JP6427649B2 - Method of preserving biomaterial, method of producing biomaterial, biomaterial, implant material, implantation method and preservation device of biomaterial - Google Patents
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Description
本発明は、生体材料の保存方法、生体材料の生産方法、生体材料、移植材料、移植方法および生体材料の保存装置に関する。 The present invention relates to a method of preserving biomaterials, a method of producing biomaterials, biomaterials, implant materials, transplantation methods, and a device for preserving biomaterials.
近年、生体の一部、臓器、細胞等の生体材料の移植治療が一般化し、日本国内においては、年に300件以上の移植治療が、また、全世界においては、年に7万件以上の移植治療が行われている。しかしながら、前記移植治療の増加に伴い、前記生体材料が不足するという問題が生じている。このため、移植治療を行う病院の近隣の地域からだけでなく、より遠隔の地域からも前記生体材料を輸送する必要がある。これらのことから、前記生体材料の保存方法の開発が求められている。 In recent years, transplantation treatment of biomaterials such as a part of the living body, organs, cells, etc. has become common, and in Japan, more than 300 transplantation treatments a year are performed, and over 70,000 cases a year in the whole world. Transplantation treatment is being performed. However, with the increase of the transplantation treatment, there is a problem that the biomaterial runs short. For this reason, it is necessary to transport the biomaterial not only from the nearby area of the hospital where the transplant treatment is performed but also from a more distant area. From these things, development of the preservation | save method of the said biomaterial is calculated | required.
前記生体材料の保存方法として、摘出前または摘出後に、低温の保存液を用いて前記生体材料を灌流し、さらに灌流後の前記生体材料を低温の保存液に浸漬する方法(単純浸漬法)、前記保存液を持続的に灌流する方法(持続灌流法)、高圧ガス中で保存する方法(高圧気相保存法)等が知られている(特許文献1および2、非特許文献1)。しかしながら、これらの方法による前記生体材料の保存期間は、最大で18時間であった。このため、移植治療を行う病院の遠隔の地域から、前記生体材料を輸送し、前記移植治療に用いることが困難という問題があった。これらのことから、より保存期間の長い新たな生体材料の保存方法が求められている。
As a storage method of the biomaterial, a method of perfusing the biomaterial using a low temperature storage solution before or after excision, and further immersing the biomaterial after perfusion in the low temperature storage solution (simple immersion method) There are known a method of continuously perfusing the storage solution (continuous perfusion method), a method of storing in a high pressure gas (high pressure gas phase storage method), and the like (
そこで、本発明は、保存期間の長い新たな生体材料の保存方法を提供することを目的とする。 Then, an object of this invention is to provide the preservation | save method of the new biomaterial with a long preservation | save period.
前記目的を達成するために、本発明の生体材料の保存方法は、医療用ガスおよび保存液のエアロゾル雰囲気下で、生体材料を保存する保存工程を含むことを特徴とする。 In order to achieve the above object, the method of storing biomaterials of the present invention is characterized by including a storing step of storing biomaterials under an aerosol atmosphere of a medical gas and a storage solution.
本発明の生体材料の生産方法は、生産された生体材料を保存する材料保存工程を含み、前記材料保存工程が、前記本発明の保存方法で実施されることを特徴とする。 The method for producing a biomaterial of the present invention includes a material storage step of storing the produced biomaterial, and the material storage step is performed by the storage method of the present invention.
本発明の生体材料は、前記本発明の生産方法で生産されたことを特徴とする。 The biomaterial of the present invention is characterized by being produced by the production method of the present invention.
本発明の移植材料は、前記本発明の保存方法で保存された生体材料を含むことを特徴とする。 The graft material of the present invention is characterized by comprising the biomaterial stored by the storage method of the present invention.
本発明の移植方法は、前記本発明の生体材料および前記本発明の移植材料の少なくとも一方を、動物に移植する移植工程を含むことを特徴とする。 The implanting method of the present invention is characterized by including an implanting step of implanting at least one of the biomaterial of the present invention and the implant of the present invention in an animal.
本発明の生体材料の保存装置は、保存室、エアロゾル供給手段および医療用ガス供給手段を含み、前記エアロゾル供給手段により、前記保存室内に保存液のエアロゾルが供給され、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内に医療用ガスが供給されることを特徴とする。 The biomaterial storage apparatus of the present invention includes a storage room, an aerosol supply means, and a medical gas supply means, the aerosol supply means supplies aerosol of a storage solution into the storage room, and the medical gas supply means A medical gas is supplied into the storage chamber.
本発明の保存方法によれば、生体材料の長期の保存が可能である。このため、本発明は、臨床医療および臨床研究分野等において極めて有用である。 According to the storage method of the present invention, long-term storage of biomaterials is possible. Therefore, the present invention is extremely useful in the fields of clinical medicine and clinical research.
<生体材料の保存方法>
本発明の生体材料の保存方法は、前述のように、医療用ガスおよび保存液のエアロゾル雰囲気下で、生体材料を保存する保存工程を含むことを特徴とする。本発明の保存方法は、前記保存液のエアロゾル雰囲気下で、前記生体材料を保存することが特徴であり、その他の条件および工程は、特に制限されない。本発明の保存方法は、後述する本発明の保存装置を用いることで、簡便に実施することができる。
<Storage method of biomaterial>
As described above, the method of storing biomaterials of the present invention is characterized by including the step of storing biomaterials under an aerosol atmosphere of medical gas and storage solution. The storage method of the present invention is characterized in that the biomaterial is stored under an aerosol atmosphere of the storage solution, and the other conditions and steps are not particularly limited. The storage method of the present invention can be conveniently carried out by using the storage device of the present invention described later.
本発明において、前記保存液のエアロゾルの雰囲気下とは、「気体中に微細な前記保存液の粒子が浮遊している分散状態」をいう。 In the present invention, the atmosphere of the storage solution aerosol refers to "a dispersed state in which fine particles of the storage solution are suspended in a gas".
本発明の保存方法は、前記保存液のエアロゾル雰囲気下で前記生体材料を保存することで、例えば、保存中の前記生体材料の吸水および脱水を十分抑えることができる。これにより、例えば、保存中の前記生体材料の膨張および収縮を抑制でき、前記生体試料の損傷を低減することができる。 The storage method of the present invention can sufficiently suppress, for example, water absorption and dehydration of the biomaterial during storage by storing the biomaterial under the aerosol atmosphere of the storage solution. Thereby, for example, expansion and contraction of the biological material during storage can be suppressed, and damage to the biological sample can be reduced.
また、本発明の保存方法は、前記医療用ガスの雰囲気下で前記生体材料を保存することで、例えば、前記医療用ガスにより、保存中の前記生体材料の代謝が抑制され、これにより、前記生体材料に含まれる細胞を保護できる。このため、本発明の保存方法によれば、例えば、長期間にわたり、前記生体材料の機能を維持させた状態で保存することができる。また、前記医療用ガスは、保存後の前記生体材料からすぐに揮発するため、例えば、移植した場合、移植後、前記医療用ガスによる副作用が抑制される。 Further, according to the storage method of the present invention, by storing the biomaterial under the atmosphere of the medical gas, for example, the metabolism of the biomaterial during storage is suppressed by the medical gas, whereby the biomaterial is stored. It can protect cells contained in biomaterials. For this reason, according to the storage method of the present invention, for example, storage can be performed while maintaining the function of the biomaterial over a long period of time. In addition, since the medical gas evaporates immediately from the biomaterial after storage, for example, when transplanted, the side effect of the medical gas is suppressed after transplantation.
また、本発明の保存方法は、前記保存液のエアロゾル雰囲気下で前記生体材料を保存することで、例えば、前記単純浸漬法等に対して、保存後の前記生体材料の浮腫を抑制することができる。また、本発明の保存方法は、前記保存液のエアロゾル雰囲気下で前記生体材料を保存することで、例えば、前記高圧気相保存法に対して、保存後の前記生体材料の乾燥を抑制することができる。これらのことから、本発明の保存方法によれば、従来の保存方法に比べて、例えば、心臓を保存した場合において、48時間以上という長期の保存が可能である。 Furthermore, the storage method of the present invention can suppress edema of the biomaterial after storage, for example, with respect to the simple immersion method, by storing the biomaterial under an aerosol atmosphere of the storage solution. it can. In the storage method of the present invention, for example, the drying of the biomaterial after storage is suppressed with respect to the high-pressure gas phase storage method by storing the biomaterial under an aerosol atmosphere of the storage solution. Can. From these things, according to the preservation | save method of this invention, when the heart is preserve | saved, long-term preservation | save of 48 hours or more is possible compared with the conventional preservation | save method, for example.
本発明において、前記生体材料の由来は、特に制限されず、例えば、ヒト、ヒトを除く非ヒト動物等があげられ、前記非ヒト動物は、例えば、マウス、ラット、モルモット、イヌ、ネコ、サル、ウサギ、ヒツジ、ウマ、ブタ等の哺乳類動物、ハエ等の非哺乳類動物があげられる。 In the present invention, the origin of the biological material is not particularly limited, and examples thereof include humans and non-human animals excluding humans, and the non-human animals include, for example, mice, rats, guinea pigs, dogs, cats and monkeys. And mammals such as rabbits, sheep, horses and pigs, and non-mammalian animals such as flies.
本発明において、前記生体材料は、特に制限されず、例えば、生体の一部、臓器、細胞等があげられる。前記生体の一部は、特に制限されず、例えば、四肢、指、顔面、骨、筋、毛根、歯、歯根膜等があげられる。前記四肢は、特に制限されず、例えば、上肢、上肢帯、上腕、前腕、手、下肢、下肢帯、大腿、下腿、足等があげられる。前記臓器は、特に制限されず、例えば、眼球、角膜、肺、心臓、肝臓、腎臓、脾臓、膵臓、胆嚢、食道、胃、小腸、大腸、精巣、卵巣、中枢神経、末梢神経、血管、皮膚等があげられる。前記細胞は、特に制限されず、例えば、精子、卵子、ES細胞、iPS細胞、刺激惹起性多能性獲得(STAP)細胞、細胞シート、赤血球、白血球、血小板、培養細胞等があげられる。また、前記生体材料は、例えば、前記細胞から培養および/または誘導された生体の一部、臓器、細胞シート、細胞等があげられる。 In the present invention, the biomaterial is not particularly limited, and examples thereof include a part of an organism, an organ, a cell and the like. The part of the living body is not particularly limited, and examples thereof include limbs, fingers, face, bones, muscles, hair roots, teeth, periodontal membrane, and the like. The four limbs are not particularly limited, and examples thereof include the upper limbs, the upper limbs, the upper arms, the forearms, the hands, the lower limbs, the lower limbs, the thighs, the lower legs, and the legs. The organs are not particularly limited, and for example, eyeball, cornea, lung, heart, liver, kidney, spleen, pancreas, gallbladder, esophagus, stomach, small intestine, large intestine, testis, ovary, central nerve, peripheral nerve, blood vessel, skin Etc. The cells are not particularly limited, and examples thereof include sperm, eggs, ES cells, iPS cells, stimulation-induced pluripotency (STAP) cells, cell sheets, red blood cells, white blood cells, platelets, cultured cells and the like. Further, examples of the biomaterial include a part of a living body cultured and / or derived from the cell, an organ, a cell sheet, a cell and the like.
本発明において、前記保存液は、特に制限されず、例えば、生理的食塩水、University of Wisconsin(UW)液、histidine−tryptophan−ketoglutarate(HTK)液、Celsoir液、ET−Kyoto液、細胞外液(輸液)、IGL−1液、Polysol液、Euro−Collins液等があげられる。前記細胞外液は、特に制限されず、例えば、ラクテックD輸液、ヴィーンF、ソリューゲンD、ソルラクト、ラクトリンゲル等があげられる。 In the present invention, the preservation solution is not particularly limited, and for example, physiological saline, University of Wisconsin (UW) solution, histidine-tryptophan-ketoglutarate (HTK) solution, Celsoir solution, ET-Kyoto solution, extracellular solution (Infusion), IGL-1 solution, Polysol solution, Euro-Collins solution, etc. may be mentioned. The extracellular fluid is not particularly limited, and examples thereof include Lactec D infusion, vine F, solugen D, sorbacto, lactorin gel and the like.
本発明において、前記保存液は、特に制限されず、例えば、前記生体材料の浸透圧より浸透圧が低い、低張液でもよいし、前記生体材料の浸透圧と同じ浸透圧である、等張液でもよいし、前記生体材料の浸透圧より高い浸透圧である、高張液でもよいが、保存工程における前記生体材料への吸水および前記生体材料からの脱水を抑制できることから、好ましくは等張液である。 In the present invention, the storage solution is not particularly limited, and may be, for example, a hypotonic solution whose osmotic pressure is lower than the osmotic pressure of the biomaterial, or is isotonic with the same osmotic pressure as the osmotic pressure of the biomaterial The solution may be a liquid or a hypertonic solution having an osmotic pressure higher than the osmotic pressure of the biomaterial, but is preferably an isotonic solution because water absorption to the biomaterial in the storage step and dehydration from the biomaterial can be suppressed. It is.
前記保存液は、その他の成分を含んでもよい。その他の成分は、特に制限されず、例えば、凍結防止剤、グルコース等の糖等があげられる。 The preservation solution may contain other components. The other components are not particularly limited, and examples thereof include antifreeze agents and sugars such as glucose.
本発明において、前記医療用ガスは、特に制限されず、例えば、医療用に製造された任意のガスが使用できる。前記医療用ガスは、例えば、水素、一酸化窒素、一酸化炭素、二酸化炭素、硫化水素、酸素、オゾン、ヘリウム、キセノン、アルゴン、クリプトン、窒素、亜酸化窒素、空気、メタン、エタン、プロパン、フルオロメタン、ジフルオロメタン、四フッ化炭素、酸化エチレン等があげられる。前記医療用ガスにおいて、爆発の危険性、毒性の危険性および可燃性の危険性が低いことから、前記医療用ガスは、例えば、亜酸化窒素、キセノン、アルゴン、ヘリウム、クリプトン、酸素、二酸化炭素、窒素が好ましい。前記医療用ガスにおいて、前記生体材料のエネルギー消費を抑制し、前記生体材料の機能を維持できることから、前記医療用ガスは、例えば、一酸化炭素、キセノン、硫化水素が好ましい。前記医療用ガスにおいて、前記生体材料の傷害の拡大を抑制でき、前記生体材料の機能を維持できることから、前記医療用ガスは、例えば、一酸化炭素が好ましい。前記医療用ガスにおいて、前記生体材料における細胞の細胞死を抑制でき、前記生体材料の機能を維持できることから、前記医療用ガスは、例えば、一酸化炭素、キセノンが好ましい。前記医療用ガスにおいて、前記生体材料の血管を拡張することで、移植後の前記生体材料における末梢循環が向上し、前記生体材料の生着率を向上できることから、前記医療用ガスは、例えば、一酸化窒素が好ましい。前記医療用ガスにおいて、前記生体材料における活性酸素の発生を抑制し、保存中の前記生体材料の酸化(老化)を抑制できることから、前記医療用ガスは、例えば、水素が好ましい。本発明において、前記医療用ガスは、一種類の医療用ガスを用いてもよいし、二種類以上の医療用ガスを併用してもよい。前記二種類以上の医療用ガスを併用する場合は、例えば、前記二種類以上の医療用ガスを混合した混合ガスとして使用してもよい。 In the present invention, the medical gas is not particularly limited, and, for example, any gas manufactured for medical use can be used. The medical gas includes, for example, hydrogen, nitric oxide, carbon monoxide, carbon dioxide, hydrogen sulfide, oxygen, ozone, helium, xenon, argon, krypton, nitrogen, nitrous oxide, air, methane, ethane, propane, Examples include fluoromethane, difluoromethane, carbon tetrafluoride, ethylene oxide and the like. In the medical gas, the medical gas is, for example, nitrous oxide, xenon, argon, helium, krypton, oxygen, carbon dioxide because the danger of explosion, the risk of toxicity and the risk of flammability are low. And nitrogen are preferred. In the medical gas, for example, carbon monoxide, xenon, and hydrogen sulfide are preferable because the medical material can suppress the energy consumption of the biological material and maintain the function of the biological material. The medical gas is preferably carbon monoxide, for example, because the medical gas can suppress the expansion of the injury of the biomaterial and can maintain the function of the biomaterial. The medical gas is preferably, for example, carbon monoxide or xenon because the medical gas can suppress cell death of cells in the biological material and can maintain the function of the biological material. In the medical gas, the peripheral circulation in the biological material after transplantation can be improved by expanding the blood vessel of the biological material, and the survival rate of the biological material can be improved. Nitrogen monoxide is preferred. In the medical gas, the generation of active oxygen in the biological material can be suppressed, and oxidation (aging) of the biological material during storage can be suppressed, so that the medical gas is preferably, for example, hydrogen. In the present invention, one type of medical gas may be used as the medical gas, or two or more types of medical gases may be used in combination. When the two or more types of medical gases are used in combination, for example, they may be used as a mixed gas in which the two or more types of medical gases are mixed.
前記混合ガスは、特に制限されず、例えば、一酸化炭素、二酸化炭素、酸素、およびヘリウムを含む混合ガス、酸素および亜酸化窒素を含む混合ガス、酸素およびキセノンを含む混合ガス、酸素およびアルゴンを含む混合ガス、酸素および一酸化窒素を含む混合ガス、酸素および硫化水素を含む混合ガス等があげられる。このように、前記医療用ガスを混合ガスとすることで、例えば、前述の各医療用ガスの効果を相乗的に得ることができる。 The mixed gas is not particularly limited, and for example, a mixed gas containing carbon monoxide, carbon dioxide, oxygen and helium, a mixed gas containing oxygen and nitrous oxide, a mixed gas containing oxygen and xenon, oxygen and argon Examples thereof include mixed gases containing oxygen, mixed gases containing nitrogen and nitric oxide, and mixed gases containing oxygen and hydrogen sulfide. Thus, by using the medical gas as a mixed gas, for example, the effects of the above-described medical gases can be synergistically obtained.
前記保存工程において、前記生体材料は、例えば、その一部が、前記雰囲気下にあってもよいし、全体が、前記雰囲気下にあってもよい。前者の場合、例えば、前記雰囲気下にある保存装置内に、前記生体材料を配置する方法があげられる。後者の場合、例えば、前記雰囲気下にある保存装置内に、前記生体材料を吊り下げる方法があげられる。 In the storage step, for example, a part of the biomaterial may be under the atmosphere, or the whole may be under the atmosphere. In the former case, for example, there is a method of disposing the biomaterial in the storage device under the atmosphere. In the latter case, for example, there is a method of suspending the biomaterial in the storage device under the atmosphere.
前記保存工程において、前記保存液のエアロゾルの供給方法は、特に制限されず、公知の方法により行うことができる。前記供給方法は、例えば、超音波式、液体噴霧式、ノズル噴霧式、スチーム式、気化式、遠心式およびこれらを組合せた方法等があげられ、供給時の熱の発生による前記生体材料の加熱を抑制できることから、超音波式が好ましい。 In the storage step, the method of supplying the aerosol of the storage solution is not particularly limited, and may be performed by a known method. Examples of the supply method include ultrasonic type, liquid spray type, nozzle spray type, steam type, vaporization type, centrifugal type, and a combination of these, and the like, and heating of the biomaterial by generation of heat at the time of supply. The ultrasonic type is preferable because it can suppress the
前記保存工程において、前記保存液のエアロゾルの粒子径は、特に制限されず、その下限は、例えば、1nmであり、その上限は、例えば、1mmであり、好ましくは100μmであり、より好ましくは10μmであり、その範囲は、例えば、1nm〜1mmの範囲であり、好ましくは1nm〜100μmの範囲であり、より好ましくは1nm〜10μmの範囲である。前記保存液のエアロゾルの粒子径は、単位体積あたりの前記保存液のエアロゾルの粒子数を増加させることができ、これにより、例えば、前記生体試料の乾燥による前記生体試料に含まれる細胞の壊死および収縮による傷害を抑制でき、且つ保存中の前記生体試料の温度変化を抑制できることから、100μm以下が好ましい。 In the storage step, the particle diameter of the aerosol of the storage solution is not particularly limited, and the lower limit thereof is, for example, 1 nm, and the upper limit thereof is, for example, 1 mm, preferably 100 μm, more preferably 10 μm. The range is, for example, 1 nm to 1 mm, preferably 1 nm to 100 μm, and more preferably 1 nm to 10 μm. The particle size of the aerosol of the storage solution can increase the number of particles of the aerosol of the storage solution per unit volume, whereby, for example, necrosis of cells contained in the biological sample due to drying of the biological sample and The thickness is preferably 100 μm or less because the injury due to contraction can be suppressed and the temperature change of the biological sample during storage can be suppressed.
前記保存工程において、前記エアロゾルを構成する保存液の濃度(溶質の重量/溶液の重量)は、特に制限されず、その下限は、例えば、3g/kgであり、好ましくは7.8g/kgであり、より好ましくは8g/kgであり、その上限は、例えば、12g/kgであり、好ましくは9.8g/kgであり、より好ましくは9g/kgであり、その範囲は、例えば、3〜12g/kgの範囲であり、好ましくは7.8〜12g/kgの範囲であり、より好ましくは8〜9.8g/kgの範囲であり、さらに好ましくは8〜9g/kgの範囲である。 In the storage step, the concentration of the storage solution (weight of solute / weight of solution) constituting the aerosol is not particularly limited, and the lower limit thereof is, for example, 3 g / kg, preferably 7.8 g / kg. More preferably, the upper limit is, for example, 12 g / kg, preferably 9.8 g / kg, more preferably 9 g / kg, and the range is, for example, 3 to 3 g / kg. It is in the range of 12 g / kg, preferably in the range of 7.8 to 12 g / kg, more preferably in the range of 8 to 9.8 g / kg, and still more preferably in the range of 8 to 9 g / kg.
前記保存工程において、保存時の温度は、特に制限されず、その下限は、例えば、−20℃であり、好ましくは−2℃であり、その上限は、例えば、37℃であり、好ましくは4℃であり、その範囲は、例えば、−20〜37℃の範囲であり、好ましくは−2〜4℃の範囲である。 In the storage step, the temperature during storage is not particularly limited, and the lower limit is, for example, -20 ° C, preferably -2 ° C, and the upper limit is, for example, 37 ° C, preferably 4 The range is, for example, -20 to 37 ° C, preferably -2 to 4 ° C.
前記保存工程において、保存時の前記医療用ガスの分圧は、特に制限されず、例えば、0.01〜0.7MPaの範囲であり、好ましくは0.07〜0.35MPaの範囲である。前記医療用ガスの分圧は、一種類の前記医療用ガスの分圧でもよいし、二種類以上の前記医療用ガスの合計の分圧でもよい。前記医療用ガスが、一酸化炭素である場合、前記一酸化炭素の分圧は、例えば、0.01〜0.7MPaの範囲であり、好ましくは0.07〜0.35MPaの範囲である。前記医療用ガスが、酸素である場合、前記酸素の分圧は、例えば、0.01〜0.7MPaの範囲であり、好ましくは0.07〜0.35MPaの範囲である。 In the storage step, the partial pressure of the medical gas during storage is not particularly limited, and is, for example, in the range of 0.01 to 0.7 MPa, preferably in the range of 0.07 to 0.35 MPa. The partial pressure of the medical gas may be a partial pressure of one kind of the medical gas, or may be a total partial pressure of two or more kinds of the medical gases. When the medical gas is carbon monoxide, the partial pressure of carbon monoxide is, for example, in the range of 0.01 to 0.7 MPa, preferably in the range of 0.07 to 0.35 MPa. When the medical gas is oxygen, the partial pressure of oxygen is, for example, in the range of 0.01 to 0.7 MPa, preferably in the range of 0.07 to 0.35 MPa.
前記保存工程において、前記生体材料を保存する保存期間は、特に制限されず、前記生体材料の種類によって、適宜決定できる。前記保存期間は、特に制限されず、前記生体材料を生産した時間を基準として、例えば、1年以下であり、好ましくは24時間以下である。前記生体材料が、前記生体の一部である場合、前記生体の一部を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、168時間以下であり、好ましくは72時間以下である。前記生体材料が、前記臓器である場合、前記臓器を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、120時間以下であり、好ましくは24時間以下である。前記臓器が、前記心臓である場合、前記心臓を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、72時間以下であり、好ましくは24時間以下である。前記臓器が、前記肺である場合、前記肺を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、96時間以下であり、好ましくは48時間以下である。前記臓器が、前記腎臓である場合、前記腎臓を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、96時間以下であり、好ましくは48時間以下である。前記臓器が、前記肝臓である場合、前記肝臓を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、96時間以下であり、好ましくは48時間以下である。前記臓器が、角膜である場合、前記角膜を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、120時間以下であり、好ましくは72時間以下である。前記生体材料が、前記細胞である場合、前記細胞を生産した時間を基準として、前記保存期間は、例えば、1年以下であり、好ましくは半年以下であり、より好ましくは3ヶ月以下である。 In the storage step, the storage period for storing the biomaterial is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the type of the biomaterial. The storage period is not particularly limited, and is, for example, 1 year or less, preferably 24 hours or less, based on the time when the biomaterial was produced. When the biomaterial is a part of the living body, the storage period is, for example, 168 hours or less, preferably 72 hours or less, based on the time when a part of the living body is produced. When the biological material is the organ, the storage period is, for example, 120 hours or less, preferably 24 hours or less, based on the time when the organ is produced. When the organ is the heart, the storage period is, for example, 72 hours or less, preferably 24 hours or less, based on the time when the heart is produced. When the organ is the lung, the storage period is, for example, 96 hours or less, preferably 48 hours or less, based on the time when the lung is produced. When the organ is the kidney, the storage period is, for example, 96 hours or less, preferably 48 hours or less, based on the time when the kidney is produced. When the organ is the liver, the storage period is, for example, 96 hours or less, preferably 48 hours or less, based on the time when the liver is produced. When the organ is a cornea, the storage period is, for example, 120 hours or less, preferably 72 hours or less, based on the time when the cornea was produced. When the biological material is the cells, the storage period is, for example, 1 year or less, preferably half a year or less, more preferably 3 months or less, based on the time when the cells are produced.
以下に、本発明の保存方法について、例をあげて説明するが、本発明は、以下の実施形態には制限されない。具体的には、本実施形態は、前記医療用ガスである一酸化炭素と酸素との混合ガス、前記保存液である細胞外液、および前記生体材料である心臓を使用し、前記保存工程において、前記混合ガスおよび前記細胞外液のエアロゾルの雰囲気下に、前記心臓を吊り下げた状態で、所定の保存期間、前記心臓を保存する例である。 Hereinafter, the storage method of the present invention will be described by way of examples, but the present invention is not limited to the following embodiments. Specifically, this embodiment uses the mixed gas of carbon monoxide and oxygen which is the medical gas, extracellular fluid which is the storage solution, and the heart which is the biological material, in the storage step. In an example of suspending the heart under an atmosphere of the mixed gas and an aerosol of the extracellular fluid, the heart is stored for a predetermined storage period.
まず、心臓を摘出し、前記保存液により前記心臓内の血液を除くことで、保存前の心臓を準備する。つぎに、前記保存前の心臓を、前記混合ガスと超音波式により供給された前記細胞外液のエアロゾルの雰囲気下に、生体材料吊り下げ手段を用いて吊り下げ、暴露させる。そして、この状態で所定の保存期間、前記保存前の心臓を保存する。 First, the heart is removed, and the blood in the heart is removed by the storage solution to prepare the heart before storage. Next, the heart before storage is suspended and exposed using a biomaterial suspending means under an atmosphere of the mixed gas and the aerosol of the extracellular fluid supplied by an ultrasonic method. Then, in this state, the heart before storage is stored for a predetermined storage period.
前記保存時の前記細胞外液のエアロゾルの粒子径は、例えば、1nm〜1mmの範囲であり、好ましくは1nm〜100μmの範囲であり、より好ましくは1nm〜10μmの範囲である。 The particle diameter of the aerosol of the extracellular fluid during storage is, for example, in the range of 1 nm to 1 mm, preferably in the range of 1 nm to 100 μm, and more preferably in the range of 1 nm to 10 μm.
前記保存時の温度は、例えば、−20〜37℃の範囲であり、好ましくは−2〜4℃の範囲である。前記保存期間は、例えば、72時間以下であり、好ましくは24時間以下である。 The temperature at the time of storage is, for example, in the range of -20 to 37 ° C, preferably in the range of -2 to 4 ° C. The storage period is, for example, 72 hours or less, preferably 24 hours or less.
このようにして、前記心臓を保存できる。 In this way, the heart can be stored.
<生体材料の生産方法>
本発明の生体材料の生産方法は、前述のように、生産された生体材料を保存する材料保存工程を含み、前記材料保存工程が、前記本発明の保存方法で実施されることを特徴とする。本発明の生産方法は、前記材料保存工程が、前記本発明の保存方法で実施されることが特徴であり、その他の条件および工程は、特に制限されない。本発明の生産方法によれば、後述する本発明の生体材料を生産できる。なお、本発明の生産方法は、前記本発明の保存方法の説明を援用できる。
<Method of producing biomaterial>
The method for producing a biomaterial according to the present invention, as described above, includes a material storage step of storing the produced biomaterial, and the material storage step is performed by the storage method according to the present invention. . The production method of the present invention is characterized in that the material storage step is performed by the storage method of the present invention, and the other conditions and steps are not particularly limited. According to the production method of the present invention, the biomaterial of the present invention described later can be produced. The description of the storage method of the present invention can be used for the production method of the present invention.
前記材料保存工程において、前記生産された生体材料は、特に制限されず、例えば、前記生体材料の例示を援用できる。 In the material storage step, the produced biomaterial is not particularly limited. For example, the illustration of the biomaterial can be used.
前記材料保存工程において、生産された生体材料の提供方法は、特に制限されない。前記生産された生体材料の提供方法は、例えば、外科的手法等の医学的手法により前記生体材料を生産する方法、前記細胞を培養および/または誘導し、前記生体材料とすることで生産する方法、事故または犯罪事件により発生した前記生体材料を回収する方法等があげられる。 In the material storage step, the method of providing the produced biomaterial is not particularly limited. The provided method of the produced biomaterial is, for example, a method of producing the biomaterial by a medical technique such as a surgical technique, and a method of culturing and / or inducing the cells to produce the biomaterial. , A method of recovering the biological material generated due to an accident or a crime, and the like.
前記医学的手法による生産方法は、特に制限されず、前記生産された生体材料に応じて、適宜決定できる。前記医学的手法による生産方法は、例えば、下記参考文献1を参照できる。前記医学的手法によりラット心臓を生産する場合、例えば、下記参考文献2を参照できる。
参考文献1:「臓器移植実験マニュアル ラット・マウスを用いた移植、虚血再灌流障害モデル」、(株)秀潤社、監修:野澤眞澄、 編集:田中弥生、1999年
参考文献2:Naoyuki Hatayama et.al.,Cell Transplantation,2012,Vol.21,pp.609−615
The production method by the medical method is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the produced biomaterial. For the production method by the medical method, for example, the following
Reference 1: "Organ Transplantation Experiment Manual, Transplantation Using Rat and Mouse, Ischemia-Reperfusion Injury Model", Shujunsha Co., Ltd., supervised by: Nozawa, Y., Editing: Tanaka, Y., 1999, Reference 2: Naoyuki Hatayama et. al. , Cell Transplantation, 2012, Vol. 21, pp. 609-615
前記細胞を培養および/または誘導し、生産する方法は、特に制限されず、前記生産された生体材料に応じて、適宜決定できる。 The method for culturing and / or inducing and producing the cells is not particularly limited, and can be appropriately determined depending on the produced biomaterial.
<生体材料>
本発明の生体材料は、前述のように、前記本発明の生産方法で生産されたことを特徴とする。本発明の生体材料は、前記本発明の生産方法で生産されたことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の生体材料は、例えば、後述する本発明の移植方法に使用できる。なお、本発明の生体材料は、前記本発明の保存方法および生産方法の説明を援用できる。
<Biomaterial>
The biomaterial of the present invention is characterized by being produced by the production method of the present invention as described above. The biomaterial of the present invention is characterized by being produced by the production method of the present invention, and the other constitution and conditions are not particularly limited. The biomaterial of the present invention can be used, for example, in the transplantation method of the present invention described later. The description of the storage method and production method of the present invention can be used for the biomaterial of the present invention.
本発明の生体材料は、前記保存液のエアロゾル雰囲気下で前記生体材料を保存するため、例えば、前記保存液に浸漬する方法に対して、前記保存後の生体材料に含まれる保存液の量が少ない。また、本発明の生体材料は、前記保存液のエアロゾル雰囲気下で前記生体材料を保存するため、例えば、前記高圧ガス中で保存する方法に対して、前記保存後の生体材料に含まれる保存液の量が多い。 Since the biomaterial of the present invention preserves the biomaterial under the aerosol atmosphere of the preservation solution, for example, the amount of the preservation solution contained in the biomaterial after the preservation is different from the method of immersing in the preservation solution. Few. In addition, since the biomaterial of the present invention preserves the biomaterial under the aerosol atmosphere of the preservation solution, for example, the preservation solution contained in the biomaterial after preservation with respect to the method of preservation in the high pressure gas There is a large amount of
<移植材料>
本発明の移植材料は、前述のように、前記本発明の保存方法で保存された生体材料を含むことを特徴とする。本発明の移植材料は、前記本発明の保存方法で保存された生体材料を含むことが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の移植材料は、例えば、後述する本発明の移植方法に使用できる。なお、本発明の移植材料は、前記本発明の保存方法、生産方法等の説明を援用できる。
<Transplant material>
The implant material of the present invention, as described above, is characterized by comprising the biomaterial stored by the storage method of the present invention. The graft material of the present invention is characterized by including the biomaterial stored by the storage method of the present invention, and the other configurations and conditions are not particularly limited. The implant material of the present invention can be used, for example, in the implant method of the present invention described later. In addition, description of the preservation | save method of the said invention, a production method, etc. can be used for the transplant material of this invention.
<移植方法>
本発明の移植方法は、前述のように、前記本発明の生体材料および前記本発明の移植材料の少なくとも一方(以下、「保存後の生体材料」という。)を、動物に移植する移植工程を含むことを特徴とする。本発明の移植方法は、前記保存後の生体材料を使用することが特徴であり、その他の条件および工程は特に制限されない。なお、本発明の移植方法は、前記本発明の保存方法、生産方法等の説明を援用できる。
<Porting method>
As described above, the transplantation method of the present invention is an implanting step of implanting at least one of the biomaterial of the present invention and the graft material of the present invention (hereinafter referred to as "biomaterial after storage") into an animal. It is characterized by including. The transplantation method of the present invention is characterized by using the biomaterial after the storage, and the other conditions and steps are not particularly limited. The description of the storage method, production method and the like of the present invention can be used for the transplantation method of the present invention.
前記移植工程において、前記動物は、特に制限されず、例えば、ヒト、ヒトを除く非ヒト動物等があげられ、前記非ヒト動物は、例えば、マウス、ラット、モルモット、イヌ、ネコ、サル、ウサギ、ヒツジ、ウマ、ブタ等の哺乳類動物、ハエ等の非哺乳類動物があげられる。前記移植工程において、前記動物の種類と前記保存後の生体材料の由来とは、同じであってもよいし、異なってもよい。 In the transplantation step, the animal is not particularly limited, and examples thereof include humans and non-human animals excluding humans, and the non-human animals include, for example, mice, rats, guinea pigs, dogs, cats, monkeys and rabbits. And mammals such as sheep, horses and pigs, and non-mammalian animals such as flies. In the transplantation step, the type of the animal and the origin of the biomaterial after storage may be the same or different.
本発明の移植方法は、さらに前記移植工程に先立って、前記保存後の生体材料を洗浄液により洗浄する洗浄工程を含み、前記移植工程は、前記洗浄後の生体材料を前記動物に移植する工程であってもよい。前記洗浄工程は、前記保存後の生体材料を洗浄液により洗浄することで、例えば、前記保存後の生体材料に含まれる保存液の量を低減する工程である。本発明の移植方法は、前記洗浄工程を含むことで、例えば、前記保存後の生体材料を移植した場合に、移植された動物への保存液による副作用をより一層低減できる。 The transplantation method of the present invention further includes a washing step of washing the stored biomaterial with a washing solution prior to the transplantation step, and the grafting step is a step of transplanting the washed biomaterial to the animal. It may be. The washing step is a step of, for example, reducing the amount of the storage solution contained in the biomaterial after storage by washing the biomaterial after storage with a cleaning solution. The transplantation method of the present invention can further reduce the side effects due to the preservation solution to the transplanted animal, for example, when the biomaterial after preservation is transplanted by including the washing step.
前記洗浄液は、特に制限されず、例えば、生理的食塩水、リン酸緩衝生理食塩水、リンゲル液等があげられる。 The washing solution is not particularly limited, and examples thereof include physiological saline, phosphate buffered saline, Ringer's solution and the like.
前記移植工程おいて、前記保存後の生体材料の移植方法は、特に制限されず、前記保存後の生体材料に応じて、適宜決定できる。前記移植方法は、例えば、前記参考文献1を参照できる。前記保存後の生体材料が、保存後のラットの心臓である場合、例えば、前記参考文献2を参照できる。
In the implanting step, the method for implanting the biomaterial after storage is not particularly limited, and can be appropriately determined according to the biomaterial after storage. For the transplantation method, for example,
<生体材料の保存装置>
本発明の生体材料の保存装置は、前述のように、保存室、エアロゾル供給手段および医療用ガス供給手段を含み、前記エアロゾル供給手段により、前記保存室内に保存液のエアロゾルが供給され、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内に医療用ガスが供給されることを特徴とする。本発明の保存装置は、前記エアロゾル供給手段を含み、これにより前記保存室内に保存液のエアロゾルが供給されることが特徴であり、その他の構成および条件は、特に制限されない。本発明の保存装置によれば、例えば、前記本発明の保存方法等を簡便に行うことができる。なお、本発明の保存装置は、前記本発明の保存方法、生産方法等の説明を援用できる。
<Storage device of biomaterial>
As described above, the biomaterial storage apparatus of the present invention includes a storage room, an aerosol supply means, and a medical gas supply means, and the aerosol supply means supplies aerosol of a storage solution into the storage room, and the medical treatment A medical gas is supplied into the storage chamber by the gas supply means. The storage apparatus of the present invention is characterized by including the aerosol supply means, whereby an aerosol of the storage solution is supplied into the storage room, and the other configurations and conditions are not particularly limited. According to the storage apparatus of the present invention, for example, the storage method and the like of the present invention can be easily performed. In addition, the storage apparatus of the present invention can use the description of the storage method, production method and the like of the present invention.
以下、本発明の保存装置について、図面を参照して、例を挙げて詳細に説明する。ただし、本発明は、以下の例に限定および制限されない。また、図面においては、説明の便宜上、各部の構造は適宜簡略化して示す場合があり、各部の寸法比等は、実際とは異なり、模式的に示す場合がある。 Hereinafter, the storage device of the present invention will be described in detail by way of examples with reference to the drawings. However, the present invention is not limited and limited to the following examples. Further, in the drawings, for convenience of explanation, the structure of each part may be appropriately simplified and shown, and the dimensional ratio of each part may be schematically shown differently from the actual one.
(実施形態1)
図1は、本実施形態の保存装置の透視斜視図である。図1において、実線は、本実施形態の各部の外側形状を表し、破線は、保存室1および医療用ガス供給手段3の保存室1内側の形状を示す。図1に示すように、本実施形態の保存装置10は、保存室1、エアロゾル供給手段2および医療用ガス供給手段3を主要な構成として含む。保存室1は、保存容器4および蓋5を含み、蓋5は、保存容器4の上部に着脱可能に設置されている。図1に示すように、本実施形態において、エアロゾル供給手段2は、保存室1内に設置され、医療用ガス供給手段3は、保存室1内に医療用ガスを供給可能なように蓋5に接続されている。なお、エアロゾル供給手段2から出ている雲状の記載は、エアロゾル供給手段2から前記保存液のエアロゾルが供給されている状態を模式的に示したものであり、本発明を何ら制限しない。
(Embodiment 1)
FIG. 1 is a transparent perspective view of the storage device of the present embodiment. In FIG. 1, the solid line represents the outer shape of each part of the present embodiment, and the broken line represents the shape of the
保存室1は、本実施形態の保存容器4および蓋5のように、着脱可能な分離型の形態でもよいし、保存容器4に開閉可能な扉が設置された一体型の形態でもよいが、耐圧性および密閉性を向上できることから、前者が好ましい。保存室1の容積は、特に制限されず、保存する前記生体材料の大きさに応じ、適宜決定できる。保存室1の材質は、特に制限されず、例えば、保存室1内の前記医療用ガスの分圧に応じて、適宜決定できる。保存室1の材質は、例えば、耐圧性の材質があげられる。
The
エアロゾル供給手段2は、例えば、保存室1内に前記保存液のエアロゾルを供給する。エアロゾル供給手段2は、特に制限されず、例えば、保存室1内に設置されるエアロゾル発生装置であってもよいし、保存室1外に設置されるエアロゾル発生装置と保存室1とを接続する保存室1に形成されたエアロゾル供給用接続部であってもよい。後者の場合、前記エアロゾル発生装置と前記エアロゾル供給用接続部とは、一体として形成されていてもよいし、着脱可能に形成されていてもよい。また、前記エアロゾル供給用接続部は、保存室1に前記保存液のエアロゾルを供給可能に接続されていればよく、例えば、保存容器4に接続されていてもよいし、蓋5に接続されていてもよい。前記エアロゾル発生装置は、例えば、超音波式、液体噴霧式、ノズル噴霧式、スチーム式、気化式、遠心式およびこれらを組合せた方法のエアロゾル発生装置があげられ、供給時の熱の発生による前記生体材料の加熱を抑制できることから、超音波式のエアロゾル発生装置が好ましい。前記超音波式のエアロゾル発生装置は、特に制限されず、例えば、超音波振動子を前記保存液に浸漬した装置等があげられる。
The aerosol supply means 2 supplies, for example, an aerosol of the storage solution into the
医療用ガス供給手段3は、例えば、保存室1内に医療用ガスを供給する。医療用ガス供給手段3は、特に制限されず、保存室1内に設置される医療用ガス供給装置であってもよいし、保存室1外に設置される医療用ガス供給装置と保存室1とを接続する保存室1に形成された医療用ガス供給用接続部であってもよい。後者の場合、前記医療用ガス供給装置と前記医療用ガス供給用接続部とは、一体として形成されていてもよいし、着脱可能に形成されていてもよい。本実施形態において、医療用ガス供給手段3は、蓋5に接続されているが、これに制限されない。医療用ガス供給手段3は、保存室1内に前記医療用ガスを供給可能に接続されていればよく、例えば、保存容器4に接続されていてもよい。前記医療用ガス供給装置は、特に制限されず、例えば、医療用ガスボンベ、固相ガス、液相ガス、ガスハイドレード等があげられる。
The medical gas supply means 3 supplies, for example, medical gas into the
本実施形態において、前記生体材料を保存する領域は、特に制限されず、保存室1内の任意の場所で保存できる。前記生体材料は、例えば、保存容器4内の底面に配置し、保存することができる。
In the present embodiment, the area for storing the biomaterial is not particularly limited, and can be stored at any place in the
(実施形態2)
本実施形態の保存装置は、さらに、生体材料吊り下げ手段6および圧力制御手段7を含む。図2は、本実施形態の保存装置の透視斜視図である。図2において、実線は、本実施形態の各部の外側形状を表し、破線は、保存室1ならびに医療用ガス供給手段3および圧力制御手段7の保存室1内側の形状を示し図1と同一部分には、同一の符号を付している。図2に示すように、本実施形態の保存装置20は、さらに生体材料吊り下げ手段6および圧力制御手段7を含み、生体材料吊り下げ手段6は、保存室1内に設置され、圧力制御手段7は、保存室1内の圧力を制御可能に蓋5に接続されている。本実施形態において、保存装置20は、生体材料吊り下げ手段6および圧力制御手段7を含むが、保存装置20は、これに限定されず、生体材料吊り下げ手段6および圧力制御手段7のいずれか一方のみを含んでもよい。この点を除いて、本実施形態の保存装置20は、図1に示す保存装置10と同様の構成を有する。本実施形態の保存装置20は、生体材料吊り下げ手段6を備えることで、例えば、保存時の前記生体材料と、保存室1内の医療用ガスおよび保存液のエアロゾルとの接触面積を増加させることができる。このため、本実施形態の保存装置20によれば、例えば、保存中の前記生体材料の吸水および脱水による損傷を低減することができ、これにより前記生体材料を、より長期間にわたり、機能を維持させた状態で保存できる。また、本実施形態の保存装置20は、圧力制御手段7を備えることで、例えば、保存中の保存室1内の圧力を一定に制御することができる。このため、保存中の前記生体材料の圧力の変動による損傷を低減することができ、これにより前記生体材料を、より長期間にわたり、機能を維持させた状態で保存できる。
Second Embodiment
The storage device of the present embodiment further includes a
生体材料吊り下げ手段6は、例えば、保存室1内に、前記生体材料を吊り下げる。生体材料吊り下げ手段6に、前記生体材料を吊り下げる方法は、特に制限されず、例えば、前記生体材料を直接的に吊り下げてもよいし、間接的に吊り下げてもよい。後者の場合、例えば、ネット、試料用メッシュ容器、医療用糸、メッシュネット等を用い、前記ネット等を介して、前記生体材料を生体材料吊り下げ手段6に吊り下げる方法があげられる。生体材料吊り下げ手段6は、前記生体材料を吊り下げられればよく、公知の吊り下げ器具を使用することができる。生体材料吊り下げ手段6は、特に制限されず、例えば、フック等があげられる。
The
圧力制御手段7は、例えば、保存室1内の圧力を調整する。圧力制御手段7は、特に制限されず、例えば、背圧弁、減圧弁、制御弁、安全弁、圧力制御弁、逆止弁、遮断弁、流路変更弁、流量調整弁、リーク弁等があげられる。本実施形態において、圧力制御手段7は、蓋5に接続されているが、これに制限されない。圧力制御手段7は、保存室1内の圧力を制御可能に接続されていればよく、例えば、保存容器4に接続されていてもよい。
The pressure control means 7 adjusts, for example, the pressure in the
本発明の保存装置は、さらに、エアロゾル供給制御手段を備え、前記エアロゾル供給制御手段により、エアロゾル供給手段2のエアロゾル供給量および供給時間の少なくとも一方を制御してもよい。前記エアロゾル供給制御手段は、特に制限されず、例えば、タイマー、電源スイッチ、コントローラー等があげられる。
The storage apparatus of the present invention may further include an aerosol supply control unit, which may control at least one of an aerosol supply amount and a supply time of the
本発明の保存装置は、さらに、保冷手段を備え、前記保冷手段により、保存室1を保冷してもよい。前記保冷手段は、保冷室1を所定温度に保冷できればよく、保冷方法は特に制限されない。前記保冷方法は、例えば、保冷庫内に前記保存室1を配置する方法、冷媒に保冷室1を浸漬する方法等があげられる。前記保冷庫は、特に制限されず、例えば、冷蔵庫等があげられる。前記所定温度は、例えば、前述の保存時の温度があげられる。
The storage apparatus of the present invention may further include a cold storage means, and the cold storage means may cool the
本発明の保存装置は、この他に、保存室1内を観察できる観察窓、保存室1内の圧力を検出する圧力検出手段等を備えてもよい。
The storage device of the present invention may further include an observation window capable of observing the inside of the
つぎに、本発明の実施例について説明する。ただし、本発明は、下記実施例により制限されない。 Below, the Example of this invention is described. However, the present invention is not limited by the following examples.
[実施例1]
一酸化炭素および酸素の混合ガス、ならびに細胞外液のエアロゾルの雰囲気下で、ラットの心臓を48時間保存し、保存後の心臓が機能することを確認した。
Example 1
The rat heart was stored for 48 hours under an atmosphere of a mixed gas of carbon monoxide and oxygen and an aerosol of extracellular fluid, and it was confirmed that the heart after storage was functional.
(1)保存用のラット心臓の調製
6週齢のLEW/SsN Slc雄ラット(n=5)に、50mg/kg(薬剤/体重)となるようペントバルビタール(共立製薬社製)を投与し、深麻酔を行った。つぎに、前記ラットから心臓を摘出した。さらに、前記心臓の大動脈および肺動脈を切開後、保存液である5%グルコースを含む細胞外液(商品名:ラクテックD輸液、大塚製薬社製)を注入して血液を除き、これを保存前の心臓とした。そして、前記保存前の心臓の重量を測定した。
(1) Preparation of rat heart for storage A 6-week-old LEW / SsN Slc male rat (n = 5) is administered pentobarbital (Kyoritsu Pharmaceutical) at 50 mg / kg (drug / body weight), Deep anesthesia was performed. Next, the heart was removed from the rat. Furthermore, after dissecting the aorta and the pulmonary artery of the heart, an extracellular fluid containing 5% glucose (trade name: Lactec D infusion, manufactured by Otsuka Pharmaceutical Co., Ltd.) is infused to remove the blood before preservation. It was a heart. Then, the weight of the heart before storage was measured.
(2)ラット心臓の保存
保存装置は、前記図2の保存装置を用いた。前記保存装置は、予め前記エアロゾル供給手段により前記保存室内に前記保存液のエアロゾルを供給し、且つ4℃の冷蔵庫内で保冷した。つぎに、前記保存前の心臓を前記保存容器内の前記生体材料吊り下げ手段に吊り下げた。さらに、前記保存容器を前記蓋により密閉し、前記4℃の冷蔵庫内で48時間保存した。また、前記保存中は、前記エアロゾル供給手段により前記保存室内にエアロゾルを供給し、且つ、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の一酸化炭素の分圧(PCO)が、0.15MPa、酸素の分圧(PO2)が、0.2MPaとなるように一酸化炭素および酸素を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、100%であった。
(2) Storage of Rat Heart The storage device of FIG. 2 was used as the storage device. The storage device previously supplies the aerosol of the storage solution into the storage chamber by the aerosol supply means, and keeps the container cold in a 4 ° C. refrigerator. Next, the heart before storage was suspended to the biomaterial suspension means in the storage container. Furthermore, the storage container was sealed with the lid and stored in the 4 ° C. refrigerator for 48 hours. Further, during the storage, aerosol is supplied into the storage chamber by the aerosol supply unit, and a partial pressure (PCO) of carbon monoxide in the storage chamber is 0.15 MPa by the medical gas supply unit. Carbon monoxide and oxygen were supplied such that the partial pressure of oxygen (PO 2 ) was 0.2 MPa. Moreover, the humidity in the storage room during storage was 100%.
(3)保存後の心臓の機能
前記48時間保存後の心臓を、前記保存容器内の前記生体材料吊り下げ手段から回収し、重量を測定した。そして、前記保存後の心臓について、心機能測定装置(ランゲンドルフ灌流装置、バイオリサーチセンター社製)を用いて、左室圧(LVP)を測定した。また、比較例1〜8は、図3および後述する条件において、前記保存前の心臓を、前記4℃の冷蔵庫内で48時間保存した以外は同様にして、重量および左室圧を測定した。さらに、コントロールとして、前記保存前の心臓を用いた以外は同様にして、左室圧を測定した。
(3) Function of the heart after storage The heart after storage for 48 hours was recovered from the biomaterial suspending means in the storage container, and the weight was measured. Then, left ventricular pressure (LVP) was measured on the heart after storage using a cardiac function measurement device (Langendorff perfusion device, manufactured by Bioresearch Center). In Comparative Examples 1 to 8, weight and left ventricular pressure were measured in the same manner as in FIG. 3 and conditions described later except that the heart before storage was stored for 48 hours in the 4 ° C. refrigerator. Furthermore, left ventricular pressure was measured in the same manner except that the pre-stored heart was used as a control.
(比較例1)
図3(A)に示すように、比較例1(n=12)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段に代えて、50mLの水(DW)が入ったフラスコを前記保存室内に設置した。また、比較例1は、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の一酸化炭素の分圧が、0.4MPa、酸素の分圧が、0.3MPaとなるように一酸化炭素および酸素を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、96.3%であった。
(Comparative example 1)
As shown in FIG. 3A, in Comparative Example 1 (n = 12), in the storage device, a flask containing 50 mL of water (DW) was placed in the storage chamber, instead of the aerosol supply means. . In Comparative Example 1, carbon monoxide and oxygen were added so that the partial pressure of carbon monoxide in the storage chamber was 0.4 MPa and the partial pressure of oxygen was 0.3 MPa by the medical gas supply means. Supplied. In addition, the humidity in the storage room during storage was 96.3%.
(比較例2)
図3(B)に示すように、比較例2(n=5)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段を設置しなかった。また、比較例2は、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の一酸化炭素の分圧が、0.4MPa、酸素の分圧が、0.3MPaとなるように一酸化炭素および酸素を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、61%であった。
(Comparative example 2)
As shown to FIG. 3 (B), the comparative example 2 (n = 5) did not install the said aerosol supply means in the said storage apparatus. In Comparative Example 2, carbon monoxide and oxygen were added so that the partial pressure of carbon monoxide in the storage chamber was 0.4 MPa and the partial pressure of oxygen was 0.3 MPa by the medical gas supply means. Supplied. Moreover, the humidity in the storage room during storage was 61%.
(比較例3)
図3(C)に示すように、比較例3(n=6)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段に代えて、50mLの水が入ったフラスコを前記保存室内に設置した。また、比較例3は、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の一酸化炭素の分圧が、0.0571MPa、酸素の分圧が、0.0429MPaとなるように一酸化炭素および酸素を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、96.33%であった。
(Comparative example 3)
As shown in FIG. 3C, in Comparative Example 3 (n = 6), a flask containing 50 mL of water was installed in the storage chamber, instead of the aerosol supply means in the storage device. In Comparative Example 3, the carbon monoxide and oxygen were mixed so that the partial pressure of carbon monoxide in the storage chamber was 0.0571 MPa and the partial pressure of oxygen was 0.0429 MPa by the medical gas supply means. Supplied. In addition, the humidity in the storage room during storage was 96.33%.
(比較例4)
図3(D)に示すように、比較例4(n=5)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段に代えて、50mLの水が入ったフラスコを前記保存室内に設置した。また、比較例4は、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の空気の分圧(PAir)が、0.1MPaとなるように空気を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、96.17%であった。
(Comparative example 4)
As shown in FIG. 3D, in Comparative Example 4 (n = 5), a flask containing 50 mL of water was placed in the storage chamber in place of the aerosol supply means in the storage device. In Comparative Example 4, air was supplied by the medical gas supply means so that the partial pressure (PAy) of air in the storage chamber was 0.1 MPa. In addition, the humidity in the storage room during storage was 96.17%.
(比較例5)
図3(E)に示すように、比較例5(n=5)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段および前記生体材料吊り下げ手段に代えて、50mLのUniversity of Wisconsin(UW)液が入ったフラスコを前記保存室内に設置した。また、比較例5は、前記フラスコ内のUW液に前記保存前の心臓を浸漬し、さらに、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の空気の分圧が、0.1MPaとなるように空気を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、96.33%であった。
(Comparative example 5)
As shown in FIG. 3 (E), in Comparative Example 5 (n = 5), 50 mL of the University of Wisconsin (UW) solution was used instead of the aerosol supply means and the biomaterial suspending means in the storage device. The flask containing it was placed in the storage chamber. In addition, in Comparative Example 5, the heart before the storage is immersed in the UW solution in the flask, and the partial pressure of air in the storage chamber is 0.1 MPa by the medical gas supply unit. Air was supplied. In addition, the humidity in the storage room during storage was 96.33%.
(比較例6)
図3(F)に示すように、比較例6(n=5)は、前記保存装置を用いず、また、予め4℃で5分間一酸化炭素ガスを用いて泡立てることにより、一酸化炭素を溶解させた50mLのUW液(UW with CO)が入ったフラスコを前記冷蔵庫内に設置した。そして、比較例6は、前記フラスコ内のUW液に前記保存前の心臓を浸漬し、0.1MPaの大気圧下で静置した。
(Comparative example 6)
As shown in FIG. 3 (F), Comparative Example 6 (n = 5) does not use the storage device, and carbon monoxide is generated by bubbling carbon monoxide gas at 4 ° C. for 5 minutes in advance. A flask containing 50 mL of dissolved UW solution (UW with CO) was placed in the refrigerator. And the comparative example 6 immersed the heart before the said preservation | save in the UW liquid in the said flask, and left still under the atmospheric pressure of 0.1 MPa.
(比較例7)
図3(G)に示すように、比較例7(n=6)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段および前記生体材料吊り下げ手段に代えて、50mLのUW液が入ったフラスコを前記保存室内に設置した。また、比較例7は、前記フラスコ内のUW液に前記保存前の心臓を浸漬し、さらに、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の一酸化炭素の分圧が、0.4MPa、酸素の分圧が、0.3MPaとなるように一酸化炭素および酸素を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、96.2%であった。
(Comparative example 7)
As shown in FIG. 3 (G), in Comparative Example 7 (n = 6), a flask containing 50 mL of UW solution was substituted for the aerosol supply means and the biological material suspending means in the storage device. Installed in storage room. In Comparative Example 7, the heart before the storage is immersed in the UW solution in the flask, and the partial pressure of carbon monoxide in the storage chamber is 0.4 MPa and oxygen by the medical gas supply means. Carbon monoxide and oxygen were supplied so that the partial pressure of H.sub.2 was 0.3 MPa. In addition, the humidity in the storage room during storage was 96.2%.
(比較例8)
図3(H)に示すように、比較例8(n=5)は、前記保存装置において、前記エアロゾル供給手段および前記生体材料吊り下げ手段に代えて、50mLの前記5%グルコースを含む細胞外液(EF)が入ったフラスコを前記保存室内に設置した。また、比較例8は、前記フラスコ内に前記保存前の心臓を浸漬し、さらに、前記医療用ガス供給手段により、前記保存室内の空気の分圧が、0.1MPaとなるように空気を供給した。また、保存中の前記保存室内の湿度は、100%であった。
(Comparative example 8)
As shown in FIG. 3 (H), in Comparative Example 8 (n = 5), in the storage device, extracellular containing 50 mL of the 5% glucose instead of the aerosol supply means and the biomaterial suspending means A flask containing the solution (EF) was placed in the storage chamber. In Comparative Example 8, the heart before storage is immersed in the flask, and the medical gas supply unit supplies air so that the partial pressure of air in the storage chamber is 0.1 MPa. did. Moreover, the humidity in the storage room during storage was 100%.
実施例および比較例1〜8の保存前後の心臓の重量を、下記表1に示す。 The weights of the heart before and after storage of the example and comparative examples 1 to 8 are shown in Table 1 below.
前記表1に示すように、前記比較例1〜8では、前記保存後の心臓の重量が、前記保存前の心臓の重量に対し、10%以上変化していた。具体的には、比較例1〜7では、保存中に前記心臓が10%以上脱水しており、比較例8では、保存中に前記心臓が10%以上吸水していた。これに対し、前記実施例では、前記保存後の心臓の重量が、前記保存前の心臓の重量に対し、5%未満の変化に抑制され、保存中に前記心臓が、ほとんど脱水および吸水していなかった。 As shown in Table 1, in Comparative Examples 1 to 8, the weight of the heart after storage was changed by 10% or more with respect to the weight of the heart before storage. Specifically, in Comparative Examples 1 to 7, the heart dehydrated by 10% or more during storage, and in Comparative Example 8, the heart absorbed water by 10% or more during storage. On the other hand, in the embodiment, the weight of the heart after storage is suppressed to less than 5% of the weight of the heart before storage, and the heart is almost dehydrated and absorbed water during storage. It was not.
つぎに、実施例、比較例1〜8およびコントロールの前記保存後の心臓の左室圧を下記表2に示す。 Next, the left ventricular pressure of the heart after storage of the example, the comparative examples 1 to 8 and the control is shown in Table 2 below.
前記表2に示すように、前記比較例1〜8では、前記保存後の心臓の左室圧は、コントロール(保存前の心臓)の左室圧に対して低下していた。特に、比較例2、3および5〜7は、コントロールの左室圧に対して、顕著に左室圧が低下し、さらに、比較例4および比較例8では、左室圧が観察されなかった。これに対し、実施例では、前記保存後の心臓の左室圧は、コントロールと同等の左室圧であった。これらの結果から、比較例1〜7は、保存中に前記心臓が脱水することで乾燥および収縮し、乾燥による前記心臓の細胞の壊死および収縮による傷害が発生し、保存後の心臓の機能が低下または喪失することがわかった。また、比較例8は、保存中に前記心臓が吸水することで膨張し、これにより浮腫による傷害が発生し、保存後の心臓の機能が低下することがわかった。これに対し、本発明の保存方法は、保存中に前記心臓が、ほとんど吸水および脱水せず、膨張および収縮しないため、傷害が抑制され、これにより保存後の心臓においても、保存前の心臓と同等の機能が維持されることがわかった。 As shown in Table 2, in Comparative Examples 1 to 8, the left ventricular pressure of the heart after storage was lower than the left ventricular pressure of the control (heart before storage). In particular, in Comparative Examples 2, 3 and 5 to 7, the left ventricular pressure was significantly reduced relative to the control left ventricular pressure, and in Comparative Example 4 and Comparative Example 8, no left ventricular pressure was observed. . On the other hand, in the example, the left ventricular pressure of the heart after the storage was the same as the control. From these results, Comparative Examples 1 to 7 are dried and contracted by dehydration of the heart during storage, causing necrosis and contraction of cells of the heart due to drying, and the function of the heart after storage is It was found to decrease or lose. In addition, in Comparative Example 8, it was found that the heart swells due to water absorption during storage, thereby causing injury due to edema and reducing the function of the heart after storage. On the other hand, according to the storage method of the present invention, since the heart hardly absorbs and dehydrates and does not expand and contract during storage, the injury is suppressed, whereby the heart before storage is also used for storage. It turned out that an equivalent function is maintained.
本発明の保存方法によれば、生体材料を長期間保存することができる。このため、本発明は、臨床医療および臨床研究分野等において極めて有用である。 According to the storage method of the present invention, biomaterials can be stored for a long time. Therefore, the present invention is extremely useful in the fields of clinical medicine and clinical research.
1 保存室
2 エアロゾル供給手段
3 医療用ガス供給手段
4 保存容器
5 蓋
6 生体材料吊り下げ手段
7 圧力制御手段
10、20 保存装置
DESCRIPTION OF
Claims (12)
前記医療用ガスが、酸素を含み、
前記酸素の分圧が、0.07〜0.35MPaの範囲であり、
前記エアロゾルの粒子径が、100μm以下であることを特徴とする、生体材料の保存方法。 Under aerosol atmosphere of medical gases and preservation solution, it viewed including a storage step of storing a biological material,
The medical gas contains oxygen,
The partial pressure of oxygen is in the range of 0.07 to 0.35 MPa,
The particle diameter of the aerosol is 100 μm or less .
前記材料保存工程が、請求項1から11のいずれか一項に記載の保存方法で実施されることを特徴とする、生体材料の生産方法。A method of producing a biomaterial, wherein the material storage step is performed by the storage method according to any one of claims 1 to 11.
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