JP2002500077A - 所定の媒質中での生きている細胞の処理装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 本発明は、生きている細胞の処理を所定の媒質中で補助する装置に関する。本発明による装置は主に、ほぼ平坦かつ平行な等電位面２２を有する電界２１を形成するための手段２０−１と、生きている細胞の少なくとも一部にこの電界２１をかけるための手段２０−２とを含み、これらの手段が、処理すべき生きた細胞部分のレベルまで所定の媒質に入ることができる電極手段の少なくとも２つのセット２３、２４と、電極手段の２つのセット２３、２４の間に少なくとも１つの電気パルスを加えるための手段２５とを含むことを特徴とする。特にガン腫瘍の電気化学療法に有利に使用されるが、また実験室での細胞、リポソーム等の培養処理にも使用される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】 本発明は、薬物の作用と組み合わせて電気パルスを与えることにより、生きて
いる細胞の処理を所定の媒質中で補助する補助装置に関する。この技術は電気化
学療法という名称で既知であり、これら装置は特にガン腫瘍等の電気化学療法に
有利に使用されるが、また実験室での細胞、リポソーム等の培養処理にも使用さ
れる。

【０００２】 実際、幾つかの活性薬物は、目的とする細胞の原形質膜を通りにくい。そのた
め、この問題を乗り越えるために、たとえばこれらの薬物の分量を増加すること
が必要であるが、これはしばしば困難であり、また殆ど常に有害な副作用を発生
する。

【０００３】 生物細胞に電気パルスを付与すると、少なくとも一時的に原形質膜に透過性が
形成されるので、たとえば腫瘍を治療するために患者に投与された薬物は、細胞
の中心もしくは核まで到達し、従って治療を成功させる機会を著しく増やすこと
ができる。

【０００４】 今日まで、電気化学療法の実施に必要な電界は、治療する腫瘍に２個の電極を
設置し、電極間でパルスを与えることによって形成されてきた。上記の方法を実
施可能な装置の一例は、フランス特許出願第９３０３６８８号に記載されている
。

【０００５】 この特許出願に記載された装置は、原形質膜の特性を変えるように生物組織の
細胞に電界をかけることができる生物組織治療用の電気パルスアプリケータに関
する。このアプリケータは、複数の電極と１つのパルス発生器とを含む。また、
処置組織に刺して処置容量を決定するように、正三角形の頂部に配置されて２個
ずつ針対を形成する少なくとも３本の針と、パルス発生器により発生するパルス
を様々な針対に順次向ける針切換器とを含む。

【０００６】 従来技術に記載されたこの装置を下記説明の添付図の図１に概略的に示した。
図では、装置のベースとなる単位モジュール４の３本の針１〜３が示されている
。もちろん、装置は実際にはこうした単位モジュールを複数個含んでおり、単位
モジュールは互いに組み合わされて処理容量５を形成し、処理容量５は、単位モ
ジュール４の形状により、横断面がほぼ六角形の円筒容量の全体形状をとる。

【０００７】 このような装置では、良好な結果が得られるが、まだ非常に多くの不都合を含
んでおり、特に以下の４つの不都合が挙げられる。

【０００８】 −装置が３本の針１、２、３のモジュールを含み、電気パルスが様々な針対に
順次かけられるので、針対の間に形成される電界６、７、８は、未処理ゾーン９
を残す。特に針対にかける電圧値を高くしてこのゾーンをなくすことももちろん
可能である。しかし、この場合、患者にとって耐えられない火傷などの作用を発
生する電圧値に達することがある。

【０００９】 −所定の容量を処理するための針対の数が比較的多いので、順次付与しなけれ
ばならない電気パルスの数も多くなる。何故なら、実際には電気パルスの数が、
考えられる針対の数に等しいからである。たとえば７本の針が１２個の連続パル
スの送信を意味し、１９個の針が４２個の送信を意味し、以下同様に続く。

【００１０】 −先に述べたように、単位モジュール４の形状により、処理される容量５は必
然的に横断面がほぼ六角形の円筒形の形状を取る。２個の断面、この場合には断
面１０（破線の輪郭）と断面５（一点鎖線の輪郭）を図１に示した。ところで、
処理に必要な針数のために、この容量は寸法を過度に大きくすることができず、
たとえば腫瘍の容量全体を処理する場合、一般には、容量５に対応する腫瘍部分
を処理するにつれて腫瘍中でアプリケータの針セットを移動しなければならない
。しかも、（ゾーン９に加えて）未処理の腫瘍部分を全く残さないことを確実に
するために、最大でも六角形の断面の一辺１１の長さに等しい距離だけしかアプ
リケータの針セットを移動してはならない。図１は、アプリケータの２つの連続
位置５、１０を示しており、腫瘍の幾つかの部分、たとえば断面が三角形である
小容量１３を処理可能にするために、容量１２の場合には既に処理済みの部分の
再処理を余儀なくされる。従って、処理時間全体がきわめて長くなるので、患者
にとって処理は、実際そうであるべきよりもさらに耐えがたく辛いものになる。

【００１１】 −しかも、電気パルスは２本の針にしか与えられないので、この２本の針の間
に発生する電界は、針間のスペースのごくわずかな部分でしか均質ではない。そ
のため、電界のこうした不均質性を補償するとともに、細胞に与えられる電荷位
置が原形質膜の透過性を形成できる最小閾値に確実に到達するようにするために
、一般には、２本の針を隔てる距離を考慮して実際に考えられる電圧よりも高い
電圧をこの２本の針に印加する。そのため、処理を受けなければならない患者の
組織における火傷等の妨害作用のリスクは、火傷等が深いところで発生するため
に、非常に大きくなる。

【００１２】 従って、本発明の目的は、特に上記のフランス特許出願に記載された装置によ
り、上記の不都合の大部分を解消し、生きている細胞の処理を所定の媒質中で補
助する装置を実現することにある。

【００１３】 より詳しくは、本発明は、生きている細胞の処理を所定の媒質中で補助する装
置を目的とし、ほぼ平坦かつ平行な等電位面を有する電界を形成するための手段
と、所定の媒質に配された処理すべき生きた細胞の少なくとも一部に、この電界
をかけるための手段とを含むことを特徴とする。

【００１４】 本発明の別の特徴によれば、ほぼ平坦かつ平行な等電位面を有する電界を形成
するための手段と、所定の媒質に配された処理すべき生きた細胞の少なくとも一
部にこの電界をかけるための手段とが、処理すべき生きた細胞部分のレベルまで
所定の媒質に入ることができる電極手段の少なくとも２つのセットと、電極手段
の２つのセットの間に電圧を加えるための手段とを含む。

【００１５】 本発明の他の特徴および長所は、少しも限定的ではなく例として示した添付図
に関する下記の説明により、明らかになるであろう。

【００１６】 図２から図４は、本発明による装置の様々な実施形態を示しているが、これら
の要素の表現とは無関係に、また図示された図面の如何を問わず、同じ要素には
同じ参照符号を付している。

【００１７】 図２〜図４は、本発明による対象物の様々な実施形態を示しているが、この発
明の定義に対応する別の実施形態が存在しうる。

【００１８】 さらに、発明の定義によれば、発明の対象物が所定の機能を有する「少なくと
も１つの」要素を含むとき、記載された実施形態は、これらの要素を複数個含む
ことが可能である。

【００１９】 また、図示された本発明の対象物の実施形態が複数の同じ動作要素を含み、説
明の中でこの発明による対象物が必ずこれらの要素の特定数を含むべきであると
明記されていない場合、発明の対象物は、これらの要素の「少なくとも１つ」を
含むものとして定義することができる。

【００２０】 はじめに断っておくが、図１は、序文に挙げて既に説明済みの従来技術に関す
るものであるので、以下の説明は図２〜図４に関する。

【００２１】 図２〜図４は、生きている細胞の処理を所定の媒質で補助する装置を示す。以
下の説明において限定的ではない例として、処理すべき生きた細胞は、この場合
に所定の媒質となる患者の肉体に位置したガン腫瘍細胞であるが、もちろん本発
明は、こうした１つの用途だけに限られるものではない。

【００２２】 装置は、ほぼ平坦かつ平行な等電位面２２を有する電界２１を形成するための
手段２０−１と、腫瘍の中に均質な電界を形成するように、腫瘍の少なくとも１
つの部分にこの電界２１をかけるための手段２０−２とを含む（図２）。

【００２３】 好適な実施形態では、ほぼ平坦かつ平行な等電位面２２を有する電界２１を形
成するための手段２０−１、および腫瘍の少なくとも１つの部分にこの電界２１
をかけるための手段２０−２は、この腫瘍部分のレベルまで患者の肉体に入るこ
とができる電極手段の少なくとも２つのセット２３、２４と、電極手段の２つの
セット２３、２４の間に電圧をかけるための手段２５とを含む。

【００２４】 「電圧」とは、ボルトまたはアンペアで定義され、直流、交流、もしくは形態
および持続時間が任意のパルスとして定義される、あらゆる電気信号を意味する
。

【００２５】 有利には、処理すべき腫瘍部分のレベルまで患者の肉体に入ることができる電
極手段の各セット２３、２４は、絶縁材料からなる支持体５２（図４）と、導電
性材料から形成され、各針が尖った先端３４を含む複数の針２６と、互いにかつ
同一面２８、２９に平行になるように支持体５２に各針２６を取り付けるための
手段２７とから構成される。また、２つの面２８、２９には、電極手段の２つの
セット２３、２４にそれぞれ対応する２つの複数の針２６を配置するが、これら
の面はほぼ平行であり、同一セット２３、２４の針は、互いに等距離に配置され
る。

【００２６】 実際の実施形態で、２つの針セット２３、２４に対して支持体５２が同じであ
ることは自明である。

【００２７】 同じく実際の実施形態において、装置は、複数個の針セット対２３、２４を含
む。図３に示した実施形態では１２本の針２６を含み、これはＩ〜ＸＩの符号を
付した１１対の針セット２３、２４を構成するが、全ての針に対して支持体５２
は１つである。

【００２８】 説明を簡単にするために、支持体５２から構成される装置部分と、この支持体
に結合する針全体とを、以下、「アプリケータ」５０として示す。

【００２９】 処理すべき腫瘍の寸法および形状に応じて、アプリケータ５０の針２６は、ほ
ぼ同じ長さであっても、異なる長さであってもよい。

【００３０】 図４に示した有利な実施形態では、支持体５２に各針２６を取り付けるための
手段２７は、開いた中空の窪み３１を含む台座３０を備える。この台座は、たと
えば差し込みにより支持体５２に設けられた孔３５に取り付けられ、取り付け手
段２７はさらに、尖った先端３４の反対端３３で針２６に結合する挿入端３２を
含む。挿入端３２は、中空の窪み３１からなる凹部に係合する凹凸はめ込みの凸
部を構成する。もちろん、工業面で有利な実施の場合、支持体５２に針を適切に
固定するために、この凹凸はめ込みは、有利には円錐型である。

【００３１】 針に容易に電圧をかけられるようにするために、台座３０および挿入端３２を
導電性材料で構成し、台座の一端を支持体５２から出して、図２、図３に示すよ
うに導線４６を受容可能な電気コネクタを構成することができる。

【００３２】 さらに、中空の窪み３１の入口３６が、針の尖った端３４に向いた孔３５の入
口３７よりも引っ込むように、各台座３０を対応する孔３５に配置する。このよ
うにして、針対の２個のセット２３、２４にそれぞれ属する２つの隣接挿入端の
間の電気経路（図４）は、かなり長くなる。この構成により、電位差が大きくな
る場合、たとえば本発明の序文で言及した処理の場合は約６００ボルトに及ぶが
、そうした場合でもこの２つの挿入端の間の短絡が回避される。

【００３３】 支持体５２に各針２６を取り付けるための手段２７を上記のように構成する場
合、装置は有利には、挿入端３２、従って針２６を中空の窪み３１から自動的に
解放するための手段をさらに含み、たとえばアプリケータを操作する担当者が処
理終了時に誤って刺されることがないようにしている。

【００３４】 解放手段は、あらゆるタイプのものであってよいので図示しない。たとえば互
いに摺動式に取り付けたプレートから構成することにより、所定の位置に導かれ
たときに台座３０と針２６を備える挿入端３２との間に引っ張り力を及ぼして２
つのはめ込み部分の結合を解除し、次いで挿入端を外して治療者が操作すべき容
器に針が落ちるようにすることができる。

【００３５】 アプリケータ５０の針を支持体５２に配置するには、以下のように実施できる
。針は、補助支持体上の、支持体５２の中空の窪み３１と同じ関連箇所にマトリ
クス状に予め配置し、保護カバーを被せる。次に挿入端３２を台座３０にはめ込
んでから、針の保護カバーを除去する。

【００３６】 図２に示した実施形態による、電極手段２６の２個のセット２３、２４の間に
電圧をかけるための手段２５は、電源４０を含み、その２個の出力４１は、導線
４６により２個のセット２３、２４の電極２６にそれぞれ接続される。

【００３７】 図３の実施形態のように、装置が、２個以上の電極セット２３、２４を実施可
能な複数の針を含む場合、針への電圧印加手段２５は電源４０を含み、電源は、
電気エネルギー供給出力４１と、たとえばそれ自体周知の電子切換器等の、制御
入力４７から制御可能な切換器４２とを備える。切換器４２は、たとえばコンピ
ュータ等により制御され、コンピュータはまた、切換器の制御と電源によるパル
ス送信とを同期するために、電源４０を制御可能である。

【００３８】 電源４０はたとえば、序文で挙げたフランス特許出願に記載されたタイプであ
る。

【００３９】 切換器は、供給入力４３および出力４４を含んでおり、出力の数は有利にはア
プリケータ５０の台座３０の数に少なくとも等しい。切換器はまた、切換器４２
の供給入力４３に電源４０の出力４１を接続するための手段４５と、切換器の各
出力４４を台座３０にそれぞれ接続するための導線等の手段４６とを含む。

【００４０】 かくして、切換器４２を制御することにより針セット対「Ｉ」から「ＸＩ」を
順次形成し、対を形成するたびに、所定の電気パルスを送信するように電源４０
を制御することができる。

【００４１】 付随的に、台座３０、挿入端３２および針２６が、処理する所定の媒質部分に
薬物を送るために相互に貫通する中央管路を備えることは自明である。

【００４２】 本発明による装置は、従来技術の装置、特に序文に挙げた特許出願に記載され
た装置に比べて明らかに長所を有する。

【００４３】 まず第１に、本発明による装置では、処理が送信を要するパルス数が、従来技
術の装置で必要とされるものよりもずっと少ない。たとえば本発明による装置お
よび従来技術による装置が、同数、たとえば図３に示したように１２本の針を含
んでいると仮定すると、この１２本の針を設置した腫瘍部分を処理するのに、従
来技術の装置では少なくとも２１個のパルスを送らなければならないが、本発明
による装置では、最大でも１１個のパルスで済み、理論上、１２本の針で画定さ
れる容量全体を２つの針セット対Ｉ及びＶＩで処理可能である。

【００４４】 そのうえ、序文に明白に述べたように、従来技術の装置では、図１の容量９の
ように画定された角柱状容量の処理の品質に、やはり一定の不確実性が残る。本
発明による装置では、針を設置した腫瘍部分に未処理ゾーンが残る恐れは全くな
い。

【００４５】 本発明による装置では、針は、セット対Ｉ、ＶＩ、ＩＸ、Ｘ、ＸＩに対しては
「正方」に、セット対ＩＩ、ＩＩＩ、ＩＶ、Ｖ、ＶＩＩ、ＶＩＩＩに対しては「
五の目型」に互いに２つの方法で配置されるが、直方体の処理容量を画定するの
で、ステッピングアプリケータ５０を並進することにより腫瘍全体を処理可能で
あって、従来技術の装置で図１のゾーン１３を処理する場合のように、新しい針
の設置時に処理済みの容量部分を再びカバーすることは不要である。

【００４６】 従って、本発明による装置は、従来技術の装置よりも効率よく高速で処理が可
能であるため、結局、患者にとって辛さや耐え難さが緩和される。

【図面の簡単な説明】

【図１】 従来技術による装置の概略図である。

【図２】 生きている細胞の処理を所定の媒質中で補助する、本発明による装置の実施形
態の概略図である。

【図３】 図２の実施形態と一致する、本発明による装置の別の実施形態の概略図である
。

【図４】 図２および図３に示した実施形態と一致する、本発明による装置の細部の断面
図である。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 生きている細胞の処理を所定の媒質中で補助する装置であっ
   て、 ほぼ平坦かつ平行な等電位面（２２）を有する電界（２１）を形成するための
   手段（２０−１）と、 所定の媒質に配された処理すべき生きた細胞の少なくとも一部に、この電界（
   ２１）をかけるための手段（２０−２）とを含むことを特徴とする装置。
2. 【請求項２】 ほぼ平坦かつ平行な等電位面（２２）を有する電界（２１）
   を形成するための手段（２０−１）と、所定の媒質に配された処理すべき生きた
   細胞の少なくとも一部にこの電界（２１）をかけるための手段（２０−２）とが
   、 処理すべき生きた細胞部分のレベルまで所定の媒質に入ることができる電極手
   段の少なくとも２つのセット（２３、２４）と、 電極手段の２つのセット（２３、２４）の間に電圧を加えるための手段（２５
   ）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 【請求項３】 処理すべき生きた細胞部分のレベルまで所定の媒質に入るこ
   とができる電極手段の少なくとも２つのセット（２３、２４）が、 絶縁材料からなる支持体（５２）と、 導電性材料から形成されて各針が尖った先端（３４）を含む複数の針（２６）
   と、 互いに平行で同一面（２８、２９）にあるように支持体（５２）に各針（２６
   ）を取り付けるための手段（２７）とから構成されることを特徴とする請求項２
   に記載の装置。
4. 【請求項４】 ２つの面（２８、２９）に２つの複数の針（２６）がほぼ平
   行に配置され、同一セット（２３、２４）の針（２６）が互いに等距離に配置さ
   れることを特徴とする請求項３に記載の装置。
5. 【請求項５】 支持体（５２）に各針（２６）を取り付けるための手段（２
   ７）が、 中空の窪み（３１）を含み、前記支持体（５２）に設けられた孔（３５）に取
   り付けられる台座（３０）と、 尖った先端（３４）の反対端（３３）で針（２６）に結合する挿入端（３２）
   とから構成され、前記挿入端（３２）が、前記中空の窪み（３１）からなる凹部
   に係合する凹凸はめ込みの凸部分を構成することを特徴とする請求項３に記載の
   装置。
6. 【請求項６】 凹凸はめ込みは、円錐型であることを特徴とする請求項５に
   記載の装置。
7. 【請求項７】 前記台座（３０）は、中空の窪み（３１）の入口（３６）が
   、針の尖った先端（３４）の側に向いた前記孔（３５）の入口（３７）よりも引
   っ込んで配置されるように、前記孔に配置されることを特徴とする請求項５また
   は６に記載の装置。
8. 【請求項８】 電極手段の２個のセット（２３、２４）の間に電圧をかける
   ための手段（２５）は、電気エネルギー供給出力（４１）を含む少なくとも１つ
   の電源（４０）と、制御入力（４７）から制御可能であり、供給入力（４３）お
   よび出力（４４）を含み、出力（４４）の数が台座（３０）の数に少なくとも等
   しい切換器（４２）と、前記切換器（４２）の供給入力（４３）に前記電源（４
   ０）の出力（４１）を接続するための手段（４５）と、切換器（４２）の各出力
   （４４）を台座（３０）にそれぞれ接続するための手段（４６）とを含むことを
   特徴とする請求項５から７のいずれか一項に記載の装置。
9. 【請求項９】 前記台座（３０）および前記挿入端（３２）は、導電性材料
   からなることを特徴とする請求項５から８のいずれか一項に記載の装置。
10. 【請求項１０】 中空の窪み（３１）から挿入端（３２）を外すための手段
    を含むことを特徴とする請求項５から９のいずれか一項に記載の装置。