JP2000515099A - 溶存ガスを維持するための容器 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 流体（１８）中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持するためのデバイス（１０）を提供する。デバイスは、流体を含む第１の密閉可能な気密のポーチ（ｌ２）と、第１のポーチを覆う第２の密閉可能な気密のポーチであって、第１のポーチと第２のポーチとの間に空間（１６）を提供する第２のポーチ（１４）と、を含む。空間には、流体中の溶存ガス量よりも多い、溶存ガス量を含む大気が、溶存ガスの分圧と実質的に同一の分圧で充填され得る。流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持するためにデバイスを使用する方法も提供する。

Description

【発明の詳細な説明】 溶存ガスを維持するための容器技術分野 本発明は、概して流体のパッケージングに関する。より詳細には、本発明は、 溶存ガスを含む流体をパッケージングするためのデバイスおよびこのようなデバ イスを使用してこのような流体の貯蔵寿命を増加させる方法に関する。背景 簡便且つ安価な保管、運搬、および分配するために、可撓性容器(package)が 、流体を入れておくために一般に使用される。例えば、食品、ジュース、清涼飲 料水および乳製品を入れる可撓性容器は、小売市場で入手可能である。通常の生 理食塩水、ブドウ糖などの滅菌溶液も、可撓性容器に入れられ得る。同様に、血 液ガス分析および他の種類の医療装置の較正および品質管理測定のために使用さ れ得る基準流体は可撓性容器によって提供されることが多い。 典型的には、可撓性容器は重合体材料から製作される。このような材料は、容 易に殺菌される容器の形態で、簡単に製造、製作される。加えて、容器は金属− プラスチック積層体から形成され得る。低いガス浸透性のポリマーの層および金 属箔から形成される積層容器は実質的にガス不浸透性であるという追加の利点を 提供する。 滅菌されてパッケージ化された物品を調製する方法においてポーチ状容器を使 用することは、Ｋｏｍａｔｓｕらへの米国特許第３，８９２，０５８号に記載さ れている。Ｋｏｍａｓｕらに記載されている容器は、可撓性シート材料の積層体 である。内側の層は、ポリアミドなどのヒートシール可能な樹脂からなる。外側 の層は、ポリエステルフイルムなどの耐熱性樹脂からなる。内側の層と外側の層 との間にアルミニウムなどの金属箔が挟まれている。 Ｓｏｒｅｎｓｅｎらへの米国特許第４，１１６，３３６号は、溶存Ｏ₂および ／または、ＣＯ₂を含んだ流体を入れるための可撓性の気密容器の使用について 記載している。流体は、血液ガス測定装置の較正または品質管理モニタリングに 使用され得る。可撓性容器は、プラスチックを積層した、例えば、アルミニウム などの金属箔である。金属箔の外表面は、ポリエステルフイルム等のプラスチッ ク箔によって傷などを防止するために積層されている。金属箔の内表面は、低い ガス浸透性および良好な溶接性を有するポリビニリデンクロライドまたはポリエ チレンテレフタレートなどのプラスチックによって積層されている。 血液ガス分析またはその他の医療装置の較正および品質管理測定に有用な基準 流体は、例えば、水素イオン濃度（ｐＨ）および溶存酸素および二酸化炭素の分 圧（それぞれｐＯ₂およびｐＣＯ₂）の基準に関して装置を較正するための基準を 提供する。信頼できるデータを装置から入手するためには、基準流体が一旦調製 され、較正され、パッケージされると、基準流体のｐＨ、ｐＯ₂およびｐＣＯ₂値 が輸送および保管中に特定且つ非常に狭い範囲内に維持されていることが重要で ある。更に、基準流体の多くは、Ｍａｘｗｅｌｌへの米国特許第４，８３００１ ３号に記載されているような留置動脈カテーテル、または”In Situ Calibratio n System for Sensors Located in a Physiologic Line”の名称で１９９５年１ 月２７日に提出された、Ｋｉｍｂａｌｌらによる共同所有かつ同時係属米国特許 出願番号第０８／３７９，３３２号に記載されているようなベッドサイド血液化 学分析用のパラコーポリアルシステムを用いるなどで、インビボまたはインサイ チュの適用に使用されることから、これらの基準流体は、生体適合性でなくては ならず、滅菌状態で調製されなくてはならない。そして、流体の無菌性は、輸送 および保管中に維持されなくてはならない。 基準流体は、現在、ガス濃度が容器の保管寿命中に維持されれることを保証す るデバイス内にパッケージされる。そのようなデバイスは、例えば、Ｓｏｒｅｎ ｓｅｎらへの米国特許第４，１１６，３３６号に記載されているような基準流体 を入れる内側の容器を含む。内側の容器は、滅菌バリアの働きをする外側のポー （backed)重合材料であり得る。更に、パッケージング材料は、基準流体を輸送 するための保管媒体として使用され得る。 ガスが溶存した流体を入れるために現在使用されている可撓性容器は、多くの 欠陥を有する。いわゆる「気密(gas-tight)」可撓性容器中に入れられた溶存ガ スを有する流体は、容器を介する拡散によって溶存ガスを徐々に失い、よって、 貯蔵寿命が制限される傾向を有する。貯蔵寿命の期限切れは、流体中に溶存した ガスの分圧が、流体が医療装置の較正に使用可能でなくなるまで変化し、よって 、容器を破棄しなくてはならなくなることから生じ得る。 従って、溶存ガスを有する流体を入れ、且つ、溶存ガスの分圧を長期間維持す るのに適切な可撓性のパッケージングデバイスが当該分野では依然として必要と されている。 本発明は、このようなデバイスを提供し、流体で満たされたポーチを第２のポ ーチで覆うことを含む。更に、流体中の溶存ガスの分圧を維持する方法が提供さ れる。このデバイスおよび方法は、このように流体で満たされたポーチが使用前 に保管され得る時間を、内部の溶存ガスの分圧を維持しつつ予想以上に増加させ る。発明の開示 従って、溶存ガスを中に有する流体を入れるための、改善された保管特性を有 する新しいデバイスを提供することによって、当業分野における上述した必要性 に答えることが本発明の主要な目的である。 流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持するデバイスを提供することが、本 発明の他の目的である。 上述のデバイスの使用方法を提供することが、更なる目的である。 本発明のさらなる目的、利点、および新規の機能については、一部は以下の記 述において説明され、また、一部は以下を検討することによって当業者に明らか となるか、または本発明を実施することによって知り得る。 本発明の１つの局面によれば、ガスが溶存する流体を入れておくためのデバイ スが提供される。このデバイスは、流体とその流体中の溶存ガスとを維持する密 閉されたガス不浸透性のポーチ、およびこの第１のポーチを覆い、このポーチと の間に空間を与える密閉されたガス不浸透性の第２のポーチを含む。空間は、流 体中の溶存ガスより多い量の、溶存ガス量を含む大気によって、溶存ガスの分圧 と実質的に同一の分圧で充填される。 本発明の別の局面によれば、流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持する方 法が提供される。方法は、流体とその流体中の溶存ガスとを含む密閉可能なガス 不浸透性の第１のポーチを提供することを含む。第１のポーチは、中に気相が全 くない気密の密閉された第１のポーチを形成するように密閉される。次いで、密 閉された第１のポーチは、間に空間を設けるように密閉可能な第２のポーチに覆 われる。空間には、溶存ガスの量よりも多い量のガスが存在する大気が溶存ガス の分圧と実質的に同一の分圧で充填される。第２のポーチは密閉され、気密で密 閉された第２のポーチおよび密閉された空間を形成する。 これらのデバイスおよび方法は、第１のポーチに入れられる流体の成分によっ て多様な目的に使用され得るが、主に、血液ガス分析またはその他の医療装置の 較正または品質管理の測定を行うために使用するのに適切な所定のｐＨ、ｐＯ₂ および／またはｐＣＯ₂を有する基準流体の輸送および保管に使用される。図面の簡単な説明 図１は、本発明による第２のポーチ内に入れられた第１のポーチの断面図であ る。発明を実施するための様式 定義： 本デバイスおよび方法を開示および説明する前に、本発明は特定の可撓性容器 材料、特定の流体または特定の溶存ガスなどに限定されず、これらはもちろん変 更し得ることを理解されたい。また、本明細書中に使用される用語は、特定の実 施態様の説明のみが目的であり、限定を意図しないことを理解されたい。 明細書および添付の請求の範囲に使用される場合、単数形は文脈が明らかにそ の他であると指示する以外は、複数の指示対象も含むことに注意が必要である。 よって、例えば、「ガス」との参照は、２つ以上のガスを含み、「層」との参照 は、２つ以上のそのような層を含み、「ポーチ」は、２つ以上のポーチを含む、 などである。 本発明の記述および請求の範囲において、下記の用語は下記に述べる定義に従 って使用される。 用語「分圧」は、ガス混合物の１つの成分または、容器内に流体中の溶存ガス が単独で存在する場合には、その成分またはガスによって及ぼされる圧力を指す 従来の意味で使用される。ガスの分圧は、一般に、例えば、酸素には「ｐＯ₂」 、二酸化炭素には「ｐＣＯ₂」などのように省略される。 用語「周囲」は、本明細書中では標準大気状態を意味して使用される。よって 、用語「周囲圧力」は、約７４０ｍｍ Ｈｇから約７８０ｍｍ Ｈｇを意味するよ うに意図される。用語、ガスの「周囲分圧」は、周囲状態における大気の成分の 分圧を意味するように意図される。よって、Ｏ₂の周囲分圧は、約１５０ｍｍ Ｈ ｇから１５５ｍｍ Ｈｇである。 本明細書中で使用される用語「充填」または「充填する」は、大気またはガス の大気またはガスを入れるために設計された空間への導入を意味することが意図 される。このように空間を「充填する」ことによって、大気は、さもなければ空 間を占めている大気を移動させて置換する。好ましくは、大気またはガスによる 空間の充填は、さもなければ空間を占めている大気の本質的に全部を移動させて 置換する。大気またはガスで空間を「充填する」ことは、大気またはガスをその ような空間へ周囲または非周囲圧力で導入することを含むが、これに限定はされ ない。 用語「貯蔵寿命」は、本明細書では、例えば、ガス含有流体等の調製され且つ パッケージされた品物が、寿命または変質によって使用不可能になるまで経過す る時間を意味するために使用される。例えば、較正された所定の分圧である量の 溶存ガスを含んだ基準流体の貯蔵寿命は、ガスの分圧が臨界レベルより低くなる までに経過する時間量によって決定される。典型的には、流体中の溶存ガスの分 圧は、０．５％から３．０％または最大５．０％程度で変動し得、基準流体とし て使用するための許容範囲にとどまる。 流体中の溶存ガスの分圧と「実質的に同一の」分圧は、溶存ガスの分圧の約２ ５％以下、好ましくは約１０％以下、更に好ましくは２．５％以下だけ大きいか または小さい分圧を意味するように意図される。 「必要に応じた」または「必要に応じて」は、その後に説明される状況が起こ り得る、または、起こり得ないこと、および説明が、その状況が起こる場合およ び起こらない場合を含むことを意味する。例えば、語句「追加のプラスチック層 を必要に応じて含む」は、追加のプラスチック層が存在し得る、または存在し得 ないことを意味し、その説明は、追加のプラスチック層が存在する場合と、存在 しない場合との両方を含む。 本発明は、そのさらなる特徴や利点と共に、例証の図面に関連して下記の説明 を参照することによって、最良に理解され得る。 図１を参照して、流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持するデバイスを概 して１０で示す。デバイスは、内側のポーチ１２および外側のポーチ１４を含む 。外側のポーチ１４は、内側のポーチを覆い、内側のポーチ１２と外側のポーチ １４との間に空間１６を提供する。内側のポーチ１２は、気密であり、ガスが溶 存した流体１８を含む。内側のポーチ１２は、どのような大きさでもあり得、ポ ーチに含まれる流体１８の量もどのような量でもあり得るが、典型的には、ポー チの大きさは、約０．５から約５００ｍＬ以上を入れるのに十分な大きさである 。内側のポーチ１２は、ポーチ内に気相が全く含まれないように流体１８で満た される。 内側のポーチ１２は、どのような可撓性気密材料または材料の積層体から製作 され得る。そのような積層体は、Ｓｏｒｅｎｓｅｎらへの米国特許第４，１１６ ，３３６号に記載されている。１つの実施形態では、内側のポーチ１２は、層２ ０、２２、および２４からなり、これらは一緒に積層され、例えば、エッジ２８ で溶接縫い目２６を形成するように内部層２０を溶接することによって密閉され る。好ましくは、バッグの反対のエッジ３０もまた、溶接縫い目３２に沿って溶 接される。 積層体の内部層２０は、好ましくは、低浸透性のプラスチックであり、約２５ μｍから約７５μｍの厚さを有する。低浸透性プラスチックの例は当該分野では 周知である。層２２は、好ましくはアルミニウムなどの金属箔である。必要に応 じて、層２０と２２との間にバインダー層を提供する追加のプラスチック層が存 在し得る。必要に応じた外部層２４は、層２２の上方に保護層として提供される 。 内側のポーチ１２は、密閉される前に、ガスが溶存した流体で満たされる。そ のような好ましい流体の１つは、血液ガス分析装置を較正するかまたは品質管理 測定を行うのに使用される生体適合性の基準流体である。基準流体は、公知の分 析物濃度を含む媒体であり得る。このような分析物は、例えば、Ｏ₂、ＣＯ₂、Ｎ₂ 、アルゴン、ヘリウムなどのガス、水素イオン、すなわちｐＨ、またはその他 の生物学的分析物などを含み、これらの存在は、生理的流体、例えば、グルコー ス、カリウム、カルシウムなどを評価するために望ましい。さらに、基準流体は 、例えば、炭酸水素塩、リン酸塩、および過フッ化炭化水素ベースの合成緩衝液 を含む、生体適合性緩衝液を含み得る。基準流体の組成および調製の方法は、当 該分野では周知である。このような組成は、例えば、Ｐｅｔｅｒｓｅｎへの米国 特許第３，３８０，９２９号、Ｗｉｌｆｏｒｅらへの第３，６８１，２５５号、 およびＳｏｒｅｎｓｅｎらへの米国特許第４，１１６，３３６号に記載されてい る。 外側のポーチ１４は、内側のバッグ１２の層２０、２２、および２４に使用さ れた材料と同様の材料を使用する層２０'、２２'、および２４'の積層体によっ て構成され、エッジ２８'に溶接縫い目２６'および反対のエッジ３０'に溶接縫 い目３２'を形成するように内部層２０'を溶接して密閉する。しかし、どのよう な可撓性の気密容器でも外側のポーチとして使用され得る。外側のポーチ１４は 内側のポーチ１２よりも大きくされ、これにより内側のポーチを覆い、かつそれ らの間に空間１６を提供する。空間１６の容積は、空間内の大気中のガスの量が 流体中の溶存ガスの量よりも５倍から１０００倍、好ましくは５０倍から５００ 倍、さらに好ましくは２００倍から３００倍になるように選択される。大気中の ガスの量の溶存ガスの量に対する比率は、これらの範囲に限定されるようには意 図されない。大気中のガスの量の溶存ガスの量に対する比率が、実用的に可能な 限り高くなり得ることは、当業者には認識されよう。更に、溶存ガスの分圧を維 持するデバイスの効果が、更に量の比率が高くなることによって向上することが 認識される。外側のポーチを密閉する前に、空間１６が、所定の組成を有する大 気および／または周囲よりも高い圧力の大気によって充填され得る。あるいは、 外側のポーチにクリップ、エラストラマーバンドまたは好ましくは、輸送および ／ま たは保管用にポーチを包装する材料などの加圧手段を固定することによって、空 間内の大気が周囲よりも高い圧力で維持され得る。 内側のポーチ１２を外側のポーチ１４に入れ、空間１６を溶存ガスの量より多 い、流体中の溶存ガス量を含む大気によって溶存ガスの分圧と実質的に同一の分 圧で充填することによって、第１のポーチを第２のポーチ内に単に入れることか ら予想される場合に比べて流体の貯蔵寿命が予想以上に長くなることが本発明者 らによって発見された。よって、Ｓｏｒｅｓｅｎらへの米国特許第４，１１６， ３３６号に記載されている可撓性容器に入れられ、周囲温度および圧力で保管さ れた基準流体は、限られた貯蔵寿命を有する。内側のポーチ１２を外側のポーチ １４の中に入れ、その間に形成された空間１６を、溶存ガスの分圧と実質的に同 一の分圧を有する溶存ガスを有する適切な大気で充填することにより、１年以上 の貯蔵寿命が得られると計算されている。 溶存ガスの分圧を更に長い時間維持するために、第１のポーチ１２、第２のポ ーチ１４、および空間１６を含むデバイスは、第３のポーチの中に入れられ、第 ２と第３のポーチの間に空間を提供するように設定され得る。空間は、上述のよ うに溶存ガスを含む大気によって充填される。追加のポーチおよび空間が、流体 中の溶存ガスを更に長い時間維持することに寄与することは、当業者には理解さ れよう。このようなポーチおよび空間の数は、費用および製造の実用性等を考慮 することによってのみ限定される。 例えば、周囲圧力が７４３ｍｍ Ｈｇであるとき、周囲ｐＯ₂は、約１５２ｍｍ Ｈｇである。緩衝された約５３ｍｍ ＨｇのｐＯ₂を有する水性流体を入れた単 一の可撓性気密ポーチは、約７日間の貯蔵寿命を有する。この場合の貯蔵寿命は 、流体のｐＯ₂が０．５ｍｍ Ｈｇまで変化する経過時間として規定される。溶存 Ｏ₂の量よりも１０倍多い量のＯ₂を有する空間がそれらの間に形成されるように ポーチを第２のポーチに入れ、その空間をｐＯ₂が５３ｍｍ Ｈｇである大気によ って充填される場合は、バッグの貯蔵寿命は、約１．２５年であると計算されて いる。４８ｍｍ ＨｇのｐＯ₂を有する大気によって空間を充填することにより、 貯蔵寿命は約３．５年に延びる。 理論に束縛されることは望まないが、基準流体の貯蔵寿命が増加することは、 空間１６内の大気による緩衝機能の結果であると思われる。可撓性容器の材料は 、気密であると考えられるが、典型的な可撓性容器の貯蔵寿命が有限であること によって証明されるようにガスの多少の交換が生じるのは明らかである。第１の ポーチを第２のポーチの中に設置し、その間に形成された空間を最初のｐＯ₂が 溶存ガスの分圧と実質的に同一である大気によって充填すると、Ｏ₂の周囲Ｏ₂に よる置換の比率は、空間内の大気によって緩衝される。大気中のガスの分圧と溶 存ガスの分圧との差は、溶存ガスの分圧のみではなく、ガスの周囲分圧によって も変動し、約０％から約２５％の範囲にわたり得ることは、当業者には認識され よう。 流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持し、それによって流体の貯蔵寿命を 増加する、開示されたデバイスおよび方法は、ヒトまたは動物の被検体の動脈線 に配置される血液ガス（Ｏ₂およびＣＯ₂）およびｐＨセンサの較正および品質管 理測定の実施に基準流体と共に使用されるように設計されている。これについて は、”In Situ Calibration System for Sensors Located in a Physiologic Li ne”の名称で１９９５年１月２７日に提出された、Ｋｉｍｂａｌｌらによる共同 所有の同時係属米国出願番号第０８／３７９，３３２号に記載されている。しか し、有用性は、臨界な許容範囲内に維持されなくてはならない所定の分圧でガス が溶存され得るいかなる種類の基準流体または他の流体に拡張され得る。 よって、本発明は、溶存ガスを含む流体をパッケージングするための新規のデ バイスおよび、そのようなデバイスを使用してそのような流体の貯蔵寿命を増加 させる方法を提供する。本発明の好適な実施形態を幾分か詳細に説明したが、添 付の請求の範囲によって規定される本発明の精神および範囲を逸脱することなく 明白な改変がなされ得ることは理解される。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ポーター，クリストファー エイチ. アメリカ合衆国 ワシントン 98072，ウ ッディンビル，エヌ．イー．127ティーエ イチ プレイス 19756

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持するためのデバイスであって、該 流体およびその中の該溶存ガスを含む密閉されたガス不浸透性の第１のポーチと 、該第１のポーチを覆い、該ガスを含有する大気によって充填された空間をその 間に提供する密閉されたガス不浸透性の第２のポーチとを包含し、該大気中のガ スの量が、該溶存ガスの量よりも多く、更に該大気中のガスの分圧が、該溶存ガ スの分圧と実質的に同一である、デバイス。 ２．前記大気中のガスの分圧が、前記溶存ガスの分圧より低い、請求項１に記載 のデバイス。 ３．前記大気中のガスの分圧が、前記溶存ガスの分圧より高い、請求項１に記載 のデバイス。 ４．前記流体が、血液ガス分析装置の較正、品質管理測定、または該較正および 該品質管理測定の両方のための基準流体である、請求項１に記載のデバイス。 ５．前記第１のポーチが、金属とプラスチックとの積層体を含む、請求項１に記 載のデバイス。 ６．前記第２のポーチが、金属とプラスチックとの積層体を含む、請求項５に記 載のデバイス。 ７．流体中の溶存ガスの量を所定の分圧で維持する方法であって、（ｉ）該流体 およびその中の該溶存ガスを含む密閉可能なガス不浸透性の第１のポーチを提供 する工程、（ｉｉ）該第１のポーチを密閉して、内部に気相が全くない気密の密 閉された第１のポーチを形成する工程、（ｉｉｉ）その間に空間を提供するよう に該密閉された第１のポーチを密閉可能な第２ポーチに入れる工程、（ｉｖ）該 ガスが存在する大気によって該空間を充填する工程、（ｖ）該第２のポーチを密 閉して、気密の密閉された第２のポーチおよび密閉された空間を形成する工程、 を包含し、大気中の該ガスの量が溶存ガスの量より多く、さらに該大気中のガス の分圧が該溶存ガスの分圧と実質的に同一である、方法。 ８.前記大気中のガスの分圧が、前記溶存ガスの分圧より低い、請求項７に記載 の方法。 ９．前記大気中のガスの分圧が、前記溶存ガスの分圧より高い、請求項７に記載 の方法。 １０．前記流体が、血液ガス分析装置の較正、品質管理測定、または該較正およ び該品質管理測定の両方のための基準流体である、請求項７に記載の方法。 １１．前記第１のポーチが、金属とプラスチックとの積層体を含む、請求項７に 記載の方法。 １２．前記第２のポーチが、金属とプラスチックとの積層体を含む、請求項１１ に記載の方法。