JP5606713B2 - Method for stimulating and / or measuring central nerve and probe therefor - Google Patents

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Description

本発明は、中枢神経組織を刺激および/または測定する方法およびそのためのプローブに関する。   The present invention relates to a method for stimulating and / or measuring central nervous tissue and a probe therefor.

細胞レベルで中枢神経系の動態を調べる手法として、神経組織に直接プローブを刺しこんで、電気的および/または光学的な刺激を与えたり、電気信号を検出したり、または、光学像を観察する方法が知られている。   As a method of examining the dynamics of the central nervous system at the cellular level, a probe is directly inserted into nerve tissue, and electrical and / or optical stimulation is applied, an electrical signal is detected, or an optical image is observed. The method is known.

例えば、特許文献1には、ラット等の検体に脳内刺激を与え、その行動を観察することができる行動解析装置が開示されている。   For example, Patent Literature 1 discloses a behavior analysis apparatus that can apply brain stimulation to a specimen such as a rat and observe the behavior.

また、非特許文献1には、マウスの脳組織内の神経細胞に蛍光タンパク質等を発現させて、脳組織内に挿入された微小なレンズを介して、生きたマウスにおける神経細胞を顕微鏡観察する方法が開示されている。   In Non-Patent Document 1, a fluorescent protein or the like is expressed in a nerve cell in a mouse brain tissue, and the nerve cell in a living mouse is observed with a microscope through a minute lens inserted in the brain tissue. A method is disclosed.

このような方法では、対象となる生物の、生命活動を営む本来の姿により近い状態で観察することができる。そのため、組織切片標本や、培養細胞標本等を用いる方法よりも、切片化や部分化に起因する影響を極力排除でき、対象とする細胞や組織の本来の姿を観察および/または測定することができる。   In such a method, it is possible to observe the target organism in a state closer to the original form of conducting life activity. Therefore, it is possible to eliminate the influence caused by sectioning and partialization as much as possible, and to observe and / or measure the original shape of the target cell or tissue rather than the method using tissue section specimens or cultured cell specimens. it can.

このような生存状態にある対象生物の中枢神経等を刺激および/または測定する方法では、その生物が通常の生命活動を営んでいる状態を極力維持することが重要となる。しかしながら、中枢神経組織の穿刺やプローブ等の挿入に起因して、望ましくない反応が当該組織に生じる。   In the method of stimulating and / or measuring the central nervous system or the like of a target organism in such a living state, it is important to maintain as much as possible the state in which the organism performs normal life activities. However, an undesirable reaction occurs in the tissue due to puncture of the central nervous tissue or insertion of a probe or the like.

1つは神経組織の損傷の問題である。調べようとする細胞は組織表面にあるとは限らず、例えば大脳の下部に位置する海馬といったように、神経組織の深部に位置する場合がある。このような場合、プローブをその部位まで届かせるための経路として神経組織に深い穴を開ける必要がある。穴を開ける工程において、その経路に位置する多数の神経細胞や軸索が損傷を受ける。神経細胞や軸索が損傷すると、それらが担っていた中枢神経系の機能の一部が損なわれることとなる。すなわち、これは本来の中枢神経の機能が損なわれることを意味する。本来の状態を観察するという観点から、神経細胞や軸索の損傷がないことが理想的である。   One is the problem of nerve tissue damage. The cells to be examined are not necessarily located on the tissue surface, and may be located deep in the nerve tissue, such as the hippocampus located below the cerebrum. In such a case, it is necessary to make a deep hole in the nerve tissue as a route for the probe to reach the site. In the process of making a hole, many nerve cells and axons located in the path are damaged. When nerve cells and axons are damaged, some of the functions of the central nervous system that they carry out are impaired. In other words, this means that the function of the central nervous system is impaired. From the viewpoint of observing the original state, it is ideal that there is no damage to nerve cells or axons.

もう1つの問題は、グリア瘢痕の形成である。中枢神経組織が損傷を受けると、数日の内にその損傷部位にグリア瘢痕と呼ばれる組織が形成される。プローブのような異物が中枢神経組織に穿刺、挿入または留置された場合にも、同様のグリア瘢痕がプローブの周囲に形成される。グリア瘢痕は電気抵抗が高いため、電気プローブの周囲にこれが形成された場合、注目部位に電気刺激を与えたり、当該部位から電気信号を検出したりすることが困難となる。従って、特に電気プローブを用いる実験では、グリア瘢痕の形成を抑えることが望ましい。しかしなら、例えば電気プローブの材質、形状または穿刺速度を変えてもグリア瘢痕の形成は抑制されないことが知られている(非特許文献2)。なお、非特許文献2では、グリア瘢痕のことを"sheath"すなわち「鞘」と呼んでいる。   Another problem is the formation of glial scars. When central nervous tissue is damaged, a tissue called glial scar is formed in the damaged site within a few days. A similar glial scar is also formed around the probe when a foreign object such as a probe is punctured, inserted or placed in the central nervous tissue. Since the glial scar has a high electric resistance, when it is formed around the electric probe, it is difficult to apply an electrical stimulus to the site of interest and to detect an electrical signal from the site. Therefore, it is desirable to suppress the formation of glial scars, particularly in experiments using electrical probes. However, for example, it is known that the formation of glial scars is not suppressed even when the material, shape, or puncture speed of the electric probe is changed (Non-Patent Document 2). In Non-Patent Document 2, the glial scar is called “sheath”, that is, “sheath”.

特開昭62−222105号公報JP-A-62-222105

Karl Deisseroth et al., The Journal of Neuroscience, 2006, 26(41):10380-10386Karl Deisseroth et al., The Journal of Neuroscience, 2006, 26 (41): 10380-10386 Vadim S. et al., Journal of Neuroscience Methods, 2005, 148:1-18Vadim S. et al., Journal of Neuroscience Methods, 2005, 148: 1-18

本発明は、特に、神経組織の損傷およびグリア瘢痕の形成を抑制し、それにより、対象となる生物のより本来に近い状態で中枢神経を刺激および/または測定する方法、および、そのような方法に使用することができるプローブを提供することを課題とする。   The present invention particularly relates to a method for inhibiting nerve tissue damage and the formation of glial scars, thereby stimulating and / or measuring the central nerve in a more natural state of the organism of interest, and such a method It is an object of the present invention to provide a probe that can be used for the above.

本発明の実施態様によれば、エネルギー授受手段を用いて、ヒトを除く脊椎動物の中枢神経組織を刺激または測定する方法であって、a)前記組織を穿刺すること、b)前記穿刺部位に、中枢神経修復効果を有する有効成分を投与すること、c)前記穿刺した部位において、前記エネルギー授受手段と前記中枢神経組織との間でエネルギー授受を行うことを含み、前記エネルギー授受が前記有効成分による中枢神経修復効果を得た状態で実行されることを特徴とする方法が提供される。   According to an embodiment of the present invention, there is provided a method for stimulating or measuring a central nervous tissue of a vertebrate other than a human using an energy transfer means, comprising a) puncturing the tissue, b) puncturing the puncture site Administration of an active ingredient having a central nerve repair effect, c) energy transfer between the energy transfer means and the central nervous tissue at the punctured site, wherein the energy transfer is the active ingredient The present invention provides a method characterized in that the method is executed in a state where a central nerve repair effect is obtained.

また、本発明の別の実施態様によれば、ヒトを除く脊椎動物の中枢神経組織を刺激または測定するためのプローブであって、対象部位に中枢神経修復効果を有する有効成分を投与するための有効成分投与手段と、前記対象部位において、前記中枢神経組織との間でエネルギー授受を行うためのエネルギー授受手段とを具備するプローブが提供される。   According to another embodiment of the present invention, there is provided a probe for stimulating or measuring central nervous tissue of vertebrates other than humans for administering an active ingredient having a central nerve repair effect to a target site. There is provided a probe comprising an active ingredient administration means and an energy exchange means for exchanging energy with the central nervous tissue at the target site.

本発明によれば、神経組織の損傷およびグリア瘢痕の形成を抑制することができる結果、対象となる生物のより本来に近い状態で中枢神経を刺激および/または測定できる方法が提供される。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the damage | damage of a nerve tissue and formation of a glial scar can be suppressed, As a result, the method which can stimulate and / or measure a central nerve in the state nearer the target organism is provided.

本発明に係る方法の一実施態様を示すフローチャート。2 is a flowchart showing an embodiment of a method according to the present invention. 本発明に係る方法の一実施態様を示す図。FIG. 3 shows an embodiment of the method according to the invention. 従来の方法を示す図。The figure which shows the conventional method. 本発明に係るプローブが組織に穿刺された状態を示す図。The figure which shows the state by which the probe based on this invention was punctured by the structure | tissue. 本発明に係るプローブの例を示す図。The figure which shows the example of the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブを示す図。The figure which shows the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブの断面の一部を示す図。The figure which shows a part of cross section of the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブを示す図。The figure which shows the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブを示す図。The figure which shows the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブを示す図および断面図。The figure and sectional drawing which show the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブを示す断面図。Sectional drawing which shows the probe which concerns on this invention. 本発明に係るプローブを示す断面図。Sectional drawing which shows the probe which concerns on this invention. 本発明に係る装置を示す図。The figure which shows the apparatus which concerns on this invention.

本発明にかかる方法は、エネルギー授受手段を用いて、ヒトを除く脊椎動物の中枢神経組織を刺激または測定する方法であって、a)前記組織に穿刺すること、b)前記穿刺部位に、中枢神経修復効果を有する有効成分を投与すること、c)前記穿刺した部位において、前記エネルギー授受手段と前記中枢神経組織との間でエネルギー授受を行うことを含む方法である。   The method according to the present invention is a method for stimulating or measuring the central nervous tissue of vertebrates other than humans using an energy transfer means, which comprises a) puncturing the tissue, b) centralizing the puncture site. Administering an active ingredient having a nerve repairing effect, and c) performing energy transfer between the energy transfer means and the central nervous tissue at the punctured site.

以下に、図面を参照しながら本発明の一実施態様にかかる方法について説明する。
図1は、本発明に係る方法の一実施態様を示すフローチャートである。この方法では、まずラットやマウス等、対象とする生物の頭部の皮膚を剥がし頭蓋骨を露出させる(図1中1−1)。次に、頭蓋骨に穴を開けて脳を露出させる(1−2)。次に、頭蓋骨に開けた穴を介して、露出した脳組織に穿刺する(1−3)。次に、穿刺部位に、有効成分を投与する(1−4)。そして、穿刺した部位にて、エネルギー授受を行う(1−5)。
Hereinafter, a method according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a flow chart illustrating one embodiment of a method according to the present invention. In this method, the skin of the head of a target organism such as a rat or mouse is first peeled to expose the skull (1-1 in FIG. 1). Next, a hole is made in the skull to expose the brain (1-2). Next, the exposed brain tissue is punctured through a hole formed in the skull (1-3). Next, an active ingredient is administered to the puncture site (1-4). Then, energy is exchanged at the punctured site (1-5).

頭蓋骨の露出および頭蓋骨に穴を開ける工程(1−1および1−2)は、当該分野において一般に行われる方法によって行うことができる。例えば、ケタミン等の麻酔剤およびキシラジン等の鎮静剤にてマウスを麻酔した後、頭部を剃毛し、正中線に沿って1−1.5cm程切開し、皮膚を切開部分から広げることで頭蓋骨を露出させることができる。その後、頭蓋骨の対象とする位置に医療用ドリル等で穴を開けることができる。   The steps of exposing the skull and making a hole in the skull (1-1 and 1-2) can be performed by a method generally performed in the art. For example, by anesthetizing a mouse with an anesthetic such as ketamine and a sedative such as xylazine, the head is shaved, an incision is made about 1-1.5 cm along the midline, and the skin is expanded from the incision. The skull can be exposed. Thereafter, a hole can be drilled at a target position of the skull with a medical drill or the like.

露出した中枢神経を穿刺する工程(1−3)は、主に、その後に挿入されるプローブ等を、極力組織を破壊することなく目的部位まで到達させるために行われる。後に使用するプローブ等の先端が組織に対して十分尖ったものでない場合、それを組織に穿刺すると、破壊の程度がより深刻となることが予想される。これに対し、あらかじめ穿刺して形成した孔に沿ってプローブを挿入することで、更なる組織の破壊を抑制できる。この工程に使用される、中枢神経組織に穿刺しまたは孔を開ける手段(穿刺手段)は、組織を穿刺するために先端が十分に尖った物を使用することができる。例えば、中空の注射針もしくはチューブまたは中心の詰まった針等を使用することができる。その材質も、金属、プラスチックまたはガラス等、組織に穿刺するために十分な剛性を有するものを使用することができる。更に、目的とする部位に到達できるように、長さを適宜設定できる。また、例えば、損傷を与えてはならない特定の部位を回避できるような形状、例えば、湾曲した針状形状等であってもよい。   The step (1-3) of puncturing the exposed central nerve is mainly performed in order to make the probe or the like inserted thereafter reach the target site as much as possible without destroying the tissue. When the tip of a probe or the like to be used later is not sufficiently pointed with respect to the tissue, it is expected that the degree of destruction becomes more serious when the tissue is punctured. On the other hand, further tissue destruction can be suppressed by inserting the probe along a hole formed by puncturing in advance. As the means for puncturing or perforating the central nervous tissue used in this step (puncturing means), an object having a sufficiently sharp tip for puncturing the tissue can be used. For example, a hollow injection needle or tube or a center-filled needle can be used. As the material, a material having sufficient rigidity for puncturing a tissue, such as metal, plastic or glass, can be used. Furthermore, the length can be appropriately set so that the target part can be reached. Further, for example, a shape that can avoid a specific part that should not be damaged, for example, a curved needle-like shape may be used.

穿刺部位に、中枢神経修復効果を有する有効成分を投与する工程(1−4)は、その後に行う組織への刺激の付与または組織からの情報の検出に阻害となるような生体反応を抑制するために行われる。そのような抑制は、有効成分を中枢神経等の組織に投与することで行われる。中枢神経組織を研究の対象とする場合、このような中枢神経修復効果を有する有効成分としては、神経組織の損傷およびグリア瘢痕の形成に起因する問題を回避するために、神経組織の損傷からの回復を促進しおよび/またはグリア瘢痕の形成を抑制するような有効成分であればよい。   The step (1-4) of administering an active ingredient having a CNS repair effect to the puncture site suppresses a biological reaction that is hindered in the subsequent application of stimulation to the tissue or detection of information from the tissue. Done for. Such suppression is performed by administering an active ingredient to tissues such as the central nerve. When studying the central nervous tissue, the active ingredient having such a central nervous repair effect is to prevent the damage from the nervous tissue and to avoid problems caused by the formation of glial scars. Any active ingredient that promotes recovery and / or suppresses the formation of glial scars may be used.

このような有効成分の投与は、有効成分投与手段を用いて行われる。本発明にいう「有効成分投与手段」とは、後述するような特定の効果を奏する有効成分を中枢神経等の組織に投与するための手段を指す。例えば、有効成分投与手段として、注射針を使用することができる。この場合、注射針は、有効成分供給手段としての注射器等に接続されており、この有効成分供給手段から送り出される有効成分を、穿刺した目的部位に対して排出する。また、有効成分投与手段として、有効成分を塗布したまたは保持させた針または棒等を使用することもできる。この場合、有効成分は、特に針または棒の先端に塗布または保持されており、当該針または棒を、穿刺手段によって穿刺した部分に挿入し、目的部位に拡散させることで有効成分が投与される。また、注射針の内部を通して有効成分を投与させつつ、同時に、当該注射針の組織と接する面に有効成分を保持させ、拡散により投与させることもできる。   Administration of such an active ingredient is performed using an active ingredient administration means. The “active ingredient administration means” in the present invention refers to a means for administering an active ingredient having a specific effect as described later to a tissue such as the central nerve. For example, an injection needle can be used as the active ingredient administration means. In this case, the injection needle is connected to a syringe or the like as an active ingredient supply means, and the active ingredient delivered from the active ingredient supply means is discharged to the punctured target site. In addition, as an active ingredient administration means, a needle or a rod coated with or holding an active ingredient can be used. In this case, the active ingredient is applied or held particularly at the tip of the needle or stick, and the active ingredient is administered by inserting the needle or stick into the part punctured by the puncture means and diffusing to the target site. . It is also possible to administer the active ingredient through the inside of the injection needle while simultaneously holding the active ingredient on the surface of the injection needle in contact with the tissue and administering it by diffusion.

この工程における投与によれば、有効成分は、直接投与された部位のみならず、拡散および/または自走によりその周辺部位に到達してもよい。「自走」とは、例えば有効成分が細胞である場合に、当該細胞が、直接投与された部位から、周辺部位等に移動することをいう(有効成分および当該細胞の詳細については後述する)。   According to the administration in this step, the active ingredient may reach not only the directly administered site but also the surrounding site by diffusion and / or self-running. “Self-propelled” means that, for example, when the active ingredient is a cell, the cell moves from a directly administered site to a peripheral site or the like (details of the active ingredient and the cell will be described later). .

また、この工程にいう「穿刺部位」とは、穿刺手段によって穿刺した部分に限らず、穿刺予定の部位を含む。従って、「穿刺部位に、有効成分を投与する」ことは、穿刺手段による穿刺に先立ち、行われてよい。この場合、穿刺しようとする部位またはその近傍における組織表面に、有効成分を塗布または滴下することで、有効成分は、組織深部に位置する目的部位まで拡散および/または自走により到達する。そのため、本発明における「穿刺する」とは、最終的に刺激または測定のための手段が、対象部位としての細胞や組織の特定領域に対して最小限の侵襲ボリュームでもって刺激または測定可能に侵入する工程を広く意味する。   Further, the “puncture site” referred to in this step is not limited to the portion punctured by the puncture means, but includes a site to be punctured. Therefore, “administering an active ingredient to the puncture site” may be performed prior to puncturing by the puncturing means. In this case, by applying or dripping the active ingredient onto the tissue surface at or near the site to be punctured, the active ingredient reaches the target site located deep in the tissue by diffusion and / or self-running. Therefore, the term “puncture” in the present invention means that the means for stimulation or measurement finally penetrates into a specific region of a cell or tissue as a target site so that it can be stimulated or measured with a minimum invasive volume. Widely means the process to do.

穿刺した部位にて、エネルギー授受を行う工程(1−5)では、エネルギー授受手段を用いて、目的とする部位や細胞に刺激を与えおよび/または目的とする部位や細胞の情報を検出する。本発明において「刺激を与える」とは、細胞または組織の特定の部位に対し、主として、電気的な刺激を与えること、または、光による刺激を与えることを指すが、それらに限定されず、治療、診断、研究等の目的で特定の薬剤(但し、本発明の中枢神経本来の活性を維持するための修復効果を有する薬剤を除く)を穿刺した部位に対し供給することによる刺激や超音波による刺激など、当該分野において細胞や組織に対して行われるあらゆる刺激を与えることを含む。また、本発明において「測定」とは、刺激したり検出することによって最終的に医学的情報を含む情報を得ることを意味し、定性的測定でも定量的測定の何れでもよい。また、本発明において「検出する」とは、主として、細胞や組織にて発生した電気的信号を測定すること、または、細胞や組織に発現させた蛍光タンパク質などの生物学的発光を検出すること指すが、これらに限定されず、当該分野において細胞や組織にて行われるあらゆる検出を含む。従って、本発明において「検出する」という用語は、細胞や組織を「観察する」という意味を含む。また、「エネルギー授受手段」とは、組織や細胞といった対象とする部位に対し光または電気によるエネルギーまたは信号等を与えること、そのような部位からの光または電気によるエネルギーまたは信号等を検出すること、または、それらの両者を行う手段を指す。例えば、光ファイバー、顕微鏡対物レンズまたは電極がこれに該当する。なお、当該分野において、一般に、光ファイバー、顕微鏡対物レンズまたは電極のそれぞれを「プローブ」と称する場合があるが、本発明にて使用される「プローブ」という用語は、このような一般的な使用とは厳密には異なる。すなわち、本発明にて使用される「プローブ」とは、光ファイバー、顕微鏡対物レンズまたは電極といった「エネルギー授受手段」を少なくとも含み、さらに「穿刺手段」および/または「有効成分投与手段」を任意に含むものを指す。従って、本発明にて使用される「プローブ」とは、「エネルギー授受手段」を含み「穿刺手段」および「有効成分投与手段」を含まないものであってもよく、または、「エネルギー授受手段」および「有効成分投与手段」を含み「穿刺手段」を含まないものであってもよく、または、「エネルギー授受手段」、「有効成分投与手段」および「穿刺手段」をすべて含むものであってもよい。本発明において「プローブ」という用語は、光ファイバー、顕微鏡対物レンズまたは電極と同義に使用されず、少なくとも、光ファイバー、顕微鏡対物レンズまたは電極といった「エネルギー授受手段」を構成成分として含むものを指すことに留意される。   In the step of transferring energy at the punctured site (1-5), the energy transfer means is used to stimulate the target site or cell and / or detect information on the target site or cell. In the present invention, “stimulate” mainly refers to giving an electrical stimulus or stimulating by light to a specific part of a cell or tissue, but is not limited thereto, and treatment By stimulation or ultrasound by supplying a specific drug (except for a drug having a repair effect for maintaining the original activity of the central nerve of the present invention) to the punctured site for the purpose of diagnosis, research, etc. It includes providing all stimuli, such as stimuli, performed on cells and tissues in the field. In the present invention, “measurement” means that information including medical information is finally obtained by stimulation or detection, and may be either qualitative measurement or quantitative measurement. In the present invention, “detecting” mainly means measuring an electrical signal generated in a cell or tissue, or detecting biological luminescence such as a fluorescent protein expressed in the cell or tissue. This includes, but is not limited to, any detection performed on cells or tissues in the art. Therefore, in the present invention, the term “detect” includes the meaning of “observing” a cell or tissue. In addition, “energy transfer means” refers to applying energy or signals by light or electricity to a target site such as tissue or cells, and detecting energy or signals by light or electricity from such sites. Or a means of doing both. For example, an optical fiber, a microscope objective lens, or an electrode corresponds to this. In this field, generally, each of the optical fiber, the microscope objective lens, and the electrode may be referred to as a “probe”, but the term “probe” used in the present invention refers to such general use. Are strictly different. That is, the “probe” used in the present invention includes at least an “energy transfer unit” such as an optical fiber, a microscope objective lens, or an electrode, and optionally includes a “puncture unit” and / or an “active ingredient administration unit”. Refers to things. Accordingly, the “probe” used in the present invention may include “energy transfer means” and may not include “puncture means” and “active ingredient administration means” or “energy transfer means”. And “active ingredient administration means” may be included and “puncture means” may not be included, or “energy transfer means”, “active ingredient administration means” and “puncture means” may be included. Good. In the present invention, the term “probe” is not used synonymously with an optical fiber, a microscope objective lens, or an electrode, and refers to an element that includes at least an “energy transfer means” such as an optical fiber, a microscope objective lens, or an electrode as a constituent component. Is done.

本発明の効果を図2および図3を用いて説明する。
図3は、従来のプローブを用いた中枢神経の刺激および/または測定方法の代表的例を示す図である。従来の方法では、プローブの挿入前に予め針等を組織に穿刺することなく、図3に示すように、刺激および/または測定用のプローブ10によって中枢神経組織1に対して穿刺が行われる(3−2)。その穿刺によって、神経細胞2の軸索4が切断され、軸索切断部7が生じる(3−2、図中破線で囲まれる部分)。プローブ10が穿刺に適した十分尖った構造をとっていない場合には、中枢神経組織1の損傷の程度は大きくなる。このような損傷に応答して、グリア細胞5は、活性化し(3−3)、プローブ10穿刺部および軸索切断部7を含む損傷部分に集合する(3−4)。集合したグリア細胞5は、(3−5)に示されるように形態変化を起こし(変性したグリア細胞12)、細胞間架橋が形成されグリア細胞同士が接着し、グリア瘢痕13が形成される(3−6)。プローブ10が電極プローブである場合、組織への電気刺激や組織からの電気の検出が、このグリア瘢痕13によって阻害される。また、プローブ10が光学プローブ(即ち、光ファイバーや顕微鏡対物レンズ等)である場合、グリア瘢痕13が介在することで観察自体が妨げられ、また、グリア瘢痕13の形成や軸索の切断により組織中の環境が変化し、本来観察すべき姿を調べることができなくなる。
The effect of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 3 is a diagram showing a typical example of a method for stimulating and / or measuring a central nerve using a conventional probe. In the conventional method, the central nervous tissue 1 is punctured by the stimulation and / or measurement probe 10 as shown in FIG. 3 without puncturing the tissue with a needle or the like in advance before inserting the probe (see FIG. 3). 3-2). By the puncture, the axon 4 of the nerve cell 2 is cut, and an axon cutting part 7 is generated (3-2, a part surrounded by a broken line in the figure). When the probe 10 does not have a sufficiently sharp structure suitable for puncture, the degree of damage to the central nervous tissue 1 is increased. In response to such damage, the glial cells 5 are activated (3-3) and gather in a damaged portion including the probe 10 puncture portion and the axotomy section 7 (3-4). The aggregated glial cells 5 undergo morphological changes as shown in (3-5) (denatured glial cells 12), intercellular bridges are formed, the glial cells adhere to each other, and a glial scar 13 is formed ( 3-6). When the probe 10 is an electrode probe, electrical stimulation to the tissue and detection of electricity from the tissue are inhibited by the glial scar 13. When the probe 10 is an optical probe (that is, an optical fiber, a microscope objective lens, etc.), the observation itself is hindered by the intermediary of the glial scar 13, and the formation of the glial scar 13 and the cutting of the axon cuts the tissue. The environment has changed, and it is impossible to investigate what should be observed.

図2には、本発明の一実施態様にかかる方法が記載されている。本発明では、(2−2)に示されるように、穿刺手段6を使用して中枢神経組織1を穿刺する。この穿刺によって、軸索が切断され、軸索切断部7が形成されると考えられる(2−2)。その後、穿刺手段6を中枢神経組織1から抜き取り、有効成分投与手段8が挿入される(2−3)。なお、穿刺手段6と有効成分投与手段8とが一体化している場合(例えば、注射針等を用いる場合)には、穿刺と有効成分投与が一連の工程において行われてもよい。次に、有効成分投与手段8から、有効成分9が投与される(2−3、当該図中、有効成分投与手段8は断面図として表されている)。図示されるように、有効成分9は、投与された部位から、その周辺へと拡散および/または自走する。投与後、有効成分投与手段8は中枢神経組織1から抜き取られ(2−4)、次にプローブ10が挿入される(2−5)。このとき、有効成分の作用により、従来の方法で生じるようなグリア細胞5の集合は抑えられ、その結果グリア瘢痕の形成が抑制される。また、有効成分の作用により切断された軸索が修復される(修復済み軸索11)。これにより、穿刺以前の中枢神経の環境の状態、すなわち本来の中枢神経の環境により近い状態で、プローブ10によって電気刺激の付与または検出や、光学像の検出等を行うことができる。   FIG. 2 describes a method according to one embodiment of the present invention. In the present invention, as shown in (2-2), the central nervous tissue 1 is punctured using the puncture means 6. By this puncture, it is considered that the axon is cut and the axon cutting part 7 is formed (2-2). Thereafter, the puncture means 6 is extracted from the central nervous tissue 1 and the active ingredient administration means 8 is inserted (2-3). When the puncture means 6 and the active ingredient administration means 8 are integrated (for example, when an injection needle or the like is used), the puncture and the active ingredient administration may be performed in a series of steps. Next, the active ingredient 9 is administered from the active ingredient administration means 8 (2-3, in the figure, the active ingredient administration means 8 is represented as a cross-sectional view). As shown in the figure, the active ingredient 9 diffuses and / or self-propels from the administration site to the periphery thereof. After the administration, the active ingredient administration means 8 is extracted from the central nervous tissue 1 (2-4), and then the probe 10 is inserted (2-5). At this time, the action of the active ingredient suppresses the aggregation of glial cells 5 that occurs in the conventional method, and as a result, the formation of glial scars is suppressed. Moreover, the axon cut | disconnected by the effect | action of an active ingredient is repaired (repaired axon 11). Thereby, it is possible to apply or detect electrical stimulation, detect an optical image, or the like by the probe 10 in a state of the central nervous environment before puncturing, that is, a state closer to the original central nervous environment.

本発明における方法において、対象となる組織は中枢神経組織である。すなわち、中枢神経組織とは、脊椎動物においては脳および脊髄の組織である。中枢神経組織を有する生物であれば、あらゆる生物に対して本発明を使用することができるが、脊椎動物の中枢神経組織を使用することが好ましい。特に、哺乳類動物の中枢神経組織を使用することが好ましい。具体的には、マウス、ラット、サル、イヌ、ネコおよびブタ等を使用することができる。   In the method of the present invention, the target tissue is a central nervous tissue. That is, the central nervous tissue is brain and spinal cord tissue in vertebrates. Although the present invention can be used for any organism that has a central nervous tissue, it is preferred to use the central nervous tissue of a vertebrate. In particular, it is preferable to use mammalian central nervous tissue. Specifically, mice, rats, monkeys, dogs, cats, pigs and the like can be used.

本発明において、有効成分は、特に、中枢神経修復効果を有する有効成分である。ここで、「中枢神経修復効果」とは、穿刺やプローブ等の挿入によって変化を受けた中枢神経組織を、その生物が正常に生存していた場合における本来の状態へと戻す効果のことをいう。例えば、切断された軸索の修復、グリア細胞、特にアストロサイト(グリア細胞の1種)の活性化の抑制および/またはグリア瘢痕の形成の抑制等を促進する効果である。従って、「中枢神経修復効果」とは、軸索伸長促進効果、アストロサイト活性化抑制効果またはグリア瘢痕形成抑制効果のことであり、または、これら3つの効果の何れかの組み合わせのことをいう。   In the present invention, the active ingredient is particularly an active ingredient having a central nerve repair effect. Here, the “central nerve repair effect” refers to an effect of returning the central nervous tissue that has been changed by puncture or insertion of a probe or the like to its original state when the organism has survived normally. . For example, it has an effect of promoting repair of cut axons, suppression of activation of glial cells, particularly astrocytes (one type of glial cells) and / or suppression of formation of glial scars. Therefore, the “central nerve repair effect” refers to an axonal elongation promoting effect, an astrocyte activation inhibitory effect, a glial scar formation inhibitory effect, or a combination of any of these three effects.

このような効果を示す有効成分としては、当該分野において既知のものを使用することができる。当該有効成分としては、細胞を使用することもでき、また、細胞以外の物質を使用することもできる。   As the active ingredient exhibiting such an effect, those known in the art can be used. As the active ingredient, cells can be used, and substances other than cells can also be used.

本発明に使用することができる中枢神経修復効果を有する有効成分としての細胞の例は、星状細胞限定前駆細胞(特表2006−503543、特開2008−289486)、嗅神経鞘グリア細胞(特表2007−536901)、分娩後由来細胞(胎盤組織由来細胞、臍帯組織由来細胞)(特表2007−521793)、グリア制限前駆細胞(特表2001−525164)または活性未熟アストロサイト(特表平02−501535)を使用することができる。これらの細胞に限らず、上記した文献に記載されるその他の細胞、また、中枢神経修復効果を有するあらゆる細胞を使用することができる。   Examples of cells as active ingredients having a CNS repairing effect that can be used in the present invention include astrocyte-restricted progenitor cells (JP 2006-503543, JP-A 2008-289486), olfactory nerve sheath glial cells (SP) Table 2007-536901), postpartum-derived cells (placental tissue-derived cells, umbilical cord tissue-derived cells) (special table 2007-521793), glia-restricted progenitor cells (special table 2001-525164) or active immature astrocytes (special table 02 -50535) can be used. Not only these cells but also other cells described in the above-mentioned literature, and any cells having a CNS repair effect can be used.

本発明に使用することができる中枢神経修復効果を有する有効成分としての物質の例は、ヘパリン、ヘパリン誘導体(特開2005−068057)、ノギン(特開2008−255071)、塩酸ファスジル水和物(特開2007−246466)、IL−17F(特表2008−513415)、EphA4受容体アンタゴニスト、EphA4受容体に対する抗体、EphA4受容体に対するアンチセンスRNA、EphA4受容体に対するアンチセンスDNA、EphA4受容体に対するsiRNA、エフリンアンタゴニスト、エフリンに対する抗体、エフリンに対するアンチセンスRNA、エフリンに対するアンチセンスDNA、エフリンに対するsiRNA(EphA4受容体およびエフリンに関して、いずれも特表2008−512394に開示される)、Arg−Gly−Gluであるアミノ酸配列を含む環状ペプチド(特表2007−505145)、p75受容体結合剤(特表2007−505145)、Nogo阻害剤(特表2006−526382)、TNR阻害剤(特表2006−526382)、MAG阻害剤(特表2006−526382)、CD81(特表2005−537779、特表2004−517917)、ホスホジエステラーゼ4型阻害剤(特表2004−532809)、軸索形成因子1(特表平10−505238)、軸索形成因子2(特表平10−505238)または骨形成因子1A型受容体阻害剤(WO06/137377)である。これらの物質に限らず、上記した文献に記載されるその他の物質、また、中枢神経修復効果を有するあらゆる物質を使用することができる。   Examples of substances that can be used in the present invention as active ingredients having a CNS repair effect include heparin, heparin derivatives (JP 2005-068057), noggin (JP 2008-255071), fasudil hydrochloride hydrate ( JP2007-246466), IL-17F (special table 2008-513415), EphA4 receptor antagonist, antibody against EphA4 receptor, antisense RNA against EphA4 receptor, antisense DNA against EphA4 receptor, siRNA against EphA4 receptor , Ephrin antagonists, antibodies to ephrin, antisense RNA to ephrin, antisense DNA to ephrin, siRNA to ephrin (all related to EphA4 receptor and ephrin, 2008-5) 2394), a cyclic peptide containing the amino acid sequence of Arg-Gly-Glu (special table 2007-505145), p75 receptor binding agent (special table 2007-505145), Nogo inhibitor (special table 2006-526382) ), TNR inhibitor (special table 2006-526382), MAG inhibitor (special table 2006-526382), CD81 (special table 2005-537779, special table 2004-517917), phosphodiesterase type 4 inhibitor (special table 2004-532809) ), Axon forming factor 1 (Tokuhei Hei 10-505238), axon forming factor 2 (Tokuhyo Hei 10-505238) or osteogenic factor 1A type receptor inhibitor (WO06 / 137377). Not only these substances but also other substances described in the above-mentioned literature, and any substance having a central nerve repair effect can be used.

本発明にかかる方法は、上述したとおり、a)組織を穿刺すること、b)前記穿刺部位に、中枢神経修復効果を有する有効成分を投与すること、c)前記穿刺した部位において、エネルギー授受手段と前記中枢神経組織との間でエネルギー授受を行うことを含むが、これらaからcは、それぞれ独立した工程において行うことができる。すなわち、a)何らかの穿刺手段を用いて穿刺を行い、当該穿刺手段を組織から抜いた後、b)当該穿刺手段とは異なる有効成分投与手段を用いて、中枢神経修復効果を有する有効成分を投与し、c)穿刺手段および有効成分投与手段とは独立したエネルギー授受手段を用いて、エネルギー授受によって中枢神経組織の特定部位を刺激または測定することができる。例えば、穿刺手段として針、有効成分投与手段として注射針およびエネルギー授受手段として顕微鏡対物レンズをそれぞれ用いることができる。   As described above, the method according to the present invention includes a) puncturing a tissue, b) administering an active ingredient having a central nerve repair effect to the puncture site, c) energy transfer means in the puncture site. And a transfer of energy between the central nervous system and the central nervous tissue, a to c can be performed in independent processes. That is, a) puncture using some puncture means, and after removing the puncture means from the tissue, b) administering an active ingredient having a CNS repair effect using an active ingredient administration means different from the puncture means And c) a specific site of the central nervous tissue can be stimulated or measured by energy transfer using energy transfer means independent of the puncture means and the active ingredient administration means. For example, a needle can be used as the puncturing means, an injection needle as the active ingredient administration means, and a microscope objective lens as the energy transfer means.

さらに、上記aからcの工程を何れかの組み合わせで、同一の工程または一連の工程として行うことができる。このとき、本発明における「穿刺手段」、「有効成分投与手段」および「エネルギー授受手段」というそれぞれの用語が、独立した1つの物体を指す場合だけでなく、特定の物体の一部を指す場合もある。これは、これらの手段のうちの複数または全てを、1つの物体に兼ね備えさせることができることを意味する。このことを以下に詳述する。   Furthermore, the above steps a to c can be performed in any combination as the same step or a series of steps. In this case, the terms “puncture means”, “active ingredient administration means”, and “energy transfer means” in the present invention indicate not only one independent object but also a part of a specific object. There is also. This means that one or more of these means can be combined in one object. This will be described in detail below.

本発明において、例えばaおよびbの工程を、同一または一連の工程にて行うことができる。例えば工程aにおいて穿刺手段として注射針を用いて穿刺した後、そのまま工程bとして当該注射針から有効成分を投与することができる。この場合、当該注射針が、有効成分供給手段としての注射器等に始めから連結されているか、または穿刺後投与前に連結されるかは問わない。このような実施態様においては、当該注射針は、穿刺手段と有効成分投与手段とを兼ねているといえる。また別の例として、針の先端およびその周辺部分に有効成分を塗布または保持させたものを用いることができる。そのような針にて穿刺すると同時に、穿刺した瞬間から塗布されていた有効成分が拡散することで投与が行われる。   In the present invention, for example, steps a and b can be performed in the same or a series of steps. For example, after puncturing using an injection needle as the puncturing means in step a, the active ingredient can be administered from the injection needle as it is in step b. In this case, it does not matter whether the injection needle is connected from the beginning to a syringe or the like as an active ingredient supply means or is connected after administration after puncture. In such an embodiment, it can be said that the injection needle serves as both the puncture means and the active ingredient administration means. As another example, it is possible to use one in which an active ingredient is applied or held on the tip of the needle and its peripheral portion. At the same time as puncturing with such a needle, administration is performed by diffusing the active ingredient applied from the moment of puncturing.

また、本発明において、上記のbおよびcの工程を、同一または一連の工程にて行うことができる。例えば、有効成分投与手段とエネルギー授受手段とを備えたプローブを使用することができる。この場合、穿刺手段によって穿刺して出来る穴に、当該プローブを挿入した後、まず有効成分投与手段により有効成分を穿刺部位に投与し、次に、当該プローブを挿入したまま、エネルギー授受手段により刺激や検出が行われる。また、このように、有効成分の投与の完了を待ってエネルギー授受を行う場合に限らず、有効成分の投与とエネルギー授受とを同時に行うことも可能である。また、有効成分の投与が、エネルギー授受を行いたい部分における修復であることを考えると、プローブを挿入後、まず、有効成分投与手段から有効成分の投与のみを開始し、組織に対して一定の修復効果を及ぼした後、当該投与を続けながらエネルギー授受手段による刺激または検出を開始することが好ましい。有効成分投与手段とエネルギー授受手段とを備えたプローブの具体的例としては、電極、顕微鏡対物レンズまたは光ファイバー等に、有効成分を投与するための注射針やチューブ等を付加したもの、または、電極、顕微鏡対物レンズまたは光ファイバー等の一部に有効成分を塗布または保持させたものを使用することができる。これらのプローブについては、後に詳述する。なお、このようなプローブにおいて、注射針や有効成分が塗布または保持された部分を「有効成分投与手段」と、電極、顕微鏡対物レンズまたは光ファイバー等の機能を奏する部分を「エネルギー授受手段」と呼ぶことができる。   In the present invention, the steps b and c can be performed in the same or a series of steps. For example, a probe provided with an active ingredient administration means and an energy transfer means can be used. In this case, after inserting the probe into the hole that can be punctured by the puncture means, the active ingredient is first administered to the puncture site by the active ingredient administration means, and then the stimulus is given by the energy transfer means while the probe is inserted. And detection is done. In addition, as described above, energy transfer is not limited to the completion of administration of the active ingredient, and it is also possible to perform administration of the active ingredient and energy transfer at the same time. Also, considering that the administration of the active ingredient is a repair at the part where energy is to be transferred, after the probe is inserted, only the active ingredient administration is started from the active ingredient administration means, and the tissue is kept constant. After exerting the repair effect, it is preferable to start stimulation or detection by the energy transfer means while continuing the administration. As a specific example of a probe provided with an active ingredient administration means and an energy transfer means, an electrode, a microscope objective lens, an optical fiber or the like added with an injection needle or a tube for administering an active ingredient, or an electrode In addition, a microscope objective lens or a part of an optical fiber or the like on which an active ingredient is coated or held can be used. These probes will be described in detail later. In such a probe, a portion where an injection needle or an active ingredient is applied or held is referred to as an “active ingredient administration unit”, and a part that performs functions such as an electrode, a microscope objective lens, or an optical fiber is referred to as an “energy transfer unit”. be able to.

さらに、本発明において、上記のaからcの工程を、同一または一連の工程にて行うことができる。例えば、穿刺、投与およびエネルギー授受を、1つのプローブによって行うことができる。すなわち、上記したような、有効成分投与手段とエネルギー授受手段とを備えたプローブに、更に、穿刺手段を備えたものを使用することができる。「更に穿刺手段を備える」とは、針や注射針を有効成分投与手段等に並行して備え付けたもの、および、プローブの先端部分を穿刺のために十分に尖った構造としたものを含む。また、中空の注射針状の穿刺手段の内部に、有効成分投与手段およびエネルギー授受手段を収めた構造としたものであってもよい。すなわち、有効成分投与手段およびエネルギー授受手段が、鞘としての穿刺手段に収められている構造をとるプローブを使用してよい。このようなプローブでは、組織に穿刺した後、穿刺手段内部に収められた有効成分投与手段およびエネルギー授受手段を、当該穿刺手段から押し出して目的部位に到達させて、投与およびエネルギー授受を行わせることができる。あるいは、このようなプローブでは、組織に穿刺した後、内部の有効成分投与手段およびエネルギー授受手段のみを残して、穿刺手段のみを組織から部分的に又は完全に引き抜き、その結果有効成分投与手段等が組織に対して露出し、特定の機能を行わせることができる。   Furthermore, in the present invention, the above steps a to c can be performed in the same or a series of steps. For example, puncturing, administration and energy transfer can be performed with a single probe. That is, the probe provided with the active ingredient administration means and the energy transfer means as described above, and further provided with the puncture means can be used. “Further provided with puncturing means” includes those provided with a needle or injection needle in parallel with the active ingredient administration means and the like, and those with a structure in which the tip of the probe is sufficiently sharpened for puncturing. Further, the structure may be such that the active ingredient administration means and the energy transfer means are housed inside the hollow injection needle-like puncture means. That is, a probe having a structure in which the active ingredient administration means and the energy transfer means are accommodated in the puncture means as a sheath may be used. In such a probe, after the tissue is punctured, the active ingredient administration means and the energy transfer means housed inside the puncture means are pushed out of the puncture means to reach the target site, and administration and energy transfer are performed. Can do. Alternatively, in such a probe, after the tissue is punctured, only the active ingredient administration means and the energy transfer means are left, and only the puncture means is partially or completely withdrawn from the tissue. As a result, the active ingredient administration means, etc. Can be exposed to tissue and perform specific functions.

これらの方法は、中枢神経組織のなかで1箇所を穿刺し、刺激又は測定する場合に限られない。すなわち、中枢神経組織の複数の箇所において、それぞれ上述したような方法を行うことができる。例えば、互いに離れた複数の箇所に対して行うこともでき、または、特定の部位を中心としてその周辺の箇所に対して行うこともできる。例えば、エネルギー授受手段として光学レンズを具備するプローブを用いる場合、その視野の大きさは概ね用いるプローブの直径よりも小さい。したがって、中枢神経組織において複数の観察したい箇所が離れて位置する場合、それらを1つのプローブの視野内におさめることが困難な場合がある。このような場合であっても、上記の方法を複数の箇所に対してそれぞれ適用することで、同時に観察することが可能となる。また、例えばエネルギー授受手段を電極としたプローブを用いる場合、1つの箇所には刺激用の電極を設置し、他の箇所に検出用の電極を設置して、特定の領域への刺激が他方の領域に対してどのような影響を与えるかをみることで、中枢神経組織の複数領域の関連を調べることもできる。更に、光学レンズと電極とを組み合わせて使用することもできる。従来の方法を適用した場合、損傷の蓄積や過度のグリア瘢痕の形成が生じ、適切な検出または観察を行うことは困難であるが、本発明による方法を適用すれば、個々の箇所において損傷が回復されグリア瘢痕の形成が抑制されるため、複数箇所に適用したとしても従来の場合の問題が生じにくく、良好な検出または観察を行うことが出来る。また、観察された画像に基づき、肉眼または画像処理による解析を行うようにしてもよい。   These methods are not limited to the case of puncturing and stimulating or measuring one place in the central nervous tissue. That is, the above-described methods can be performed at a plurality of locations in the central nervous tissue. For example, it can be performed for a plurality of locations apart from each other, or it can be performed for a peripheral portion around a specific portion. For example, when a probe having an optical lens is used as the energy transfer means, the size of the field of view is generally smaller than the diameter of the probe used. Accordingly, when a plurality of locations to be observed are located apart from each other in the central nervous tissue, it may be difficult to keep them within the field of view of one probe. Even in such a case, it is possible to observe simultaneously by applying the above method to each of a plurality of locations. Also, for example, when using a probe having an energy transfer means as an electrode, a stimulation electrode is installed at one location, a detection electrode is installed at another location, and stimulation to a specific region is performed on the other location. By examining the influence on the region, it is also possible to examine the relationship between a plurality of regions of the central nervous tissue. Furthermore, an optical lens and an electrode can be used in combination. When conventional methods are applied, accumulation of damage and excessive formation of glial scars occur, and it is difficult to perform appropriate detection or observation. Since it is recovered and the formation of glial scars is suppressed, even if it is applied to a plurality of locations, the problems in the conventional case are unlikely to occur, and good detection or observation can be performed. Further, analysis by the naked eye or image processing may be performed based on the observed image.

本発明は、上記のような方法に使用することができるプローブに関する。
そのような本発明にかかるプローブの一実施態様は、ヒトを除く脊椎動物の中枢神経組織を刺激または測定するためのプローブであって、対象部位に中枢神経修復効果を有する有効成分を投与するための有効成分投与手段と、前記対象部位において、前記中枢神経組織との間でエネルギー授受を行うためのエネルギー授受手段とを具備するプローブである。
The present invention relates to a probe that can be used in the above method.
One embodiment of such a probe according to the present invention is a probe for stimulating or measuring central nervous tissue of vertebrates other than humans, and for administering an active ingredient having a central nerve repair effect to a target site. The active ingredient administration means and an energy exchange means for performing energy exchange with the central nervous tissue at the target site.

すなわち、当該プローブは、有効成分投与手段とエネルギー授受手段とを一体として備えている。中枢神経組織の刺激または測定の際には、穿刺手段によって予め組織に孔を開け、この孔に当該プローブを挿入し、有効成分投与手段から有効成分を投与した後、あるいは、有効成分投与手段から有効成分を投与しながら、エネルギー授受手段による組織への刺激または組織の測定が行われる。また、当該プローブ自身に、穿刺手段を具備させることもでき、このようなプローブを使用する場合は、予め独立した穿刺手段によって組織を穿刺することを要せず、当該プローブを直接組織に穿刺し、その後の投与および刺激および/または測定を行うことができる。   That is, the probe includes an active ingredient administration unit and an energy transfer unit as an integral unit. When stimulating or measuring central nervous tissue, a hole is made in the tissue in advance by puncturing means, the probe is inserted into the hole, and the active ingredient is administered from the active ingredient administration means, or from the active ingredient administration means. While administering the active ingredient, the tissue is stimulated or the tissue is measured by the energy transfer means. In addition, the probe itself can be provided with a puncturing means. When such a probe is used, it is not necessary to puncture the tissue with an independent puncturing means in advance, and the probe is directly punctured into the tissue. Subsequent administration and stimulation and / or measurement can be performed.

このようなプローブにおける、エネルギー授受手段とは、組織や細胞といった対象とする部位に対し光または電気によるエネルギーまたは信号等を与えること、そのような部位からの光または電気によるエネルギーまたは信号等を検出すること、または、当該与えることおよび検出することの両者を行う手段のことであり、例えば、光ファイバー、顕微鏡対物レンズまたは電極等を使用することができる。   The energy transfer means in such a probe is to provide energy or signal by light or electricity to a target site such as tissue or cell, and detect energy or signal by light or electricity from such site. Or means for performing both the giving and the detection. For example, an optical fiber, a microscope objective lens, an electrode, or the like can be used.

また、このようなプローブにおける、有効成分投与手段とは、上記したような中枢神経修復効果を奏する有効成分を中枢神経等の組織に投与するための手段を指す。有効成分投与手段は、穿刺した部位に有効成分を投与しうるものであれば、あらゆる構成とすることができる。例えば、プローブの表面に有効成分を塗布したり、なんらかの構造に有効成分を保持させたりする場合のように、中枢神経組織で拡散するように有効成分を保持する構造とすることができる。あるいは、注射針やチューブのように、有効成分を通過させるための流路、および、前記流路から有効成分を放出するための放出口を有する構造とすることができる。   Moreover, the active ingredient administration means in such a probe refers to a means for administering an active ingredient that exhibits the above-described central nerve repair effect to tissues such as the central nerve. The active ingredient administration means can have any configuration as long as it can administer the active ingredient to the punctured site. For example, a structure in which the active ingredient is held so as to diffuse in the central nervous tissue, such as when the active ingredient is applied to the surface of the probe or the active ingredient is held in some structure, can be used. Or it can be set as the structure which has a flow path for allowing an active ingredient to pass through like an injection needle and a tube, and a discharge port for releasing an active ingredient from the said flow path.

有効成分投与手段を、中枢神経組織で拡散するように有効成分を保持する構造とする場合には、図4に示されるように、プローブ10のうち、組織1に挿入される部分(挿入部14)に有効成分が塗布または保持されることが好ましい。特に有効成分を塗布する場合には、プローブ10のどの部分に塗布するかが留意される。   When the active ingredient administration means has a structure that holds the active ingredient so as to diffuse in the central nervous tissue, as shown in FIG. 4, a portion of the probe 10 that is inserted into the tissue 1 (insertion section 14). It is preferable that the active ingredient is applied or held in (1). In particular, when an active ingredient is applied, it is noted which part of the probe 10 is applied.

図5(a)に示されるように、プローブを電極プローブ15とする場合には、導電性である先端チップ16および非導電性である非導電部分17のうち、少なくとも先端チップ16に有効成分が塗布される。これにより、組織や細胞への電気刺激を実際に行う部位である先端チップ16の近傍におけるグリア瘢痕の形成が抑制され、組織への電気刺激が妨害されるのを防ぐことができる。好ましくは、先端チップ16だけでなく、非導電部17の一部にも有効成分が塗布され、最も好ましくは、先端チップ16に加えて、非導電部17の組織に接触する全ての面(すなわち、図4に示す挿入部14)に有効成分が塗布される。これによって、グリア瘢痕形成に対する抑制効果に加えて、穿刺によって損傷した軸索の修復が促進され、中枢神経組織全体の機能を穿刺前の状態に近づけることができる。   As shown in FIG. 5A, when the probe is an electrode probe 15, at least the distal tip 16 has an active ingredient out of the conductive distal tip 16 and the non-conductive non-conductive portion 17. Applied. As a result, the formation of glial scars in the vicinity of the tip 16 that is the part that actually performs electrical stimulation to tissues and cells can be suppressed, and the electrical stimulation to tissues can be prevented from being disturbed. Preferably, the active ingredient is applied not only to the tip 16 but also to a part of the non-conductive portion 17, and most preferably, in addition to the tip 16, all surfaces that contact the tissue of the non-conductive portion 17 (ie, The active ingredient is applied to the insertion part 14) shown in FIG. Thereby, in addition to the inhibitory effect on glial scar formation, the repair of axons damaged by puncture is promoted, and the function of the entire central nervous tissue can be brought close to the state before puncture.

また、図5(b)に示されるように、プローブを光学プローブ18(例えば、顕微鏡対物レンズまたは光ファイバーを具備し、光学的な刺激を与え又は組織の光学像を検出するもの)とする場合には、光の放射または検出のための測定部20およびその他の部分である非測定部19のうち、少なくとも測定部20に有効成分が塗布される。これにより、測定部20近傍におけるグリア瘢痕の形成が抑制され、測定部20と、対象とする細胞や組織との間の光の遮断を防ぐことが出来る。好ましくは、測定部20だけでなく、非測定部19の一部にも有効成分が塗布され、最も好ましくは、測定部20に加えて、非測定部19の組織に接触する全ての面(すなわち、図4に示す挿入部14)に有効成分が塗布される。これによって、グリア瘢痕形成に対する抑制効果に加えて、穿刺によって損傷した軸索の修復が促進され、中枢神経組織全体の機能を穿刺前の状態に近づけることができる。   Further, as shown in FIG. 5B, when the probe is an optical probe 18 (for example, a microscope objective lens or an optical fiber is provided to give an optical stimulus or detect an optical image of a tissue). The active component is applied to at least the measurement unit 20 among the measurement unit 20 for light emission or detection and the non-measurement unit 19 which is another part. Thereby, the formation of glial scars in the vicinity of the measurement unit 20 is suppressed, and light blocking between the measurement unit 20 and the target cell or tissue can be prevented. Preferably, the active ingredient is applied not only to the measurement unit 20 but also to a part of the non-measurement unit 19, and most preferably, in addition to the measurement unit 20, all surfaces that contact the tissue of the non-measurement unit 19 (that is, The active ingredient is applied to the insertion part 14) shown in FIG. Thereby, in addition to the inhibitory effect on glial scar formation, the repair of axons damaged by puncture is promoted, and the function of the entire central nervous tissue can be brought close to the state before puncture.

また、図6に示すように、プローブ10の一部に、有効成分を保持するような構造(即ち、保持構造101)を設けることもできる。このような構造を用いれば、有効成分を表面に塗布する場合よりも、より持続的に、より一定の速度で有効成分を組織内に拡散させることができる。保持構造101は、プローブ10の任意の部位に設けることができるが、組織に挿入される部位に設けることが好ましい。また、保持構造101は、図5に示される先端チップ16や測定部20のように、エネルギー授受に重要な部分の付近に設けることが好ましい。エネルギー授受の妨げとならない限り、エネルギー授受に重要な部分にも設けることができる。また、保持構造101は、プローブ10の表面に形成されてよい。   In addition, as shown in FIG. 6, a structure that holds an active ingredient (that is, a holding structure 101) may be provided in a part of the probe 10. If such a structure is used, the active ingredient can be diffused into the tissue more continuously and at a more constant rate than when the active ingredient is applied to the surface. The holding structure 101 can be provided at any part of the probe 10, but is preferably provided at a part to be inserted into the tissue. Further, the holding structure 101 is preferably provided in the vicinity of a portion important for energy transfer, such as the tip 16 or the measurement unit 20 shown in FIG. As long as it does not interfere with energy transfer, it can also be provided in parts important for energy transfer. The holding structure 101 may be formed on the surface of the probe 10.

図7に、そのような保持構造101の例を断面図で示す。図7(a)〜(c)は、プローブ10の断面の一部(四角で囲んだ部分)を拡大した図である。(a)のプローブの場合、保持構造101は、プローブ内部102の周囲に形成された有効成分9を吸着するための吸着層21である。当該吸着層は、例えば、有効成分9に対して生物学的親和性を有する構造であってよく、例えば、有効成分9に対する抗体または結合タンパク質が固定された構造であってよい。また、当該吸着層21は、その内部に有効成分分子を保持し得る物質(例えばゼラチンやアルブミン)の膜であっても良い。また、当該吸着層21は、プローブ内部102の周囲に均等に塗布されれば良い。(b)の場合、保持構造101は、プローブ内部102の周囲に形成された有効成分9を保持するための凹凸を有した凹凸層22である。凹凸とすることで、有効成分9が接する面積が増え、保持される量が増大すると考えられる。また、有効成分9が凹凸構造の凹部に保持されることにより、プローブ10の挿入時の摩擦等による有効成分9の脱落が防止され、目的部位に確実に有効成分9を投与することが可能となる。当該凹部の形状は穴状でも溝状でも良い。その寸法は有効成分の分子または細胞の寸法以上である必要がある。例えば有効成分が大きさ30μmの細胞ならば凹部の幅と深さは50〜300μm程度であることが望ましい。凹凸形状の製法は、切削加工等の機械的な手段によっても良いし、エッチング等の化学的な手段によっても良い。(c)の場合、保持構造101は、プローブ内部102の外側に形成された有効成分9を保持するような多数の細孔を有した多孔質層23である。この多数の細孔に、より大量の有効成分9を保持することができ、より持続的に有効成分9を放出することができる。このような多孔質層23の材料としては、リポソーム膜、半透性フィルムまたは多孔性樹脂を使用することができる。これら3つの構造は、プローブ10のその他の部分の材質と異ならせてもよく、または、同じであってもよい。あるいは、プローブ10の表面の部材に、これらの構造を形成してもよい。また、プローブ10の表面の部材自身を、これらの構造を有する部材としてもよい。   FIG. 7 shows an example of such a holding structure 101 in a cross-sectional view. 7A to 7C are enlarged views of a part of the cross section of the probe 10 (portion surrounded by a square). In the case of the probe (a), the holding structure 101 is an adsorption layer 21 for adsorbing the active ingredient 9 formed around the probe interior 102. The adsorption layer may have a structure having biological affinity for the active ingredient 9, for example, and may have a structure in which an antibody or binding protein for the active ingredient 9 is fixed. The adsorption layer 21 may be a film of a substance (for example, gelatin or albumin) that can hold active ingredient molecules therein. The adsorption layer 21 may be applied evenly around the probe interior 102. In the case of (b), the holding structure 101 is a concavo-convex layer 22 having concavo-convex portions for holding the active ingredient 9 formed around the probe interior 102. By making it uneven, the area in contact with the active ingredient 9 increases, and the amount retained is considered to increase. Further, since the active ingredient 9 is held in the concave portion of the concavo-convex structure, the active ingredient 9 is prevented from falling off due to friction when the probe 10 is inserted, and the active ingredient 9 can be reliably administered to the target site. Become. The shape of the recess may be a hole or a groove. Its dimensions need to be greater than the dimensions of the active ingredient molecules or cells. For example, if the active ingredient is a cell having a size of 30 μm, the width and depth of the recess are preferably about 50 to 300 μm. The manufacturing method of the concavo-convex shape may be by mechanical means such as cutting or chemical means such as etching. In the case of (c), the holding structure 101 is a porous layer 23 having a large number of pores that hold the active ingredient 9 formed outside the probe interior 102. A larger amount of the active ingredient 9 can be held in the large number of pores, and the active ingredient 9 can be released more continuously. As a material of such a porous layer 23, a liposome membrane, a semipermeable film, or a porous resin can be used. These three structures may be different from the material of other parts of the probe 10 or may be the same. Alternatively, these structures may be formed on members on the surface of the probe 10. Further, the member on the surface of the probe 10 itself may be a member having these structures.

プローブにおける有効成分投与手段を、有効成分を通過させるための流路、および、前記流路から有効成分を放出するための放出口を有する構造とする場合、例えば、図8に示されるようなプローブ10とすることができる。図10では、エネルギー授受手段28に並行して有効成分投与手段24が接続されている。この場合、有効成分投与手段24は、有効成分9を通過させるための流路25および当該流路25から有効成分9を放出するための放出口26を備える。例えば、有効成分投与手段24は、チューブや注射針とすることができる。有効成分投与手段24の、放出口26と反対の端は、例えば有効成分供給手段27に接続される。有効成分供給手段27は、例えば注射器であり、内部に有効成分9を含んだ溶液を貯蔵している。この場合、注射器のピストンを、手動でまたは機械的に、任意の圧力や速度で押し込むことで、流路25を介して放出口26から有効成分9を組織に対して放出することができる。本発明は、図8のように、1つのエネルギー授受手段28に対して、1つの有効成分投与手段24を設けた場合に限られず、1つのエネルギー授受手段28に対して、複数の有効成分投与手段24を設けてもよい。例えば、複数の有効成分投与手段24は、エネルギー授受手段28の周囲の対称的な位置に、または、エネルギー授受手段28の周囲に等間隔の位置に設けてもよい。   When the active ingredient administration means in the probe has a structure having a flow path for passing the active ingredient and a discharge port for discharging the active ingredient from the flow path, for example, a probe as shown in FIG. 10 can be used. In FIG. 10, the active ingredient administration unit 24 is connected in parallel with the energy transfer unit 28. In this case, the active ingredient administration means 24 includes a flow path 25 for allowing the active ingredient 9 to pass therethrough and a discharge port 26 for releasing the active ingredient 9 from the flow path 25. For example, the active ingredient administration means 24 can be a tube or an injection needle. The end of the active ingredient administration means 24 opposite to the discharge port 26 is connected to, for example, an active ingredient supply means 27. The active ingredient supply means 27 is a syringe, for example, and stores a solution containing the active ingredient 9 therein. In this case, the active ingredient 9 can be discharged | emitted with respect to a structure | tissue from the discharge port 26 via the flow path 25 by pushing in the piston of a syringe manually or mechanically by arbitrary pressures and speeds. As shown in FIG. 8, the present invention is not limited to the case where one active ingredient administration unit 24 is provided for one energy transfer unit 28, and a plurality of active ingredient administrations are performed for one energy transfer unit 28. Means 24 may be provided. For example, the plurality of active ingredient administration means 24 may be provided at symmetrical positions around the energy transfer means 28 or at equally spaced positions around the energy transfer means 28.

また、放出口26の数は図8の場合のように1つに限られず、図9のように複数設けることができる。図9では、放出口26は、プローブ10の側面に複数設けられている。また、図8のように下方向に対して放出口26を設け、さらに図9のように側面にも放出口26を設けることもできる。組織において、特に、エネルギー授受手段28とのエネルギー授受が行われる領域に有効成分9が作用することが好ましいため、その領域の方向に集中的に放出できるよう放出口26があることが好ましく、そのような放出口26に加えて、直接当該領域の方向に放出しないものの、近辺の組織全体に対して有効成分9を放出するような放出口26がさらに設けられることが好ましい。   Further, the number of discharge ports 26 is not limited to one as in the case of FIG. 8, and a plurality of discharge ports 26 can be provided as shown in FIG. In FIG. 9, a plurality of discharge ports 26 are provided on the side surface of the probe 10. Moreover, the discharge port 26 can be provided in the downward direction as shown in FIG. 8, and the discharge port 26 can also be provided on the side surface as shown in FIG. In the tissue, it is preferable that the active ingredient 9 particularly acts on a region where energy is transferred to and from the energy transfer means 28. Therefore, it is preferable that there is a discharge port 26 so that it can be discharged in the direction of the region. In addition to the discharge port 26, it is preferable to further provide a discharge port 26 that does not directly release in the direction of the region but discharges the active ingredient 9 to the entire nearby tissue.

有効成分投与手段を、流路および放出口からなる構造とする場合の別の例は、図10に示される。図10(a)には、プローブ10の概略図が示される。このプローブ10は、組織に挿入される部分(図10(a)では下部)に、側面を囲むように複数の放出口26が設けられている。また、組織には挿入されない部分(図10(a)では上部)に、有効成分供給部に接続される流路25が接続されている。図10(b)は、このプローブ10の断面図である。このプローブ10は、エネルギー授受手段28を外筒29が囲むように固定している。図に示されるように、このプローブ10は、エネルギー授受手段28と外筒29との間に空間があり、この空間が有効成分投与手段の流路25として機能している。有効成分供給部から供給された有効成分9は、この流路25を通過し、放出口26から外部に放出される。図10に示されるプローブ10では、エネルギー授受手段28において、組織とエネルギー授受を行う部分(エネルギー授受領域200とする)は、図10(b)において破線で囲まれた部分である。図示されるように、この例によれば、エネルギー授受領域200は、プローブ10において最も外表面に位置している。このため、この例におけるプローブ10は、エネルギー授受において何ら障害となる構成を有しないという点で有利である。なお、外筒29は、有効成分9を含む溶液に対して耐腐食性であり、組織や細胞にとって有害性の低いものであれば、公知のあらゆる材質とすることができる。例えば、金属としてはステンレス、プラスチックとしてはポリエチレン樹脂やPEEK(polyetheretherketone)樹脂、ガラスとしては鉛フリーガラス等の重金属を含まないものを使用することができる。   FIG. 10 shows another example in which the active ingredient administration means has a structure including a flow path and a discharge port. FIG. 10A shows a schematic diagram of the probe 10. The probe 10 is provided with a plurality of discharge ports 26 so as to surround a side surface at a portion (lower portion in FIG. 10A) to be inserted into a tissue. In addition, a flow path 25 connected to the active ingredient supply unit is connected to a portion that is not inserted into the tissue (upper portion in FIG. 10A). FIG. 10B is a cross-sectional view of the probe 10. In this probe 10, the energy transfer means 28 is fixed so that the outer cylinder 29 surrounds it. As shown in the figure, this probe 10 has a space between the energy transfer means 28 and the outer cylinder 29, and this space functions as the flow path 25 of the active ingredient administration means. The active ingredient 9 supplied from the active ingredient supply unit passes through the flow path 25 and is discharged from the discharge port 26 to the outside. In the probe 10 shown in FIG. 10, in the energy transfer means 28, a portion that exchanges energy with the tissue (referred to as an energy transfer region 200) is a portion surrounded by a broken line in FIG. 10B. As illustrated, according to this example, the energy transfer region 200 is located on the outermost surface of the probe 10. For this reason, the probe 10 in this example is advantageous in that it does not have a configuration that obstructs any energy transfer. The outer cylinder 29 can be made of any known material as long as it is corrosion resistant to the solution containing the active ingredient 9 and is less harmful to tissues and cells. For example, stainless steel can be used as the metal, polyethylene resin or PEEK (polyetherethertone) resin can be used as the plastic, and metal that does not contain heavy metals such as lead-free glass can be used as the glass.

有効成分投与手段を、流路と放出口とによる構造とする場合のまた別の例は、図11に断面図として示される。図11によるプローブ10は、外筒29の内部にエネルギー授受手段28が収まっている。外筒29は、対象側端を光学窓30によって塞がれている。図11では、対象側端は、プローブ10の下端となる。エネルギー授受手段28、外筒29および光学窓30によって作られる空間は、有効成分投与手段の流路25aとして機能する。そして、光学窓30には複数の孔が開けられており、この孔が有効成分投与手段の放出口26として機能する。外筒29の上部には、有効成分供給手段に向けて、投入口201から流路25bがのびている。流路25bは例えば有効成分供給手段に接続され、有効成分供給手段から供給された有効成分が流路25bを経て、投入口201を通り、流路25aに入り、放出口26から放出される。このプローブ10では、エネルギー授受領域200は、プローブ10の外表面に出ていない。すなわち、エネルギー授受領域200と、外部の組織との間には、有効成分9を含む溶液が満たされた流路25および光学窓30が存在する。この例におけるプローブ10は、エネルギー授受を行う面と、有効成分9を放出する面が同一であり、最もグリア瘢痕の形成を避けたい部位に対して集中的に有効成分9を放出できるという点で有利である。このプローブ10は、光学窓30から有効成分9を放出し、且つ、光学窓30を介してエネルギー授受手段28が組織や細胞とエネルギー授受を行う。このとき、このプローブ10は、有効成分9を放出する1つまたは複数の放出口26を介して、エネルギー授受手段28が組織や細胞との間でエネルギー授受を行っても良いし、光学窓30を構成する光学材料を介して行っても良い。   Another example of the case where the active ingredient administration means is structured by a flow path and a discharge port is shown as a cross-sectional view in FIG. In the probe 10 according to FIG. 11, the energy transfer means 28 is accommodated in the outer cylinder 29. The outer cylinder 29 is closed at the target side end by the optical window 30. In FIG. 11, the target side end is the lower end of the probe 10. The space created by the energy transfer means 28, the outer cylinder 29, and the optical window 30 functions as the flow path 25a of the active ingredient administration means. The optical window 30 has a plurality of holes, which function as the discharge ports 26 of the active ingredient administration means. In the upper part of the outer cylinder 29, a flow path 25b extends from the input port 201 toward the active ingredient supply means. The flow path 25b is connected to, for example, the active ingredient supply means, and the active ingredient supplied from the active ingredient supply means passes through the flow path 25b, passes through the input port 201, enters the flow path 25a, and is discharged from the discharge port 26. In this probe 10, the energy transfer region 200 does not protrude from the outer surface of the probe 10. That is, the flow path 25 and the optical window 30 filled with the solution containing the active ingredient 9 exist between the energy transfer region 200 and the external tissue. The probe 10 in this example has the same surface for transmitting and receiving energy and the surface for releasing the active ingredient 9, and is capable of releasing the active ingredient 9 in a concentrated manner at a site where the formation of the glial scar is most desired to be avoided. It is advantageous. The probe 10 emits the active ingredient 9 from the optical window 30, and the energy transfer means 28 transmits and receives energy to and from tissues and cells via the optical window 30. At this time, in the probe 10, the energy transmission / reception means 28 may transmit / receive energy to / from tissues or cells via one or a plurality of discharge ports 26 that release the active ingredient 9, or the optical window 30. You may carry out through the optical material which comprises.

図12には、図11に示すようなプローブ10において、エネルギー授受手段28が、顕微鏡対物レンズ33である場合が示されている。この場合、顕微鏡対物レンズ33による良好な観察を行うために、光学窓30の孔と光の波長との関係が重要となる。光路32に示されるように光はレンズ31を通り、さらに複数の孔を有した光学窓30を介して観察の対象となる細胞や部位に向かい、また、その逆の経路で観察対象から顕微鏡本体へと向かう。従って、光学窓30に存在する孔に起因して光が散乱することを抑えるために、使用される光の波長が、光学窓の孔の直径より大きいことが好ましい。また、有効成分9が当該孔を通って放出されるためには、当然、当該孔の直径が、有効成分9の分子サイズより大きい必要がある。従って、図12のようなプローブ10を使用する場合、〔光の波長〕>〔光学窓の孔の直径〕>〔有効成分の分子サイズ〕であることが好ましい。光の波長は、本発明における方法では一般に400〜700nmのものが使用され、一般的なタンパク質分子の大きさは約1〜20nmであるため、光学窓の孔の直径は、2〜70μm程度であることが好ましい。さらに、用いる有効成分の分子サイズに対してはその2倍以上、用いる光の波長に対してはその1/10以下とすれば、さらに好ましい。また、光学窓30に設ける放出口26は、必ずしも全ての孔の直径をそろえる必要はなく、光学窓30の特定の領域の孔だけ大きくまたは小さくすることができる。例えば、光路32となる領域(例えば光学窓30の中央)の孔は上記条件に合った直径とし、一方、光路32とならない領域(例えば光学窓30の周囲)の孔を当該直径よりも大きいものとすることができる。なお、動物細胞の直径は一般に10〜30μmであり、上記光の波長の数十倍の大きさを有する。したがって光学窓の孔を介して細胞を放出する場合は、その孔を光学窓30の周囲すなわち光路32を避けた位置に設ければ良い。   FIG. 12 shows a case where the energy transfer means 28 is a microscope objective lens 33 in the probe 10 as shown in FIG. In this case, in order to perform good observation with the microscope objective lens 33, the relationship between the hole of the optical window 30 and the wavelength of light is important. As indicated by the optical path 32, the light passes through the lens 31 and further passes through the optical window 30 having a plurality of holes to the cell or region to be observed, and from the observation object to the microscope main body through the reverse path. Head to. Therefore, in order to suppress the scattering of light due to the holes existing in the optical window 30, it is preferable that the wavelength of the light used is larger than the diameter of the hole of the optical window. Also, in order for the active ingredient 9 to be released through the pores, the diameter of the pores naturally needs to be larger than the molecular size of the active ingredient 9. Accordingly, when the probe 10 as shown in FIG. 12 is used, it is preferable that [wavelength of light]> [diameter of hole of optical window]> [molecular size of active ingredient]. In the method of the present invention, the wavelength of light is generally 400 to 700 nm, and the size of a general protein molecule is about 1 to 20 nm. Therefore, the diameter of the hole of the optical window is about 2 to 70 μm. Preferably there is. Furthermore, it is more preferable to set it to 2 times or more for the molecular size of the active ingredient used and 1/10 or less for the wavelength of light used. Further, the discharge ports 26 provided in the optical window 30 do not necessarily have to have the same diameter, and only the holes in a specific region of the optical window 30 can be made larger or smaller. For example, the hole in the region that becomes the optical path 32 (for example, the center of the optical window 30) has a diameter that meets the above conditions, while the hole in the region that does not become the optical path 32 (for example, around the optical window 30) is larger than the diameter. It can be. The diameter of the animal cell is generally 10 to 30 μm and has a size several tens of times the wavelength of the light. Therefore, when cells are released through the hole of the optical window, the hole may be provided around the optical window 30, that is, at a position avoiding the optical path 32.

本発明は、上述のようなプローブを1つまたは複数有する、脊椎動物の中枢神経組織を刺激または測定するための装置に関する。
このような装置は、少なくとも本発明によるプローブを1つ含み、その他に必要に応じて、エネルギー授受手段を制御するための部分、有効成分投与手段を制御するための部分、穿刺手段を制御するための部分、上記プローブおよび各種手段を対象動物に対して位置決めおよび固定する部分、を含む。エネルギー授受手段を制御するための手段とは、エネルギー授受手段が電極である場合には、たとえば電源や電気信号検出部等であり、エネルギー授受手段が光ファイバーや顕微鏡対物レンズである場合には、照明光源や光検出器や顕微鏡本体等である。有効成分投与手段を制御するための部分とは、例えば有効成分供給手段を注射器とする場合には、当該注射器のピストンを一定の圧力や速度で押し込むことで、投与される有効成分の量や速さを調節するための部分である。穿刺手段を制御するための部分とは、例えばプローブとは独立して穿刺用の針等を用いる場合には、当該針を狙った部位に狙った深さで精密に穿刺できる制御装置を含むような部位である。
The present invention relates to an apparatus for stimulating or measuring vertebrate central nervous tissue having one or more probes as described above.
Such an apparatus includes at least one probe according to the present invention, and, in addition, if necessary, a part for controlling the energy transfer means, a part for controlling the active ingredient administration means, and a puncturing means. And a portion for positioning and fixing the probe and various means with respect to the target animal. The means for controlling the energy transfer means is, for example, a power source or an electric signal detector when the energy transfer means is an electrode, and if the energy transfer means is an optical fiber or a microscope objective lens, illumination is performed. A light source, a photodetector, a microscope body, and the like. For example, when the active ingredient supply means is a syringe, the portion for controlling the active ingredient administration means means that the amount or speed of the active ingredient to be administered is pushed by pushing the piston of the syringe at a constant pressure or speed. It is a part for adjusting the height. The part for controlling the puncturing means includes, for example, a control device that can puncture precisely at a depth aimed at a site where the needle is aimed when a puncture needle or the like is used independently of the probe. It is an important part.

また、図13には、プローブを複数有した装置が示されている。図13では、マウス35の脳組織に2つのプローブ10が適用されている。プローブ10は、流路25が有効成分投与手段27に連結され、脳組織側の先端に、不図示の小型対物レンズを装着したイメージ光ファイバー36が顕微鏡本体34に接続されている。それぞれのプローブ10によって検出される光学像は、それらが接続されたそれぞれの顕微鏡本体34によって取り込まれる。このような装置とすることで、特定の部位を異なる角度から観察することができ、あるいは、特定の部位と別の部位とを同時に観察して、それらの関連を調べることができる。複数個所に従来の方法を適用した場合、損傷の蓄積や過度のグリア瘢痕の形成が生じ、適切な研究を行うことは困難であるが、本発明による方法を適用すれば、個々の箇所において損傷が回復されグリア瘢痕の形成が抑制されるため、グリア瘢痕が介在することによる各種の電気的障害または光学的障害が解消された状態で継続的に刺激および/または測定(とくに観察)を行える。よって、複数箇所に適用したとしても従来の場合の問題が生じにくく、良好な刺激および/または測定を行うことが出来る。   FIG. 13 shows an apparatus having a plurality of probes. In FIG. 13, two probes 10 are applied to the brain tissue of the mouse 35. In the probe 10, the flow path 25 is connected to the active ingredient administration means 27, and an image optical fiber 36 with a small objective lens (not shown) attached to the tip of the brain tissue side is connected to the microscope body 34. Optical images detected by the respective probes 10 are captured by the respective microscope bodies 34 to which they are connected. By setting it as such an apparatus, a specific site | part can be observed from a different angle, or a specific site | part and another site | part can be observed simultaneously, and those relations can be investigated. When the conventional method is applied to a plurality of places, damage accumulation and excessive glial scar formation occur, and it is difficult to carry out an appropriate study. However, if the method according to the present invention is applied, damage is caused in individual places. Is restored and the formation of glial scars is suppressed, so that stimulation and / or measurement (especially observation) can be performed continuously in a state where various electrical or optical obstacles caused by the glial scars are eliminated. Therefore, even if it is applied to a plurality of locations, problems in the conventional case are hardly caused, and good stimulation and / or measurement can be performed.

1…中枢神経組織、2…神経細胞、3…細胞体、4…軸索、5…グリア細胞、6…穿刺手段、7…軸索切断部、8…有効成分投与手段、9…有効成分、10…プローブ、11…修復済み軸索、12…変性したグリア細胞、13…グリア瘢痕、14…挿入部、15…電極プローブ、16…先端チップ、17…非導電部、18…光学プローブ、19…非測定部、20…測定部、21…吸着層、22…凹凸層、23…多孔質層、24…有効成分投与手段、25…流路、26…放出口、27…注射器、28…エネルギー授受手段、29…外筒、30…光学窓、31…レンズ、32…光路、33…顕微鏡対物レンズ、34…顕微鏡本体、35…マウス、36…光ファイバー、101…保持構造、102…プローブ内部、エネルギー授受領域…200、投入口…201   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Central nervous tissue, 2 ... Nerve cell, 3 ... Cell body, 4 ... Axon, 5 ... Glial cell, 6 ... Puncturing means, 7 ... Axonal cutting part, 8 ... Active ingredient administration means, 9 ... Active ingredient, DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Probe, 11 ... Repaired axon, 12 ... Degenerated glial cell, 13 ... Glia scar, 14 ... Insert part, 15 ... Electrode probe, 16 ... Tip tip, 17 ... Non-conductive part, 18 ... Optical probe, 19 ... non-measurement part, 20 ... measurement part, 21 ... adsorption layer, 22 ... uneven layer, 23 ... porous layer, 24 ... active ingredient administration means, 25 ... flow path, 26 ... discharge port, 27 ... syringe, 28 ... energy Transfer means, 29 ... outer cylinder, 30 ... optical window, 31 ... lens, 32 ... optical path, 33 ... microscope objective lens, 34 ... microscope main body, 35 ... mouse, 36 ... optical fiber, 101 ... holding structure, 102 ... inside probe, Energy transfer area ... 200, investment Mouth ... 201

Claims (4)

光ファイバーまたは顕微鏡対物レンズであるエネルギー授受手段を用いて、ヒトを除く脊椎動物の中枢神経組織を光学的に刺激し且つ光学像として測定する方法であって、
a)前記組織を穿刺すること、
b)前記穿刺部位に、中枢神経修復効果を有する有効成分を投与すること、
c)前記穿刺した部位において、前記エネルギー授受手段と前記中枢神経組織との間でエネルギー授受を行うこと
を含み、前記エネルギー授受が前記有効成分による中枢神経修復効果を得た状態で実行されることを特徴とする方法。
Using an energy transfer means is an optical fiber or a microscope objective lens, a method for measuring the central nervous system of vertebrates except humans as optically stimulate and optical image,
a) puncturing the tissue;
b) administering an active ingredient having a central nerve repair effect to the puncture site;
c) performing energy transfer between the energy transfer means and the central nervous tissue at the punctured site, wherein the energy transfer is performed in a state where the central nerve repair effect by the active ingredient is obtained. A method characterized by.
前記中枢神経修復効果が、軸索伸長促進効果、アストロサイト活性化抑制効果および/またはグリア瘢痕形成抑制効果である請求項1に記載の方法。 The method according to claim 1, wherein the central nerve repair effect is an axonal elongation promoting effect, an astrocyte activation inhibitory effect, and / or a glial scar formation inhibitory effect. 前記有効成分が、星状細胞限定前駆細胞、嗅神経鞘グリア細胞、胎盤組織由来細胞、臍帯組織由来細胞、グリア制限前駆細胞および活性未熟アストロサイトから成る群から選択される細胞である、請求項1または2に記載の方法。 Wherein the active ingredient is a cell selected from the group consisting of astrocyte restricted precursor cells, olfactory ensheathing glia cells, placenta tissue-derived cells, umbilical cord tissue-derived cells, glial restricted precursor cells and activated immature astrocytes, The method according to claim 1 or 2 . 前記有効成分が、ヘパリン、ヘパリン誘導体、ノギン、塩酸ファスジル水和物、IL−17F、EphA4受容体アンタゴニスト、EphA4受容体に対する抗体、EphA4受容体に対するアンチセンスRNA、EphA4受容体に対するアンチセンスDNA、EphA4受容体に対するsiRNA、エフリンアンタゴニスト、エフリンに対する抗体、エフリンに対するアンチセンスRNA、エフリンに対するアンチセンスDNA、エフリンに対するsiRNA、Arg−Gly−Gluであるアミノ酸配列を含む環状ペプチド、p75受容体結合剤、Nogo阻害剤、TNR阻害剤、MAG阻害剤、CD81、ホスホジエステラーゼ4型阻害剤、軸索形成因子1、軸索形成因子2および骨形成因子1A型受容体阻害剤から成る群から選択される物質である、請求項1または2に記載の方法。 The active ingredient is heparin, heparin derivative, noggin, fasudil hydrochloride hydrate, IL-17F, EphA4 receptor antagonist, antibody against EphA4 receptor, antisense RNA against EphA4 receptor, antisense DNA against EphA4 receptor, EphA4 SiRNA against receptor, ephrin antagonist, antibody against ephrin, antisense RNA against ephrin, antisense DNA against ephrin, siRNA against ephrin, cyclic peptide containing amino acid sequence Arg-Gly-Glu, p75 receptor binding agent, Nogo inhibition Selected from the group consisting of agents, TNR inhibitors, MAG inhibitors, CD81, phosphodiesterase type 4 inhibitors, axon forming factor 1, axon forming factor 2 and osteogenic factor 1A type receptor inhibitors Is a substance, the method according to claim 1 or 2.
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