(57)【要約】【課題】液体が封入された液体用バッグを収容し、該液体用バッグを破損させることなく均一に冷却して前記液体を凍結させる液体用バッグの急速凍結用容器を提供する。【解決手段】本発明に係る急速凍結用容器１は、本体部３３と本体部３３にチューブ接続部３５が設けられて液体を封入した液体用バッグ３１を収容し、低温液化ガスを用いて急速凍結させるためのものであって、液体用バッグ３１を収容するバッグ収容部３が、第１金属平板５と、第１金属平板５に対向配置された第２金属平板７と、第１金属平板５と第２金属平板７を所定の間隔を離した状態で連結する側壁部９とを備えてなり、第１金属平板５の外面５ｂは、前記低温液化ガスと接触して冷却され、第１金属平板５の内面５ａは、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容した状態で液体用バッグ３１の本体部３３に当接することを特徴とするものである。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体部と該本体部にチューブ接続部が設けられて液体を封入した液体用バッグを収容し、低温液化ガスを用いて急速凍結させるための液体用バッグの急速凍結用容器であって、
前記液体用バッグを収容するバッグ収容部が、金属板と、該金属板に対向配置された対向板と、前記金属板と前記対向板を所定の間隔を離した状態で連結する側壁部とを備えてなり、
前記金属板の外面は、前記低温液化ガスと接触して冷却され、
前記金属板の内面は、前記バッグ収容部に前記液体用バッグを収容した状態で前記液体用バッグの本体部に当接することを特徴とする液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項２】
前記バッグ収容部に前記液体用バッグを収容した状態で、前記金属板の内面における前記液体用バッグのチューブ接続部に対向する部位に、前記金属板よりも熱伝導性の低い材質をコーティングしたことを特徴とする請求項１記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項３】
前記金属板と前記対向板が共に平板からなり、両者が互いに平行になるように配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項４】
前記対向板は、金属製であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項５】
前記金属板及び前記対向板は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることを特徴とする請求項４記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項６】
前記対向板及び前記側壁部は、前記金属板と同じ材質の金属で形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項７】
前記側壁部は、前記金属板側と前記対向板側に分割され、当該分割される部位において嵌合可能になっていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項８】
前記金属板の外面に低温液化ガスを貯留できる貯留部を有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【請求項９】
前記金属板の内面側における前記液体用バッグの本体部が当接する部位に温度測定手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の液体用バッグの急速凍結用容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液体製剤等の液体を封入した液体用バッグを収容して急速凍結させるための液体用バッグの急速凍結用容器に関し、特に、収容した液体用バッグを低温液化ガスを用い急速凍結させ、冷凍保存することができる液体用バッグの急速凍結用容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
液体製剤は、通常、菌の混入を防ぐ目的でケース内に密閉されている。液体製剤を密閉するためのケースとしては、一般に、図２に示すような２Ｄ（２次元、平面）状の樹脂フィルム製の液体用バッグが用いられる。
また、液体製剤は、その有効性と安全性を保持するため、所定の温度で冷蔵または冷凍保存されているのが一般的である。
【０００３】
液体製剤を冷凍保存する場合においては、液体製剤中の抗原の残存率を高くすることが望まれており、液体製剤を冷却して凍結する際の冷却速度が高いほど、液体製剤中の抗原の残存率は高くなることが知られている。
液体製剤中の抗原の残存率と冷却速度との具体的な関係の一例を挙げると、抗原の残存率を90%以上とするためには、常温から冷却開始30分以内で−50℃、かつ常温から冷却開始50分以内で−90℃が目標冷却速度として要求されている。
【０００４】
特許文献１には、密閉した容器に封入させた液体製剤を凍結させ、その後滅菌させる技術が開示されている。特許文献１では、凍結には一般的なフリーザーを用いてもよいし、液体窒素などの冷却冷媒を用いてもよい、とされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１４−１６９２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
液体製剤の保存期間を長期化するため、液体製剤を冷凍保存することが求められているが、特許文献１に開示されている一般的なフリーザーによる凍結方法では、前述の目標冷却速度を満たして液体製剤の凍結を行うことができず、液体製剤中の抗原の残存率が低くなるという問題があった。
【０００７】
また、液体窒素を噴霧する凍結方法は、十分な冷却速度を得ることができるものの、液体用バッグにおいて噴霧された液体窒素が直接触れた位置が極低温となり、樹脂フィルム製の液体用バッグ自体が破損する問題があった。さらに、液体用バッグ内に密閉された液体は凍結すると膨張するため、凍結に偏りがあると液体用バッグが破損してしまう問題があった。
【０００８】
さらに、凍結した液体用バッグの保存方法として、従来は、凍結した液体用バッグを冷凍庫などでまとめて冷凍保存するのが一般的であったが、これにより樹脂フィルム製の液体用バッグ本体が破損したり、液体用バッグに設けられているチューブ接続部（図２参照）が折れたりする問題があった。
【０００９】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、液体製剤等の液体が封入された液体用バッグを急速冷凍するに際し、液体用バッグを破損させることなく、該液体用バッグに封入された液体を短時間で一律に凍結させることが可能であり、かつ凍結したバッグが破損することなく冷凍保存が可能な液体用バッグの急速凍結用容器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
（１）本発明に係る液体用バッグの急速凍結用容器は、本体部と該本体部にチューブ接続部が設けられて液体を封入した液体用バッグを収容し、低温液化ガスを用いて急速凍結させるためのものであって、前記液体用バッグを収容するバッグ収容部が、金属板と、該金属板に対向配置された対向板と、前記金属板と前記対向板を所定の間隔を離した状態で連結する側壁部とを備えてなり、前記金属板の外面は、前記低温液化ガスと接触して冷却され、前記金属板の内面は、前記バッグ収容部に前記液体用バッグを収容した状態で前記液体用バッグの本体部に当接することを特徴とするものである。
【００１１】
（２）上記（１）に記載のものにおいて、前記バッグ収容部に前記液体用バッグを収容した状態で、前記金属板の内面における前記液体用バッグのチューブ接続部に対向する部位に、前記金属板よりも熱伝導性の低い材質をコーティングしたことを特徴とするものである。
【００１２】
（３）上記（１）又は（２）に記載のものにおいて、前記金属板と前記対向板が共に平板からなり、両者が互いに平行になるように配置されていることを特徴とするものである。
【００１３】
（４）上記（１）乃至（３）のいずれかに記載のものにおいて、前記対向板は、金属製であることを特徴とするものである。
【００１４】
（５）上記（４）に記載のものにおいて、前記金属板及び前記対向板は、アルミニウム又はアルミニウム合金製であることを特徴とするものである。
【００１５】
（６）上記（４）又は（５）に記載のものにおいて、
前記対向板及び前記側壁部は、前記金属板と同じ材質の金属で形成されていることを特徴とするものである。
【００１６】
（７）上記（１）乃至（６）のいずれかに記載のものにおいて、前記側壁部は、前記金属板側と前記対向板側に分割され、当該分割される部位において嵌合可能になっていることを特徴とするものである。
【００１７】
（８）上記（１）乃至（７）のいずれかに記載のものにおいて、前記金属板の外面に低温液化ガスを貯留できる貯留部を有することを特徴とするものである。
【００１８】
（９）上記（１）乃至（８）のいずれかに記載のものにおいて、前記金属板の内面側における前記液体用バッグの本体部が当接する部位に温度測定手段を設けたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の液体用バッグの急速凍結用容器は、前記液体用バッグを収容するバッグ収容部が、金属板と、該金属板に対向配置された対向板と、前記金属板と前記対向板を所定の間隔を離した状態で連結する側壁部とを備えてなり、前記金属板の外面は、前記低温液化ガスと接触して冷却され、前記金属板の内面は、前記バッグ収容部に前記液体用バッグを収容した状態で前記液体用バッグの本体部に当接するようにしたので、前記液体用バッグを収容して冷却する際に、前記液体用バッグの本体部の表面に均一に低温液化ガスの冷熱が伝わり、前記液体用バッグを破損させることなく前記液体用バッグに封入された液体を短時間で均一に凍結することができる。さらに、凍結した液体用バッグを収容した状態のまま冷凍庫などで冷凍保存することができ、液体用バッグの破損を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の実施の形態に係る液体用バッグの急速凍結用容器の概略構成を示す図である。
【図２】本発明において急速凍結させる対象である液体を封入する液体用バッグを説明する説明図である。
【図３】本発明の実施の形態に係る液体用バッグの急速凍結用容器の他の態様の概略構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明の実施の形態に係る液体用バッグの急速凍結用容器１（以下、単に「急速凍結用容器１」という）は、図１に一例として示すように、本体部３３と本体部３３にチューブ接続部３５が設けられて液体製剤を封入した液体用バッグ３１を収容し、液体窒素を用いて急速凍結させるためのものであって、液体用バッグ３１を収容するバッグ収容部３が、第１金属平板５と、第２金属平板７と、側壁部９とを備えてなるものである。以下、液体用バッグ３１について説明した後に、急速凍結用容器１の各構成要素を詳細に説明する。
【００２２】
なお、以下の説明で用いる図面は、本発明の実施の形態に係る構成の特徴をわかりやすくするために、便宜上特徴となる部分を拡大して示している場合があり、図示される各構成要素の大きさ、厚さ、寸法などは、実際の寸法比率などと同じであるとは限らない。
また、本明細書および図面において、実質的に同一の機能を有する要素については、同一の符号を付することにより、重複説明を省略する。
【００２３】
液体用バッグ３１は、図２に示すように、２Ｄ（二次元、平面）状のものであり、チューブ接続部３５には、チューブ３７が接続されている。液体用バッグ３１は、樹脂フィルム製である。
液体用バッグ３１は、被凍結物として液体製剤を封入したものであるが、被凍結物として液体用バッグ３１に封入するものとしては液体製剤に限るものではない。
【００２４】
第１金属平板５は、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容した状態でその内面５ａが液体用バッグ３１の本体部３３と当接し、また、外面５ｂには上方から噴霧された液体窒素が接触して冷却される。
【００２５】
第２金属平板７は、第１金属平板５に対向配置される対向板として設けられたものであり、第１金属平板５と第２金属平板７の両者が互いに平行になるように配置されている。
そして、第１金属平板５と同様に、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容した状態でその内面７ａが液体用バッグ３１の本体部３３と当接する。
対向板として金属製の第２金属平板７を設けることにより、液体用バッグ３１の本体部３３を均一に冷却するのに好ましい。
【００２６】
側壁部９は、第１金属平板５と第２金属平板７を所定の間隔を離した状態で連結するものであり、図１においては、側壁部９の上端部には蝶番１１を介して第１金属平板５が開閉可能に接続され、第１金属平板５を上方に開くことで、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容することができる。
【００２７】
また、第２金属平板７と側壁部９は、第１金属平板５と第２金属平板７との間で熱が伝わるように、第１金属平板５と同じ材質の金属で形成されることが好ましく、アルミニウム製又はアルミニウム合金製が特に好ましい。
本実施の形態では、第１金属平板５、第２金属平板７および側壁部９として板厚2mmのアルミニウム製の平板を用いている。
【００２８】
図１においては、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容した状態で、第１金属平板５および第２金属平板７それぞれの内面５ａおよび７ａは、液体用バッグ３１の本体部３３の表面と接触している。
【００２９】
一方、液体用バッグ３１のチューブ接続部３５や、チューブ接続部３５に接続されたチューブ３７などは、急速凍結させると破損しやすいことから、これらの部分は急速凍結しないように、少なくとも第１金属平板５と接触しないように第１金属平板５との間に空間が設けられている。
【００３０】
そして、第１金属平板５の外面５ｂに液体窒素を噴霧すると、液体窒素の冷熱が瞬時に第１金属平板５と、側壁部９を介して第２金属平板７に均等に広がり、チューブ接続部３５やチューブ３７などには冷熱を伝えず、液体用バッグ３１の本体部３３の上下両面に効率よく冷熱を伝えることができ、チューブ接続部３５など破損しやすい部分が急速凍結しないように液体用バッグ３１を平面的かつ均等に冷やすことができる。
【００３１】
液体用バッグ３１に液体窒素などの低温液化ガスを直接噴霧すると、低温液化ガスが直接触れた位置が局所的に極低温となることで樹脂フィルム製の液体用バッグ３１自体が破損したり、液体用バッグ３１内に封入された液体製剤が部分的に凍結したりすることで液体用バッグ３１が局部的に膨張して破損したりするといった問題があったが、本実施の形態に係る急速凍結用容器１においては、液体用バッグ３１に液体窒素を直接接触させずに第１金属平板５を介して液体製剤を冷却するため、液体用バッグ３１の破損を防ぐことができる。
また、第１金属平板５と第２金属平板７とが平行であるため、多数の急速凍結用容器１をフリーザーなどに収容する際に収納効率が良く、また、取り出しを容易にできる。
【００３２】
また、凍結した液体用バッグ３１をフリーザーなどで冷凍保存する際においては、チューブ接続部３５やチューブ３７が破損しやすいが、凍結した液体用バッグ３１を収容した状態で急速凍結用容器１をフリーザーなどに冷凍保存する場合、バッグ収容部３においてはチューブ接続部３５およびチューブ３７と第１金属平板５および第２金属平板７との間に空間が設けられていることで、チューブ接続部３５およびチューブ３７の破損を防ぐことができる。
【００３３】
上記のように、急速凍結用容器１においてはチューブ接続部３５やチューブ３７が第１金属平板５と接触しないように空間が設けられているが、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容した状態で、第１金属平板５の内面５ａにおける液体用バッグ３１のチューブ接続部３５に対向する部位に第１金属平板５よりも熱伝導性の低い材質（例えば、樹脂など）をコーティングすることによって、チューブ接続部３５およびチューブ３７の急速凍結をさらに防止することができる。
【００３４】
同様に、第２金属平板７の内面７ａにおいても、バッグ収容部３に液体用バッグ３１を収容した状態で、液体用バッグ３１のチューブ接続部３５に対向する部位に、熱伝導性の低い材質をコーティングすることが望ましい。
【００３５】
さらに、図１に示すように、第１金属平板５の外面５ｂに低温液化ガスを貯留する貯留部１３を設け、外面５ｂに向けて噴霧された液体窒素を貯留することにより、噴霧された液体窒素の冷熱を使用することができ、液体窒素の消費量を低減することや、液体製剤の凍結時間を短縮することができる。
【００３６】
図１に示す急速凍結用容器１においては、第１金属平板５の内面５ａと液体用バッグ３１とが接触する部位に温度測定手段として温度測定器１５が設けられている。
温度測定器１５は、液体用バッグ３１の表面温度を測定し、該測定した表面温度に基づいて急速凍結用容器１に噴霧する液体窒素の量を制御することができる。
本実施の形態では、温度測定器１５として熱電対を用いたが、これに限定されることではなく、常温から極低温までの温度範囲で測定できるものであれば良い。
【００３７】
本発明に係る液体用バッグの急速凍結用容器の他の態様として、図３に示すように、側壁部２３が第１金属平板５側と第２金属平板７側に分割され、第１金属平板５側の蓋部２５と、第２金属平板７側の容器部２７とが嵌合可能な急速凍結用容器２１が挙げられる。
【００３８】
急速凍結用容器２１においても、バッグ収容部３に収容した液体用バッグ３１の本体部３３の表面に均一に低温液化ガスの冷熱が伝わり、液体用バッグ３１に封入された液体を短時間で均一に凍結することができ、また、凍結した液体用バッグ３１を収容した状態のまま冷凍庫などで冷凍保存する場合においても、液体用バッグ３１の破損を防ぐことができる。
【００３９】
さらに、急速凍結用容器２１においては、急速凍結用容器２１内に収容される液体用バッグ３１の厚さに合わせて、第１金属平板５と、第２金属平板７との間隔を容易に調整することができる。
【００４０】
また、凍結中に液体用バッグ３１に封入された液体製剤が膨張して本体部３３の厚さが増加した場合においても、蓋部２５と容器部２７とが嵌合した状態のままずれて第１金属平板５と第２金属平板７との間隔が増加し、液体用バッグ３１に過大な圧力がかからず、液体用バッグ３１の破損などを防止できる。
換言すれば、蓋部２５と容器部２７との嵌合は、分割する側壁部２３において蓋部２５と容器部２７とが接触したままずれることができる程度の強さであることが好ましい。
【００４１】
なお、急速凍結用容器２１は、蓋部２５が容器部２７に嵌合し、側壁部２３における蓋部２５と容器部２７とが重なる部位で冷熱が伝わるように接触するものであったが、側壁部２３における蓋部２５と容器部２７との重なる部位はインロー構造であっても良い。
【００４２】
また、急速凍結用容器２１においては、前述の急速凍結用容器１と同様に、第１金属平板５の内面５ａと液体用バッグ３１との間に温度測定手段を設けたものであっても良く、該温度測定手段により測定した温度に基づいて、第１金属平板５の外面５ｂに噴霧する液体窒素の量を制御することができる。
【００４３】
上記の急速凍結用容器１および急速凍結用容器２１に係る説明において、第１金属平板５と第２金属平板７は、互いに平行になるように配置された平板であるが、本発明に係る金属板および対向板はこれに限るものではなく、金属板と対向板とを備えてなるバッグ収容部が図２に示すような液体用バッグ３１を収容することができ、かつ少なくとも金属板の内面が液体用バッグ３１の本体部３３に当接するものであれば良い。
【００４４】
また、上記の説明では、第１金属平板５、第２金属平板７および側壁部９は全てアルミニウム又はアルミニウム合金製、若しくは、金属製であることが好ましいものとしていたが、第１金属平板５、第２金属平板７および側壁部９の材質はこれに限定されるものではなく、強度を有し、低温に耐えるものであれば適宜使用することができ、熱伝導性の良い材質であることが望ましい。
さらに、本発明に係る急速凍結容器は、第１金属平板５に対応する「金属板」のみが金属製であり、他の対向板および側壁部が金属製でないものを含む。
【００４５】
なお、上記の説明において、低温液化ガスとして液体窒素を噴霧して冷却していたが、例えば液体窒素を滴下して冷却するものであってもよく、液体窒素が液体用バッグに直接接触しないものであれば、急速凍結用容器と液体窒素との接触方法には特に限定はない。
【実施例】
【００４６】
本発明に係る液体用バッグの急速凍結用容器の効果を確認するための具体的な実験を行ったので、その結果について以下に説明する。
【００４７】
実験は、図１に示す急速凍結用容器１に液体用バッグ３１を収容した状態で急速凍結用容器１を冷却し、液体用バッグ３１に封入した液体を凍結させた。
【００４８】
液体用バッグ３１には、２Ｄ（二次元、平面）状の医療用バッグ（ポール社製、容量：3L、材質：LDPE+PE+EVOHの積層構造）を用いた。
液体用バッグ３１に封入して凍結させる液体として、ワクチン模擬液2.5Lを用いた。また、液体用バッグ３１のチューブ接続部３５には、チューブ３７（材質：PE）を接続した。
【００４９】
本実施例では、発明例として、液体用バッグ３１を収容した急速凍結用容器１の第１金属平板５の外面５ｂに液体窒素を噴霧して冷却し、液体用バッグ３１中の液体を凍結させた。このとき、温度測定器１５による温度測定値を基に外面５ｂに噴霧する液体窒素の噴霧量を制御しつつ、液体用バッグ３１に封入した液体を凍結させた。
【００５０】
さらに、比較例として、液体用バッグ３１を予め設定温度（-120℃）に冷やされた液体窒素式フリーザーの冷凍室内に直接収納し、液体用バッグ３１中の液体を凍結させた。比較例において、液体用バッグ３１の材質、液体用バッグ３１に封入した液体、および、チューブ３７には、上記の発明例と同一のものを使用した。液体窒素式フリーザーは、常に冷凍室内が設定温度-120℃で一定となるように液体窒素を噴霧した。このとき、液体窒素が液体用バッグ３１およびチューブ３７に直接噴霧されないようにした。
【００５１】
発明例および比較例ともに、液体用バッグ３１を所定の温度（-50℃および-90℃）まで冷却するのに要する所要時間を計測し、液体を凍結させた液体用バッグ３１およびチューブ３７の破損状況を観察した。
【００５２】
本実施例における結果は以下のとおりであった。
まず、発明例においては、液体用バッグ３１およびチューブ３７に破損を生じさせずに、液体用バッグ３１に封入した液体を凍結させることができた。
そして、所定の常温（+5℃）から-50℃まで冷却するのに要した所要時間は18分、常温から-90℃までの所要時間は27分であった。
【００５３】
前述のとおり、液体製剤を冷凍保存する場合において、液体製剤中の抗原の残存率を90%以上とするための目標冷却速度として、常温から-50℃まで30分以内、かつ常温から-90℃まで50分以内で冷却することが要求されている。発明例で得られた結果は、当該目標冷却速度を達成するものであった。
【００５４】
一方、比較例においても、液体窒素が液体用バッグ３１およびチューブ３７に直接噴霧されなかったことで、液体用バッグ３１およびチューブ３７に破損を生じさせずに液体用バッグ３１に封入した液体を凍結させることができた。しかしながら、常温（+5℃）から-50℃まで冷却するのに要した所要時間は66分、常温から-90℃までの所要時間は81分であり、前述の目標冷却速度を達成することができなかった。
【００５５】
以上、本発明に係る液体用バッグの急速凍結用容器によれば、液体用バッグを破損させずに該液体用バッグに封入した液体を急速凍結できることが実証された。
【符号の説明】
【００５６】
１  急速凍結用容器
３  バッグ収容部
５  第１金属平板
５ａ  内面
５ｂ  外面
７  第２金属平板
７ａ  内面
９  側壁部
１１  蝶番
１３  貯留部
１５  温度測定器
２１  急速凍結用容器
２３  側壁部
２５  蓋部
２７  容器部
３１  液体用バッグ
３３  本体部
３５  チューブ接続部
３７  チューブ
【図１】
2018047085.tif 000003
【図２】
2018047085.tif 000004
【図３】
2018047085.tif 000005