JP6383877B2 - 医療用材料として用いるための高濃度コラーゲンの製造方法 - Google Patents
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Description
。これにより、伝統的な濾過方式は、ろ過対象の容量と膜面積に依存的であり、濾過できる濃度が低いという限界がある。
解けてゼラチン化されることにより、コラーゲンの基本的な特性を失ってしまい、300ナノメートルに及ぶ高分子タンパク質であってウイルス除去用フィルターを通過させることが非常に難しい。
以下では、このような効果を達成するために、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。
を確保し、純度の高い高濃度の液状コラーゲンを抽出することを特徴とする。
過膜23を用いることが好ましく、これは、分画分子量(MWCO)150kDa以下の
濾過膜23を用いることにより約300kDaのコラーゲンの消失を防止し、分画分子量
(MWCO)50kDa以上の濾過膜23を通して約35kDaのペプシンを除去するた
めである。
圧力計15、及びバルブ14によって行われる。貯蔵タンク11の溶液をポンプ12で濾
過膜装置13へ移送して、溶液の流れ方向21に対する圧力方向22の圧力によって濾過
膜23の孔隙よりも大きいコラーゲンは透過せずに非透過物質24として非透過物質の回
収ライン16を介して貯蔵タンク11内に回収されるようにし、孔隙よりも小さい不純物
は孔隙を透過する透過物質25として透過物質の廃棄ライン17を介して除去されるよう
にする。濾過膜の孔隙を介して除去された容量だけ精製水18を貯蔵タンク11に添加し
、これを繰り返し行うと、貯蔵タンク内のコラーゲン溶液の流動性を確保しながら純度を
高めることができる(図1及び図2)。接線流濾過装置10を用いた精製の結果は様々な
方法で確認することができ、その中でも、塩化ナトリウムの除去は浸透圧測定によって確
認することができる(実施例3参照)。
ィルターを通過して濾過した後、中性化反応タンク30へ移送する。この際、滅菌フィル
ターと中性化反応タンク30は滅菌が先行されるべきであるのはもとより、特に中性化反
応タンク30は適切なガスケット31、締付装置32などで密封可能な構造でなければな
らず、pH滴定溶液投入口33や、pH測定のための電極34及び溶液の温度調節のため
のジャケットなどの装備が備えられていなければならない(図3)。
の回転軸dからなる密閉構造を備えた混合器(図4)に入れた後、均質に混合すると、医
療用材料として用いるための高濃度のコラーゲンを得ることができる。この際、コラーゲ
ンの濃度は、適用しようとする目的に応じて、微生物及び発熱性物質の除去された水を添
加して調節することができ、上記の条件下で120mg/mLの高濃度コラーゲンを得る
ことができる。
[実施例1]
1)豚の皮膚組織を精製水とアルコールなどできれいに洗浄した後、−20℃以下で冷凍保管する。
2)豚の皮膚組織を細かく粉砕する。
3)粉砕された皮膚組織を70%エチルアルコールに24時間浸漬させる。
(ウイルス不活性化工程ステップ1)
4)組織を精製水で濯いで、リン酸を用いて酸性(pH1.5〜2.5)に滴定された精製水に入れた後、ペプシンを入れ、72時間以上攪拌して反応させる。(ウイルス不活性化工程ステップ2)
この際、ペプシンの量は皮膚組織の重量の1/4〜1/10が好ましい。
5)塩化ナトリウムを0.5〜0.9Mの濃度となるように添加し、撹拌してコラーゲンが凝集するようにした後、凝集していない溶液を除去する。
6)凝集したコラーゲンを、pH1.5〜4.0に滴定された用水で溶解した後、孔隙径2.0〜0.5μmのフィルターを用いて濾過する。
7)コラーゲンが医療用への使用に適するように、接線流濾過装置(TFF:Tangential Flow Filtration)を用いて溶液内のペプシンなどの低分子物質と塩化ナトリウムを除去する。
この際、接線流濾過装置は、分画分子量(MWCO)50kDa〜150kDaの濾過膜を用いることが好ましく、濾過膜の孔隙から抜け出た容量だけ精製水を添加して貯蔵タンク内のコラーゲン溶液の容量を維持することにより、流動性を確保する。
8)塩化ナトリウム、ペプシンなどの低分子物質の除去が完了すると、精製水の供給を停止し、接線流濾過は維持して濃縮を行う。この際、コラーゲンの濃度は、孔隙径0.22μmのフィルターに通過できるようにコラーゲンの濃度を5mg/mL以下に調節する。9)微生物を除去するために、孔隙径0.22μmのフィルターで濾過する。
10)微生物の除去された溶液は、滅菌した中性化タンクへ移送されるようにする。中性化タンクは、滅菌が可能で、滅菌状態を維持することができる密封構造でなければならず、pH滴定溶液投入口とpH測定電極が備えられていなければならない。
11)コラーゲンを凝集させるために、塩酸(HCl)と水酸化ナトリウム溶液(NaOH)を用いてpHを中性(pH6.0〜8.0)に近くなるように滴定し、コラーゲン溶液の温度が25〜35℃となるように調節して4時間〜1日間静置する。
12)凝集していない溶液は廃棄し、凝集しているコラーゲン層を遠心分離容器に入れて遠心分離機に仕込み、4,000〜6,000gの重力加速度で遠心分離してコラーゲン
を濃縮する。
13)遠心分離容器内から水を除去し、水分と分離されて濃縮されたコラーゲンを混合器に入れた後、攪拌すると、濃度約120mg/mLのコラーゲンを得ることができる。
この際、塩酸などの酸性溶液と混合してpHを1.5〜5.5に調節すると、濃度が均質な状態で保管することができる。
14)上記の方法によって、コラーゲンは、微生物が除去され、純度が高く且つコラーゲンの性質を維持した状態に製造されて医療用への使用に適し、120mg/mLの高濃度で製造されて様々な製品に適用できる。
一例として、前記コラーゲンが液状を維持し且つ人体内の塩分と同じ組成を持つように添加剤を混合した後、フリーフィールドシリンジに充填して、人体に注入可能な形態の製品を作ることができる。
[実施例2]
実施例1の製造過程のうち、ウイルス不活性化過程を3回にわたる模擬実験によって検証した。
virus)の対数減少因子の最大累積値(Maximum cumulative log reduction factor)は、それぞれ≧6.75、≧9.75、≧8.75、≧8.75であって、強力なウイルス不活性化効果を示すと評価される。
[実施例3]
実施例1で酵素処理、塩化ナトリウム処理、孔隙径2.0〜0.5μmのフィルターを用いて濾過した後、分画分子量(MWCO)100kDaの濾過膜を用いて接線流濾過を行った。
実施例1の製造方法に基づいて、豚皮膚を5kg、ペプシンを1kg使用し、接線流濾過段階で初期容量比1/2の容量に濃縮を進めたときの各段階のコラーゲン濃度を分析した。
B:接線流濾過過程(低分子物質除去後の濃縮過程)
C:中性化処理過程(未凝集溶液除去後)
D:遠心分離を利用した濃縮過程
11 貯蔵タンク
12 ポンプ
13 接線流濾過膜装置
14 バルブ
15 圧力計
16 非透過物質の回収ライン
17 透過物質の廃棄ライン
18 精製水
21 溶液の流れ方向
22 圧力方向
23 接線流濾過膜
24 非透過物質
25 透過物質
31、a ガスケット
32、b 締付装置
33 pH滴定溶液投入口
34 pH測定のための電極
c 回転軸密封装置
d 羽根の回転軸
Claims (4)
- 前処理過程として、哺乳動物の組織を洗浄する段階と、洗浄された哺乳動物の組織を粉砕
してエチルアルコールに浸漬する段階と、
第一の抽出過程として、前記哺乳動物の粉砕された組織に対して、リン酸でpH1.5〜
2.5に滴定された溶液中でペプシンと反応させて酵素処理しウイルスを不活性化すると
ともに、コラーゲンを抽出する段階と、
第二の抽出及び精製過程として、前記酵素処理済みの溶液に塩化ナトリウムを0.5〜0
.9Mの濃度となるように添加して攪拌した後、コラーゲンが凝集するようにする段階と
、
第三の精製過程として、前記凝集しているコラーゲンを精製水に溶解してコラーゲン濃度
を1.6〜2.4mg/mLとした後、孔隙径2.0〜0.5μmのフィルターを用いて
濾過し、接線流濾過装置を用いて溶液内のペプシン、塩化ナトリウムを除去して純度を高
めた後、コラーゲン濃度を2〜5mg/mLに濃縮する段階と、
中性化処理過程として、前記接線流濾過装置を用いて濃縮されたコラーゲン溶液を孔隙径
0.22μmのフィルターで滅菌濾過して微生物が除去されたコラーゲン溶液を、中性化
反応タンク中において、pH滴定溶液を用いて中性化してコラーゲンを凝集させ、未凝集
溶液を除去し、コラーゲン濃度を5.6〜6.7mg/mLに濃縮する段階と、
遠心分離を利用した濃縮過程として、前記濃縮されたコラーゲンを遠心分離機を用いてコ
ラーゲン濃度を114.6〜122.3mg/mLに濃縮し、濃縮されたコラーゲンを混
合器に入れた後、攪拌する段階と、
を含んでなる、医療用材料として用いるための高濃度コラーゲンの製造方法。 - 前記第三の精製過程において、前記接線流濾過装置は、分画分子量50kDa〜150k
Daの濾過膜を使用し、濾過膜の孔隙を介して除去された容量分だけ精製水を溶液に添加
して流動性を維持することを特徴とする、請求項1に記載の医療用材料として用いるため
の高濃度コラーゲンの製造方法。 - 前記中性化処理過程において、前記接線流濾過装置を用いて濃縮されたコラーゲンを、p
Hが中性(6.0〜8.0)に近い値を持つようにし、その温度が25〜35℃を保つよ
うにして4時間〜24時間静置し、コラーゲンを濃縮することを特徴とする、請求項1に
記載の医療用材料として用いるための高濃度コラーゲンの製造方法。 - 前記遠心分離を利用した濃縮過程において、前記中性化処理過程により濃縮されたコラー
ゲンを4,000〜6,000gの重力加速度で遠心分離して濃縮し、混合器に入れて撹
拌することで、120mg/mLの高濃度コラーゲンを得ることを特徴とする、請求項1
に記載の医療用材料として用いるための高濃度コラーゲンの製造方法。
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