钠、氢氧化镁、碳酸氢钠、碳酸钠、三异丙醇胺、三乙醇胺、巴比妥的钠盐等。
作为本发明医药组合物中使用的等渗化剂，可以列举氨基乙基磺酸亚硫酸氢钠、氯化钾、氯化钙、氯化钠、苯扎氯铵、氯化镁、果糖、木糖醇、柠檬酸、柠檬酸钠、甘油、结晶磷酸二氢钠、溴化钙、溴化钠、氢氧化钠、酒石酸钠·二水合物等。
作为本发明医药组合物中使用的付与胶质渗透压的高分子物质，可以列举葡聚糖(低分子葡聚糖)、HES(羟基乙基淀粉，平均分子量70000)、明胶(修饰明胶)、白蛋白(人生血浆、人血清白蛋白、加热的人血浆蛋白、人重组体白蛋白)、藻酸钠、葡萄糖、葡萄糖(D-葡萄糖-水合物)、寡糖类(低聚糖)、多糖类分解物、氨基酸、蛋白分解物等。
本发明中使用的氧载体例如是在磷酸缓冲液和生理盐水等中悬浮的物质，期望pH调整为5.0～8.0，进一步适合为7.0～7.5。血红蛋白溶液的浓度期望为1～20g/dL，进一步适合为5～15g/dL。脂质浓度期望为2.5～15g/dL，进一步适合为4.5～8.5g/dL。
此外，卟啉金属络合物-白蛋白复合物、PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白复合物期望基因重组白蛋白的浓度(recombinanthuman serum albumin。以下，简略为rHSA浓度)期望为0.5～25％，进一步适合为4.0～6.0％。铁含量期望为0.3～15mM，进一步适合为2.0～4.0mM。
在上述各个氧载体中，通过使用上述添加剂，从而期望具有胶质渗透压为1～50mmHg、晶体渗透压为50～500mOsm、氧亲和性(氧载体与氧的结合率为50％时的氧气分压P50)为5～50Torr的物性的医药组合物。
所谓的由通过脱一氧化碳化用分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液的分离膜、在该设置部分照射光的光源、输送各溶液的泵构成的氧载体的脱一氧化碳化装置，是指具有这些结构，将一氧化碳化氧载体脱一氧化碳化的一系列装置。即，对于分离膜而言，可以是平面状或中空丝状，只要是通过该分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，照射光的装置，则可以是任意方式的组合。
实施例
以下，通过实施例对本发明进行更详细的说明，但本发明并不限定于这些实施例中。
卟啉金属络合物白蛋白夹杂化合物的制备：
将2-[8-(2-甲基-1-咪唑)辛酰氧基甲基]-5，10，15，20-四[α，α，α，α-邻-(1-甲基环己酰基氨基)苯基]卟吩络合物(关东化学产)的乙醇溶液通过一氧化碳进行鼓泡，从而制备一氧化碳化的1.07mM卟吩络合物溶液。在1.6L该1.07mM卟吩络合物溶液中，加入6.5L溶解于1/30mM磷酸缓冲水溶液(pH7.4)的0.27mM白蛋白的溶液，搅拌混合。
在8.1L该混合液中加入60L1/30mM磷酸缓冲水溶液(pH7.4)，同时使用设置了超滤分子量为30000的膜的超滤装置(シリポア社产)进行定量超滤透析，除去混合液中所含的乙醇。此外，在同一个超滤装置中将混合液浓缩至300mL，得到期望的卟啉金属络合物白蛋白夹杂化合物的rHSA的浓度为约5％，铁含量为3mM的分散液(以下，简称为rHSA-FecycP分散液)。
血红蛋白内包型脂质体的制备：
在血红蛋白(以下省略为Hb)溶液([Hb]：40g/dL)中加入是Hb3倍摩尔量的吡哆醛5’磷酸(以下省略为PLP)溶液(溶剂：NaOH水溶液)以及高半胱氨酸(以下省略为Hcy)后，调节pH为7.4，在4℃下搅拌一夜后，通过0.22μm的过滤器过滤(最终浓度：Hb：5.9mmol/L，PLP：17.3mmol/L，Hcy：5mmol/L)。将该液体脱气并吹入一氧化碳(以下省略为CO)，重复该CO气体流程3次，从而将液体中的Hb一氧化碳化(以下省略为CO化)，得到CO化Hb溶液。
另一方面，称量20g二-棕榈酰磷脂酰胆碱(以下省略为DPPC)/胆固醇/1，5-二-棕榈酰基-L-谷氨酸酯-N-琥珀酸＝10/10/2(摩尔比)的混合物，将其溶解在1L苯中。
将1g在二-硬脂酰基戊二酰酯中结合了聚乙二醇的复合物(以下省略为PEG-DSGE)溶解在1L生理食盐水中，在上述溶解在苯中的混合物中混合，使得相对于全脂质量的PEG-DSGE的浓度比率为0.3mol％，得到混合液。之后，将混合液冻干，得到均匀分散的脂质混合粉末。
在CO化Hb溶液中少量添加该脂质混合粉末，在温度为4℃下进行水合，使用强制搅拌机搅拌一夜。然后，通过挤压机(LIPEXBIOMEMBRANES，INC产)调整粒径为0.22μm，得到血红蛋白溶液的浓度约10g/dL，脂质浓度为6g/dL的血红蛋白内包型脂质体(以下省略为HbV)的分散液，即人工氧载体。
根据一氧化碳率(以下省略为CO化率)的评价方法：
将随时间回收的人工氧载体通过1mM磷酸缓冲液(pH7.4)适度稀释，将5mL封入紫外线单元(以下，省略为UV单元)后，添加0～30mg纯度为75％或以上的连二亚硫酸，在混合后1分钟以内通过紫外可视吸光度测定法测定300～700nm处吸收的光谱。吸收光谱可以确认在波长为427nm处有来自CO体的最大吸收，在波长为443nm处有来自脱氧化的人工氧载体，即脱氧体(Dexoy体)的最大吸收，在波长为435nm处等有吸收点，从而通过下式求得CO化率。CO化率越小，氧载体的脱CO化就越容易进行。
(式1)
CO化率(％)＝(Os-Qo)/(O100-Qo)×100
(式2)
QS＝ES427/ES435
(式中符号的说明)
O100∶CO化率为100％的试料的波长为427nm与波长为435nm的吸光度比。
Os：测定试料的波长为427nm与波长为435nm的吸光度比。
Qo：CO化率为0％的试料的波长为427nm与波长为435nm的吸光度比。
ES427：测定试料的波长为427nm的吸光度。
ES435：测定试料的波长为435nm的吸光度。
对于透过次数：
是指以由氧载体贮存容器(图5的情况下为氧载体贮存容器29)至脱一氧化碳化氧载体回收容器(图5的情况下为脱一氧化碳化氧载体回收容器36)，且全部的一氧化碳化氧载体试料透过中空丝膜型组件(在图5的情况下为尿烷密封中空丝型膜组件31)，进行处理回收为1次，其一系列操作的次数。即，本操作的的透过次数，是将处理结束后的人工氧载体溶液从人工氧载体贮存容器移送至人工氧载体贮存容器，再将该溶液重复透过中空丝型膜组件的重复次数。
(实施例1)
在作为概略的图1中所示方式的装置系统中，将rHSA-FecycP分散液进行脱一氧化碳化。图1的装置系统包括氧载体循环容器1、氧气溶解溶液循环容器2、中空丝型膜组件3、光源4、氧载体循环泵5、氧气溶解溶液循环泵6、氧气溶解溶液的供应泵7和氧气供应管线8。
在本实施例中，在室温下，使用亲水性的中空丝型膜组件FB-50UGA(ニプロ社产)作为中空丝型膜组件3、在氧载体循环容器1中加入200mLrHSA-FecycP分散液的10倍稀释液，通过氧载体循环泵5，以200mL/min的循环流量循环人工氧载体。
另一方面，在氧气溶解溶液循环容器2中，加入2L1/30mM磷酸缓冲水溶液(pH7.4)，通过氧气溶解溶液循环泵6，以500mL/min的循环流量循环氧气溶解溶液。此时，从氧气供应管线8以2L/min向氧气溶解溶液循环容器2中鼓泡供应氧气。
使用50W的卤素灯作为光源4，从约5cm之上的距离向中空丝型膜组件3照射全部光束为约1100(lm)的白色光。
目视观察人工氧载体的状态和中空丝型膜组件3的状态。此外，为了评价装置，从氧载体循环容器1随时间回收人工氧载体，通过CO化率评价脱一氧化碳化状态。
结果，CO化率如图6所示，以30分钟为69％，60分钟为60％，120分钟为39％这样降低，人工氧载体的脱一氧化碳快速进行。此外，在氧载体循环容器1与中空丝型膜组件3中，没有看到由于人工氧载体的浓度导致蛋白等改性、伴随着分离膜干燥的膜性能的降低、由于热导致的分离膜的劣化和人工氧载体的改性。
(实施例2)
除了使用500W的卤素灯作为光源4，用全部光束为约6500(lm)或以上的白色光照射以外，通过与实施例1同样的装置、同样的试料、同样的方法对rHSA-FecycP分散液进行脱一氧化碳化。
结果，CO化率如图6所示，以30分钟为27％，60分钟为13％，120分钟为1.5％这样降低，人工氧载体的脱一氧化碳快速进行。此外，在氧载体循环容器1与中空丝型膜组件3中，没有看到由于人工氧载体的浓度导致蛋白等改性，伴随着分离膜干燥的膜性能的降低，由于热导致的分离膜的劣化和人工氧载体的改性。
(比较例1)
目前的一种方法的供应氧气的如图2所示的装置系统中，对rHSA-FecycP分散液进行脱一氧化碳化。即，在供应氧气代替氧气溶解溶液的方面，与实施例1是不同的。
图2的装置系统包括氧载体循环容器11、氧气供应管线12、中空丝型膜组件13、光源14、氧载体循环泵15、氧气供应泵16。
从氧载体循环容器11通过泵输送的人工氧载体在中空丝型膜组件13中通过氧气供应管线12的氧气和来自光源14的光进行脱一氧化碳化，之后返回氧载体循环容器11。
氧气通过氧气供应泵16直接从氧气供应管线12供应至中空丝型膜组件13内，同时补充氧气并排出一氧化碳。
在本比较例中，与实施例1同样，使用亲水性的中空丝型膜组件FB-50UGA(ニプロ社产)作为中空丝型膜组件13、在氧载体循环容器11中加入200mLrHSA-FecycP分散液的10倍稀释液，通过氧载体循环泵15，以200mL/min的循环流量循环人工氧载体。另一方面，通过氧气供应泵16，以2000mL/min向中空丝型膜组件13内直接吹送氧气。使用50W的卤素灯作为光源14，从约5cm之上的距离向中空丝型膜组件13照射全部光束为约1100(lm)的白色光。
结果，CO化率如图6所示，以30分钟为89％，60分钟为74％，120分钟为55％这样降低。此外，在氧载体循环容器11与中空丝型膜组件13中，没有看到由于人工氧载体的浓度导致蛋白等改性、伴随着分离膜干燥的膜性能的降低、由于热导致的分离膜的劣化和人工氧载体的改性。
(比较例2)
除了使用500W的卤素灯作为光源4，用全部光束为约6500(lm)或以上的白色光照射以外，通过与比较例1同样的装置、同样的试料、同样的方法对rHSA-FecycP分散液进行脱一氧化碳化。
结果显示出中空丝型膜组件13和氧载体循环容器11中的人工氧载体溶液在20分钟内上升至65℃或以上的异常的温度。中空丝型膜组件13的外壳由于从500W的卤素灯照射的光产生的热而熔化，中空丝膜产生堵塞，确认人工氧载体溶液改性。
(试验例)
检查实施例2和比较例2中的氧载体循环容器内的人工氧输液溶液的温度及其随时间的变化。结果，如图8所示，在实施例2方式的本发明方法中，没有发现人工氧输液溶液温度上升，在如比较例2的供应氧气的方法中，在20分钟左右就远远超过60度。由于远远超过60度的温度是导致蛋白改性的温度，因此从不导致温度上升的观点出发，本发明的供应氧气溶解溶液的方法和装置也是优选的。
(实施例3)
除了使用血红蛋白内包型脂质体分散液代替rHSA-FecycP分散液以外，通过与实施例1同样的装置、同样的试料、同样的方法对血红蛋白内包型脂质体分散液进行脱一氧化碳化。
结果，CO化率如图7所示，以30分钟为50％，60分钟为27％，120分钟为8％，210分钟基本为0％这样降低，人工一氧化碳化氧载体的脱一氧化碳化快速进行。此外，在氧载体循环容器1与中空丝型膜组件3中，没有发现由于人工氧载体的浓度导致蛋白等改性、伴随着分离膜干燥的膜性能的降低、由于热导致的分离膜的劣化和人工氧载体的改性。
(实施例4)
除了不将人工一氧化碳化氧载体循环至氧载体循环容器1，将3个中空丝型膜组件串连连接、将透过中空丝型膜组件的试料连续回收的系统以外，通过与实施例1同样的装置、同样的试料、同样的方法在图4所示的装置系统中对rHSA-FecycP分散液进行脱一氧化碳化。
即，图4的装置系统包括氧载体贮存容器17、氧气溶解溶液循环容器18、中空丝型膜组件A19、中空丝型膜组件B20、中空丝型膜组件C21、光源A22、光源B23、光源C24、氧载体供应泵25、氧溶解溶液循环泵26、氧供给管线27和脱一氧化碳化氧载体回收容器28。
结果，能够以200mL/min连续回收脱一氧化碳化的人工氧载体，其CO化率在透过中空丝型膜组件A后为89％，在透过中空丝型膜组件B后为77％，在透过中空丝型膜组件C后为67％。由此认为，通过进一步增加中空丝型膜组件的数量可以连续得到CO化率为0％左右的医药组合物。
此外，在氧载体贮存容器17和中空丝型膜组件19～20中，确认没有由于人工氧载体的浓缩导致蛋白等改性、伴随着分离膜干燥的膜性能的降低、由于热导致的分离膜的劣化和人工氧载体的改性。
(实施例5)
在中空丝型组件的内部端口入口中的中空丝束截面的中心部分，以圆状涂布异氰酸酯类树脂，以处理液仅在该组件的容易受光的外周部分流动的方式制作组件。
即，中空丝型膜组件FB-210UGA(ニプロ社产)的端口内的中空丝束截面的直径为3.6～3.8cm。因此，以与相对于该中空丝束截面的中心相同直径的3.0～3.2cm的圆状来涂布异氰酸酯类的树脂。从而得到处理液可以透过外周部分为2～4mm左右的圆柱状部分的尿烷密封的中空丝型膜组件。
除了不向氧载体循环容器1中循环人工一氧化碳化氧载体，连接尿烷密封的中空丝型膜组件，连续回收透过尿烷密封的中空丝型膜组件的试料血红蛋白内包型脂质体分散液的系统以外，通过与实施例1同样的装置、同样的试料、同样的方法对血红蛋白内包型脂质体进行脱一氧化碳化。其装置系统如图5所示。与之前所述的中空丝型膜组件不同，使用的组件使用了1个如图9和图10所示那样的改良型尿烷密封中空丝型膜组件31。
结果，脱一氧化碳化率如图11所示，降低到1次透过为91％，2次透过为78％，10次透过为3％，人工一氧化碳化氧载体的脱一氧化碳化快速进行。此外，在氧载体循环容器1与中空丝型膜组件3中，没有发现由于人工氧载体的浓缩导致蛋白等改性、伴随着分离膜干燥的膜性能的降低、由于热导致的分离膜的劣化和人工氧载体的改性。
另一方面，在图5所示的装置系统中，换用不密封尿烷密封的中空丝型膜组件31的市售的组件进行设置，1次透过为96％，2次透过为84％，与本组件相比是低效率的。
工业上的利用可能性
通过本发明得到的人工氧载体可以用于医疗领域中的向缺血部位和肿瘤组织供氧用、大量出血患者的输血用、器官保存环流液用、体外循环液用以及细胞培养用等中。
符号说明
5’氧载体供应管线
5”氧载体回收管线
6’氧气溶解溶液输送管线
6”氧气溶解溶液回收管线
10 搅拌棒及其叶片
12’气体排出管线
25’氧载体供应管线
25”氧载体回收管线
26 氧气溶解溶液循环泵
26’氧气溶解溶液输送管线
26”氧气溶解溶液回收管线
27’气体排出管线
30 氧气溶解溶液循环容器
32 光源A
33 氧载体供应泵
33’氧载体供应管线
33”氧载体回收管线
34 氧气溶解溶液循环泵
34’氧气溶解溶液输送管线
34”氧气溶解溶液回收管线
35 氧气供应管线
35’气体排出管线
Claims (9)
1.一种氧载体的脱一氧化碳化方法，其中通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光。
2.如权利要求1所述的氧载体的脱一氧化碳化方法，其中分离膜是中空丝型分离膜。
3.一种脱一氧化碳化的氧载体，其中通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液，在该设置部分照射光。
4.如权利要求3所述的氧载体，其中氧载体是选自血红蛋白内包型脂质体、卟啉金属络合物-白蛋白复合物、PEG修饰型卟啉金属络合物-白蛋白复合物、血红蛋白溶液、分子交联型血红蛋白、血红蛋白聚合物或PEG修饰型血红蛋白聚合物群组中的1种或多种的组合。
5.一种医药组合物，其由选自还原剂、电解质类、糖类、pH调整剂、等渗化剂、付与胶质渗透压的高分子物质中的1种或多种的药剂与权利要求3所述的氧载体构成。
6.一种氧载体的脱一氧化碳化用分离膜，其为通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液的分离膜，在该设置部分照射光。
7.一种分离膜组件，其内置如权利要求6所述脱一氧化碳化用分离膜。
8.如权利要求7所述的分离膜组件，其中仅在光照射部位设置分离膜。
9.一种氧载体的脱一氧化碳化装置，其包括通过分离膜设置一氧化碳化氧载体溶液和氧气溶解溶液的分离膜；在该设置部分照射光的光源；输送各个溶液的泵。
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