(57)【要約】【課題】所定のイオンを含有し、生体液に近い性質を発揮できる擬似体液が簡便に得られる擬似体液調製用粉末及びその製造方法並びに擬似体液調製用粉末を用いた擬似体液を提供する。【解決手段】本製造方法は、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有する原料擬似体液を噴霧乾燥させる工程を備える。また、原料擬似体液はＴｒｉｓ溶解成分及び／又はＨＥＰＥＳ溶解成分を含有する。更に、本発明の粉末は、水に溶解して、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有し、該Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上且つ該ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上である透明水溶液が得られる。本擬似体液は、本粉末を水に溶解して得られる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有する原料擬似体液を噴霧乾燥させる工程を備えることを特徴とする擬似体液調製用粉末の製造方法。
【請求項２】
上記Ｎａ＋イオンは１３０〜１５０ｍＭ、上記Ｋ＋イオンは４．５〜５．５ｍＭ、上記Ｍｇ２＋イオンは１〜２ｍＭ、上記Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上、上記Ｃｌ−イオンは１００〜１６０ｍＭ、上記ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上、且つ、上記ＳＯ４２−イオンは０．２〜０．８ｍＭである請求項１記載の擬似体液調製用粉末の製造方法。
【請求項３】
上記原料擬似体液は、更に、トリスヒドロキシメチルアミノメタン溶解成分及び２−（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル）エタンスルホン酸溶解成分のうちの少なくとも一方を含有する請求項１又は２に記載の擬似体液調製用粉末の製造方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のうちのいずれか１項に記載の擬似体液調製用粉末の製造方法により製造されたことを特徴とする擬似体液調製用粉末。
【請求項５】
水に溶解して、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有し、該Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上且つ該ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上であり、ｐＨが７．０〜７．５であり、且つ、１Ｎの塩化水素水溶液を７０μｌ添加した場合のｐＨの低下が１．５以内である透明水溶液が得られることを特徴とする擬似体液調製用粉末。
【請求項６】
上記Ｎａ＋イオンは１３０〜１５０ｍＭ、上記Ｋ＋イオンは４．５〜５．５ｍＭ、上記Ｍｇ２＋イオンは１〜２ｍＭ、上記Ｃｌ−イオンは１００〜１６０ｍＭ、且つ、上記ＳＯ４２−イオンは０．２〜０．８ｍＭである請求項５記載の擬似体液調製用粉末。
【請求項７】
更に、トリスヒドロキシメチルアミノメタン及び２−（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル）エタンスルホン酸のうちの少なくとも一方を含有する請求項５又は６に記載の擬似体液調製用粉末。
【請求項８】
請求項４乃至７のうちのいずれか１項に記載の擬似体液調製用粉末を水に溶解して得られた透明水溶液からなることを特徴とする擬似体液。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は擬似体液調製用粉末及びその製造方法並びに擬似体液調製用粉末を用いた擬似体液に関する。更に詳しくは、水に溶解させることで所定のイオンを含有し、生体液に近い性質を発揮できる透明水溶液を得ることができる擬似体液調製用粉末及びその製造方法並びに擬似体液調製用粉末を用いた擬似体液に関する。
本発明の擬似体液調製用粉末は、各種材料開発分野等に広く用いることができる。特に生体関連材料開発分野において有用である。特に、生体活性評価用溶液及びその調製、各種基板表面に水酸アパタイト等を形成されるために用いる溶液及びその調製、並びに、ガラス繊維等の各種材料の生体溶解性を調べるための溶液及びその調製等に広く利用される。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば、人口骨が生体内で異物反応を起こすことなく生体骨と結合する性質（生体活性）を示すか否か等、各種材料の生体内での適合性又は不適合性等を評価する場合、動物を利用して（ｉｎ  Ｖｉｖｏ）行われてきた。しかし、この場合、動物に犠牲を強いることとなり、また、実験自体が簡便では無い場合も多い。そこで、近年、生体の血漿（細胞外液）中の無機イオンの組成を擬似的に再現した擬似体液を調製し、この擬似体液中（ｉｎ  Ｖｉｔｒｏ）でこれらの評価（下記非特許文献１及び下記非特許文献２参照）等を行うことが提案されている。しかし、この擬似体液は、調製が難しく、現在は下記非特許文献３に示された調製方法を正確に再現することで得られている。また、この擬似体液は恒温条件下においても十分な保存安定性が得られ難く、大量に調製して保存しておくことが困難である。このため、使用する時にその都度調製を行っている。
尚、下記特許文献１には、主に細胞培養用の培地（タンパク質、脂質等を含む）を得るための乾燥粉末栄養培地処方物等が開示されている。
【０００３】
【非特許文献１】
小久保ら、Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．、２４（１９９０、ｐ７２１−７３４）
【非特許文献２】
小久保ら、Ｊ．Ｂｉｏｍｅｄ．Ｍａｔｅｒ．Ｒｅｓ．、２４（１９９０、ｐ３３１−３４３）
【非特許文献３】
小久保ら、Ｊ．Ａｍ．Ｃｅｒａｍ．Ｓｏｃ．、７８（１９９５、ｐ１７６９−１７７４）
【特許文献１】
特表２００２−５１５７５８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記非特許文献３に示された調製方法を行ったとしても、擬似体液の調製は難しい。これは主に擬似体液が、アパタイトに対して過飽和なＣａ２＋イオン及びＨＰＯ４２−イオンを含有することに起因する。従って、例えば、各試薬を決まった順序で正確に配合する必要があるが、イオンバランスが崩れるとリン酸塩を生じ、白濁したり、沈殿を生じたりする。また、ｐＨを精度よく調製する工程を要するが、この時、特定の範囲を少しでも超えると、その後にｐＨを戻したとしても擬似体液は得られない。
【０００５】
更に、擬似体液は主に上記過飽和な性質から、保存安定性が得られ難い。例えば、熟練した者による擬似体液は、１ヶ月以上保存可能な場合もあるが、経験のない者による擬似体液では１週間程で白濁や沈殿を生じることが多い。また、大量に調製することも難しいため、大量の擬似体液を、更には長期間にわたり循環させて行うスクリーニング試験等においては、複数回に分けて調製を行った上に、高価な循環装置を設置する等して、各種イオンの濃度を一定に保つ必要がある。このように擬似体液は、調製が困難であることと、安定して保存ができないこと等が課題となっている。
本発明は、上記課題を解決するものであり、簡便に擬似体液を得ることができ、更には、長期にわたり保存できる擬似体液調製用粉末及びその製造方法並びに擬似体液調製用粉末を用いた擬似体液を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以下に示す通りである。
本発明の擬似体液調製用粉末の製造方法は、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有する原料擬似体液を噴霧乾燥させる工程を備えることを特徴とする。
また、上記Ｎａ＋イオンは１３０〜１５０ｍＭ、上記Ｋ＋イオンは４．５〜５．５ｍＭ、上記Ｍｇ２＋イオンは１〜２ｍＭ、上記Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上、上記Ｃｌ−イオンは１００〜１６０ｍＭ、上記ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上、且つ、上記ＳＯ４２−イオンは０．２〜０．８ｍＭとすることができる。更に、上記原料擬似体液は、更に、トリスヒドロキシメチルアミノメタン溶解成分及び２−（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル）エタンスルホン酸溶解成分のうちの少なくとも一方を含有することができる。
【０００７】
本発明の擬似体液調製用粉末は、本発明の擬似体液調製用粉末の製造方法により製造されたことを特徴とする。
本発明の他の擬似体液調製用粉末は、水に溶解して、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有し、該Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上且つ該ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上であり、ｐＨが７．０〜７．５であり、且つ、１Ｎの塩化水素水溶液を７０μｌ添加した場合のｐＨの低下が１．５以内である透明水溶液が得られることを特徴とする。
また、上記Ｎａ＋イオンは１３０〜１５０ｍＭ、上記Ｋ＋イオンは４．５〜５．５ｍＭ、上記Ｍｇ２＋イオンは１〜２ｍＭ、上記Ｃｌ−イオンは１００〜１６０ｍＭ、且つ、上記ＳＯ４２−イオンは０．２〜０．８ｍＭとすることができる。更に、トリスヒドロキシメチルアミノメタン及び２−（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル）エタンスルホン酸のうちの少なくとも一方を含有できる。
本発明の擬似体液は、本発明の他の擬似体液調製用粉末を水に溶解して得られた透明水溶液からなることを特徴とする。
【０００８】
【発明の効果】
本発明の擬似体液調製用粉末の製造方法によると、水に溶解させるだけで簡便に擬似体液を得ることができ、長期間保存できる擬似体液調製用粉末を安定して製造することができる。
また、原料擬似体液中のＮａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンの各々が所定濃度で含有される場合は、特に生体活性評価能力に優れた擬似体液が得られる擬似体液調製用粉末を製造することができる。
更に、原料擬似体液に、トリスヒドロキシメチルアミノメタン溶解成分及び２−（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル）エタンスルホン酸溶解成分のうちの少なくとも一方が含有される場合は、特に優れた緩衝作用を発揮でき、安定性に優れた擬似体液が得られる擬似体液調製用粉末を製造することができる。
本発明の擬似体液調製用粉末によると、水に溶解させるだけで簡便に擬似体液を得ることができ、長期間保存でき、更には、保存に要するスペースが小さくてすむ。
【０００９】
本発明の他の擬似体液調製用粉末によると、水に溶解させるだけで、生体活性評価能力に優れた擬似体液を簡便に得ることができ、長期間保存でき、更には、保存に要するスペースが小さくてすむ。
また、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンの各々が所定濃度で含有される透明水溶液が得られる場合は、特に生体活性評価能力に優れた擬似体液を簡便に得ることができる。
更に、ｐＨが所定範囲であり、且つ、所定の緩衝能を有する透明水溶液が得られる場合は、安定性に優れた擬似体液を簡便に得ることができ、これら性能を得るための調整を要しないため、その間に生じ易い汚染を防止できる。
また、所定の緩衝剤成分を含有する場合は、特に優れた緩衝能を発揮でき、且つ、安定性に優れた擬似体液を簡便に得ることができる。
本発明の擬似体液は、簡便に調製することができる。また、優れた生体活性評価能力を発揮でき、更には、優れた緩衝能を発揮でき、且つ、安定性に優れる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明について、以下詳細に説明する。
［１］擬似体液調製用粉末の製造方法
本発明の擬似体液調製用粉末の製造方法は、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有する原料擬似体液を噴霧乾燥させる工程を備えることを特徴とする。
上記「原料擬似体液」は、擬似体液としての機能を発揮できる水溶液であり、且つ、少なくとも８種のイオンを含有する。
擬似体液としての機能を発揮できるとは、生体活性を示す材料を浸漬した場合に、その材料の表面にアパタイトを析出できることである。また、通常、この原料擬似体液は、浸漬前は透明な水溶液である。透明な水溶液とは、白濁が認められず且つ沈殿も認められない水溶液を意味し、更には、波長５５０ｎｍの光の透過率が９０％以上であることが好ましい。
【００１１】
また、８種のイオンとは、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンである。これら８種のイオンの含有量（イオン濃度）は、上記擬似体液としての機能が発揮される範囲であればよく、特に限定されないが、例えば、Ｎａ＋イオンは１３５〜１５０ｍＭ（好ましくは１４０〜１４５ｍＭ、より好ましくは１４１．５〜１４２．４ｍＭ）、Ｋ＋イオンは４．５〜５．５ｍＭ（好ましくは４．７〜５．３ｍＭ、より好ましくは４．９５〜５．０４ｍＭ）、Ｍｇ２＋イオンは１〜２ｍＭ（好ましくは１．２〜１．８ｍＭ、より好ましくは１．４〜１．６ｍＭ）、Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上（好ましくは２．３〜２．７ｍＭ、より好ましくは２．４〜２．６ｍＭ）とすることができる。
【００１２】
更に、Ｃｌ−イオンは９５〜１５５ｍＭ（より好ましくは１００〜１５０ｍＭ、更に好ましくは１０３〜１４８ｍＭ）、ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上（より好ましくは０．８〜１．３ｍＭ、更に好ましくは０．９〜１．１ｍＭ）、且つ、ＳＯ４２−イオンは０．１〜１．０ｍＭ（より好ましくは０．２〜０．８ｍＭ、更に好ましくは０．４〜０．６ｍＭ）とすることができる。更に、上記ＨＣＯ３−イオンは１〜３５ｍＭ（より好ましくは１〜３３ｍＭ、更に好ましくは１．５〜３０ｍＭ）とすることができ、特に用いる原料擬似体液のＨＣＯ３−イオンの濃度を小さくする場合（例えば、Ｃ−ＳＢＦ及びＭ−ＳＢＦ等）は１．５〜４ｍＭとすることができ、ＨＣＯ３−イオンの濃度を高くする場合（例えば、Ｒ−ＳＢＦ及びＩ−ＳＢＦ等）は１０〜３０ｍＭとすることができる。
【００１３】
これらの各イオンのうち、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン及びＨＰＯ４２−イオンの濃度については、誘導結合プラズマ（以下、単に「ＩＣＰ」という）発光分析により測定されたものである。一方、Ｃｌ−イオン及びＳＯ４２−イオンの濃度については、イオンクロマトグラフィーにより測定されたものである。
更に、この原料擬似体液には、上記８種のイオン以外にも他のイオン等が含有されていてもよい。他のイオンとしてはＦｅ３＋イオン及びＮＯ３−イオン等が挙げられる。また、その他にもグルコース、並びに／又は、グルタミン及びその塩及びそのイオン等の有機成分が含有されていてもよい。
【００１４】
また、原料擬似体液は、通常、噴霧乾燥工程を行う直前において白濁してないものである。即ち、保存安定性に優れており保存中に白濁しないもの、保存中には白濁し得るが噴霧乾燥工程直前において白濁していないもの、生体活性を示す材料を浸漬しても白濁しないもの、生体活性を示す材料を浸漬した場合には白濁し得るが噴霧乾燥工程の直前においては白濁していないもの等が含まれる。
尚、生体活性を示す材料を浸漬した場合に白濁しない擬似体液（後述する再構成された擬似体液においても同様）は、その材料表面の析出物が、材料の生体活性に起因して析出したものであるか、又は、その材料の生体活性の有無に関係なく析出した析出物であるかが判別できる利点を有する。
【００１５】
更に、原料擬似体液は、ｐＨが７．０〜７．５の範囲にあり、且つ、１Ｎの塩化水素水溶液を７０μｌ添加した場合のｐＨの低下が１．５以内であることが好ましい。この特性は、通常、緩衝剤成分によって発揮される。この緩衝剤成分の種類は特に限定されないが、例えば、トリスヒドロキシメチルアミノメタン（以下、単に「Ｔｒｉｓ」ともいう）を水に溶解させた成分である上記「Ｔｒｉｓ溶解成分」、及び、２−（４−（２−ヒドロキシエチル）−１−ピペラジニル）エタンスルホン酸（以下、単に「ＨＥＰＥＳ」ともいう）を水に溶解させた成分である上記「ＨＥＰＥＳ溶解成分」等を挙げることができる。これらは目的に応じて１種のみであってもよく、２種以上であってもよい。この溶解成分は、水に溶解された緩衝剤を表すが、その状態は特に限定されず、イオンであっても、イオン以外の状態（例えば、水和された塩等）であってもよい。
【００１６】
上記「噴霧乾燥」は、原料擬似体液を噴霧することで微細化し、この微細化された擬似体液を乾燥することである。従って、少なくとも噴霧工程と、乾燥工程とを備える。
噴霧工程では、噴霧方法は特に限定されず、例えば、圧縮気体を用いてノズルから原料擬似体液を噴霧する加圧噴霧法、及び、回転円盤を用いた遠心噴霧法等を用いることができる。また、微細化された擬似体液の液滴の粒径も特に限定されず、１０μｍ未満（ミスト）であってもよく、１０μｍ以上（スプレ）であってもよい。
【００１７】
乾燥工程は、噴霧工程を行う空間と同じ空間で行ってもよく、異なる空間で行ってもよい。また、その環境（例えば、温度及び圧力）も特に限定されない。例えば、温度は２０℃以上（通常２５０℃以下）の範囲で行うことができ、圧力は２４０ｋＰａ以下（通常５０ｋＰａ以上）の範囲で行うことができる。この範囲のなかでも、高温大気圧、高温低圧（減圧乾燥）及び常温低圧（減圧乾燥）のうちのいずれかであることが好ましい。高温とは、通常、６０〜２５０℃である。また、高圧とは、通常、１００〜２４０ｋＰａである。尚、乾燥工程における温度は噴霧された原料擬似体液自体の温度ではなく、通常、乾燥工程を行う空間に送り込まれる気流のこの空間の入口における温度である。また、温度はこの空間内で均一であっても、均一でなくてもよい。
【００１８】
本発明の擬似体液調製用粉末の製造方法では、上記の噴霧乾燥させる工程以外にも他の工程を備えることができる。例えば、（１）ＨＣＯ３−イオンを発生させることができる成分を要する場合に、この成分（例えば、水溶性炭酸水素塩等）を添加する工程、（２）緩衝剤成分を要する場合に、この成分（例えば、Ｔｒｉｓ及び／又はＨＥＰＥＳ等）を添加する工程、（３）吸湿性及び被酸性を抑えるために、噴霧乾燥して得られた粉末に液体を噴霧して細粒化する工程、（４）吸湿性及び被酸性を抑えるために、コート層を形成する工程、（５）水への溶解性を向上させ再構成をより簡便にするために、噴霧乾燥して得られた粉末を適度に湿られる等して粒子同士を結合させた後、再び乾燥させて顆粒化する工程等を備えることができる。
これらの工程のうち、（４）コート層を形成する工程においては、コート層を構成する材料は特に限定されず、例えば、天然糊料、合成糊料、糖類及び油脂類等を挙げることができる。これらは１種であっても、２種以上であってもよい。また、コート層を形成する手段も特に限定されず、例えば、上記の材料を溶解させた溶液を噴霧した後、乾燥させることにより得ることができる。
【００１９】
［２］擬似体液調製用粉末
本発明の擬似体液調製用粉末は、本発明の製造方法により製造されたことを特徴とする。この擬似体液調製用粉末は、後述する本発明の他の擬似体液調製用粉末と同じ特性を有するものである。
本発明の他の擬似体液調製用粉末は、水に溶解して、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有し、該Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上且つ該ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上である透明水溶液が得られることを特徴とする。
上記「水」は、擬似体液調製用粉末を溶解させる溶媒である。水としては、通常、蒸留水及び／又はイオン交換水等を用いる。また、水には、これら蒸留水及び／又はイオン交換水に予め他のイオン等が含まれていてもよい。他のイオン等としては、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを除く他のイオン等である。他のイオンとしてはＦｅ３＋イオン及びＮＯ３−イオン等が挙げられる。また、その他にもグルコース、並びに／又は、グルタミン及びその塩及びそのイオン等の有機成分が含有されていてもよい。
【００２０】
上記「透明水溶液」は、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンを含有する。更に、これらのイオンのうち、Ｃａ２＋イオンは２．２ｍＭ以上含有され、ＨＰＯ４２−イオンは０．７ｍＭ以上含有される。また、ｐＨが７．０〜７．５であり、且つ、１Ｎの塩化水素水溶液を７０μｌ添加した場合のｐＨの低下が１．５以内である。
【００２１】
Ｃａ＋イオン濃度が２．２ｍＭ未満又はＨＰＯ４２−イオンが０．７ｍＭ未満であると生体活性を示す材料を浸漬した場合に、十分にアパタイトを析出させることができない場合がある。Ｃａ２＋イオン濃度は２．３〜２．７ｍＭであることが好ましく、更に２．４〜２．６ｍＭであることがより好ましい。一方、ＨＰＯ４２−イオン濃度は０．８〜１．３ｍＭであることが好ましく、０．９〜１．１ｍＭであることがより好ましい。
また、透明とは、前記と同様に白濁が認められず且つ沈殿も認められない水溶液を意味し、更には、波長５５０ｎｍの光の透過率が９０％以上であることが好ましい。
【００２２】
また、上記Ｃａ２＋イオン及びＨＰＯ４２−イオンを除く、５種のイオン濃度は、擬似体液としての機能が発揮される範囲であればよく、特に限定されないが、例えば、Ｎａ＋イオンは１３５〜１５０ｍＭ（より好ましくは１４０〜１４５ｍＭ、更に好ましくは１４１．５〜１４２．４ｍＭ）、Ｋ＋イオンは４．５〜５．５ｍＭ（より好ましくは４．７〜５．３ｍＭ、更に好ましくは４．９５〜５．０４ｍＭ）、Ｍｇ２＋イオンは１〜２ｍＭ（より好ましくは１．２〜１．８ｍＭ、更に好ましくは１．４〜１．６ｍＭ）、Ｃｌ−イオンは９５〜１５５ｍＭ（より好ましくは１００〜１５０ｍＭ、更に好ましくは１０３〜１４８ｍＭ）、ＳＯ４２−イオンは０．１〜１．０ｍＭ（より好ましくは０．２〜０．８ｍＭ、更に好ましくは０．４〜０．６ｍＭ）であることが好ましい。これらの各イオン濃度の測定は前記と同様である。
【００２３】
更に、この透明水溶液のｐＨは７．１〜７．５であることが好ましく、ｐＨは７．２〜７．５であることがより好ましく、ｐＨは７．２〜７．４であることが特に好ましい。また、１Ｎの塩化水素水溶液を７０μｌ添加した場合のｐＨの低下は１．４以内であることが好ましく、１．２以内であることがより好ましく、１．０以内であることが特に好ましい。この特性は、通常、緩衝剤によって発揮される。この緩衝剤の種類は特に限定されないが、例えば、Ｔｒｉｓ及びＨＥＰＥＳ等を挙げることができる。これらは１種のみであっても、２種以上であってもよい。上記特性を有することにより、保存安定性を効果的に向上させることができ、更には、生体活性を示す材料を浸漬した場合にも白濁しないものとすることができる。
【００２４】
また、この透明水溶液は、ＨＣＯ３−イオンを含有することが好ましく、更にはその濃度が１〜３５ｍＭ（より好ましくは２〜３３ｍＭ、更に好ましくは４〜３０ｍＭ）であることが好ましい。このため、本発明の擬似体液調製用粉末は、再構成時にＨＣＯ３−イオンを発生させることができる成分（例えば、水溶性炭酸塩及び／又は水溶性炭酸水素塩等）を含有することができる。この成分の含有量は、特に限定されないが、再構成されて上記の好ましいＨＣＯ３−イオン濃度範囲となる量で含有されることが好ましい。
【００２５】
透明水溶液が、ＨＣＯ３−イオンを含有しない場合や、含有してもその濃度が上記好ましい範囲にない場合には、得られた透明水溶液をＨＣＯ３−イオンを含有するように、更には、その濃度が上記好ましい範囲となるように調整することができる。この調整方法は特に限定されないが、例えば、（１）ＨＣＯ３−を生成できる化合物（例えば、水溶性炭酸水素塩等）を直接この透明水溶液に添加すること、（２）ＨＣＯ３−を生成できる化合物を溶解させた別の水溶液を透明水溶液に添加すること、及び（３）ＣＯ２を透明水溶液に吹き込むこと等のうちの少なくとも１種の方法により調整するができる。
【００２６】
更に、本発明の擬似体液調製用粉末には、更に他の成分を有することができる。即ち、例えば、上記イオン以外の他のイオンを生成できる成分を含有することができる。このような成分としては、Ｆｅ３＋イオンを生じるＦｅＣｌ２、ＦｅＣＯ３、ＦｅＨＰＯ４及びＦｅＳＯ４、ＮＯ３−イオンを生じるＮａ２ＮＯ３、Ｋ２ＮＯ３、ＭｇＮＯ３及びＣａＮＯ３等の無機成分が挙げられる。更に、グルコース、並びに／又は、グルタミン及びその塩等の有機成分が挙げられる。
【００２７】
本発明の粉末の粒子の大きさは特に限定されない。また、その形状も特に限定されず、噴霧乾燥により得られた凝集粒であってもよく、前記のようにこの凝集粒を細粒化した形状であってもよく、前記のようにこの凝集粒を更に凝集させた顆粒形状であってもよい。更には、これらの粉末粒子が前記のようにコート層を備える形状であってもよい。
【００２８】
［３］擬似体液
本発明の擬似体液は、本発明の擬似体液調製用粉末又は本発明の他の擬似体液調製用粉末を水に溶解して得られ、透明水溶液からなる。
上記「水」は、前記［２］における水をそのまま適用することができる。また、上記「透明水溶液」の透明は前記［１］に述べた通りである。
【００２９】
尚、原料擬似体液を噴霧乾燥させる工程を経て得られた本発明の擬似体液調製用粉末において、例えば、原料擬似体液に緩衝剤が含有されず、且つ、噴霧乾燥後に緩衝剤を含有させる工程を備えない場合等には、本発明の擬似体液調製用粉末を再構成した透明水溶液は、通常、上記ｐＨ範囲且つ緩衝能を有さない。この場合、得られた透明水溶液を上記ｐＨ範囲且つ緩衝能を有するように調整することができる。この調整の方法は特に限定されないが、例えば、ＨＣｌ水溶液及びＴｒｉｓ、もしくは、ＮａＯＨ水溶液及びＨＥＰＥＳを添加することで調整することができる。このうちＴｒｉｓは、これを水に溶解させたＴｒｉｓ溶解成分としてこの透明水溶液に添加してもよく、Ｔｒｉｓ自体をこの透明水溶液に直接添加してもよい。ＨＥＰＥＳについても同様である。
【００３０】
【実施例】
以下、実施例により本発明を具体的に説明する。
［１］原料擬似体液の調製（上記非特許文献３に従う調製）
よく洗浄したポリエチレンビーカーに、よく洗浄した撹拌子と７００ｍｌの蒸留水とを入れ、蒸散を防止するために蓋をして恒温槽で３６．５℃に保温した。次いで、このビーカー内にＮａＣｌを８．０３６ｇ、ＮａＨＣＯ３を０．３５２ｇ、ＫＣｌを０．２２５ｇ、Ｋ２ＨＰＯ４・３Ｈ２Ｏを０．２３０ｇ、及びＭｇＣｌ２・６Ｈ２Ｏを０．３１１ｇ、各々この順で加えて溶解させた。各試薬を加える際は各試薬が完全に溶解してから次の試薬を加えた。その後、更に、１ＭのＨＣｌ水溶液を４０ｍｌ加えて十分に撹拌した。次いで、ＣａＣｌ２を０．２９３ｇ、Ｎａ２ＳＯ４を０．０７２ｇ、及びＣＨ２ＯＨ）３ＣＮＨ２（トリスヒドロキシメチルアミノメタン）を６．０５８ｇ、各々この順で加えて溶解させた。各試薬を加える際は上記と同様に各試薬が完全に溶解してから次の試薬を加えた。
【００３１】
ここまでに得られた透明な水溶液に、正確に校正したｐＨメーターを用いてｐＨを測定しながら、１ＭのＨＣｌ水溶液を徐々に加えて、ｐＨを７．４０にした。ｐＨメーターに移行する成分がないように洗液はこの水溶液に加えた。その後、ｐＨを調整した水溶液を、よく洗浄したメスフラスコに移し、蒸留水を加えて正確に１０００ｍｌとなるように調整し、その後、メスフラスコをよく振って撹拌させて、透明な原料擬似体液を得た。尚、この原料擬似体液中のＮａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン、Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−イオン、ＨＰＯ４２−イオン及びＳＯ４２−イオンの各々のイオン濃度を、後述する［３］（４）と同じ測定方法で測定し、表１に示した。
【００３２】
［２］各種乾燥粉末の製造
（１）噴霧乾燥粉末の製造（擬似体液調製用粉末）
噴霧乾燥機には、大川原化工械株式会社製、形式「ＣＬ−８」を用いた。この噴霧乾燥機は乾燥室を有し、この乾燥室の上部に２種の入口、下部に１種の出口を有する。入口の一方からは被乾燥物を、他方からは加熱空気を供給する。また、出口からは排気及び乾燥物の回収を行うものである。
この噴霧乾燥機を用い、上記［１］で得られた原料擬似体液を噴霧乾燥させた。一方の入口から上記［１］で得られた原料擬似体液を圧縮空気を用いて乾燥室内に噴霧し、他方の入口から加熱空気を１ｌ／ｍｉｎの流量で供給した。更に、出口からは噴霧に用いた圧縮空気と乾燥に用いた加熱空気と噴霧乾燥粉末とが共に排出され、回収部にて噴霧乾燥粉末のみを回収した。また、被乾燥物（原料擬似体液）を供給する入口における温度は１８０℃となるように加熱空気の温度を調製した。この時、出口における温度は１２０℃であった。
【００３３】
（２）凍結乾燥粉末の製造
凍結乾燥機（東京理化器械株式会社製、形式「ＦＤ−１」）を用いて、上記［１］で得られた原料擬似体液を、凍結温度−４０℃、乾燥室内の気圧１０Ｐａ、乾燥時間２４時間として凍結乾燥させ、凍結乾燥粉末を得た。
【００３４】
（３）蒸発乾燥粉末の製造
上記［１］で得られた原料擬似体液を、温度６０℃、乾燥時間１２０時間として蒸発乾固し、蒸発乾固粉末を得た。
【００３５】
［３］各種乾燥粉末の評価
（１）再構成
上記［２］で得られた各乾燥粉末３ｇを各々蒸留水２００ｍｌに撹拌しながら溶解させることで再構成し、３種類の水溶液を得た。尚、以下では、噴霧乾燥粉末（擬似体液調製用粉末）から再構成した水溶液を「噴霧乾燥再構成液」といい、凍結乾燥粉末から再構成した水溶液を「凍結乾燥再構成液」といい、蒸発乾固粉末から再構成した水溶液を「蒸発乾固再構成液」という。
【００３６】
【表１】
2004155710.tif 000003
【００３７】
（２）透明性
上記［３］（１）で得られた３種類の水溶液及び上記［１］で得られた原料擬似体液（各粉末を製造するのに用いたものと同一ロットである。以下の評価においても同様である。）の透明性を目視により評価し、その結果を表１に示した。表１における各評価基準は以下による。
「○」：無色透明である。
「×」：白濁が認められる。
【００３８】
（３）安定性
上記［３］（１）で得られた３種類の水溶液及び上記［１］で得られた原料擬似体液の安定性を評価するために、各水溶液をアズワン株式会社製のポリスチレン容器に入れ、各々蓋をして水が蒸発しないようにし、３０日間、恒温槽内で温度３６．５℃に保持して静置した。その後、各容器内の水溶液の透明性を目視により評価し、その結果を表１に示した。表１における各評価基準は以下による。
「○」：無色透明である。
「×」：白濁が認められる。
【００３９】
（４）イオン含有量
上記［３］（１）で得られた３種類の水溶液中及び上記［１］で得られた原料擬似体液中に含まれるイオン含有量を測定した。この際、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン、Ｃａ２＋イオン及びＨＰＯ４２−イオンについてはＩＣＰ発光分析器（日本シャーレル・アッシュ株式会社製、形式「ＩＲＩＳ  Ａｄｖａｎｔａｇｅ」）を用いて測定を行った。この際の測定条件は、高周波出力を１．２５ｋＷ、冷却ガス流量を１６．０ｌ／ｍｉｎ、プラズマガス流量を０．６ｌ／ｍｉｎ、噴霧ガス流量を０．５ｌ／ｍｉｎ、分光器スリットを２５μｍとした。
また。Ｃｌ−イオン、ＨＣＯ３−及びＳＯ４２−イオンについては、イオンクロマトグラフ（日本ダイオネクス株式会社製、形式「ＤＸ−１００」）を用いて測定を行った。この際の測定条件は、ＨＣＯ３−イオンの測定時には窒素ガス圧を１０ｐｓｉ（約６８．９５ｋＰａ）且つ溶離液の流量を１．５ｍｌ／ｍｉｎとした。また、Ｃｌ−イオン及びＳＯ４２−イオンの測定時には窒素ガス圧１０ｐｓｉ（約６８．９５ｋＰａ）且つ溶離液の流量を１．０ｍｌ／ｍｉｎとした。
各々の測定から得られた結果を表１に示した。
【００４０】
（５）生体活性評価能
上記［３］（１）で得られた３種類の水溶液及び上記［１］で得られた原料擬似体液の各々３０ｍｌずつを容器に取り分け、各液中に下記生体活性ガラスを浸漬した。そのまま、２４時間、恒温槽内で温度３６．５℃に保持して静置した。用いた生体活性ガラスは、ＳｉＯ２を５３．５７ｍｏｌ％、Ｎａ２Ｏを２１．９１５ｍｏｌ％、ＣａＯを２１．９１５ｍｏｌ％、Ｐ２Ｏ５を２．６ｍｏｌ％含有するものである。また、その大きさは縦１０ｍｍ、横１０ｍｍ、厚さ１ｍｍである。尚、凍結乾燥再構成液はこの試験中に白濁を生じた。
【００４１】
２４時間経過後に、各々容器から生体活性ガラスを静かに取り出し、各ガラス片の表面を走査型電子顕微鏡を用いて１０００倍に拡大して写真撮影した。この結果を図２〜５に示す。また、各ガラス片の表面のＸ線回折強度（ｃｐｓ）をＸ線回折測定装置（株式会社リガク製、形式「ＲＩＮＴ  ２０００」）用いてを測定し、得られた多重記録チャートを図６に示した。更に、また、同様に各ガラス片の表面の赤外線の透過率（％）をフーリエ変換赤外反射分光測定装置（パーキン・エルマー社製、形式「Ｓｙｓｔｅｍ２０００」）を用いて測定し、得られた多重記録チャートを図７に示した。尚、比較のために、いずれの水溶液にも浸漬していない生体活性ガラスの表面のＸ線回折強度及び赤外線透過率も測定し、各多重記録チャートに加えた。
【００４２】
（６）緩衝能
上記［３］（１）で得られた水溶液のうち、噴霧乾燥再構成液（本発明品）、凍結乾燥再構成液（比較品）及び上記［１］で得られた原料擬似体液の各々１０ｍｌを容器に取り分け、１ＮのＨＣｌ水溶液を１０μｌずつ添加し、各添加後に各液のｐＨを測定した。この結果をグラフにして図１に示す。
【００４３】
［４］評価の結果
（１）透明性
噴霧乾燥再構成液及び凍結乾燥再構成液は、原料擬似体液と同じように無色透明であった。一方、蒸発乾固再構成液は白濁が認められた。また、蒸発乾固粉末を前記と同様にＸ線回折測定したところ、組成式Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表されるアパタイト結晶が認められた。従って、蒸発乾固再構成液に認められた白濁はアパタイトが原因であると考えられる。
【００４４】
（２）安定性
噴霧乾燥粉末から再構成された水溶液は、原料擬似体液と同じように無色透明を保持することができた。一方、凍結乾燥粉末から再構成された水溶液は、実験後には白濁が認められた。この白濁は上記と同様にアパタイトが生成していることが原因であると考えられる。
【００４５】
（３）イオン含有量
表１の結果より、後述する生体活性評価能の試験において、生体活性ガラスの表面にいずれもアパタイトの析出が認められた噴霧乾燥再構成液及び凍結乾燥再構成液では、Ｃａ２＋イオン濃度及びＨＰＯ４２−イオン濃度の両イオン濃度が原料擬似体液と同じである（但し、凍結乾燥再構成液のＣａ２＋イオン濃度は４％だけ低下）。これに対して、蒸発乾固再構成液では、Ｃａ２＋イオン濃度は２０％減少し、ＨＰＯ４２−イオン濃度は５０％も低下している。
また、その他のイオン濃度について、噴霧乾燥再構成液では、Ｎａ＋イオン、Ｋ＋イオン、Ｍｇ２＋イオン及びＳＯ４２−イオンのイオン濃度が原料擬似体液と同じであった。これに対して、凍結乾燥再構成液では、原料擬似体液のイオン濃度を保持できたのはＨＰＯ４２−イオンの濃度のみに留まっている。
【００４６】
（４）生体活性評価能
図６及び図７の各多重記録チャートより、浸漬前の生体活性ガラスには認められない組成式Ｃａ１０（ＰＯ４）６（ＯＨ）２で表されるアパタイトの結晶が、蒸発乾固再構成液を除く他の水溶液に浸漬された各生体活性ガラスから確認された。即ち、噴霧乾燥再構成液及び凍結乾燥再構成液では、生体活性評価を行うことが可能であることが分かる。更に、このうち噴霧乾燥再構成液は、前記の安定性の評価試験においても白濁を生じないため特に生体活性評価に適していることが分かる。
【００４７】
また、図２〜５に示す電子顕微鏡写真において、蒸発乾固再構成液に浸漬した生体活性ガラスでは析出物がなんら認められなかったのに対して、他の液に浸漬した生体活性ガラスからは析出物が認められた。即ち、噴霧乾燥再構成液に浸漬した生体活性ガラスからは鱗片状の析出物のみが認められた。この析出物は原料擬似体液に浸漬した生体活性ガラスの表面に認められた析出物と極めてよく似ていることが分かる。一方、凍結乾燥再構成液に浸漬した生体活性ガラスからは鱗片状の析出物に加えて、その析出物の表面に更に細かい（粒径４μｍ程度）析出物も認められる。この細かい析出物は溶液中に生成した白濁の原因であるアパタイトであると考えられる。
【００４８】
また、析出物の生成量は噴霧乾燥再構成液及び原料擬似体液で同程度であったのに対して、凍結乾燥再構成液ではその量が少なかった。凍結乾燥再構成液のアパタイト形成能力は、噴霧乾燥再構成液や原料擬似体液よりも低い。これは、試験中に液が白濁し（溶液中にアパタイトが形成したため）、液中のＣａ２＋イオン濃度とＨＰＯ４２−イオン濃度とが低下したためにアパタイトの形成量が抑制されたためであると考えられる。
【００４９】
（５）緩衝能
図１より、ＨＣｌ水溶液の添加量が３０μｌの場合は、噴霧乾燥粉末再構成液ではｐＨが０．２３２低下し、凍結乾燥粉末再構成液ではｐＨが０．４２４低下し、原料擬似体液ではｐＨが０．３５１低下しているが、いずれの液においてもｐＨは７近傍に保つことができている。また、ＨＣｌ水溶液の添加量が５０μｌの場合は、噴霧乾燥粉末再構成液ではｐＨが０．３８２低下し、凍結乾燥粉末再構成液ではｐＨが０．９３７低下し、原料擬似体液ではｐＨが０．７００低下している。即ち、凍結乾燥粉末再構成液は急激に緩衝能が低下しているのに対して、噴霧乾燥粉末再構成液は原料擬似体液よりも高い緩衝能を維持している。更に、ＨＣｌ水溶液の添加量が７０μｌの場合は、噴霧乾燥粉末再構成液ではｐＨが０．５１２低下し、凍結乾燥粉末再構成液ではｐＨが２．８０３低下し、原料擬似体液ではｐＨが１．２６５低下している。即ち、凍結乾燥粉末再構成液は１．５以上ｐＨが低下しているのに対して、噴霧乾燥粉末再構成液及び原料擬似体液は１．５以内を保っている。特に噴霧乾燥粉末再構成液は半分以下の低下であり極めて高い緩衝能を有していることが分かる。
【００５０】
試験材料を水溶液に浸漬した場合、その水溶液全体のｐＨでは大きなｐＨ変化を生じていない場合であっても、試験材料から溶け出したイオンや試験材料に向けて集まるイオンが多く存在する等して、試験材料の近傍の水溶液はイオンバランスが大きく異なっている。このため、この緩衝能評価試験のようにＨＣｌ水溶液を７０μｌ以上添加するような、イオンバランスが大きく変化した環境においても高い緩衝能を発揮できることは擬似体液として大きな利点である。本発明の擬似体液調製用粉末は、水に溶かすという簡便な作業のみにより、この高い緩衝能を発揮させることができる。また、その理由は定かではないが、本発明の擬似体液は、原料擬似体液よりも高い緩衝能を有するに至っている。
尚、上記［３］（５）における生体活性評価能の評価試験中に、凍結乾燥再構成液が白濁を生じた原因は、この緩衝能が劣っていることに起因すると考えられる。
【００５１】
（６）まとめ
本発明の擬似体液調製用粉末（噴霧乾燥粉末）からは極めて簡便に擬似体液を再構成することができる。更に、得られる擬似体液は優れた生体活性評価能を有するものである。即ち、イオン濃度の再現性に優れ、透明であり、極めて優れた緩衝能に基づき、その透明性を試験中に保持できる十分な安定性を有していることが分かる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例において評価した緩衝能の結果を示すグラフである。
【図２】噴霧乾燥再構成液に浸漬した生体活性ガラス表面の電子顕微鏡写真による説明図である。
【図３】凍結乾燥再構成液に浸漬した生体活性ガラス表面の電子顕微鏡写真による説明図である。
【図４】蒸発乾固再構成液に浸漬した生体活性ガラス表面の電子顕微鏡写真による説明図である。
【図５】原料擬似体液に浸漬した生体活性ガラス表面の電子顕微鏡写真による説明図である。
【図６】浸漬した各生体活性ガラス表面のＸ線回折測定の結果を示す多重記録チャートである。
【図７】浸漬した各生体活性ガラス表面のフーリエ変換赤外反射分光測定の結果を示す多重記録チャートである。
【図８】実施例で用いた噴霧乾燥機を模式的に示す説明図である。
【符号の説明】
１；噴霧乾燥機、１１；乾燥室、１２１；入口（被乾燥物供給用）、１２２；入口（加熱空気供給用）、１３；出口、１４；回収部、１５；温度測定用熱電対。
【図１】
2004155710.tif 000004
【図２】
2004155710.tif 000005
【図３】
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【図４】
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【図５】
2004155710.tif 000008
【図６】
2004155710.tif 000009
【図７】
2004155710.tif 000010
【図８】
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