JPWO2017195852A1 - 生体投与可能な水溶液及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
[1]本発明は、酸素ナノバブルを含む生体投与可能な水溶液であって、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの前記酸素ナノバブルの平均粒径及び密度がそれぞれ30nm以下及び1mlあたり1016個以上であることを特徴とする生体投与可能な水溶液を提供する。
[2]本発明は、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの前記酸素ナノバブルの平均粒径及び密度がそれぞれ1〜10nm及び1mlあたり1017個以上であることを特徴とする前記[1]に記載の生体投与可能な水溶液を提供する。
[3]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、前記生体投与可能な水溶液の100質量部に対して、塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含む生理食塩水であることを特徴とする前記[1]又は[2]に記載の生体投与可能な水溶液を提供する。
[4]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、5%ブドウ糖液を添加した低張複合電解質液、リンゲル液、高カロリー液及びヘパリンを含む生食液の群から選択されるいずれかの輸液であることを特徴とする前記[1]〜 [3]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液を提供する。
[5] 本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、細胞培養液であることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液を提供する。
[6]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、癌細胞の増殖及び肥大化を抑制又は防止するために生体内への投与又は経口摂取によって使用する水溶液であることを特徴とする前記[1]〜[4]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液を提供する。
[7]本発明は、溶存酸素を含む水溶液を、2以上の貫通小穴を周方向に有する筒の外部から該貫通小穴を通して大気圧以上の圧力で噴射させるときに、前記筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように配置された前記2以上の貫通小穴のそれぞれの開口部から噴射した溶存液を前記筒の中心に水撃が集中するように衝突させることによって発生させた酸素ナノバブルを含有し、該酸素ナノバブルは、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの平均粒径及び密度がそれぞれ30nm以下及び1mlあたり1016個以上であることを特徴とする生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[8]本発明は、前記酸素ナノバブルにおいて、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの平均粒径及び密度がそれぞれ1〜10nm及び1mlあたり1017個以上であることを特徴とする前記[7]に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[9]本発明は、気体及び液体をそれぞれ吸引する手段と、前記気体及び前記液体を同時に加圧して搬送する手段と、該搬送された気体を含む前記液体を新たな酸素と混合させることによって溶存酸素を富化させるための気液混合槽と、該気液混合槽において気液混合の状態にある溶存液を用いてナノバブルを発生させるために、空洞の筒、該筒の周方向に2以上の貫通小穴のそれぞれの開口部が前記筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように配置された前記2以上の貫通小穴、及び前記筒の少なくとも片端部にナノバブル吐出口を有し、前記貫通小穴は該貫通小穴の断面中心部を通る延長線のすべてが前記筒の中心で交差するように配置される噴射ノズルと、を備えるナノバブル発生手段によって前記酸素のナノバブルを発生させることを特徴とする前記[7]又は[8]に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[10]本発明は、前記貫通小穴が、前記筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように、前記筒の周方向等間隔に4個以上8個以内で設けられ、前記筒の空洞に通じる部分の孔径が0.1〜0.5mmであることを特徴とする前記[7]〜[9]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[11]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、前記生体投与可能な水溶液の100質量部に対して、塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含む生理食塩水であることを特徴とする前記[7]〜[10]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[12]本発明は、前記[11]に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法において、前記溶存酸素を含む水溶液として塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含有する水溶液を使用することにより生理食塩水を製造することを特徴とする生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[13]本発明は、前記[11]に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法において、前記溶存酸素を含む水溶液として塩化ナトリウムを含まない水溶液を使用し、前記酸素ナノバブルを含む水溶液を製造した後、前記酸素ナノバブルを含む水溶液に塩化ナトリウムを前記生理食塩水の100質量部に対して0.85〜0.95質量%で配合することにより生理食塩水を製造することを特徴とする生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[14]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、カリウム及びカルシウムの少なくとも1種の元素、5%ブドウ糖液、アミノ酸並びにヘパリンの群から選択される少なくともいずれかの添加剤を含有して製造される輸液であることを特徴とする前記[7]〜[13]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[15]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、細胞を培養するために使用する細胞培養液として製造されることを特徴とする前記[7]〜[14]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
[16]本発明は、前記生体投与可能な水溶液が、癌細胞の増殖及び肥大化を抑制又は防止するために生体内への投与又は経口摂取によって使用する水溶液であることを特徴とする前記[7]〜[14]のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法を提供する。
特許第5555892号公報に開示された方法に従ってナノバブル水作製装置ΣPM-5 (ベローズポンプ式) (シグマテクノロジー有限会社製)により空気ナノバブル水を作製し、純水によって100倍に希釈して測定用試料として用いた。液噴射ノズルとして、図2に示す液衝突ノズル12を有するものを使用した。液衝突ノズル12に設ける貫通小孔の穴は、液衝突ノズル12を構成する筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように、前記筒の周方向等間隔に6個で設けられており、前記筒の空洞に通じる部分の孔径が0.3mmである。また、参考用試料としてナノバブル作製前の純水を用いた。ナノバブル作製前の純水は、ナノバブルを含まない水に相当する。
空気に代えて酸素を用いる以外は、前記参考例1と同様の装置と方法によって酸素ナノバブルを含む水溶液を製造した。本実施例による酸素ナノバブル水は、クライオ透過型電子顕微鏡Titan Krios (FEI社製)を用いて、参考例1と同じ条件と方法によって平均粒径及び密度を測定した。図5に、酸素ナノバブルを含む純水を凍結したアモルファス氷について電子顕微鏡像の写真を示す。
前記参考例1で検討した酸素ナノバブルを発生させる前の純水に、塩化ナトリウムを前記生理食塩水の100質量部に対して0.9質量%で配合することにより比較例1の生理食塩水を製造した。
前記特許文献2に開示された方法に従って、気泡径50〜500nmを有する酸素気ナノバブルを含む水溶液を製造し、この水溶液を用いて細胞培養液を作製した。この細胞培養液を比較例2とする。比較例2の細胞培養液について細胞毒性を確認するため、まず通常環境下で一晩血管平滑筋を培養した。比較として通常の細胞培養液、及び前記実施例1で製造した酸素ナノバブルを含有する細胞培養液を用いた。細胞傷害の指標として、細胞形態の変化及び細胞損傷の程度を定性的及び定量的に測定し、細胞の保護がどの程度行えるかを検証し、細胞の保護の程度を前記実施例1の生理食塩水と比較した。検証は、実施例1と同じ方法で行い、嫌気性環境下に放置後での細胞の形態変化の観察とともに、ミトコンドリアの機能を測る試験(MTT assay)として、嫌気性環境下に放置後の細胞生存率を測定した。
水溶液として、塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含有する水溶液を使用する以外は、実施例1と同じ装置を用いて同じ方法及び条件で酸素ナノバブルを含む生理食塩水を製造した。この生理食塩水は、酸素ナノバブルを発生させた後に塩化ナトリウムを添加しないで、そのまま生理食塩水として使用した。本実施例による酸素ナノバブルを含む生理食塩水は、クライオ透過型電子顕微鏡Titan Krios (FEI社製)を用いて、上記と同じ条件と方法によって酸素ナノバブルの平均粒径及び密度を測定した結果、酸素ナノバブルの平均粒径及び密度は、それぞれ3nm及び2×1018個/cc(ml)であることが確認された。本実施例の生理食塩水を実施例2とする。
本実施例において、本発明の生体投与可能な水溶液を用いて癌細胞の増殖及び肥大化を抑制又は防止する効果について検証を行った。具体的には、実施例1と同じ方法で製造された平均粒径が3nmの酸素ナノバブルを含む水溶液を用いて血清と培地とを有する細胞培養液を作製し、この細胞培養液を注入したガラス製の細胞培養用ウエルプレート中に、癌細胞として肺扁平上皮版細胞株EBC−1の肺がん細胞を入れた後、低酸素状態で所定時間留置するときに前記肺がん細胞によって誘導されるタンパク(HIF−1a)の発現の程度を調べた。
実施例3において、酸素ナノバブルを含む水溶液に代えて、酸素ナノバブルを全く含まない水溶液を用いたこと以外には、実施例3と同じ方法で、前記肺がん細胞によって誘導されるタンパク(HIF−1a)の発現を検証した。前記肺がん細胞によって誘導されるタンパク(HIF−1a)の発現の測定方法は、実施例3と同じウエスタンブロッティング法で行った。この検証例を比較例3とする。
Claims (16)
- 酸素ナノバブルを含む生体投与可能な水溶液であって、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの前記酸素ナノバブルの平均粒径及び密度がそれぞれ30nm以下及び1mlあたり1016個以上であることを特徴とする生体投与可能な水溶液。
- 氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの前記酸素ナノバブルの平均粒径及び密度がそれぞれ1〜10nm及び1mlあたり1017個以上であることを特徴とする請求項1に記載の生体投与可能な水溶液。
- 前記生体投与可能な水溶液が、前記生体投与可能な水溶液の100質量部に対して、塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含む生理食塩水であることを特徴とする請求項1又は2に記載の生体投与可能な水溶液。
- 前記生体投与可能な水溶液が、5%ブドウ糖液を添加した低張複合電解質液、リンゲル液、高カロリー液及びヘパリンを含む生食液の群から選択されるいずれかの輸液であることを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液。
- 前記生体投与可能な水溶液が、細胞培養液であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液。
- 前記生体投与可能な水溶液が、癌細胞の増殖及び肥大化を抑制又は防止するために生体内への投与又は経口摂取によって使用する水溶液であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液。
- 溶存酸素を含む水溶液を、2以上の貫通小穴を周方向に有する筒の外部から該貫通小穴を通して大気圧以上の圧力で噴射させるときに、前記筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように配置された前記2以上の貫通小穴のそれぞれの開口部から噴射した溶存液を前記筒の中心に水撃が集中するように衝突させることによって発生させた酸素ナノバブルを含有し、該酸素ナノバブルは、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの平均粒径及び密度がそれぞれ30nm以下及び1mlあたり1016個以上であることを特徴とする生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 前記酸素ナノバブルにおいて、氷包埋法によってクライオ透過型電子顕微鏡で測定したときの平均粒径及び密度がそれぞれ1〜10nm及び1mlあたり1017個以上であることを特徴とする請求項7に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 気体及び液体をそれぞれ吸引する手段と、前記気体及び前記液体を同時に加圧して搬送する手段と、該搬送された気体を含む前記液体を新たな酸素と混合させることによって溶存酸素を富化させるための気液混合槽と、該気液混合槽において気液混合の状態にある溶存液を用いてナノバブルを発生させるために、空洞の筒、該筒の周方向に2以上の貫通小穴のそれぞれの開口部が前記筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように配置された前記2以上の貫通小穴、及び前記筒の少なくとも片端部にナノバブル吐出口を有し、前記貫通小穴は該貫通小穴の断面中心部を通る延長線のすべてが前記筒の中心で交差するように配置される噴射ノズルと、を備えるナノバブル発生手段によって前記酸素ナノバブルを発生させることを特徴とする請求項7又は8に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 前記貫通小穴は、前記筒の径方向断面と平行な同一平面上で対向するように、前記筒の周方向等間隔に4個以上8個以内で設けられ、前記筒の空洞に通じる部分の孔径が0.1〜0.5mmであることを特徴とする請求項7〜9のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 前記生体投与可能な水溶液が、前記生体投与可能な水溶液の100質量部に対して、塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含む生理食塩水であることを特徴とする請求項7〜10のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 請求項11に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法において、前記溶存酸素を含む水溶液として塩化ナトリウムを0.85〜0.95質量%で含有する水溶液を使用することにより生理食塩水を製造することを特徴とする生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 請求項11に記載の生体投与可能な水溶液の製造方法において、前記溶存酸素を含む水溶液として塩化ナトリウムを含まない水溶液を使用し、前記酸素ナノバブルを含む水溶液を製造した後、前記酸素ナノバブルを含む水溶液に塩化ナトリウムを前記生理食塩水の100質量部に対して0.85〜0.95質量%で配合することにより生理食塩水を製造することを特徴とする生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 前記生体投与可能な水溶液が、カリウム及びカルシウムの少なくとも1種の元素、5%ブドウ糖液、アミノ酸並びにヘパリンの群からなる選択される少なくともいずれかの添加剤を含有して製造される輸液であることを特徴とする請求項7〜13のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 前記生体投与可能な水溶液が、細胞を培養するために使用する細胞培養液として製造されることを特徴とする請求項7〜14のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
- 前記生体投与可能な水溶液が、癌細胞の増殖及び肥大化を抑制又は防止するために生体内への投与又は経口摂取によって使用する水溶液であることを特徴とする請求項7〜14のいずれかに記載の生体投与可能な水溶液の製造方法。
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