JP2002234831A

JP2002234831A - 機能生物学的物質の粗いスプレー供給

Info

Publication number: JP2002234831A
Application number: JP2001379212A
Authority: JP
Inventors: Igor Gonda; イゴール・ゴンダ
Original assignee: Genentech Inc
Current assignee: Genentech Inc
Priority date: 1995-05-12
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2002-08-23
Also published as: JPH10510198A; EP0843565A1; CA2218879A1; US6227195B1; WO1996035467A1; EP0843565A4

Abstract

(57)【要約】【課題】患者の肺気道や他の体腔内に機能生物学的物
質を供給する。【解決手段】肺気道内に機能生物学的物質を供給する
装置は、ａ）フレキシブル管と、ｂ）フレキシブル管の
基端に接続され、フレキシブル管内に配置された予め決
められた量の溶液又は懸濁液を一度の作動で放出するよ
うに駆動される空気圧システムと、ｃ）フレキシブル管
の末端に接続されたノズルとを備える。溶液又は懸濁液
中の機能生物学的物質を、約２０ミクロンより大きく且
つ約５００ミクロンより小さい直径を有した分離液滴の
形で、自然呼吸中に気道の自然空気速度より大きな速度
で気道中に導入する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】技術分野この発明は、患者の肺気道や他の体腔内に機能生物学的
物質を供給するのに使用する方法とその物質に指向され
ている。供給される物質は、その物質や患者の両方に不
利な結果を与えること無しに確実にそれらが供給され、
入手される一定の特性を有しているものが用意される。

【０００２】背景技術口腔を経由する従来の吸入法では、気道の特定の場所に
エアゾールを限定的に集中させることは一般に困難であ
る。〔権田著、ニューヨークのマーセルデッカー（Marc
el Dekker ）の（１９９２年）発行の調合薬吸入エアゾ
ール技術（Ａ．Ｊ．ヒッキー（Hickey）編集）の６１〜
８２ページ〕。他には、動物実験で気道に超小型スプレ
ー機器を挿入し、投薬をうまく局部集中させ得たとの報
告もある。〔フェロン（Ferron）等の著、（１９９１年
発行）Ｊ．エアゾール術２２、Ｓ８６７−Ｓ８７０；ク
レイリング（KREYLING）等の著、（１９９３年発行）、
Ｊ．エアゾール術２４、Ｓ４５１−Ｓ４５２；フーバー
（Hoover）等の著（１９９３年発行）、Ｊ．エアゾール
医術６、６７〜７２〕。（液体を霧化するために、）そ
れらは圧縮空気を使っている。彼等の実験動物におい
て、治療に対して何ら有害反応について報告されていな
いが、人体に適用するには気道内で急速なガス膨張の危
険性があり、そのような結果については慎重に回避され
るべきである。

【０００３】以前は、より大きな容積の多量の液体が、
気管支鏡通路内に挿入された在来の洗浄パイプを介して
気道内に物質の点滴で投与されていた。しかし、この方
法は、ウィルスのベクターを使って遺伝子転移を行う場
合に炎症や感染等の悪い反応を回避するために予防上重
要なものとなる多量流体の遠位気道と肺腔への流入を招
来することになる。

【０００４】従って、本発明の目的は、機能生物学的物
質が肺腔内にこぼれ入るのを最小限に抑制して局部的に
容易に活用されるように期待すべく、人体気道にそれら
機能生物学的物質をよく限定して集中するようにするた
めに気管支鏡を介して液体の形で機能生物学的物質を供
給することであった。

【０００５】発明の要旨本発明は、個体の肺の空気通路内に機能生物学的物質を
供給する方法に指向されている。顕著な特長は、個体の
案内空気通路内に液体媒介物を介して確実にそのような
物質が届けられるようにその種の物質を供給するもので
ある。かくして、本方法によって、生物学的物質、実際
はそれらを媒介する液体が、末端の気道や肺胞に到達す
るのが防止される。かくして、本方法は、治療剤が治療
や診断や造影を行うために役立つように肺の局部領域に
確実に供給されるようにするものである。更に、その種
の物質は、末端の気道には到達しないので、炎症や感染
等の悪影響は回避される。

【０００６】かくして、本発明は、離散した液滴の形で
個体気道内に溶液や懸濁液の媒介物内の生物学的物質を
導入することから構成されているそのような方法に指向
されている。液滴は約２０ミンロンより大きく、約５０
０ミクロンより小さい、最も好ましくは約１８０ミクロ
ン以上の直径を有する。溶液や懸濁液は、治療を受けて
いる個体が自発的に呼吸している間の気道内の自然空気
速度よりも大きい速度で供給される。

【０００７】本発明は、約２０ミクロンよりも大きく且
つ約５００ミクロンよりも小さい直径を有した離散液滴
の形で且つ自発呼吸中の気道内自然空気速度よりも大き
い速度で気道内に溶液や懸濁液内の上記物質を導入する
ことから構成される肺の気道内に機能生物学的物質を供
給する方法に指向されている。

【０００８】生物学的物質は、公知の治療効果や診断又
は造影の機能を有した部類の化合物から構成されてい
る。これら化合物は、かくして、診断薬、造影剤、生長
促進剤、サイトカイニン、細胞増殖抑制薬、細胞毒、他
の抗癌剤、消炎合成物、抗ウィルス剤、抗生物質、免疫
抑制薬及び免疫活性剤、麻酔薬、粘液溶解物（mucolyti
cs）及び細胞壁破壊合成物から選択され、それらは、溶
液や懸濁液として与えられたり、又は微小粒子や超微小
粒子のような媒介物に入れられる。ここの好適な実施例
では、遺伝学的に工作された遺伝子インサートを含んだ
ウィルスベクターが溶液や懸濁液を介して導入される。
このようにして、遺伝子インサートは、個体によって肺
細胞内に吸引され、かくして、遺伝子治療手段を提供す
る。しかし、本発明は、公知の作用で役立つ大方の生物
学的物質に指向されていることが理解されよう。

【０００９】溶液や懸濁液の供給は、離散液滴の形で行
われ、また供給装置は、そのような液滴がかく形成され
るべく選択される。本発明の好適な実施例では、末端に
ノズルを有した在来の洗浄管が使用されている。ノズル
は、供給用に離散液滴を形成するように設計されなけれ
ばならない。洗浄管は、気管支鏡が接近できる肺領域の
供給箇所を目視制御できるようにするその気管支鏡内に
挿入される。また、約２０ミクロンから約５００ミクロ
ンに及ぶ比較的大きな寸法の液滴は、本発明に従って確
実で適切な供給を行う合理的な範囲となっていると思わ
れる。また、その好適な範囲は、約１８０ミクロンの中
央値のすぐ上や下の値である。

【００１０】本発明に係る第２の必要事項は、液滴は自
然呼吸中の通常の空気速度を上回る速度で供給されるべ
き点である。これで、液滴は、局所領域に到達するまで
排除されないように対抗できる。速度は、液滴を末端の
気道や肺胞内に供給する程高速度であってはならない。
かくして、好適な速度範囲は、約０．２ｍ／秒から約１
００ｍ／秒となり、また最も好適なのは約１ｍ／秒から
約５０ｍ／秒である。また、ノズル空気圧システムは、
投薬中に離散液滴の形成及び速度のこれら二重の必要事
項を満足するように選択された且つ調節される。

【００１１】上方の肺への使用に焦点が当てられてはい
るが、本発明は他の体腔にもそのような生物学的物質が
供給されるべく応用可能であることも理解されよう。そ
のような体腔は、ガスが充満されていたり、又は一時的
に液体や固形物の内容物が空となっているものと予想さ
れ、例えば、局所限定的供給を行ったり役立てるため
に、粗いスプレーとして適当な生物学的物質の溶液や懸
濁液を供給するようになっているカテーテルを使うもの
で、膀胱や直腸、空の動脈等がある。

【００１２】代表的な媒介物又は搬送物としては、無菌
水やグリセロールが例としてあげられる。参考として、
ニュージャージー州のモントベイルの医療経済資料作成
社（Medical Economics Date Production Co. ）によっ
て刊行されたレミングトンの製薬科学（Remington's Ph
armaceutical Sciences ）の第１６改訂（１９８０年及
び後の改訂）の医師の机上参考書や製薬に関する他の標
準概論が提示される。一般に、供給される溶液や懸濁液
の容量は、約１０〜約２０００μＬの範囲となろう。

【００１３】本発明に係るモデルシステムでは、大きな
液滴スプレー（約１８０ミクロン（μｍ）の液滴寸法を
有している）が、気管支鏡の通路内に挿入される洗浄管
の端に配置されたノズルを介して高速でウィルスベクタ
ーの形成を排除して生成されてきた。約４０から１５０
マイクロリットルの小容量で正確な再現可能な分量化
が、究局の供給のためにウィルスベクターの完全無欠性
を維持しつつ達成された。スプレーの特性は、被処置末
端箇所の露出を実践的に最小にするように選択される。
段階に分けて（漠状）詰め込む法（カスケードインパク
ション）や人体肺模型や兎を使った幾つかの研究による
と、人間の被験者に適用される方法では、気道内のノズ
ル位置からすぐ下流側の箇所に優勢的に遺伝子治療用析
出物が発生されることが予測される点が示されている。

【００１４】この作業で、供給箇所の目視制御ができる
ようにする在来の気管支鏡が使用された。標準的な洗浄
管が気管支鏡の通路内に挿入されたが、それはスプレー
の自然位形成に使用されるノズルを末端に備えていた。
使用される具体的器具は、例えば、この特定の作業に使
用されたオリンパスＰＷ−６Ｐの洗浄管の供給者である
オリンパス・アメリカ社によって米国内で市販されてい
る幾つかの他の入手可能な洗浄管と実質的に同等なもの
である。この洗浄管は、オリンパス・アメリカ社の供給
元からも入手可能なもののような他の洗浄管と比較する
と、安全性と有効性に影響するような設計や素材、用
途、操作方法における大きな変更は何ら行っていない。
これらの洗浄管は米国の食品医薬品局によって認可を受
けている。

【００１５】比較的高い速度を伴った比較的大きな寸法
の液滴は、ノズルからの出口に隣接した気道壁と、適用
箇所から下流側の肺の最初の一方又は二つの分岐部にい
て、スプレーの大部分対して析出を最大化する。供給の
再現性は、ノズルを通してマイクロリットル量の液体治
療薬を急速に押し出すのに使われるシリンジのバレルを
圧搾空気で駆動する電子作動システムを採用して達成さ
れる。

【００１６】人の気道の基端形成部における有力な析出
メカニズムは、慣性力による詰め込みである。詰め込み
の効率は、液滴寸法と速度を大きくするに従って高くな
り、また気道分岐部における液滴の析出を制御する複合
パラメータは、ストークス数と称されている。キム（Ki
m）等の著作によるＪ．エアゾール科学２５（１９９４
年）のｐ５６７を見よ。気道における本スプレー方法に
よって発生された液滴の析出のおおよその見込み推定値
は、すぐ上で引用したキム等の参考書によって報告され
ている調査法を使って得られる。これら調査員は、スト
ークス数や気道の幾何学形状に対する液滴の析出の依存
性について詳細な結論を提出した。経験的な関係を使っ
て彼等は、この好適な実施例でここに使用された器具で
達成される液滴寸法と速度（ストークス数は約１より大
きいとする）に対して、全ての液滴は基本的に最初の分
岐部で折出を起こすと推定することができる旨推理し
た。これらの調査員は、更に、ここで報告されている遺
伝子治療を受ける、例えば嚢胞性繊維症患者に存在して
いるものと予測される部分的に閉塞された気道において
折出物が更に増大することも示していた。

【００１７】末端気道や肺胞内へ供給されたスプレーの
折出後、遺伝子構造形成の分布は大量の流体運動、特に
重力移動される流れによっても起き得るものであった。
この理由で、１ショット当りで供給される量は、適切な
投薬量の再現性を維持しつつも、最大で１５０マイクロ
リットルに制限されることになった。

【００１８】発明の詳細な説明：この文節では、本発明
の開発中に採用された具体的な詳細について述べる。か
くして、これらの詳細は、好適な実施例を説明してお
り、本発明は、その全体の説明について以前に提供した
開示内容に沿ったものと考えられることが理解されよ
う。好適な実施例として使用されている具体的な詳細
は、異なった生物学的物質に対して全てがこの一般的な
教示内容に入っている各種の器具や液滴寸法及び速度
で、当業者が実験できるように十分な情報を提供してく
れるものである。

【００１９】物質と方法及び例：後の文でより詳細に述
べられている次の実験は、スプレーシステムの性能を特
徴づけるために実施された。

【００２０】ベクター生存に関するスプレー器具の影
響：スプレー発生用器具を使用すると、ウィルスベクタ
ーをかなり失うことになる（例えば、器具への吸収や、
ノズルでの剪断力による不活性化に依る）。ここで報告
されている研究では、試験管内に収集されたスプレーで
は、班（プラーク）形成単位数に何ら目立った変化が無
いことが示されている。

【００２１】投薬の再現性：安全で効能のある治療を行
うために、供給が適当な精度と再現性を有していること
を証明することは明らかに重要である。再現性では、１
ショット当り重量で５％以下である。

【００２２】レーザ回析による液滴寸法の分布：この方
法は、組換え型の人のデオキシリボヌクレアーゼ（７、
８）の供給のための多くのエアゾール発生システムを研
究するために使用され且つ長期間に渡って有効であっ
た。液滴の寸法分布は、１０μｍより小さい寸法の液滴
のスプレーの質量の１％未満で、１８０μｍの周りに非
常に狭い範囲で集中されている。

【００２３】段階的詰め込み：カスケードインパクター
（段階詰め込み器）は、主として『呼吸可能なエアゾー
ル』、即ちこの方法によって発生されるものよりもかな
り小さな液滴を収容したシステムでの粒子寸法分布を計
測するために造られているが、この技術は、そのような
粒子の存在不足を実地で説明するために使われてきた。
レーザ回析に比較してこの技術の長所の一つは、それが
スプレーを気道に供給しつつも起こり得る吸気作用の模
擬実験を行う点である。下記の実験で、レーザ回析での
成果、即ち、１重量％未満の粒子が、『呼吸可能な』寸
法領域（＜７μｍ）を一般に有しているカスケードイン
パクターの段階で折出することが確かめられる。

【００２４】人の肺の模型：人の気道の幾何学形状をよ
り忠実に表しているシステムにおいてスプレー折出につ
いての情報を得るために、幾つかの人の肺の鋳造模型が
使用されてきた。これらの模型は、限定された数の気道
（約１０まで）を形成している。人の治療に使われる物
質を代表する放射性同意元素によって類別された媒介物
は、供給器具を使ってスプレーされていた。その標識
は、肺病の診断で造影剤として使用される^９９ｍテクチ
ュウム硫黄コロイドの形であった。このテクチュウムの
同位元素は、ガンマー線のシンチグラフ撮影にとって理
想的な特性を有し、また好都合な放射能半減期（６時
間）を有している。物質のコロイド特性は、析出大きさ
を同定する上で体内研究にとって望ましい呼吸管からの
その吸収を防ぎ、また下記するように呼吸管内でのその
後の放射能の広がりを防ぐ。

【００２５】模型内における放射能の位置特定は、ガン
マー線のシンチグラフによって、また肺模型をのがれ出
て来る物質内の放射能を測定することで行われる。実験
は、人の気道ツリーが、この方法によって発生されるス
プレーに対して効果的な瀘過システムとなっていること
を示している。

【００２６】麻酔をかけた兎と兎の肺模型におけるスプ
レーの折出：人と犬や鼠や兎等の実験動物との間には、
寸法と枝分かれパターンの両方に大きな相違がある。こ
れらの動物は、人のものより対称的な二又分岐系と対照
的に、実質組織へ通じた大きなまっすぐな通路を備えた
単軸性構造を有している。兎では、従って気道から肺胞
までの通路長さは、大人の人間のものよりもはるかに短
いようである。更に、単軸性構造は、人の二又分岐構造
に比較されるように慣性詰め込みによる大きな粒子の瀘
過時には効率が悪くなる。兎における識別用放射性同位
元素の析出によって研究されたように、小さな気道と肺
胞へのスプレーの透過状況は、従って最悪の実験モデル
を示すであろう。ここに報告された結果は、１％未満の
放射能がスプレーノズルの位置から下流側の最初の２つ
の気道形成部を越えて出現したことを示している。スプ
レーによって析出された物質の初期位置特定は、乾燥し
た兎の肺模型による実験でも立証された。

【００２７】動物：ニュージーランドの兎

【００２８】物質：等部分化したテストウィルスは、使
用まで−６０℃で貯蔵された。各等部分は、（２９３胞
についての班効力検定による）５．０×１０^９pfu／ガ
ラス瓶の初期の有効濃度を有した５０μＬのウィルスを
収容していた。pfu 当りのウィルス粒子の数は（２６０
ｍｍ、OD_２６０の光学密度計測によって確定されるよう
に）、１００であった。ウィルスは、１０％のグリセロ
ールと、１０ｍＭのＭｇＣｌ _２と、１５０ｍＭのＮａ
Ｃｌと、１０ｍＭのＴｒｉｓとを含有したｐＨ８の溶液
中で凍結保存されていた。それは、公知（１９８９年）
の人の嚢胞性繊維症の経膜伝導レギュレータ遺伝子から
成る複製不全な組換型アデノウィルスから成るウィルス
である。

【００２９】１０ｍＭのTrisと、１５０ｍＭのNaClと、
１０ｍＭのMaCl2を含み、１０％グリセロールを伴った
又は伴わないpH７.８のバッファー溶液が用意され、
（０．２２ミクロンのミリポアーで）無菌瀘過され、室
温で保存された。これらの溶液は、スプレーの特徴付け
で、また生体内や試験管内での折出研究中にウィルス溶
液をいろいろと希釈するために使われた。

【００３０】放射性同位元素で希釈識別された^９９ｍTc
硫黄コロイド溶液は、サンフランシスコのマリンクロ
ットメディカル（Mallincrodt Medical）社から入手さ
れた。貯蔵の^９９ｍTc 溶液は、放射能を調節するため
に３．３％のグリセロールウィルスの媒介溶液で希釈さ
れた。

【００３１】器具：・カーネティッスディスペンスィングシステム（カ
ルフォルニア州のブルーミングトン）ＫＤＳ８２４のシ
ョットメータは、ＫＤＳ６０００のプログラム制御可能
なタイマーで操作された。・内視鏡の洗浄管（日本、東京のオリンパスのモデルＰ
Ｗ−６Ｐ）は、シリンジに取付けられるルアーロック
（ｌｕｅｒ−ｌｏｃｋ）式マウスピースと、気管支鏡内
に挿入される本体管と、スプレーに液体を拡散させるノ
ズルから成るものが使用された。・キャピンテック（Capintec）ラジオアイソトープキ
ャリブレータウェルカウンター（ニュージャージー州の
ラムゼイ）のモデルＣＲＣ−１２Ｒ，シリーズＮｏ．１
２９２１が、溶液中に存在する^９９ｍTc の量を計量す
るために使用され、カスケードインパクション分析の各
段からの物質を瀘過するために貼付されたり、肺模型内
に設けられた。・モールヴァーンマスターサイザーの回析アナライザー
（イングランド、モールヴァーンのモールヴァーンイン
ストルメント社）が、本装置によって発生された液滴寸
法スペクトルを評価するために使用された。・低速抽出システム（ニューヨーク州・コンガースのエ
アーフィルトロニックス（Airfiltronix）社のＨＳ３０
００Ａ）が、モールヴァーンインストルメントと関連し
て整粒検出ビームの後部からエアゾールを除去するのに
使用された。・８段式の非独立アンデルセンマークインパクター
（ジョージア州、アトランタ）が、スプレー中の呼吸可
能寸法の液滴の含有百分率を確定するのに使用された。
アンデルセン式グラスファイバーフィルターが、逆さの
ステンレススチール製収集板上に設置された。インパク
ターを通る流量率は、シィアリアルインストルメント社
（カルフォルニア州、カーメルバレイ）の８２０マイク
ロメータ・モデルＮｏ．８２１、シリーズＮｏ．３２３
７、レンジ０−３０ＳＬＰＭで監視された。・ルドラム計測社（テキサス州、スィートウォータ）の
モデル３、サーベイメータが、器具に放射能があるかど
うかを確定するために使用された。・サールトリアス（Sartorius ）（イリノイ州、マック
ゴーパーク）のＢＡ４１００Ｓの秤（示差は０．０１
ｇ）が肺模型と兎の実験中の重量確定に使用された。・オービターＳＰ^＋の単一光子放射型コンピュータ制
御の断層撮影（ＳＰＥＣＴ）のガンマー線カメラシステ
ム（イリノイ州、ホフマンエステートのシーメンスメデ
ィカルシステム社）が、肺模型と生きた兎における放射
性同意元素で識別されたスプレーのシンチ撮影映像を得
るために使用された。・メディテック社とＡＰＭ社からの人の肺模型が、人の
気道におけるスプレーの位置特定を評価するために使用
された。・大人用５．５ｍｍの気管支鏡（オリンパス）が、オリ
ンパス洗浄管を気道に設置するために使用された。・マイクロウェーブオーブン（ジェネラルエレクトリッ
ク）が、兎の肺模型を用意するために兎の肺を乾燥させ
るために使用された。・気管内チューブ：マギル（Magill）３．０（マリン
クロットメディカル）の折返し無し気管内チューブが兎
の喉頭に挿入のために使用された。

【００３２】方法と結果：

【００３３】カーネティクス分配システムを使用したオ
リンパス洗浄管の特徴：臨床医療における安全上の理由
で、一回の『ショット』で供給される投量よりもかなり
多い遺伝子ベクター構造物を洗浄管に装填するのは有利
であると考えられた。制量システムのプランジャーに取
付けられたシリンジは、従って空気で満たされ、供給溶
液は、洗浄管のノズルを通して直接装填された。臨床設
定では、次いで洗浄管は、当てる部位に先端を向けて気
管支鏡内に挿入されることになっていた。一度作動され
ると、この空気の大きな塊は、隣接した肺表面上にスプ
レーを発生させながら洗浄管のノズルを介して溶液（又
は懸濁液）を排斥する。この器具の概略は、図１に示さ
れている。制量装置のプランジャーを駆動する圧力（５
５pis ）は、シリンジ内の空気と液体から分離され、後
者はノズルを介して大気圧に開放されていることに注目
すべきである。

【００３４】液体のノズル先端への突然の移動を回避す
るために、媒介物の装填に従って、媒介物と洗浄管先端
との間に１５ｃｍにも及ぶ空隙が介在されるように決め
られた。これは、洗浄管先端が媒介物タンクから除去さ
れた後は、１ｃシリンジで更に引き出すことで行われ
た。媒介物の供給の上に洗浄管に空隙を装填した効果が
次に確定された。

【００３５】洗浄管の装填の再現性と洗浄管からの媒介
物供給の再現性を調査するために実験が導入された。空
の洗浄管の重量が確定された。洗浄管の先端は、３．３
％のグリセロールを含んだ媒介物内に差し込まれた。溶
液は、洗浄管の孔部に取付けられた１ｃｃシリンジのプ
ランジャーを引き出し続けることで洗浄管ノズル内に吸
入される。先端は溶液から除去され、その表面は拭かれ
て乾燥され、満たされた洗浄管の長さは、最も精度を上
げて０．１ｃｍまで計測された。装填された洗浄管の重
量が、次いで確定された。装填された洗浄管は、（１〜
２．５ｍＬの空気塊が予じめ装填された）カーネティッ
クスの３ｃｃシリンジアダプターに取付けられた。カー
ネティックスの『タイミング制御されたレギュレータ』
ノブは、５５pis の圧力に設定された。ショット期間
は、２秒（１秒より長いいずれの値も大空気塊を確実に
完全に排出するであろう）に設定された。指によるアク
チュエータは、スプレーを供給するために押圧された。
スプレーは、予じめ計量されたプラスチックの１００ｍ
Ｍビーカーに供給された。ビーカー重量の増加が記録さ
れた。

【００３６】結果：媒介物で満たされた洗浄管の長さと
その後の重量増加との間の相関関係は、８０から１５０
μＬに及ぶ量について図２に示されている。第２の洗浄
管を使った４０から９０μＬに及ぶ量に関するものと同
様なグラフが図３に詳細に示されている。両方の場合に
予想されるように、装填された媒介物量は、洗浄管内に
吸引された溶液の長さに直線的に関係されている。第１
洗浄管に関して、その傾きは、媒介物の６．８μＬが、
管の１ｃｍを完全に満たすことを予測している。逆に、
媒介物を正確に１００μＬ装填するには、管の１４．７
ｃｍ長さが溶液で満たされなければならない。別の洗浄
管を使ったデータは、７．４μＬの媒介物は管の１ｃｍ
を完全に満たすことを示している。かくして、洗浄管の
１３．５ｃｍは、１００μＬを装填するように媒介物で
満たされる必要がある。これら２本の洗浄管の内径の変
化は、満たす溶液で約８％未満の差となるが、洗浄管の
長さでの変化は0.9996の相関係数によって立証されてい
るようにより正確である。

【００３７】媒介物の供給については、８０〜１５０μ
Ｌの間で予想される装填に対し図４に示されている。2.
5mL の空気塊が、溶液を排出するために使用された。装
填された媒介物量と供給された量との間には間接的な相
関（ｒ＝0.996 ）がある。供給された量は、８０から１
５０μＬに及ぶ容積に対して装填量の８９±３％で一定
であった。（洗浄管内に後に残る媒介物量である残留量
は、装填量の１１±３％で一定である。）４０から８０
μＬの極端に少ない容積に対しては、供給された分量
は、装填された分量にも比例している（ｒ＝0.994,図
５）。第２の洗浄管がこの例で使用され、ほんの2.0μ
Ｌの空気塊が媒介物を排出するのに使われたが、供給
量は装填量の８９±４％であった（図示されていな
い）。正確に溶液の１００±５μＬを供給するために８
９％供給を行う場合、媒介物を112μＬを装填しなけれ
ばならない。これらのデータは、１０％未満の誤差で再
現可能な小容積供給がこの技法で達成可能であることを
示唆している。2.0 又は2.5μＬの空気塊を使用した影
響は、無視できるものであることがわかる。

【００３８】7.5cm の空隙が媒介物と洗浄管ノズルとの
間に吸引された場合、図６に示すように、供給量は装填
量に依然として直接的に比例していた（ｒ＝0.995 ）。
傾きを比較すると、7.5cm 空隙を付加することで供給量
が若干少なくなることがわかる。しかし、媒介物の供給
量は装填量の８９±３％から８６±３％に削減されたに
すぎない。更に、媒介物を排出するのに使われた空気量
は、2.5mL から1.0mLに削減されたことに注目すべきで
ある。これら２つの作用の組合わせで３％だけ供給量を
削減したたけであった。かくして、100μLを供給するた
めに、媒介物の約116μLが装填されるべきである。しか
し、媒介物とノズルとの間に15cmの空隙を介在させるこ
とで結果的に大幅に供給量を削減することになった（図
７）。供給量は、媒介物装填量の７３±５％まで削減さ
れた。かくして、この場合、ほぼ100μL を供給するた
めに、137μL の装填量が必要となろう。

【００３９】従って、上記実験の結果を組入れた議定書
が臨床装備用に作成された。洗浄管内の媒介物は10cm以
上移動せず且つ15cmの空隙は結果的に実質的により少な
い供給量とするが故に、10cmの空隙を媒介物と洗浄管ノ
ズルとの間に介在させることが勧められる。更に、洗浄
管壁に付着する残留媒介物を低減するために３ccプラン
ジャーに（1mL よりむしろ）2mLの空気を装填すること
が進められる。

【００４０】スプレーのレーザ回析分析：

【００４１】方法液滴寸法の分布は、モールヴァンマスターサイザーによ
って分析評価された。洗浄管によって発生されたスプレ
ーの脈動特性によって、モールヴァン回析分析器は、ゲ
ート制御される限界モードで使用された。このモード
は、エアゾール濃度が最小しきい値より大きい場合に或
る期間に渡って機器に寸法分布を平均化させる。基本的
な手順は、計測窓をスプレーパルスよりもかなり長い幅
で設定する工程と、最小しきい値モードを作動させる工
程と、機器の計測域を横切って投薬をスプレーさせる工
程とを含んでいる。次いで、得られた液滴寸法データ
は、エアゾール濃度が最小しきい値設定よりも高い場合
に、その期間に渡って平均的な小さな回析パターンから
導き出される。0.025 と0.9 の限界曖昧値設定が全ての
テストに採用された。

【００４２】最小しきい値は、丁度、バックグラウンド
より大きくなるように選定され、また最大しきい値は、
スプレーによって発生された最大曖昧値よりも大きいた
めに選択された。曖昧値は、液滴濃度の任意の比較基準
であり、スプレーの曇りによって散乱された入射レーザ
光の割合に基づいている。これらの実験ではレンズの焦
点距離は、液滴を直径で1.2 と600 ミクロンの間に整え
るのに適した300mm であった。回析データは、1.33の相
対屈折率と、透明な水溶液に特有な零光吸収を行う液滴
寸法分布に転換された。モデルの独立した適合ルーチン
がずっと使用された。

【００４３】各実験に対して、管の15cmが満たされる
（約115μL ）までテスト溶液がノズル内に吸引され
た。次いで、確実に溶液が操作に先立ってノズルから失
われることが無いようにするために約50μLの空気がノ
ズルに吸入された。洗浄管寸法の孔を備えたスタイロ発
泡体のブロックが、ノズルをレーザ光線からの正確な位
置に位置決めするために使用された。スプレーは、上述
のようにカーネティクス投薬システムを使って作動され
た。洗浄管ノズルから出て来るスプレーの安定性を確定
するために、ノズルは、最初は、レーザ光線と干渉しな
いようにマスターサイザーの計測域からいろいろな距離
に設置された。これは、光線中心から２〜６ｃｍの範囲
となっていた。全ての後の実験では、ノズルは光線の中
心から約４ｃｍ（光線の縁から３ｃｍ）に設置された。
ノズルは、更に受光レンズの正面から正確に3.5cm に設
置された。スプレーからの靄は、かくして受光レンズの
正面から１〜６ｃｍの間で光線を横切るように導かれ
た。この位置は、スプレーがレンズの作業距離（７ｃ
ｍ）以内にうまく収まり、また縁における回析された光
の『蹴られ』による人為構成を排除するべく選択され
た。確実に吐出されたスプレーからの干渉を無くするた
めに、エアーフィルトロニックスの瀘過システムが流出
エアゾールを引き寄せるべく使用された。

【００４４】結果表１は、レーザ光線に対するスプレーの正確な位置を確
かめるための水スプレーを使った予備実験の結果を示し
ている。ノズルが光線の中心から２ｃｍと４ｃｍの間に
位置している場合には、容積中間直径とスパン（寸法分
布幅の比較基準）は大きくは変化されない。全ての後の
実験では、ノズルはレンズの中心から４ｃｍのところに
設置された。各テスト溶液は、４回スプレーが行われ、
寸法特性は、以前のように分析された（表２）。テスト
溶液は、治療目的に対し一般的であるべき粘度範囲を表
している。０％と3.3 ％と１０％のグリセロールを有し
た媒介物は、（水に対して187 ミクロンのものと比較し
て）182,190 及び205 ミクロンの寸法の容積中間直径を
有していた。重要な点は、全ての媒介物に対して低いま
まとなっている１０ミクロン未満の直径の液滴の質量に
よる百分率は、水の0.6％のものに比較して1.1％，0.9
％及び 0.5％となっていることである。

【００４５】

【表１】

【表２】

【００４６】容積の中間直径は、エアゾールの質量の半
分がこの直径よりも大きい（また小さい）液滴に存在し
ている直径を表している。それはマスターサイザーのソ
フトウェアによって計算され、またそれはＤ（ｖ，0.5
）によって表示されている。スパンもマスターサイズ
のソフトウェアによって計算されている。それは、中間
直径に対する容積分布の幅の基準を与える［Ｄ（ｖ，0.
9）−Ｄ（ｖ，0.1）］／Ｄ（ｖ，0.5）。

【００４７】スプレーのカスケードインパクション分
析：８段階式のアンダーソンのカスケードインパクター
が、小さな呼吸可能な寸法の液滴に存在しているスプレ
ーの百分率を確定するために使用された。グラスファイ
バーフィルターが、スプレーを収集するために各段に設
置された。段の締切直径は、10.0、9.0、5.8、4.7、3.
3、2.1、1.1、0.7 及び0.4ミクロンである。28.3Ｌ／分
の流量率を吸引するように較正されたポンプは、溶液の
スプレーに先立って数分前に始動された。ポンプとカス
ケードインパクターとの間の直列式質量流メータ（即
ち、圧力と無関係な表示装置付き）は、実験中に流量率
を監視した。

【００４８】寸法取り運転が３回同じように行われた。
約120μＬの^９９ｍTc 硫黄コロイド溶液が、洗浄管の
ノズル内に吸入され、その後に溶液の突然の漏れを防ぐ
ために50μＬの空隙を設けた。装填された^９９ｍTc 溶
液の作用が洗浄管をガンマー線源カウンターに差込むこ
とで確定された。溶液の重量も記録された。装填された
洗浄管は、入口オリフィスの『下方リップ』において最
上段から約５ｃｍだけカスケードインパクター内にノズ
ルを下に向けて垂直に保持された。カーネティクスの分
配システムが、作動され、99mTc 溶液はインパクター内
にスプレーされた。洗浄管内の^９９ｍTc 溶液の残留重
量と作用について確定された。各段のフィルターは、プ
ラスチック袋に設置され、^９９ｍTc 作用は、ガンマー
線源カウンターによって計測された。更に、上から２つ
の段上の壁やプレートが拭き取られ掃除が行われ、これ
らのティシュー等は袋に入れられてカウンターにかけら
れた。

【００４９】瀘過や拭き取り掃除によって減衰が起きて
いるかどうかを確実にするために、５回までの付加掃除
布（紙ティッシュやアルコールモップ）が^９９ｍTc 溶
液の管を取囲んだ袋内に入れられた；これは、周壁を備
えたインパクターのいずれか一つの段を拭き取るために
使われた最大数のティッシュとモップであった。制御と
して、^９９ｍTc 溶液は、更に、確実に識別用放射性同
位元素を質量バランスさせる（袋中の放射能は洗浄管か
ら失った放射能と同等であるべきである）ためにプラス
チック袋内に直接スプレーされた。^９９ｍTc 同位元素
の減衰を説明するために、各計測毎に時刻が記録され
た。^９９ｍTc 同位元素は、5.997 時間の半減期を有し
ている。かくして、時刻ｔでの各放射能計測値Ａｔは洗
浄管に装填された^９９ｍTc 溶液の最初の放射能計測値
ｔ０からの時間に対して正規化された。修正された放射
能Ａ_ｔｏは、次のように確定され、その場合（ｔ−ｔ
０）は、時間であり：Ａ_ｔ０＝Ａ_ｔ／ｅ
^{ｌｎ０．５（ｔ−ｔ０）／（ｔ０−５）} ＝Ａ_ｔ／ｅ
^−０． ^{１１５５８（ｔ−ｔ０）}

【００５０】結果：ベクター媒介物に^９９ｍTc 硫黄コ
ロイド溶液を最初に装填してから（120.9±3.7μＬ、表
３ｂ、４ｂ及び５ｂ）、約100μｌＬの^９９ｍTc 溶液が
慣性カスケードインパクターの洗浄管を流出した（96.6
±2.8μL,表３ｂ，４ｂ，５ｂ）。計測された放射能の9
9.6％以上は、１０ミクロンの寸法より大きな粒子に対
応した最上の事前フィルター上で発見された（表３ｃ、
４ｃ及び５ｃ）。実際は、検出された放射能の99.8％が
最上の事前フィルターと第１段（ステージ０）で発見さ
れた。0.2 ％未満は、９ミクロン未満の寸法の液滴を収
集する段のフィルターで発見された。これは、量で１％
未満の液滴は、寸法が１０ミクロン未満である。

【００５１】検出された放射能の99.6％は、１０ミクロ
ンより大きな空気力学的直径を有した液滴に存在してい
たが、カスケードインパクターでの放射能の回収は、9
1.2±2.7％（表３ｃ、４ｃ及び５ｃ）だけであった。制
御として、同じ^９９ｍTc 溶液が袋内にスプレーされ、
計測された。99.3％の回収が行われた。洗浄管からの放
射能の損失の143.5μＣiは、袋内で計測されたもの、14
2.5μＣiによって完全に説明された。我々のカスケード
インパクターの実験における未回収放射能は、２つの要
因：計測中の減衰と最上段の面への^９９ｍTc 溶液の付
着と該面での乾燥に依るものである。拭き取りに使った
５個までの非放射能ティシュを放射性ウィルスを有した
袋に付加することで、２〜３％だけ計測放射能を減少さ
せた。かくして、減衰は、不完全な放射能回収をほんの
部分的に説明するにすぎない。インパクターの段は、次
いで分解され、検査メータが各段上に渡って通された。
最上段は、実質的に残留した放射能を含んでいた。この
放射能は、アルコールモップでも、イソプロピルアルコ
ールで洗っても除去されなかった。従って、放射性コロ
イド材の幾分かは、強力に金属面に付着しているにちが
いない。重要なことは、他の段では何ら放射能が検出さ
れなかった。かくして、これらのデータによって洗浄管
のスプレーの液滴の0.4％以上が決して１０ミクロン未
満の寸法となることが無い事が確かめられる。28.3L/分
でインパクターを通って流れる空気は、スプレーの重要
部分を何ら巻き込む様子はない。これは、患者の呼吸が
気道内に直接供給されたスプレーの拡散に影響しそうも
ないことを示唆している。

【００５２】

【表３】

【表４】

【００５３】洗浄管に装填され且つスプレーされた
^９９ｍTc の量は、重量差を1.0 g/mLの密度を使う量に
転換しながら表３ａから算出された。^９９ｍTc 放射能
及び修正放射能も同様に表３ａから確定された。

【００５４】

【表５】

【００５５】^９９ｍTc 放射能は、最初の放射能計測時
からサンプルの放射能計測時にかけての減衰の説明のた
めに修正された。各段で見出される^９９ｍTc の修正さ
れる量は、回収される百分率の^９９ｍTc を生ぜしめる
ために供給された^９９ｍTc （表３ｂから、155.9μＣ
i）の量によって割算された。ＢＫＧは、バックグラウ
ンドのものに等しい放射能を表している。

【００５６】

【表６】

【表７】

【００５７】洗浄管に装填され且つスプレーされた
^９９ｍTc の量は、1.0 g/mLの密度を使った量に重量差
を転換しながら表４ａから算出された。^９９ｍTc 放射
能及び修正放射能も同様に表４ａから確定された。

【００５８】

【表８】

【００５９】^９９ｍTc 放射能は、最初の放射能計測時
からサンプルの放射能計測時にかけての減衰の説明のた
めに修正された。各段で見出される^９９ｍTc の修正さ
れる量は、回収される百分率の^９９ｍTc を生ぜしめる
ために供給された^９９ｍTc （表４ｂから、143.6μＣ
i）の量によって割算された。

【００６０】ＢＫＧは、バックグラウンドのものに等し
い放射能を表している。

【００６１】

【表９】

【表１０】

【００６２】洗浄管に装填され且つスプレーされた
^９９ｍTcの量は、1.0g/mLの密度を使った量に重量差を
転換しながら表５ａから算出された。^９９ｍTc放射能及
び修正放射能も同様に表５ａから確定された。

【００６３】

【表１１】

【００６４】^９９ｍTc 放射能は、最初の放射能計測時
からサンプルの放射能計測時にかけての減衰の説明のた
めに修正された。各段で見出される^９９ｍTc の修正さ
れる量は、回収される百分率の^９９ｍTc を生ぜしめる
ために供給された^９９ｍTc （表５ｂから、143.6μＣ
i）の量によって割算された。

【００６５】ＢＫＧは、バックグラウンドのものに等し
い放射能を表している。

【００６６】アデノウィルスベクターの生存に関するス
プレーの影響：

【００６７】方法臨床議定書（付録ＩＩ）通り実施できるように設計され
た洗浄管を通して、有効アデノウィルスをスプレーする
効果を確定するべく実験が行われた。１０％のグリセロ
ール、１０ｍＭのMgCl2、１５０ｍＭのNaCl及び１０ｍ
ＭのTrisを含んだpH7.8 の溶液にテストウィルスの50μ
Lの部分標本を含んだガラス瓶が、−６０℃で又はそれ
以下で貯蔵された。初期の活動ウィルス濃度は、5.0×1
0^１０ pfu/mL （293 セルにおける班分析による）であ
った。（260nm の光学密度、ＯＤ _２６０によって確定
されたように）ウィルス粒の数は、5.0×10^１２pu/mLで
あった。かくして、pfuに対する粒子の割合は、１００
であった。これらスプレー実験からのサンプル分析の元
のストックの再滴定は、1.0×10^１０ pfu/mLと3.6×10
^１２mL を生み出し、この滴定濃度は最終計算に使用さ
れた。

【００６８】使用直前には、ストックのウィルスガラス
瓶は、解凍されて、氷の上に保存される。3.3％のグリ
セロールのみを含んでいる以外は、ウィルス溶液のもの
と同じ媒介溶液が希釈バッファーとしてずうっと使用さ
れた。スプレー収集容器のバッファーは、ストックのウ
ィルス溶液のものと同じであった。5×10^９ pfu/mLの呼
称濃度の高分量のウィルス溶液が、希釈バッファーにウ
ィルスストックを１０倍に希釈することで用意された。
1×10^７ pfu/mLの呼称濃度の低分量のウィルス溶液が、
最初に１００倍希釈を使ってウィルスストックを順次希
釈バッファーに希釈して用意され、引き続いて１０倍希
釈が行われ、最終的に５倍希釈が行われた。希釈された
ウィルスは、使用まで氷の上で保管された。低温ガラス
瓶（1.8mL）は、0.9mLの収集バッファーで満たされ、計
量された。

【００６９】２つの別々の場合について、３つの実験が
低分量と高分量の両ウィルス溶液について実施された。
低分量のウィルス溶液についての全ての実験が、高分量
ウィルス溶液についての実験前に実施された。これは、
洗浄管の管への吸着によってウィルスが失われる場合に
実施された。もし少量のウィルスの吸着があった場合、
低分量のウィルス溶液についての実験でより容易にこの
損失は観察されよう。洗浄管ノズルの先端は、低分量の
ウィルス溶液に入れられていた。ウィルス溶液は、洗浄
管のルアーロック孔に取付けられた１ｃｃプランジャー
で吸い戻されることで、管の長さの下方約１７ｃｍだけ
洗浄管のノズルに吸入された。洗浄管先端をウィルス溶
液から洗浄管の先端を取除いた後、プランジャーは、50
μＬの空隙が先端内に吸入されるまで更に引かれた。こ
れで、操作に先だって洗浄管のノズルから滴下するのが
防止された。洗浄管は、カーネティクスの投薬システム
に取付けられた。ノズルは、予じめ充填された低温ガラ
ス瓶内に導入され、スプレー作動された。低温ガラス瓶
は計量され、供給されたウィルス溶液の量を確定した。
穏やかに撹拌した後、低温ガラス瓶の内容物は３本の管
に等分され、−６０℃で又はそれ以下で凍結保存され
た。

【００７０】更に、実験期間中に凍結融解して希釈した
後にウィルス生存が氷上保管によって影響を受けている
かどうかを確定するために、制御実験が実施された。ウ
ィルス希釈を行った後で且つスプレー実験を開始する前
に、タイム零制御が用意された。0.9mL の収集緩衝剤で
予じめ満たされた２本の低温ガラス瓶に、0.1mL の低分
量又は高分量のウィルス溶液のいずれかが等分された。
等分化の量は、重量差によって確定された。これらガラ
ス瓶の各々は、ゆっくり撹拌され、３本の管に分割さ
れ、−６０℃で又はそれ以下で凍結保存された。（約７
５分間の）実験の完了時には、低分量と高分量の両ウィ
ルス溶液からの0.1mL の等量が、0.9mL の収集緩衝剤で
満たされた低温ガラス瓶内に再度混入された。正確な溶
液量は、重量差によって確定された。再度、溶液は３つ
に分割され、−６０℃で又はそれ以下で凍結保存され
た。実験用と制御用の両方の３分割のガラス瓶は全て、
その後の分析のために、ドライアイスを添えて出荷され
た。

【００７１】結果：低分量のウィルスのスプレーの効果
は、表６に表示されている。スプレーはされないが、凍
結融解されて実験サンプルで希釈された２つの制御ウィ
ルス溶液は、推定ウィルス数（約2.0×10^５ pfu/mL）の
50〜100％（1.0〜2.0×10^５ pfu/mL）に入っていた。こ
の分析評価に変化があれば、これらの数は、ウィルスが
凍結や凍結融解、出荷の手続きによって影響を受けなか
ったことを示している。第１の制御用のものは、実験の
開始に先立って凍結され、第２の制御用のものは、実験
完了時に凍結された。７５分間の実験中に氷上で融解状
態で保存されてもウィルスの生存は、影響されなかった
事を示しているこれら２つの制御用のものの間には何ら
重要な差は観察されなかった。

【００７２】３つのスプレーされたウィルスサンプル
は、推定ウィルス数（約2.5×10^５ pfu/mL）の40〜200
％（1.0〜5.0×10^５ pfu/mL）の間に入っていた。これ
らの分析評価は、約2×10^５ pfu/mLの分量で洗浄管を通
してスプレーされたり、又は接触してもウィルス生存が
影響を受けないことを示している。

【００７３】それら２つの高分量のウィルス制御物は、
推定値（表７ａ）の４３と４７％の間の単位を成すウィ
ルス班を産出した。その２つの制御物間の差は、分析評
価内に入っており、かくして実験期間に凍結融解のまま
にしているだけではウィルスは活性化されなかった事を
示している。推定値からの差は、凍結と融解の間に及び
若しくは分析評価前の出荷工程中にウィルス生存に幾分
損失があることを示しているのであろう。

【００７４】スプレーされたサンプルは、推定ウィルス
生存数の１６〜４１％に入ていた。２つの制御サンプル
（推定値の４３〜７０％）との比較から、５０％にも達
する1×109 pfu/mLのウィルスが、スプレーすることで
活性化されなかったのは有り得ることである。しかし、
分析評価が変わるとすれば、また分析評価によって希釈
工程から不連続値が報告されれば、起きたしても非常に
わずかの不活性化が起こるのは本当に有り得ることであ
る。

【００７５】ウィルス粒の数は、分析感度によって高い
ウィルス濃度でのみ分析評価された。制御サンプルは、
それらの推定値（表７ｂ）の６４と８１％の間であると
分析評価された。スプレーされたウィルスサンプルは、
それらの推定値の６２と９７％の間であると分析評価さ
れた。オーバラップ範囲は、制御とスプレーされたサン
プルの間には何ら差が存在していないことを示してい
る。かくして、ウィルス粒の数は、洗浄管上で何らウィ
ルス粒の目立った吸着が起こらない事を示し、洗浄管を
通してスプレーされても影響は受けなかった。

【００７６】

【表１２】

【００７７】供給溶液は、1.0g/mL の密度でウィルス溶
液の供給重量を割算することで算定される。初期のウィ
ルス濃度が1×10^１０ pfu/mL であれば、低分量ストッ
クは、2.0×10^６ pfu/mLとなろう。供給された量は、0.
9mL に希釈される。かくして、希釈率は、供給容積に0.
9mL を加算した合計によって供給量を割算することで算
出される。もし正確に100μＬが供給されれば、0.1 の
希釈率が結果的に得られる。次いで推定ウィルス数が、
2×10^６ pfu/mLを希釈率に掛けることで確定される。Ｎ
Ｄ＝確定されず。

【００７８】

【表１３】

【００７９】供給溶液は、1.0g/mL の密度でウィルス溶
液の供給重量を割算することで算定される。初期のウィ
ルス濃度が1×10^１０ pfu/mL であれば、高分量ストッ
クは、1.0×10^９ pfu/mLとなろう。供給された量は、0.
9mL に希釈される。かくして、希釈率は、供給容積に0.
9mL を加算した合計によって供給量を割算することで算
出される。もし正確に100μＬが供給されれば、0.1 の
希釈率が結果的に得られる。次いで推定ウィルス数が、
1×10^９ pfu/mLを希釈率に掛けることで確定される。

【００８０】

【表１４】

【００８１】供給溶液は、1.0g/mL の密度でウィルス溶
液の供給重量を割算することで算定される。初期のウィ
ルス濃度が 3.61×10^１２ pfu/mL であれば、高分量ス
トックは、2.6×10^１１ pfu/mLとなろう。供給された容
積は、0.9mLに希釈される。かくして、希釈率は、供給
容積に0.9mL を加算した合計によって供給量を割算する
ことで算出される。もし正確に100μＬが供給されれ
ば、0.1 の希釈率が結果的に得られる。次いで推定ウィ
ルス数が、2.6×10^１１pfu/mLを希釈率に掛けることで
確定される。

【００８２】人の肺の模型についての実験：２つのタイ
プの中空な人の肺の模型が、気道へのアデノウィルスの
ベクターの供給を模擬実験するために使用された（表
８）。両者は、きまって気道鏡の教育に使用される。第
１の模型（マサチュセッツ州、ウォータタウンのメディ
テック社製）は、人の気道の最初から５〜６の形成部に
ついて理想化された模型である。第２の模型（ノースカ
ロライナ州、ローリーのＡＬＭＩＩ；ＡＰＭ社製）は、
人の気道の正確な鋳物から得られる。かくして、それは
気道の最初の５〜８の形成部に対してより解剖学的に正
しいものである。最後の気道形成部は、それら気道直径
に対応した孔を有していた。

【００８３】

【表１５】

【００８４】これら模型気道でスプレーの分布をテスト
するために、我々は、先ず^９９ｍTc硫黄コロイドで治療
に使用される媒介物を放射性同位元素識別した。放射性
同位元素識別された媒体で、我々は、ガンマー線カメラ
撮影によって模型中のスプレー分布を計測でき、また模
型内に補足されないスプレー割合を確定できた。後者を
計測するために、我々は、在来の気道の全周にプラスチ
ック袋を取付け、ガンマー線源カウンターで袋内の放射
能量を計測した。

【００８５】３つの別々の実験が各模型で実施された。
先ず、我々は、ノズルを介して75〜100μＬの^９９ｍTc
放射性同位元素で識別された溶液をオリンパスの洗浄管
内に装填した。その装填された管は計量され、管内の放
射能量がガンマー線源カウンターで確定された。次い
で、洗浄管は、 2mLの空気を収容した3mL のプラスチッ
クシリンジに取付けられた。シリンジの胴体は、カーネ
ティックスの制量システムに取付けられた。システムパ
ラメータは 55psiや２秒のショット時間であり；これら
は、ここで報告された他の試験管内研究で使われるパラ
メータである。一度装填されると、放射能が模型から逃
げられないように肺模型の周りにプラスチック袋が取付
けられた。模型は、ガンマー線カメラの下に設置され、
気管支鏡は、主幹気管支への入口の位置特定に使用され
た。気管支鏡の先端は、竜骨をちょうど越えて右側の主
幹気管支内に位置決めされた。洗浄管は、その管先端が
気管支鏡を出るのがちょうど見受けられるまで、該鏡の
操作通路に通された。洗浄管内の放射能のガンマー線カ
メラ像は、模型内での洗浄管の最初の位置を得るために
撮影された。次いで、ショットメータは、スプレー供給
のために作動され、洗浄管が気管支鏡内に引き込まれ、
気管支鏡が肺模型から抜かれた。第２のガンマー線カメ
ラ像が模型中全体に渡るスプレー分布について撮影され
た。

【００８６】洗浄管が肺模型からぬかれた後は、その重
量と放射能量が再度計られ、肺模型に供給された放射能
容量を確定した。洗浄管は、^９９ｍTc 溶液で再度装填
され、この時左側主幹気管支内への供給が繰り返され
た。この第２供給後には、プラスチック袋が模型から取
り外され、右又は左の肺に存在した放射線量が確定され
た。

【００８７】結果：理想化された模型内へのスプレー供
給後の像の一つの例が、模型の概略図と共に図８に示さ
れている（像と図はほぼ同じ尺度と同じ向き、即ち、右
側の肺が図の左側に現れるようになっており、放射能は
右気管支の最初の２つの形成部に位置特定されてい
る）。スプレーは、この例で気道の約２つの形成部に渡
って分布している点に注目しなければならない。洗浄管
の先端から気道内へスプレー塊が移動した全距離は、約
５ｃｍである。スプレーが析出する面域は、約２０ｃｍ
2であると解剖学的模型から推定される。

【００８８】肺模型からの放射能の逃げについての結果
が、表９と１０にしめされている。大部分の放射能は、
肺模型内に保存されていることが理解される。２つのタ
イプの模型間には何も大きな差が無い点に我々は、注目
した。全部で（組合わされた両タイプの肺模型からのデ
ータでは）82±8μＬが供給され、その流体のほんの0.6
±0.3％が、模型の最小気道を流出した。

【００８９】

【表１６】

【表１７】

【００９０】乾燥された兎の肺についての実験：

【００９１】方法例えば遺伝子転移治療において、生物学的媒介物は人の
気道模型で適切にテストできるものよりもより小さな気
道に供給されなければならないので、兎の肺から肺模型
が造られた。3.4kg の兎から肺が得られ、３０ｃｍ水柱
の気道圧力に膨張され、電子レンジにおいて最小電力で
１時間かけて乾燥された。

【００９２】一度乾燥させた後、兎の中央気道の中空気
道スケルトンを残して、右肺から柔組織がピンセットで
注意深く除去された。最小直径が0.5mm 未満の約１０の
気道形成部が残った。兎の気管は、アデノウィルスベク
ターが入れられる人の気道と同じ寸法（5.5mm ）となっ
ている。この肺模型は、小気道を越える析出と言う『最
悪のケース』のシナリオを示している。

【００９３】これらの研究のために、より少ない量（52
±9μｌ、平均 ±ＳＤ、ｎ＝５）が、これらのより少な
い量を兎の生体内に供給するために使われた。洗浄管の
先端を模型の内側に設けるのに気管支鏡を使っていない
点を除いて、人の肺模型について説明したものと同じ手
順を使って、この肺模型で５つの実験が実施された。代
わりに、透明な乾燥した気道壁を通して、金属先端の設
置を目視観察するために使われた。洗浄管の先端は、ち
ょうど右側の主幹気道（気道スケルトン）に入った所に
置かれ、^９９ｍTc 硫黄コロイド溶液が前節で述べたの
と同じ条件で作動し、且つ臨床に使われるカネティクス
制量システムで模型に供給された。スプレー分布のガン
マー線カメラ映像が得られた。肺模型に供給された放射
能量は、供給前後で洗浄管の放射能量を計量、計測して
確定された。

【００９４】結果これら実験の結果は、表１１に示されている。人の肺の
模型に比較して、より小さな寸法の気道にスプレーは供
給された。この兎の肺模型では、人の肺の鋳物模型の場
合よりも相応により小さな表面積（解剖学的模型から約
５ｃｍ^２であると推定されている）より短い距離（２
ｃｍ未満）に渡って放射能が閉じ込められているのが判
った。重要なことには、人の模型の場合のように、兎の
模型の場合でも一度の操作を除いて、１％未満（平均0.
71％、SD1.15）のスプレーが終端気道から流出した。前
に概説したように、所望の位置を越えて下流側に逃げる
スプレーのポテンシャルに関しては、大人の気道状況に
比較して、兎の模型はその幾何学的形状によって最悪の
起こり得るケースを示している。

【００９５】

【表１８】

【００９６】兎生体内実験：

【００９７】方法生きた兎の肺内でのスプレー分布や時間経過におけるス
プレーの繰り返し分布について調査するために、５羽の
兎（3.3±0.1kgの体重）で実験が実施された。人のよう
に生きた動物の気道は、粘液と繊毛のある被覆組織で覆
われているために、表面上に析出された粒子は、粘膜繊
毛移動による口腔方向への望ましい自然除去とは反対
に、肺胞内への後退移動によって時間経過に伴い繰り返
し供給されるリスクが在るかどうかを我々は調査したか
った。ガンマー線カメラ映像による気道内のスプレー分
布及び時間経過に伴った繰り返し分布の両方を分析評価
するために、媒介物に、^９９ｍTc 硫黄コロイドを有し
た撮影診断物質で識別ラベルを貼った。装填された洗浄
管は予じめ計量され、その内部に収容された放射能量が
計測された。各兎は、筋肉内注射によってケタミン（55
mg/kg)とキシラジン(5mg/kg)で麻酔がかけられた。放射
性マーカーは、胸壁撮影のための基準点として兎の胸に
設けられた。兎は、3.0 ナギル気管内管が挿管された。
その管は、兎の上顎に固定された。死んだ兎での上記実
験では、気管内管の口端から主幹気管支までの距離（１
８ｃｍ）が計測された。生きた兎での実験のために、洗
浄管の先端は肺の内部へ２０ｃｍ入った気管内管へ案内
された。その先端を右側又は左側のいずれの主幹気管内
にも設けようとする試みは、行われなかった。これら実
験に対して、先端は主気管を十分に越えそうに前進され
た。スプレーが供給され、供給された量は、洗浄管を再
度計量し且つ供給後の放射線を計測することで計測され
た。兎の胸は、その供給後に２４時間に及ぶいろいろな
時間間隔で仰向け姿勢で撮影された。肺に残留している
放射線の相対量が、ガンマー線カメラ撮影像を定量し、
同位元素の放射線減衰に対して修正し、そして時間経過
に伴って肺内に残っている元の放射線の百分率を計算し
て確定された。

【００９８】結果 5.0 ± 3.1 μｌの^９９ｍＴｃ硫黄コロイド溶液が供給
された。最初の析出物及び異なった時間の残留放射線
は、表１２、１３に示されている。

【００９９】

【表１９】

【表２０】

【０１００】解剖学的模型（１１）から３〜５ｃｍ2 の
表面積に対応した３〜４ｃｍの距離に渡って、スプレー
は最初に位置特定されることが判った。これら映像は、
スプレーが図９に示されているように、析出場所近くの
局所限定された面域で析出することを示している兎肺模
型からの映像に似ていた。この映像上の２つの明るい点
は、兎の胸壁上で１２ｃｍ離れて設けられた２つの放射
能基準である。

【０１０１】放射線の幾分か（２０％まで）は、粘膜繊
毛除去によって非常に急速に逃げた。大部分は、局所限
定的に残留し、よりゆっくりと逃げた。平均して、７２
％のスプレーが、２４時間後にも局所限定的に残留し
た。兎の場合は、人の場合よりも更に半分の長い時間で
粒子を除去するので、我々は、これが粒子の肺胞析出を
表しているとは思っておらず、むしろゆっくりと気道を
逃げているものと思っている。同位元素の急速減衰は、
粒子の逃げの動態を更に監視するのを妨げた。

【０１０２】結論注目点：以上の記述は、本発明を実施
するために採用される具体的方法を詳細に説明してい
る。そのような具体的方法を詳細に説明してきたので、
当業者は、本発明の要旨を使って同じ情報に到達する
と、代替の信頼性の高い方法を十分に知り得るであろ
う。しかし、かくして明細書で詳細に上述はしている
が、それは全体の技術的範囲を限定するように構成され
るべきではなく、むしろ本発明の範囲は、添付した請求
の範囲の法定構成によってのみ確定されるものである。
ここに引用された全ての文献は、結果的にここに参考ま
でにはっきりと組み込まれている。

【図面の簡単な説明】

【図１】オリンパスの洗浄管を備えたカーネティック
（Kahnetics）の投薬システムの構成を示している。

【図２】装着された洗浄管の長さと媒介物重量との間
の相関関係を示している。

【図３】低量投薬に対して装着された洗浄管の長さと
媒介物重量との間の相関関係を示している。

【図４】予想装填量（８０〜１５０マイクロリット
ル）に対するウィルス媒介物の供給量を示している。

【図５】低量装填（４０〜８０マイクロリットル）に
対するウィルス媒介物の供給量を示している。

【図６】ウィルス媒介物の供給量について７．５ｃｍ
の空隙の影響を示している。

【図７】ウィルス媒介物の供給量について１５ｃｍの
空隙の影響を示している。

【図８】理想化された人体気道模型における識別用放
射性同意元素分布の正面図であり（左側）；比較のため
に、同じ尺度の模型の概略図を右側に示している。識別
用放射性同意元素は、スプレーノズルの位置からすぐ下
流側の右側気管支における最初の２つの形成部にほぼ渡
って分布されている。

【図９】生きた兎においてスプレーで折出された識別
用放射性同意元素のシンチ撮影像である。２つの明るい
点は、１２ｃｍ離れた兎の表面上の放射性マーカーであ
る。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ａ６１Ｐ 25/20 Ａ６１Ｐ 25/20 29/00 29/00 31/04 31/04 31/12 31/12 35/00 35/00 37/04 37/04 37/06 37/06 (71)出願人 596168317 460 ＰｏｉｎｔＳａｎＢｒｕｎｏＢｌｖｄ．，ＳｏｕｔｈＳａｎＦｒａｎｃｉｓｃｏ，Ｃａｌｉｆｏｒｎｉａ 94080 ＵＳＡＦターム(参考） 4C076 AA12 AA22 AA24 BB22 BB25 CC01 CC04 CC06 CC07 CC15 CC27 CC31 CC35 DD38F FF16 4C084 AA17 MA05 MA13 MA17 MA23 MA57 MA59 NA10 NA11 NA13 ZA052 ZA082 ZB082 ZB092 ZB112 ZB262 ZB332 ZB352 4C087 AA01 AA02 BC83 CA12 MA05 MA13 MA17 MA23 NA10 NA11 NA13 ZA05 ZA08 ZB08 ZB09 ZB11 ZB26 ZB33 ZB35

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】溶液又は懸濁液中の機能生物学的物質を
約２０ミクロンより大きく且つ約５００ミクロンより小
さい直径を有した分離液滴の形で、自然呼吸中に気道の
自然空気速度より大きな速度で気道中に導入することか
ら構成されていることを特徴とする肺気道内に機能生物
学的物質を供給する方法。
【請求項２】上記分離液滴は、約１８０ミクロンの平
均値に大略等しい範囲内の直径を有している請求の範囲
第１項に記載の方法。
【請求項３】上記分離液滴は、約０．２から１００ｍ
／秒の速度で推進される請求の範囲第１項又は第２項に
記載の方法。
【請求項４】上記機能生物学的物質は、ウイルスベク
ター、成長因子、サイトテカン、抗炎症剤、抗癌剤、抗
ウイルス剤、抗箘剤、免疫抑制剤、免疫活性化剤、麻酔
剤、粘性溶解物及び粘性物から成るグループから選択さ
れる請求の範囲第１項に記載の方法。
【請求項５】上記分離液滴は、約１８０ミクロンの平
均値に大略等しい範囲内の直径を有している請求の範囲
第４項に記載の方法。
【請求項６】上記分離液滴は、約０．２ｍ／秒から１
００ｍ／秒の速度で推進される請求の範囲第４項に記載
の方法。
【請求項７】上記溶液又は懸濁液は、水又はグリセロ
ールから選択された媒介物によって提供される請求の範
囲第１項に記載の方法。
【請求項８】上記供給された溶液又は懸濁液の量は、
約１０から約２，０００μＬの範囲となっている請求の
範囲第１項に記載の方法。