生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体の生命活動を停止する気体としての混合ガスを用いて乾燥保存と蘇生と再乾燥保存と再蘇生を繰り返し行う事が出来る利用の方法
【課題】従来、移植用の摘出臓器は、生理食塩水をベースとした水溶液を保存液として使用されていた。現在、ヒトの心臓移植で最も多く利用される保存方法では４時間が限界であるが、現実において、臓器移植は、優れた免疫抑制剤の開発と医療技術の向上により、確立されている。しかし、増加するレシピエントに対して、深刻なドナー不足が大きな問題となっているため臓器の保存期間を延長することが必要とされる。
【解決手段】本発明者等は係る課題を解決するために鋭意研究したところ、混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）で摘出臓器を乾燥し、生命活動の停止ガスとして使用することにより臓器の保存期間の延長と蘇生効率の向上、同一摘出臓器を繰り返し保存し、蘇生出来る法を開発して、本発明を提供するものである。
【解決手段】本発明者等は係る課題を解決するために鋭意研究したところ、混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）で摘出臓器を乾燥し、生命活動の停止ガスとして使用することにより臓器の保存期間の延長と蘇生効率の向上、同一摘出臓器を繰り返し保存し、蘇生出来る法を開発して、本発明を提供するものである。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体の生命活動の停止気体として混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて乾燥し、細胞内外の水を構造化することによって行うものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に移植のための摘出臓器は、生理食塩水をベースとした蒸留水を保存用液として使用し、現在ヒトの心臓移植で最も多く利用される保存方法では保存時間は４時間が限界である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら現実において、臓器移植は、優れた免疫抑制剤の開発と医療技術の向上により確立されているが、増加するレシピエントに対して、深刻なドナー不足が大きな問題となっているため臓器の保存期間を延長することが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は係る課題を解決するために鋭意研究したところ、混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて乾燥により生命活動を停止させる気体として使用することにより臓器の保存期間の延長と蘇生効率の向上、繰り返し保存蘇生できる手法を開発して、本発明を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば摘出心臓に混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて心停止の乾燥混合ガスとして用いると、乾燥保存後の蘇生率が向上した。
【０００６】
混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）の混合ガスを心停止の乾燥気体として長期間保存に使用することにより臓器を長期保存後、蘇生させ、さらに臓器保存蘇生が繰り返し行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
すなわち本発明は、混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて摘出心臓を乾燥し、生命活動を停止させる気体として使用して臓器の保存を行うことであり、以下酸素（９５％）と炭酸ガス（二酸化炭素５％）の混合ガスによる保存、蘇生の実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【０００８】
実験で使用したラットは、アメリカのＮＩＨの実験動物基準に合わせて人工繁殖したＤａ／Ｈａｍ−ｂｇ（ｂｅｉｇｅ ｒａｔ）オス・７週齢を使用した。
【０００９】
ラットにネンブタール麻酔薬０．３ｍｌを腹腔内投与しその後開胸してラットの心臓を摘出した。
【００１０】
摘出心臓の大動脈にカテーテルを挿入し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、１０分間灌流し脱血した。
【００１１】
灌流溶液は３７℃のＫＨ液にペニシリンＧを添加し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭酸ガス５％）で曝気した。
【００１２】
灌流後、摂氏２０度以下にした生理食塩水をカテーテルより大動脈に５ｍｌ注入し、心停止させ、摘出心臓の表面及び、カテーテルの水分を滅菌済みガーゼで除去し、摘出心臓の重量を測定した。
【００１３】
摘出心臓を高圧密閉容器にいれた。高圧密閉容器に下部に開放型のシャーレーに蒸留水を６０ｇを置いた。高圧容器内を酸素（９５％）と炭酸ガス（二酸化炭素５％）で０．１５ＭＰａまで加圧した後、４℃の冷蔵庫に２４時間保存乾燥させ後、摘出心臓をパーフルオロカーボン液に浸漬し、摂氏４℃の冷蔵庫に２４０時間保存した。
【００１４】
保存後、冷蔵庫から摘出心臓を取り出し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭素ガス５％）で曝気した３７℃のＫＨ液で灌流した。
【００１５】
保存後の心臓は灌流後、自発的に蘇生し神経活動が保存前の状態で再開し、蘇生した摘出心臓に心電図記録用電極を装着し生体アンプを用いて、心電図を双曲誘導で連続記録した。
【００１６】
対照実験として空気を用いて乾燥後ＫＨ液で蘇生させる実験を行った。
【００１７】
実験で使用したラットは、アメリカのＮＩＨの実験動物基準に合わせて人工繁殖したＤａ／Ｈａｍ−ｂｇ（ｂｅｉｇｅ ｒａｔ）オス・７週齢を使用した。
【００１８】
ラットにネンブタール麻酔薬０．３ｍｌを腹腔内投与し、その後開胸してラットの心臓を摘出した。
【００１９】
摘出心臓の大動脈にカテーテルを挿入し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、１０分間灌流し脱血した。
【００２０】
灌流溶液は３７℃のＫＨ液にペニシリンＧを添加し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭酸ガス５％）で曝気した。
【００２１】
灌流後、摂氏２０度以下にした生理食塩水をカテーテルより大動脈に５ｍｌ注入し、心停止させ、摘出心臓の表面及び、カテーテルの水分を滅菌済みガーゼで除去し、摘出心臓の重量を測定した。
【００２２】
摘出心臓を高圧密閉容器にいれた。高圧密閉容器に下部に開放型のシャーレーに蒸留水６０ｇを置いた。高圧容器内を空気で０．１５ＭＰａまで加圧した後、４℃の冷蔵庫に２４時間保存乾燥させ後、摘出心臓をパーフルオロカーボン液に浸漬し、摂氏４℃の冷蔵庫に１０日間保存した。
【００２３】
４８時間から２４０時間後、冷蔵庫から心臓を取り出し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭酸ガス５％）で曝気した３７℃のＫＨ液で灌流した。
【００２４】
保存後の摘出心臓は灌流後、自発的に蘇生し神経活動が再開し、蘇生した摘出心臓に心電図記録用電極を装着し生体アンプを用いて、心電図を双曲誘導で連続記録した。
【００２５】
空気乾燥を対照実験として行った。
【００２６】
空気を用いて摘出心臓の乾燥保存前処理をしたものは４８時間以上保存したものは、すべて蘇生しなかった。酸素９５％炭酸ガス５％の混合ガスで保存前の乾燥処理したものはすべて蘇生し、また繰り返し乾燥保存処理した同一摘出心臓も蘇生し、いずれも摘出心臓全体に収縮を伴う心拍動が見られた。
【００２７】
摘出心臓からの自由水の水分除去率と重水濃度と蘇生状況を下記の表に示した。
【表】
乾燥に使用した気体として炭酸は、酸素９５％と炭酸ガス５％の混合ガス。空気は空気ガス。
【００２８】
表にそれぞれのサンプルの保存時間、使用気体で乾燥後の水分除去率、蘇生状態を示した。
【００２９】
高分圧の酸素と炭酸ガスの混合ガスを用いて乾燥処理を行った摘出心臓は２４０時間の保存後の蘇生に成功した。一度保存し摘出心臓を蘇生させ再度保存後、蘇生させる事に成功した。
【００３０】
対照実験として行った空気ガスによる乾燥処理では２４時間から４８時間までの蘇生しか見られなかった。
【００３１】
摘出臓器は、高分圧の酸素と炭酸ガスの混合ガスを乾燥気体として使用した方が、長期間の保存や蘇生状態に良い結果が得られたことから、高分圧の酸素と炭酸ガスは細胞内外の結合水や自由水を構造化している事が示唆された。
【００３２】
空気では、水が構造化しない。
【００３３】
水が構造化したことにより、心筋細胞内部の代謝が停止し、生命活動は休眠状態に入ったためと示唆された。
【００３４】
細胞内はほぼ水で満たされているが、細胞内の水は蒸留水とは状態が異なる。
【００３５】
細胞内は、炭水化物、脂質、蛋白質、ミネラル類、ビタミン類などの多くの物質が溶けた非常に高濃度の水溶液になっている。
【００３６】
そのため、そこにある水分子は蛋白質などの高分子に束縛され、水が「構造化」している。
【００３７】
水の構造化とは、水分子が高分子と水素結合することにより、水分子の向きが決められ、スピンしにくくなり、熱運動が遅くなった状態のことを言う。
【００３８】
構造化した水（結合水）は構造化していない水と比べると、１００万分の１ほど運動が遅く、高分子から少し離れた細胞内の水分子でも結合水と同じく１万分の１、細胞膜のすぐ外側の水は１０００分の１ほど運動が遅くなる。
【００３９】
このため、結合水に囲まれた高分子は、水に囲まれずに存在する高分子に比べ、外部からの刺激の影響を受けにくい。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体の生命活動の停止気体として混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて乾燥し、細胞内外の水を構造化することによって行うものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に移植のための摘出臓器は、生理食塩水をベースとした蒸留水を保存用液として使用し、現在ヒトの心臓移植で最も多く利用される保存方法では保存時間は４時間が限界である。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら現実において、臓器移植は、優れた免疫抑制剤の開発と医療技術の向上により確立されているが、増加するレシピエントに対して、深刻なドナー不足が大きな問題となっているため臓器の保存期間を延長することが必要とされる。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明者等は係る課題を解決するために鋭意研究したところ、混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて乾燥により生命活動を停止させる気体として使用することにより臓器の保存期間の延長と蘇生効率の向上、繰り返し保存蘇生できる手法を開発して、本発明を提供するものである。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば摘出心臓に混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて心停止の乾燥混合ガスとして用いると、乾燥保存後の蘇生率が向上した。
【０００６】
混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）の混合ガスを心停止の乾燥気体として長期間保存に使用することにより臓器を長期保存後、蘇生させ、さらに臓器保存蘇生が繰り返し行うことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
すなわち本発明は、混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）を用いて摘出心臓を乾燥し、生命活動を停止させる気体として使用して臓器の保存を行うことであり、以下酸素（９５％）と炭酸ガス（二酸化炭素５％）の混合ガスによる保存、蘇生の実施例をもって本発明を詳細に説明するが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。
【実施例１】
【０００８】
実験で使用したラットは、アメリカのＮＩＨの実験動物基準に合わせて人工繁殖したＤａ／Ｈａｍ−ｂｇ（ｂｅｉｇｅ ｒａｔ）オス・７週齢を使用した。
【０００９】
ラットにネンブタール麻酔薬０．３ｍｌを腹腔内投与しその後開胸してラットの心臓を摘出した。
【００１０】
摘出心臓の大動脈にカテーテルを挿入し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、１０分間灌流し脱血した。
【００１１】
灌流溶液は３７℃のＫＨ液にペニシリンＧを添加し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭酸ガス５％）で曝気した。
【００１２】
灌流後、摂氏２０度以下にした生理食塩水をカテーテルより大動脈に５ｍｌ注入し、心停止させ、摘出心臓の表面及び、カテーテルの水分を滅菌済みガーゼで除去し、摘出心臓の重量を測定した。
【００１３】
摘出心臓を高圧密閉容器にいれた。高圧密閉容器に下部に開放型のシャーレーに蒸留水を６０ｇを置いた。高圧容器内を酸素（９５％）と炭酸ガス（二酸化炭素５％）で０．１５ＭＰａまで加圧した後、４℃の冷蔵庫に２４時間保存乾燥させ後、摘出心臓をパーフルオロカーボン液に浸漬し、摂氏４℃の冷蔵庫に２４０時間保存した。
【００１４】
保存後、冷蔵庫から摘出心臓を取り出し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭素ガス５％）で曝気した３７℃のＫＨ液で灌流した。
【００１５】
保存後の心臓は灌流後、自発的に蘇生し神経活動が保存前の状態で再開し、蘇生した摘出心臓に心電図記録用電極を装着し生体アンプを用いて、心電図を双曲誘導で連続記録した。
【００１６】
対照実験として空気を用いて乾燥後ＫＨ液で蘇生させる実験を行った。
【００１７】
実験で使用したラットは、アメリカのＮＩＨの実験動物基準に合わせて人工繁殖したＤａ／Ｈａｍ−ｂｇ（ｂｅｉｇｅ ｒａｔ）オス・７週齢を使用した。
【００１８】
ラットにネンブタール麻酔薬０．３ｍｌを腹腔内投与し、その後開胸してラットの心臓を摘出した。
【００１９】
摘出心臓の大動脈にカテーテルを挿入し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、１０分間灌流し脱血した。
【００２０】
灌流溶液は３７℃のＫＨ液にペニシリンＧを添加し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭酸ガス５％）で曝気した。
【００２１】
灌流後、摂氏２０度以下にした生理食塩水をカテーテルより大動脈に５ｍｌ注入し、心停止させ、摘出心臓の表面及び、カテーテルの水分を滅菌済みガーゼで除去し、摘出心臓の重量を測定した。
【００２２】
摘出心臓を高圧密閉容器にいれた。高圧密閉容器に下部に開放型のシャーレーに蒸留水６０ｇを置いた。高圧容器内を空気で０．１５ＭＰａまで加圧した後、４℃の冷蔵庫に２４時間保存乾燥させ後、摘出心臓をパーフルオロカーボン液に浸漬し、摂氏４℃の冷蔵庫に１０日間保存した。
【００２３】
４８時間から２４０時間後、冷蔵庫から心臓を取り出し、Ｌａｎｇｅｎｄｏｒｆｆ式灌流装置に装着し、常時混合ガス（酸素９５％＋炭酸ガス５％）で曝気した３７℃のＫＨ液で灌流した。
【００２４】
保存後の摘出心臓は灌流後、自発的に蘇生し神経活動が再開し、蘇生した摘出心臓に心電図記録用電極を装着し生体アンプを用いて、心電図を双曲誘導で連続記録した。
【００２５】
空気乾燥を対照実験として行った。
【００２６】
空気を用いて摘出心臓の乾燥保存前処理をしたものは４８時間以上保存したものは、すべて蘇生しなかった。酸素９５％炭酸ガス５％の混合ガスで保存前の乾燥処理したものはすべて蘇生し、また繰り返し乾燥保存処理した同一摘出心臓も蘇生し、いずれも摘出心臓全体に収縮を伴う心拍動が見られた。
【００２７】
摘出心臓からの自由水の水分除去率と重水濃度と蘇生状況を下記の表に示した。
【表】
乾燥に使用した気体として炭酸は、酸素９５％と炭酸ガス５％の混合ガス。空気は空気ガス。
【００２８】
表にそれぞれのサンプルの保存時間、使用気体で乾燥後の水分除去率、蘇生状態を示した。
【００２９】
高分圧の酸素と炭酸ガスの混合ガスを用いて乾燥処理を行った摘出心臓は２４０時間の保存後の蘇生に成功した。一度保存し摘出心臓を蘇生させ再度保存後、蘇生させる事に成功した。
【００３０】
対照実験として行った空気ガスによる乾燥処理では２４時間から４８時間までの蘇生しか見られなかった。
【００３１】
摘出臓器は、高分圧の酸素と炭酸ガスの混合ガスを乾燥気体として使用した方が、長期間の保存や蘇生状態に良い結果が得られたことから、高分圧の酸素と炭酸ガスは細胞内外の結合水や自由水を構造化している事が示唆された。
【００３２】
空気では、水が構造化しない。
【００３３】
水が構造化したことにより、心筋細胞内部の代謝が停止し、生命活動は休眠状態に入ったためと示唆された。
【００３４】
細胞内はほぼ水で満たされているが、細胞内の水は蒸留水とは状態が異なる。
【００３５】
細胞内は、炭水化物、脂質、蛋白質、ミネラル類、ビタミン類などの多くの物質が溶けた非常に高濃度の水溶液になっている。
【００３６】
そのため、そこにある水分子は蛋白質などの高分子に束縛され、水が「構造化」している。
【００３７】
水の構造化とは、水分子が高分子と水素結合することにより、水分子の向きが決められ、スピンしにくくなり、熱運動が遅くなった状態のことを言う。
【００３８】
構造化した水（結合水）は構造化していない水と比べると、１００万分の１ほど運動が遅く、高分子から少し離れた細胞内の水分子でも結合水と同じく１万分の１、細胞膜のすぐ外側の水は１０００分の１ほど運動が遅くなる。
【００３９】
このため、結合水に囲まれた高分子は、水に囲まれずに存在する高分子に比べ、外部からの刺激の影響を受けにくい。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）によって生体内を乾燥させることにより水を構造化させて生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体を保存後、蘇生させる方法。
【請求項２】
混合ガスを使用して乾燥保存した生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体を休眠させたり生命活動を再開させたりする半生物学（ｓｅｍｉｂｉｏｌｏｇｙ）の技術を使用し、不治の病気の治療に用いる方法。
【請求項１】
混合ガス（酸素、窒素、クリプトン、キセノン、イソフルラン、セボフルラン、笑気ガス、二酸化炭素など）によって生体内を乾燥させることにより水を構造化させて生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体を保存後、蘇生させる方法。
【請求項２】
混合ガスを使用して乾燥保存した生物（植物と動物）の細胞、組織、臓器、個体を休眠させたり生命活動を再開させたりする半生物学（ｓｅｍｉｂｉｏｌｏｇｙ）の技術を使用し、不治の病気の治療に用いる方法。
【公開番号】特開２００６−２９８８８８（Ｐ２００６−２９８８８８Ａ）
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−１４４６６１（Ｐ２００５−１４４６６１）
【出願日】平成１７年４月１５日（２００５．４．１５）
【出願人】（５０３２７９２０８）
【出願人】（３０００９１９３５）
【出願人】（５９１１０２６８２）
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１１月２日（２００６．１１．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年４月１５日（２００５．４．１５）
【出願人】（５０３２７９２０８）
【出願人】（３０００９１９３５）
【出願人】（５９１１０２６８２）
【Ｆターム（参考）】
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