JP2023054676A

JP2023054676A - 凍結保存容器

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Publication number: JP2023054676A
Application number: JP2021163667A
Authority: JP
Inventors: 弘岡田; Hiroshi Okada; 徹向井; Toru Mukai; 久美子中田; Kumiko Nakada; 亮二秋元; Ryoji Akimoto
Original assignee: Mitsuboshi Product Planning Co Ltd
Current assignee: Mitsuboshi Product Planning Co Ltd
Priority date: 2021-10-04
Filing date: 2021-10-04
Publication date: 2023-04-14
Also published as: WO2023058372A1

Abstract

【課題】凍結効率が良く、凍結保存による***の運動性の低下を抑えることができる凍結保存容器を提供する。
【解決手段】採精された***を凍結保存するための凍結保存容器１である。
そして、底部２ｂを有して上端が開口２ａされた円筒状の本体部２と、本体部の開口を塞ぐための蓋部１１と、本体部の内空に対して底部側から開口側に向けて窪むように設けられる中空凸部２１とを備えている。
ここで、中空凸部の頂部２１１は、本体部の高さ方向の上半部に位置するようにする。例えば、中空凸部の頂部の位置（液体容量V2）で、本体部の液体容量V1の70％以上が収容されるようにする。
【選択図】図１

Description

本発明は、採精された***を凍結保存するための凍結保存容器に関するものである。

人工授精（AIH：Artificial Insemination of Husband）、体外受精（IVF：In Vitro Fertilization）、顕微授精（ICSI：Intracytoplasmic sperm injection）などの生殖補助医療（ART：Assisted Reproductive Technology）では、採精容器によって***を採取することが行われている。

通常、医療機関では、***検査や所定の処置を行うまでの間、患者の***を採精容器に収容した状態で保管している。一方、特許文献１に開示されているように、採取した***を凍結保存することによって、長期間にわたって***の劣化やエイジング（老化）を抑えることも行われている。

すなわち、液体窒素などの冷媒を使用して、凍結保存容器に収容された***を急速凍結して極度に低い温度で保存させることで、時間的に制限のない保存が可能となる。そして、時機が到来した際に凍結保存容器ごと解凍し、生殖補助医療における受精着床に使用する。この解凍後の***の運動性によって、不妊治療の成功率は影響を受けることになる。

特開２００７－１６１３０７号公報

しかしながら、特許文献１に開示されているような円筒状で内空断面が長さ方向に一定の凍結保存容器は、容器壁面近くの部分では凍結するが、中心部がシャーベット状になるなど凍結効率が低く、解凍後に生殖医療に使用可能な***数が大幅に減ることが判明した。特に、凍結保存容器の管の直径が大きくなり液体窒素に触れる面との距離が大きくなると、劣化の傾向は強くなる。

そこで、本発明は、凍結効率が良く、凍結保存による***の運動性の低下を抑えることができる凍結保存容器を提供することを目的としている。

前記目的を達成するために、本発明の凍結保存容器は、採精された***を凍結保存するための凍結保存容器であって、底部を有して上端が開口された円筒状の本体部と、前記本体部の前記開口を塞ぐための蓋部と、前記本体部の内空に対して底部側から開口側に向けて窪むように設けられる中空凸部とを備えていることを特徴とする。

ここで、前記中空凸部の頂部は、前記本体部の高さ方向の上半部に位置する構成とすることが好ましい。例えば、前記中空凸部の前記頂部の位置で、前記本体部の液体容量の70％以上が収容されるようにする。

また、前記本体部は前記底部に向けて先細る形状に形成されるとともに、前記中空凸部は前記本体部の前記開口に向けて先細る形状に形成されている構成とすることができる。さらに、前記本体部の内周面と前記中空凸部との隙間はピペットの先端の径よりも大きくなるように設定することが好ましい。そして、前記本体部の前記底部より下方に延びる円環状の高台部を備え、前記高台部の下端開口と前記中空凸部の内空とが連通している構成とすることができる。

このように構成された本発明の凍結保存容器は、円筒状の本体部の内空に対して底部側から上端側に向けて窪むように中空凸部が設けられている。すなわち、液体窒素などの冷媒やそれにより発生する冷気は、本体部の外周面に接触するだけでなく、中空凸部の内空にも入り込んで、中心側からも収容液を冷却する。

このため、凍結効率が良く、凍結保存液などの収容液の全体が均等に短時間で凍結されることになって、凍結保存による***の運動性の低下を抑えることができる。要するに、本体部の底部側に設けられる高台部の下端開口から中空凸部の内空に向けて、冷媒や冷気を効率よく取り込むことができる。

また、中空凸部の頂部が本体部の高さ方向の上半部に位置する構成であれば、収容液の大半が本体部の中心側から冷却されるようになる。特に、中空凸部の頂部位置で本体部の液体容量の70％以上が収容されるようになっていれば、凍結保存による***の運動性の低下を大幅に抑えることができる。

さらに、本体部が底部に向けて先細る形状に形成されるとともに、中空凸部が本体部の開口に向けて先細る形状に形成されていれば、収容液を本体部に入れやすいうえに、収容液を取り出す際に、本体部と中空凸部との隙間にピペットの先端を挿入しやすくなる。

本発明の実施の形態の凍結保存容器の構成を説明する断面図である。蓋部が装着された状態の凍結保存容器の構成を説明する斜視図である。蓋部を外した状態の凍結保存容器の構成を説明する斜視図である。採精容器による採精状況を模式的に示した説明図である。採精容器から***を回収する処置を示した説明図である。凍結保存容器を冷却する処置を示した説明図である。解凍後の凍結保存容器から収容液を回収する処置を示した説明図である。複数の検体を使って、凍結保存による***運動率の変化を確認した実験結果を説明するグラフである。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態の凍結保存容器１の構成を説明する断面図である。また、図２及び図３は、蓋部が装着された状態と外した状態の凍結保存容器の構成を説明する斜視図である。

不妊原因は、女性側、男性側の双方に原因があり得るが、男性不妊症の患者の場合、***検査の所見が基準値を下回る場合が多い。男性が受ける検査としては、造精機能を調べる目的の標準***検査、***機能を調べる目的の高度***機能検査1などがある。標準***検査では、WHOラボマニュアル基準に基づいて総運動率が検査項目となり、40％以上が正常を示す基準値となる。この他にも男性が受ける検査項目には、***量、***濃度、総***数、前進運動率、正常***形態率、白血球数、高度***機能検査2（ORP検査（酸化ストレスレベル））などがある。

そして、***の運動性が低い場合は、***無力症と診断される。***無力症とは、***運動率が40%以下、前進運動率が32％以下のことをいう。健常男性の***運動率は、通常60％－80％で、この運動率が低下すると受精能が落ちると言われている。

一方、採取した***を、すぐに生殖補助医療に使用せずに凍結保存をし、時機が到来した際に解凍して、生殖補助医療に使用することがある。この凍結保存は、場合によっては保存期間が長期になることもあるが、凍結保存による***の劣化やエイジング（老化）は極力、抑えられることが好ましい。

凍結保存をする場合は、液体窒素などの冷媒を使用して、凍結保存容器１に収容された採精された***を急速凍結させる。本実施の形態の凍結保存容器１は、図１に示すように、円筒状の本体部２と、本体部２の開口２ａを塞ぐための蓋部１１と、本体部２の中心に設けられる中空凸部２１とを備えている。また、本体部２の底部２ｂより下方に延びる円環状の高台部２２が設けられる。

本体部２は、底部２ｂを有して上端が開口２ａされた円筒状に形成される。さらに好ましくは、本体部２は、底部２ｂに向けて先細る形状に形成される。例えば、開口２ａの直径D1を10mm程度にした場合に、底部２ｂの直径D2を9mm程度にする。

蓋部１１は、本体部２の上端にねじ込むことで装着される。本体部２の上端面と蓋部１１との間には、シール材１２が介在される。図３に示すような上端部にネジ溝が設けられた本体部２の開口２ａに対して、収容液を収容した後に蓋部１１を装着して開口２ａを塞ぐと、図２に示すような凍結保存が可能な状態になる。

そして、本実施の形態の凍結保存容器１には、本体部２の内空に対して底部２ｂ側から開口２ａ側に向けて窪むように中空凸部２１が設けられる。中空凸部２１の内空は、図１に示すように、高台部２２の下端開口と連通している。すなわち、本体部２の外周面と中心（軸心）側とを、温度などが同じ状態の液体窒素などの冷媒や空気（冷気）に接触させることができる。

底部２ｂ側から開口２ａに向けて***するように形成される中空凸部２１は、本体部２の開口２ａに向けて先細る円錐状に形成されていることが好ましい。すなわち、中空凸部２１の底部２ｂ側の直径D4より中空凸部２１の頂部２１１の直径D3を小さくする。

この凍結保存容器１の本体部２には、***が混和された凍結保存液が収容液として収容される。すなわち収容液は、本体部２の底部２ｂから、本体部２の内周面と中空凸部２１との間の断面環状の隙間に充填され、中空凸部２１の頂部２１１より上方では、本体部２の断面円形の内空に充填される。

例えば、上端（開口２ａ）の直径D1を10.4mm、底部２ｂの直径D2を9.3mm、高さH2が2.0mmの高台部２２を含めた高さH1が28.0mmで、肉厚が0.6mmの本体部２及び中空凸部２１を成形する。この本体部２の上端での液体容量V1は1.0cc、中空凸部２１の頂部２１１の位置での液体容量V2は0.7ccとなる。すなわち、中空凸部２１の頂部２１１の位置で、本体部２の液体容量V1の約70％、または70％以上の収容液が収容できるようにする。

凍結保存容器１には、検体の取り違えを防ぐために、図２に示すようなラベル部１３が設けられる。ラベル部１３には、患者の識別情報や採取日などの情報が印字やシールなどによって付与される。

次に、本実施の形態の凍結保存容器１の使用方法について、採精から順を追って説明する。採精容器３は、図４に示すように、***Ｓを収容する貯留部３１を有する容器本体３２と、採精後に貯留部３１を密閉空間にするための内蓋３３とを備えている。

容器本体３２は、***Ｓを収容する円錐状の内容器３２１と、内容器３２１の周囲を被覆する円筒状の外容器３２２とが一体に成形されている。内容器３２１は、上方の投入口が漏斗状に広がっているので、採精が行いやすい。

一方、内蓋３３も、ポリプロピレンによって截頭円錐状に成型されている。内容器３２１のテーパー部分（截頭円錐形部分）の内周面と、内蓋３３の外周面とは、ほぼ同じ形状であり、容器本体３２の軸線に対するテーパー部分の傾斜角度は、10°から30°程度にすることができる。

貯留部３１は、内容器３２１の下部と内蓋３３の底面に囲まれた空間が該当する。すなわち、内容器３２１において円筒状に形成される貯留部３１より上部の截頭円錐状の内周面には、内蓋３３の外周面が密着し、内蓋３３の底面は、貯留部３１の天井面となる（図５参照）。

ここで、***（***）の１回の採精量は、3cc-10cc程度であることから、貯留部３１の容積も、10ccより少し大きくなる程度に形成されていればよい。また、内容器３２１の内周面及び貯留部３１の内面は、***が壁面に付着しにくく流れ落ちやすくなるように、鏡面加工が施されている。容器本体３２が透明又は半透明であれば、***Ｓが貯留部３１に収容されていることや採精量を、患者自身が目視で簡単に確認することができる。

そして、内容器３２１の容積を小さくするように、内容器３２１の内部に挿入される内蓋３３の上縁には、容器本体３２の上縁に設けられたネジ溝と噛み合うネジ溝を有する把持部３３１が設けられる。患者は、採精後に素早く上蓋が付いた状態の内蓋３３を容器本体３２に嵌め合わせて、ねじ込むことで容器本体３２に内蓋３３をしっかりと固定する。こうすることで、採精後の***Ｓが空気に接触することがなくなり、酸化による***Ｓの劣化を抑制することができる。

すなわち、この把持部３３１のネジ溝を、容器本体３２のネジ溝にねじ込むと、容器本体３２に対して内蓋３３がしっかりと固定され、底のある円筒状の貯留部３１と内蓋３３の底面とに囲まれた空間に封入された***Ｓは、空気に触れたり漏れたりすることなく医療機関まで運搬される。

図５は、採精容器３から***Ｓを回収する処置の状況を示した説明図である。貯留部３１となる内容器３２１の底部の中央には、回収部３１１が設けられている。回収部３１１は、***Ｓを回収するシリンジ５の針５１（カヌラ）によって穿孔しやすいように形成された円形の薄肉部である。回収部３１１は、例えば直径1mm程度で、厚さ0.1mm程度に周囲より薄肉にして形成されている。

そこで、シリンジ５の針５１を貯留部３１の回収部３１１に挿し込んで、貯留部３１に収容された***Ｓをシリンジ５に回収する。この際、内蓋３３は嵌めたままの状態で良いので、***Ｓと外気との接触を避けることができ、***Ｓの酸化やゴミ等の侵入を防ぐことができる。

シリンジ５によって回収された***Ｓは、スピッツ管に移された後に、洗浄処理が行われる。続いて、遠心による濃縮やswim up法などの***調製法を用いて良質な***Ｓを選別して回収する。なお、これらの採精された***Ｓに対する処置は、凍結保存後に解凍してから行うこともできる。

回収された良質な***Ｓは、凍結保存液と混和させる。要するに、結晶化した水分が***Ｓを損傷することを防ぐために、***凍結保存液（Sperm Freezing medium）と混和させる。

このようにして凍結保存液と***Ｓとが混和された***含有液体が、本実施の形態の凍結保存容器１に収容される収容液となる。図３に示すように蓋部１１が外された本体部２の開口２ａから、ピペット４（図７参照）などを使って収容液を注入する。

本体部２への注入は、***Ｓと凍結保存液とを別々に行い、本体部２内で混和させることもできる。本体部２には、頂部２１１の位置を目安にして、0.7ccから1.0ccの収容液が収容される。収容後は、本体部２の開口２ａを、蓋部１１をねじ込むことによって塞ぐ（図２参照）。

本体部２の側面のラベル部１３には、収容液の注入前、又は蓋部１１を装着した後に、患者の名前や識別番号などの識別情報や採取日などの情報が記入される。これによって検体の取り違えを防ぐことができる。ラベル部１３は、本体部２の広い外周面を利用して設けられるので、多くの情報を記入することができる。

凍結保存容器１の凍結は、複数本に対して同時に行うことができる。例えば、図６に示すように、１本の凍結用のケーン６に6個の凍結保存容器１をセットして、凍結のための処理を行うことができる。

凍結処理を行う際には、いきなりマイナス196℃の窒素タンクに凍結保存容器１がセットされたケーン６を投入して凍結させるのではなく、徐々に冷却するのが好ましい。図６は、液体窒素７１の気相による冷却処理を、模式的に示した図である。

例えば発泡スチロールなどの貯留箱７に液体窒素７１などの冷媒を溜めて、そこから立ち上る液体窒素７１の2℃から5℃程度の冷気に、ケーン６に装着された凍結保存容器１を当てることで、***Ｓを含む収容液を徐々に冷却する。こうすることで、***Ｓへの凍結によるダメージを軽減することができる。

この冷却の際には、本体部２の外周面が冷気によって冷却されるだけでなく、中心に設けられた円錐状の中空凸部２１の内空にも冷気が入り込んで、効率的に収容液を冷却することができる。

なお、図６はあくまでイメージ図で、実際の処置方法を示しているわけではない。例えば、冷却によって簡易凍結が始まる場合は、蓋部１１が上になるような向きにケーン６をして、収容液が底部２ｂから溜まった状態で凍結させる必要がある。

液体窒素７１の気相による冷却処理を行った凍結保存容器１は、凍結保存用のケーン６に装着された状態でマイナス196℃の液体窒素が貯留された蓋付きの窒素タンク（図示省略）に投入され、保管される。

この際も、本体部２の外周面だけでなく、中心に設けられた円錐状の中空凸部２１の内空にも液体窒素が入り込んで、収容液が効率的かつ均等に凍結されることになる。マイナス196℃の極度に低い温度では、***Ｓが劣化や加齢することがないので、凍結保存には時間的な制限がない。

凍結保存された***Ｓを生殖補助医療に使用する時機が到来した際には、ラベル部１３に印字された情報から該当する凍結保存容器１を選んで窒素タンクから取り出し、30℃から35℃程度の微温湯に浸して、振りながら融解させる。

このようにして凍結保存容器１の収容液を解凍させた後に、蓋部１１を外して、図７に示すように、ピペット４の先端を本体部２の中に挿し込み、保存された***Ｓを含有する収容液を吸い上げることで採取する。

凍結保存容器１の本体部２は、底部２ｂに向けて先細りする形状になっているが、中空凸部２１は、本体部２の開口２ａに向けて先細りする形状になっているので、本体部２の内周面と中空凸部２１との間には、保存された***Ｓの採取に使用されるピペット４の先端を通すだけの隙間が確保されている。例えば、3mmから4mm程度の隙間となるように、本体部２及び中空凸部２１は製作されている。

このため、ピペット４の先端を本体部２の底部２ｂまで到達させて、収容液の全量を吸い上げることができる。吸い上げられた***Ｓを含有する収容液は、スピッツ管に移され、人工授精（AIH）、体外受精（IVF）、顕微授精（ICSI）などの生殖補助医療（ART）に使用される。

続いて、本実施の形態の凍結保存容器１によって凍結保存された***Ｓが受けた影響を確認するために行った実験について説明する。実験では、凍結前と解凍後の***Ｓの***運動率（％）の変化を調べた。

また、本実施の形態の凍結保存容器１（実施例１）の効果を確認するために、比較例による実験も行った。比較例として使用した容器は、従来から使用されている円筒状の保存容器で、本実施の形態の凍結保存容器１の中空凸部２１に該当する構成がない、一定の太さ（直径）の円筒容器である。詳細には、高さ29.0mm、直径12.0mmの円筒形で、液体容量が1.2ccとなる保存容器を使用した。

一方、実施例１として使用した凍結保存容器１は、図１を参照しながら説明すると、高さH1が28.0mm、上端の直径D1が10.4mm、底部２ｂの直径D2が9.3mm、肉厚が0.6mmである。本体部２の液体容量V1は上端で1.0ccとなるが、実験では中空凸部２１の頂部２１１の位置となる液体容量V2が0.7ccとなる範囲内で使用した。

実験には、5体の検体（Ａ－Ｅ）を使用した。凍結前の検体（Ａ－Ｅ）の***運動率は、58.7％から68.5％であった。これらの検体（Ａ－Ｅ）を、実施例１の凍結保存容器１と、比較例の保存容器にそれぞれ注入し、上述したような凍結処理を施して、一定期間、窒素タンクの中で凍結保存した後に、取り出して解凍した。

その結果、実施例１の凍結保存容器１で凍結保存した***Ｓの***運動率は、56.4％から63.0％であった。一方、比較例の保存容器で凍結保存した***Ｓの***運動率は、29.4％から41.1％であった。図８は、この凍結保存による***運動率の変化を、変化率として示した棒グラフである。

この棒グラフを見ると分かるように、実施例１の凍結保存容器１で凍結保存した***Ｓの***運動率は、凍結前と凍結後で比較して、ほとんど変化していないことがわかる。具体的には、変化率は92.0％から96.0％の範囲に収まり、凍結保存による***運動率の低下は、10%以下に抑えられていることがわかる。

これに対して比較例の保存容器で凍結保存した***Ｓの***運動率は、凍結前と凍結後で比較して、半減していることがわかる。具体的には、変化率は51.0％から60.0％の範囲となり、いずれの検体（Ａ－Ｅ）についても、大幅な***運動率の低下がみられる。

上述したように超低温の窒素タンクで凍結保存している間には、***Ｓの劣化は生じないと考えられるので、こうした結果となった原因として、凍結に至るまでの状態の変化の違いがあるものと推定できる。

すなわち、実施例１の凍結保存容器１は、中空凸部２１を有しているため、本体部２に収容された収容液の全体が、効率よく均等に凍結されることになって、凍結に至るまでの段階での***Ｓの劣化を抑えることができたと推測できる。

これに対して比較例の保存容器を使用した場合は、保存容器の外周面に隣接する部分に比べて中心部の凍結が遅く、シャーベット状になっている時間が長くなるので、その間に***Ｓの劣化が進行するものと推測できる。この結果、解凍後に生殖医療に使用可能な***数が大幅に減ることは、上記背景技術で説明した通りである。

次に、本実施の形態の凍結保存容器１の作用について説明する。
このように構成された本実施の形態の凍結保存容器１は、円筒状の本体部２の内空に対して底部２ｂ側から上端の開口２ａ側に向けて窪むように中空凸部２１が設けられている。すなわち、液体窒素などの冷媒やそれにより発生する冷気は、本体部２の外周面に接触するだけでなく、中空凸部２１の内空にも入り込んで、中心側からも収容液を冷却する。

このため、凍結効率が良く、凍結保存液などの収容液の全体が均等に短時間で凍結されることになって、凍結保存による***の運動性の低下を抑えることができる。要するに、本体部２の底部２ｂ側に設けられる高台部２２の下端開口から中空凸部２１の内空に向けて、冷媒や冷気を効率よく取り込むことができる。

また、中空凸部２１の頂部２１１の位置が、本体部２の高さ方向の上半部に位置する構成であれば、収容液の大半が本体部２の中心側から冷却されるようになる。特に、中空凸部２１の頂部２１１の位置で本体部２の液体容量V1の約70％、または70％以上が収容されるようになっていれば、凍結保存による***の運動性の低下を大幅に抑えることができる。

さらに、本体部２が底部２ｂに向けて先細る形状に形成されるとともに、中空凸部２１が本体部２の開口２ａに向けて先細る形状に形成されていれば、収容液を本体部２に入れやすいうえに、収容液を取り出す際に、本体部２と中空凸部２１との隙間にピペット４の先端を挿入しやすくなる。これによって、収容液の全量を、容易に吸い上げることができる。

以上、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳述してきたが、具体的な構成は、この実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱しない程度の設計的変更は、本発明に含まれる。

例えば、前記実施の形態では、底部２ｂに向けて先細る形状の本体部２について説明したが、これに限定されるものではなく、高さ方向に一定の太さ（直径）の本体部であってもよい。また、中空凸部２１についても、高さ方向に一定の太さ（直径）のものであってもよい。

１：凍結保存容器
１１：蓋部
１３：ラベル部
２：本体部
２ａ：開口
２ｂ：底部
２１：中空凸部
２１１：頂部
２２：高台部
４：ピペット
Ｓ：***
V1 ：（本体部の）液体容量
V2 ：（頂部の位置の）液体容量

Claims

採精された***を凍結保存するための凍結保存容器であって、
底部を有して上端が開口された円筒状の本体部と、
前記本体部の前記開口を塞ぐための蓋部と、
前記本体部の内空に対して底部側から開口側に向けて窪むように設けられる中空凸部とを備えていることを特徴とする凍結保存容器。
前記中空凸部の頂部は、前記本体部の高さ方向の上半部に位置することを特徴とする請求項１に記載の凍結保存容器。
前記中空凸部の前記頂部の位置で、前記本体部の液体容量の70％以上が収容されることを特徴とする請求項２に記載の凍結保存容器。
前記本体部は前記底部に向けて先細る形状に形成されるとともに、前記中空凸部は前記本体部の前記開口に向けて先細る形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の凍結保存容器。
前記本体部の内周面と前記中空凸部との隙間はピペットの先端の径よりも大きいことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の凍結保存容器。
前記本体部の前記底部より下方に延びる円環状の高台部を備え、前記高台部の下端開口と前記中空凸部の内空とが連通していることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の凍結保存容器。