KR100822521B1 - 인공 생리적 염류 용액 및 그의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1, pH가 4.0 내지 7.9, 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L인 인공 생리적 염류 용액, 및 그의 제조 방법에 의해, 활성 산소 소거능 및 항염증 작용을 가지고, 기관 세정액 (눈 세정액, 코 세정액 등), 인공 수액, 인공 양수, 보호액, 세포·조직 배양액 등, 다양한 용도에 적용할 수 있는 신규한 인공 생리적 염류 용액, 및 그의 제조 방법을 제공할 수 있다.
활성 수소 반응치, 인공 생리적 염류 용액, 활성 산소 소거능, 항염증 작용, 기관 세정액

Description

인공 생리적 염류 용액 및 그의 제조 방법{ARTIFICAL PHYSIOLOGICAL SALT SOLUTION AND PROCESS FOR PRODUCING THE SAME}
본 발명은, 인공 생리적 염류 용액 및 그의 제조 방법에 관한 것이다.
최근, 건성안, 예컨대 콘택트 렌즈 사용에 의한 눈의 건조, 이물감, 눈의 피로, 눈의 가려움, 눈 깜박임의 증가, 충혈 등의 증상을 나타내는 사람이 증가 일로를 걷고 있다. 건성안이란, 눈의 표면을 커버해서 외계로부터의 병원체를 구제하거나, 격막에 영양을 옮기거나 하는 역할을 담당하는 눈물의 양이 여러 가지 원인에 의해 감소하여, 눈의 표면을 커버하는 기능이 저해되어 버린 상태이다. 이것에 의해, 상기의 눈의 건조, 이물감, 눈의 피로, 눈의 가려움, 눈 깜박임의 증가, 충혈 등의 증상이 나타난다. 건성안의 원인으로서는, 노화에 의한 눈물샘 분비능 저하, 결막염, 비타민 A 결핍증, 쉐그렌 증후군, 스티븐-존슨 증후군, 류머티즘, 당뇨병, 약제의 부작용 등을 들 수 있고, 그것에 의해 분비 부전형 건성안이 야기된다. 또한, 근래에는 콘택트 렌즈 착용에 의한 누액의 증발 항진, VDT(Visual Display Teminals) 작업중에 나타나는 깜박임 횟수의 감소 등에 의해, 증발 항진형의 건성안이 야기된다.
종래부터, 건성안의 치료로서는, 누액의 분비량과 증발량의 밸런스를 유지하 는 것을 기본 개념으로 해서, 방의 가습이나 규칙적인 깜박임 등의 생활지도, 인공누액의 빈번한 점안, 보호 안경에 의한 누액 증발량의 억제, 누점의 폐쇄라고 하는 방법이 이용되고 있었다. 근래에는, 건성안 환자의 누액층에서는, 산화 반응이나 염증 반응이 인지되는 것이 이미 밝혀져 있다 (예를 들면, 문헌 [Albert J. Augustin 등, "Oxidative Reactions in the Tear Fluid of Patients Suffering from Dry Eyes", Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology, Springer, 제233권, 제11호, 1995년, p.694 내지 698 (비 특허 문헌 1)] 참조). 이 때문에, 건성안의 원인으로 되거나 또는 결과로 되는 염증 변화에 주목하게 되어, 스테로이드제를 점안함으로써 건성안의 증상을 완화시키는 시도가 되어 있다( 예를 들면, 문헌 [Avni M. Avunduk 등, "The Comparison of Efficacies of Topical Corticosteroids and Nonsteroidal Anti-inflammatory Drops on Dry Eye Patients:A Clinical and Immunocytochemical Study", American Journal of Ophthalmology, Elsevier Science, 제136권, 제4호, 2003년 10월, p.593 내지 602 (비 특허 문헌 2)] 참조).
그렇지만, 누액의 분비량과 증발량의 밸런스를 유지하는 것을 기본 개념으로 한 치료법에서는, 생활지도 등을 행하였다고 해도, 바쁘게 활동하지 않을 수 없는 현대 사회에 있어서 충분히 수행되는 것이 곤란하고, 실질적 효과는 기대할 수 없다. 또한, 스테로이드제의 점안에 관해서는, 그 효력은 확실하다고 예상되지만, 거듭 되는 사용에 의한 효과의 저하 및 중지시의 리바운드 등의 중대한 부작용이 충분히 예상될 수 있다. 따라서, 부작용 등이 발현되는 일 없이, 산화 반응이나 염증 반응을 억제할 수 있는, 눈 세정 또는 점안에 적용 가능한 신규 조성물의 개발이 요망되고 있다.
또한, 화분증 등의 알레르기 증상의 경감을 목적으로 하는 비강 세정에 이용되는 통상적인 세정액이 알려져 있다. 비강 세정액으로서는, 종래의 생리적 식염수 등이 이용되고 있기 때문에, 산화 반응이나 염증 반응을 억제하는 능력은 없다. 이 때문에, 전술한 눈 세정액의 경우와 마찬가지로, 산화 반응 및 염증 반응을 충분히 억제할 수 있는 비강 세정액의 개발이 현재 요망되고 있다.
근래에는, 예를 들면 종합 아미노산 수액, 고칼로리 수액용 당·전해질·아미노산액, 전해질 수액, 고칼로리 수액용 당·전해질액, 복강 투석액 및 인공신장용 투석액 등의 인공 수액이, 예를 들어 의료 현장에서 빈번하게 이용되고 있다. 이러한 인공 수액은, 수술 후의 회복, 탈수로부터의 보급, 생존 유지 등의 목적으로 사용되는 것이지만, 이러한 상태일 때는 체내에 손상이 있어, 활성 산소에 의한 산화 손상이 발생할 수 있다. 또한, 인공 수액 외, 출산의 현장에서 태아의 생명을 유지하기 위해서 이용되는 인공 양수 및 심장 수술 시에 이용되는 심근 보호액 등의 보호액에 대해서도, 동일한 방식으로 활성 산소에 의한 산화 손상의 문제가 발생할 수 있다. 따라서, 인공 수액, 인공 양수 및 보호액에 있어서도, 인체 내에서의 산화 반응 및 염증 반응을 억제할 수 있는 것이기를 요망되지만, 산화 손상에 대한 방어 물질이 들어간 인공 수액, 인공 양수 및 보호액은 아직 개발되어 있지 않다.
또한, 배양하는 세포 또는 조직에 해를 미치지 않도록 인체의 체액에 가까운 조성으로 조정되는 세포/조직 배양액에 있어서도, 산화 손상을 충분히 막을 수 있는 방어 물질을 함유하는 것이 현재까지 아직 없다. 세포/조직 배양액을 이용하여 배양되는 세포 및 조직은, 체내에서의 세포/조직과는 달리 인위적으로 취급하기 쉬운 상태로 되어 있기 때문에, 체내의 세포·조직과 비교해서 산화 스트레스를 받고 쉽고, 따라서, 이러한 산화 손상을 억제할 수 있는 신규의 세포/조직 배양액의 개발은, 특히 유용하다고 말할 수 있다.
비 특허 문헌 1: Albert J. Augustin 등, "Oxidative Reactions in the Tear Fluid of Patients Suffering from Dry Eyes", Graefe's Archive for Clinical and Experimental Ophthalmology, Springer, 제233권, 제11호, 1995년, p.694 내지 698
비 특허 문헌 2: Avni M. Avunduk 등, "The Comparison of Efficacies of Topical Corticosteroids and Nonsteroidal Anti-inflammatory Drops on Dry Eye Patients: A Clinical and Immunocytochemical Study", American Journal of Ophthalmology, Elsevier Science, 제136권, 제4호, 2003년 10월, p.593 내지 602
발명의 개시
발명이 해결하고자 하는 과제
본 발명은 상기 기재된 과제를 해결하기 위하여 제공되는 것으로서, 그 목적으로 하는 바는, 활성 산소 소거능 및 항 염증 작용을 가지고, 기관 세정액(눈 세정액, 비강 세정액 등), 인공 수액, 인공 양수, 보호액 및 세포/조직 배양액 등, 다양한 용도에 적용할 수 있는 신규 인공 생리적 염류 용액, 및 그의 제조 방법을 제공하는 것이다.
발명이 해결하기 위한 수단
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1이고, pH가 4.0 내지 7.9 (바람직하게는, 6.0 내지 7.9)이고, 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L (바람직하게는, 260 내지 320 mOsm/L)인 것을 특징으로 한다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 나트륨 이온, 칼륨 이온 및 염화물 이온을 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 나트륨 이온을 200 mEq/L 이하로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 칼륨 이온을 100 mEq/L 이하로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 염화물 이온을 200 mEq/L 이하로 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 전해 환원수에 이온 밸런스의 조정을 한 것이 바람직하다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 산화-환원 전위가 -800 내지 +200 mV인 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 이하의 (a) 내지 (c)의 용도로 매우 적합하게 이용할 수 있는 것이다.
(a) 기관 세정액
(b) 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액
(c) 세포/조직 배양액
본 발명은 또한 전해 환원수를, 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1이고, pH가 4.0 내지 7.9 (바람직하게는, 6.0 내지 7.9)이고, 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L (바람직하게는, 260 내지 320 mOsm/L)가 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법도 제공한다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법에 있어서, 염화나트륨 및/또는 염화칼륨을 첨가함으로써, 전해 환원수의 이온 밸런스를 조정하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다.
발명의 효과
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 활성 산소 소거능 및 염증성 세포인 다형핵 백혈구, 특히 호중구의 주화 활성 및 유주 활성을 억제하는 작용을 나타내고, 나아가서는 적용하는 기관, 조직 및 세포에 악영향을 미치는 일이 없기 때문에, 인공적으로 제작한 생리적 염류 용액으로서 다양한 용도에 매우 적합하게 적용할 수 있다.
예를 들면, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 스테로이드제 이외의 종래의 눈 세정액과 비교해서 강한 활성 산소 소거능 및 항염증 작용을 가지기 때문에, 눈 세정액으로서 적용했을 경우에는, 종래보다 적은 세정 횟수, 또는 점안 횟수로 충분한 효과를 발현할 수 있다. 따라서, 바쁘게 활동하지 않을 수 없는 현대사회에서도 치료의 실질적 효과를 기대할 수 있다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 종래의 스테로이드제를 이용한 경우와는 달리 원하지 않는 부작용을 일으키는 일 없이, 눈의 염증을 억제할 수 있고, 활성 산소나 그것을 일으키는 물질에 의한 눈 조직의 손상을 받는 것을 방지할 수 있어, 이에 따라 눈의 건조, 이물감, 눈의 피로, 눈의 가려움, 눈 깜박임의 증가, 충혈 등의 증상을 완화시킬 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 비강 세정액으로서 적용했을 경우에는, 비강 내의 먼지나 잡균, 화분 등을 없애, 비강 내의 세정을 매우 적합하게 행할 수 있고, 또한, 인공 생리적 염류 용액이 가지는 항산화 작용 및 항염증 작용에 의해, 원하지 않는 부작용을 일으키는 일 없이 화분증 등의 알레르기 증상을 억제할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용했을 경우에는, 세포 및 조직, 기관, 태아가 산화 손상을 받기 어려워져, 결과적으로 보다 신속히 회복되도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용했을 경우에는, 세포 또는 조직이 산화 손상을 받기 어려워져, 보다 체내에 가까운 환경에서의 배양 세포 및 배양 조직을 이용한 실험계의 실현이 가능해진다. 또한, 특히, 초대 배양 세포(셀 라인화 하기 전의 배양 세포)에 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용했을 경우에는, 산화 손상의 억제에 의해 초대 배양 세포의 수명이 늘어난다고 하는 현저한 효과를 발휘한다.
도 1은 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 의한 호중구에서의 유주/주화능의 억제 활성을 나타내는 도면이다.
발명을 실시하기 위한 최량의 형태
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 각각 특정 범위의 활성 수소 반응치, pH, 침투압을 겸비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 의하면, 적용하는 기관, 조직 및 세포에 악영향을 미치는 일 없이, 후술하는 바와 같은 활성 산소 소거능, 염증성 세포인 다형핵 백혈구, 특히 호중구의 주화 활성 및 유주 활성을 억제하여 항염증 효과를 발휘할 수 있다. 여기서, 「인공 생리적 염류 용액」이란, 인체 중의 체액과 유사한 조성을 가지는 인공적으로 제작된 생리적 염류 용액을 의미한다. 또한, 「체액과 유사한 조성」이란, 인공 생리적 염류 용액을 용도에 따라, 기관, 조직 또는 세포에 적용했을 때에, 기관, 조직 또는 세포에 해를 미치지 않을 정도로 당해 기관, 조직 또는 세포에 있어서의 체액의 조성에 가까운 조성을 의미한다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 구체적으로는, 기관 세정액 (예를 들면, 눈 세정액 (점안제를 포함함) 및 비강 세정액), 인공 수액, 인공 양수, 보호액 (예를 들면 심근 보호액), 세포/조직 배양액 등, 광범위에 걸친 응용을 기대할 수 있다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 활성 수소 반응치 (수소 라디칼 반응치)가 0.01 내지 1의 범위 내에 있는 것이다. 활성 수소 반응치가 0.01 미만 또는 1 초과이면, 활성 산소 소거능 및 항염증 효과가 저하되어 버리거나, 또는 소멸되어 버리기 때문에, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 활성 수소 반응치는, 상기 범위 내에 있다면 특별히 제한되지 않지만, 0.1 내지 1인 것이 바람직하고, 0.5 내지 1인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 활성 수소 반응치는, 일본 특허 공개 2002-350420호 공보에서, 본 출원인이 제안한 방법 (이하, 「DBNBS법」이라고 부름)에 준해 측정한 값이다. 활성 수소 반응치의 측정은, 구체적으로는, 이하와 같이 수행한다.
(1) 517 ㎚ 근방에서의 흡수를 갖는 1,1-디페닐-2-피크릴히드라질(DPPH)의 용액에, 백금흑 존재하에서 일정한 속도로 수소 가스를 불어 넣고, 517 ㎚ 근방의 흡광도의 감쇠와 수소 가스의 불어 넣음 시간의 상관 그래프를 구한다 (검량선 A의 작성).
(2) 100 μM 이하의 시스테인과 DPPH를 반응시켜, DPPH의 517 ㎚ 근방의 흡광의 감쇠와 시스테인 농도의 상관 그래프를 구한다 (검량선 B의 작성).
(3) 450 ㎚ 근방에 흡수를 갖는 3,5-디브로모-4-니트로소벤젠술폰산의 나트륨염(DBNBS)의 용액에 백금흑 존재하에서 일정한 속도로 수소 가스를 불어 넣고, 450 ㎚ 근방의 흡광도와 활성 수소 농도의 상관 그래프를 구한다 (검량선 C의 작성).
(4) 시료 (인공 생리적 염류 용액)에 DBNBS를 첨가하여, 60℃로 1시간 동안 가열한 후의 450 ㎚ 근방에서의 흡광도를 측정하고, 얻어진 측정치를 활성 수소 반응치 (수소 라디칼 반응치)로서 사용한다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, pH가 4.0 내지 7.9 (바람직하게는 6.0 내지 7.9)의 범위 내에 있는 것이다. pH가 4.0 미만 또는 7.9 초과이면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포에 원하지 않는 영향 또는 기능 저하가 발생될 우려가 있어, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 pH는, 상기 범위 내에 있다면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 기관 세정액으로서 적용하는 경우에는, 6.0 내지 7.7인 것이 바람직하다 (그 중에서도, 본 발명의 인공 생리염적 염류 염수를 눈 세정에 이용하는 경우에는, pH가 7.3 내지 7.6의 범위인 것이 매우 적합하고, 비강 세정에 이용하는 경우에는, pH가 6.0 내지 7.4의 범위인 것이 매우 적합함). 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용하는 경우에는, 4.0 내지 7.6인 것이 바람직하고, 7.1 내지 7.6인 것이 보다 바람직하고, 7.3 내지 7.5인 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용하는 경우에는, 6.9 내지 7.5인 것이 바람직하고, 7.1 내지 7.3인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에의 pH는, pH 미터(φ260, 베크맨사(Beckman, Inc.)제)를 이용하여 pH 전극을 인공 생리적 염류 용액에 침지해서 표시를 판독함으로써 측정된 값을 가리킨다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 침투압은 260 내지 2560 mOsm/L (바람직하게는 260 내지 320 mOsm/L)의 범위 내이다. 침투압이 260 mOsm/L 미만 또는 2560 mOsm/L 초과이면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포에 원하지 않는 장애 또는 기능 저하가 발생할 우려가 있어, 본 발명의 목적을 달성할 수 없다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 침투압은, 상기 범위 내에 있다면 특별히 제한되지 않지만, 예를 들면, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 기관 세정액으로서 적용하는 경우에는, 270 내지 315 mOsm/L인 것이 바람직하고, 280 내지 305 mOsm/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용하는 경우에는, 270 내지 2560 mOsm/L인 것이 바람직하고, 270 내지 310 mOsm/L인 것이 보다 바람직하고, 280 내지 300 mOsm/L인 것이 특히 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용하는 경우에는, 260 내지 310 mOsm/L인 것이 바람직하고, 265 내지 280 mOsm/L인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 침투압은, 침투압계(오스모미터, 뢰블링(ROEBLING)사제)를 이용하여 빙점 강하법의 원리에 기초하여 측정된 값이다.
전술한 바와 같이 활성 수소 반응치, pH 및 침투압이 각각 특정 범위 내인 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 활성 산소 소거능 및 염증성 세포인 다형핵 백혈구, 특히 호중구의 주화 활성 및 유주 활성을 억제하는 작용을 제공하고, 나아가 적용하는 기관, 조직 및 세포에 악영향을 미치는 일이 없기 때문에, 인공적으로 제작한 생리적 염류 용액으로서 다양한 용도에 매우 적합하다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 활성 산소 소거능에 대해서는, 예를 들면, 펜톤 반응법(Fenton reaction method)에 따라 확인할 수 있다. 펜톤 반응법은 활성 산소 중의 ·OH를 측정하는 방법이며, 과산화수소로부터 철을 촉매로서 이용하여 ·OH를 발생시켜, ·OH에 의해 발광 시약인 루미놀을 여기시키고, 이때에 방출되는 발광을 이용하여 활성 산소의 감소를 관찰하는 방법이다. 구체적인 조작 방법은, 고감도 화학 발광 측정기(CLD-110, 토호쿠 전자 산업 주식회사제)를 이용하여 셀 중에 0.1 M의 트리스 염산 완충액 (pH 7.8), 2.5 μM의 루미놀, 5 μM의 DTPA (디에틸렌트리아민-N,N,N',N", N"'-펜타아세트산), 5 μM의 FeSO4 및 50 μM의 과산화수소를 최종 농도로 되도록 가한 후, 시료 (인공 생리적 염류 용액)를 첨가하여, 전체량이 2 mL가 되도록 조정한 다음, 발광 강도의 변화를 측정함으로써 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 활성 산소 소거능에 대해서는, 상기 펜톤 반응법 이외에도, 과산화수소법 또는 HX-XOD법에 따라 측정하는 것도 가능하다. 과산화수소법은 활성 산소 중 H2O2를 측정하는 방법이며, 전술한 펜톤 반응법의 반응액으로부터 DTPA의 FeSO4 혼액을 제거하여 반응액을 얻고, 과산화수소에 유래하는 루미놀 발광을 측정하는 방법이다. 또한, HX-XOD법은 활성 산소 중의 O2·을 측정하는 방법이며, HX(히포크산틴)를 기질로 하여, XOD(크산틴 옥시다제)에 의해 O2·을 발생시켜, O2·이 발광 시약인 CLA(와코 순약 공업 주식회사제)를 여기시키고, 이때에 발생하는 활성 산소의 감소를 관찰하는 방법이다. HX-XOD법은 구체적으로는, CLD-110의 셀 중에 0.2 μM의 인산 완충액 (pH 7.8), 1 μM의 CLA, 5 U/mL의 XOD, 10 μM의 HX를 최종 농도가 되도록 가한 후, 샘플 (인공 생리적 염류 용액)을 첨가하여, 전체량이 2 mL가 되도록 조절한 다음, 발광 강도의 변화를 측정함으로써, 활성 산소 소거능을 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 의한 염증성 세포의 끌어들임 (주화 활성 및 유주 활성)의 효과는, 케모탁시스 챔버법에 따라 확인할 수 있다. 구체적으로는, 우선 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에, 인간 혈액으로부터 분리된 호중구를 부유시켜 일정 시간 동안 처리한다. 그 후, IL-8 또는 PANTES 등의 케모카인의 용액을 챔버의 웰에 넣고, 그 위에 폴리카르보네이트제의 막 (폴리비닐피롤리돈 무함유) (호중구보다 약간 작은 구멍이 규칙적으로 형성되어 있음)을 배치하고, 그 위에 상기 호중구의 부유액을 첨가하여, 일정 시간 동안 유주/주화시켜, 막의 구멍을 통과해서 웰 안에까지 유주/주화한 호중구를, 디프-퀵(Diff-Quik) 등의 염색액으로 염색하여 계수함으로써 그 효과를 평가할 수 있다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+) 및 염화물 이온(Cl-) 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액이, 나트륨 이온(Na+), 칼륨 이온(K+) 및 염화물 이온(Cl-) 중 적어도 어느 하나를 함유하지 않는 경우에는, 인공 생리적 염류 용액을 적용한 기관, 조직 또는 세포에서 세포 증식이 정지되고, 기관, 조직 또는 세포의 기능이 저하 또는 정지해 버릴 우려가 있다. 본 발명의 바람직한 양태의 인공 생리적 염류 용액에 나트륨 이온, 칼륨 이온 및 염화물 이온 중 적어도 어느 하나를 포함함으로써, 인공 생리적 염류 용액을 적용하는 기관, 조직 또는 세포의 기능을 유지할 수 있다고 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액이 나트륨 이온을 포함하는 경우에는, 200 mEq/L 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 나트륨 이온의 함유량이 200 mEq/L를 초과하면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포에 원하지 않는 장애 또는 기능 저하가 발생할 우려가 있기 때문이다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 적용하는 기관, 조직 또는 세포의 기능 저하를 방지하는 관점에서, 나트륨 이온을 30 mEq/L 이상으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 나트륨 이온의 함량은, 상기와 같이 200 mEq/L 이하인 것이 바람직하지만, 예를 들면, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 기관 세정액으로서 적용하는 경우에는, 125 내지 165 mEq/L인 것이 바람직하고, 135 내지 155 mEq/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용하는 경우에는, 135 내지 170 mEq/L인 것이 바람직하고, 145 내지 160 mEq/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용하는 경우에는, 115 내지 155 mEq/L인 것이 바람직하고, 125 내지 145 mEq/L인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액이 칼륨 이온을 포함하는 경우에는, 100 mEq/L 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 칼륨 이온의 함유량이 100 mEq/L를 초과하면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포에 원하지 않는 장애 또는 기능 저하가 발생할 우려가 있기 때문이다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 적용하는 기관, 조직 또는 세포의 기능 저하를 방지하는 관점에서, 칼륨 이온을 1 mEq/L 이상으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 칼륨 이온의 함량은, 상기와 같이 100 mEq/L 이하인 것이 바람직하지만, 예를 들면, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 기관 세정액으로서 적용하는 경우에는, 10 내지 40 mEq/L인 것이 바람직하고, 20 내지 30 mEq/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용하는 경우에는, 2 내지 10 mEq/L인 것이 바람직하고, 3 내지 7 mEq/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용하는 경우에는, 1 내지 8 mEq/L인 것이 바람직하고, 2 내지 6 mEq/L인 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액이 염화물 이온을 포함하는 경우에는, 200 mEq/L 이하로 포함하는 것이 바람직하다. 이는 염화물 이온의 함유량이 200 mEq/L를 초과하면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포에 원하지 않는 장애 또는 기능 저하가 발생할 우려가 있기 때문이다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 적용하는 기관, 조직 또는 세포의 기능 저하를 방지하는 관점에서, 칼륨 이온을 1 mEq/L 이상으로 포함하는 것이 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 염화물 이온의 함량은, 상기와 같이 200 mEq/L 이하인 것이 바람직하지만, 예를 들면, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 기관 세정액으로서 적용하는 경우에는, 110 내지 150 mEq/L인 것이 바람직하고, 120 내지 140 mEq/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용하는 경우에는, 90 내지 130 mEq/L인 것이 바람직하고, 100 내지 120 mEq/L인 것이 보다 바람직하다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용하는 경우에는, 80 내지 120 mEq/L인 것이 바람직하고, 90 내지 110 mEq/L인 것이 보다 바람직하다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 상기 기재한 나트륨 이온, 칼륨 이온 및 염화물 이온의 함량은, ICP-MS(Induced coupling plasma-mass spectrometry; 유도 결합 플라스마-질량 분석 장치)(아길런트(Agilent) 7500, 아길런트 테크놀로지스(Agilent Technologies)사제)를 이용하여 측정된 값이다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 상기 나트륨 이온, 칼륨 이온, 염화물 이온 이외의 다른 성분을, 본 발명의 효과를 해치지 않는 범위 내에서 함유할 수 있다. 이러한 성분으로서는, 예를 들면, 아미노산류, 글루코오스, 시트르산, 칼슘 이온, 탄산수소 이온, 인산수소 이온, 인산이수소 이온, 포도당, 과당, 크실리톨, 아세트산, 락트산 및 마그네슘 이온 등을 들 수 있다. 그 외에도, 예를 들면 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 기관 세정액으로서 적용하는 경우에는, 콘드로이틴 황산나트륨, 히알루론산 등을 들 수 있고, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서 적용하는 경우에는, 아연, 황산, 단백질, 당류, 지질, 인, 철, 요오드, 망간, 구리, 바나듐, 비뇨 중 트립신 억제제(UTI) 등을 들 수 있고, 또한 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 적용하는 경우에는, 아연, 황산, 단백질, 당류, 지질, 인, 철, 요오드, 망간, 구리, 바나듐, 셀레나이트(아셀렌산나트륨), 에탄올아민, 비뇨 중 트립신 억제제(UTI), 혈청, 혈장, 액티빈 등을 들 수 있다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 전해 환원수에 이온 밸런스의 조정을 가한 것이 바람직하다. 여기서, 「전해 환원수」는, 격막에 의해 분리된 음극실과 양극실의 각각에 전해질을 용해시킨 물(원료수)을 도입해서 전기 분해함으로써 음극실에 생성되며, 반응성이 큰 원자상 수소인 활성 수소를 풍부하게 포함하는 물이다. 「전해 환원수」는 환원성(항산화성)을 가지는 활성 수소를 풍부하게 포함함으로써 항산화 작용을 가지고, 그 결과, 여러 가지 질병의 예방이나 치료에 도움이 되어, 노화의 진행을 억제하는 것 외에, 의료 이외의 분야에서도, 식품의 보존이나 반도체의 세정 등, 많은 분야에서 이용이 기대되고 있다. 이와 같이, 전술한 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 전해 환원수를 이용하여 조제함으로써, 전해 환원수 중의 활성 물질의 성질상, 활성 산소를 소거해도 그 활성 성분은 단순히 물로 되돌아오기 때문에 부작용이 없다고 하는 이점이 있다. 전해 환원수의 제법에 대해서는, 예를 들면 전해 환원수 제조 장치(TI-8000, 니혼 트림사(Nihom Trim Co., Ltd.)제)를 이용한 방법이 알려져 있고, 그 매우 적합한 한 방법에 대해서는, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법의 설명에 있어서 후술한다.
또한, 「이온 밸런스의 조정」이란, 칼륨 이온:나트륨 이온=1:4 내지 1:8(몰비)로 되도록, 나트륨 이온과 칼륨 이온의 함량을 조정하는 것을 의미한다. 이는 이온 밸런스가 칼륨 이온:나트륨 이온=1:4 미만이거나, 또는 칼륨 이온:나트륨 이온=1:8을 초과하면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포의 기능이 저하되어 버리는 경향이 있기 때문이다. 이온 밸런스는, 상기 범위 내에서도, 칼륨 이온:나트륨 이온=1:5 내지 1:7이 되도록 조정되는 것이 보다 바람직하고, 칼륨 이온:나트륨 이온=1:6이 되도록 조정되는 것이 가장 바람직하다.
여기서, 인공 생리적 염류 용액이 이온 밸런스가 맞춰져 있는지의 여부는, ICP-MS(아길런트 7500, 아길런트 테크놀로지스사제)를 이용하여, 인공 생리적 염류 용액 중에 함유되는 칼륨 이온에 대한 나트륨 이온의 몰비를 산출함으로써 확인할 수 있다.
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 산화-환원 전위(ORP)가 -800 내지 +200 mV의 범위 내인 것이 바람직하고, -500 내지 +100 mV의 범위 내인 것이 보다 바람직하고, -400 내지 +50 mV의 범위 내인 것이 가장 바람직하다. 이는 산화-환원 전위가 -800 mV 미만 또는 +200 mV 초과이면, 적용하는 기관, 조직 또는 세포의 기능이 저하되어 버리는 경향이 있기 때문이다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 있어서의 산화-환원 전위는, 산화-환원 전위계(RM-20P, 토아 덴파 고교 사(Toa Denpa Kogyo Co., Ltd.)제)를 이용하여 측정된 값이다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 광범위한 범위의 응용이 가능하지만, 특히, (a) 기관 세정액, (b) 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액, 및 (c) 세포/조직 배양액으로서 적용되는 것이 바람직하다. 여기서, 이것들은 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 특히 적합하게 적용할 수 있는 용도를 예시한 것에 지나지 않고, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 이들 용도로 한정되지 않고, 광범위하게 적용된다.
(a) 기관 세정액으로서의 용도
기관 세정액의 용도로서는, 예를 들면, 눈 세정액 (점안제를 포함함), 비강 세정액, 및 그 외, 피부, 귀, 심장, 폐, 신장, 간장, 근육, 췌장, 뇌, 구강, 복강, 비장, 담낭, 충수 및 소화관 등의 기관의 세정에의 적용을 들 수 있다.
(a-1) 눈 세정액 (점안제를 포함함)으로서의 용도
눈의 염증에서, 국소에서 일어나는 염증 부위에서의 활성 산소의 발생 및 추가로, 국소에 염증성 세포를 끌어들여지고, 그 끌어들여진 세포로부터의 활성 산소의 발생이 있고, 그 양자에 의해 눈의 가려움, 안정(眼精) 피로 등의 증상으로 이어져, 눈의 조직에 손상을 준다. 상기와 같은 활성 산소의 해를 저지하려면, 활성 산소를 소거하는 능력 및 염증성 세포를 염증 부위에 끌어들이기 어렵게 하는 능력이 필요하다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 눈 세정액으로서 이용하는 경우, 활성 산소 소거능, 염증성 세포인 다형핵 백혈구, 특히 호중구의 주화 활성 및 유주 활성을 억제하는 작용을 나타내기 때문에, 눈 세정, 안질 예방 (수영 후, 먼지나 땀 등이 눈에 들어갔을 때, 콘택트 사용, VDT 작업중 등), 또는 눈의 치료시 및 수술시에 세정액으로서 사용하는 경우, 전해 환원수의 항염증 효과에 의해, 염증이 억제되어, 눈의 조직이 활성 산소 및 그것을 일으키는 물질에 의한 손상을 받기 어려워진다. 이의 결과로서, 눈의 건조, 이물감, 눈의 피로, 눈의 가려움, 눈 깜박임의 증가, 충혈 등의 증상을 완화시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 건성안, 콘택트 렌즈 사용, VDT 작업 등에 의한 눈의 건조, 이물감, 눈의 피로, 눈의 가려움, 깜박임의 증가, 충혈 등의 때에 발생하는 활성 산소에 의한 눈 조직의 손상을 막기 위한 눈 세정, 안질 예방 (수영 후, 먼지나 땀 등이 눈에 들어갔을 때 등), 또는 눈의 치료시 및 수술시에 사용되는 눈 세정액 (점안제를 포함함)으로서 특히 적합하게 사용할 수 있다. 건성안의 최근의 임상 연구에서는, VDT 작업자의 31.2％가 건성안이고, 44％가 건성안이 의심된다. 최근, VDT 작업자 수는 꾸준히 증가 하여, 매우 많은 사람이 건성안 또는 이에 가까운 증상을 겪고 있다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 라인화에 의해 제조하는 것이 가능하고, 우수한 수준의 재현성으로 생산하는 것이 가능하기 때문에, 건성안 또는 이에 가까운 증상을 겪는 사람들에게 널리 제공하는 것이 가능하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 눈 세정액으로서 사용하는 경우에는, 예를 들면, 눈 주위에 피트되는 형상의 테두리를 갖춘 5 내지 20 mL의 컵에 수용하고, 컵의 테두리를 눈에 대어 눈에 인공 생리적 염류 용액을 접촉시키면서 깜박임으로써, 눈 세정을 행할 수 있다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 점안제의 형태로도 사용할 수 있고, 이 경우에는, 통상 사용되는 점안제 용의 용기 내에 수용하여, 몇 방울 눈에 적하하도록 한다. 점안제로 하는 경우, 통상 점안제에 배합되는 방부제를 배합하지 않고, 1회용 타입의 포장으로 하는 것이 바람직하다.
(a-2) 비강 세정액으로서의 용도
또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 비강 세정액으로서 적용했을 경우에는, 비강 내의 먼지, 잡균, 화분 등을 제거할 수 있으며, 비강 내의 세정을 매우 적합하게 행할 수 있고, 또한 인공 생리적 염류 용액이 갖는 항산화 작용 및 항염증 작용에 의해, 원하지 않는 부작용을 일으키는 일 없이 화분증 등의 알레르기 증상을 억제할 수 있다. 비강 세정액으로서 이용하는 경우에는, 예를 들면 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을, 분무 수단을 갖춘 용기 내에 수용하여, 적당히 비강 내에 분무할 수 있는 스프레이의 형태로 함으로써, 매우 적합하게 비강 세정을 행할 수 있다.
(b) 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액으로서의 용도
본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액, 인공 양수 또는 보호액(심근 보호액)으로서 이용한 경우에는, 세포 또는 조직, 기관, 또는 태아가 산화 손상을 받기 어려워져, 결과적으로 회복이 빨리 된다고 하는 효과를 발휘할 수 있다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 인공 수액으로서 이용하는 경우, 예를 들면, 인공 생리적 염류 용액을 임의의 익히 공지된 형태, 예를 들면 수액 백 내에 수용한 형태로 제공할 수 있다. 또한, 수액 투여량을 감소시켜 부종을 막기 위해서, 전술한 본 발명의 범위 내의 높은 침투압을 갖는 농축액 (통상의 인공 생리적 염류 용액의 예를 들어 8배의 농도를 가짐)으로서 인공 수액을 실현하도록 해도 된다. 인공 양수로서 이용하는 경우에는, 출산의 현장에서 조산파수 또는 양수 과소증의 임산부에게, 예를 들면 카테터 등을 이용하여 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 경강적으로 자궁 내에 주입할 수 있는 방식으로 적당한 용기에 수용된 형태로 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 보호액 (예를 들면 심근 보호액)으로서 이용하는 경우에는, 예를 들면, 인공 생리적 염류 용액을 임의의 익히 공지된 수액 백 내에 수용한 형태로 제공할 수 있다.
(c) 세포/조직 배양액으로서의 용도
본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 이용한 경우에는, 세포 또는 조직이 산화 손상을 받기 어려워진다고 하는 효과를 가진다. 이 결과로서, 보다 체내에 가까운 환경에서의 배양된 세포 및 조직을 이용한 실험계의 실현이 가능해진다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액으로 배양할 수 있는 세포로서는, 초대 배양 세포(셀 라인화 하기 전의 배양 세포), 계대 배양 세포 및 ES 세포 등의 익히 공지된 여러 가지 배양 세포를 들 수 있다. 그 중에서도, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 초대 배양 세포의 배양에 이용하는 경우, 산화 손상의 억제에 의해 초대 배양 세포의 수명이 늘어난다고 하는 주목할 만한 효과를 발휘한다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 세포/조직 배양액으로서 이용하는 경우에는, 예를 들면 미리 농축되어 용기 내에 수용된 형태로 제공되어, 적용에 기초하여 적당한 배양 배지 용액과 세포/조직 배양에 적절한 원하는 비율로 혼합하여 이용할 수 있다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 본 발명의 효과를 저해하지 않는 범위에서, 여러 가지 단백질을 함유하고 있어도 된다. 이러한 단백질로서는, 예를 들면, 인슐린, 트랜스페린, 슈퍼옥시드 디스뮤타아제(SOD), 티오레독신, 글루타티온 퍼옥시다아제, 비뇨 중 트립신 억제제(UTI), 알부민, 액티빈 등이 예로서 언급된다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액 중에 있어서, 상기 단백질의 함유량은 6.0 질량％ 이하인 것이 바람직하다. 단백질의 함유량이 6.0 질량％를 초과하면, 적용하는 기관 또는 세포에 원하지 않는 장애 또는 기능 저하가 발생할 우려가 있기 때문이다.
본 발명은 또한, 전술한 본 발명의 인공 생리적 염류 용액을 제조하는 방법을 제공한다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법은, 전해 환원수를, 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1, pH가 4.0 내지 7.9 (바람직하게는, 6.0 내지 7.9), 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L (바람직하게는, 260 내지 320 mOsm/L)이 되도록 조정하는 방법이다.
본 발명의 제조 방법에 있어서, 우선 전해 환원수 제조 장치 (TI-8000, 니혼 트림사제)를 이용하여 전해 환원수를 얻는다. 전해 환원수는, 예를 들면, 원료수(전기 분해하기 전의 물)에 적당한 전해질을 첨가한 후, 전기 분해를 행함으로써 얻을 수 있다. 전해 환원수의 제작에 이용하는 원료수로서는, 초-정제 수(MilliQ 수), 정제수, 증류수 및 수도물을 예로서 들 수 있지만, 인체나 생체 세포에의 적용을 고려하면, 초-정제 수, 정제수 또는 증류수를 원료수로서 이용하는 것이 바람직하다.
전해질로서는, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 염화나트륨, 염화칼륨, 헥사클로로백금산 등을 예로서 들 수 있고, 그 중에서도, 양극으로부터 발생하는 차아염소산의 혼합을 피하고, 또한, 차아염소산을 발생시키지 않기 위해, 수산화나트륨 및/또는 수산화칼륨이 바람직하다. 전해질은, 원료수의 전기 전도율이 바람직하게는 100 μS/cm 이상, 보다 바람직하게는 100 내지 1000 μS/cm가 되도록, 원료수에 첨가한다. 이러한 원료수의 전기 전도율을 얻기 위한 전해질의 첨가량은, 예를 들면 전해질로서 수산화나트륨을 이용하는 경우에는, 4 내지 800 ㎎/L이고, 바람직하게는 10 내지 300 ㎎/L, 보다 바람직하게는 50 내지 200 ㎎/L이다.
전기 분해는, 격막을 두어 서로 분리된, 음극을 포함하는 음극실 및 양극을 포함하는 양극실을 가지는 전해조를 적어도 갖춘 공지의 전해 환원수 제조 장치(바람직하게는, TI-8000 (니혼 트림사제))를 이용하여 행할 수 있다. 전기 분해의 조건은, 특별히 제한되지 않으며, 종래 공지의 적당한 조건 하에 행할 수 있다. 예를 들면, 전류가 1 내지 5A, 전압이 0 내지 80V, 온도가 4 내지 60℃, 시간이 1초 내지 1시간, 유속이 0 내지 1500 mL/min인 조건을 예로서 언급할 수 있다. 이러한 전기 분해를 완료한 후, 음극실에 생성된 물을, 전해 환원수로서 제공할 수 있다. 또한, 전해 환원수를 RO(역침투막) 처리한 후에 제공되는 것이 보다 바람직하다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법에 따라, 이러한 방식으로 얻어진 전해 환원수를, 각각 상기 범위의 활성 수소 반응치, pH 및 침투압이 되도록 조정한다. 활성 수소 반응치는, 예를 들어 원하는 활성 수소 반응치가 되도록 전해 환원수를 희석하거나 농축함으로써 조정할 수 있다. 또한, pH는 완충제 (예를 들면, 탄산수소나트륨, 인산수소나트륨, 인산이수소나트륨, 시트르산, 시트르산 나트륨 및 HEPES)의 첨가, 또는 염산 또는 수산화나트륨의 첨가에 의해 조정할 수 있다. 또한, 침투압은 예를 들면, 원하는 침투압이 되도록 전해 환원수를 희석 또는 농축함으로써 조정할 수 있다. 이들 기술은 상호의 영향을 고려하면서 적당히 조합하여, 최종적으로 0.01 내지 1의 활성 수소 반응치, 4.0 내지 7.9 (바람직하게는, 6.0 내지 7.9)의 pH, 260 내지 2560 mOsm/L (바람직하게는, 260 내지 320mOs㎞/L)의 침투압이 되도록 조정을 행한다.
본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법에 있어서는, 염화나트륨 및/또는 염화칼륨을 첨가함으로써, 전해 환원수의 이온 밸런스를 조정하는 공정을 더 포함하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 염화나트륨 및/또는 염화칼륨을 첨가함으로써, 전해 환원수에 있어서 칼륨 이온:나트륨 이온=1:4 내지 1:8(몰비)로 되도록, 나트륨 이온 및 칼륨 이온의 함량을 조정할 수 있다. 여기서, 염화나트륨 및 염화칼륨을 이용하는 것은, pH에 영향을 주지 않기 때문이다.
이러한 이온 밸런스의 조정의 단계는 전술한 활성 수소 반응치, pH 및 침투압을 조정하기 전 또는 후에 행할 수 있지만, 이들 이온을 침투압을 조정할 때에도 이용하기 때문에, 활성 수소 반응치, pH 및 침투압을 조정하기 전에 행하는 것이 바람직하다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법에 있어서의 모든 단계는 무균 상태로 행하거나, 인공 생리적 염류 용액의 제작 후, 필터의 멸균 또는 오토클레이브를 이용한 멸균을 행하는 것이 바람직하다.
여기서, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 전술한 바와 같이 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1이고, pH가 4.0 내지 7.9 (바람직하게는, 6.0 내지 7.9)이고, 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L (바람직하게는, 260 내지 320 mOsm/L)인 한, 전술한 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 것으로 제한되는 것은 아니다. 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 예를 들면, 물에 백금 콜로이드, 팔라듐 콜로이드, 바나듐 콜로이드, 철 콜로이드, 규산 콜로이드로 이루어지는 군으로부터 선택되는 수소 흡착·흡착 금속 콜로이드를 첨가한 후, 수소 가스 버블링, 미네랄 용해, 초음파 처리, 자화 처리, 물리적 생득, 마이크로파 원자 진동, 광조사 등의 방법에 의해 용존 수소를 발생시킨 후, 활성 수소 반응치, pH, 침투압을 적당히 조정하는 방법 또는 리튬, 나트륨 또는 마그네슘을 산성의 물에 용해시킨 후에, 활성 수소 반응치, pH 및 침투압을 적당히 조정하는 방법에 의해서 제조할 수 있다. 그러나, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은, 전술한 본 발명의 제조 방법에 의해 제조된 것이 바람직하다.
이하, 실시예를 들면 본 발명을 보다 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이것들로 한정되는 것은 아니다.
<실시예 1>
0.857 mM NaOH 수용액과 0.143 mM KOH 수용액의 혼합액 (0.428 mL의 2N NaOH 수용액과 KOH 수용액의 혼합액 (0.428 mL의 2N NaOH 수용액과 0.072 mL의 2N KOH를 1리터 MiliQ 수에 용해시킴)을 전해 환원수 제조 장치 (TI-8000, 니혼 트림사제)로 전기 분해하였다 (전류: 5A, 온도: 20℃, 유속: 1100 mL/분). 생성된 전해 환원수에, 침투압을 조정하기 위해서 1.437 M NaCl-238mM KCl 수용액을 첨가하였다 (혼합 비율은 NaCl-KCl 수용액:전해 환원수=1:9). 그 다음, 1N HCl와 0.1N HCl로 pH를 7.5까지 조정하였다.
그 결과, 활성 수소 반응치 0.06 (DBNBS법에 의해 측정), pH 7.5 (pH 미터 (φ260, 베크맨사제)를 이용하여 측정), 침투압 303 mOsm/L (침투압계 (뢰블링사제)를 이용하여 측정)의 인공 생리적 염류 용액을 얻을 수 있었다. 이러한 인공 생리적 염류 용액은, 나트륨 이온 145 mEq/L, 칼륨 이온 24 mEq/L, 염화물 이온 170 mEq/L를 함유하고 (각각 ICP-MS (아길런트 7500 (아길런트 테크놀로지스사제))을 이용하여 측정), 산화-환원 전위는 -100 mV (산화-환원 전위계 (RM-20P, 토아 덴파 고교 사제)를 이용하여 측정)였다.
<비교예 1>
전해 환원수를 대신하여 증류수를 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로, 인공 생리적 염류 용액을 제조하였다. 얻어진 인공 생리적 염류 용액에 대해 실시예 1과 동일한 방식으로 측정한 바, 활성 수소 반응치 0, pH 7.5, 침투압 303 mOsm/L였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방식으로 측정된 나트륨 이온의 함량은 145 mEq/L, 칼륨 이온의 함량은 24 mEq/L, 염화물 이온의 함량은 170 mEq/L, 산화-환원 전위는 +350 mV였다.
<비교예 2>
원래의 전해 환원수를 대신하여 실시예 1에서 제조한 전해 환원수를 5배 농축하여 이용한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로, 인공 생리적 염류 용액을 제조하였다. 얻어진 인공 생리적 염류 용액에 대해 실시예 1과 동일한 방식으로 측정한 바, 활성 수소 반응치 1.8, pH 7.6, 침투압 303 mOsm/L였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방식으로 측정된 나트륨 이온의 함량은 145 mEq/L, 칼륨 이온의 함량은 24 mEq/L, 염화물 이온의 함량은 180 mEq/L, 산화-환원 전위는 -150 mV였다.
<비교예 3>
실시예 1에서 제조한 전해 환원수의 pH를 1N HCl를 첨가하여 5.5로 제조한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로, 인공 생리적 염류 용액을 제조하였다. 얻어진 인공 생리적 염류 용액에 대해 실시예 1과 동일한 방식으로 측정한 바, 활성 수소 반응치 0.06, pH 5.5, 침투압 303 mOsm/L였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방식으로 측정된 나트륨 이온의 함량은 145 mEq/L, 칼륨 이온의 함량은 24 mEq/L, 염화물 이온의 함량은 200 mEq/L, 산화-환원 전위는 -50 mV였다.
<비교예 4>
실시예 1에서 제조한 전해 환원수의 pH를 1N HCl를 첨가하여 8.5로 제조한 것 외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로, 인공 생리적 염류 용액을 제조하였다. 얻어진 인공 생리적 염류 용액에 있어 실시예 1과 동일한 방식으로 측정한 바, 활성 수소 반응치 0.06, pH 8.5, 침투압 304 mOsm/L였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방식으로 측정된 나트륨 이온의 함량은 145 mEq/L, 칼륨 이온의 함량은 24 mEq/L, 염화물 이온의 함량은 180 mEq/L, 산화-환원 전위는 -100 mV였다.
<비교예 5>
침투압의 조정 시, 1.437 M NaCl-238mM KCl 수용액을 전해 환원수와 혼합시킨 것(혼합 비율은 NaCl-KCl 수용액:전해 환원수=0.8:9.2) 외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로, 인공 생리적 염류 용액을 제조하였다. 얻어진 인공 생리적 염류 용액에 대해 실시예 1과 동일한 방식으로 측정한 바, 활성 수소 반응치 0.06, pH 7.5, 침투압 240 mOsm/L였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방식으로 측정된 나트륨 이온의 함량은 115 mEq/L, 칼륨 이온의 함량은 19 mEq/L, 염화물 이온의 함량은 135 mEq/L, 산화-환원 전위는 -50 mV였다.
<비교예 6>
침투압의 조정 시, 1.437M NaCl-238mM KCl 수용액을 전해 환원수와 혼합시킨 것(혼합 비율은 NaCl-KCl 수용액:전해 환원수=1.2:8.8) 외에는, 실시예 1과 동일한 방식으로, 인공 생리적 염류 용액을 제조하였다. 얻어진 인공 생리적 염류 용액에 대해 실시예 1과 동일한 방식으로 측정한 바, 활성 수소 반응치 0.06, pH 7.5, 침투압 360 mOsm/L였다. 또한, 실시예 1과 동일한 방식으로 측정된 나트륨 이온의 함량은 175 mEq/L, 칼륨 이온의 함량은 30 mEq/L, 염화물 이온의 함량은 205 mEq/L, 산화-환원 전위는 -50 mV였다.
<평가 시험 1>
활성 산소 소거능의 평가
시험 실시예 1, 비교예 1 내지 6의 인공 생리적 염류 용액에 대해, 과산화수소법을 이용하여 과산화수소로부터 유래하는 루미놀 발광에 의해, 활성 산소 측정치(cpm)를 산출하였다. 결과를 하기 표 1에 나타낸다.
실시예 1 비교예 1 비교예 2 비교예 3 비교예 4 비교예 5 비교예 6
활성 수소 반응치 0.06 0 1.8 0.06 0.06 0.06 0.06
pH 7.5 7.5 7.6 5.5 8.5 7.5 7.5
침투압( mOsm/L) 303 303 303 303 304 240 360
Na+( mEq/L) 145 145 145 145 145 115 175
K+( mEq/L) 24 24 24 24 24 19 20
Cl-( mEq/L) 170 170 180 200 180 135 205
산화-환원 전위( mV) -100 +350 -150 -50 -100 -50 -50
평가 시험 1 (활성 산소 측정치(cpm)) 597979 ±34903 1917063 ±59565 683433 ±22323 614453 ±32239 625025 ±89892 619432 ±23898 634282 ±45292
평가 시험 2 (유주 세포수(IL-8이 100ng/㎖일 때)) 95±21 180±23 135±15 - - - -
평가 시험 2 (생존율(％)) 98 98 97 60 49 47 39
평가 시험 3 (눈 세정액의 사용감) 양호 양호/가능 양호/가능 불가 불가 불가 불가
평가 시험 4 (TBARS(n㏖/㎖)) 2.7±0.5 4.6±0.5 2.3±0.4 3.1±0.4 - - -
평가 시험 5(24시간 배양 후의 생존율(％)) 78 41 80 10 2 0 0
<평가 시험 2>
호중구의 유주능/주화능 제어 작용의 평가 시험
도 1은 본 발명에 따른 인공 생리적 염류 용액이 케모카인에 의한 인간 호중구의 유주능/주화능을 억제하는지를 명백히 하는 것을 목적으로 하여 수행된 실험의 결과이다. 실험 방법으로서는, 염증성 세포의 유주 활성/주화 활성을 측정할 수 있는 케모탁시스 챔버법을 이용하였다. 우선, 인간 혈액으로부터 분리된 호중구를 실시예 1의 인공 생리적 염류 용액 중에 부유시키고, 일정 시간 동안 처리하였다. 케모카인 (IL-8, RANTES 등)의 용액을 챔버의 웰에 넣고, 그 위에 막을 놓았다. 해당 막에는 호중구의 크기보다 약간 작은 구멍이 규칙적으로 형성되어 있다. 챔버를 조립한 후, 그 막 위의 웰에 호중구의 부유액을 첨가하여, 일정 시간 동안 유주/주화시켰다. 그 후, 막의 구멍을 통과해서 유주/주화해 온 세포를 특수한 염색액(디프-퀵)으로 염색해서 계수하였다. 얻어진 유주 세포수 (IL-8이 100 ng/㎖인 경우)를 표 1에 나타낸다.
도 1 및 표 1로부터 분명한 바와 같이, 실시예 1의 본 발명의 인공 생리적 염류 용액으로 처리한 호중구의 유주/주화한 세포수는, 대조군 (증류수로 작성한 세정수)에 비해 대략 절반이며, 따라서 본 발명의 인공 생리적 염류 용액은 호중구의 유주/주화 활성을 억제하는 것을 알 수 있다. 또한, 비교예 1 내지 6에 대해서도 상기와 같은 실험을 행한 결과, 비교예 1에서는 대조군과 동일하여 억제 활성이 관찰되지 않았다. 비교예 2에 있어서는 억제 활성은 관찰되었지만, 그 양이 실시예와 비교해서 약 절반이었다. 비교예 3 내지 6에 있어서는 세포의 생존율이 절반 이하로 되어 측정 불능이었다.
또한, 상기 시험과 동시에, 생 세포 측정법에 따라 인공 생리적 염류 용액의 호중구에 대한 영향을 확인하였다. 생 세포 측정법은, 구체적으로는 트리판-블루 테스트를 이용하였다. 생 세포는 트리판 블루 (청색 색소)를 세포 밖으로 배제하기 때문에 세포가 염색되지 않지만, 죽은 세포는 배제하지 못하고 세포가 염색된다. 트리판-블루 테스트는, 위상차 현미경으로 염색된 세포수와 염색되지 않은 세포수를 계수하여, 생존율 (염색되지 않은 세포수÷(염색된 세포+염색되지 않은 세포수)×100)(％)을 산출하는 방법이다. 결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타낸 바와 같이, 실시예 1의 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 의해 호중구는 전혀 장애를 받고 있지 않은 것으로 확인되었다. 한편, 비교예 3 내지 6의 경우에는, 생존율이 절반 이하가 되었다. 따라서, 그러한 상태의 세포를 유주 시험에 이용하는 것은 적절하지 않은 것을 알 수 있었다.
<평가 시험 3>
눈 세정액으로서 사용했을 경우의 사용감의 평가
실시예 1의 인공 생리적 염류 용액을 이용하여, 본 발명자의 눈으로 눈 세정을 시험한 바, 불쾌한 자극이 전혀 없었으며, 세정 후에 용액에 먼지가 잡혀 있었다. 또한, 10명의 지원자에게 동일한 방식으로 눈 세정을 시험하여, 이하의 3단계로 평가를 받았다.
양호: 눈에 어떠한 불쾌한 자극도 없이 눈 세정을 행할 수 있었다.
가능: 눈 세정을 행할 수 있지만 눈에 불쾌한 자극이 있거나, 또는 눈에 불쾌한 자극은 없지만 눈 세정을 행할 수 없었다.
불가: 눈에 불쾌한 자극이 있으며, 눈 세정도 행할 수 없었다.
결과를 표 1에 나타낸다. 표 1에 나타내는 바와 같이, 모든 지원자가 눈에 어떠한 불쾌한 자극도 없이 눈 세정을 행할 수 있었다는 평가를 얻을 수 있었다. 이것에 의해, 본 발명의 인공 생리적 염류 용액에 눈 세정 효과가 있는 것을 알 수 있다. 한편, 비교예 1 및 2에 있어서는 양호와 가능의 평가가 반반이며, 따라서 사람에 따라 편차가 인지되었다. 비교예 3 내지 6에 관해서는, 모두 불가의 평가였으며, 눈에 불쾌한 자극이 있었다.
<평가 시험 4>
인공 수액으로서의 평가
전해 환원수로부터 제조한 인공 생리적 염류 용액 (실시예 1)을, FNA (철 니트릴로트리아세트산)를 이용하여 산화적 스트레스를 준 래트에게 수액으로서 정맥 내에 계속 투여하고, 산화 스트레스에 대한 개선 효과를 평가하였다. 산화 스트레스의 지표로서 TBARS (티오바르비투르산-반응성 물질)를 이용하였다. 이것은 불포화 지방산의 과산화 반응으로 생성한 과산화 지질의 분해 반응, 당류의 분해 반응, 핵산 염기의 분해 반응에 의해 생기는 말론디알데히드 또는 알킬알데히드를 티오바르비투르산과 반응시켜 생긴 적색의 물질을 측정하는 것이다.
우선, 6주령의 SD계 수컷 래트를 4군 ((1) FNA로 0시간 처리, (2) FNA로 6시간 처리/실시예 1의 인공 생리적 염류 용액 투여, (3) FNA로 6시간 처리/비교예 1의 인공 생리적 염류 용액 투여, (4) FNA로 6시간 처리/비교예 2의 인공 생리적 염류 용액 투여)으로 나누어 실시하였다. 채혈 3일 전에 각 래트의 외경 정맥에 인공 생리적 염류 용액 지속 투여용 캐눌라를 유치하였다. 캐눌라를 유치한 후, 폐색을 막기 위해 매일 500μ/㎖의 헤파린이 함유된 생리 식염수로 세정하였다.
FNA는 10mg Fe/kg로 되도록 복강 내로 투여하였다. 그 직후, 주사기 펌프 MODEL11 하버드 어패러투스 코포레이션사(Havard Apparatus Corporation)제)를 이용하여 실시예 1, 비교예 1 및 비교예 2의 인공 생리적 염류 용액을, 각각의 군의 래트에게 캐눌라를 통해 0.05 ㎖/분의 유속으로 1시간 동안 지속 투여하였다. FNA의 복강 내 투여 6시간 후, 에테르 마취 하에 개복하여 복부 대동맥으로부터 전 혈액을 채혈하였다. 혈장은 TBARS의 측정까지 -80℃로 동결 보존하였다. 래트 혈장 중의 TBARS량은, TBARS 분석 키트 OXLtec (제프토메트릭스(ZeptoMetrix)사제)를 이용하고, 그 프로토콜에 따라 측정하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
그 결과, FNA로 0시간 처리했을 경우의 TBARS 치가 1.5±0.3 n㏖/㎖이었던 것이, 비교예 1에서는 FNA 6시간 처리에 의해 4.6±0.5 n㏖/㎖로 3.1배로 상승된 반면, 실시예 1에서는 2.7±0,5 n㏖/ℓ로 1.8배의 상승에 머물렀다. 이것은 FNA에 의한 산화 스트레스가 42％ 경감된 것을 의미한다. 비교예 2에서는, 전해 환원수를 농축한 비율만큼 효과는 크지 않았지만, 2.3±0.4 n㏖로 1.5배의 상승에 머물렀다. 이것은 FNA에 의한 산화 스트레스가 52％ 경감된 것을 의미한다. 또한, 비교예 4 내지 6에 대해서는 전술한 평가 시험 2에서 세포 독성이 나타났기 때문에 평가 시험은 행하지 않았다.
<평가 시험 5>
세포/조직 배양액으로서의 효과
인간 혈액으로부터 분리된 호중구를 본 발명의 인공 생리적 염류 용액 중에서 초대 배양하여, 생존율이 향상했는 지의 여부를 평가하였다. 평가는, 인간 혈액으로부터 분리된 호중구를 실시예 1 및 비교예 1 내지 6의 인공 생리적 염류 용액 중에 현탁하여, 5 ㎖ 배양용 샬레에 파종하고, 37℃에서 5％ 탄산 가스 인큐베이터로 24시간 동안 초대 배양하여, 생존율을 트리판 블루 테스트에 의해 산출하였다. 결과를 표 1에 나타낸다.
배양 개시시에는, 생존율이 98％이었던 것에 반해, 표 1로부터 알 수 있듯이, 비교예 1의 24시간 배양 후의 생존율은 41％로 저하되어 있었다. 한편, 실시예 1에 있어서는 생존율이 저하되어 있는 것의 78％로 높은 값을 나타내었다. 이것은 생존율이 불량한 초대 세포의 배양에 있어서, 실시예 1의 인공 생리적 염류 용액이 생존율의 개선에 기여하고 있다는 것을 나타내고 있다. 또한, 비교예 2에 있어서는, 전해 환원수를 농축한 비율만큼 생존율 향상에는 기여하지 않았지만, 80％로 높은 생존율을 유지하고 있었다. 또한, 그 외의 생존율에 관해서는, 비교예 3이 10％, 비교예 4가 2％, 비교예 5가 0％, 비교예 6이 0％였다.

Claims (15)

  1. 기관 세정액으로 사용할 수 있으며, 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1이고, pH가 4.0 내지 7.9이며, 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L인 인공 생리적 염류 용액.
  2. 제1항에 있어서, pH가 6.0 내지 7.9이고, 침투압이 260 내지 320 mOsm/L인 인공 생리적 염류 용액.
  3. 제2항에 있어서, 나트륨 이온, 칼륨 이온 및 염화물 이온을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액.
  4. 제3항에 있어서, 나트륨 이온을 200 mEq/L 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액.
  5. 제3항에 있어서, 칼륨 이온을 100 mEq/L 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액.
  6. 제3항에 있어서, 염화물 이온을 200 mEq/L 이하로 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액.
  7. 제2항에 있어서, 전해 환원수에 이온 밸런스의 조정을 실시한 것인 인공 생리적 염류 용액.
  8. 제2항에 있어서, 산화-환원 전위가 -800 내지 +200 mV인 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 전해 환원수를 활성 수소 반응치가 0.01 내지 1, pH가 4.0 내지 7.9, 침투압이 260 내지 2560 mOsm/L로 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는, 제1항에 따른 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법.
  14. 제13항에 있어서, pH가 6.0 내지 7.9, 침투압이 260 내지 320 mOsm/L로 되도록 조정하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법.
  15. 제14항에 있어서, 염화나트륨 및/또는 염화칼륨을 첨가함으로써 전해 환원수의 이온 밸런스를 조정하는 공정을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공 생리적 염류 용액의 제조 방법.
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