JP2003517272A - 血漿から安定で、長期型のトロンビンを調製するための装置および方法、並びにこれにより形成されたトロンビン - Google Patents
血漿から安定で、長期型のトロンビンを調製するための装置および方法、並びにこれにより形成されたトロンビンInfo
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Abstract
Description
たトロンビン・リッチな凝固物の溶液と粘着性タンパク質との高速ないし迅速な
凝固を6時間を超える間提供する、トロンビン酵素を調製する技術に関するもの
である。
おり、トロンビン酵素がフィブリノーゲンを隔離し、フィブリノーゲンは次いで
セミ・グリッド(semi-grid)あるいは柔軟性のあるフィブリン・クロットにク
ロス・リンクされる。フィブリン・クロットは傷サイトに接着され、処理サイト
に対する止血剤および治癒特性を提供しつつ、流体漏れに対するバリアを形成し
、また組織間の接着が行われる。
時間以内で、ドナーの血漿からフィブリノーゲンおよびXIII因子(Factor X
III )を含む、寒冷沈降され、濃縮された凝固物および接着性タンパク質を産出
ないし採取する装置である。CryoSeal(商標)システムにより提供され
る、1時間の寒冷沈降反応による産出は、血液銀行において日常的に行われる1
日から2日の寒冷沈降反応と比較した場合、CryoSeal(商標)の凝固物
および接着性タンパク質の産出を患者に接近して、まさに手術室ないし術中にお
いて行うことができ、これにより、処理を何日も前に開始する必要性が回避され
る。
パク質は、牛あるいは人のトロンビンと結合されたときには、外科的止血および
組織接着に有用な生物学的接着剤を形成する。市販されているトロンビンは、し
かしながら、一般的には牛や人の血漿プールを原料とするものであり、依然とし
て、患者は陰性ないし負の免疫反応あるいは伝染性の血液派生のウイルスによる
汚染、およびクルツフェルド−ヤコブ疾患(Crutzfeld-Jacob disease ;CJD
)あるいはCJDの新しい変種(NVCJD)の危険性がある。CryoSea
l(商標)の寒冷沈降の発明の特長は、産出された凝固物および接着性タンパク
質が患者自身の血液を原料としており、これらの凝固物および接着性タンパク質
が患者の外科的損傷のサイトに局所的に適用されたときにおいて、伝染性の血液
から派生した疾患による汚染のリスクを解消できることである。
物および接着性タンパク質成分が産出された同じドナーから産出して、完全に自
己由来の生物学的なシーラントあるいは接着剤を形成する2成分の生物学的シー
ラントを調製することであると長い間考えられていた。
0566−1994年1月6日)には、その調製方法が、後の分解のためのトロ
ンビン成分の沈降を起こすために血液のイオン強度および血漿のpHを調節する
ものである、トロンビン成分が、同じドナーの血漿を原料とするフィブリノーゲ
ン成分と結合される、改良されたフィブリン接着剤が開示されている。これらの
工程は、非常に時間がかかり、処理時間が1時間未満でなければならない手術室
ないし術中において使用するには実用的でない。
92号)には、Cederholm−Williamsに続いて、フィブリノー
ゲン成分およびトロンビン成分が同じドナーの血漿を原料とするものであるフィ
ブリン接着剤を調製する方法が教示されている。このHirsh特許には、上澄
み液を調製するために血漿中のフィブリノーゲンが最初に沈降され、また次いで
上澄み液中の残査フィブリノーゲンを凝固させる、トロンビンを調製するための
方法が開示されており、この方法はCederholm−Williamsによ
り教示された方法とは異なるが、トロンビンが4分に対して5秒未満であり、ま
た47分に対して10秒未満の凝固速度を提供しなければならない点において、
一般的に有用なトロンビンを得ることができない。
ては全体の手術を計画できない外科医の要求には不適切である。
間(<5秒)を優先的に必要とする。凝固の遅い(>5秒)生物学的接着剤は、
その役目を果たす前に、はみ出しや出血により傷サイトから運ばれてしまう。H
irshフィブリン接着剤を利用する外科医は、Hirshフィブリン接着剤で
の処理を意図した止血や組織密封が、凝血時間が5秒より短い4分間のウインド
内で起こるようにその手術が行われることを必要とし、6時間にもおよぶ時間帯
である、手術を通じて迅速な止血および組織接着を優先的に必要とする多くの外
科医にとっては、Hirshの発明は全体的に実用的ではなくなる。
思われる技術についての特許であり、また関連のある従来技術を開示する出願人
の知識の開示義務を免れるためのものである。しかしながら、以下に詳細に説明
し、また特にクレームされた本発明の要旨は、これら特許においては単一で教示
されるものではなく、またこれら特許の考え得る組合わせから自明なものでもな
いことは明らかである。
た目録ではない。これらの検討しない参考文献は、特に以下に説明するように、
本発明とはより明らかに相違するものである。
ナー(供与体)の血液から安定した人のトロンビンを調製するための方法であっ
て、非常に長い手術ないし外科手術(例えば、6時間)を通して、同じ血液ユニ
ットから得られ濃縮または質的に向上された凝固物(clotting)と接着性タンパ
ク質(adhesive protein)とを結合し、微生物や可能性のあるCDJまたはNV
CJD汚染に患者を晒すことなしに、生物学的シーラントつまり接合剤を形成す
るために、迅速な凝固ないし凝血(<5秒)を提供する方法に関するものである
。当業分野における従来の研究(Hirsch等)は、非常に短い4乃至5分の
時間期間の間だけにおいてトロンビンがフィブリノーゲンの迅速な凝固(即ち、
5秒未満)を達成するという、最小限の安定性を備えたトロンビンが例示するも
のであり、広範囲の手術(外科手術)に対して全体的に実用的なものではない。
、迅速または緩慢な重合を起こすことができ、長い手術を通して、6時間までの
持続時間(継続時間)のある、安定なトロンビン酵素(thrombin enzyme)を提
供するものである。さらに、全てが単一のドナーを供給源とする凝固および接着
性タンパク質およびトロンビンを使用することで、フィブリンが数千のドナーか
ら貯留された血漿を供給源とすると共にトロンビンが同じ人の血漿の同様な貯留
物あるいは牛を由来とするもののいずれかである、市販のフィブリン接着剤を使
用することから引き起こされる種々の疾患の危険性が取り除かれる。本発明を使
用した安定なトロンビンの製造技術の速度および簡単さは、手術工程の直前ない
し手術中においてトロンビンを調製することができ、また長い手術の間を通して
迅速な凝固を提供できる。本発明により製造されたトロンビンは、正確で、より
遅い凝固時間を提供するために塩類溶液ないし食塩水(saline)中で希釈され、
これにより、4秒未満から2時間以上の所望の時間とすることができる。
に起こりあるいは行われる。 1. プロトロンビンの濃度を実質的に高めると同時に、プロトロンビンあるい
は長期機能性トロンビンに対する後続の活性化に対して結合、ブロック、干渉、
または抑制などをするトロンビノデュリン(Thrombinodulin)や抗トロンビンII
Iのような血漿内に自然的に発生する成分を取除きあるいは変性させるためにエ
タノールを使用することでプロトロンビン中に濃縮ないし質的に向上された画分
を調製する。 2. 濃縮されたプロトロンビン溶液にカルシウムイオンを加え、また溶液を短
時間撹拌して、プロトロンビンを安定で、長期型のトロンビンに変換ないし変質
させる。 3. トロンビン溶液をフィルタを通して浸出させ、トロンビンを小さなオリフ
ィスを通してスプレーすることや傷サイト上にトロンビンを薄いチューブで浸出
させることを妨害する微粒状物質を取り除く。
。
安定な、自己由来のトロンビンを得るための新規で斬新な装置および方法を提供
することにある。 本発明の別の目的は、多くの関連する外科手術処理より長い保存性(貯蔵寿命
)を有する上記の特徴付けされたトロンビンを提供することにある。 本発明の別の目的は、塩類溶液(食塩水)での希釈により、凝固時間を予測可
能で任意に長くすることができる、上記の特徴付けされたトロンビンを提供する
ことにある。 本発明の別の目的は、前処理工程が簡単である、上記の特徴付けされたトロン
ビンを提供することにある。 本発明の別の目的は、30分未満の処理時間を有する、上記の特徴付けされた
トロンビンを生成するための方法を提供することにある。 本発明の別の目的は、小さなオリフィスつまり穴または開口からスプレーつま
り噴霧することができ、あるいは薄いチューブを通して浸出つまり滲み出させる
ことができる、トロンビンを提供することにある。
同時に汚染タンパク質を除去するするためにエタノールにより実質的に濃縮され
たプロトロンビン画分から安定な人のトロンビンを生成するための新規で実用的
な方法を提供することにある。濃縮されたプロトロンビンに塩化カルシウムを加
えることで、プロトロンビンがトロンビンに変換される。同じ単一のドナーの血
漿から、自己由来の生物学的シーラントのために必要とされる第2の成分を作る
ために、他の方法によって凝固物(凝固成分)および接着性タンパク質が同時に
得られる。
質的により安定であり、5秒未満から6時間までの凝固を提供できる。さらに、
凝固時間は塩類溶液による希釈により凝固時間を変更できる。
l(商標)による凝固物および接着性タンパク質の改良された寒冷沈降は、1時
間未満を必要とする。この同じ期間フレームにおいては、同じソースのプラズマ
から自己由来の人のトロンビン成分を最小限の材料および方法で製造できる。生
物学的接着剤の両方の生物学的成分は、外科手術のセッティングにおいて容易に
結合され、まさに同じドナーつまり患者に投与ないし施され、また結果的に生じ
る凝固は傷サイトにおいて止血あるいは組織接着を提供する。
する。本明細書において説明された、改良された無菌製造は、非自己由来の細菌
による汚染が本質的にない最終製品を提供する。 上記および他の目的は、添付した図面と組み合わせて以下の詳細な明細書を考
慮することで明白となる。
数字10は、図1に示された、本発明により処理ユニットを指している。
性タンパク質処理ユニット60とに連絡ないし連通した、流体受容システム20
を含んでいる。
た入口2を含んでおり、この管路を通って血漿が処理ユニット40、60に入る
。管路4は、管路4に流体が通過するのを遮断する、停止弁6を有している。管
路4はT型管継ぎ手8を通って血漿を分割するために2つの分岐部、つまりトロ
ンビン処理ユニット40に導かれる第1の分岐路12と凝固および接着性タンパ
ク質処理ユニット60に導かれる第2の分岐路14との内部に連通している。
ィルタリング(濾過)、遠心分離、あるいは血液製剤からより重い赤血球を取り
除くために沈降分離する他の手段により処理され、これにより、図1の装置にお
いて使用される血漿が残留される。トロンビン処理ユニットのために必要な血漿
は好ましくは8mlであり、よって、濃縮されたトロンビンの最終容積は、凝固
物および接着性タンパク質処理ユニット60からの寒冷沈降された凝固物および
接着性タンパク質の典型的な収量(歩留り)に適合ないし匹敵する。図2を参照
して、トロンビン貯蔵シリンジつまり注入器(syringe)が無菌の外科手術領域
内に導入されるまで無菌状態を提供するため、密封された袋体16がトロンビン
処理ユニット40の上に置かれている。それ以前において、トロンビン処理ユニ
ットは、柔軟性があり且つ袋体の外部からシリンジのプランジャ(棒状ピストン
)の移動を好ましくは許容するように寸法付けされた、の密封された袋体内にお
いて図2に示されたように動作される。第1の分岐部12からの流体は、管継ぎ
手18を越えて多岐管22内部を通過する。多岐管22には、最初は好ましくは
ガラス製であり15mlの容積を受容することができる混合シリンジ26に向け
られた、弁24が設けられている。混合シリンジ26は、矢印Aの方向に移動さ
れたときには通路12からの血漿を混合シリンジ26の内部に引き出す、プラン
ジャ28を含んでいる。
うにY型管継ぎ手36を経て多岐管22に作動的に連結されたアンプル32、3
4内の試薬との間でアクセスが得られるように再設定ないし向きを変えられる。
アンプル32または34のいずれかの内部へのアクセスは、壊れ易いダイヤフラ
ム(隔離板)を破壊するためにアンプルを押圧ないし絞ることで行うことができ
る。これに代えて、アンプルを受容する取入れ口38にダイヤフラムを貫通する
中空のスパイクを設けることもできる。いずれの場合でも、アンプル32、34
の両方の内容物は、図3に示された矢印Aに沿ってプランジャ28をさらに後退
させることにより、混合用シリンジ26内に受容される。第1のアンプルには、
好ましくは、最終容積(final volume)中において13.6%のETOH濃度を
提供するエタノール2ml.が設けられており、また、第2のアンプルには、好
ましくは、最終容積中において.023(0.023)μmの濃度を提供するた
めに1ml.の塩化カルシウムが設けられている。これに代えて、2つのアンプ
ル32、34内に含まれるこれらの試薬は単一のアンプル内に予め混合されて同
時に分配ないし投薬する構成としても良い。本発明の1つの形態において、エタ
ノールを最初に導入し、次いで、混合シリンジ26を撹拌し、さらに次いで塩化
カルシウムを導入させることもできるが、両者を同時に血漿に導入することが最
適に組み合われ、続いて短時間の撹拌が行われる。
は、混合シリンジ26が隔離されるように向け直される。内容物は短時間撹拌さ
れ、また約20分間の培養ないし保温がなされる。混合シリンジ26を押圧して
内容物を取り出す前に、弁24が図4に示されたように向け直され、その後、プ
ランジャ28は図4においてBで示された方向に移動される。弁24がトロンビ
ン分配(調合)シリンジと連絡ないし連通するようにセットされたので、混合シ
リンダ26内部の内容物は混合シリンジ26から分散シリンジ42に移送される
。より詳しくは、多岐管22は、その内部にフィルタ44が混合シリンジ26と
トロンビン分配シリンジ42との間の流路内で設けられる凹部を含んでいる。微
粒状物質は、分配シリンジ42にトロンビンが送出される前にフィルタ44内部
に保持される。ここで、流体が分配シリンジ42に入る際、分配シリンジのプラ
ンジャ46は矢印Bと反対の方向に移動する。
する。トロンビン処理ユニット40に切り換えられなかった全ての血漿は、凝固
物および接着性タンパク質処理ユニット60の内側チャンバ62に入る。凝固物
および接着性タンパク質処理ユニット60は、熱交換および回転により操作ない
し処理され、血漿から抽出された全ての凝固物および接着性タンパク質は、無菌
パウチ68内に含まれる凝固物および接着性タンパク質分配シリンジ66による
続く抽出のために袋体62の先端部64に沈殿ないし堆積される。トロンビンが
分配シリンジ42内に装填ないし入れられ、また凝固物および接着性タンパク質
が凝固物および接着性タンパク質分配シリンジ66内に装填ないし入れられると
、2つのシリンジは処理セット10から切り離され、スプレーあるいは線状およ
び点状の塗布(line and dot application)のために一緒に纏められる。トロン
ビンを凝固物および接着性タンパク質と混合することで生物学的接着剤が形成さ
れる。
れている場合において、エタノール濃度によって高速凝固トロンビンの寿命がど
のように変化するかを例示した、グラフが示されている。ここで、約13.6%
のエタノールにおいて、その寿命が最適化されて少なくとも240分に延長され
る一方、その凝固時間が5秒以下で実質的に一定であることが示されている。8
%と18%の間の範囲は、しかしながら、実用性がある。
3.6%で一定に保持されている。図示されたように、塩化カルシウムの濃度が
250mMの塩化カルシウムの.023μmにおいて、トロンビンの寿命は最適
化されて360分に延長される一方、凝固時間が5秒以下に維持されている。1
25mMの.011(0.011)μmと500mMの.045(0.045)
μmの間の範囲は、しかしながら、実用性がある。
いる場合におけるトロンビン処理における差異を反映したものである。図示され
たように、凝固速度は5秒以下に近く維持されており、ガラス中では寿命は60
から240分である。
減するために13.6%のエタノールと.023μmの塩化カルシウムを使用し
た効果を反映したものである。このグラフから明らかなように、主要な妨害(干
渉)タンパク質が効率的に取り除かれて、トロンビンの凝固時間が、強められる
だけでなく、実質的に安定で一定に保持される。
理された、最適化されたトロンビン調整品に対する寿命を関数とした測定された
凝固時間に関して図5および図6に示されたことをより詳細に示した図である。
ウムで図9のように最適化されたトロンビン調整品の塩類溶液の効果、寿命を関
数として示した図である。トロンビンが塩類溶液により1から1.5に希釈され
たとき、凝固時間は20秒の丁度上から30秒の丁度下まで拡張され、また15
0分までの寿命を有している。
リング(濾過)ステップの有効性を確保するために、混合シリンジ26内に含ま
れたトロンビンを略20分の間撹拌した後に内部に存在させることの特長が示さ
れている。変換および活性化のための寿命は、噴霧器のような狭いオリフィスの
分配器内でのトロンビンの使用、あるいは薄いチューブを通して絞り出す際にお
けるトロンビンの使用を最適化するために、フィルタにより十分な料の微粒状物
質が取り除かれる。
来技術との比較を示したもので、本発明により取り出された自己由来トロンビン
は、牛のトロンビンの100iu/mlに匹敵ないし同等な凝固速度を提供する
。
ている本発明の範囲および真の意味を逸脱することなしに、多くの構造上の変形
および応用を行えることは自明である。
をプロトロンビンに向け、これから凝固および接着性タンパク質を抽出する、血
漿からトロンビンを隔離するための装置の斜視図である。
。
混合用シリンジに向けられる、図2と類似した、説明図である。
ブを通って浸出されるのを妨害する微粒状物質が最初に濾過された後に分配用シ
リンジに向けられる、図2および図3と類似した説明図である。
の寿命に関する、最終容積中の種々のETOH濃度の効果を例示した図表である
。
の寿命に関する、最終容積中の種々のCaCL2濃度の効果を例示した図表であ
る。
た図表である。
3μm)を混合しおよび微粒状物質をフィルタした後に濃縮トロンビン画分から
取り出した汚染タンパク質を説明した図表である。
調製物の寿命を示した説明図である。
することによる安定なトロンビンへの転換に必要な変換/活性化期間を例示した
図表である。
る。
Claims (23)
- 【請求項1】 患者から自己由来のトロンビンを生成するための方法であっ
て、 患者から血液製剤を得るステップ、 前記製剤から血漿を隔離するステップ、 血漿画分内のプロトロンビンを濃縮するステップ、 プロトロンビンをトロンビンに転換するステップ、および トロンビンから微粒子を濾過するステップを含んでなる、方法。 - 【請求項2】 凝固時間を変更するステップをさらに含んでなる、請求項1
記載の方法。 - 【請求項3】 血漿画分内のプロトロンビンを濃縮するためにエタノールを
加える、請求項2記載の方法。 - 【請求項4】 転換するステップがCaCL2を加えることを含む、請求項
3記載の方法。 - 【請求項5】 血漿を得るために血液製剤を遠心分離することを含む、請求
項4記載の方法。 - 【請求項6】 予測可能な凝固時間の延長がトロンビンを塩類溶液で希釈す
ることで行われる、請求項2記載の方法。 - 【請求項7】 血漿を重量サイズ(weight size )およびタンパク結合(pr
otein binding )により濾過することを含む、請求項6記載の方法。 - 【請求項8】 15分を超える安定性を有する自己由来のトロンビンを生成
するための方法であって、 血漿からプロトロンビンを隔離するステップ、およびプロトロンビンをトロン
ビンに転換するステップを含んでなる、方法。 - 【請求項9】 15分を超える高速な凝固を提供する自己由来のトロンビン
。 - 【請求項10】 血漿からトロンビンを抽出するための組成物であって、 血漿、 エタノール(ETOH)、 CaCl2 を必須的に有してなる、組成物。
- 【請求項11】 それぞれ容量比で、ETOHが13.6%存在し、またC
aCl2 が.023μm存在する、請求項10記載の組成物。 - 【請求項12】 トロンビンを調製するための方法において、 血漿を得るステップ、 血漿にETOHおよびCaCl2 を加え、組成物を形成するステップ、 組成物を撹拌するステップ、 微粒子の組成物を濾過し、トロンビンにフィルタを通過させるステップ、を有
してなる方法。 - 【請求項13】 血漿からトロンビンを調製するための一体型フィルタ(in
tegrated filter )を備えたマニホルドにおいて、 マニホルド上の血漿シリンジのためのドック、 CaCl2 およびETOH溶液のための容器およびマニホルド上のドック、 フィルタを通してトロンビンを受容するトロンビン受容シリンジのためのドッ
ク、 マニホルド上に配置され、またトロンビン受容シリンジの上流側にある一体型
フィルタ、を有してなる、マニホルド。 - 【請求項14】 トロンビン処理セットおよびこれに作動的に連結され、こ
れと流体連絡された、接着性タンパク質処理セットを組み合わせてなる、流体受
容システム。 - 【請求項15】 前記流体受容システムが、 その内部に血液製剤を受容するための入口と、 前記各処理ユニットに血液製剤を分配するために前記入口と連絡した第1およ
び第2の血液製剤受容分岐部とを含む、請求項14記載のシステム。 - 【請求項16】 前記第1の分岐部からの前記血液製剤が、弁手段を経て、
シリンジ手段と試薬手段に流体連絡したマニホルドに導入され、また前記トロン
ビン処理ユニットが密封袋体内に納められている、請求項15記載のシステム。 - 【請求項17】 前記シリンジ手段が混合シリンジおよびトロンビン分配シ
リンジを含む、請求項16記載のシステム。 - 【請求項18】 前記試薬手段が第1のアンプルおよび第2のアンプルを含
む、請求項17記載のシステム。 - 【請求項19】 前記第1のアンプルがエタノールを含む、請求項18記載
のシステム。 - 【請求項20】 前記第2のアンプルがカルシウムイオン源を含む、請求項
19記載のシステム。 - 【請求項21】 前記試薬手段がエタノールとカルシウムイオンの混合物を
含む、請求項17記載のシステム。 - 【請求項22】 前記マニホルドが、前記混合用シリンジと前記トロンビン
分配シリンジとの間の流路内に置かれたフィルタを含んでいる、請求項20記載
のシステム。 - 【請求項23】 前記第2の分岐部からの前記血液製剤が、接着剤分配用シ
リンジと連絡した先端部を有する内側チャンバを含む前記接着性タンパク質処理
セットに導入されている、請求項22記載のシステム。
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