JP2003520774A - 透明なオーバーラップを用いたヘモグロビン代用血液の保存 - Google Patents

透明なオーバーラップを用いたヘモグロビン代用血液の保存

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Abstract

(57)【要約】 本発明は、実質的に酸素を含まない雰囲気下でヘモグロビン代用血液を維持することを含むヘモグロビン代用血液の安定性を保存する方法に関する。脱酸素化ヘモグロビン代用血液を保存する方法は、酸素バリアフィルムオーバーラップパッケージにおいて脱酸素化代用血液を維持することを含む。1つの実施態様において、パッケージは、酸素バリア層およびポリオレフィン層を含む透明なラミネート材料を含み、ここで、積層体は、約0.001〜約0.01インチ(すなわち約0.0254〜約0.254ミリメートル)の厚さ、および1気圧および室温(約23℃)において24時間で約0.01立方センチメートル/100平方インチ(すなわち、0.01cc/645平方センチメートル)未満の酸素透過性を有する。酸素バリア層は、エチレンビニルアルコールを含む。さらに、脱酸素化ヘモグロビン代用血液および酸素バリアフィルムオーバーラップパッケージを含む保存用脱酸素化ヘモグロビン代用血液が提供される。該パッケージは、酸素バリア層およびポリオレフィン層を含む透明な積層材を含む。該酸素バリア層は、1気圧および約27℃)において24時間で約0.01立方センチメートル/100平方インチ(すなわち、約0.01cc/645平方センチメートル)未満の酸素透過性を有し、ここで、脱酸素化ヘモグロビン代用血液は、オーバーラップパッケージ内にシールされる。1つの実施態様において、酸素バリア層はエチレンビニルアルコールを含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 関連出願 本出願は、同時係属中の米国特許出願第09/348 ,881号(1999年
7月7日出願)の継続出願であり、前記特許出願は米国特許出願第09/173
,189号(1998年10月14日出願)の一部継続出願であり、前記特許出
願は米国特許出願第08/974,658号(1997年11月19日出願、現
在放棄)の一部継続出願であり、前記特許出願は米国特許出願第08/471,
583号(1995年6月7日出願、現在特許第5,691,452号として発
行)の継続出願であり、前記特許出願は米国特許出願第08/458,916号
(1995年6月2日出願、現在特許第5,840,582号として発行)の一
部継続出願であり、前記特許出願は米国特許出願第08/409,337号(1
995年3月23日出願、現在特許第5,854,209号として発行)の継続
出願である。
【0002】 発明の背景 血液喪失(例えば、急性出血に由来する血液喪失、または手術時の血液喪失)
に起因する低酸素症、貧血(例えば、悪性貧血または鎌状赤血球貧血)に起因す
る低酸素症、またはショック(例えば、容量不足ショック、アナフィラキシーシ
ョック、敗血症ショックまたはアレルギーショック)に起因する低酸素症を処置
または防止するための代用血液が求められている。
【0003】 血液および血液分画物をこれらの可能性において代用血液のように使用するこ
とには、様々な不都合なことが伴う。例えば、全血の使用は、患者の回復を困難
にし得るか、または患者の死亡をもたらし得る肝炎発症ウイルスおよびAIDS
発症ウイルスを伝搬させる危険性を伴うことが多い。さらに、全血の使用は、免
疫血液学的な問題および供血者間の不適合性を避けるために血液型判定および交
差試験を必要とする。
【0004】 代用血液としてのヒトヘモグロビンは、浸透圧活性、および酸素を輸送して転
移する能力を有するが、腎臓経路によって、そして血管壁を介して循環から迅速
に除かれるという欠点を有し、その結果、非常に短い半減期、従って典型的には
満足できない半減期をもたらす。さらに、ヒトヘモグロビンはまた、毒性レベル
のエンドトキシン、細菌および/またはウイルスでしばしば汚染されている。
【0005】 非ヒトヘモグロビンは、ヒトヘモグロビンと同じ欠点に悩まされている。さら
に、非ヒト供給源に由来するヘモグロビンもまた、免疫系の応答を受血者におい
て生じさせ得る抗体などのタンパク質で典型的には汚染されている。
【0006】 以前には、少なくとも4つの、他のタイプの代用血液が用いられている。これ
には、ペルフルオロ化学品、合成されたヘモグロビンアナログ、リポソームにカ
プセル化されたヘモグロビン、および化学修飾されたヘモグロビンが含まれる。
しかし、これらの代用血液の多くは、典型的には、血管内の保持時間が短く、異
物物質として循環系により除かれるか、あるいは肝臓、脾臓および他の組織に留
まる。また、これらの代用血液の多くは、生体系と生物学的に不適合性であった
【0007】 従って、ヘモグロビンに基づく代用血液の調製における近年の進歩にも関わら
ず、代用血液の輸液から生じる免疫系の応答および何らかの毒学的作用を一般に
防止するために、エンドトキシン、細菌、ウイルス、リン脂質および非ヘモグロ
ビンタンパク質などの汚染物のレベルが十分に低い代用血液が求め続けられてい
る。さらに、代用血液はまた、十分な量の酸素を周囲の条件のもとで組織に輸送
して転移させることができなければならず、そして良好な血管内保持時間を有し
なければならない。
【0008】 さらに、代用血液が、1)全血の膨張活性と一般には等しい膨張活性を有する
こと、2)交差試験または感受性試験を行うことなくほとんどの受血者に輸血で
きること、および3)最小量の冷蔵で長期間にわたって貯蔵できることは好まし
い。
【0009】 代用血液は、大きなO2 バリア特性および水分バリア特性を有する金属ホイル
ラミネートオーバーラップで典型的にはパッケージされる。この金属ホイルラミ
ネートは、典型的には不透明であり、従って、製造物の目視検査を行うことがで
きず、またプライマリーパッケージの一体性を検査することができない。さらに
、不透明なオーバーラップは、別のラベルをオーバーラップの外側に使用しなけ
ればならない。
【0010】 従来、大きな酸素バリア特性および水分バリア特性を有するラミネートを含有
する透明なシリコンは、材料に対する応力によりひび割れを生じさせたか、また
はそうでなければバリア特性が失われるために、自動化されたパッケージ装置で
は有用ではなかった。
【0011】 発明の要旨 本発明は、パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液を酸素バリアフィ
ルムオーバーラップパッケージ(oxygen barrier film overwrap package)にお
いて維持することを含む、脱酸素化されたヘモグロビン代用血液を保存するため
の方法に関する。この場合、オーバーラップパッケージは、酸素バリア層および
ポリオレフィン層を含む透明なラミネート材(laminate material )を含み、こ
こで、ラミネートは約0.001〜約0.01インチ(すなわち約0.0254
〜約0.254ミリメートル)の厚さ、および1気圧および室温(約23℃)に
おいて24時間で約0.01立方センチメートル/100平方インチ(すなわち
、0.01cc/645平方センチメートル)未満の酸素透過性を有する。ここ
で、酸素バリア層は、エチレンビニルアルコールを含む。1つの実施態様におい
て、この方法は、約0.01〜約0.005インチ(すなわち約0.254〜約
0.127ミリメートル)の厚さを有する透明なラミネート材を含む酸素バリア
フィルムオーバーラップ中に脱酸素化ヘモグロビン代用血液を維持することを含
む。
【0012】 本発明はまた、パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液および透明な
酸素バリアフィルムオーバーラップパッケージを含む、保存された脱酸素化ヘモ
グロビン代用血液に関する。1つの実施態様において、透明なラミネート材は、
酸素バリア層およびポリオレフィン層を含み、1気圧および室温(約23℃)に
おいて24時間で約0.01立方センチメートル/100平方インチ(すなわち
、約0.01cc/645平方センチメートル)未満の酸素透過性を有し、ここ
で酸素バリア層はエチレンビニルアルコールを含む。パッケージされた脱酸素化
ヘモグロビン代用血液は前記酸素バリアフィルムオーバーラップの中でシールさ
れ、それによって、脱酸素化ヘモグロビン代用血液は、酸素が実質的に含まれな
い環境で保存される。
【0013】 本発明の1つの実施態様において、透明なラミネート材は、自動化されたパッ
ケージ処理においてホイルラミネート材と組み合わせて使用される。1つの実施
態様において、Tiromat(Avon、MA)によって製造された自動パッ
ケージ処理機が使用されている。
【0014】 本発明の利点は数多くある。1つの利点は、本発明の方法に従って貯蔵された
ヘモグロビンは、より大きな純度およびより長い貯蔵寿命を有するということで
ある。高バリアオーバーラップは、高バリアのプライマリーパッケージ処理が用
いられた場合でさえ、さらなるレベルの製品品質をもたらす。さらに、本発明の
透明な高バリアオーバーラップは、極めて大きな酸素バリア特性および水蒸気バ
リア特性をもたらしているが、サラン(ポリ塩化ビニリデン、PVDC)層を全
く有していない。PVDCは、ポリ環状芳香族炭化水素および塩酸などの塩素化
生成物が焼却時に生成するために医療廃棄物問題をもたらしている。透明なオー
バーラップにより、プライマリーパッケージのラベルを見ることができる。従っ
て、典型的な場合には、別のラベルをオーバーラップに必要としない。さらに、
製品の品質検査およびプライマリーパッケージの一体性もまた評価することがで
きる。その上、本明細書中において初めて明らかにされているように、自動化装
置を、透明な酸素バリアラミネートとともに使用することができ、これにより、
ほとんど人手をかけず、そしてバリア特性を失うことなく、非常に大量のパッケ
ージ物を短い時間で製造することが可能になる。この代用血液は、室温で、2年
以上の期間にわたって安定であり続ける。これは、以前の方法を上回る著しい改
善である。
【0015】 発明の詳細な説明 次に、本発明の特徴および他の細部をより詳しく記載する。これらは請求項に
示されている。本発明の特定の実施態様が本発明の例示として示され、本発明の
限定として示されていないことが理解される。本発明の原理的な特徴は、本発明
の範囲から逸脱することなく様々な実施態様において用いることができる。
【0016】 本発明は、ヘモグロビン代用血液の安定性を保存するための方法に関する。こ
の方法は、酸素を実質的に含まない雰囲気においてヘモグロビン代用血液を維持
することを含む。この方法は、酸素バリアプライマリーパッケージ、酸素バリア
フィルムオーバーラップ(例えば、バッグ)、ガラス容器(例えば、バイアル)
またはスチール容器などの酸素不透過性容器において代用血液を維持することに
よって達成される。プライマリーパッケージが酸素バリアフィルムである場合、
容器は、ポリマーフィルム(例えば、本質的には酸素不透過性のポリエステル、
エチレンビニルアルコール(EVOH)またはナイロン)およびそのラミネート
を含む様々な材料から製造することができる。容器が酸素バリアオーバーラップ
を含む場合、オーバーラップは、ポリマーフィルム(例えば、本質的には酸素不
透過性のポリエステル、エチレンビニルアルコール(EVOH)またはナイロン
)およびラミネート(透明なラミネート(例えば、酸化ケイ素含有ラミネートま
たはEVOH含有ラミネート)等)、あるいは金属ホイルラミネート(例えば、
銀ホイルラミネートまたはアルミニウムホイルラミネート)を含む様々な材料か
ら製造することができる。
【0017】 オーバーラップがポリエステルフィルムなどのフィルムである場合、フィルム
は、様々な好適な方法によって本質的に酸素不透過性にすることができる。1つ
の実施態様において、製造されたフィルムは本質的には酸素不透過性である。あ
るいは、ポリマー材が、所望する仕様を満たすために十分な酸素不透過性を有し
ない場合、フィルムを積層化して、あるいはそれ以外の方法で処理して、酸素透
過性を低下させることができ、または除去することができる。
【0018】 好ましい実施態様において、透明なラミネートが、オーバーラップの少なくと
も1つの面に対して用いられる。1つの実施態様において、透明なラミネートの
少なくとも1つの層は酸化シリコンを含む。酸素バリア層は、好ましくは約0.
0001〜約0.001インチ(すなわち約2.54×10-3〜0.025ミリ
メートル)の厚さを有する。プライマリーパッケージおよびオーバーラップの両
方について、ラミネートは、典型的には1つまたは2つ以上のポリマー層を含む
。ポリマーは、例えば、ポリエステル層(例えば、48ゲージポリエステル)、
ナイロンまたはポリオレフィン層(ポリエチレン、エチレンビニルアセテートま
たはポリプロピレンあるいはこれらのコポリマーなど)を含む様々なポリマー材
であり得る。
【0019】 本発明のオーバーラップは、バイアル、シリンダー、ボックスなどを含む様々
な組み立て物であり得る。好ましい実施態様において、容器はバッグの形態であ
る。好適なバッグは、1つまたは2つ以上(例えば、2つ)のシートをその周囲
で(perimeter )連続的に結合させて、充填可能な中心部を有する密閉された酸
素不透過性の組み立て物を作製することによって作製することができる。バッグ
の形状は、この分野において日常的に見かける形状にすることができる。線状低
密度、低密度、中密度または高密度のポリエチレンまたはポリプロピレンおよび
これらのコポリマーなどのポリオレフィンを含むラミネートの場合、バッグの周
辺部は、熱を利用して結合またはシールされる。密閉された酸素不透過性および
/または水分不透過性の組み立て物を得るために適切な温度を決定することは十
分に当業者の範囲内である。
【0020】 容器は、好ましくは、酸素透過性が室温で約0.01cc/100平方インチ
(すなわち、約0.01cc/645平方センチメートル)/24時間/気圧よ
りも小さく、好ましくはこれらの条件で約0.005cc/平方インチ(すなわ
ち、約0.005cc/6.45平方センチメートル)よりも小さい。
【0021】 これらの基準を満たす容器の例には、例えば、ポリプロピレン、エチレンビニ
ルアルコールなどのポリオレフィンと線状低密度ポリエチレンなどの別のポリオ
レフィン層とから構成されたオーバーラップを有する高バリアラミネート容器な
どの、オーバーラップを有するプラスチック容器が含まれる。一態様では、該ラ
ミネートは、それぞれ、1.8ミル、1.2ミルおよび3.0ミル(あるいは、
それぞれ0.046、0.030および0.076ミリメートル)の厚みのポリ
プロピレン、EVOHおよびポリプロピレンコポリマーを含んでなる。高バリア
ラミネートの酸素透過性は、100平方インチあたり0.00153cc(ある
いは、1気圧あたり、1日あたり、25℃あたり、100%/50%相対湿度(
RH)(内側/外側)で、645平方センチメートルあたり0.0015cc)
であり、水蒸気透過は、1気圧あたり、1日(25℃、100%/50%RH)
あたり、100平方インチあたり約0.354mg(あるいは、645平方セン
チメートルあたり約0.354mg)である。これらの複合化フィルムでオーバ
ーラップされたプラスチックバッグは、Tiromatシーリング装置(エイボ
ン(Avon)、マサチューセッツ州)を用いてシールする。一態様では、オー
バーラップは、透明なラミネート材の2枚のシートを含んでなる。別の態様では
、オーバーラップパッケージの一方のシートはホイルラミネート材を含んでなり
、他方のシートは透明なラミネート材を含んでなる。別の態様では、オーバーラ
ップパッケージの底面シートは、ホイルラミネートであり、少なくとも1個の皿
形の形状またはチャンバが該ホイルラミネート内に規定されるように形成される
。その後、ヘモグロビン代用血液が、プライマリーパッケージにおいて、ラベル
を上向きにして、ホイルのチャンバー内に入れられる。その後、プライマリーパ
ッケージにおけるホイルおよびヘモグロビン代用血液は窒素置換され、真空に引
かれる。その後、透明なラミネートはホイルラミネート底部層にヒートシールさ
れ、オーバーラップされたヘモグロビン代用血液が作製される。
【0022】 好ましい実施態様において、代用血液は、酸素を実質的に含まない雰囲気のも
とでパッケージされる。好適な雰囲気の例には、窒素、アルゴンおよびヘリウム
が含まれる。
【0023】 本明細書中において定義されているように、代用血液は、ヒト、哺乳動物およ
び他の脊椎動物において使用される、ヘモグロビンに基づく酸素運搬組成物であ
る。これは、少なくとも、生きた器官および組織に酸素を輸送して転移すること
ができ、そして十分な血管内膨張圧を維持することができる。脊椎動物は、慣行
に従って定義されている通りであり、ヒト、または酸素を組織に転移させる循環
系において血液を使用する任意の他の脊椎動物を含む。さらに、循環系の定義は
、慣行に従って定義されている通りであり、心臓、動脈、静脈、および毛細管な
どのより小さい血管構造体を含む微小循環からなる。
【0024】 本発明の代用血液は好ましくは、著しい免疫系応答を生じさせず、かつ受血者
に対して毒性でないレベルのエンドトキシン、リン脂質、異物タンパク質および
他の汚染物を有する。好ましくは、代用血液は超純粋である。超純粋は、本明細
書中で定義される場合、0.5EU/ml未満のエンドトキシン、3.3nmo
l/ml未満のリン脂質、およびほとんど検出できないレベルの非ヘモグロビン
タンパク質(血清アルブミンまたは抗体など)を含有することを意味する。
【0025】 用語「エンドトキシン」は、グラム陰性細菌細胞壁の外層の一部として産生さ
れる細胞結合型リポ多糖類をいう。これは、多くの状況下では毒性である。動物
に注入された場合、エンドトキシンは、発熱、下痢、出血性ショックおよび他の
組織損傷を引き起こし得る。エンドトキシンユニット(EU)は、0.1ナノグ
ラムの米国基準物質ロットEC−5に含有される活性として米国薬局方協定(1
983年、3014頁)によって定義されている。1バイアルのEC−5は10
,000EUを含有する。代用血液中のエンドトキシン濃度を測定するための好
適な手段の例には、Associate of Cape Cod(Woods
Hole、Massachusetts)によって開発された方法「速度論/
濁度測定法によるリムウス(Limuus)遊走細胞溶解物 (LAL)500
0法」が含まれる。
【0026】 本明細書中で定義されているように、安定なポリマー化ヘモグロビンは、2年
以上の期間、好ましくは低酸素環境で貯蔵された2年以上の期間にわたる好適な
貯蔵温度における貯蔵期間のときに分子量分布および/またはメトヘモグロビン
含有量の実質的な増大または低下をもたらさない、ヘモグロビンに基づく酸素運
搬組成物である。1年以上の貯蔵に好適な貯蔵温度は約0℃〜約40℃の間であ
る。好ましい貯蔵温度範囲は約0℃〜約25℃の間である。
【0027】 好適な低酸素環境、または酸素を実質的に含まない環境は、代用血液において
約15重量%未満のメトヘモグロビン濃度を生じさせる、少なくとも約2ヶ月(
好ましくは少なくとも約1年、より好ましくは少なくとも約2年)の貯蔵期間を
通じた代用血液と接触している酸素の累積量として定義される。酸素の累積量は
、代用血液パッケージ内への酸素の漏れ、ならびに代用血液およびパッケージの
最初の酸素含有量を含む。
【0028】 この方法を通して、赤血球(RBC)集団からヘモグロビンポリマー化、血液
溶液、RBCおよびヘモグロビンまで、約20℃よりも低く、かつ0℃よりも高
い温度を維持することなどによって微生物の増殖または生物汚染を最小限にする
ために十分な条件のもとで維持される。好ましくは、温度は約15℃以下の温度
で維持される。より好ましくは、温度は10±2℃で維持される。
【0029】 この方法において、安定なポリマー化ヘモグロビン代用血液を調製するための
プロセスに対する構成要素の各部分は、無菌の製品を製造するために十分に殺菌
される。無菌は、この分野において定義されている通りであり、詳細には、溶液
が、米国薬局方XXII(第71節、1483頁〜1488頁)に示されている
無菌性に対する米国薬局方基準を満たすことである。さらに、プロセス工程にさ
らされる構成要素の部分は、通常、プロセス工程と反応しないか、またはプロセ
ス工程を汚染しない材料で製造または被覆される。そのような材料には、ステン
レススチールおよび他のスチール合金(インコネルなど)が含まれ得る。
【0030】 好適なRBC源には、ヒト血液、ウシ血液、ヒツジ血液、ブタ血液、他の脊椎
動物に由来する血液、および遺伝子組換え的に製造されたヘモグロビン(BIO
/TECHNOLOGY、12:55〜59(1994)に記載されている遺伝
子組換えHbなど)が含まれる。
【0031】 血液は、生きているドナーまたは屠殺されたばかりのドナーから採取すること
ができる。ウシの全血を採取するための方法が、Rausch他に対して発行さ
れた米国特許第5,084,558号および同第5,296,465号に記載さ
れている。血液を無菌的な様式で採取することが好ましい。
【0032】 採取時または採取後直ちに、血液は、血液の著しい凝固を防止するために少な
くとも1つの抗凝固と混合される。血液に対する好適な抗凝固剤は、この分野に
において慣行に従って知られている通りであり、これには、例えば、クエン酸ナ
トリウム、エチレンジアミン四酢酸およびヘパリンが含まれる。血液と混合され
るとき、抗凝固剤は、粉末などの固体形態であってもよく、または水溶液であっ
てもよい。
【0033】 血液溶液の供給源は、新しく採取されたサンプルに由来し得るか、または血液
銀行からの期限が切れたヒト血液などの古いサンプルに由来し得ることが理解さ
れる。さらに、血液溶液は凍結状態および/または液体状態において以前に維持
され得る。血液溶液はこの方法で使用される前には凍結されないことが好ましい
【0034】 別の実施態様において、血液溶液を抗凝固剤に導入する前に、ペニシリンなど
の血液溶液中の抗生物質レベルがアッセイされる。抗生物質レベルは、血液サン
プルのドナーが抗生物質で処置されていなかったことを確認することによって、
血液サンプルが感染性生物で汚染されていないという保証の程度を提供するため
に測定される。抗生物質に対する好適なアッセイの例には、「乳汁におけるペニ
シリンの迅速検出」と題された方法を用いるペニシリンアッセイキット(Dif
co、Detroit、MI)が含まれる。血液サンプルは約0.008ユニッ
ト/ml以下のペニシリンレベルを含有することが好ましい。あるいは、家畜に
疾患がないことまたは家畜の抗生物質処置をモニターするための家畜管理プログ
ラムを使用することができる。
【0035】 好ましくは、血液溶液は、大きな凝集物および粒子を除くために、例えば、ろ
過することによって、抗凝固剤処理工程の前または抗凝固剤処理工程のときにろ
過される。600メッシュの篩いは、好適な濾過器の一例である。
【0036】 その後、血液溶液中のRBCは、RBCを細胞外の血漿タンパク質(血清アル
ブミンまたは抗体(例えば、免疫グロブリン(IgG))など)から分離するた
めに、好適な手段によって、例えば、透析ろ過によって、あるいは少なくとも1
つの溶液(等張性溶液など)を用いた別個の希釈工程と濃縮工程との組合せによ
って洗浄される。RBCは回分様式または連続供給様式で洗浄され得ることが理
解される。
【0037】 受容可能な等張性溶液は、この分野において知られている通りであり、これに
は、RBCの細胞膜を破壊せず、全血の血漿タンパク質を追い出すpHおよび浸
透圧モル濃度を有する溶液(クエン酸塩/生理食塩水溶液など)が含まれる。好
ましい等張性溶液は、中性pHを有し、約285mOsm〜315mOsmの浸
透圧モル濃度を有する。好ましい実施態様において、等張性溶液は、クエン酸ナ
トリウム二水和物(6.0g/l)および塩化ナトリウム(8.0g/l)の水
溶液から構成される。
【0038】 本発明の方法において使用され得る水には、蒸留水、脱イオン水、注射用水(
WFI)および/または低パイロジェン水(LPW)が含まれる。WFIは、好
ましいものであり、注射用水に関する米国薬理学基準(U.S. Pharma
cological Specifications)を満たす脱イオン化蒸留
水である。WFIはさらに、Pharmaceutical Engineer
ing、11、15〜23頁(1991)に記載されている。LPWは、好まし
いものであり、0.002EU/ml未満を含有する脱イオン水である。
【0039】 等張性溶液は、血液溶液に加えられる前にろ過されることが好ましい。好適な
フィルターの例には、Millipore社の10,000ダルトン限外ろ過膜
(Milliporeカタログ#CDUF 050 G1フィルターなど)また
はA/G Technology社の中空ファイバー(10,000ダルトン、
カタログ#UFP−10−C−85)が含まれる。
【0040】 好ましい実施態様では、血液溶液中のRBCを透析濾過によって洗う。適当な
ダイアフィルターは、0.1μm‐0.5μmフィルターのような(例えば0.
2μm中空ファイバーフィルター、Microgon Krosflo II精
密濾過カートリッジ)、RBCを実質的により小さな血液溶液成分から分離する
孔サイズのミクロ細孔膜を含む。同時に、ダイアフィルターを通して失われた濾
液の割合(又は容量)に等しい割合で相殺として、濾過した等張液を継続的に(
又はバッチで)加える。RBC洗浄の間、直径がRBCよりも有意に小さいか、
又は血漿のような液体の血液溶液成分はダイアフィルターの壁を通過して濾液中
に入る。RBC、血小板及び白血球のような希釈血液溶液のより大きな物質は保
持され、それらを、継続的に又はバッチで添加した等張液と混合して、透析血液
溶液を生成する。
【0041】 より好ましい実施態様では、一定量の濾過した等張液を透析濾過タンクに加え
て、透析濾過タンク内の血液溶液の容量を最初に希釈する。好ましくは、加える
等張液の容量は血液溶液の最初の容量とほぼ等しい。
【0042】 代替的実施態様では、血液溶液に少なくとも1つの等張液を加えて希釈し、フ
ィルターを通して濃縮する、一連の連続(又は逆連続)希釈と濃縮の段階を通し
てRBCを洗い、それによって透析血液溶液を生成する。
【0043】 RBCを汚染する血漿蛋白のレベルが実質的に低下したとき(典型的には少な
くとも約90%)、RBCの洗浄が完了する。典型的には、ダイアフィルター3
4から流出した濾液の容量が、血液溶液を濾過等張液で希釈する前に透析濾過タ
ンクに入っていた血液溶液の容量の約300%又はそれ以上に等しいとき、RB
C洗浄は完了する。追加的なRBC洗浄によってRBCから細胞外血漿蛋白をさ
らに分離してもよい。例えば、6容の等張液による透析濾過は、血液溶液から少
なくとも約99%のIgGを除去することができる。
【0044】 次に透析した血液溶液を、遠心分離のような、透析血液溶液中のRBCを白血
球及び血小板から分離するための手段に供する。
【0045】 RBCを他の血液成分から分離するための当該技術において一般的に知られる
他の方法が使用できることは明白である。例えば沈降法であり、この分離方法は
、RBCを他の血液成分から分離する前に、有意の量のRBCの細胞膜を破壊せ
ず、RBCの約30%未満の破壊にとどめる。
【0046】 RBCの分離後、RBC溶解のための手段を用いてRBCを溶解し、RBCか
らヘモグロビンを遊離させて、ヘモグロビン含有溶液を生成する。溶解手段は、
機械的溶解、化学的溶解、低張性溶解、又はヘモグロビンが酸素を運搬し、遊離
させる能力を有意に損なうことなくHbを遊離させる他の既知の溶解方法のよう
な、様々な溶解方法が使用できる。
【0047】 さらにもう1つの実施態様では、Nature,356:258‐260(1
992)に述べられている組換えによって作製されたヘモグロビンのような、組
換えによって作製されるヘモグロビンをRBCの代わりに本発明の方法において
処理することができる。ヘモグロビンを含む細菌細胞を上述したように洗って夾
雑物から分離する。次にこれらの細菌細胞をボールミルのような当該技術で既知
の手段によって機械的に破壊し、細胞からヘモグロビンを遊離させて溶解細胞相
を形成する。その後この溶解細胞相を溶解RBC相と同様に処理する。
【0048】 溶解に続き、溶解RBC相を限外濾過して、分子量が約100,000ダルト
ンを超える蛋白質のような大きな細胞デブリを除去する。一般に細胞デブリは、
Hb、小さな細胞蛋白、電解質、補酵素及び有機代謝中間体を除くすべての全体
及び断片細胞成分を含む。許容される限外濾過器は、例えばMillipore
製(Cat# CDUF 050 H1)及びA/G Technology製
(Needham,MA.;Model No.UFP100E55)の100
,000ダルトンフィルターを含む。
【0049】 重合に使用できるヘモグロビンの収量を最大にするため、溶解RBC相におけ
るHbの濃度が8グラム/リットル(g/l)未満になるまで限外濾過を続ける
ことが好ましい。沈降、遠心分離又は精密濾過を含めて、溶解RBC相からHb
を分離するための他の方法も使用できる。次にHb限外濾液を限外濾過して、電
解質、補酵素、代謝中間体及び分子量約30,000ダルトン未満の蛋白質のよ
うな小さな細胞デブリと水をHb限外濾液から除去することができる。適当な限
外濾過器は30,000ダルトン限外濾過器(Millipore Cat#
CDUF 050 T1及び/又はArmicon、#540 430)を含む
【0050】 その後濃縮Hb溶液を1つ又はそれ以上の平行クロマトグラフィーカラムに供
して、高速液体クロマトグラフィーにより、抗体、内毒素、リン脂質及び酵素及
びウイルスのような他の夾雑物からヘモグロビンをさらに分離することができる
。適当な媒体の例は、陰イオン交換媒体、陽イオン交換媒体、疎水的相互作用媒
体及びアフィニティー媒体を含む。好ましい実施態様では、クロマトグラフィー
カラムは、Hbを非ヘモグロビン蛋白質から分離するのに適した陰イオン交換媒
体を含む。適当な陰イオン交換媒体は、例えば、シリカ、アルミナ、チタニアゲ
ル、架橋デキストラン、アガロース、又はジエチルアミノエチル又は第四級アミ
ノエチル基のような陽イオン化学官能基で誘導体化された、ポリアクリルアミド
、ポリヒドロキシエチル‐メタクリレート又はスチレンジビニルベンゼンのよう
な誘導体化部分を含む。溶解RBC相に存在する可能性がある他の蛋白質及び夾
雑物と比較して、Hbの選択的吸収と脱着のための適当な陰イオン交換媒体及び
対応する溶出剤は、当業者が容易に決定できる。
【0051】 より好ましい実施態様では、シリカゲルから陰イオン交換媒体を形成するため
の方法を使用し、それを水熱処理して孔サイズを高め、γ‐グリシドキシプロピ
ルシランに接触させて活性エポキシド基を形成し、次にC3 7 (CH3 )NC
lに接触させて第四級アンモニウム陰イオン交換媒体を形成する。この方法は、
その全体が参照してここに組み込まれる、Journal of Chroma
tography,120:321〜333頁(1976)に述べられている。
【0052】 最初に、Hb結合を促進する第一溶出剤を流してクロマトグラフィーカラムを
前処理する。次に濃縮Hb溶液をカラム中の媒体に注入する。濃縮Hb溶液の注
入後、種々の溶出剤で順次クロマトグラフィーカラムを洗い、別々の精製Hb溶
出液を生成する。
【0053】 好ましい実施態様では、カルボニックアンヒドラーゼ酵素、リン脂質、抗体及
び内毒素のような蛋白夾雑物をHbから分離するためにクロマトグラフィーカラ
ムにおいてpH勾配を使用する。異なるpH値を持つ一連の緩衝液をそれぞれ連
続的に適用して、クロマトグラフィーカラムの媒体内でpH勾配を創造する。緩
衝液を10,000ダルトンの発熱物質除去(depyrogenation)
膜などで濾過することが好ましい。Hbを分離するために使用する緩衝液は、H
bと非ヘモグロビン夾雑物の溶出が一般にpHに依存し、イオン強度に有意に依
存しないような低いイオン強度を持つべきである。典型的には、約50mM又は
それより小さいイオン濃度の緩衝液が適当な低いイオン強度を持つ。
【0054】 最初の緩衝液は、クロマトグラフィーカラムの媒体中に濃縮Hb溶液を運搬し
、媒体へのHbの結合を促進する。次に第二緩衝液は、媒体に結合したHbを保
持しながら、夾雑非ヘモグロビン成分を溶出するためにカラム内のpHを調整す
る。そして第三緩衝液がHbを溶出する。その後Hb溶出液を採集する。Hb溶
出液を滅菌フィルターに適用することが好ましい。適当な滅菌フィルターは、S
artorius Sartobran Cat#5232507 G1PHフ
ィルターのような0.22μmフィルターを含む。
【0055】 好ましい実施態様では、Hb溶出液の純度を保証するためにHb溶出液の最初
の3%〜4%及びHb溶出液の最後の3%〜4%を廃棄する。
【0056】 クロマトグラフィーカラムを再使用する場合には、カラムに残っている夾雑非
ヘモグロビン蛋白と内毒素を第四緩衝液によって溶出する。
【0057】 非ヘモグロビン夾雑物からHbを分離するためのpH勾配の使用は、参照して
ここに組み込まれる、1995年6月7日発行の米国特許第5,691,452
号に詳述されている。
【0058】 好ましい実施態様では、第一緩衝液はトリス−ヒドロキシメチルアミノメタン
(Tris)溶液(濃度約20mM、pH約8.4〜約9.4)である。第二緩
衝液は、第一緩衝液と第三緩衝液の混合物であり、第二緩衝液は約8.2〜約8
.6のpHを持つ。第三緩衝液はTris溶液(濃度約50mM、pH約6.5
〜約7.5)である。第四緩衝液はNaCl/Tris溶液(濃度約1.0M
NaCl及び約20mM Tris、pH約8.4〜約9.4、好ましくは約8
.9〜9.1)である。第二緩衝液のpHが約8.2〜約8.4であることが特
に好ましい。
【0059】 典型的には、使用する緩衝液は約0℃〜約50℃である。好ましくは、使用の
間、緩衝液の温度は約12.4±1.0℃である。さらに、緩衝液は典型的には
約9℃〜約11℃の温度で保存する。
【0060】 次にHb溶出液を、好ましくは重合の前に脱酸素化し、酸化ヘモグロビン(m
etHb)形成という変性から生じうるような、Hb溶出液中のHbの酸素を運
搬および遊離する能力の有意な低下を伴わずに実質的にHbを脱酸素化させる手
段によって脱酸素化Hb溶液(以下デオキシ‐Hbと称する)を生成する。
【0061】 1つの実施態様では、相の膜を越えた不活性気体のガス移動によってHb溶出
液を脱酸素化する。そのような不活性気体は、例えば窒素、アルゴン及びヘリウ
ムを含む。ヘモグロビンの溶液を脱酸素化するための当該技術において既知の他
の手段も、Hb溶出液を脱酸素化するために使用できることは明白である。その
ような他の手段は、例えばHb溶出液の窒素スパージング、N‐アセチル‐L‐
システイン(NAC)、システイン、亜ジチオン酸又はアスコルビン酸ナトリウ
ムのような還元剤による化学的排除、又は光による光分解を含みうる。
【0062】 クロマトグラフィーカラムからの溶出後、好ましくはHb溶出液を濃縮して処
理の効率を改善する。Hb溶出液を限外濾過器を通して再循環させ、Hb溶出液
を濃縮して濃縮Hb溶出液を生成する。適当な限外濾過器は、例えば30,00
0ダルトン又はそれより小さい限外濾過器(例えばMillipore Hel
icon,Cat# CDUF050G1又はAmicon Cat #540
430)を含む。典型的には、Hb溶出液の濃縮は、Hbの濃度が約100〜約
120g/lであるときに完了する。Hb溶出液を濃縮するとき、好ましくはH
b溶出液の温度を約8〜12℃に保持する。
【0063】 次に、好ましくは濃縮されたHb溶液に緩衝液を適用し、Hbの脱酸素化を促
進するためにHb溶液のイオン強度を調整する。Hb溶液中のHbの酸素親和性
を低下させるために、イオン強度を約150meq/l〜約200meq/lに
調整することが好ましい。適当な緩衝液は、Hb蛋白の有意の変性をもたらさな
いが、Hbの脱酸素化を促進するのに十分な高さのイオン強度を持つpHの緩衝
液を含む。適当な緩衝液の例は、約6.5〜約8.9のpH範囲を有する生理食
塩水を含む。好ましい緩衝液は、約8.9のpHを持つ、水性1.0M NaC
l、20mM Tris溶液である。
【0064】 好ましくは、得られた緩衝Hb溶液を限外濾過器を通して再循環させ、再びH
b溶液を濃縮して、処理の効率を改善する。好ましい実施態様では、Hbの濃度
が約100g/l〜約120g/lであるときに濃縮は完了する。
【0065】 脱酸素化の間、適当な相間移動膜を通してHb溶液を循環させる。適当な相間
移動膜は、例えば0.05μmポリプロピレン中空ファイバーマイクロフィルタ
ー(例えばHoechst−Celanese Cat#5PCM−107)を
含む。同時に、不活性気体の向流を相間移動膜を通過させる。適当な不活性気体
は、例えば窒素、アルゴン及びヘリウムを含む。それにより相間移動膜を介する
ガス交換がHb溶液から酸素を除去する。
【0066】 Hb溶液のpO2 が、Hb溶液中の酸化Hb(オキシヘモグロビン又はHbO 2 )含量が約20%又はそれより小さくなるレベルに低下するまで脱酸素化を続
ける。好ましい実施態様では、Hb溶液中のHbO2 含量は約10%又はそれよ
り小さい。
【0067】 脱酸素化の間、Hb溶液の温度は、典型的にはメトヘモグロビン形成の速度と
脱酸素化の速度が釣り合うレベルに保持する。メトヘモグロビン含量を20%未
満に制限するように温度を保持する。至適温度は、Hb溶液を脱酸素化しながら
、約5%未満のメトヘモグロビン含量、好ましくは約2.5%未満のメトヘモグ
ロビン含量をもたらす。典型的には、脱酸素化の間、Hb溶液の温度を約19℃
〜約31℃に保持する。
【0068】 脱酸素化の間、及びその後本発明の方法の残りの工程を通じて、Hbによる酸
素吸収を最小限に抑え、約20%未満、好ましくは約10%未満のHbO2 含量
を保持するために、Hbを低酸素環境に保持する。
【0069】 次に脱酸素化したHbを、好ましくはスルフヒドリル化合物を含む低酸素含量
保存緩衝液で平衡化させ、酸化に対して安定なデオキシ‐Hbを生成する。適当
なスルフヒドリル化合物は、N‐アセチル‐L‐システイン(NAC)、D,L
‐システイン、γ‐グルタミル‐システイン、グルタチオン、2,3‐ジメルカ
プト‐1‐プロパノール、1,4‐ブタンジチオール、チオグリコレート、及び
他の生物学的に適合性のスルフヒドリル化合物などの非毒性還元剤を含む。低酸
素含量保存緩衝液の酸素含量は、緩衝液中のスルフヒドリル化合物の濃度を有意
に低下させず、酸化に対して安定なデオキシ‐Hb中のオキシヘモグロビン含量
を約20%以下、好ましくは約10%未満に抑えるのに十分な低さでなければな
らない。典型的には、保存緩衝液は約50トール未満のpO2 を持つ。
【0070】 好ましい実施態様では、保存緩衝液は、Hb重合とメトヘモグロビン形成を釣
り合わせるのに適したpH、典型的には約7.6〜約7.9のpHを有していな
ければならない。
【0071】 デオキシ‐Hbと混合するスルフヒドリル化合物の量は、重合の際にHbの分
子内架橋を高めるのに十分多く、且つ高いイオン強度のためにHb分子の分子間
架橋を有意に低下させすることがない十分少ない量である。典型的には、約0.
25モル〜約5モルのデオキシ‐Hbを酸化に対して安定化するために約1モル
のスルフヒドリル官能基(‐SH)が必要である。
【0072】 好ましい態様において、保存緩衝液は、約25〜35mMのリン酸ナトリウム
緩衝液(pH 7.7〜7.8)を含み、且つ酸化安定化デオキシ−Hb中のN
AC濃度が約0.003重量%〜約0.3重量%であるような量のNACを含む
。より好ましくは、酸化安定化デオキシ−Hb中のNAC濃度は、約0.05重
量%〜約0.2重量%である。
【0073】 好ましくは、保存緩衝液を、デオキシ−Hbと混合する前に10,000ダル
トンの限外濾過膜(Millipore Helicon Cat#CDUF0
50G1又はA/G Technology Maxcell Cat#UFP
−10−C−75)などを通して濾過する。
【0074】 1つの態様において、ついで、酸化安定化デオキシ−Hbを任意のフィルター
に通す。適切なフィルターとしては、0.2μmポリプロピレンプレフィルター
および0.5μm滅菌マイクロフィルター(Pall Profile II,
Cat#ABIY005Z7またはGelman Supor)が挙げられる。
デオキシ−Hbは、実質的に酸素を含まない大気下に維持される。これは、例え
ば、酸素安定化デオキシ−Hbの充填前および充填後に、窒素などの不活性ガス
で処理装置をパージし、かつ一面におおう(blanketting)ことによ
って実現できる。
【0075】 任意に、酸化安定化デオキシ−Hbを重合に移す前に、適切な量の水を重合反
応器に添加する。1つの態様において、水の適切な量は、酸化安定化デオキシ−
Hbを重合反応器に添加したとき約10〜約100g/l Hbの濃度の溶液を
生じる量である。好ましくは、水は、酸素を低減(oxygen−deplet
ed)されている。
【0076】 重合ステップにおいて、水のpO2 を、HbO2 含量を約20%に制限するの
に十分なレベル、典型的には、約50トール未満に低下させた後、重合反応器を
窒素のような不活性ガスで一面におおう。ついで、酸化安定化デオキシ−Hbを
、重合反応器に移し、同時に該反応器を不活性ガスの適切な供給(flow)で
一面におおう。
【0077】 重合反応器における酸化安定化デオキシ−Hb溶液の温度を、架橋剤と接触し
たとき酸化安定化デオキシ−Hbの重合を至適化する温度まで上昇させる。典型
的には、酸化安定化デオキシ−Hb溶液の温度は、重合の間を通じて約25℃〜
約45℃、好ましくは、約41℃〜約43℃である。重合反応器を加熱するため
の許容される熱伝達手段の例は、ジャケットを通して熱エチレングリコールを適
用することによって加熱する、ジャケット型加熱システム(jacketed
heating system)である。
【0078】 ついで、酸化安定化デオキシ−Hbを、酸化安定化デオキシ−Hbを重合する
のに十分な温度で適切な架橋剤に曝し、約2時間から約6時間かけて重合ヘモグ
ロビン(poly(Hb))の溶液を生成する。
【0079】 適切な架橋剤の例としては、中でも、グルタルアルデヒド、スクシンジアルデ
ヒド、活性型のポリオキシエチレンおよびデキストラン、グリコールアルデヒド
などのα−ヒドロキシアルデヒド、N−マレイミド−6−アミノカプロイル−(
2’−ニトロ,4’−スルホン酸)−フェニルエステル、m−マレイミド安息香
酸−N−ヒドロキシスクシニミドエステル、スクシニミジル4−(N−マレイミ
ドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、スルホスクシニミジル4−
(N−マレイミドメチル)シクロヘキサン−1−カルボキシレート、m−マレイ
ミドベンゾイル−N−ヒドロキシスクシニミドエステル、m−マレイミドベンゾ
イル−N−ヒドロキシスルホスクシニミドエステル、N−スクシニミジル(4−
ヨードアセチル)アミノベンゾエート、スルホスクシニミジル(4−ヨードアセ
チル)アミノベンゾエート、スクシニミジル 4−(p−マレイミドフェニル)
ブチレート、スルホスクシニミジル 4−(p−マレイミドフェニル)ブチレー
ト、1−エチル−3−(3−ジメチルアミノプロピル)塩酸カルボジイミド、N
,N’−フェニレンジマレイミド、およびビス−イミデートクラス、二アジ化ア
シルクラスまたは二ハロゲン化アリールクラスに属する化合物などのHbタンパ
ク質を架橋する多官能性作用物質が挙げられる。
【0080】 架橋剤の適切な量は、分子内架橋がHbを安定化し、かつ分子間架橋が、Hb
の重合体を形成し、それにより血管内保持を可能にする量である。典型的には、
架橋剤の適切な量は、架橋剤対Hbのモル比が約2:1を超える量である。好ま
しくは、架橋剤対Hbのモル比は、約20:1から40:1である。
【0081】 好ましくは、重合は、約35ミリモルまたはそれ以下の塩化物濃度を有する、
約7.6〜約7.9のpHの緩衝液中で行なわれる。
【0082】 好ましい態様において、適切な量の架橋剤を、酸化安定化デオキシ−Hbに添
加し、その後、低い剪断(shear)で混合するための手段によって混合する
。適切な低剪断混合手段としては、スタティクミキサーが挙げられる。適切なス
タティクミキサーは、例えば、Chemineer,Inc.から入手される「
Kenics」スタティクミキサーである。
【0083】 1つの態様において、スタティクミキサーを通して、酸化安定化デオキシ−H
bと架橋剤との再循環は、一般に、酸化安定化デオキシ−Hbと架橋剤との均質
な混合を伴う乱流条件を引き起こし、それによって高濃度の架橋剤を含むデオキ
シ−Hbのポケットが形成される可能性を低下させる。一般に、架橋剤とデオキ
シ−Hbとの均質な混合は、高分子量のHbポリマー、すなわち、500,00
0ダルトンを超える分子量のポリマーの形成を低下させ、また、重合の際に、架
橋剤とデオキシ−Hbとのより速やかな混合を可能にする。さらに、スルフヒド
リル化合物、好ましくは、NACの存在により、Hb重合の際に有意のHb分子
内架橋が生じるであろう。スルフヒドリル化合物とグルタルアルデヒドおよび/
またはHbとの相互作用の正確な機構は不明であるが、スルフヒドリル化合物が
、少なくとも部分的に高分子量Hbポリマーの形成を阻害し、安定化された四量
体Hbを優先的に形成するように、Hb/架橋剤化学結合に作用すると考えられ
る。
【0084】 ポリ(Hb)は、ポリ(Hb)においてHb分子の実質的な部分(例えば、少
なくとも約50%)が化学結合しており、約15%未満などの少量だけが高分子
量の重合ヘモグロビン鎖内に含まれる場合、顕著な分子内架橋を有すると定義さ
れる。高分子量ポリ(Hb)分子は、例えば、約500,000ダルトンを超え
る分子量の分子である。
【0085】 好ましい態様において、グルタルアルデヒドを架橋剤として使用する。典型的
には、酸化安定化デオキシ−Hb 1kgあたり約10−約70グラムのグルタ
ルアルデヒドを使用する。より好ましくは、酸化安定化デオキシ−Hb各1kg
につき約29−31グラムのグルタルアルデヒドが添加されるまで5時間にわた
ってグルタルアルデヒドを添加する。
【0086】 重合後、重合反応器中のポリ(Hb)溶液の温度を、典型的には、約15℃〜
約25℃に低下させる。
【0087】 架橋剤がアルデヒドではない場合、形成されたポリ(Hb)は、一般的に安定
なポリ(Hb)である。使用された架橋剤がアルデヒドである場合、形成された
ポリ(Hb)は、適切な還元剤と混合し、ポリ(Hb)中の安定でない結合を還
元し、より安定な結合を形成するまで、一般に安定ではない。適切な還元剤の例
は、水素化ホウ素ナトリウム、シアノ水素化ホウ素ナトリウム、亜ジチオン酸ナ
トリウム、トリメチルアミン、t−ブチルアミン、モルホリンボランおよびピリ
ジンボランを含む。還元剤を添加する前に、ポリ(Hb)溶液の濃度が約75〜
約85g/lに上昇するまで、限外濾過により、任意に、ポリ(Hb)溶液を濃
縮する。適切な限外濾過器の例は、30,000ダルトンフィルター(例えば、
Millipore Helicon,Cat# CDUF050LTおよびA
micon、Cat#540430)である。
【0088】 ついで、ポリ(Hb)溶液のpHを、還元剤を保ち、つづく還元の際にHbを
変性させうる水素ガスの発生を妨げるアルカリ性pH範囲に調整する。1つの態
様において、pHを10を超えるように調整する。pHは、重合の間または重合
後、ポリ(Hb)溶液に緩衝液を添加することによって調整されうる。典型的に
は、ポリ(Hb)を精製して、非重合ヘモグロビンを除去する。これは、ダイア
フィルトレーション(dialfiltration)またはヒドロキシアパタ
イトクロマトグラフィーによって実施できる(例えば、参照により本明細書に取
り込まれる米国特許第5,691,453号明細書を参照のこと)。
【0089】 pHの調整後、典型的には、脱酸素化ループを通して、少なくとも1つの還元
剤、好ましくは、水素化ホウ素ナトリウムを重合段階に添加する。典型的には、
ポリ(Hb)内のHb四量体1モルあたり(64,000ダルトンのHbあたり
)約5〜約18モルの還元剤を添加する。好ましい態様において、重合サブシス
テム98においてポリ(Hb)溶液9リットルあたり、0.25M水素化ホウ素
ナトリウム1リットルを0.1〜0.12 lpmの速度で添加する。
【0090】 ついで、安定なポリ(Hb)を適切なpHと生理的電解質レベルとを有するダ
イアフィルトレーション溶液を用いダイアフィルトレートすることにより、安定
なポリ(Hb)のpHと電解質を生理的レベルに回復させて、安定な重合ヘモグ
ロビン代用血液を生成することができる。好ましくは、ダイアフィルトレーショ
ン溶液は、緩衝液である。
【0091】 ポリ(Hb)を還元剤で還元した場合、ダイアフィルトレーション溶液は、好
ましくは、約4〜約6の酸性pHを有する。
【0092】 また、酸素スカベンジャーとして、無毒性スルフヒドリル化合物を安定ポリ(
Hb)溶液に添加して、最終的な重合ヘモグロビン代用血液の安定性を高めるこ
ともできる。スルフヒドリル化合物は、ダイアフィルトレーション溶液の一部と
して添加することおよび/または別途に添加することができる。保存期間にわた
ってメトヘモグロビン含量を約15%未満に保持するように酸素を捕捉するスル
フヒドリル濃度を確立するために、一定量のスルフヒドリル化合物を添加する。
好ましくは、スルフヒドリル化合物は、NACである。典型的には、添加するス
ルフヒドリル化合物の量は、約0.05重量%〜約0.2重量%のスルフヒドリ
ル濃度を確立するのに十分な量である。
【0093】 好ましい態様において、重合反応器および残りの運搬装置において、不活性で
あり、実質的に酸素を含まない大気で圧を維持しながら、無菌的取り扱い条件下
で代用血液を包装する。
【0094】 本発明の方法によって生成される適切な安定重合ヘモグロビン代用血液につい
ての規格を表Iに示す。
【0095】
【0096】 ついで、安定代用血液を、各々が上記で説明したような低酸素濃度環境を有す
る短期保管容器または無菌保管容器内に保管する。保管容器は、さらに、保管期
間を通して蒸発による代用血液の著しい濃縮を防止するために水蒸気の通過に対
して十分に不透過性でなければならない。代用血液の著しい濃縮は、代用血液の
1種以上のパラメーターが仕様から外れて高くなることをもたらす濃縮である。
【0097】 本発明の方法により生成される安定重合ヘモグロビン代用血液の合成は、米国
特許第5,296,465号明細書に詳細に記載されている。
【0098】 本発明の方法により形成される代用血液を受けることのできる脊椎動物として
は、ヒト、非ヒト霊長類、イヌ、ネコ、ラット、ウマまたはヒツジなどの哺乳動
物が挙げられる。さらに、前記代用血液を受けることのできる脊椎動物としては
、胎児(出生前脊椎動物)、出生後脊椎動物、または出生時脊椎動物などがあま
れる。
【0099】 本発明の代用血液は、代用血液を1種以上の注射方法によって脊椎動物の循環
系内に直接的および/または間接的に注射することによって循環系内に投与され
うる。直接注射方法の例としては、例えば、静脈内および動脈内注射などの血管
内注射と心臓内注射とが含まれる。間接的注射方法の例には、腹腔内注射、代用
血液がリンパ系によって循環系に輸送される皮下注射、またはトロカールもしく
はカテーテルによる骨髄内への注射が挙げられる。好ましくは、代用血液は、静
脈内投与する。
【0100】 治療される脊椎動物は、代用血液の注入前、注入中、および/または注入後に
正常血液量、血液量過多または血液量過少であってよい。代用血液は、例えば、
トップローディングのような方法および交換法によって循環系内に差し向けるこ
とができる。
【0101】 代用血液は、循環系の一部分または全体を通してのRBC流量低下、貧血およ
び脳卒中を含む多数の様々な原因の結果として生じる脊椎動物内の低酸素組織を
治療するために治療的に投与されうる。さらに、代用血液は、脊椎動物の組織へ
のRBC流量または循環系の全体へのRBC流量における可能性のある、または
予想される減少の結果として生じうる脊椎動物内の組織の酸素欠乏を防止するた
めに予防的に投与されうる。さらに、部分的動脈閉塞または微小循環における部
分的遮断から生じた低酸素症を治療的または予防的に治療するためのヘモグロビ
ンの投与、およびその場合に使用する用量についての考察は、その全体が参照に
より本明細書に取り込まれる同時係属出願の1995年3月23日に提出された
米国特許出願第08/409,337号明細書に提供されている。
【0102】 典型的には、代用血液の適切な用量、または用量の組み合わせは、血漿内に含
まれたときに脊椎動物の血液中で約0.1〜約10g Hb/dl以上の総ヘモ
グロビン濃度をもたらす量、または大量の失血を補うために必要とされる量であ
る。
【0103】 以下、本発明を下記実施例によって、より詳細に説明する。
【0104】 実施例1 安定重合Hb含有代用血液の合成 米国特許第5、296,465号明細書に記載されるように、ウシ全血のサン
プルを採取し、クエン酸ナトリウム抗凝固剤と混合して血液溶液を生成した。
【0105】 各血液溶液サンプルを、採取後に約2℃の温度で維持し、ついで、大きな凝集
塊および粒子を除去するために600番メッシュスクリーンを用いて濾した。
【0106】 プールする前に、血液溶液中のペニシリン量が<0.008units/ml
であることを保証するために“Rapid Detection of Pen
icillin in Milk(牛乳中のペニシリンの迅速検出)”と題する
方法を使用してDifco社、デトロイト、ミシガン州から購入したアッセイキ
ットを用いて各血液溶液サンプル中のペニシリン量を検定した。
【0107】 その後血液溶液サンプルをプールし、発熱物質を除去した(depyroge
nated)クエン酸ナトリウム水溶液と混合してウシ全血中の重量で0.2%
のクエン酸ナトリウム溶液を生成した(以後、“0.2%クエン酸ナトリウム血
液溶液”と呼ぶ)。
【0108】 ついで、800μmおよび50μmポリプロピレンフィルターに連続的に0.
2%クエン酸ナトリウム血液溶液サンプルを通過させ、径がおよそ50μm以上
の大きな血液溶液デブリスを除去した。
【0109】 ついで、RBCsを洗浄し、BSAまたはIgGなどの細胞外血漿タンパク質
をRBCsから分離した。血液溶液中に含まれているRBCsを洗浄するために
、ダイアフィルトレーションタンクへ同等容積の濾過等張溶液を添加することに
よって最初にダイアフィルトレーションタンク内の容積の血液溶液を希釈した。
等張溶液は、Millipore(製品番号#:CDUF 050 G1)10
,000ダルトン限外濾過膜を用いて濾過した。等張溶液は、注射用蒸留水(W
FI)に溶解した6.0g/lのクエン酸ナトリウムニ水化物と8.0g/lの
塩化ナトリウムとから構成された。
【0110】 ついで、希釈血液溶液は、0.2μm中空糸(Microgon Krosf
lo II精密濾過カートリッジ)ダイアフィルターを介するダイアフィルトレ
ーションによって原体積へ濃縮した。同時に、濾過した等張溶液を0.2μmダ
イアフィルターを通しての濾液消失速度と同等の速度で補給物として連続的に添
加した。ダイアフィルトレーション中に、径がRBCsより有意に小さい、また
は血漿などの体液である希釈血液溶液のコンポーネントを濾液と一緒に0.2μ
mダイアフィルターの壁を通過させた。RBCs、血小板および、例えば、白血
球などの、希釈血液溶液より大きな塊は、透析血液溶液を形成するために連続的
に添加された等張溶液と一緒に保持した。
【0111】 RBC洗浄中には、希釈血液溶液は処理加工効率を向上させるためにダイアフ
ィルターの入口での約25psi〜約30psiの液圧とともに約10〜25℃
の温度で維持した。
【0112】 RBC洗浄は、ダイアフィルターから流出した濾液の容積が濾過等張溶液を用
いた希釈前の血液溶液の容積の約600%に等しくなった時点で完了した。
【0113】 透析した血液溶液はその後、約4lpmの速度で#28リングダムを装備した
Sharples Super Centrifuge(Model#AS−1
6)へ連続的にポンプで輸送した。遠心機は、白血球および血小板からRBCs
を分離するために透析血液溶液が連続的に供給されている間は作動していた。作
動中、遠心機は、その間に同様に白血球(WBCs)および血小板の実質的な部
分を軽いWBC相内へ分離しながらRBCsを重いRBC相内へ分離するために
十分な速度で、詳細には約15,000rpmで回転させた。RBC相およびW
BC層の画分は、作動中に個別かつ連続的に遠心分離機から排出された。
【0114】 RBCsの分離後、ヘモグロビン含有溶液を生成するためにRBCsを溶解さ
せた。遠心分離機からRBCsを排出する間に、実質的部分のRBCsを機械的
に溶解させた。RBCsの細胞膜は、遠心分離機から流出するRBC相へある角
度でRBC相流出ラインの壁に衝撃を与えると破裂し、それによってRBCsか
らヘモグロビン(Hb)がRBC相内へ遊離した。
【0115】 溶解されたRBC相をその後RBC相流出ラインを通ってスタティックミキサ
ー(6エレメントを備えたKenics 1/2インチ、Chemineer,
Inc.製)内に流動させた。スタティックミキサーへのRBC相の輸送と同時
に、等量のWFIもまたスタティックミキサーに注入したが、このときWFIは
RBC相と混合された。RBC相およびWFIのスタティックミキサー内への流
速は各々約0.25lpmであった。
【0116】 スタティックミキサー内でのRBC相とWFIとの混合は、溶解したRBCコ
ロイドを産生した。溶解したRBCコロイドはその後スタティックミキサーから
、非ヘモグロビンRBCコンポーネントからHbを分離するために適切であるS
harples Super Centrifuge(Model#AS−16
、 Sharples Division of Alfa−Laval Se
paration, Inc.製)内に輸送された。この遠心機は、溶解したR
BCコロイドを軽いHb相と重い相とに分離させるのに十分な速度で回転させた
。軽い相はHbから構成されており、さらにHbの密度とほぼ同等以下の密度を
有する非ヘモグロビンコンポーネントも含有していた。
【0117】 Hb相は、0.45μm Millipore Pellicon Cass
ette(Cat#HVLP 000 C5)マイクロフィルターを通して遠心
機からHb精製の準備のために貯蔵タンク内に連続的に流出させた。細胞基質は
その後、濃縮水と一緒にマイクロフィルターから貯蔵タンク内に戻した。精密濾
過中、貯蔵タンク内の温度は10℃以下で維持した。効率を改善するために、マ
イクロフィルター入口での液圧を約10psiの初期圧から約25psiへ上昇
させると、精密濾過が完了した。Hb精密濾過液はその後マイクロフィルターか
ら精密濾液タンク内へ移した。
【0118】 引き続いて、100,000 Millipore(Cat#CDUF 05
0 H1)限外濾過装置を通してHb精密濾液をポンプで送り出した。Hb精密
濾液中に含まれているHbの実質的部分および水は100,000ダルトン限外
濾過機を通過してHb限外濾過液を生成したが、他方約100,000ダルトン
を超える分子量を有するタンパク質のような大きな細胞挫滅片は保持され、精密
濾液タンク内へ再循環させられた。同時に、限外濾液中で失われた水に対する補
給物としてWFIを精密濾液タンクに連続的に添加した。一般に、細胞挫滅片に
はHb、小さな細胞タンパク質、電解質、補酵素および有機代謝中間物を除くす
べての全および断片化細胞コンポーネントが含まれている。限界濾過は、精密濾
液タンク内のHb濃度が8グラム/リットル(g/l)未満になるまで継続した
。Hbの限外濾過を実施している間は、精密濾液タンクの庫内温度は約10℃で
維持した。
【0119】 Hb限外濾液は限外濾液タンク内に輸送されたが、このときHb限外濾液は3
0,000ダルトンのMillipore(Cat#CDUF 050 T1)
限外濾過装置を通して再循環させられ、例えば電解質、補酵素、代謝中間物およ
びタンパク質のような分子量が約30,000ダルトン未満の小さな細胞コンポ
ーネントおよびHb限外濾液からの水が除去され、それによって約100g H
b/lを含有する濃縮Hb溶液が生成された。
【0120】 その後高速液体クロマトグラフィーによってHbを分離するために、濃縮Hb
溶液を限外濾液タンクから平行クロマトグラフィーカラム(長さ2フィート、内
径8インチ)に含有されている溶媒上に方向付けた。クロマトグラフィーカラム
は非ヘモグロビンタンパク質からHbを分離するために適切な陰イオン交換溶媒
を含有していた。陰イオン交換溶媒はシリカゲルから形成された。活性エポキシ
ド基を形成するためにシリカゲルをγ−グリシドキシプロピルシランへ暴露させ
、その後第4級アンモニウム陰イオン交換溶媒を形成するためにC3 7 (CH 3 )NClへ暴露させた。シリカゲルを処理するこの方法は、Journal
of Chromatography, 120:321〜333(1976)
に記載されている。
【0121】 各カラムは、Hb結合を促進する第1緩衝液を用いてクロマトグラフィーカラ
ムをフラッシュすることによって前処理した。次に4.52リットルの濃縮Hb
溶液を各クロマトグラフィーカラム内に注入した。濃縮Hb溶液を注入した後、
次いでカラム内でpH 勾配を作り出すことによってHb溶出液を産生するために
クロマトグラフィーカラムを通して3種の緩衝液を連続的に注ぐことによってク
ロマトグラフィーカラムを洗浄した。使用中の各緩衝液の温度は約12.4℃で
あった。緩衝液は、クロマトグラフィーカラム上に注入する前に10,000ダ
ルトン限外濾過膜を通して前濾過した。
【0122】 第1緩衝液の20mMトリス−ヒドロキシメチルアミノメタン(Tris)(
pH:約8.4〜約9.4)は、クロマトグラフィーカラムの溶媒内に濃縮Hb
溶液を輸送し、Hbを結合させた。第1緩衝液と第3緩衝液の混合液である約8
.3のpHを有する第2緩衝液は、その後Hbを保持しながらクロマトグラフィ
ーカラムから汚染している非ヘモグロビンコンポーネントを溶出させるためにク
ロマトグラフィーカラム内のpHを調整した。第2緩衝液を用いての平衡は、1
カラム当たり約3.56lpmの流速で約30分間持続した。第2緩衝液からの
溶離液は廃棄するために処分した。その後第3緩衝液の50mM Tris(p
H:約6.5〜約7.5)はクロマトグラフィーカラムからHbを溶出した。
【0123】 その後、無菌0.22μ Sartobran(Cat#5232507)G
1PHフィルターを通してHb溶離液が収集されるタンク内にHb溶離液を向か
わせた。Hb溶離液の最初の3〜4%およびHb溶離液の最後の3〜4%は廃棄
するように方向付けた。
【0124】 Hb溶離液は、溶離液が0.05EU/ml未満の内毒素および3.3nmo
les/ml未満のリン脂質を含有している場合にはさらに使用した。100g
Hb/lの濃度を有する超高純度溶離液60リットルへ9lの1.0M Na
Cl、20mM Tris(pH8.9)緩衝液を添加し、それによってHb溶
液中のHbの酸素親和性を低下させるために160mMのイオン強度を有するH
b溶液が生成された。Hb溶液はその後、限外濾過装置、詳細には10,000
ダルトンMillipore Helicon(Cat#CDUF050G1)
フィルターを通してHb濃度が110g/lとなるまで再循環させることによっ
て10℃で濃縮した。
【0125】 Hb溶液はその後、脱酸素Hb溶液(以後、“脱酸素−Hb”と呼ぶ)を生成
するために、HbO2 含量が約10%であるレベルへHb溶液のpO2 が低下す
るまで12lpmで0.05μmヘキスト・セラニーズ・コーポレーション(H
oechst−Celanese Corporation)製(Cat#G2
40/40)ポリプロピレン製マイクロフィルター相転位膜を通して酸素除去し
た。同時に、窒素ガスの60lpmの流れを相転位膜の反対側を通して再循環さ
せることにより方向付けた。脱酸素中、Hb溶液の温度は約19℃〜約31℃で
維持した。
【0126】 さらに脱酸素中、および引き続いての全プロセス中、Hbによる酸素吸収を最
小限に抑えるため、および脱酸素−Hb中の酸化Hb(オキシヘモグロビンまた
はHbO2 )含量を約10%未満に維持するためにHbを低酸素環境で維持した
【0127】 その後酸化安定化脱酸素−Hbを生成するために0.2wt% N−アセチル
システイン、50トル未満のpO2 を有する33mMリン酸ナトリウム緩衝液(
pH7.8)を含有する180lの貯蔵用緩衝液と一緒に限外濾過装置を通して
脱酸素−Hb(60リットル)をダイアフィルトレーションした。脱酸素Hbと
混合する前に、10,000ダルトンMillipore Helicon(C
at#CDUF050G1)発熱物質除去フィルターを用いて貯蔵用緩衝液から
発熱物質を除去した。
【0128】 限外濾過装置を越えた液体損失にほぼ等価の流速で貯蔵用緩衝液を連続的に添
加した。ダイアフィルトレーションは、限外濾過装置を越えてのダイアフィルト
レーションを通して失われた液体容積が脱酸素−Hbの初期量の約3倍となるま
で継続した。
【0129】 酸化安定化脱酸素−Hbを重合装置内へ輸送する前に、酸化安定化脱酸素−H
bの酸化を防止する目的で重合装置の酸素をパージするために酸素欠乏WFIを
重合反応装置へ添加した。重合装置へ添加したWFIの量は、酸化安定化脱酸素
−Hbを重合反応装置へ添加したときに、約40g Hb/lの濃度を有するH
b溶液を生じさせる量であった。WFIはその後、加圧窒素の向流に対して0.
05μmポリプロピレン製マイクロフィルター相転位膜(ヘキスト・セラニーズ
・コーポレーション製、Cat#5PCM−108、80平方フィート)を通し
た流れによってWFIを脱酸素するために、重合装置を通して再循環させた。相
転位膜を通してのWFIおよび窒素ガスの流速は、各々18〜20lpmおよび
40〜60lpmであった。
【0130】 重合装置内のWFIのpO2 が約2トルpO2 未満に低下した後、重合反応装
置のヘッドスペース内への約20lpmの窒素の流れによって窒素を用いて重合
反応装置をガスシールした。酸化安定化脱酸素−Hbをその後重合反応装置内へ
運んだ。
【0131】 重合は、約35mモル以下の塩化物濃度を有するpHが7.8である12mM
リン酸緩衝液中で実施した。
【0132】 酸化安定化脱酸素−HbおよびN−アセチルシステインは引き続いて、重合化
Hb(ポリ(Hb))溶液を生成するために、40℃で加熱して6エレメントを
備えたKenics 1−1/インチのスタティックミキサー(Chemine
er, Inc.)を通してHb溶液を再循環させながら、架橋結合剤であるグ
ルタルアルデヒドと、詳細には5時間に渡ってHb各1kg当たり29.4gの
グルタルアルデヒドと緩徐に混合した。
【0133】 スタティックミキサーを通して酸化安定化脱酸素−Hbおよびグルタルアルデ
ヒドを再循環させると、グルタルアルデヒドと酸化安定化脱酸素−Hbの概して
一様な混合を伴う乱流状態が引き起こされ、それによって高濃度のグルタルアル
デヒドを含有する脱酸素−Hbのポケットを生成する可能性が低下した。グルタ
ルアルデヒドと脱酸素−Hbの概して一様な混合は、高分子量ポリ(Hb)(5
00,000ダルトンを越える分子量を有する)の生成を減少させ、さらに重合
中のグルタルアルデヒドと脱酸素−Hbの迅速な混合も許容した。
【0134】 さらに、Hbの重合にN−アセチルシステインの存在が及ぼす作用の結果とし
てHb重合中に有意なHb分子内架橋結合が生じた。
【0135】 重合後、重合反応装置内のポリ(Hb)溶液の温度を約15℃〜約25℃の温
度へ低下させた。
【0136】 次にポリ(Hb)の濃度が約85g/lへ上昇するまで限外濾過装置を通して
ポリ(Hb)溶液を再循環させることによってポリ(Hb)溶液を濃縮した。適
切な限外濾過装置は30,000ダルトンフィルター(例、Millipore
Helicon(製品番号CDUF050LT)である。
【0137】 引き続いて、ポリ(Hb)溶液を66.75gの水酸化ホウ素ナトリウムと混
合し、再びスタティックミキサーを通して再循環させた。詳細には、ポリ(Hb
)溶液9リットルにつき1リットルの0.25M水酸化ホウ素ナトリウム溶液を
0.1〜0.12lpmの速度で添加した。
【0138】 ポリ(Hb)溶液へ水酸化ホウ素ナトリウムを添加する前に、水酸化ホウ素ナ
トリウムを保存して水素ガス発生を防止するためにpHを約10のpHへ調整す
ることによってポリ(Hb)溶液のpHを塩基性化した。ポリ(Hb)溶液のp
Hは、約10.4〜約10.6のpHを有する発熱物質除去かつ脱酸素化された
12mMホウ酸ナトリウム緩衝液約215lを用いてポリ(Hb)溶液をダイア
フィルトレーションすることによって調整した。重合反応装置から30kD限外
濾過装置を通してポリ(Hb)溶液を再循環させることによってポリ(Hb)溶
液をダイアフィルトレーションした。ダイアフィルトレーションから限外濾過装
置を越える液体損失速度にほぼ同等の速度でホウ酸ナトリウム緩衝液をポリ(H
b)溶液に添加した。ダイアフィルトレーションは、ダイアフィルトレーション
から限外濾過装置を越えた液体損失量が重合反応装置内のポリ(Hb)溶液の初
期量の約3倍になるまで継続した。
【0139】 pH調整後、結合剤へのポリ(Hb)溶液内の結合を低下させるために、およ
び溶液内で安定ポリ(Hb)を生成するために水酸化ホウ素ナトリウム溶液を重
合反応装置へ添加した。水酸化ホウ素ナトリウムの添加中に、溶存酸素および水
素を除去するためにスタティックミキサーおよび0.05μmポリプロピレン製
マイクロフィルター相転移膜を通して重合反応装置内のポリ(Hb)溶液を連続
的に再循環させた。スタティックミキサーを通しての流れは、さらに水酸化ホウ
素ナトリウムとポリ(Hb)溶液とを迅速かつ効果的に混合する乱流水酸化ホウ
素ナトリウム流動状態も生じさせた。0.05μm相転移膜を通してのポリ(H
b)溶液と窒素ガスの流速は、各々約2.0〜4.0lpmから約12〜18l
pmの間であった。水酸化ホウ素ナトリウムの添加の完了後に、内臓された攪拌
装置が約75回転/分で回転している間、重合反応装置内で還元が継続した。
【0140】 水酸化ホウ素ナトリウムの添加の約1時間後、安定ポリ(Hb)溶液濃度が1
10g/lとなるまで重合反応装置から30,000ダルトン限外濾過装置内を
通して安定ポリ(Hb)溶液を再循環させた。濃縮後、安定重合Hb代用血液を
生成するために、WFI(pH5.0)中に27mM乳酸ナトリウム、12mM
NAC、115mM NaCl、4mM KCl、および1.36mM Ca
Cl2 を含有する濾過かつ脱酸素化した低pH緩衝液(pH5.0)と一緒に3
0,000ダルトン限外濾過装置を通して安定ポリ(Hb)溶液をダイアフィル
トレーションすることによって安定ポリ(Hb)溶液のpHおよび電解質を生理
的濃度へ復元させた。ダイアフィルトレーションは、限外濾過装置を越えてのダ
イアフィルトレーションを通しての液体損失量が濃縮Hb生成物のダイアフィル
トレーション前の量の約6倍になるまで継続した。
【0141】 pHおよび電解質を生理的レベルへ復元させた後、重合反応装置へ濾過かつ脱
酸素化した低pH緩衝液を添加することによって、安定重合Hb代用血液をその
後5.0g/dlの濃度へ希釈した。希釈した代用血液は、その後WFI(pH
7.8)中に27mM乳酸ナトリウム、12mM NAC、115mM NaC
l、4mM KCl、および1.36mM CaCl2 を含有する濾過かつ脱酸
素化された緩衝液に対してスタティックミキサーおよび100,000ダルトン
精製フィルターを通して重合反応装置から再循環させることによってダイアフィ
ルトレーションした。ダイアフィルトレーションは、解離条件下で行ったときに
代用血液がGPCによって約10%以下の修飾四量体種および未修飾四量体種を
含有するまで継続した。
【0142】 精製フィルターは限定透過ラインを備えた低い膜透過圧の条件下で操作した。
実質的な量の修飾四量体Hbおよび未修飾四量体Hbが除去された後、30,0
00ダルトン限外濾過装置を通しての代用血液の再循環は代用血液の濃度が約1
30g/lになるまで継続した。
【0143】 その後低酸素環境および低酸素漏出を有する適切な容器に安定代用血液を保管
した。
【0144】 実施例2 ヘモグロビン代用血液の保管:ホイルオーバーラップ 600mL入りStericon包装に包装した実施例1で調製したヘモグロ
ビン代用血液を、ラミネートホイル包装(KAPAK50303、以後“ホイル
”と呼ぶ)であるCryovac BYV200またはCryovac P64
0B包装内にオーバーラップした。KAPAK50303は、ホイル層がアルミ
ホイルであるラミネートホイル容器である。Cryovac BYV200は両
側がサラン(Saran)コーティングされている厚さ0.0006インチ(も
しくは0.015mm)のポリビニルアルコール層を含有するラミネートである
。これら2種のラミネートの酸素透過性は72°F(もしくは22℃)および湿
度0%で1atm当たり24時間当たり100平方インチ当たり0.22cc(
もしくは645平方cm当たり0.02cc)未満である。Cryovac P
640Bは、0.0006インチ(もしくは0.015mm)のサランコーティ
ングされた2軸配向ナイロン層、接着剤および線状低密度ポリエチレンシーラン
ト層を備えるラミネート材料である。この材料の酸素透過性は、72°F(もし
くは22℃)および湿度0%で1atm当たり24時間当たり100平方インチ
当たり約8〜15cc(もしくは645平方cm当たり約8〜15cc)である
。包装された代用血液を、N−アセチル−L−システイン(NAC)、ビス−N
−アセチル−L−システイン(NAC2 )、総Hb(THb)、酸化ヘモグロビ
ン(HbO2 )およびメトヘモグロビン(metHb)の濃度および/またはレ
ベルを定期的にサンプリングしながら約418日間室温で保持した。結果は表I
Iに記載されている。
【0145】
【0146】 ヘモグロビン代用血液をラミネートホイル包装(KAPAK50303)内に
オーバーラップして、上記の実験を実質的に繰り返した。包装した代用血液は、
N−アセチル−L−システイン(NAC)、ビス−N−アセチル−L−システイ
ン(NAC2 )、総Hb(THb)、酸化ヘモグロビン(HbO2 )およびメト
ヘモグロビン(metHb)の濃度および/またはレベルを定期的にサンプリン
グしながら約24ヵ月間室温で保持した。結果は表IIIに記載されている。
【0147】
【0148】 実施例3 ヘモグロビン代用血液の保管:プライマリーパッケージ 実施例1で調製されたヘモグロビン代用血液を酸素バリアプライマリーパッケ
ージ(E−13135およびE13242、American Nationa
l Can製)内に包装した。プライマリーパッケージの構造については上記で
詳細に考察されている。プライマリーパッケージは、中密度ポリエチレン層、エ
チレンビニルアルコール/ナイロン層、および線状低密度ポリエチレンシーラン
ト層を備えるラミネート材料である。
【0149】 実施例4 ヘモグロビン代用血液の保管:透明オーバーラップ 適切なプライマリーパッケージ内に包装した実施例1で調製したヘモグロビン
代用血液を、ポリプロピレン層,エチレンビニルアルコール層およびポリプロピ
レン層から構成された透明なラミネート包装内にオーバーラップした。自動包装
機(ティロマット(Tiromat))を使用してオーバーラップを作製した。
この材料の酸素透過性は、1日(25℃および100%/50%RH)当たり1
atm当たり100平方インチ当たり約0.00153cc(もしくは645平
方cm当たり0.00153cc)である。包装した代用血液は40℃および1
00%/60%RHで約12ヵ月間維持し、N−アセチル−L−システイン(N
AC)、ビス−N−アセチル−L−システイン(NAC2 )、総Hb(THb)
、酸化ヘモグロビン(HbO2 )およびメトヘモグロビン(metHb)の濃度
および/またはレベルを測定した。結果は表IVに記載されている。12ヵ月間
に渡る40℃の高温でのサンプルの維持は23℃での24ヵ月間に渡る保管の効
果を有する。
【0150】
【0151】 実施例5 重合ヘモグロビン分析 ヘモグロビン製剤中の内毒素濃度は、アソシエイツ・オブ・ケープコッド(A
ssociates of Cape Cod)(ウッズホール、マサチューセ
ッツ州)、J. Levin et al., J. Lab. Clin.
Med., 75:903−911(1970)によって開発された方法“Ki
netic/Turbidimetric LAL5000 Methodol
ogy(運動/濁度LAL5000法)”によって測定する。微量の間質を試験
するためには、当業者にはよく知られている特異的細胞膜タンパク質または糖脂
質に対する例えば沈降検定法、免疫ブロット法、および酵素結合免疫測定法(E
LISA)のような様々な方法を使用した。
【0152】 粒子数は、“注射用液中の微粒子物質:単回注射のための大用量注射”、U.
S Pharmacopeia(米国薬局方) 22:1596,1990の方
法によって測定した。
【0153】 グルタルアルデヒド濃度を測定するために、ジニトロフェニルヒドラジンを用
いてヘモグロビン製剤の代表的サンプル400μlを誘導化し、その後誘導溶液
のアリコート100μlを1つの勾配に加えて1ml/minの速度で27℃の
YMC AQ−303 ODSカラム上に注入した。勾配は0.1%トリフルオ
ロ酢酸(TFA)水溶液および0.08%TFAアセトニトリル溶液の2種の移
動相から構成された。勾配流は、6.0分間は一定の60%の0.08%TFA
アセトニトリル溶液、12分間に渡る85%の0.08%TFAアセトニトリル
溶液への線形勾配、4分間に渡る100%の0.08%TFAアセトニトリル溶
液への線形勾配から構成され、2分間は100%の0.08%TFAアセトニト
リル溶液で保持され、さらに45%の0.1%TFA水溶液で再平衡化させられ
た。紫外線検出は360nmで測定された。
【0154】 NAC濃度を測定するために、ヘモグロビン製剤のアリコートを脱ガスリン酸
ナトリウム水溶液を用いて1:100に希釈し、50μlを1つの勾配を備えた
YMC AQ−303 ODSカラムに注入した。勾配緩衝液は、リン酸ナトリ
ウム水溶液と80%アセトニトリル水溶液および0.05%TFAの混合液とか
ら構成された。勾配流は、15分間は100%リン酸ナトリウム水溶液、その後
は5分間に渡る80%アセトニトリルと0.05%TFAとの100%混合液へ
の線形勾配、および5分間の保持から構成された。この系をその後20分間に渡
り100%リン酸ナトリウムで再平衡化させた。
【0155】 リン脂質解析は下記の2つの論文に含まれている手順に基づく方法によって実
施した:Kolarovic et al., “A Comparison
of Extraction Methods for the Isolat
ion of Phospholipids from Biological
Sources(生物学的起源からのリン脂質を分離するための抽出方法の比
較)”,Anal. Biochem., 156:244−250, 198
6およびDuck−Chong, C. G.,“A Rapid Sensi
tive Method for Determining Phosphol
ipid Phosphorus Involving Digestion
With Magnesium Nitrate(硝酸マグネシウムを用いた消
化を含むリン脂質のリンを測定するための迅速な高感受性方法)”, Lipi
ds,14:492〜497,1979.
【0156】 浸透圧はAdvanced Cryomatic Osmometer(浸透
圧計)(型番号3C2、Advanced Instruments、Inc.
、 ニーダム、マサチューセッツ州)上での分析により測定した。
【0157】 総ヘモグロビン、メトヘモグロビンおよびオキシヘモグロビン濃度はインスツ
ルメンテーション・ラボラトリー(Instrumentation Labo
ratory)(レキシントン、マサチューセッツ州)からのCo−Oxime
ter(#482)上で測定した。
【0158】 Na+ 、K+ 、Cl- 、Ca++、pO2 濃度は、Novastat Prof
ile 4(Nova Biomedical Corporation製、ウ
ォルサム、マサチューセッツ州)によって測定した。
【0159】 酸素結合定数であるP50は、Hemox−Analyzer(TCS Cor
poration製、サウスハンプトン、ペンシルバニア州)によって測定した
【0160】 温度およびpHは当業者によく知られている標準方法で測定した。
【0161】 分子量(M.W.)は解離条件下でヘモグロビン製剤についてゲル透過クロマ
トグラフィー(GPC)を実施することによって測定した。ヘモグロビン製剤の
代表的サンプルを分子量分布について解析した。ヘモグロビン製剤は50mM
Bis−Tris(pH6.5)、750mM MgCl2 、および0.1mM
EDTAの移動相内で4mg/mlへ希釈した。この緩衝液は、Hb四量体を
ポリ(Hb)から分子内または分子間架橋を通して他のHb二量体へ架橋されて
いない二量体へ解離させるために役立つ。希釈サンプルをTosoHaas G
3000SWカラム上に注入した。流速は0.5ml/min.で、紫外線検出
は280nmで記録した。
【0162】 本発明の方法に従って生成された獣医学(OXYGLOBIN(登録商標))
およびヒトHb代用血液に対する上記の試験の結果は各々表VおよびVIに要約
されている。
【0163】
【0164】
【0165】 当業者であれば、本明細書に記載した本発明の特定の実施態様に対する多数の
均等物を認識し、または単なる日常的な実験を使用して確認することができるで
あろう。これらおよびその他すべてのそのような均等物は下記の請求の範囲によ
って包含されることが意図されている。
【手続補正書】特許協力条約第34条補正の翻訳文提出書
【提出日】平成13年7月26日(2001.7.26)
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) A61K 35/18 A61P 7/06 A61P 7/00 A61K 37/14 7/06 A61J 1/00 331A 331C (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,MZ,SD,SL,SZ,TZ,UG ,ZW),EA(AM,AZ,BY,KG,KZ,MD, RU,TJ,TM),AE,AG,AL,AM,AT, AU,AZ,BA,BB,BG,BR,BY,BZ,C A,CH,CN,CR,CU,CZ,DE,DK,DM ,DZ,EE,ES,FI,GB,GD,GE,GH, GM,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,K E,KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS ,LT,LU,LV,MA,MD,MG,MK,MN, MW,MX,MZ,NO,NZ,PL,PT,RO,R U,SD,SE,SG,SI,SK,SL,TJ,TM ,TR,TT,TZ,UA,UG,US,UZ,VN, YU,ZA,ZW (72)発明者 ライト,ウィリアム,アール. アメリカ合衆国 マサチューセッツ 01760 ナティック,モヒーガン トレイ ル 3 Fターム(参考) 4C084 AA02 BA44 CA26 MA01 NA03 NA06 ZA522 4C087 AA03 BB36 DA10 MA01 NA03 NA06 NA07 ZA52 ZA55 4H011 CA01 CB07 CC01 CC02 CD13

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液を酸素バリ
    アフィルムオーバーラップパッケージ中に維持する工程を含む、パッケージされ
    た脱酸素化ヘモグロビン代用血液の保存方法であって、該パッケージが酸素バリ
    ア層およびポリオレフィン層を含有する透明なラミネート材を含み、該ラミネー
    トが約0.0254〜0.254ミリメートルの厚さ、および24時間にわたり
    1気圧、約23℃で645平方センチメートル当たり約0.01立方センチメー
    トル未満の酸素透過性を有し、酸素バリア層がエチレンビニルアルコールを含む
    、パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液の保存方法。
  2. 【請求項2】 ポリオレフィン層および酸素バリア層が共押し出しされてい
    る、請求項1記載の方法。
  3. 【請求項3】 酸素バリアフィルムオーバーラップパッケージが、少なくと
    も2つのラミネート材のシートを含み、オーバーラップパッケージの少なくとも
    1つのシートが透明なラミネート材を含み、オーバーラップパッケージの少なく
    とも1つの他のシートがホイルラミネート材を含む、請求項1記載の方法。
  4. 【請求項4】 オーバーラップパッケージが、 a)少なくとも1つのチャンバーを規定するホイルラミネートを形成する工程、 b)脱酸素化ヘモグロビン代用血液を該チャンバーに配置する工程;および c)透明なラミネートをホイルラミネートに熱シーリングする工程、それにより
    該酸素バリアフィルムオーバーラップが形成され、それによりヘモグロビン代用
    血液をオーバーラップ内に含ませる、 により製造される、請求項3記載の方法。
  5. 【請求項5】 ヘモグロビン代用血液を、窒素、アルゴンまたはヘリウム雰
    囲気下で維持する、請求項1記載の方法。
  6. 【請求項6】 a)パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液;およ
    び b)酸素バリア層およびポリオレフィン層を含有してなる透明なラミネート材を
    含有してなる酸素バリアフィルムオーバーラップパッケージを含有してなる保存
    用脱酸素化ヘモグロビン代用血液であって、ラミネートが24時間にわたり1気
    圧、約23℃で645平方センチメートル当たり約0.01立方センチメートル
    未満の酸素透過性を有し、パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液がオ
    ーバーラップパッケージ内にシールされてなり、酸素バリア層がエチレンビニル
    アルコールを含んでなる、保存用脱酸素化ヘモグロビン代用血液。
  7. 【請求項7】 第1のポリオレフィン層および酸素バリア層が共押し出しさ
    れている、請求項6記載の保存用脱酸素化代用血液。
  8. 【請求項8】 酸素バリアフィルムオーバーラップパッケージが、少なくと
    も2つのラミネート材のシートを含んでなり、オーバーラップパッケージの少な
    くとも1つのシートが透明なラミネート材を含んでなり、該オーバーラップの少
    なくとも1つの他のシートがホイルラミネート材を含んでなる、請求項6記載の
    保存用脱酸素化代用血液。
  9. 【請求項9】 オーバーラップパッケージが、 a)少なくとも1つのチャンバーを規定するホイルラミネートを形成する工程; b)パッケージされた脱酸素化ヘモグロビン代用血液を該チャンバーに配置する
    工程;および c)透明なラミネートをホイルラミネートに熱シーリングする工程、それにより
    該酸素バリアフィルムオーバーラップが形成され、それによりパッケージされた
    ヘモグロビン代用血液を該オーバーラップ内に含ませる、 により製造されてなる、請求項8記載の保存用脱酸素化代用血液。
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