JP5591242B2 - 天然ゴム生成物の処理方法およびそれにより得られた生成物 - Google Patents

天然ゴム生成物の処理方法およびそれにより得られた生成物 Download PDF

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Description

天然ゴムラテックス(本明細書において、NRLともいう)は、例えば、外科手袋のごとき医療産業における多数の生成物、およびコンドームのごとき予防物の製造のために用いられている。
伸縮性、自然感覚の手触り、穿孔抵抗性および穿孔後のいくらかの自己気密性を含めたそのバリアー特性により、天然ゴムラテックスは、検査用および外科用手袋についての好ましい材料である。パラゴムノキ(Hevea Brasiliensis)の木から収穫されるラテックス樹液は、例えば、浸漬および/または成形による、かかる生成物の生成に用いるラテックス懸濁液の安定性に機能するタンパク質を含有している。しかしながら、かかるタンパク質は、この天然材料で作製された生成物と物理的接触をしている感受性の人々にアレルギー反応を生じさせる。
その材料に特異的な人々のこのアレルギー感受性は、医療産業における主要問題となり、解決方法として、医療規則により劣性の合成代替物への切り替えを防止することを必要とする。
アレルゲンを変性させるいくつかの解決方法が提案されている。これらの方法は、NRLのゴム粒子が目詰まりしないようにするための安定化剤の添加を主として用いる。これは、懸濁したゴム粒子の表面特性を変化させる結果、その材料を異なる機械的性質とする。他の方法は、完成したラテックス生成物を水溶液中で洗浄して、表面タンパクを除去することを含む。既存の方法には、それらが水に浸漬された場合に、アレルゲンがラテックス生成物から浸出されるのを完全に防止できるものはなく:すべての方法が、検出可能な量の浸出性アレルゲンを示す。
かくして、本発明は、物理的特性の損失または天然ゴムラテックス(NRL)形成を改変する新しい成分の導入なくして、ヒトと接触するようになるNRLで作製された生成物、特に、検出可能な量の浸出性アレルゲン(従ってまたは少なくとも強力に低下したアレルゲン可能性)を示さないNRLに関する。
解決方法は、プロテアーゼ、強力な酸化物および塩基物を用いて、天然ゴムラテックス懸濁液中のアレルゲンを変性させることに見出されている。ラテックス懸濁液中のタンパク質およびアレルゲンの変性の主要な欠点の1つは、これらのタンパク質の安定化機能がそれで同様に損失するということである。この問題は安定化剤を添加することにより解決できるが、これらは乾燥後の生成物に存在し、NRL生成物の物理的および機械的性質に影響するであろう。従って、本発明はその製造プロセス後のNRL生成物の処理に集中する。
ラテックス懸濁液中のプロテアーゼの使用(日本国第9071604号、日本国第2003020301号、日本国第2001081107号、日本国第2000109596号、米国第20020091232号)の結果、アレルゲン含量が低下する。しかしながら、これらの先行技術の解決方法での問題は、これらが、NRLと物理的接触をしている感作された人々におけるアレルギー反応を防止するという問題に対して、十分な解決方法を提供しないことである。もう一つの不利益は、プロテアーゼ自体がアレルギー源であることが知られていることであり、従って、最終生成物からプロテアーゼを完全に除去するように注意しなければならず、また、これらのプロテアーゼと連携しつつ注意が払われるべきである。
酸化洗浄剤(米国第20020103333号、米国第5910567号)は一般的に強い塩素または次亜塩素酸塩の洗浄を用い、これは水との接触に際して、NRLからのアレルゲンの浸出を低減することができる。しかしながら、その酸化剤濃度が余りにも濃い場合には、NRLがこの洗浄により影響される結果、グリップ、ゴム弾性および触覚の特性が減少する。一般的には、生成物は堅くなり、ヒステリシスを示し、伸展に対して大きな負荷を必要とする。手袋の場合には、その結果は使用中の貧弱な適合性および疲労である。これらの問題はこれらの効果に対抗する、NRL処方に添加物を用いることにより対応できるが(米国第2002103333号)、その材料およびその機械的性質は、通常のNRLと依然として異なる。NRL自体が(穏やかな酸化条件の選定による)酸化洗浄によりネガティブに影響されず、また、検出可能な量の浸出性アレルゲンが、かかる公知の処理後に残存することが見出されていない事例は報告されていない。浸出性アレルゲンレベルは、これらの先行技術文献において低下しているが、依然として、検出可能なままである。
ラテックス懸濁液におけるpHを増加させることによる化学的タンパク質分解の使用(独国第4406584号)は、アレルゲン性を除去するもう一つのオプションである。この処理を用いた実験の結果、生成物は、劣性の機械的性質およびNRL生成物への貧弱な加工性を持つ。生成物の乾燥にはより長くかかり、生成物は、伸展により容易に引き裂くことができた。
いくつかの提案された手順が、タンパク質を除去するためにアルカリ洗浄の使用を適用することが認められている(日本国第9071604号、日本国第2003020301号、米国第20020103333号)。この洗浄の焦点は、単に、実際にタンパク質の構造を除去または改変し、そのタンパク質の一次構造を破壊しないことである。これらの洗浄工程に用いた条件は、余りにも穏やかと考えられるので、タンパク質のペプチド結合を化学的にタンパク質分解する具体例とは考えられない。さらに、これらのすべての先行技術開示において、検出できない量の浸出性アレルゲンへの減少が報告されたことは知られていない。
さらに、本明細書において認められる技術水準が、米国第5,910,567号;および英国第2,366,509号の開示を含むことがここに注目される。これらの開示の全ては、そのアレルゲン性を低減するための天然ゴムラテックス生成物の処理に関する。例えば、米国第5,910,567号によれば、室温(20℃)〜98℃未満の温度のアルカリ溶液を用いて、NRL生成物を洗浄し、そのアレルゲン性を低減する。また、英国第2,366,509号では、NRL生成物をコーンスターチで粉付けし、80℃〜98℃の温度に加熱した水に浸漬し、水から取り出した後、アルカリ溶液中で洗浄する。熱水洗浄後、この開示により、NRL生成物は、開示されていない温度のアルカリ溶液に付される。
独国第4406584号 日本国第9071604号 日本国第2003020301号 米国第20020103333号 米国第5,910,567号 英国第2,366,509号
かくして、先行技術の教示は、当業者をその先行技術の教示による温度を用いて、最良の可能な結果でないとしても、十分な結果を得たという確信に導く。多数の解決方法が今までに示されているという事実、およびその最適な技術を既に利用可能としている当業者の確信に拘らず、NRL生成物の所望の特性を維持しつつ、好ましくは、実際には検出できないレベル(少なくとも:現在利用可能でかつ一般的に使用された試験方法で検出できない)まで実質的にアレルゲンレベルを低減させるために、十分に満足する解決方法は当該技術分野において利用可能になっていない。
本発明は、先行技術方法の問題の減少に指向される。より詳細には、最新でかつ鋭敏な分析方法により、抽出可能な量のアレルゲンを非常に低くかつ検出できないレベルまでさえにも低下することができる解決方法が示される。かくして、本発明によれば、少なくとも、天然ゴムラテックスマトリックスの物理的特性に影響せずに、少なくとも以前に到達されていない結果を達成することが可能になった。
本発明によれば、前記の先行技術の問題に対する解決方法として、化学的タンパク質分解が製造プロセス後のNRL生成物に適用される。処方変更がNRL懸濁液に導入されないという事実により、加工性は維持されるが、生成物の物理的および機械的性質は変更されない。この方法は、化学的タンパク質分解によりタンパク質を除去する製造プロセスにおいて、1つの洗浄工程を単に加えるかまたは変更することにより、検出できないレベルまでNRL生成物の抽出可能なタンパク質を除去できる。
本発明によれば、必要と考えられる条件を適用して、タンパク質を洗い流すだけではなく、化学的タンパク質分解によりタンパク質のペプチド結合を切断することにより、実際にアレルゲンを破壊する。
この示された方法は、天然ゴムラテックスで作製された生成物の表面でのタンパク質の化学的タンパク質分解に主として基づいている。このタンパク質分解は、100℃を超える高温にて強アルカリ溶液(例えば、pH>10)中で生成物を洗浄することにより生じる。特に、100℃を超えるより高温が、当業者の通常の予想をはるかに超えて、NRL生成物に影響するまたはそれを劣化させることさえなく、タンパク質分解を改善し、さらに明らかに促進することが驚くべきことに判明し、これは、他の効果もあるが、短い接触時間も可能とする。これらの条件において、ペプチド結合はOH−のような求核剤(より強力な求核剤も適用し得る)による求核攻撃に付され、求核置換反応を介してタンパク質のペプチド結合を切断するであろう。タンパク質結合のアミド基は脱離基として作用し、残存するカルボキシル基は、高pHにより脱プロトン化され、再度求核攻撃に付すことができない安定化カルボン酸塩の基を残すであろう。
タンパク質分解の必要レベルは、100℃を超える高温のアルカリ溶液を用いて、NRL生成物を洗浄することにより達成される。室温でアルカリ溶液を用いる洗浄、または高温および中性pHを用いた洗浄は、長い接触時間(例えば、1日)でさえ、99%を超えて抽出可能なタンパク質レベルを低下させない。例えば、1時間、および好ましくは溶液が沸騰/蒸発しないような圧力(例えば、2気圧)下、118℃およびpH14での洗浄は、抽出可能なタンパク質レベルを検出できないレベルまで低下させるが、材料の劣化は十分に防止される。
NRL生成物の実際のアレルゲン濃度を考える場合、好ましくは、アルカリ溶液を流体相中に保つのに十分な圧力下、pH14および118℃での1時間洗浄が、すべてのアレルゲンをQuattroMed FitKitアレルゲン試験キットの現在の検出限界未満であるレベルまで除去する(NRLの4種の主要なアレルゲンについて、<0.15μg/g:Hevb1について、<0.050μg/g、Hevb3について、<0.050μg/g、Hevb5について、<0.025μg/gおよびHevb6.02について<0.025μg/g)。本明細書では、比較について、高pHの溶液中の室温(18〜20℃)での洗浄は、30μg/gから1μg/gまでのアレルゲン濃度の低下を可能にするが、これが十分ではないことは明らかであることが注目される。
かくして、添付された特許請求の範囲、特に、独立請求項に規定された本発明により、新規な洗浄手順が天然ゴムラテックス生成物につき開発された。本発明による洗浄プロセス(水性ベース)は、医用手袋で試験された。試験では、粉付けされたかまたは粉付けされていない手袋の双方について、処理後の手袋から浸出するアレルゲンの消失が、顕著に検出された。より正確には、4種の主要なNRLアレルゲンの量のすべてが、Estlandの会社Quattromedからのガイドラインによりおよび/またはそれに従って行ったFITkit方法の検出限界未満であったことが注目される。
洗浄プロセスは、得られたNRL生成物の材料特性につき調べられ、機械的特性に影響しないようであり、大規模製造レベルで技術的および経済的に実現可能であると考えられる。
下表は、任意の製造者からの通常用いられる手袋を用いた結果を示す。
Figure 0005591242
1.PBS、pH=7.25、室温において1時間の抽出後に行った測定
両タイプの手袋について、現在の新規な洗浄プロセスは、合計タンパク質アッセイ(検出限界、約1μg/g)およびFITkit方法(4種のアレルゲンの合計の検出限界:0.15μg/g)により決定される、ゼロ、または現行および現在の通常の試験方法で少なくとも検出不能なレベルまでアレルゲン浸出を低下させることが分かった。
また、本発明の新規方法に従い処理された手袋を試験して、これらの処理された手袋の応力ひずみ曲線を決定した。これにより、手袋の機械的特性におけるいずれの変化も示されず、これは、本発明による新規方法に起因し得る。特に、アルカリ溶液中で生成物を洗浄するための100℃以上の高温でのアルカリ溶液の沸騰/蒸発が、NRL材料自体ならびにその色および機械的特性に対して悪影響を有しかねなかったことが注目される。次いで、NRL生成物中またはその上のアレルゲンから、NRL生成物をきれいにするよりむしろ、NRL材料に影響するような塩性アルカリ(salty alkaline)を遊離しかねなかった。溶液の沸騰に際して遊離される気体についてのこのおよび同様の考察は、過去の当業者に、その温度を本発明によるレベルまで上昇させる試みを避けさせた。
加圧は、溶液を沸騰させないための可能な手段を提供し、かくして、アルカリ溶液の沸騰にて生じる気体および遊離される塩性アルカリへの曝露からの生成物材料に対する損傷を防止する。恐らく、この加圧について、圧力タンクまたは容器を使用し得るが、代替物が当業者に容易に利用可能である。加圧についての別法として、その沸点を上昇させるおよび/または塩性アルカリが高温で遊離されないように当業者はアルカリ溶液に添加物を加えて、その処理中に材料が影響されるのを防止することを考え得る。
当業者は、圧力上昇および沸点上昇用の添加物のいずれかと組み合わせて、当該技術分野の技術水準の開示に従い、100℃を超える高温を試みる動機を有しなかったことが注目される。代わりに、当業者は、心証として浸漬または成形の無圧力の前製造工程を有し、生成物に対する損傷を懸念してクリーニング処理中に、100℃を超えるまでの温度の上昇、および新たに生成されるNRL生成物に圧力を適用することのいずれに対しても先入観を有していたと強く推測される。
もう一つの試験において、手袋(ノーブランド)が処理され、6か月間保管されたため、引き続いての保管はいずれの機械的特性にも影響しないことが明白になった。これらの手袋は、保管中に生じる得る、試験された応力ひずみ曲線におけるいずれの有意な変化も示さなかった。
かくして、得られた結果はユニークでかつ非常に有望である。さらに、この方法は、実際上適用可能でかつ経済的に入手可能であると考えられる。本発明の新規方法は規模を拡大し、過度の負担なく現在の大規模製造実施に適することができる。いくつかの異なるオプションは、本発明の新規方法に適用可能であると考えられ:その方法はさらなる工程として用いることができるか、または既存の工程(例えば、塩素化)を置換できる。さらに、新規方法を用いて、その製造におけるより高価な工程を置換できるならば、その新規方法は有益な経済効果を生じることが予想され、それは確かに原価に影響でき、価格低下に導き得る。
以下に、本発明の具体例の多数の非限定の例を記載する。
実施例1
当該技術分野の技術水準の第1の比較例において、NRL生成物を強アルカリ性懸濁液中で洗浄した。生成物は、NRL懸濁液に成形物を浸漬することにより予め製造した。製造後、生成物を強アルカリ溶液中で洗浄する。アルカリ溶液はpH10を有した。溶液の温度を約30度に上昇させる。生成物を10分間溶液中で洗浄し、既に改善を検出できる。
実施例2
第2の比較例において、NRL生成物を強アルカリ性懸濁液中で洗浄する。生成物は、NRL懸濁液を成形することにより予め製造し、ここに、懸濁液は、注入されるかあるいは成形物に導入される。製造後、生成物を強アルカリ溶液中で洗浄する。アルカリ溶液は、pH10を有する。洗浄前または洗浄中でさえ、溶液の温度を約30度まで上昇させる。生成物を10分間溶液中で洗浄し、既に改善を検出できる。
実施例3
もう一つの比較例において、方法は、洗浄時間を1時間に増加させることが異なるが実施例1および2のいずれかに同じであり、有効性におけるさらなる増加が検出できた。
実施例4
この比較例において、洗浄時間を1日に増加させ、他のすべての特徴を実施例3に対して変更しないままとした。再度、有効性におけるさらなる増加を検出できる。
実施例5
この比較例では、方法は、アルカリ溶液の強度をpH14に増加させることが異なるが、実施例1、2、3および4のいずれかに同じであり、有効性のさらなる増加を検出できる。
実施例6
この比較例において、温度が50℃に上昇させることを除いて、実施例1〜5のすべての特徴は、変更されていない。
実施例7
この比較例において、温度が70℃に上昇させることを除いて、実施例1〜5のすべての特徴は、変更されていない。
実施例8
本発明のこの第1の実施例において、この実施例により、実施例1〜5のすべての特徴は、温度が100℃に上昇させることを除いて、変更されていない。
実施例9
本発明の第2の実施例において、この実施例により、実施例1〜5のすべての特徴は、温度が110℃に上昇させることを除いて、変更されていない。
実施例10
本発明の第3の実施例において、実施例1〜5のすべての特徴は、温度が約118℃に上昇させることを除いて、変更されていない。
実施例11
本発明のこの第4の実施例において、実施例6〜10のいずれか1つの特徴は、オートクレーブのごとき圧力容器を用いて、強アルカリ溶液(pH=10または14、少なくとも0.01Mの濃度を有するNaOHおよびKOHの一方)を含有させることを除いて、同じである。容器において、圧力を増加させ、流体相に溶液を保ち、蒸発を防止させる。容器中の圧力は、生成物の処理中に、1気圧を超えるまで上昇させる。(1,013×10Pa)。圧力レベルを選択して、蒸発および/または塩性アルカリの遊離が生じないようにした;例えば、温度100℃にて1気圧を超える、温度110℃にて1.5気圧を超える、温度120℃にて2.0気圧を超える。
実施例12
特徴が、この実施例において、NaOHおよび/またはKOHの濃度を1Mの高さとすることを除いて、前記の実施例と同じである。
実施例13
NaOHまたはKOHに加えて、またはそれらに代えて、HO、OH、CH−CH−O−、I−およびCN−のごとき他の求核物質を用いることができる。
実施例14
この実施例における特徴は、前記の実施例のいずれかのものと同じである。加えて、ある工程において、溶液中の界面活性剤を供し、生成物をこの溶液中で洗浄または沈める。かかる界面活性剤は、SDS(ドデシル硫酸ナトリウム)を含み得るかまたはSDSであり得る。
実施例15
前記実施例のいずれかにおける工程に加えて、プロテアーゼ処理を使用し、ここに、洗浄または沈める生成物のための酵素を含む溶液を提供する。
実施例16
前記実施例のいずれかにおける工程に加えて、生成物を酸化処理に付し、ここに、例えば、溶液中で洗浄または少なくとも沈める生成物のための塩素溶液を提供する。
実施例17
本発明による方法の驚くべき結果のゆえに、生成物につき、タルカムまたは同様の粉付けを用いることが再度可能になった。過去において、タルカムまたはデンプンの粉付けでの外科手袋のごとき生成物の粉付けは、用いた粉末が付着するアレルゲンの基礎を提供することが判明したので、次第に通常では無くなってきている。これまで、粉付けした手袋は依然として製造され、販売されているが、正確には、用いた粉付けに対するアレルゲンの付着のため、次第にそうでは無くなってきている。生成物を本発明による方法に付した後、生成物には全くないかまたは少なくともはるかに少ないアレルゲンが残るので、粉付けは、取扱いの容易さの改善に徴して、まだ再度望ましくなり得る。例えば、粉付けした手袋は、粉付けしない生成物より使用者の手にはるかに容易に配置される。結果的には、粉付けは、得られた生成物が関連する限りは、方法のさらなる改善された結果を提供できると考えられる。
概観にて、多数の一連の試験の1つの結果(これらの試験はpH=14にて行った)の全体的なまとめは、以下のとおりである:
Figure 0005591242

注記1.雰囲気圧力の場合、溶液中の水の温度が100℃を超えて増加できないため、溶液はこれらの温度に達しない。
上記の結果に基づいて、本発明の結果としての先行技術を超える改善が、十分に明らかになった。本発明の前記の開示後に、多数のさらなるおよび別法の具体例が当業者に明らかになり、かかるさらなる具体例がこれらの添付された特許請求の範囲から精神または定義において実質的に逸脱しない限りは、これらはすべて、添付された特許請求の範囲に規定された本願発明についての当業者の理解内および共通の一般的知識および保護範囲内にあると考えられる。例えば、当業者は、他の温度、具体的には、前記に具体的に記載されたものより高温を考えることができ、そのように考えるであろう。また、粉付け工程は本質的ではない。しかしながら、ほとんどまたは実際には検出可能ではない量の浸出性アレルゲンを含む粉付けした生成物は、かかる生成物の別な方法(本発明による方法でない)の一般的に非常に高アレルゲン含量の結果として、および多数の生産者および使用者に、生成物の粉付けおよびかかる粉付けした生成物を用いることを避けさせる−本発明に先立つ−現在の共通の実践の結果として、本発明の具体例の強力な表示を提供するであろう。また、多数の例を提供し、明確に示された具体例のすべての組合せが本発明の範囲内にあることが本明細書において強調される。

Claims (21)

  1. アレルゲンを劣化させるために天然ゴムラテックス生成物を強アルカリ溶液中の洗浄に付す工程を含む、該生成物に見出される抽出可能なタンパク質レベルを低減させることによりアレルゲンにより引き起こされる該生成物のアレルゲン性を低減させる方法であって、
    強アルカリ溶液の温度を100℃より高くまで上昇させ、次いで、塩性アルカリの蒸発または沸騰、および/または遊離なくして、強アルカリ溶液を流体相中に保つことを特徴とする該方法。
  2. 強アルカリ溶液の温度を110℃または118℃に上昇させることを特徴とする請求項1記載の方法。
  3. さらに、強アルカリ溶液を加圧して、強アルカリ溶液中の少なくとも水の蒸発を防止することを特徴とする請求項1または2記載の方法。
  4. 強アルカリ溶液を少なくとも1.5気圧に加圧することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1記載の方法。
  5. さらに、アルカリ溶液の沸点を上昇させる、および/または塩性アルカリの遊離を防止するための添加物を強アルカリ溶液に添加することを含むことを特徴とする請求項1〜4のいずれか1記載の方法。
  6. 該強アルカリ溶液がpH10以上を有することを特徴とする請求項1〜5のいずれか1記載の方法。
  7. 該強アルカリ溶液がpH14を有することを特徴とする請求項6記載の方法。
  8. 該強アルカリ溶液が、0.01Mまたは1Mの濃度のNaOHまたはKOHの溶液であることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1記載の方法。
  9. 生成物の抽出可能なタンパク質含量が、室温(18℃)にて、10μg/g未満の濃度に低下することを特徴とする請求項1〜8のいずれか1記載の方法。
  10. 該生成物を強アルカリ溶液中の洗浄に付す工程が、少なくとも5分間維持されることを特徴とする請求項1〜9のいずれか1記載の方法。
  11. 該アルカリ溶液に界面活性剤を補足し、濡れを助け、求核置換反応を改善することを特徴とする請求項1〜10のいずれか1記載の方法。
  12. 該アルカリ溶液に、活性塩素を補足して、天然ゴムラテックス生成物からタンパク質をさらに除去することを特徴とする請求項1〜11のいずれか1記載の方法。
  13. 生成物の製造が、天然ゴム懸濁液から生成物を成形する、成形物を天然ゴムラテックス懸濁液に浸漬する、天然ゴムラテックス生成物の加硫を含む群からの少なくとも1つの工程を含む、該生成物の製造プロセスにおける工程を形成する請求項1〜12のいずれか1記載の方法。
  14. さらに、さらなる工程として、生成物のアレルゲン性を低減させるためのプロテアーゼ処理を含むことを特徴とする請求項1〜13のいずれか1記載の方法。
  15. さらに、さらなる工程として生成物のアレルゲン性を低減させるための酸化処理を含むことを特徴とする請求項1〜14のいずれか1記載の方法。
  16. さらに、タルカム粉末またはデンプンを含む群からの物質で生成物を粉付けすることを含むことを特徴とする請求項1〜15のいずれか1記載の方法。
  17. 該生成物に見出される抽出可能なタンパク質レベルを低下させることにより、アレルゲンにより引き起こされる天然ゴムラテックス生成物のアレルゲン性を低減させるための請求項1〜16のいずれか1記載の方法を実行するシステムであって、
    アレルゲンを劣化させるための強アルカリ溶液を含む容器を含む該システム。
  18. 容器が圧力容器である請求項17記載のシステム。
  19. 天然ゴムラテックスから製造され、かつ請求項1〜16のいずれか1記載の方法に付された生成物であって、
    該方法に付された後の生成物が、1.0μg/グラム未満の抽出可能なタンパク含量を有する該生成物。
  20. 手袋またはコンドームである請求項19記載の生成物。
  21. さらに、タルカム粉末またはデンプンを含む群からの物質での粉付けを含む請求項19または20記載の生成物。
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