(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
超高分子量ポリエチレンからなる層と、該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる層とを有する積層フィルムを、該熱可塑性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね合わせて熱溶着することにより形成された冷凍保存用容器の内部に血液成分、体液又は細胞浮遊液を収容し、当該容器を液体窒素中で保存することを特徴とする冷凍保存方法。
【請求項２】
前記積層フィルムは、超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる最内層と、超高分子量ポリエチレンからなる最外層より形成される多層積層フィルムである、請求項１記載の冷凍保存方法。
【請求項３】
前記積層フィルムは、超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる内層と、超高分子量ポリエチレンからなる外層より形成される二層積層フィルムである、請求項１または２記載の冷凍保存方法。
【請求項４】
前記積層フィルムは、超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる内層、超高分子量ポリエチレンからなる中間層および超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる外層より形成される三層積層フィルムである、請求項１記載の冷凍保存方法。
【請求項５】
超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある前記熱可塑性樹脂は、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体およびエチレン−プロピレン共重合体からなる群から選ばれる１種又はそれ以上の樹脂である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍保存方法。
【請求項６】
超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある前記熱可塑性樹脂は、ポリ（エチレンブチレン）ポリスチレンブロック共重合体およびポリプロピレンを含んでなる樹脂混合物、スチレンブタジエンゴムの水素添加物およびポリエチレンを含んでなる樹脂混合物、およびスチレンブタジエンゴムの水素添加物およびポリプロピレンを含んでなる樹脂混合物からなる群から選ばれる１種またはそれ以上の樹脂混合物である、請求項１〜４のいずれかに記載の冷凍保存方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、血液成分や骨髄液などの体液、細胞浮遊液等を冷凍保存するための容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
血液成分等を冷凍保存する方法として、従来、該血液成分等を軟質塩化ビニル製の冷凍保存用容器に入れ、高濃度グリセリンなどの凍害保護剤を添加して、−85℃〜−80℃程度の低温で保存する方法が公知である。この方法によれば、血液成分等は通常２〜３年保存することが可能である。しかし、骨髄や臍帯血を由来とする造血幹細胞の場合はさらに長い保存期間が必要とされており、該保存期間を長くするために、−200℃〜−150℃程度の極低温下で保存する方法もまた公知になっている。しかし、そのような極低温下では従来の冷凍保存用容器は脆化し、外部からのごくわずかな衝撃によっても破損するおそれがある。
【０００３】
上記したような極低温下での保存に耐えうる冷凍保存用容器として、フッ素化エチレンプロピレン重合体からなる内層およびポリイミド樹脂からなる外層の二層積層材料から形成された容器（特公昭49-8079号公報）や、テトラフルオロエチレンとエチレンの共重合体等より成る袋（実公昭55-55069号公報）、あるいは熱可塑性樹脂からなる内層およびポリエステル樹脂やポリイミド等の耐熱性合成樹脂からなる外層の二層積層材料から形成された容器（特公昭60-22942号公報）等が提案されている。
しかし、ポリエステル樹脂やポリイミド樹脂、フッソ系樹脂は、高価であるうえ融点が非常に高いため、該樹脂から形成されたフィルムは成形加工を行う温度が非常に高くなってしまう。また、ポリイミド樹脂から形成されたフィルムは、液体ヘリウム中の４Ｋという極低温下でも柔軟性を有するが、褐色に着色しているため内容物を観察することが困難である。
【０００４】
上記ポリイミド樹脂やフッソ系樹脂以外の樹脂を用いた冷凍保存用容器として、例えば二軸配向性のエチレン−酢酸ビニール共重合体フィルムより形成される容器（特公昭55-44977号公報）や、二軸延伸された架橋ポリエチレンフィルムより成形された容器（特公昭62-57351号公報）等も公知である。
しかし、延伸フィルムを用いて容器を作製する場合、該フィルムの周縁を熱溶着しようとするとフィルムが収縮してしわになるため確実に溶着できず、作製した容器が破損しやすいものになる。
【０００５】
さらに、積層フィルムにより冷凍保存用容器を作製する場合、該積層フィルムの内層および外層は、通常、ポリエステル、ポリウレタン、エポキシ系樹脂などの反応型接着剤により接着されるが、該接着剤は接着時に未反応の低分子量物質が残るおそれがあり、該フィルムにより作製されたバッグを医療用バッグとして使用する場合、それらの低分子量物質が溶出して人体に悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００６】
上記問題点を解決するために、本出願人は、超高分子量ポリエチレンからなる内層と、該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、該超高分子量ポリエチレンと相溶性のある熱可塑性樹脂からなる外層との積層フィルムにより構成された冷凍バッグを既に提案している（特許第2876588号公報）。この冷凍バッグは、液体窒素中の−196℃という極低温下でも破損せず、透明性があり、安価で、低分子量物質が溶出するおそれがなく、かつ容易に成形加工できるものである。
しかし、超高分子量ポリエチレンは極めて長い直鎖状分子構造を有しており、該超高分子量ポリエチレンの単層フィルムや、該超高分子量ポリエチレンを内層とする積層フィルムの内層同士を熱溶着してバッグを作製する場合、溶着界面で超高分子量ポリエチレンの分子鎖が拡散しにくいため、完全に溶着されずに未溶着領域が残るおそれがある。この未溶着領域は、フィルムの溶着部分の引張試験や、作製されたバッグのリークテスターによるリーク検出において発見されないことがあり、この未溶着領域がバッグの内部と外部とを連通するように残っていた場合、そのようなバッグを液体窒素中に浸漬すると、該バッグの内部に液体窒素が浸入し、解凍時に該液体窒素の気化によりバッグが破裂してしまう。また、浸入した液体窒素が少量の場合、解凍時に該液体窒素の気化によりバッグが破裂することはなくても、液体窒素中の細菌によりバッグ内の血液成分等が汚染されてしまう。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記事情に鑑み、本発明は、熱溶着時に未溶着領域が形成されるおそれがなく、さらに液体窒素中の−196℃という極低温下でも破損せず、透明性があり、安価で、低分子量物質が溶出するおそれがなく、かつ容易に成形加工できる冷凍保存用容器を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記課題を解決するために種々鋭意検討した結果、超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね合わせて熱溶着することにより形成された容器は所期の目的を達成することを見出し、本発明に到達した。
【０００９】
すなわち、本発明は超高分子量ポリエチレンからなる層と、該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる層とを有する積層フィルムを、該熱可塑性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね合わせて熱溶着することにより形成されたことを特徴とする冷凍保存用容器である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の冷凍保存用容器を形成する積層フィルムの一層に用いられる超高分子量ポリエチレンは、低圧重合法により得られる重量平均分子量3,000,000以上、粘度平均分子量1,000,000以上のポリエチレンである。また、前記超高分子量ポリエチレンの融点は110〜180℃、好ましくは130〜160℃である。
前記超高分子量ポリエチレンは、エチレンとそれ以外のモノマーとの共重合体であってもよく、その場合、前記エチレン以外のモノマーとしては、プロピレン、ブテン−１、４−メチルペンテン−１等のα−オレフィンの１種または２種以上の組み合わせ等が挙げられる。
【００１１】
本発明の積層フィルムの他の層に用いられる熱可塑性樹脂は、該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性のある熱可塑性樹脂である。前記熱可塑性樹脂としては、容器作製時のフィルムの熱溶着の安全性、容易性、能率等の観点から、融点が75〜130℃であるものが用いられ、具体的には、低密度ポリエチレン、中密度ポリエチレン、アイオノマー、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体、エチレン−プロピレン共重合体等のポリオレフィンや、熱可塑性エラストマー等が用いられる。前記熱可塑性エラストマーとしては、ポリ（エチレンブチレン）ポリスチレンブロック共重合体およびポリプロピレンを含んでなる樹脂混合物、スチレンブタジエンゴムの水素添加物およびポリエチレンを含んでなる樹脂混合物、およびスチレンブタジエンゴムの水素添加物およびポリプロピレンを含んでなる樹脂混合物等が挙げられる。前記熱可塑性樹脂は、上記した樹脂の中の１種からなるものであってもよいし、２種以上の組み合わせからなるものであってもよい。
なお、前記熱可塑性樹脂の有する「超高分子量ポリエチレンと相溶性のある」という性質は、該熱可塑性樹脂と該超高分子量ポリエチレンが、融点以上の温度で分離や化学反応を起こさずに均質に混合できることを意味する。
【００１２】
上記超高分子量ポリエチレンからなる層および熱可塑性樹脂からなる層は、該熱可塑性樹脂からなる層が表面層を形成するように、直接あるいは間接的に積層されて積層フィルムを形成する。前記積層フィルムの作製方法としては、Ｔダイ法などにより形成された単層フィルムを重ね合わせて加熱溶着する方法や、単層フィルムの片面に押出しコーティング法により他の樹脂を溶融押出して積層する方法など、公知の方法が使用できる。また、インフレーション法により、平面状フィルムに代えて筒状のフィルムを形成してもよい。
【００１３】
前記積層フィルムを形成する超高分子量ポリエチレンからなる層の厚さは、25〜150μmであることが好ましい。前記厚さが25μmよりも薄いと、前記積層フィルムから形成された容器は、極低温下での強度が不十分であるおそれがある。また前記厚さが150μmよりも厚いと、前記積層フィルムから形成された容器は、急速凍結および急速溶解が困難になる。前記超高分子量ポリエチレンは溶融粘度が非常に高いため、通常、原料粉末を円筒状に圧縮成形し、鋭利な刃で切削してフィルムに加工する切削加工によりフィルムに成形される。
また、前記積層フィルムを形成する熱可塑性樹脂からなる層の厚さは、12〜200μmであることが好ましい。前記厚さが12μmよりも薄いと、前記積層フィルムの熱溶着が困難になり、また200μmよりも厚いと、前記積層フィルムから形成された容器は、急速凍結および急速溶解が困難になる。
前記超高分子量ポリエチレンからなる層および熱可塑性樹脂からなる層は、その性質を損なわない範囲で、パラフィン系油やナフテン系油などの石油系軟化剤、フェノール系、リン系またはイオウ系の酸化防止剤や、高級脂肪酸金属塩などの熱安定剤等、種々の安定剤を含むものであってもよい。
【００１４】
前記積層フィルム全体の厚さは、75〜300μmであることが、容器への成形が容易であり好ましい。前記積層フィルムは、前記熱可塑性樹脂からなる層を表面層として前記超高分子量ポリエチレンからなる層を積層したものであるが、該熱可塑性樹脂からなる層と該超高分子量ポリエチレンからなる層の間には同じ樹脂又は他の樹脂からなる層が形成されていてもよいし、前記超高分子量ポリエチレンからなる層の該熱可塑性樹脂からなる層とは反対側の表面に、同じ樹脂又は他の樹脂からなる層を積層したものであってもよい。好ましくは、該熱可塑性樹脂からなる層と該超高分子量ポリエチレンからなる層を直接積層した二層積層フィルムである。また、容器を形成する際に内層同士のブロッキングを防ぐために、前記熱可塑性樹脂からなる層の外側表面にエンボス加工などを施して粗面化を行っても差し支えない。
【００１５】
上記積層フィルムは、前記熱可塑性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね合わせて、その周縁を熱溶着することにより、容器に加工される。熱溶着としては、ヒートシール、超音波溶着、高周波溶着などが用いられる。前記容器は、例えば四角形や楕円形のバッグであり、開口部には液の注入を容易にするための注入口が熱溶着により取り付けられてもよい。本発明の容器において、内層を形成する熱可塑性樹脂は外層を形成する超高分子量ポリエチレンよりも低い融点を有しているため、熱溶着により容器を形成する場合、その溶着温度は200℃以下で行うことができ、内層が超高分子量ポリエチレンからなる積層フィルムに比べて低い温度での溶着が容易である。また、本発明で使用する上記熱可塑性樹脂は、超高分子量ポリエチレンのように溶着界面で分子鎖の拡散が妨げられないため、未溶着領域を形成するおそれがない。
【００１６】
本発明の冷凍保存用容器は、内部に赤血球、血小板、血漿等の血液成分や、骨髄液等の体液、細胞浮遊液等を収容し、必要に応じて凍結保存剤などの添加剤が加えられ、液体窒素中等の極低温下でそれらを冷凍保存して使用される。前記冷凍保存用容器は、超高分子量ポリエチレンからなる層を有する積層フィルムにより形成されているため、液体窒素中の−196℃という極低温下でも破損するおそれがない。
【００１７】
以下、実施例により本発明の一例を具体的に説明する。
［実施例１］
厚さ130μmの超高分子量ポリエチレンフィルム（商品名：ニューライト、融点：約136℃、粘度平均分子量：約550万、作新工業株式会社製）と、厚さ50μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルム（商品名：エバフレックス、融点：約84℃、三井・デュポンポリケミカル株式会社製）を重ね合わせ、前記エチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムの外側にポリエチレンテレフタレート樹脂からなる耐熱性の離型シートを重ねた。次いで、離型シート側を170℃に、超高分子量ポリエチレンフィルム側を90℃に加熱した一対の熱ローラーの間を通過させて、前記超高分子量ポリエチレンフィルムとエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムを熱溶着させた後、前記離型シートを剥離して、超高分子量ポリエチレンからなる層と、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる層を積層した積層フィルムを得た。前記積層フィルムについて、厚生省告示第399号の塩化ビニル樹脂製血液セット基準に記載されている溶出物試験を行ったところ、合格であった。
次いで、この積層フィルム（縦200mm、横150mm）２枚を、エチレン−酢酸ビニル共重合体からなる層が内側になるように互いに重ね合わせ、開口部として約20mmを残して、その四方の周縁を5mmの幅で150℃で2.5秒間ヒートシールして四角形のバッグを作製し、該バッグの開口部から、その内部に5％ジメチルスルフォキシドを含む生理食塩水100mlを注入し、該バッグ内の空気を追い出した状態で前記開口部を同様にヒートシールして該バッグを密封した。得られた内容液入りバッグをステンレス製の保護体に収容した状態で−80℃の電気冷蔵庫で4時間、および−196℃の液体窒素中で１ヶ月間冷凍保存した後、40℃の温水で急速に融解し、その外観を観察したところ、バッグの破裂やヒートシール部分の剥離等は見られず、またバッグ内に気泡は確認されなかった。
【００１８】
［実施例２］
厚さ50μmのエチレン−酢酸ビニル共重合体フィルムに代えて、厚さ100μmの熱可塑性エラストマーフィルム（商品名：ＭＫレジン、大日本プラスチックス株式会社製）を用いた以外は、実施例１と同様の方法により、超高分子量ポリエチレンからなる層と、熱可塑性エラストマーからなる層を積層した積層フィルムを得た。前記積層フィルムについて、厚生省告示第399号の塩化ビニル樹脂製血液セット基準に記載されている溶出物試験を行ったところ、合格であった。該積層フィルム２枚を熱可塑性エラストマーからなる層が内側になるように互いに重ね合わせ、ヒートシールの条件を150℃で7秒間に変更した以外は、実施例１と同様の方法でバッグを作製し、実施例１と同様の実験を行ったところ、バッグの破裂やヒートシール部分の剥離等は見られず、またバッグ内に気泡は確認されなかった。
【００１９】
［実施例３］
厚さ130μmの超高分子量ポリエチレンのフィルム（商品名：ニューライト、融点：約136℃、粘度平均分子量：約550万、作新工業株式会社製）の片面に、直鎖状低密度ポリエチレン（商品名：モアテック、融点：約123℃、出光石油化学株式会社製）を溶融押出しして厚さ130μmに積層し、超高分子量ポリエチレンからなる層と、直鎖状低密度ポリエチレンからなる層を積層した積層フィルムを得た。前記積層フィルムは厚生省告示第399号の塩化ビニル樹脂製血液セット基準に記載されている溶出物試験に合格した。前記積層フィルム２枚を直鎖状低密度ポリエチレンからなる層が内側になるように互いに重ね合わせて、ヒートシールの条件を160℃で3秒間に変更した以外は、実施例１と同様の方法でバッグを作製し、実施例１と同様の実験を行ったところ、バッグの破裂やヒートシール部分の剥離等は見られず、またバッグ内に気泡は確認されなかった。
【００２０】
［比較例１］
実施例３で得られた積層フィルムと同様のフィルム２枚を、実施例３とは逆に超高分子量ポリエチレンからなる層が内側になるように互いに重ね合わせて、ヒートシールの条件を240℃で7秒間に変更した以外は、実施例１と同様の方法でバッグを作製し、実施例１と同様の実験を行ったところ、バッグの破裂やヒートシール部分の剥離等は見られなかったが、バッグ内に0.6〜1.2mlの窒素の浸入が確認された。
【００２１】
【発明の効果】
本発明の冷凍保存用容器は、前記熱可塑性樹脂からなる層が内側になるように互いに重ね合わせることにより、これを熱溶着する温度が低く設定できるため、成形加工が容易であり、熱溶着時に未溶着領域が形成されるおそれがない。また、前記容器を形成する積層フィルムの一層に超高分子量ポリエチレンを使用しているため、−196℃という極低温下でも破損しない。さらに、超高分子量ポリエチレンからなる層と、該超高分子量ポリエチレンよりも融点が低く、かつ該超高分子量ポリエチレンと相溶性がある熱可塑性樹脂からなる層とを有する積層フィルムを用いているため、該積層フィルムより作製されるバッグは透明性があり、該バッグは安価で作製でき、さらにフィルムを積層する際に接着剤を必要としないため、低分子量物質が溶出するおそれがない。