JPH05131026A - 注射器内での血液の凝固を防止する方法および綿撒糸 - Google Patents

注射器内での血液の凝固を防止する方法および綿撒糸

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JPH05131026A
JPH05131026A JP3260091A JP26009191A JPH05131026A JP H05131026 A JPH05131026 A JP H05131026A JP 3260091 A JP3260091 A JP 3260091A JP 26009191 A JP26009191 A JP 26009191A JP H05131026 A JPH05131026 A JP H05131026A
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 血液試料と共に使用するため、抗凝血剤を含
有する綿撒糸を提供する。 【構成】 綿撒糸は、体積および密度を増加するため、
デキストランのような充填剤を含有する。綿撒糸は、血
液中の遊離イオン測定の妨害を最小にするため、低レベ
ルの抗凝血剤を含有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、血液、血漿等中で抗凝
血剤として有用な外科用綿撒糸、かかる綿撒糸の製造方
法および綿撒糸の利用法に関する。詳言すれば、本発明
はヘパリンおよびグルコースポリマー充填剤を含有する
綿撒糸に関する。
【0002】
【従来の技術】全血または血漿は、種々の理由で生存す
る人間から採取される。これらは、異物に対する血液の
分析のような分析上の理由を包含しうるかまたはたとえ
ば外科手術の間の使用のため採取および病院への分配の
ような理由であってもよい。
【0003】血液採取と関連せる問題の1つは、血液が
身体を離れるとき、凝血する傾向を有することである。
このため、血液を抗凝血剤を含有する容器中へ集めるの
が普通である。この抗凝血剤は、代表的には血液を凝固
する反応を防止または阻止する。抗凝血剤の例は、トリ
プシン阻害剤、ヒルジンおよびヘパリンを包含し、ヘパ
リンは血液に対する最も普通の抗凝血剤である。ここで
使用した場合、用語“血液”は全血または血漿を包含す
る種々の形の血液に関する。
【0004】ヘパリンは、硫酸化D−グルコサミンおよ
びD−グルクロン酸からなるムコ多糖である。ヘパリン
は不均一な化合物であって、分子量は約6000〜約2
0000に変化しうると推定される。ヘパリンの第一の
抗凝血作用は、凝血プロセスにおけるトロンビン生成の
防止であると信じられる。
【0005】ヘパリンは、通常1ミリグラムあたりの
U.S.P.単位または単位/mgで表わされる広い範
囲の活性濃度で市場で入手しうる。たとえば、ヘパリン
の活性濃度は、約140単位/mgから約250単位/
mgに及ぶ。
【0006】伝統的に、血液試料を凝血阻止するために
は血液1mlあたり約400U.S.P.単位のヘパリ
ン活性(単位/ml)が使用される。ここで使用した場
合、用語“単位”はヘパリン活性の米国薬局方(U.
S.P.)単位に関する。活性のもう1つの普通の測定
は、国際単位またはI.U.である。国際単位はU.
S.P.単位よりも約6.4%大きいと信じられる。
【0007】本発明者は、血液試料採取容器中で高濃度
(換言すれば血液1mlあたり50単位以上)のヘパリ
ンが利用された多数の理由の1つは、血液の凝固を促進
する、とくにガラスでの表面効果が存在することであ
る。それ故、血液の凝固を抑制するためには、ガラス製
の血液試料採取容器中で高濃度のヘパリンを使用するの
が望ましかった。さらに、ヘパリンの使用は、その後の
分析値を実質的に偏奇せず、濃度の減少を探求する動機
は小さかった。
【0008】今日、血液はしばしば患者から血液ガス分
析用プラスチック容器中へ採取される。付加的に、血液
分析技術における進歩は、医療職員が遊離カルシウムイ
オンを包含する血液中の遊離イオン濃度を測定するのを
可能にした。たとえば、血液中の遊離カルシウムを測定
する装置は、ノバ・バイオメディカルコーポレーション
(Nova Biomedical Corporat
ion,Waltham,Massachusetts
在)、ABXコーポレーション(Horsham,Pe
nnsylvania在)およびチバ・コーニング(C
iba−Corning,Severna Park,
Maryland在)から入手しうる。
【0009】患者の血液中の遊離カルシウムイオンを正
確に測定する必要は、多数の事例において重要である。
たとえば、医療職員は、高血圧を有する患者に対し、患
者がカルシウムの経口採取における増加のせいであるこ
とを予言するために、遊離カルシウムイオンの正確な測
定値を要求する。遊離カルシウムイオンは、患者のカル
シウム状態によって主医学的診断、たとえば内分泌障害
に関する診断が影響されうる場合、日常的に測定され
る。さらに、病気の新生児はカルシウムを容易に失ない
やすくかつ容易にそれを再吸収することができないの
で、正確な測定値が要求される。
【0010】しかし、ヘパリン化合物は、遊離カルシウ
ムイオンをキレートすることが知られており、従って遊
離カルシウムイオンの測定値を偏奇する。その結果とし
て、集められた血液試料中の凝血阻止のために伝統的濃
度のヘパリンを使用する場合には、遊離カルシウムイオ
ンの測定値は著しく偏奇しうる。
【0011】この特別な問題を克服するために、多数の
技術が提案された。エイゼンハルト(Eisenhar
t)等による米国特許第4687000号には、血液を
抗凝血剤、望ましくはヘパリンで処理し、血液試料に補
償量の陽イオンを添加することによって抗凝血剤の数種
の陽イオンの結合を補償する方法が記載されている。こ
うして、血液試料中の陽イオン種の濃度は一定のままで
あり、その後の分析によって測定することができる。し
かし、この方法は陽イオン種が結合される範囲の測定が
必要であり、実験および理論的仮定を必要とする。
【0012】キレート化問題を解決するもう1つの手段
は、血液試料中のヘパリンの濃度をさげて、遊離イオン
に対するキレート化効果を最小にすることである。
【0013】たとえば、アーバン(Urban)等(C
linical Chemistry、第31巻、N
o.2、第264〜第266頁(1985年))による
“イオン化カルシウムの簡易化測定”には、血液中のイ
オン化カルシウム量を測定する方法が記載されている。
実験においては、ナトリウムヘパリンが全血1mlあた
り約10〜約25IUの濃度で利用され、カルシウムヘ
パリン製剤は全血1mlあたり約20IUの濃度で利用
された。5IU/mlよりも小さい濃度でのナトリウム
ヘパリンの使用は、対照血清につき得られたものと類似
の、遊離のイオン化カルシウム測定値を生じたことが記
載されている。しかし、電極系の頻繁な目詰りが存在
し、これは乏しい抗凝血作用を指示する。さらに、適当
なヘパリン希釈液は調製が困難であることも記載されて
いる。
【0014】ヘニング(Heinig)等(“Crit
ical Care Medicine”、第16巻、
No.1、第67頁〜第68頁(1988年))による
“血漿イオン化カルシウム測定用試料のヘパリン添加”
には、ヘパリンを血液1mlあたり約10IUよりも大
きい濃度で使用する場合、カルシウムイオンとの錯体が
形成することが記載されている。血漿なしのイオン化カ
ルシウムの測定のためには、血液試料を、ヘパリン濃度
が全血1mlあたり10IUを上廻らないことを保証す
るため、ヘパリンを定量的に添加すべきであることが推
測される。濃度がこのレベルを超えると、不正に低い読
みが得られることが主張されている。しかし、かかる低
い濃度のヘパリンは、とくに研究実験室の外部では制御
困難である。たとえば、3cm3の注射器は、実地で使
用する場合、その中へ0.5〜3.0cm3の血液が採
取された。血液試料採取装置中のヘパリン活性の量の偏
奇は、血液試料中のヘパリン活性の濃度の著しい増加を
生じ、遊離イオン測定値の偏奇を生じる。
【0015】この故に、イオン測定に対する偏奇効果の
ため、抗凝血剤としてのヘパリンの非常に低い単位用量
を使用して偏奇効果を最小にするのが望ましい。ヘパリ
ンは、多数の形で、固体綿撒糸としてまたは液体として
血液中へ導入することができる。固体綿撒糸が望まし
い。それというのも過剰の液体ヘパリンは血液試料の過
剰希釈を生じ、ヘパリンに対するカルシウムのようなイ
オンの結合を強めるからである。しかし、低い単位用量
を含有する固体綿撒糸の製造は、実施が極めて困難であ
ることが判明した。
【0016】1綿撒糸は、錠剤形のヘパリンの1単位用
量である。綿撒糸の製造方法は、たとえば1985年6
月11日に発行されたベイリイ(Bailey)による
米国特許第4521975号に記載されている。この特
許は、所定の単位用量が凍結乾燥法によって形成される
綿撒糸の製造方法を記載している。
【0017】しかし、ベイリイにより記載された方法に
より製造した綿撒糸は、血液試料を凝固阻止するため
に、ヘパリン濃度が血液1mlあたり約100〜約20
0単位であるように使用される。血液分析技術における
最近の進歩は、非常に低いレベルのヘパリンを使用する
ことを指示している。
【0018】綿撒糸が純粋にヘパリンから製造され、ヘ
パリンがヘパリン1mgあたり約180単位の平均活性
を有する場合、ヘパリン2.8U.S.P.単位を有す
る綿撒糸は約16μgの質量、約11μlの体積を有
し、約1.5mg/lだけの密度を生じる。このような
低い密度を有するこのような小さい寸法は、とくに商業
規模で製造するのが非常に困難である。現存する機械に
よりはるかに容易に処理される大きい綿撒糸を製造する
のが有利である。
【0019】1つの可能な解決策は、ヘパリン化合物を
担体上に置くことである。上記に言及したエイゼンハル
ト(Eisenhardt)等による米国特許第468
7000号は、ヘパリン組成物と共に使用される担体を
記載している。担体はたとえば濾紙、合成繊維、ガラス
繊維、無機繊維等のような材料から製造されていてもよ
いことが記載されている。たとえば、濾紙はヘパリン溶
液を吸収し、所望レベルのヘパリンを有する担体をつく
るのに使用される。しかし、これらの材料の使用による
問題の1つは、ヘパリン濃度を個々の用量に制御するの
が非常に困難であることである。さらに、記載された材
料は実質的に溶解せず、血液試料採取または分析装置の
適当な操作を妨害しうる。
【0020】1984年10月30日発行の、テイール
(Thiel)による米国特許第4479799号は、
血液試料中へヘパリンのような抗凝血剤を導入する1つ
の方法は、患者から血液試料を得るために使用される注
射器の針の行程中に抗凝血剤の錠剤を置くことであるこ
とを記載している。錠剤は、ヘパリン塩、錠剤結合剤お
よびpH制御物質を含有しうることが記載されている。
これら錠剤の使用は、血液を注射器中へ採取した後混合
工程を必要とし、錠剤結合剤およびpH制御物質はコス
ト増加および付加的な製造の複雑さを要求することが記
載されている。テイールは、分析すべき血液を採取する
針の行程中へ直接に置くことのできるヘパリンのウエブ
を製造する新規方法を記載している。テイールは錠剤の
製造と関連せる問題を認めたが、テイールは存在する製
造方法および装置を使用することのできる溶液も取上げ
ないし、テイールは低単位用量のヘパリンを有する綿撒
糸の製造と関連せる特殊な問題も取上げない。
【0021】1983年2月1日発行のグレゴリイ(G
regory)等による米国特許第4371516号
は、水に容易に溶解する化学薬品、とくに調剤を担持す
る物品を記載している。この物品は、加水分解ゼラチ
ン、デキストラン、デキストリンまたはアルギン酸塩等
のような担体材料を包含する。グレゴリイ等はまた、溶
剤中の担体材料の溶液中に薬剤を含有する組成物から溶
剤を昇華することにより物品を製造する方法も記載して
いる。グレゴリイ等により記載された担体はむしろ大き
く、体積が約0.75mlでありかつ高濃度の薬剤を含
有する。1cm3の注射器のような小さい注射器中で使
用するのに便利な担体を製造するのが有利である。しか
し、小さい担体は、それの製造される容器中ではるかに
固着し易い。グレゴリイ等は、界面活性剤を使用するこ
とにより大きい錠剤におけるこの問題を処理することを
試みている。
【0022】グレゴリイ等はまた、昇華すべき溶液が約
73mg/mlまたはそれよりも高い固体濃度を有する
ことも記載している。これらの高い固体濃度を有する溶
液は、とくに迅速な混合が望ましい場合、血液のような
溶媒に再溶解するのが極めて困難である錠剤を生じる。
【0023】血液試料を凝固阻止する綿撒糸は有利に
は、血液中の遊離イオン、とくにカルシウムイオンを測
定することが望ましい場合、有用である比較的低濃度の
ヘパリンを含有すべきである。しかし、極めて小さいヘ
パリン綿撒糸の製造は実施するのが困難である。小さい
寸法は、綿撒糸をその型から、綿撒糸を損傷することな
しに取出すのを困難にする。また、非常に小さい寸法で
は、静電気のような力が顕著になり、取扱いをさらに複
雑にする。
【0024】それ故、ヘパリン活性含量を著しく増加す
ることなく、綿撒糸の寸法を増加することが望ましい。
濾紙または無機繊維は担体として使用しうることは提案
されたが、これらの材料は溶解せずかつ単位用量を正確
に制御するのが困難であるので、血液試料採取装置の適
当な操作を妨害する。
【0025】加水分解ゼラチンまたはデキストラン、デ
キストリンのような多糖およびアルギン酸塩のような材
料を大きい錠剤(即ち0.5mlおよびそれより大き
い)用の薬剤担体として使用することも記載されてい
る。しかし、これらの錠剤は、約0.075mlよりも
小さい綿撒糸寸法を要求する標準血液試料採取装置中で
使用するのには大きすぎる。
【0026】小さい、即ち約0.075mlよりも小さ
い綿撒糸の製造は特殊な問題を提供する。上述した担体
材料は、綿撒糸の製造の間型壁に固着する傾向があり、
従って小さい綿撒糸は型から取出そうと試みることによ
りしばしば損傷する。型壁における切り目、ぎざぎざま
たは異物のような不規則性は、小さい綿撒糸の取出しを
より困難にするためこの問題を複雑にする。また、界面
活性剤のような付加的化学薬品に頼ることなしに、型に
固着する綿撒糸の問題を除去することも極めて望まし
い。
【0027】たとえば凍結乾燥によるこのような綿撒糸
の製造も、特別な問題を取上げることを要求する。綿撒
糸が誘導される溶液は、綿撒糸に適切な強度を保持する
のに十分な量の充填剤を含有しなければならないが、密
度は血液試料への迅速な溶解を許容するのに十分に低
い。界面活性剤のような付加的化学薬品に頼ることなし
に、型中での綿撒糸固着の問題を除去することも極めて
望ましい。
【0028】
【発明の構成】本発明によれば、抗凝血性綿撒糸はヘパ
リン塩およびグルコースポリマー充填剤を含有する。綿
撒糸は、血液試料を凝血阻止するのに有用であり、1実
施形では、血液試料1mlあたり約2〜約15U.S.
P.単位の抗凝血活性を有することができる。
【0029】本発明の1実施形においては、グルコース
ポリマー充填剤は材料デキストランを含有する。デキス
トランは、形成される型への綿撒糸の固着を最小にする
ため、望ましくは約20000〜約500000、とく
に望ましくは約600000〜約90000の分子量を
有する。
【0030】綿撒糸は望ましくは約20mg/ml〜約
30mg/ml、より望ましくは約25mg/ml〜約
30mg/mlの密度を有し、望ましくは約15より小
さい、より望ましくは約2.0〜約7.8、最も望まし
くは約2.8〜約7.0U.S.P.単位のヘパリン活
性を有する。
【0031】本発明の綿撒糸における有用なヘパリン
は、アンモニウムヘパリン、ナトリウムヘパリン、リチ
ウムヘパリン、マグネシウムヘパリン、カルシウムヘパ
リン、を包含する任意のヘパリン塩またはその混合物で
あってもよい。本発明の1実施形においては、抗凝血剤
はリチウムヘパリンである。
【0032】本発明によれば、ヘパリンは約140単位
/mg〜約250単位/mg、より望ましくは約160
単位/mg〜約190単位/mgの活性濃度を有する。
本発明のもう1つの実施形においては、約190単位/
mgより大きいような非常に高い活性濃度を有するヘパ
リン化合物を使用するのが望ましい。このような高い化
合物濃度を有するヘパリンの使用は、下記に詳述するよ
うな血液測定値における遊離イオン偏奇を最小にするの
を助けるものと信じられる。
【0033】さらに、本発明はヘパリン綿撒糸組成物の
製造方法を提供する。この方法は凍結乾燥であって、可
溶性充填剤および抗凝血剤を含有する溶液を形成し、型
中で溶液を凍結乾燥して綿撒糸を形成する工程を包含す
る。型は望ましくは高度に研磨し、陽極酸化せるアルミ
ニウムから製造され、望ましくは各使用の間十分に清浄
にされる。より望ましくは、型は脱イオン水または蒸留
水で洗浄され、各凍結乾燥サイクルの間剛毛ブラシでブ
ラッシングされる。
【0034】凍結乾燥すべき溶液は望ましくは約20m
g/ml〜約30mg/mlの溶解した固体含有量を有
するので、凍結乾燥した綿撒糸は望ましい密度を有し、
溶液ははるかに容易に凍結乾燥される。
【0035】本発明の抗凝血綿撒糸は実質的に遊離イオ
ン測定、とくに遊離カルシウムイオン測定値を偏奇せ
ず、充填剤の使用は存在する製造装置の利用を許容し、
綿撒糸を最小の費用で製造し、取扱うことができる。
【0036】本発明の1つの望ましい実施形によれば、
注射器は約3cm3の推奨される採取容積を有し、綿撒
糸は約5.5〜約7.8U.S.P.単位のヘパリン活
性を有する。もう1つの望ましい実施形では、注射器は
約1cm3の推奨される採取容積を有し、綿撒糸は約
2.0〜約3.2U.S.P.単位のヘパリン活性を有
する。
【0037】また、本発明は、血液試料を容器中へ採取
し、容器中の綿撒糸が採取した血液1mlにつき約15
U.S.P.単位よりも小さいヘパリン活性を有するよ
うにすることにより、血液試料中の遊離イオン濃度を測
定する方法を提供する。
【0038】本発明による綿撒糸の組成および本発明に
よる綿撒糸を製造するために使用される方法は、先行技
術における問題を軽減する。グルコースポリマー充填
剤、とくに約60000〜約90000の分子量を有す
るデキストランは、所望の体積およびヘパリンのU.
S.P.活性濃度を有する綿撒糸を生じるが、界面活性
剤を使用せずに、型固着と関連せる問題を最小にする。
この綿撒糸は取扱うのに十分な強度および密度を有し、
経済的に製造することができる。
【0039】綿撒糸を製造する方法は、研磨し、陽極酸
化したアルミニウムの型を用意し、使用の間型を十分に
清浄にする方法によって型固着と関連せる問題をも除去
する。
【0040】所定の単位用量を有する生物学的製剤の凍
結乾燥方法は、ベイリイによる米国特許第452197
5号に記載されており、その全体が引用によって本明細
書の一部をなしている。ベイリイにより記載された方法
は、大きい濃度のヘパリンを有する溶液を凍結乾燥し、
これによって約100〜約200U.S.P.単位のヘ
パリン活性を有する綿撒糸が生成する。
【0041】遊離イオン測定値、たとえばカルシウムイ
オン測定値の偏奇を防止するために、抗凝血剤として低
濃度のヘパリンを使用するのが望ましい。従って、血液
1mlあたり約20単位より小さい、より望ましくは血
液1mlあたり約2単位〜約15単位、最も望ましくは
血液1mlあたり約2.3単位〜約2.8単位のヘパリ
ン活性濃度を使用するのが望ましい。望ましい濃度は、
血液の凝固を防止するために有効量のヘパリンの使用を
妨げるファクターの釣合をとり、遊離イオンのキレート
化を最小にすることから得られる。このヘパリン濃度範
囲は、試料を氷上に保つ場合少なくとも約75分間、室
温では約30分まで凝塊の形成を防止するのに十分であ
る。望ましくは、血液試料は採取後直ちに氷上に置く。
【0042】ヘパリン綿撒糸中のヘパリンの濃度は、血
液試料中に望ましいヘパリン濃度が生じるように選択す
べきである。たとえば3cm3の注射器(推奨される採
取量0.5〜2.8cm3)を使用する場合、約7.0
U.S.P.単位のヘパリンが綿撒糸中に担持される。
1cm3の注射器(推奨される血液採取量0.2〜1.
0cm3)を使用する場合、望ましくは約7.0U.
S.P.単位のヘパリンが綿撒糸に担持されている。こ
のヘパリン濃度はベイリイにより米国特許第45219
75号の第5欄第46〜第48行に記載された安全率よ
りも低い。即ち、ベイリイは、単位用量が十分であるの
を保証するため各綿撒糸に付加的に10単位のヘパリン
活性を加えることが望ましいことを記載している。本発
明により製造される綿撒糸ははるかに綿密な制御で製造
しなければならない。
【0043】ヘパリン塩は、代表的にはヘパリンに結合
した1価または2価の陽イオンを有するヘパリンの形で
ある。本発明において利用しうるヘパリン塩の例は、こ
れに制限されないが、リチウムヘパリン、アンモニウム
ヘパリン、ナトリウムヘパリン、マグネシウムヘパリン
およびカルシウムヘパリンを包含する。本発明の望まし
い1実施形においては、リチウムヘパリンが利用され
る。リチウムヘパリンは、多くの血液測定値を著しい程
度に偏奇しないので、とくに有利である。
【0044】市場で入手しうるヘパリンは種々の活性で
得ることができる。たとえば、低活性濃度のヘパリン1
mgは、140U.S.P.単位(140単位/mg)
の抗凝血作用を有することができ、高活性濃度のヘパリ
ン1mgは250U.S.P.単位(250単位/m
g)の活性を有することができる。本発明によれば、約
140単位/mg〜約250単位/mg、より望ましく
は約160単位/mg〜約190単位/mgの活性濃度
を有するヘパリンが利用される。
【0045】理論に拘束されることは望まないが、本発
明はカルシウムイオンのような遊離イオンのキレート化
は、ヘパリン分子における硫酸基の数に関係がある。し
かし硫酸基の数は、ヘパリンの活性濃度が増加する場合
一定にとどまる。こうして、ヘパリンのキレート化は、
ヘパリンの活性のためであるとは信じられず、存在する
ヘパリン分子の総数に依存する、存在する硫酸基の総数
のためであると信じられる。それ故、入手しうる最高活
性を有するヘパリンを使用するのが有利である。たとえ
ば約190単位/mgよりも大きい活性濃度を有するヘ
パリンを使用することができるので、血液試料中のヘパ
リンの量および硫酸基の数は最小になる。しかし、これ
は1cm3または3cm3の血液試料に溶解するための、
非常に少量のヘパリンを有する綿撒糸の製造と関連せる
問題を一層悪化する。
【0046】こうして、本発明によれば、単位用量中に
含まれているヘパリンの量は非常に小さい。綿撒糸がた
んにヘパリンから製造されており、ヘパリンがヘパリン
1mgあたり約180単位の平均活性を有する場合、ヘ
パリンは、綿撒糸あたりヘパリン2.8U.S.P.単
位を提供するために約16μgの質量を有する。このよ
うな小さい寸法は、取扱いおよび処理が極めて困難であ
る。本発明によれば、綿撒糸の寸法は充填剤の添加によ
って増加する。望ましくは、充填剤はグルコースポリマ
ーを包含し、より望ましくは充填剤はグルコースポリマ
ーデキストランを含有する。
【0047】デキストランのようなポリマーは、多数の
グレードで、たとえば臨床または工業用グレードで入手
しうる。本発明によれば、シグマケミカルカンパニイ
(Sigm Chemical Company,S
t.Lows,Missouri在)から入手しうるよ
うな高純度を有する臨床用グレードのデキストランを使
用するのが望ましい。臨床用グレードのデキストラン
は、工業用グレードのものよりも細かく、よりばらつき
のない結晶の大きさを有する。臨床用グレードのデキス
トランは、下記に詳述するように、容易な離型を促進す
る。
【0048】デキストランは、広範囲の分子量で入手で
き、多数のファクタが使用に適当な分子量を決定する。
広範な実験の後、デキストランの望ましい分子量範囲は
約20000と、約500000の間、より望ましくは
約60000と約90000の間である。
【0049】望ましいグルコースポリマー充填剤として
のデキストラン、とくに望ましい分子量を有するデキス
トランの選択は、綿撒糸の性質に関する多数のファクタ
ーと綿撒糸の製造に内在するファクターの釣合の結果で
ある。グルコースポリマー充填剤の分子量は、綿撒糸の
構造上の完全性、つまり強度が維持されるように十分に
高くなければならない。本発明方法により製造される綿
撒糸は体積が0.010〜0.035ml程度で比較的
小さいので、綿撒糸が高度の機械的強度を有し、製造お
よび取扱いの間綿撒糸に加えられる応力および圧力に耐
える高い公算が存在するのが望ましい。
【0050】また、ヘパリン含有綿撒糸の密度を制御す
るのも望ましい。従って、約20mg/mlよりも小さ
い密度を有する綿撒糸は、通常取扱いおよび製造の間に
受ける応力下にばらばらになる傾向を有することが判明
した。多分、約30mg/mlよりも大きい綿撒糸密度
は、血液試料に有効に溶解するにはち密すぎる。従っ
て、綿撒糸密度が約20mg/mlと約30mg/ml
の間であるのが望ましく、より望ましくは約25mg/
mlと約30mg/mlの間である。
【0051】グルコースポリマーは充填剤組成の100
%として利用することができるか、またはマンニトール
のような材料と混合することもできる。マンニトール
は、公称組成C68(CH)6を有する直鎖の6価アル
コールである。望ましくは、グルコースポリマーは充填
剤組成の100%を包含する。マンニトールは、充填剤
のみとして使用した場合、適切な綿撒糸を形成するのに
必要な強度を有しない。
【0052】本発明によれば、凍結乾燥法によって綿撒
糸組成を形成するのが望ましい。しかし、凍結乾燥法に
より充填剤を有する綿撒糸の製造に遭遇する問題の1つ
は、デキストランのようなグルコースポリマーが綿撒糸
の形成に使用された型に付着する傾向を有することであ
る。
【0053】型中での綿撒糸の付着を防止するために、
凍結乾燥法の間高度に研磨し陽極酸化したアルミニウム
型を使用するのが望ましい。多分、型は各使用後、型を
温脱イオン水または蒸留水中に約2分間ソーキングし、
次に型を剛毛ブラシでブラッシングすることにより徹底
的に清浄にする。本発明による綿撒糸の製造に有用な方
法を図面について説明する。方法は、ヘパリンおよびデ
キストランを含有する綿撒糸に関して記載するが、これ
に制限されない。
【0054】
【実施例】図1および図2には、一次生物学的製剤、お
よび他の薬剤のための凍結乾燥法において使用される、
上面に形成された縦孔12の列および行を有するトレー
10が示されている。縦孔または型12はトレーの上面
14に穿孔または形成され、縦孔は所定の容積を有す
る。縦孔12は、所定濃度のヘパリンを有する溶液16
および凍結乾燥すべき充填剤で充填されるように適合さ
れている。縦孔12は、充填剤が凍結乾燥されるように
考慮されている場合、ヘパリンの1単位用量に相当す
る。
【0055】溶液16を含有する縦孔12のトレー10
を、市場で入手しうる凍結乾燥器18(図6)に入れ、
ここで溶液16は、下記に詳述する凍結乾燥法を受け
る。一般に、溶液16の水含有量は、溶液の凍結によっ
て形成した氷マトリックスの形で、凍結乾燥法の間、昇
華、乾燥および真空条件下での加熱によって除去され
る。方法の生成物は、顕著な水含有量を有しない乾燥固
形綿撒糸20であり、従って長い期間貯蔵しうる。
【0056】トレー10(図1および図2)は、熱伝導
性材料、たとえばアルミニウムから製造されている。ア
ルミニウムは望ましくは防蝕のため陽極酸化されてお
り、縦孔12は綿撒糸の取出しを容易にするため高度に
研磨されている。型中の小さい切り目またはぎざぎざの
存在は、小さい綿撒糸寸法のため綿撒糸の取出しを妨げ
る。綿撒糸の取出し後、縦孔12には、次の使用前、た
とえば温脱イオン水中でのソーキング、次のブラッシン
グによって徹底的に清浄にされる。型が各使用前に徹底
的に清浄化されていない場合、綿撒糸は型に固着する傾
向を有する。さらに、型壁における不規則性は、気泡を
形成させ、該気泡が、本発明に対して重要な体積制御に
不利な影響を及ぼす。
【0057】トレーは、厚さの比較的小さい長方形の固
体形状を有する。縦孔12はドーム状の形を有し、トレ
ー10の面にわたり列および行で上面14に形成されて
いる。 トレー10は、とくに凍結乾燥器18(図6)
中で遭遇する、凍結乾燥法に必要な約−40℃の低温を
伝導するのに適当である。トレー10の縦孔12は、上
面14の全頂面にわたり列および行に間隔を置いて配置
されている。望ましい実施形における縦孔12はトレー
あたり数が2064であるが、トレー10は任意数の縦
孔12を含有しうる。トレーは望ましくは、若干のトレ
ーが単一の熱制御されたたな30(図3)上に置かれ、
複数のたなが凍結乾燥器18(図6)内で上下に取付け
られるように寸法決めされている。それ故、数千の個々
の綿撒糸20(図5)が単一の凍結乾燥サイクルで製造
されることが認められる。
【0058】トレー10の縦孔12は、上面14に、定
められたまたは所定の容積を有するように形成される。
容積は所定の容積を充填する溶液16が、望ましくは滅
菌水である溶媒に溶解したヘパリンの定められた濃度で
ある場合、ヘパリンの定められたU.S.P.単位数に
相当する。本発明によれば、約2〜約15U.S.P.
単位のヘパリン活性は、望ましくは単一用量の綿撒糸に
含有されており、より望ましくは約2.8〜約7.0
U.S.P.単位である。
【0059】縦孔12は、転倒ドーム形(図2)に構成
されている。単位用量に対し、縦孔12は、望ましくは
ドーム形に終る、下方内側へ傾斜する側面を有する。1
実施形において、縦孔は約35μlの容積を有する。縦
孔12は、直径が溶液16中に浸漬する場合に毛管作用
により充填されるのに十分に小さい。ドームの形および
内側に傾斜する側面は、凍結乾燥後の綿撒糸の取出しを
容易にする。
【0060】熱伝導性材料からなるトレー10は、最初
の熱伝達において縦孔12中に含有されている溶液16
を凍結乾燥するのを助け、次いであとでは昇華のため溶
液16に対する熱の適用を助ける。凍結乾燥の凍結工程
の間溶液16を縦孔12の底部から頂部へ凍結するのが
望ましいことが判明した。熱勾配は望ましくは非常に急
速に適用されるので、溶液は過冷却される。こうして、
材料の核生成が結晶の成長を調節する。これは、高めら
れた溶解度特性を与える非常に細かい粒構造を生じる。
縦孔の底部の溶液16が縦孔12の頂部の溶液よりも冷
たい温度勾配は、上面14を次の上方の棚30(図3)
から絶縁することによって維持される。中間のプレキシ
グラスシート44を有するスタイロフォームのような絶
縁体43がトレー10にかぶせられる。絶縁体43は望
ましくは、その絶縁特性を増大するために、アルミニウ
ムホイルに包装されている。絶縁体43は、縦孔13の
頂部では底部よりも僅かに温い所望の温度勾配を維持
し、プレキシグラスシート44はスタイロフォームまた
は任意の他の汚染物が縦孔12内の溶液16に入るのを
阻止する。
【0061】適当な凍結乾燥器18(図6)、たとえば
バーチスカンパニイ(VirtisCompany,I
nc.,Gardiner,N.Y)により組立てられ
たモデル25S.R.C.が要求される。凍結乾燥器1
8は代表的にはトレー10(図1)を有する乾燥室32
および凍結乾燥すべき物質溶液16を包含する。トレー
は若干数の上下に配置された熱制御されたたな30上に
支えられている。たな30は通路(図示せず)を有し、
該通路は液体を冷却および加熱する媒体が流れる(図
3)導管34に接続されている。液体または流動媒体は
渦巻ポンプ35により導管34、たな30、流体冷却器
36および流体加熱器38を通して圧送される。凍結乾
燥法における特別な工程に依存して、冷却器36または
加熱器38は活性化される。
【0062】乾燥室32は、真空ポンプ40(図7)に
よって排気されるように適合されている。管形の凝縮器
42が、乾燥室32内でたな30の上方に置かれてい
る。凍結乾燥法の昇華部分の間、たな30は加熱され、
乾燥室は排気され、縦孔12から駆出される蒸気は、凝
縮器で氷となって凝縮する。じゃま板45は、真空ポン
プ40により、蒸気が乾燥室32から直接に引出される
のを阻止する。
【0063】乾燥ヘパリンを含有する綿撒糸20(図
5)は、凍結乾燥後トレー10(図1)をひっくり返す
かまたは送風機(図示せず)により比較的小さい空気圧
を適用することによって取出される。ヘパリン綿撒糸2
0は、溶液16中のヘパリンの初期濃度および充填剤お
よび溶液により占められる縦孔12の容積の双方に依存
して、所定のU.S.P.単位用量のヘパリンを有す
る。
【0064】プレセットされたU.S.P.単位値を有
するヘパリンの綿撒糸20(図5)を首尾よく製造する
ためには、溶液16が、縦孔12の容積に相応する適当
な濃度を有することが重要である。定められた容積を有
する与えられた縦孔に対しては、溶液濃度を異なるU.
S.P.単位値を得るために変えることができる。また
は溶液16の与えられた濃度に対しては、縦孔12の容
積を、綿撒糸20の所望の最終単位用量を得るために変
えることができる。
【0065】溶液16の製造方法においては第一に、バ
ッチ体積を定めることが必要である。溶液の製造方法の
記載においてはそれぞれ7.0U.S.P.単位のヘパ
リン活性を有する綿撒糸20を製造するためには250
0mlのバッチが利用される。方法の変更は、縦孔12
の容積または溶液16の濃度、あるいはその双方を変え
ることにより、単位用量の変更するのに適合しうる。
【0066】溶液16が2500mlの体積を有すべき
場合には、製造される綿撒糸の数は、バッチの全体積2
500mlを縦孔の容積35μlで割ることによって計
算することができる。これにより、2500mlの初期
バッチからは約71430個の綿撒糸を製造しうること
が見出される。
【0067】次いで、要求される全U.S.P.単位の
ヘパリン活性は、綿撒糸の総数に、綿撒糸あたり所望の
U.S.P.単位用量を掛けることによって計算するこ
とができる。これにより、綿撒糸あたり7.0U.S.
P.単位の綿撒糸71430倍の掛算が生じ、約500
000U.S.P.単位に等しい。
【0068】ヘパリン活性の単位質量は代表的にはヘパ
リン容器のラベルから得ることができ、ヘパリンは乾燥
粉末形である。たとえば、与えられたロットは、ヘパリ
ン1mgあたり平均176U.S.P.単位の抗凝血活
性を有することができ、これは溶液中で所望の全単位に
分割した場合、適当な溶液に必要なヘパリンの重量
(g)が得られ、この場合には約2841mgである。
【0069】乾燥ヘパリンを秤取し、滅菌水2500m
lに溶解すると、35μlの縦孔容積に適合する溶液1
6が得られる。
【0070】上述したような溶液16は、非常に小さい
体積および/または非常に弱い構造を有する純ヘパリン
から構成されたヘパリン綿撒糸を生じるので、溶液に水
溶性充填剤を加えて、大きくかつはるかに容易に取扱え
る体積を有する綿撒糸を得る。充填剤は望ましくは、上
述したように、グルコースポリマー、より望ましくはグ
ルコースポリマーデキストランを包含する。
【0071】本発明によれば、溶液1mlあたり溶解し
た物質約20と約30mgの間、より望ましくは約25
と約30mgの間の濃度を達成するのが望ましい。充填
剤を使用する場合、約20mg/ml以下の濃度は容易
に取扱うのには弱すぎる綿撒糸を生じることが判明し
た。約30mg/ml以上では、形成する綿撒糸は血液
試料中に有効に可溶化するにはち密すぎる。
【0072】約25mg/mlの固体濃度、従って約2
5mg/mlの密度を有する綿撒糸を得るためには、溶
液2500mlにデキストラン約60gが加えられ、溶
液に溶解した固体約25mg/mlの合計濃度を生じ
る。綿撒糸の凍結乾燥の際、各綿撒糸は縦孔の容積(3
5μl)にほぼ等しい体積を占める。このような体積お
よび密度を有する綿撒糸は、純粋にヘパリンから製造さ
れた綿撒糸と比較した場合、取扱いがより容易であり、
製造費も明らかに減少する。
【0073】次に、溶液16を、図示されていない自動
ピペットにより縦孔12に移すかまたは図4に示したよ
うに、溶液16中へのトレー10の浸漬によって移し、
この場合溶液は縦孔12を一部または毛管作用によって
満たす。
【0074】凍結乾燥法のパラメーターは、ヘパリンの
凍結乾燥した綿撒糸20をつくるのを成功させるのに重
要である。凍結乾燥には、4つの基本的条件が重要であ
る。第一に、生成物は共融点以下で固体で凍結しなけれ
ばならない。次いで、−40℃以下の温度を有する凝縮
面が必要とされる。系は、たとえば約5〜約25ミリト
ル(0.667〜約3.33Pa)の間の絶対圧に排気
できるべきである。最後に、系は−40℃〜−65℃の
間の温度に制御しうる熱源を有しなければならない。熱
源は直接に、固体の凍結した氷から水蒸気を追出すのに
必要な昇華熱を供給する。
【0075】凍結乾燥法の凍結部分の間、上下に配置さ
れたたな30(図3および図6)は、導管34を通して
再冷却した流体を受容する。トレー10は凍結乾燥器の
たな30上に支持される。それ故、伝導材料28は溶液
16を、綿撒糸20のマトリックス中に若干の水分が残
留する危険なしに、完全に凍結乾燥するのに必要である
溶液の共融点以下に、急速かつ経済的に凍結するのを助
ける。残留する水分は、若干の水が綿撒糸20に戻る
“メルトバック(melt back)”として公知の
条件を生起しうる。
【0076】冷却器36は活性化され、溶液16は縦孔
12中で凍結される。適当な凝固点は溶液の温度をたな
の温度に適合させ、縦孔12内に形成した氷中にピーク
が形成するのを目で観察することによって決定され、こ
のピークは、適当な温度勾配が維持されたことを指示す
る。
【0077】一度凍結乾燥法の凍結部分が完了したら、
凍結した生成物を排気条件下に昇華熱を受けさせる。こ
れは、凍結乾燥法の乾燥部分である。絶縁体43および
プレキシグラスシート44は、絶対圧レベルに迅速に到
達させるためおよび絶縁体43としてスタイロフォーム
を使用する場合、絶縁体中にエアポケットのロスをさけ
るために除去する。
【0078】凝縮器42および真空ポンプ40は、乾燥
サイクルの間ほとんど同時に活性化される。凝縮器42
は−40℃に到達させ、乾燥室32内の真空は100ミ
リトル(13.3Pa)またはそれ以下に達すべきであ
り、この圧力で熱制御されるたな30は加熱器38を活
性化することにより加熱される。
【0079】凍結した溶液は望ましくは約3〜約7時
間、より望ましくは約4時間乾燥される。熱制御される
たな30は、凍結乾燥法の乾燥サイクルの残部を通じ
て、約30℃であるべきであり、凝縮器42は約−48
℃〜約−60℃の範囲内にあり、真空は約50〜約15
0ミリトル(6.67〜約20Pa)の間に維持され
る。一度乾燥サイクルが完結したら、真空を徐々に解除
する。迅速な解除は綿撒糸20を縦孔12から吐出させ
うる。
【0080】一度凍結乾燥したら、綿撒糸20は注射器
22(図5)中に貯蔵することができる。綿撒糸20
は、血液試料の吸引と関連して直ちに使用できる状態に
ある。綿撒糸20は注射器22の胴部24の内部で、注
射針26が取付けられる胴部の末端部分25の近くに置
かれる。その一端に回転可能に取付けられた二重リップ
のシール部材29を有する、望ましくはX形断面(図
8)のピストン27が、胴部24に沿って押込まれて、
綿撒糸20を末端部材とシール部材の間に置く。
【0081】針26を有しないが、ピストン27および
シール部材29、ならびに収納された綿撒糸20を含有
する注射器22は、滅菌プラスチック製ケース(図示せ
ず)に入れて、患者の血液試料が必要になるような時ま
で貯蔵される。注射器が必要とされる場合、ケースを開
き、注射針26を取付け、次いで血液試料を患者の血液
保有容器から吸引する。一度綿撒糸20が血液と接触す
ると、綿撒糸は溶解し、そのときに血液は抗凝血剤で処
理され、従って血液は凝固による妨害なしに、ガスまた
は遊離イオンにつき分析できる。充填剤は溶解し、引き
続く測定を著しくは妨げることはない。
【0082】
【実施例】血液試料を本発明によりヘパリン添加する場
合、得られる電解液の読みが正確であることを決定する
ために試験を実施した。
【0083】第1の試験においては、本発明によりヘパ
リン添加した血液試料を、先行技術により凝血阻止した
血液試料と比較した。この場合、本発明によりヘパリン
添加した血液試料を、1987年8月18日に発行され
たエイゼンハルト(Eisenhardt)による米国
特許第4687000号によりヘパリン添加した血液試
料と比較した。結果は、下記第1表にまとめられてい
る。
【0084】
【表1】
【0085】試料1は、本発明によりヘパリン添加せる
血液試料を表わす(乾燥リチウムヘパリン2.8U.
S.P.単位を含有する1cm3の注射器使用)。試料
2は、本発明によりヘパリン添加せる血液試料を表わす
(乾燥リチウムヘパリン7.0U.S.P.単位を含有
する3cm3の注射器使用)。試料3はエイゼンハルト
により記載された方法によりヘパリン添加した血液試料
を表わす。この分析のため、21才〜55才の10人の
健康な志願者から血液を試験注射器中へ採血し、これを
分析まで氷上に置いた。血液試料を遊離のイオン化カル
シウムにつき測定した。結果を第1表に示したように、
各志願者の値は双方の凝血阻止技術に対して実質的に同
じである。
【0086】遊離のイオン化カルシウムに対する本発明
の綿撒糸組成物の効果を確かめるために、もう1つの試
験を、ヘパリン添加した血液試料の値を対照、ヘパリン
不添加試料の値と比較するために実施した。結果は下記
第2表にまとめられている。
【0087】
【表2】
【0088】血液試料は、本発明によりヘパリン添加し
た注射器中へ採血した。試料4は、2.8U.S.P.
単位のリチウムヘパリン活性を含有する1cm3の注射
器中へ採血した血液試料を表わし、試料5は7.0U.
S.P.単位のリチウムヘパリンを含有する3cm3
注射器中へ採血した血液試料を表わす。試料6は対照
群、つまりヘパリン添加しなかった血液試料を表わす。
血液は21才〜55才の健康な志願者の各人から採血し
た。高めたヘパリン濃度は遊離のイオン化カルシウムに
対して有害であるので、これは測定された電解液であっ
た。上記第2表に示したように、ヘパリン添加試料の値
とヘパリン不添加試料の値は、実際に同じである。さら
に、本発明により採取した血液試料のどれも、75分間
凝固しなかった。
【0089】本発明の種々の実施形を詳述したが、これ
ら実施形の変更および修正は当業者には明らかである。
しかし、かかる変更および修正は、特許請求の範囲に記
載したように本発明の思想および範囲内であることは明
白に理解される。
【図面の簡単な説明】
【図1】凍結乾燥法における使用に適合された本発明の
トレーの斜視図。
【図2】図1の2−2線の面での断片的拡大断面図。
【図3】1組の上下に配置された加熱たな、中間絶縁体
および図1に示したトレーを有する凍結乾燥器全体の断
片的概略断面図。
【図4】図1に示したトレーの縦孔を生物学的溶液で充
填する方法を示す立面図。
【図5】図1に示したトレーにより製造し、乾燥した綿
撒糸を含有する注射器の斜視図。
【図6】図1に示したトレーを利用する凍結乾燥器およ
び関連する系の概略図。
【図7】図1に示したトレーを利用する凍結乾燥器の乾
燥室の概略垂直断面図。
【図8】図5の8−8線の面での拡大断面図。
【符号の説明】
10 トレー 12 縦孔 14 上面 16 溶液 18 凍結乾燥器 20 綿撒糸 30 たな 32 乾燥室 34 導管 35 渦巻ポンプ 36 冷却器 38 加熱器 40 真空ポンプ 45 じゃま板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デーヴイツド シー. クレツシン アメリカ合衆国 コロラド レイクウツド ノース エフ.サウス リード コート 864 (72)発明者 マイケル デイー.イリフ アメリカ合衆国 コロラド コニフアー サウス フオールン ロツク ロード 9749

Claims (10)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 少なくとも所定時間注射器内での血液の
    凝固を実質的に防止すると共に、血液の遊離カルシウム
    イオン濃度の測定における誤差を減少する方法におい
    て、 血液の凝固を実質的に防止するのに使用するための所定
    量のヘパリン塩を用意し;所定量の水溶性充填剤を用意
    し;該ヘパリン塩と該充填剤とを合し;合したヘパリン
    塩および充填剤を使用して複数の綿撒糸を製造し、該綿
    撒糸はそれぞれ、綿撒糸を取扱うため注射器中に適当に
    配置するのに十分な充填剤量を有し;該綿撒糸の1つを
    注射器に入れ;該注射器中に血液試料を、血液試料中の
    ヘパリンの濃度が血液1mlあたり約20U.S.P.
    単位よりも小さいようにとり;該注射器から該血液試料
    の少なくとも一部を、血液試料分を分析する試験装置中
    へ送入し;該血液試料分と関連せる遊離カルシウムイオ
    ン濃度を測定すると共に、該ヘパリンの使用による上記
    測定における誤差を減少することを特徴とする注射器内
    での血液凝固を防止する方法。
  2. 【請求項2】 注射器を、遊離カルシウムイオン濃度の
    測定に影響を与える物質を有しないように維持すること
    を特徴とする請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 血液試料中のヘパリンの濃度が、血液1
    mlあたり約2〜約15U.S.P.単位であることを
    特徴とする請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 ヘパリン塩;約60000〜約9000
    0の分子量を有する水溶性グルコースポリマー充填剤を
    含有し、約15U.S.P.単位以下のヘパリン活性を
    有することを特徴とする、血液の凝固を防止するための
    綿撒糸。
  5. 【請求項5】 水溶性グルコースポリマーが主としてデ
    キストランからなることを特徴とする請求項4記載の綿
    撒糸。
  6. 【請求項6】 綿撒糸が約2.0〜約7.8U.S.
    P.単位のヘパリン活性を有することを特徴とする請求
    項4記載の綿撒糸。
  7. 【請求項7】 綿撒糸が約20mg/ml〜約30mg
    /mlの密度を有することを特徴とする請求項4記載の
    綿撒糸。
  8. 【請求項8】 ヘパリン塩が1mgあたり少なくとも約
    190U.S.P.単位のヘパリン活性の活性濃度を有
    することを特徴とする請求項4記載の綿撒糸。
  9. 【請求項9】 綿撒糸が主としてリチウムヘパリン塩お
    よびデキストランからなることを特徴とする請求項4記
    載の綿撒糸。
  10. 【請求項10】 綿撒糸が約50μlよりも小さい体積
    を有することを特徴とする請求項4記載の綿撒糸。
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