(57)【要約】【課題】滅菌工程の結果としてしばしば生ずる望ましくない作用に対して生物活性材料を保護する方法の提供。【解決手段】生物活性材料と水素気体とを接触させ、そして生物活性材料が水素気体と接触している間にイオン化照射により生物活性材料を照射して材料を滅菌することからなることを特徴とする生物活性材料を滅菌する方法。【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物活性材料と水素気体とを接触させ、そして生物活性材料が水素気体と接触している間にイオン化照射により生物活性材料を照射して材料を滅菌することからなることを特徴とする生物活性材料を滅菌する方法。
【請求項２】
生物活性材料が、生体組織、生体組織から由来する材料、生体細胞、蛋白含有材料及び医薬からなる群から選ばれる請求項１の方法。
【請求項３】
生物活性材料が、完全にミネラル化、部分的に脱ミネラル化及び／または実質的に完全に脱ミネラル化の自家移植、同種移植及び／または異種移植の皮質、海綿質及び／または皮質海綿質の移植用の骨であるかまたはそれを含む請求項１の方法。
【請求項４】
生物活性材料の照射が、酸素気体及び水蒸気の実質的に不存在下で実施される請求項１の方法。
【請求項５】
生物活性材料の照射が、酸素気体及び水蒸気の実質的に不存在下で実施される請求項２の方法。
【請求項６】
生物活性材料の照射が、酸素気体及び水蒸気の実質的に不存在下で実施される請求項３の方法。
【請求項７】
生物活性材料が約１００容量％の水素の気体状雰囲気と接触する請求項１の方法。
【請求項８】
生物活性材料が、約５−約８０容量％の水素気体を含みしかも雰囲気の残りが１つ以上の反応性のより低いまたは不活性の気体からなる気体状の雰囲気と接触している請求項１の方法。
【請求項９】
生物活性材料が、約３０−約７０容量％の水素気体を含みしかも雰囲気の残りが１つ以上の反応性のより低いまたは不活性の気体からなる気体状の雰囲気と接触している請求項１の方法。
【請求項１０】
イオン化照射がガンマ線、Ｅ−ビームまたはＸ線である請求項１の方法。
【請求項１１】
イオン化照射の線量のレベルが約５−約５０ＫＧｙである請求項１０の方法。
【請求項１２】
イオン化照射の線量のレベルが約１０−約４０ＫＧｙである請求項１０の方法。
【請求項１３】
生物活性材料の照射が周囲温度より低い温度で実施される請求項１の方法。
【請求項１４】
生物活性材料の照射が周囲温度より低い温度で実施される請求項２の方法。
【請求項１５】
生物活性材料の照射が周囲温度より低い温度で実施される請求項３の方法。
【請求項１６】
照射された生物活性材料が、生物活性材料の照射が終了した後水素気体との接触を維持する請求項１の方法。
【請求項１７】
照射された生物活性材料が、生物活性材料の照射が終了した後水素気体との接触を維持する請求項２の方法。
【請求項１８】
照射された生物活性材料が、生物活性材料の照射が終了した後水素気体との接触を維持する請求項３の方法。
【請求項１９】
反応性のより低いまたは不活性な気体が窒素またはアルゴンの少なくとも１つである請求項６の方法。
【請求項２０】
反応性のより低いまたは不活性な気体が窒素またはアルゴンの少なくとも１つである請求項７の方法。
【請求項２１】
生物活性材料が、生物活性材料を照射する前に約１分から約１週間水素と接触する請求項１の方法。
【請求項２２】
生物活性材料が、生物活性材料を照射する前に約１時間から約２日間水素と接触する請求項１の方法。
【請求項２３】
気体状雰囲気の圧力がほぼ周囲圧から約３気圧である請求項７の方法。
【請求項２４】
気体状雰囲気の圧力がほぼ周囲圧から約３気圧である請求項７の方法。
【請求項２５】
ａ）未密封の包装に滅菌すべき生物活性材料を入れ；
ｂ）包装に水素気体を導入し；そして
ｃ）生物活性材料が水素気体と接触している間未密封または密封包装の内容物を照射する
ことからなることを特徴とする生物活性材料を包装かつ滅菌する方法。
【請求項２６】
生物活性材料が、生体組織、生体組織から由来する材料、生体細胞、蛋白含有材料及び医薬からなる群から選ばれる請求項２５の方法。
【請求項２７】
生物活性材料が、完全にミネラル化、部分的に脱ミネラル化及び／または実質的に完全に脱ミネラル化の自家移植、同種移植及び／または異種移植の皮質、海綿質及び／または皮質海綿質の移植用の骨であるかまたはそれを含む請求項２５の方法。
【請求項２８】
生物活性材料の照射が、酸素気体及び水蒸気の実質的に不存在下で実施される請求項２５の方法。
【請求項２９】
生物活性材料が約１００容量％の水素の気体状雰囲気と接触する請求項２５の方法。
【請求項３０】
生物活性材料が、約５−約８０容量％の水素気体を含みしかも雰囲気の残りが１つ以上の反応性のより低いまたは不活性の気体からなる気体状の雰囲気と接触している請求項２５の方法。
【請求項３１】
イオン化照射がガンマ線、Ｅ−ビームまたはＸ線である請求項２５の方法。
【請求項３２】
イオン化照射の線量のレベルが約５−約５０ＫＧｙである請求項２５の方法。
【請求項３３】
生物活性材料の照射が周囲温度より低い温度で実施される請求項２５の方法。
【請求項３４】
照射された生物活性材料が、生物活性材料の照射が終了した後水素気体との接触を維持する請求項２５の方法。
【請求項３５】
反応性のより低いまたは不活性な気体が窒素またはアルゴンの少なくとも１つである請求項３０の方法。
【請求項３６】
生物活性材料が、生物活性材料を照射する前に約１分から約２週間水素と接触する請求項２５の方法。
【請求項３７】
気体状雰囲気の圧力がほぼ周囲圧から約３気圧である請求項２９の方法。
【請求項３８】
気体状雰囲気の圧力がほぼ周囲圧から約３気圧である請求項３０の方法。
【請求項３９】
包装中に水素気体を導入する前に、包装に不活性気体を流して包装の初めの雰囲気を不活性気体により実質的に置換する請求項２５の方法。
【請求項４０】
包装中に水素気体を導入する前に、包装の初めの雰囲気をそれから排気する請求項２５の方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、イオン化照射例えばガンマ、電子ビーム及びＸ線の照射を使用して生物活性すなわち生物学的に活性な材料を滅菌する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
顕著な程度まで材料の治療上有用な性質にマイナスに影響することなく、内科的／外科的な応用を目的とする生物活性材料例えば生きている組織、多くの種類の蛋白含有の物質、医薬などを滅菌することは難しい。例えば、ｐＨ、イオンの強さまたは温度における変化は、多くの種類の生物活性材料の性質に可逆的または不可逆的な変化をもたらし、その結果、それらの治療上の有効性を低下させる。酸化エチレンを使用する滅菌により生物活性材料への不可逆的な変化を避けるかまたは最低にする試みがなされている。しかし、酸化エチレンは、しばしば蛋白と反応する。さらに、周知の組織の毒性及び酸化エチレンの副生物の発癌性の可能性のために、米国食品医薬品局は、酸化エチレン及びその主な反応生成物であるエチレングリコール及びエチレンクロロヒドリンについて最大の残存物の制限を設けている。
【０００３】
酸化エチレンと異なり、照射滅菌は、温度、圧力、真空または湿度をコントロールする必要なしに、高い浸透能力、比較的低い化学反応性、及び即時性の利点を有する。照射滅菌は、医学的な装置、組織、食品などを滅菌する非常に簡便な方法であり、工業的に広く使用されている。投与レベル及びその生物学的効果の両者は、周知である。イオン化照射の源としてのガンマ線、電子ビーム及びＸ線が微生物を殺滅または不活性化するのに等しく有効であることは、一般に信じられている。しかし、照射は、滅菌される生物活性材料に損傷を生ずる。損傷は、蛋白との照射粒子の衝撃（破壊された化学結合を生ずる）により、またはより普通には、照射と滅菌される材料との相互反応により発生する二次的反応、通常活性酸素例えば過酸化物及び酸素ラジカルから生ずる直接的な損傷からもたらされる。これらのラジカルの多くは、その性質上酸化し、そして他の物質から電子を獲得して橋かけ結合、ラジカル鎖反応及び結合の破壊をもたらすことによりそれらの損傷を生ずる。
【０００４】
種々の方法が、照射の損傷をコントロールするのに使用されてきた。例えば、生物負荷（ｂｉｏｂｕｒｄｅｎ）がコントロールされて滅菌に必要な照射線量を最低にする。また、酸素が照射により形成される反応性種の主な源であるため、照射されるべき材料からの酸素の除去は、二次的損傷の量を減少させる。酸素の除去は、包装物を排気し密封すること、包装物を排気し反応性のより低い気体を再充填（ｂａｃｋｆｉｌｌ）し次に密封すること、または密封前に包装物に反応性のより低い気体を流すことにより、達成される。最も頻繁に使用される反応性のより低い気体は窒素であるが、他のもの例えばアルゴンなども使用されている。酸素の除去は有益であるが、反応性種が滅菌される生物活性材料の一部である水、酸素含有化合物などと照射との作用により発生するために、完全には有効ではない。
【０００５】
照射滅菌により生ずる生物活性材料への損傷を最低にする他の試みは、フリーラジカルスカベンジャー例えばトコフェロール、クエン酸、ブチル化ヒドロキシアニソール、ブチル化ヒドロキシトルエン、第三級ブチルヒドロキノン、没食子酸プロピル、アスコルベート、及び他の抗酸化剤（食品医薬品局により「安全と一般に認められている」）の使用を含んでいる。しかし、これらのフリーラジカルスカベンジャーは、また滅菌工程の結果として望ましくない反応種を形成する可能性がある。
【０００６】
滅菌が実施される温度を下げることも行われている。液体は、存在するとき、凍結する。しかし、滅菌中フリーラジカル形成の効果を最小にするために溶液または他の化合物を使用する試みは、滅菌が通常生ずる温度例えば−７０℃での化合物の不活性化により成功が制限されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
従って、滅菌工程の結果としてしばしば生ずる望ましくない作用に対して生物活性材料を保護する方法がなお求められている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
それゆえ、顕著な程度まで材料の治療上有用な性質にマイナスに影響することを避けるかまたは最低にする、照射滅菌中生物活性材料を保護する方法を提供するのが本発明の目的である。
【０００９】
照射滅菌を受けている生物活性材料内の望ましくない化学的に反応性の種の形成を減少させる方法を提供するのが本発明の他の目的である。
【００１０】
種々の生物学的に活性な蛋白含有成分を含む治療上有用な蛋白含有物質及び／または生体組織例えば同種移植骨及び骨由来材料を照射滅菌する方法を提供するのが本発明のなお他の目的である。
【００１１】
生物活性材料のための包装及び滅菌を組み合わせた方法を提供するのが本発明の他の目的である。
【００１２】
本発明のこれらの目的及び関連する目的を達成するために、生物活性材料と水素気体とを接触させ、そして生物活性材料が水素気体と接触している間にイオン化照射により生物活性材料を照射して材料を滅菌することからなる生物活性材料を滅菌する方法が提供される。
【００１３】
前記の方法は、広範囲の生物活性材料の包装と滅菌とを同時に行うのに好都合に利用される。そのため、例えば移植用の同種移植骨、脱ミネラル化同種骨などのような生物活性材料を含む包装は、排気されそして水素気体または水素とより反応性のより低い好ましくは不活性な気体例えば窒素を再び充填され、そして包装の内容はイオン化照射例えばガンマ線に曝すことにより滅菌される。
【００１４】
用語「生物活性材料」は、本明細書では、直接少なくとも１つの生物学的メカニズムを含む治療作用を有する任意の内科的／外科的に有用な物質または装置に適用されるものと理解すべきであり、その内科的／外科的な有用性が本質的に物理的または機械的な性質である生物学的に不活性な物質または装置から区別されるべきである。「生物活性材料」の前記の定義から明らかに除かれるのは、１つ以上の生物学的に不活性な材料例えばセラミック、合成繊維など（体内に置かれたとき、例えば種々の種類の人工移植物、外科縫合、外科クリップ、外科メッシュ、固定板、固定ピン及びネジなどによる場合のように、純粋に機械的な方法で機能することを目的とする）から完全に構築される物質または装置である。
【００１５】
用語「滅菌する」、「滅菌」及び同様な意味の用語は、本明細書では、生物活性物質の上及び／またはその内部に存在する微生物特に病原性の細菌及びウイルス及びそれらのポリヌクレオチドフラグメントの破壊及び／または不活性化による生物活性物質のバイオ汚染物（ｂｉｏｂｕｒｄｅｎ）の顕著な減少を意味するものと理解すべきである。
【００１６】
本発明の滅菌する方法は、広範囲の生物活性材料に適用可能であり、該材料は、生体組織例えば移植用のヒトのドナー骨、それらから調製された部分的または完全に脱ミネラル化骨材料、並びにこれらの材料を含む装置及び組成物、蛋白例えばケラチン、コラーゲン、アルブミン、グロブリン、ホルモン、酵素、ペプチド、ポリペプチド、単純蛋白及び共役蛋白例えば糖蛋白、ムコ蛋白、リポ蛋白、ヘム蛋白及び核蛋白、成長因子例えばトランスフォーミング成長因子、上皮成長因子及び血小板由来成長因子、骨形態発生蛋白、細胞例えば骨髄細胞及び間葉幹細胞などを含む。特に好ましい生物活性材料は、多数の周知の完全にミネラル化した、部分的に脱ミネラル化したまたは実質的に完全に脱ミネラル化した自家移植、同種移植及び異種移植の皮質、海綿質及び皮質海綿質の骨の移植可能な装置及び組成物（骨形成性及び／または骨誘導性を有する）である。
【００１７】
用語「骨形成性」は、本明細書で使用されるとき、物質の内部から生体細胞の参加をへて新しい骨の形成を誘導する材料または物質の能力をいい、そして「骨形成」は、そのメカニズムまたは結果をいうものと理解すべきである。
【００１８】
用語「骨誘導性」は、本明細書で使用されるとき、骨形成の可能性と異所性の骨を形成する能力とを有する宿主から細胞を補充する材料または物質の能力をいい、そして「骨誘導」は、そのメカニズムまたは結果をいうものと理解すべきである。
【００１９】
本発明に従って生物活性材料の滅菌に使用されるイオン化照射は、本質的に、非常に早い速度、非常に小さい粒子のビームである。照射ビームの粒子は、材料の原子を構成している粒子と衝突することにより、生物活性材料と相互に反応する。すなわち、照射ビームの粒子は、衝突力によって原子から粒子を物理的に叩き出す。これらの影響された原子粒子は、２つの一般的なクラスからなり、原子の核に見いだされる核のものと原子または分子の外層に見いだされる電子とである。
【００２０】
核粒子は、プロトンと中性子とからなる。核粒子を分裂するのに必要なエネルギーは、化学反応に見いだされるのより遥かに大きく、そのため核粒子は化学的な目的には不活性である。照射による核の分裂は、しばしば、材料を永久的に放射能を有するようにし、そのため、滅菌照射は、その閾値の下にエネルギーを保つ。電子は化学反応に関与し、遥かに少ないエネルギーが、核粒子を分裂させるのよりもこれらを分裂するのに要求される。滅菌照射の効果のほとんどは、電子に集中している。それゆえ、滅菌照射の効果は、化学的なものであり、新しいまたは代わった化学化合物を生ずるが、放射能の物質を生成しない。
【００２１】
滅菌に使用されるイオン化照射の３つのタイプは、ガンマ、電子ビーム（Ｅ−ビーム）及びＸ線である。通常、コバルト６０の源からのガンマ照射は、核からのフラグメントである非常に小さい粒子（光子）からなる。ガンマ照射はであり、すなわちそれはいたるところに行き、そして決して止まらない。この性質は、使用するににそれを極めて危険なものにする。利点は、それが、高い浸透力（数ｃｍ）を有するが、処理される物質における核の変化の危険が存在しない低い充分なエネルギーを有することである。Ｅ−ビーム照射は、電場により加速される電子からなる。エネルギーは、加速する電圧の大きさに依存し、そしてエネルギーは百万電子ボルト（Ｍｅｖ）の単位で通常表示される。ガンマ線よりＥ−ビームが優れている点は、電気が発生すると、電力が入るとき照射のみが存在することである。さらに、ビームは方向性を有し、その位置は電場及び磁場により容易にコントロールできる。不利さは、電子がガンマ粒子に比べて非常に大きく、Ｅ−ビームが深く浸透せず（せいぜい数ｍｍ）そして薄い材料例えば浅い流れでプレートの上を流れるミルクに最も適している。さらに、高エネルギーＥ−ビーム（１０Ｍｅｖ以上）は、核の変化を生じさせ、そのため滅菌の線量は、より低いエネルギーに常に設定される。
【００２２】
Ｘ線は、それらの性質が電子とガンマ線との間におおよそ存在する核粒子（光子の１つのタイプ）からなる。Ｘ線は、金属の目標をたたきそして目標中の原子の核からＸ線を射出する高エネルギー電子ビームにより発生する。ビームのエネルギーは、目標の組成及びＥ−ビームのエネルギーに依存する。多くの力は、Ｅ−ビームをＸ線に転換するときに消費される。しかし、電子そのものに比べて、Ｘ線粒子はより小さく、そのため、それらはより早い速度を有しそしてより深く浸透する。滅菌の目的のために、それらは５Ｍｅｖ以下に制限される。Ｘ線は、それらの大きな浸透力のために、Ｅ−ビームより大きくかつ密な物体を滅菌するのにより適している。しかし、Ｘ線は、電気的に発生する利点をなお有するものである。
【００２３】
上記の議論は、一次的照射源に関する。しかし、照射ビームの衝撃は、また二次的衝突すなわち二次的照射を導く。一次的衝突から射出される電子は、他の電子と衝突するように進み、そしてこれらの電子はなおさらに多くの電子と衝突する。従って、カスケード効果が存在し、そして一次的ビームがどんなもので構成されていたとしても、電子は衝突のほとんどを生じさせる。
【００２４】
生物活性材料が、ガンマ、電子ビームまたはＸ線照射により有効に滅菌されうることは理解されている。光子の照射の共通の源は、ガンマ源及びＸ線源である。照射の源が相互に交換できる理由は、光子と電子との両者が電気的イオン化及び励起反応により物体と相互反応するからである。ガンマ線とＸ線との相互反応のメカニズムは、電子ビームの相互反応とは異なる。ガンマ線及びＸ線が、しばしば光子といわれる電磁波であることは周知である。電荷または質量を有しないため、光子は、主としてコンプトン散乱によりそして低いエネルギーで光電子吸収により物体にエネルギーを移す。光子とは逆に、電子は質量と電荷との両者を有し、そのため、それらは他の電荷を有する粒子と容易に相互反応し、それらの運動エネルギーを多数の弾性及び非弾性の衝突により物体に移す。そのため、１つまたは他のタイプの照射源（光子または電子）が好ましい環境が存在する。例えば、物体のバルク密度が高いときまたは高密度の領域が電子への曝露から物体の他の部分を遮蔽するとき、ガンマ滅菌またはＸ線がしばしば好ましい。
【００２５】
照射は蛋白に直接的な効果をほとんど有しないが、組織への照射の損傷は、二次的作用によりなお生ずる。放射能粒子による直接的な衝突に加えて、損傷は、加熱とフリーラジカルの形成とにより生じる。加熱は、局所的な作用になり勝ちであり、そして一様に浸透する形の照射を使用しそして過剰の線量を使用しないことによって最低にできる。例えば、電子ビーム照射は、ガンマまたはＸ線の照射より遥かに多くの熱を発生する。残念ながら、フリーラジカルは、加熱よりも遥かにさらにコントロールするのが難しい。組織を損傷する二次的作用は、また滅菌を生じさせるのに照射の作用を理論的には増大する。しかし、望ましい組織への照射の損傷を最低にするこれらの作用をコントロールすることは、線量の要求が汚染した生物への直接的な衝突の可能性にのみ基づくために、滅菌の能率に実際的な効果をほとんど有しない。二次的作用は、あまりに変化するので当局の線量のガイドラインを考慮に入れることができない。
【００２６】
照射は、その損傷する二次的作用を主としてフリーラジカルの化学的活性によって生ずる。ラジカルを形成する最も容易なものは、酸素または酸素含有ラジカルである。酸素の源は、空気からの酸素、水からの酸素または他の酸素含有物質である。酸素のラジカルは過酸化物を形成し、そして過酸化物は非常に多くの物質と容易に反応する。これらの反応は、しばしば、橋かけ結合を生じさせ、それは蛋白の物理的かつ化学的な状態を変える。構造が蛋白の機能に関して化学的組成と同様に重要であるため、橋かけ結合は蛋白を激しく損傷する。さらに、もし酸素が有機物からならば、酸素が生ずる部位も反応し、そしてさらに損傷する。実際の化学は複雑であるが、新規ではない。照射により生成した過酸化物による損傷は、過酸化物の溶液または電気的に発生したオゾンによる滅菌からの損傷と同じメカニズムに従う。
【００２７】
どのように水素気体がラジカルスカベンジング剤及び／または還元剤として作用できるかを完全には理解されていないが、以下の理論は可能な説明として提供される。照射粒子は、数千℃に等しい熱エネルギーレベルを有し、そしてそれらが生成するラジカルも１０００℃の範囲の熱エネルギーを有する。ラジカル及び二次的イオンのエネルギーは、水素と反応を開始するには充分以上のものである。水素が滅菌の照射から生ずる望まない副反応をコントロールするのを助けることができるのはこの方法である。水素は、それらが形成されるとき破壊的なラジカルを活性的に中和する還元剤及びラジカルスカベンジャーとして働く。本発明の滅菌方法において水素を使用する利点は、水素が照射された生物活性材料それ自体内から生ずる破壊的種を中和することを助けることができることである。酸素の除去のみは、これらの源からの損傷を取り扱うことができない。水素を使用する他の利点は、殆どの生物活性材料全体に容易に拡散するその能力であり、そのため、たとえ固体状に冷凍した物体または高密度の物体例えば移植用のドナーの骨においてすら、ラジカル形成の部位で存在できる。水素は、標準の圧力で約−２５９℃のような低い温度でその気体の状態を維持する。対照的に、低い温度で、従来の抗酸化剤は凍結し不動になり、そのため、それらは照射の損傷（開始及び／または進行）の部位に必ずしも存在しない。また、水素の小さいサイズ、すなわち約０．７５オングストロームの結合長さは、それを滅菌されるべき目的物の小さい孔に浸透させる。
【００２８】
それが低温で移動可能なままであるため、照射操作中の水素の存在は、周囲温度以下、例えば約１０−約−１９６℃（液体窒素）そして好ましくは約０−約−７８℃（固体二酸化炭素）である生物活性材料の場合に特に有利である。照射に材料を曝す前に生物活性材料例えば同種移植骨または骨由来製品を冷凍することは、冷凍した材料が照射されているとき、フリーラジカルの形成に対してさらに守る有用な利点である。
【００２９】
水素は、上記で説明したように照射中従来の抗酸化剤またはラジカルスカベンジャーに比べて遥かに高い活性化エネルギーを有するが、水素との反応を開始するのに充分なエネルギー以上のものが存在する。水素の利点は、それが照射により破壊されず、最低でもそれが、速やかに再結合するかまたは付近の有機物と無害な化合物を形成する水素ラジカルに分解することである。対照的に、従来の有機の抗酸化剤／ラジカルスカベンジャーは、官能基のないフラグメントに破壊されるか、または一度完全に酸化されると、非常に強力な酸化剤にそれら自身がなることになる。
【００３０】
水素は、希釈気体例えばより反応性のより低いもの、そして好ましくは不活性気体例えば窒素、ヘリウム、アルゴン、キセノンまたは同様な気体または気体の混合物と組み合わせることができる。これらの気体は、例えば実験室の供給企業から市販されており、そして一般に例えば耐圧シリンダーとして提供される。反応性のより低いまたは不活性な気体により希釈されたとき、水素は約５−約８０容量％そして好ましくは約３０−約７０容量％の濃度で存在できる。
【００３１】
水素気体／水素と不活性気体との混合物の圧力は、周囲圧、その上下である。本発明の方法が、例えば下記のような包装内に含まれた生物活性材料について実施されるとき、高い気体圧が、包装系により抵抗できる圧まで使用できる。一般に、周囲圧から約３気圧までのオーダーの圧が利用できる。
【００３２】
本発明の方法は、滅菌されるべき生物活性材料を含む包装を排気し、水素または水素配合気体の混合物を再充填しそして包装を密封することにより実施できる。排気及び再充填のサイクルは、任意の数の回で繰り返すことができる。
【００３３】
包装が照射工程が実施されるまでに充填されるとき、包装が水素を透過させなければさせないほど、時間は長くなるが、包装は任意のかなり非多孔性の材料から製造できる。包装の主な目的は、生物活性材料の内容物の無菌性を保護することである。生物活性材料がその保護的な容器に入れられ次に滅菌されるとき、その工程はターミナル滅菌とよばれる。生物活性材料がまず滅菌されそして次に予め滅菌された容器に入れられるとき、工程は滅菌充填とよばれる。ターミナル滅菌に使用される包装材料は、完全な滅菌剤の浸透を可能にしそして微生物のバリヤーを提供しなければならない。また、滅菌包装が使用されるまで曝される条件、例えば貯蔵、運搬、取り扱いの頻度などについて考慮しなければならない。
【００３４】
貯蔵時間それ自体は、無菌性の維持に影響するとは予想されない。しかし、長期の貯蔵時間は、有害な条件の可能性の発生を増大させる。頻繁な取り扱い、湿度、及び包装材料の劣化の可能性は、無菌性に障害を与えそして包装の貯蔵寿命を制限する条件の代表的な例である。包装の内容物は、特定の貯蔵寿命を有する。工業的な方法について利用できる包装材料及び方法の広い選択は、包装材料、包装デザイン及び最大の保護をもたらす方法の選択を可能にする。事実、適切な包装、滅菌方法及び材料により、無菌性は限定されない長さの時間保護できる。
【００３５】
本発明で使用するのに好適なタイプの包装系は、いわゆるピール・オープン包装を使用する。これらは、包装材料の端の２つのウエブをヒートシールすることにより通常行われる。１つの層は、通常、複合構造のプラスチックフィルム（ヒートシールを形成する）であり、他は有効な微生物のバリヤーをもたらすようにデザインされた手術用のグレードのクラフト紙または水分非透過性プラスチックまたは金属のフォイル（水分及び微生物のバリヤーを形成する）である。貯蔵寿命は、無菌性の保護よりむしろ要求により決定される時間に延長される。どんな包装方法が使用されるとしても、包装を開封する配慮、そしてその無菌性を損なわないやり方で滅菌された生物活性材料を修正できる配慮がなされねばならない。
【００３６】
包装方法の変法では、生物活性材料は、多孔性の包装で密封され、多孔性の包装は次にその外側にある非透過性包装に入れられ、従って生物活性材料をその内容物として有する多孔性の包装製品は滅菌されるべき材料として処理されることになる。他の変法では、いくつかの多孔性の包装物は、排気されそして水素または水素配合気体混合物で再充填された共通の非透過性包装に入れられる。外側の包装は次に多孔性の包装がなお微生物のバリヤーとして機能する間、所望により除かれるかまたは維持される。
【００３７】
排気及び再充填の代わりに、充填前に、好ましくは水素及び不活性気体の混合物により、水素気体を包装に流す。しかし、この流す技術は、前記の排気及び再充填の操作のように容易には捕捉された酸素を包装から除かない。
【００３８】
滅菌方法では、水素気体を入れた生物活性材料は、周知かつ従来の方法でイオン化照射に曝される。
【００３９】
照射滅菌は、現在実施されるとき、電子加速器またはラジオアイソトープを使用する。電子は、比較的低い浸透能力を有し、そして加速器の使用は、注意深いコントロールを要する。ガンマ照射滅菌は、通常、ラジオアイソトープ源として６０Ｃｏそしてときには１３７Ｃｓを使用する。非常に広範囲の包装材料は、ガンマ線はかなり大きな浸透能力を有するために、使用できる。しかし、それらは、滅菌バリヤーの品質が傷つけられる点に劣化してはならない。
【００４０】
バイオ汚染物の測定は、望ましい照射線量を決定するのに実施できる。従って、特定の生物活性材料に関するイオン化照射の線量は、材料に関する最初のバイオ汚染物の代表的な範囲を得るように周知かつ従来の方法を使用して予め滅菌された材料のバイオ汚染物を測定し、次に異なる線量レベルで材料の照射部分を照射し、そして再び各照射の露出後バイオ汚染物を測定することにより、実験的に測定できる。これらの実験データに基づいて、最適な照射線量のレベルが特定の生物活性材料及び目標のバイオ汚染物の終点について決定できる。これらの実験では、照射露出は、テスト生物としてＢａｃｉｌｌｕｓ  ｐｕｍｉｌｕｓを利用して生物学的指標によりモニターできる。カウンター及びエレクトロニクス測定装置も使用できる。硫酸第一鉄、硫酸第二銅第一鉄、または硫酸第二セリウムも一般に有用である。色変化工程指示薬も使用できるが、これらは照射線量を測定できない。
【００４１】
一般に、照射の露出は、ガンマ線、Ｅ−ビームまたはＸ線の何れでも、滅菌されるべき生物活性材料の性質、その最初のバイオ汚染物及び望ましいバイオ汚染物の終点に応じて、約５−約５０ＫＧｙそして好ましくは約１０−約４０ＫＧｙに及ぶ。
【００４２】
イオン化照射へのその露出前に生物活性材料内のより大きな浸透、透過または拡散を気体が達成するために、照射操作を行う前に或る時間水素気体／希釈水素気体に生物活性材料を露出するのが有利である。約１分から約１週そして好ましくは約１時間から約２日の水素気体／水素と不活性気体との混合物への予備照射露出時間は、一般にこの点で好適である。
【００４３】
照射操作が終了した後でも、水素気体／水素と不活性気体との混合物との生物活性材料の接触を維持することがまた有利である。それは、水素気体が、存在するかもしれない任意の残存フリーラジカルをスカベンジし続けるからである。
【００４４】
本発明の好ましい態様の前記の記載は、説明の目的で提供された。それらは、開示されたその形に本発明を尽くしているかまたは限定することを目的としておらず、明らかに多くの他の変化及び変形が上記の教示からみて可能である。態様は選択され、そして本発明及びその実際的な応用の主要点を最も良く説明するように記述され、それにより考慮された特定の使用に適しているとして、その種々の態様かつ種々の変化により当業者が本発明を最も良く利用することが可能になる。
【００４５】
以下の実施例は、本発明に従って生物活性材料を滅菌する方法の例示である。
【実施例１】
【００４６】
後椎間傾斜路移植物を、ヒトの大腿骨からクリーンルームの環境で作成する。最終の移植物を７０％エチルアルコールで洗い、冷凍（凍結乾燥）しそして個々のトレー包装に入れる。
【００４７】
各トレーを、５０／５０水素／アルゴン気体からなるシリンダーで供給されるＡｕｄｉｏｎｖａｃ密封装置（Ａｕｄｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｂ．Ｖ．Ｗｅｅｓｐ−Ｈｏｌｌａｎｄ）に入れる。トレーの包装が密封される前に、それらは排気されそして気体混合物で２回再充填される。密封後、気体混合物は各トレー包装に残る。
【００４８】
包装した移植物は、次に包装を密封され、そしてコバルト６０源からの１５ＫＧｙガンマ照射により処理して移植物のバイオ汚染物を所望のレベルに低下させる。
【実施例２】
【００４９】
実施例１に記載した後椎間傾斜路移植物を、包装の内外に気体を容易に移動させるための多孔性の蓋を有する個々のトレー包装に入れる。トレー包装を次に実質的に純粋な窒素気体の源を設けたＡｕｄｉｏｎｖａｃ密封装置に入れる。各トレーを排気しそして２回窒素気体を再充填して本質的に純粋な窒素気体により空気（酸素を含む）を置換する。各密封トレーを次に第二のより大きなトレーに入れ、トレーを実質的に純粋な水素の源を設けたＡｕｄｉｏｎｖａｃ密封装置に入れる。トレーを排気しそして密封する前に水素気体により２回再充填する。この工程は、その中に含まれた移植物中に拡散する水素の多い雰囲気を有するそれぞれの密封した包装をもたらす。トレー包装の照射は、次に実施例１に記載されたように実施される。
【国際公開パンフレット】
2004525689.tif 000002
2004525689.tif 000003
2004525689.tif 000004
2004525689.tif 000005
2004525689.tif 000006
2004525689.tif 000007
2004525689.tif 000008
2004525689.tif 000009
2004525689.tif 000010
2004525689.tif 000011
2004525689.tif 000012
2004525689.tif 000013
2004525689.tif 000014
2004525689.tif 000015
2004525689.tif 000016
2004525689.tif 000017
2004525689.tif 000018
2004525689.tif 000019
2004525689.tif 000020
2004525689.tif 000021
2004525689.tif 000022
2004525689.tif 000023
2004525689.tif 000024
【国際調査報告】
2004525689.tif 000025
2004525689.tif 000026
2004525689.tif 000027