JP6783250B2

JP6783250B2 - 凍結乾燥方法及び装置

Info

Publication number: JP6783250B2
Application number: JP2017559558A
Authority: JP
Inventors: ヨンイ，ヒ
Original assignee: メディカンインク．
Priority date: 2015-05-19
Filing date: 2016-05-17
Publication date: 2020-11-11
Anticipated expiration: 2036-05-17
Also published as: JP2018517882A; KR102427458B1; WO2016186428A1; KR20160135994A

Description

本発明は、凍結乾燥方法及び装置に関し、さらに詳しくは、物質をドライアイスと接触させて凍結温度を有するようにし、ドライアイスの昇華現象と真空環境を通じて物質から水分を脱離させながら、物質を脱水させて、収得対象物質と除外対象物質とを区分及び分類させるようにする凍結乾燥方法及び装置に関する。

身体の多様な部位への脂肪組織の移植は、一つの部位から脂肪組織の収穫、及び他の部位に収穫された、及び時には処理された組織の再移植を含む相対的に珍しくない美容的、治療的、及び構造的な施術である。

脂肪組織の移植は、美容的欠陥、例えば、顔フォールドシワ（ｆｏｌｄ）、リンクルシワ（ｗｒｉｎｋｌｅ）、天然痘の傷跡、及びディボット（ｄｉｖｏｔ）の修復に主に利用されているが、最近では、美容的及び／又は治療的な乳房の拡大及び再建（ＢｉｒｃｏｌｌａｎｄＮｏｖａｃｋ１９８７；及びＤｉｘｏｎ１９８８）、及び尻の拡大（Ｃａｒｄｅｎａｓ−Ｃａｍａｒｅｎａ、Ｌａｃｏｕｔｕｒｅｅｔａｌ．１９９９；ｄｅＰｅｄｒｏｚａ２０００；やＰｅｒｅｎ、Ｇｏｍｅｚｅｔａｌ．２０００）に利用されている。

従来、脂肪組織の移植片及び脂肪組織の移植方法は、壊死、身体によるインプラントの吸収、感染（Ｃａｓｔｅｌｌｏ、Ｂａｒｒｏｓｅｔａｌ．１９９９；Ｖａｌｄａｔｔａ、Ｔｈｉｏｎｅｅｔａｌ．２００１）、石灰化及び傷跡の形成（Ｈｕｃｈ、Ｋｕｎｚｉｅｔａｌ．１９９８）、不一致した生着（Ｅｒｅｍｉａ及びＮｅｗｍａｎ２０００）、耐久性の欠如、及び移植された組織の新血管生成の欠如及び壊死から生じる他の問題を含み、困難及び副作用に悩まされた。

脂肪組織の移植で最も大きな挑戦の一つは、移植後に身体による移植吸収及び脂肪組織の移植片の体積維持である。脂肪組織が収穫または洗浄されるとき、収穫された脂肪組織の個々の破片間の空間が液体（例えば、水、血液、チューメセント溶液、オイル）で満たされる。

この組織／流体混合物が収容者に移植されるとき、液体部分が身体により速やかに吸収されて、体積損失が発生する。組織／流体混合物から流体の量を除去する過程は、頻繁に脂肪組織の乾燥または脂肪組織の脱水と呼ばれる。

また、脂肪組織移植片内の赤血球、白血球などの含量も、炎症反応の誘発または悪化のため、移植片の移植後に維持される移植片の体積にかなり影響を与える。組織維持のまた他の側面は、脂肪組織移植片内の脂質の量と関連がある。脂肪組織移植片に遊離脂質（死んだ又は損傷された脂肪細胞から放出された脂質を意味する。また、オイルとも呼ぶ）の存在が実質的な食細胞の活性による炎症反応の誘発または悪化、及びその結果から生じる移植片の体積損失をもたらす可能性があることが分かっている。

また、未処理の脂肪組織と脂肪由来の再生細胞の濃縮された集団の混合が上記のような脂肪組織移植片及び脂肪組織移植と関連した問題のうち多くの問題を克服すると知られている。

特に、未処理の脂肪組織に脂肪由来の幹細胞を含む脂肪由来細胞の濃縮集団を補充することは、脂肪移植片の重量、血管の生成及び維持を増加させる（特許文献１及び共同係留中の特許文献２を参照し、これらの文献は、明らかにその全文が本願に参考として含まれる）。脂肪由来の幹細胞を含む細胞の濃縮集団が補充または混合された脂肪組織断片は、動物モデルで補充されなかった脂肪組織移植片単独の場合と比較すると、移植片から改善された新生血管の生成及び灌流を示す。

さらに、脂肪由来の幹細胞を含む脂肪由来の再生細胞で補充された脂肪組織移植片は、補充されなかった移植片と比較すると、時間が経つにつれて増加される移植片の維持及び重量を示す（特許文献２参照）。さらに、閉鎖された滅菌流体経路において、脂肪組織の処理は、感染の機会を大幅に減少させる。

また、上記の動物モデルで示す脂肪組織の自家移植の改善は、人の臨床研究でも再現された。それにもかかわらず、脂肪由来の幹細胞（ＡＤＳＣ）を含む脂肪由来の再生細胞の濃縮された集団の単離及び精製は、通常、一連の洗浄、消化、ろ過及び／又は遠心分離段階を含み、これは、生存細胞の収率を減少させることができ／できるか、機械装備及び専門の臨床医を要求することができ／できるか、移植片の品質、外観、寿命、水和または効能に損傷を与えられる。

米国特許第７，３９０，４８４号米国特許出願公開第２００５／００２５７５５号

上記問題点を解決するために、本発明の目的は、物質がドライアイスを通じた凍結温度を有し、ドライアイスの昇華現象と真空環境を通じて、物質から水分を脱離させながら、物質から除外対象物質の脱水を行い、物質中の収得対象物質を凍結乾燥した状態で収得できるようにすることにある。

本発明の他の目的は、物質から収得対象物質を除いた除外対象物質を分離して、別途捕集できるようにすることにある。

本発明の他の目的は、物質から脱離した水分は、圧力部に伝達されることを遮断することにある。

本発明の他の目的は、ドライアイスが消尽される時に凍結温度の感温状態が発生すると、別途に設置された冷凍機を通じて凍結温度を維持させることにある。

上記目的を達成するために、本発明の凍結乾燥装置は、物質とドライアイスとを接触するように盛り込む第１チャンバと、前記第１チャンバを回転させる動力部と、前記第１チャンバを収容する第２チャンバと、前記第２チャンバの内部空間を真空状態で維持する圧力部とからなり、ドライアイスの昇華及び真空状態によって物質から水分を脱離させながら、動力部を通じて物質を脱水させて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させる。

本発明によると、前記第１チャンバは、複数の穴あけが形成される。

本発明によると、前記第１チャンバには、捕集手段が設置され、除外対象物質を吸収する。

本発明によると、前記第２チャンバは、圧力部と管路とで連結される。

本発明によると、前記第２チャンバは、温度センサーを設置し、昇華されるドライアイスが消尽される時に発生する感温状態をセンシングし、第２チャンバに連結された冷凍機を通じて凍結温度を内部空間に提供する。

本発明によると、前記第２チャンバは、圧力弁をさらに含み、前記圧力弁は、第２チャンバの内部空間の真空状態が過圧力に可変すれば、第２チャンバの内部空間圧力を外部に排出させるように構成する。

本発明によると、前記第２チャンバと圧力部との間にコールドトラップを設置し、圧力部への水分の伝達を遮断する。

本発明によると、前記捕集手段は、前面と後面にメッシュが積層される。

また、本発明の凍結乾燥方法は、物質をドライアイスと接触させて物質が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させる。

また、本発明の凍結乾燥方法は、物質とドライアイスとを粉砕混合して物質と培養液が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させる。

また、本発明の凍結乾燥方法は、物質と培養液とを混合した後、ドライアイスと接触させて物質と培養液が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させる。

本発明によると、物質は、遠心分離した後、ドライアイスと接触させる。

本発明によると、前記物質は、有機物、生体素材、脂肪、脂肪素材、ＥＣＭ、無機物、培養液のいずれか一つを選択適用するか、または一つ以上の物質を組み合わせて適用する。

本発明によると、前記脱水過程を通じて、物質から収得対象物質を除いた残りの除外対象物質を別途に捕集させる。

本発明によると、前記収得対象物質は、ガンマ線を照射することがさらに含まれる。

上述したような本発明の凍結乾燥方法及び装置は、物質をドライアイスと接触させて物質が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させるようにすることで、収得対象物質の腐敗防止、流通期限及び保管性を向上させるという効果がある。

結局、収得代謝物質の物理的、化学的変化を最小化することができるという効果がある。

また、本発明の凍結乾燥方法及び装置は、チャンバ内部に設置された捕集手段を通じて、収得対象物質を除いた残りの除外対象物質を別途に捕集させることができるようにして、収得対象物質の収得に対する便宜性を提供する。

また、本発明の凍結乾燥方法及び装置は、前記チャンバと圧力部との間にコールドトラップを設置して、前記チャンバで発生する水分が圧力部に伝達されることを遮断して、水分による圧力部の損傷を防止するという効果がある。

本発明の凍結乾燥方法及び装置は、前記チャンバに温度センサーを設置して、昇華によって冷凍を全て消尽した時に変化する内部空間の感温状態をセンシングすれば、チャンバに連結された冷凍機を通じて凍結温度を内部空間に提供して、安定した凍結環境を提供するという効果がある。

本発明の凍結乾燥方法及び装置は、前記第２チャンバには圧力弁をさらに含み、前記圧力弁は、第２チャンバの内部空間の真空状態が過圧力に可変すれば、第２チャンバの内部空間圧力を外部に排出させるように構成して、圧力部の故障により第２チャンバ内部空間の真空状態がなされない場合、持続的なドライアイスの昇華によって第２チャンバ内部空間の過圧力が発生することを防止して、安定した真空圧を維持可能にするという効果がある。

本発明の凍結乾燥装置を示す構成図である。本発明の凍結乾燥装置のうち第１チャンバを示す拡大断面図である。本発明の凍結乾燥装置のうち第１チャンバの他の実施例を示す拡大断面図である。

以下で、本発明に添付された図面を参照して、本発明を詳しく説明する。まず、図面のうち、同一の構成要素または部品は、可能な限り同一の参照符号を示すことに留意すべきである。本発明を説明するにあたって、関連の公知機能または構成に対する具体的な説明は、本発明の要旨を曖昧にしないため省略する。

本明細書で使用される程度の用語である「約」、「実質的に」などは、言及された意味に固有の製造及び物質許容誤差が提示される時、その数値、またはその数値に近接した意味で使用され、本発明の理解を助けるために、正確または絶対的な数値が言及された開示内容を非良心的な侵害者が不当に利用することを防止するために使用される。

図１は、本発明の凍結乾燥装置を示す構成図であり、図２は、本発明の凍結乾燥装置のうち第１チャンバを示す拡大断面図であり、図３は、本発明の凍結乾燥装置のうち第１チャンバの他の実施例を示す拡大断面図である。

本発明の凍結乾燥方法は、下記の通りである。

凍結温度と真空状態を備えた環境を通じて、物質から水分を脱離させながら、物質中の収得対象物質と除外対象物質とを分離して、凍結乾燥された収得対象物質を収得できるようにする。

例えば、物質が生体から取得した脂肪である場合、脂肪で水分とフリーオイルを脱離及び脱水させて、凍結乾燥された脂肪が幹細胞を収得できるようにする。

ここで、物質は、有機物、生体素材、脂肪、脂肪素材、ＥＣＭ、無機物、培養液のいずれか一つを選択して適用するか、または一つ以上の物質を組み合わせて適用することができる。

つまり、凍結乾燥方法は、大きく３つの実施例がある。

第一の実施例は、物質をドライアイスと接触させて物質が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを区分して分離させる。

第二の実施例は、物質とドライアイスとを粉砕混合して物質と培養液が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質を収得対象物質と除外対象物質とに区分して分離させる。

第三の実施例は、物質と培養液とを混合した後、ドライアイスと接触させて物質と培養液が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを区分して分離させる。

上記のような実施例は、物質をドライアイスと接触させるか、または物質をドライアイスと粉砕混合するか、または物質と培養液とを混合した後、ドライアイスと接触させる。

前記物質は、ドライアイスを通じて凍結温度を有する。

そして、物質を真空環境に露出させると、ドライアイスの昇華現象を通じて物質から水分を脱離させる。

さらに、物質を回転させると、脱水過程を通じて物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させ、前記除外対象物質を別途に捕集する。

具体的には、物質、ドライアイスを接触させるか、粉砕して混合させて、物質が自体で凍結温度を有するようにする。

ここで、物質の粉砕は、通常の粉砕機を通じて物質の粒子を微粒化させる。

ここで、物質を粉砕する理由は、前記ドライアイスの粉砕された粒子が物質との接触表面積が増大するため、ドライアイスの昇華現象を促進させて、物質の効果的な凍結温度を有するようにする。

ここで、ドライアイスは、気体の二酸化炭素を圧縮して作った固体二酸化炭素として、凍結温度を付与する機能の他にも、後述する物質から抽出した収得対象物質がドライアイスの昇華によって発現される二酸化炭素を通じて、培養の環境を造成することができる。

上記のように、凍結温度を有する物質を三重点以下に圧力を下げた空間に置くと、物質を含有した水分が気体状態に昇華して乾燥される。

つまり、真空圧条件で凍結温度を有する物質を含有した水分が昇華されながら、水分を脱離させる。

凍結乾燥は、物質の水分を昇華、除去するためのものであり、熱的性質と真空の蒸気圧を利用して、昇華と結氷などの三相の交点（ｐｈａｓｅｄｉａｇｒａｍｏｆｗａｔｅｒ）による三次元的な乾燥方法である。

このような凍結乾燥は、生化学的な性質の改善を通じて、物質の体積当たり含水率を下げる機能を有する。

上記の凍結乾燥過程と同時に、物質を回転させて脱水過程を有する。

脱水過程は、物質から抽出される収得対象物質と除外対象物質とを区分させた後、除外対象物質を別途に捕集及び除去することができる。

脱水過程は、物質を回転させて発生する遠心力を利用して、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離する。

結局、物質から水分が脱離して凍結乾燥状態を有する収得対象物質を固形化状態で得られるため、収得対象物質の腐敗防止、流通期限及び保管性を向上させるという効果がある。

そして、固形化させた収得対象物質は、ガンマ線を照射することもできる。

これは、収得対象物質の他家移植過程で、移植拒絶反応を最小化することができるようにするためである。

また、低準位ガンマ線照射を通じて、収得対象物質の分化、増殖制御を行うことができる。

図１〜図３に示すように、本発明の凍結乾燥装置は、第１チャンバ１１０、動力部１４０、第２チャンバ１３０、圧力部１５０で構成する。

前記第１チャンバ１１０は、上部が開口された内部空間１１１を有し、前記内部空間１１１に物質を充填する。

ここで、第１チャンバ１１０は、表面に複数の穴あけ１１２が形成されることもできる。

そして、第１チャンバ１１０の内部空間１１１の内部面には、メッシュ、吸収部材を積層した後、内部空間に網体に盛り込まれたドライアイスを入れておく。

そして、前記ドライアイス上部面に網体に盛り込まれた物質を接触するように入れておき、ドライアイスの凍結温度を物質に伝達する。

そして、動力部１４０は、前記第１チャンバ１１０を回転させて物質を脱水させる。

前記動力部１４０は、モータなどで構成され、動力部１４０の回転軸を第１チャンバ１１０の下部面に連結して、第１チャンバ１１０を回転させて、遠心力により物質から収得対象物質と除外対象物質とを区分させる。

即ち、第１チャンバ１１０で収得対象物質を除外して、残りの除外対象物質を分離して、後述する捕集手段に吸収させる。

前記第２チャンバ１３０は、内部空間１１３に第１チャンバ１１０を収容する。

そして、圧力部１５０は、前記第２チャンバ１３０の内部空間１１３を真空状態に維持する。

つまり、前記第２チャンバ１３０において、圧力部１５０は管路１３２に連結されて、第２チャンバ１３０の内部空間１１３に真空圧を発生させる。

上記のような構成により、ドライアイスを通じて凍結温度を付与し、ドライアイスの昇華及び真空圧環境を通じて、物質から水分４３を脱離させながら、回転による脱水過程を行い、物質から除外対象物質を脱水させて収得対象物質を収得する。

ここで、除外対象物質は、捕集手段１２０に吸収される。

前記捕集手段１２０は、吸収部材１２１を設置して、脱水過程で除外対象物質を吸収及び捕集させる。

特に、前記吸収部材１２１は、前面と後面に第１メッシュ１２２と第２メッシュ１２３を積層させて、第１チャンバ１１０の内部面に緊密に支持させる。

即ち、第１メッシュ１２２と第２メッシュ１２３は、脱水過程で第１チャンバ１１０の回転時に、吸収部材１２１が内部面に囲まれた状態を維持させる。

前記第２チャンバ１３０は、温度センサー１３３を設置して、昇華されるドライアイスが消尽される時に発生する感温状態をセンシングし、第２チャンバ１３０に連結された冷凍機１７０を通じて安定した凍結環境を提供する。

つまり、前記ドライアイスが昇華されながら消尽される過程で、第１チャンバ１１０の内部温度の感温状態が発生して、物質の凍結温度を満足させないという問題を防止するために、第１チャンバ１１０及び第２チャンバ１２０の内部空間１１１、１１３の温度を測定する温度センサー１３３で、凍結温度以上に温度変化が発生すれば、ドライアイスの消尽を予想して、冷凍機１７０を通じて凍結温度を第２チャンバ１３０の内部空間１１３に提供する。

また、前記第２チャンバ１３０と圧力部１５０との間にコールドトラップ１６０を設置して、圧力部１５０への水分伝達を遮断する。

ここで、コールドトラップ１６０は、圧力部１５０の真空ポンプの真空負荷、腐食及び熱負荷などの原因となる水分と、各種の有機溶媒ガスなどを効果的に遮断する装置である。

また、前記第２チャンバ１３０には、圧力弁１３４がさらに含まれる。

前記圧力弁１３４は、第２チャンバ１３０の内部空間１３１の真空状態が過圧力に可変する問題が発生すれば、第２チャンバ１３０の内部圧力を外部に排出させる。

つまり、ポンプからなる圧力部１５０の故障により、第２チャンバ１３０の内部空間１３１の真空状態がなされない場合、持続的なドライアイスの昇華により第２チャンバ１３０内部空間１３１の過圧力が発生することを防止して、安定した真空圧を維持するという効果がある。

以上で説明した本発明は、前述した実施例及び添付の図面によって限定されず、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲内で様々な置換、変形及び変更が可能であることは、本発明が属する技術分野で通常の知識を持った者に明らかであろう。

１００：凍結乾燥装置
１１０：第１チャンバ
１１１：内部空間
１１２：穴あけ
１２０：捕集手段
１２１：吸収部材
１２２：第１メッシュ
１２３：第２メッシュ
１３０：第２チャンバ
１３１：内部空間
１３２：管路
１３３：温度センサー
１３４：圧力弁
１４０：動力部
１５０：圧力部
１６０：コールドトラップ
１７０：冷凍機

Claims

物質とドライアイスとを接触するように盛り込む第１チャンバと、
前記第１チャンバを回転させる動力部と、
前記第１チャンバを収容する第２チャンバと、
前記第２チャンバの内部空間を真空状態で維持する圧力部とからなり、
ドライアイスの昇華及び真空状態によって物質から水分を脱離させながら、動力部を通じて物質を脱水させて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させるようにしたことを特徴とする凍結乾燥装置であって、さらに、前記第１チャンバには、吸収部材とメッシュとを積層してなる捕集手段が設置されている、凍結乾燥装置。
前記第１チャンバは、複数の穴あけが形成されることを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥装置。
前記第２チャンバは、圧力部と管路とで連結されることを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥装置。
前記第２チャンバは、温度センサーを設置し、昇華されるドライアイスが消尽される時に発生する感温状態をセンシングし、第２チャンバに連結された冷凍機を通じて凍結温度を内部空間に提供することを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥装置。
前記第２チャンバは、圧力弁をさらに含み、前記圧力弁は、第２チャンバの内部空間の真空状態が過圧力に可変すれば、第２チャンバの内部空間圧力を外部に排出させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥装置。
前記第２チャンバと圧力部との間にコールドトラップを設置し、圧力部への水分の伝達を遮断することを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥装置。
前記捕集手段において、上記吸収部材の前面と後面に第１メッシュ及び第２メッシュが積層されることを特徴とする請求項１に記載の凍結乾燥装置。
物質をドライアイスと接触させて物質が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、
同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させ、さらに、吸収部材とメッシュとを積層してなる捕集手段に前記除外対象物質を別途に吸収及び捕集させるようにしたことを特徴とする凍結乾燥方法。
物質とドライアイスとを粉砕混合して物質と培養液が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、
同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させ、さらに、吸収部材とメッシュとを積層してなる捕集手段に前記除外対象物質を別途に吸収及び捕集させるようにしたことを特徴とする凍結乾燥方法。
物質と培養液とを混合した後、ドライアイスと接触させて物質と培養液が凍結温度を有するようにしながら、真空環境に露出させてドライアイスの昇華及び真空によって物質から水分を脱離させる過程と、
同時に、物質の回転による脱水過程を通じて、物質から収得対象物質と除外対象物質とを分離させ、さらに、吸収部材とメッシュとを積層してなる捕集手段に前記除外対象物質を別途に吸収及び捕集させるようにしたことを特徴とする凍結乾燥方法。
前記収得対象物質は、ガンマ線を照射することがさらに含まれることを特徴とする請求項８から請求項１０のいずれか一項に記載の凍結乾燥方法。