JP6226950B2 - 低エンドトキシンのキトサン製造方法 - Google Patents
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Description
a)無菌環境中で、滅菌済み、発熱因子フリーの設備および材料を利用し;
b)エンドトキシンを含むキトサンを24時間までかけて膨潤させ;
c)1kg/25Lから1.5kg/25Lのキトサンを、0.01Mから4.0Mの塩基性水酸化物中に溶解させ;
d)得られた塩基性のキトサン溶液を継続的に撹拌し;
e)前記溶液を撹拌しながら、60℃から100℃の範囲で45分間から4時間加熱し;
f)前記溶液を、その容積の10倍までのエンドトキシンフリーの超純水ですすぎ;
g)前記溶液のpHを6.8から7.5の範囲で中和させ;
h)超高純度の低エンドトキシンのキトサンスラリーを形成させ、それをエンドトキシンフリーの閉鎖系に移し;
i)前記スラリーから余分な水分を取り除く。
(a)水不溶性のキトサンを、塩基性溶液と最初に1時間超接触させ;
(b)前記水不溶性のキトサンをすすいで残存する塩基性溶液を取り除き、この時にエンドトキシンフリーの水を使うことが望ましく;
(c)相間移動剤を含む反応溶液中で、水不溶性のキトサンの部分的なアセチル化を行い;
(d)界面活性剤を含み、pHが約7.0から約7.4である水溶液中で、前記の部分的にアセチル化された水溶性のキトサンを溶解させ;
(e)この水溶液に水混和性溶剤を加え、さらに、水溶液のpHを少なくとも8.0に調整することで、水溶液/水混和性溶剤の混合液から、低濃度のエンドトキシンを含む水溶性キトサンを沈殿させ;さらに、
(f)必要であれば、イソプロパノールなどの非溶媒で洗浄する。
(a)エンドトキシンを含むキトサンを水溶液中に溶解させ;
(b)この水溶液を界面活性剤と接触させ、エンドトキシンの含有量が減少した水不溶性の固形物と水溶液を形成させ;
(c)固/液分離手段を用い、固形物を水溶液から分離する。
(a)キトサンをアルカリ溶液と接触させ、混合物を形成し;さらに、
(b)前記混合物を少なくとも約12時間放置する。
(a)キトサンをアルカリ溶液と接触させ、混合物を形成し;
(b)前記混合物を少なくとも約12時間放置し;さらに、
(c)前記混合物を乾燥させる。
1. キトサンのエンドトキシン試験用に、USP(米国薬局方)抽出溶液をUSPの詳述に従い調製し(4.6mlの1M HClと45.4mlのエンドトキシンフリー水);
2. 抽出のため、0.1gの試験用キトサン産物を9.9mlのUSP抽出溶液に加え、37℃で48時間放置し;
3. 48時間後、100μlの抽出物を0.9mlのエンドトキシンフリー水で希釈し、それから;
4. 上記の希釈液100μlを、100μlのチャールスリバー社のエンドトキシン特異的(Endotoxin Specific:ES)緩衝液と混合する。
実施例1:
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を50gの1M NaOHと30分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で48時間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:10.6EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を50gの0.5M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で72時間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:38.3EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を50gの0.2M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で7日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:27.9EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を50gの0.1M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で14日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:12.7EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を100gの0.2M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で2日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:35.7EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を100gの0.1M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で2日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:49.3EU/g
50gのキトサン粉末(コグニス社、ドイツ)を50gの0.1M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で7日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:45.3EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:<10EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
50gのキトサン粉末(コグニス社、ドイツ)を50gの0.05M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で7日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:45.3EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:<10EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
50gのキトサン粉末(コグニス社、ドイツ)を50gの0.025M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で7日間放置した。それから、トレイに載せオーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:45.3EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:<13.5EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
3.5kgのキトサン粉末(プリメックス社、アイスランド)を3.5kgの0.1M NaOHと30分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で14日間放置した。それから、空気乾燥器を通してろ過することにより40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:288EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:10.2EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
3.5kgのキトサン粉末(プリメックス社、アイスランド)を3.5kgの1M NaOHと30分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で24時間放置した。それから、空気乾燥器を通してろ過することにより40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:288EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:15.3EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
10gのキトサン繊維(1.8dtex × 28mm)を10gの0.1M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン繊維を室温で2日間放置した。それから、トレイに載せ研究室用オーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサン繊維のエンドトキシン初期量: 88EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン繊維: <10EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
5gのキトサン不織布(60gsm)を5gの0.1M NaOHと10分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン布帛を室温で2日間放置した。それから、トレイに載せ研究室用オーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサン布帛のエンドトキシン初期量: 401EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン布帛: <78EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を50gの0.2M KOH(水酸化カリウム)と30分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で7日間放置した。それから、トレイに載せ研究室用オーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:14.4EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
50gのキトサン(プリメックス社、アイスランド)を50gの0.5M 炭酸ナトリウムと30分間混合した。こうして得られる湿ったアルカリ性キトサン団粒を室温で7日間放置した。それから、トレイに載せ研究室用オーブンを使い40℃で乾燥した。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:383EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:25.8EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
実施例4の湿ったアルカリ性キトサン団粒をビーカーに20g量り取った。そこには、10gのキトサンと10gの0.1M NaOHが含まれていた。NaOHを中和するには、1gの1M HClが必要であった。これを、別のビーカーで9gのエタノールと混合した。それから、この酸液を湿ったアルカリ性キトサン団粒と混合し、5分間撹拌した。こうして得られた混合物を、研究室用オーブンを使い40℃で乾燥した。そこには、0.29%の塩化ナトリウムが含まれていた。
実施例4の湿ったアルカリ性キトサン団粒をビーカーに20g量り取った。そこには、10gのキトサンと10gの0.1M NaOHが含まれていた.NaOHを中和するには、1gの1M 酢酸が必要であった。これを、別のビーカーで9gのエタノールと混合した。それから、この酸液を湿ったアルカリ性のキトサン団粒と混合し、5分間撹拌した。こうして得られた混合物を、研究室用オーブンを使い40℃で乾燥した。そこには、0.5%の酢酸ナトリウムが含まれていた。
Class 100,000のクリーンルームにて、実施例10の乾燥済み低エンドトキシンのアルカリ性キトサンを3.1kg量り取り、ステンレススチールミキサーに入れた。まず、3.6kgの乳酸を0.9kgのエンドトキシンフリー水と予備混合させた。これを、ミキサー稼働中にキトサン上に噴霧した。こうして得られた材料を、空気乾燥器を通してろ過することにより40℃で乾燥した。
この材料は、完全な水溶性であった。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:288EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:10.2EU/g(実施例10)
乾燥済み水溶性キトサン:13.8EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
Class 100,000のクリーンルームにて、実施例11の乾燥済み低エンドトキシンのアルカリ性キトサンを3.1kg量り取り、ステンレススチールミキサーに入れた。まず、3.9kgの乳酸を0.9kgのエンドトキシンフリー水と予備混合させた。これを、ミキサー稼働中にキトサン上に噴霧した。こうして得られた材料を、空気乾燥器を通してろ過することにより40℃で乾燥した。
この材料は、完全な水溶性であった。
未加工キトサンのエンドトキシン初期量:288EU/g
乾燥処理済みアルカリ性キトサン:15.3EU/g(実施例4)
乾燥済み水溶性キトサン:14.6EU/g
コントロール実験(抽出過程で、キトサンの代わりに0.1gのエンドトキシンフリー水を用いた):<10EU/g
実施例1の湿ったアルカリ性キトサン団粒をビーカーに20g量り取った。そこには、10gのキトサンと10gの1M NaOHが含まれていた。別のビーカーで、5gのクロロ酢酸ナトリウム、5gの水、および10gのエタノールからなる混合物を調製した。それから、この混合液を湿ったアルカリ性キトサン団粒中に撹拌しながら混ぜた。それから、4時間の間、温度を60℃まで上昇させた。こうして得られた混合物を10gのエタノールで3回洗浄し残存する全てのクロロ酢酸ナトリウムを取り除き、その後、研究室用オーブンを使い40℃で乾燥させた。
pHが中性のキトサンまたはキトサン塩を製造するために、低エンドトキシンのアルカリ性キトサンを酸と反応させると、副産物である酸性塩が生成される。この副産物が混在すると、キトサン産物の出来栄えに影響を与える可能性がある。例えば、副産物の量が生理食塩水中のキトサンの粘度に影響を与える可能性がある。
実施例10で製造された低エンドトキシンのアルカリ性キトサンを用いた試験により、酸処理によるキトサン重合体の粘度に対する影響を検証した。ここで粘度は、分子量の測定単位と見なすことができる。試験は次の方法工程を含む:
a)実施例10で製造された低エンドトキシンのアルカリ性キトサン顆粒を、5g量り取り;
b)600mlのビーカーに4.95gの酢酸を量り取り;
c)490.05gの脱イオン化した水を前記ビーカーに加え、1%の酢酸溶液を495g調製し;
d)このビーカーをスターラープレートに載せ、スターラーをオンにし(溶液の粘度が増加するにしたがい、スターラーの速度をあげる);
e)キトサン顆粒を酢酸溶液に加え;
f)全ての顆粒が溶解するまで定期的に溶液をチェックし、必要ならば、溶液の粘度が増加するにしたがい、撹拌の速度を上げ;
g)キトサン顆粒を酢酸溶液に投入した時点から合わせて24時間の間、溶液を放置し;
h)ブルックフィールド型粘度計にスピンドル64を装着し;
i)スピンドルを、10rpmにセットし;
j)スピンドル上の目印までスピンドルを溶液に浸し、粘度計をオンにして安定するまで待ち;
k)決められた時間間隔で、粘度(cPs)を記録する。
本発明の方法のアルカリ溶液の濃度を低下させることでの効果を、(1)生理食塩水の試験サンプルへの浸透率、(2)血液凝固までの時間、および(3)生体モデルとしての上腹部断絶に対する止血の割合、にそれぞれ焦点を合わせた3つの実験により試験した。
Claims (10)
- 低エンドトキシンのアルカリ性キトサンを製造する方法であって、以下の工程を含む方法:
(a)キトサンを濃度が0.01Mから0.2Mのアルカリ溶液と接触させて混合物を形成し;さらに
(b)前記混合物を少なくとも12時間放置する。 - 前記混合物を乾燥させる工程(c)をさらに含み、任意に前記乾燥させる工程(c)がオーブンで行われる、請求項1に記載の方法。
- 前記アルカリ溶液が、以下から選択されるアルカリまたはアルカリ土類成分を、単独または2種以上の組み合わせで含む、請求項1又は2に記載の方法:金属水酸化物、金属炭酸塩、金属重亜硫酸塩、金属過ケイ酸塩、共役塩基、および水酸化アンモニウム、ここで前記金属が、任意にナトリウム、カリウム、カルシウム、あるいはマグネシウムから選択され、前記アルカリ成分が、任意に水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、あるいは炭酸ナトリウムから選択され;および/または任意に前記アルカリ溶液が前記キトサン上に噴霧されるか、あるいは前記キトサンが前記アルカリ溶液に混合される。
- 前記混合物が工程(b)で少なくとも48時間放置され、任意に2から4週間放置され;および/または前記混合物が清潔な容器に放置され、かつ/または不活性雰囲気下に放置される、請求項1から3のいずれかに記載の方法。
- 前記混合物が、任意に銀イオン、亜鉛イオン、クロルヘキシジン、あるいはこれらの2種以上の組み合わせから選択される防腐剤をさらに含む、請求項1から4のいずれかに記載の方法。
- 請求項1から5のいずれかに記載の方法によって調製されるアルカリ性キトサンを、酸と接触させる工程を含む、低エンドトキシンの中性キトサン、キトサン塩またはキトサン誘導体を製造する方法。
- 前記アルカリ性キトサンを酸と接触させる工程を、請求項2から5のいずれかに記載の乾燥させる工程(c)の前に行う;ここで任意に前記酸を前記アルカリ性キトサン上に噴霧するか、あるいは前記アルカリ性キトサンを前記酸に混合する、請求項6に記載の方法。
- 前記酸が下記から、単独あるいは2種以上の組み合わせで選択される、請求項6または7のいずれかに記載の方法:任意に下記から、単独あるいは2種以上の組み合わせで選択される有機酸:酢酸、酒石酸、クエン酸、アスコルビン酸、アセチルサリチル酸、グルコン酸、および乳酸;カルボン酸;任意に下記から、単独あるいは2種以上の組み合わせで選択される脂肪酸:ミリストレイン酸、パルミトオレイン酸、サピエン酸、オレイン酸、エライジン酸、バクセン酸、リノール酸、リノエライジン酸、α−リノレン酸、アラキドン酸、エイコサペンタエン酸、エルシン酸、ドコサヘキサエン酸、カプリル酸、カプリン酸、ラウリン酸、ミリスチン酸、パルミチン酸、ステアリン酸、アラキジン酸、ベヘン酸、リグノセリン酸、およびセロチン酸;任意に下記から、単独あるいは2種以上の組み合わせで選択されるアミノ酸:ヒスチジン、リシン、アスパラギン酸、グルタミン酸、グルタミン、グリシン、プロリン、およびタウリン;ルイス酸;一塩基酸;二塩基酸;多塩基酸;核酸;および任意に下記から、単独あるいは2種以上の組み合わせで選択される鉱酸:塩酸、硫酸、および硝酸、および/または前記酸の濃度が1Mである。
- 前記酸が、前記酸と任意に乳酸エチル、酢酸エチル、酢酸メチル、エタノール、アセトン、80:20の割合で混合されるエタノール:水、あるいは、これらの2種以上の混合物から選択される非溶媒とを含む酸液として存在する;ここで任意にキトサンの酸液に対する前記割合が、5:1から1:5である;および/または前記アルカリ性キトサンが前記酸と5分間混合される、請求項6から8のいずれかに記載の方法。
- 反応物の乾燥工程をさらに含み、任意に前記乾燥工程が、オーブンまたは空気乾燥器を通してろ過することにより行われる、請求項6から9のいずれかに記載の方法。
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