JP5266267B2 - 水素含有生体適用液の製造方法及び製造装置 - Google Patents
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たとえば図2に示す例で説明すると、本例の製造装置は、輸液(点滴)バッグなどの容器2iに保持された生体適用液を、当該生体適用液を容器ごと収容可能である適宜な大きさの別容器2gに収容するとともに、水素分子を含有する液体または気体を該別容器2g(以下、水素貯蔵器)に供給する。水素貯蔵器2g内では、生体適用液の容器2iを介して生体適用液と水素貯蔵器2g中の水素分子は隔てられているが、時間の経過とともに、水素貯蔵器2g中の水素分子は徐々に生体適用液中へ透過する。
また、水素貯蔵器が、水素貯蔵器内の水素ガス濃度または溶存水素濃度を一定範囲に維持・管理することを目的とした装置を備えていることも望ましいことである。一例としては、溶存水素量測定器およびその計測信号に基づき、水素貯蔵器内の水素ガス濃度または溶存水素濃度が一定値以下になった場合に電解処理を開始(再開)する又は水素ガスを供給(再供給)することを特徴とする装置が考えられる。
また、水素貯蔵器が、生体適用液の浸漬時間を制御することを目的とした装置を備えていることも望ましいことである。一例としては、生体適用液に含有させたい溶存水素の目標値、および/または該生体適用液の容器特徴(材質、厚み、または水素透過性等)に応じて、タイマー時間をセットすることを特徴とする装置が考えられる。
また、水素貯蔵器が、生体適用液をサンプリングすることなく、レーザーや赤外線等を用いて、該生体適用液の溶存水素濃度を非破壊的にモニタリングする装置を備えていることは望ましいことである。
また、水素貯蔵器が、水素貯蔵器内の液温または気温を制御する装置を備えていることは望ましいことである。
また、がん治療に伴う副作用の多くは活性酸素が関与しているが、水素含有生体適用液(または水素含有抗がん剤)を、がん治療中、またはその前後に患者に投与することにより、副作用を抑えながら治療を遂行することができる。
なお、水素分子の反応性を高めるために、必要に応じて、貴金属コロイド(白金やパラジウムなど)などの触媒を生体適用液に極微量添加してもよい。
また、水素含有生体適用液を医療の現場等で使用時に調製する場合は、流通過程や保存期間における水素の浪費の心配がない。
さらに、既に水素分子を含有している生体適用液に対して、水素分子を補うことを目的に本発明を用いることができる。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、2L容量のポリプロピレン製の容器を使用した。この容器に、DH濃度1.2mg/Lの水素含有水を満たした後、生理食塩水の入った輸液バッグを浸漬させ容器上蓋を閉め放置した。水素含有水は1時間毎に同DH濃度の新しい水に交換した。5時間経過後に、水素貯蔵器から輸液バッグを取りだし開封するとともに、生理食塩水のDH濃度及び電気伝導度(EC)を測定した。その際、水素含有水のDH濃度も測定した。なお水素含有生体適用液の製造装置の詳細については後述する。
生理食塩水のDH濃度は、0.6mg/L、ECは、1.2S/mであった。
水素含有水のDH濃度は、1.2mg/Lであった。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、2L容量のポリプロピレン製の容器を使用した。容器に、生理食塩水の入った輸液バッグを設置するとともに、ガス供給用の容器開口部よりチューブを通して、水素ガスを100mL/分の流速で通気させた。5時間経過後に、水素貯蔵器から輸液バッグを取りだし開封するとともに、生理食塩水のDH濃度を測定した。
生理食塩水のDH濃度は、0.46mg/Lであった。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、2L容量のポリプロピレン製の容器を使用した。この容器に、DH濃度0.9mg/Lの水素含有水を満たした後、生理食塩水の入った輸液バッグを浸漬させ容器上蓋を閉め放置した。1時間経過後に、水素貯蔵器から輸液バッグを取りだし開封するとともに、生理食塩水のDH濃度を測定した。
生理食塩水のDH濃度は、0.18mg/Lであった。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、電解水生成装置に接続された10L容量のポリプロピレン製の容器を使用した。
生理食塩水のDH濃度は、0.8mg/L、DO濃度は、4.6mg/L、ORPは、−370mV、ECは、1.6S/mであった。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を1つ、100mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(マイラン製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 生食MP』)を2つ、の計3つを使用した。100mL生理食塩水のうち1つは、注射器を用いてバッグ口部よりヘッドスペースのエア抜き処理を行った。
生理食塩水(500mL)のDH濃度は、0.787mg/Lであった。
生理食塩水(100mL)のDH濃度は、0.34mg/Lであった。
生理食塩水(100mL、エア抜き)のDH濃度は、0.810mg/Lであった。
すなわち、生体適用液の容器ヘッドスペースにおける空気や、生体適用液中に含まれる溶存ガス(溶存酸素)は、当該生体適用液への一定量以上の水素分子の含有を阻む要因であると考えられる。生体適用液へより多くの水素分子を含有させたい場合は、生体適用液の容器から余剰空気を抜くことにより、生体適用液中の溶存ガス(溶存酸素)を除去することが望ましい。
また、こうした水素含有血液製剤は、生体へ輸血された際には酸化ストレス抑制を含む水素分子による薬効を目的に製造される他、水素分子の物理的・化学的な効果による血液製剤の有効期限延長、活性の強化、輸血に伴なう副作用の抑制等を目的に製造されても良い。また、一旦水素分子を飽和濃度にまで含有させられた水素含有生体適用液を、引き続き容器の外側から水素に接触させておくことは、水素の容器からの抜けを防止し、安定的に高い溶存水素濃度を維持できるという観点から望ましいことである。
[実施例6]
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、1.5L容量の浄水フィルター用ハウジングを使用した。水素貯蔵器に、生理食塩水の入った輸液バッグを設置するとともに、ガス供給用の容器開口部よりチューブを通して、100%水素ガスを100mL/分の流速で通気した。5時間経過後に、水素貯蔵器から輸液バッグを取りだし開封するとともに、生理食塩水のDH濃度を測定した。
生理食塩水のDH濃度は、0.85mg/Lであった。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、1.5L容量の浄水フィルター用ハウジングを使用した。水素貯蔵器に、生理食塩水の入った輸液バッグを設置するとともに、ガス供給用の容器開口部よりチューブを通して、100%水素ガスを100mL/分の流速で通気した。15時間経過後に、水素貯蔵器から輸液バッグを取りだし開封するとともに、生理食塩水のDH濃度を測定した。
生理食塩水のDH濃度は、1.18mg/Lであった。
生体適用液として、500mL容量の輸液バッグに入った市販の生理食塩水(大塚製薬株式会社製、『日本薬局方生理食塩液 大塚生食注』)を使用した。水素貯蔵器として、1.5L容量の浄水フィルター用ハウジングを使用した。水素貯蔵器に、生理食塩水の入った輸液バッグを設置するとともに、ガス供給用の容器開口部よりチューブを通して、50%水素ガスを100mL/分の流速で通気した。15時間経過後に、水素貯蔵器から輸液バッグを取りだし開封するとともに、生理食塩水のDH濃度を測定した。
生理食塩水のDH濃度は、0.59mg/Lであった。
常温・常圧下で、100%水素ガス濃度の水素貯蔵器に維持された、500mL容量のプラスチック容器入りの生体適用液は、時間の経過とともに、水素分子を溶存させて行った。例えば、測定開始直後に0ppmであった生体適用液のDH濃度は、5時間経過後には0.85ppm程度(実施例6)となり、15時間経過後には1.18ppm程度となった(実施例7)。一方、水素貯蔵器中の水素ガス濃度が50%(100%の2分の1)である場合は、同じ15時間経過後であっても、生体適用液のDH濃度は、実施例7の半分である0.59ppmであった。
以下、追加の実施例を記載する。
[実施例9]
生体適用液として、500mL容量のポリエチレンテレフタラート製容器に満水充填した生理食塩液を使用した。水素貯蔵器として、実施例4と同じ電解水生成装置に接続された10L容量のポリプロピレン製の容器(図2参照)を使用した。上述したように、容器内の水素含有水は、安定的にほぼ飽和濃度(20℃・1気圧で1.6ppm)に保たれた。水素含有水に生理食塩液を浸漬し、容器上蓋を閉め放置した。5時間経過後に、容器から生理食塩液を取りだし開封するとともに、そのDH濃度を測定した。
生理食塩液のDH濃度は、0.152mg/Lであった。
[実施例10]
生体適用液として、上記実施例9よりもやや肉厚の、500mL容量のポリエチレンテレフタラート製容器に満水充填した生理食塩液を使用した。水素貯蔵器として、実施例4と同じ電解水生成装置に接続された10L容量のポリプロピレン製の容器(図2参照)を使用した。上述したように、容器内の水素含有水は、安定的にほぼ飽和濃度(20℃・1気圧で1.6ppm)に保たれた。水素含有水に生理食塩液を浸漬し、容器上蓋を閉め放置した。5時間経過後に、容器から生理食塩液を取りだし開封するとともに、そのDH濃度を測定した。
生理食塩液のDH濃度は、0.115mg/Lであった。
[実施例11]
生体適用液として、500mL容量のアルミラミネート容器に満水充填した生理食塩液を使用した。水素貯蔵器として、実施例4と同じ電解水生成装置に接続された10L容量のポリプロピレン製の容器(図2参照)を使用した。上述したように、容器内の水素含有水は、安定的にほぼ飽和濃度(20℃・1気圧で1.6ppm)に保たれた。水素含有水に生理食塩液を浸漬し、容器上蓋を閉め放置した。5時間経過後に、容器から生理食塩液を取りだし開封するとともに、そのDH濃度を測定した。
生理食塩液のDH濃度は、0.006mg/Lであった。
[実施例12]
生体適用液として、500mL容量のアルミラミネート容器に満水充填した生理食塩液を使用した。水素貯蔵器として、実施例4と同じ電解水生成装置に接続された10L容量のポリプロピレン製の容器(図2参照)を使用した。上述したように、容器内の水素含有水は、安定的にほぼ飽和濃度(20℃・1気圧で1.6ppm)に保たれた。水素含有水に生理食塩液を浸漬し、容器上蓋を閉め放置した。20時間経過後に、容器から生理食塩液を取りだし開封するとともに、そのDH濃度を測定した。
生理食塩液のDH濃度は、0.016mg/Lであった。
[実施例13]
生体適用液として、血液保存液C液(成分(w/v%):クエン酸ナトリウム水和物 2.63、クエン酸水和物 0.327、ブドウ糖 2.32、リン酸二水素ナトリウム 0.251)28mlを含む200mL容量のポリ塩化ビニル容器「テルモ血液バッグCPD」(テルモ株式会社製)に採血した犬の静脈血液を使用した。水素貯蔵器として、実施例4と同じ電解水生成装置に接続された10L容量のポリプロピレン製の容器(図2参照)を使用した。上述したように、容器内の水素含有水は、安定的にほぼ飽和濃度(20℃・1気圧で1.6ppm)に保たれた。水素含有水に血液バッグを浸漬し、容器上蓋を閉め放置した。5時間経過後に、容器から血液バッグを取りだし開封するとともに、そのDH濃度を、Unisense社製溶存水素測定装置(含・H2-N (Hydrogen Needle Sensor)、PA2000(2-Channel Picoammeter)、ADC-216(2-Channel A/D Converter))を用いて測定した。
血液のDH濃度は、0.85mg/Lであった。
[実施例14]
生体適用液として、上述の血液保存液C液28mlを含む200mL容量のポリ塩化ビニル容器「テルモ血液バッグCPD」(テルモ株式会社製)に採血した犬の静脈血液を使用した。水素貯蔵器として、1.5L容量の浄水フィルター用ハウジングを使用した。水素貯蔵器に、血液バッグを設置するとともに、ガス供給用の容器開口部よりチューブを通して、0.01MPaの圧力下で、100%水素ガスを100mL/分の流速で通気した。5時間経過後に、水素貯蔵器から血液バッグを取りだし開封するとともに、血液のDH濃度を、Unisense社製溶存水素測定装置(含・H2-N (Hydrogen Needle Sensor)、PA2000(2-Channel Picoammeter)、ADC-216(2-Channel A/D Converter))を用いて測定した。
血液のDH濃度は、0.87mg/Lであった。
以下、水素含有血液製剤のフリーラジカル消去反応を、フリーラジカル試薬であるdiphenylpicrylhydrazyl(DPPH)を用いて簡易的に測定した。
[実施例15]
ポリ塩化ビニル容器に入れられた上記の血液保存液C液に、実施例4に記載の装置を用いて水素分子を容器の外側から含有させ、DH濃度1.0ppmの水素含有血液保存液C液を得た。次に、この水素含有血液保存液C液で犬の静脈血液を1000倍に希釈することで得られた、水素含有血液製剤モデル溶液20ccに、触媒として5μgの白金コロイド(0.0005重量%の白金コロイド溶液を0.1g使用)を添加した後、0.625重量%のDPPHエタノール溶液(DPPH0.25g/エタノール40g)を約0.02gずつ滴下していき、その呈色変化を調べた。
水素含有血液製剤モデル溶液は、紫色を呈したDPPH7滴を琥珀色に変化させた。すなわち、875μg相当のDPPHを消去した。
1000倍に希釈された水素含有血液製剤モデル溶液では、血液に由来する赤色とDPPHに由来する琥珀色が混じり合ってしまい、8滴目以降の呈色反応については確認できなかったが、溶液をさらに希釈することで8滴目以降の呈色反応も確認できると考えられた。
[比較例1]
上記の血液保存液C液で犬の静脈血液を1000倍に希釈することで得られた、血液製剤モデル溶液20ccに、触媒として5μgの白金コロイド(0.0005重量%の白金コロイド溶液を0.1g使用)を添加した後、0.625重量%のDPPHエタノール溶液(DPPH0.25g/エタノール40g)を約0.02gずつ滴下していき、その呈色変化を調べた。
血液製剤モデル溶液は、紫色を呈したDPPHを琥珀色に全く変化させなかった。すなわち、DPPHを全く消去しなかった。
以下、水素透過性を有する内容器と、内容器よりも水素透過性の低いポータブルな水素貯蔵器の組み合わせからなる、水素含有血液製剤の実施形態を記載する。
[実施例16]
上述の血液保存液C液28mlを含む200mL容量のポリ塩化ビニル容器「テルモ血液バッグCPD」(テルモ株式会社製)に採血した犬の静脈血液を、その容器ごと、550mL容量のアルミパウチ容器に収容した後、ポリ塩化ビニル容器とアルミパウチ容器の間の空間を1.5ppmの溶存水素水で満たすとともに、アルミパウチ容器の開口部をヒートシールし24時間放置した。その後、アルミパウチ容器とポリ塩化ビニル容器を開封し、ポリ塩化ビニル容器中の血液製剤の溶存水素濃度を測定した。
測定には、Unisense社製溶存水素測定装置(含・H2-N (Hydrogen Needle Sensor)、PA2000(2-Channel Picoammeter)、ADC-216(2-Channel A/D Converter))を用いた。
血液製剤の溶存水素濃度は、600ppbであった。
[比較例2]
実施例13で製造した、製造時0.85mg/LのDH濃度であった水素含有血液製剤と同一ロットの水素含有血液製剤を、開封せずにそのまま24時間放置した。その後、ポリ塩化ビニル容器を開封し、ポリ塩化ビニル容器中の血液製剤の溶存水素濃度を測定した。
測定には、Unisense社製溶存水素測定装置(含・H2-N (Hydrogen Needle Sensor)、PA2000(2-Channel Picoammeter)、ADC-216(2-Channel A/D Converter))を用いた。
血液製剤の溶存水素濃度は、0ppbまたは検出限界以下であった。
Claims (2)
- 水素分子透過性を有する容器に封入された経口生体適用液に、水素分子を実質的に含有させて水素含有経口生体適用液を製造する方法であって、
前記経口生体適用液が封入された前記容器に、当該容器の外側から水素分子を接触させる水素接触工程を有し、かつ、
前記水素分子透過性を有する容器を通じて、前記水素接触工程後に経口生体適用液に前記実質的に含有される溶存水素濃度は、気温20℃・1気圧下のとき、0.01mg/L以上であることを特徴とする水素含有経口生体適用液の製造方法。 - 水素分子透過性を有する容器に封入された経口生体適用液に、水素分子を実質的に含有させて水素含有経口生体適用液を製造する装置であって、
前記経口生体適用液が封入された前記容器を収容して、該容器の外側から該容器に水素分子を接触させる水素貯蔵器と、
前記水素貯蔵器に水素分子を供給する水素分子供給手段と、を備え、かつ、
前記水素分子透過性を有する容器を通じて、前記経口生体適用液に前記実質的に含有される溶存水素濃度は、気温20℃・1気圧下のとき、0.01mg/L以上であることを特徴とする水素含有経口生体適用液の製造装置。
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