JP2002502804A - 超音波エネルギーを薬物と共に適用することによる再狭窄を抑制する装置および方法 - Google Patents

超音波エネルギーを薬物と共に適用することによる再狭窄を抑制する装置および方法

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Abstract

(57)【要約】 哺乳動物の平滑筋細胞(SMC)の移行、生存および接着を弱めることにより再狭窄を抑制するシステムおよび方法。該システムは、超音波エネルギー源、超音波エネルギーをSMCに伝達するための伝達手段および平滑筋細胞に薬物をデリバリーするための薬物デリバリー系を含む。このシステムおよび方法は、血管形成術などの血管介入後の血管でのSMCの移行に伴う哺乳動物の血管における再狭窄の防止に特に有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】
本出願は、1996年8月19日に出願された出願中の出願番号第08/700
,064号の一部継続出願である。 本発明は一般に、哺乳動物の血管内での平滑筋細胞の移行、生存および/または
接着を弱めることによる、哺乳動物の再狭窄の抑制法に関する。特に、本発明の
方法は、血管形成術または他の侵入的心臓血管処置後の再狭窄の防止に有用であ
る。
【0002】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
冠状動脈疾患は、西洋における罹患率および死亡率の主な原因である。該疾患は
、典型的には、アテローム硬化プラークによる血管内狭窄または閉塞を徴候とし
て示す。経皮経管冠状バルーン血管形成術(PTCA)は、狭窄を伴う動脈硬化
症の主たる処置として広く使用される。
【0003】 不幸なことに、冠状バルーン血管形成術を受けた患者のかなりの割合が、その処
置後3〜6ヶ月以内に処置部位に再狭窄を起こす。Austin G.E., Ratliff M.B. およびHolman J.は、 J. Am. Coll. Cardiol., (1985) 6:369−375において 、平滑筋細胞の内膜増殖が、経皮経管冠状血管形成術後に認められる再発性の冠
状動脈狭窄の原因となり得ることを示唆した。
【0004】 バルーン血管形成術の限界が、レーザー、ステント、熱および関節切除のデバイ
スなどの新しい血管形成術の爆発を刺激した。しかし、これらの新しいデバイス
も、主に、動脈壁に損傷を招くことなくアテローム硬化症病変を傷つけることが
できないという理由で、先の処置法の場合と同じ重大な欠点を持つ。そして、そ
の結果生じる、損傷部位への平滑筋細胞の移行を含む損傷修復プロセスが再狭窄
を招く。
【0005】 すなわち、成功したバルーン血管形成術または他の新しい介入術後の再狭窄は、
血管形成術の長期効力を制限するという大きな問題のままである。処置された患
者の50%までにおいて、臨床的に重大な再狭窄が発生する。
【0006】 超音波血管形成術は、動脈再疎通のために開発された比較的新しいトランスカテ
ーテル法であり、例えば米国特許第4,870,953号(DonMichealら)に記
載されている。この方法では一般に、冠状動脈中の血塊が、専用デバイスによっ
て出される高電力低振動数超音波(ULS)を施与することにより溶解される。
研究により、有効な血栓溶解を誘発することが知られているレベルの超音波エネ
ルギーは、血管壁に対する害が最小であると思われることが示唆された。例えば
、血栓を除去するのに必要な超音波電力レベルは、動脈壁に損傷を起こすのに必
要なレベルの約1/40である。Rosenschein U., Bernstein J.J., DiSegni E.
, Kaplinsky E., Bernheim J.,およびRozenszsajn L.は、アテローム硬化プラー
クおよび血栓の破壊ならびに動脈再疎通をもたらす超音波血管形成術の実験的手
法および結果を、J. Am. Coll. Cardiol.(1990) 15:711−717に記載している
。超音波による血栓の選択的除去が、この技術を、心臓発作を含む冠状血栓を有
する患者を処置するための潜在的に有効かつ安全な臨床的方法にしている。
【0007】 全ての血管介入技術(例えば、PTCA、ステント取り付け、レーザー)は、処
置された血管の内膜および中膜の損傷を伴い、これは、血小板の接着、凝集およ
び一連のミトゲンのデリバリーを招く。ミトゲンは、中膜から内膜への、および
内部弾性板を横切る平滑筋細胞(SMC)の移行を刺激し、次いで、該細胞の増
殖、細胞外マトリックスの産生、新内膜の形成を招き、その結果、処置された動
脈の再狭窄を招く。
【0008】 すなわち、血管損傷は、SMCの移行および増殖を誘発する多重因子の合成を引
き起こして新内膜形成をもたらし、これが臨床的および血管造影的に再狭窄とし
て現れる。Ross R.は、アテローム硬化症のこの病原論を、Nature (1993) 362
:801-809に記載している。治療学的超音波の、再狭窄プロセスにおいて役割を 果たすSMC機能(主に、移行、接着および増殖または生存)に対する効果は一
般に、本出願人によってなされた研究を除いて、まだ研究されていない。
【0009】 今までのところ、再狭窄を処置するための方策は、主に、SMC増殖または生存
を抑制することを目標としていた。例えば、WO94/07529は、血管SM
Cの細胞膜に特定の方法で結合し、従って細胞の活性を抑制する血管平滑筋結合
タンパク質の使用を記載している。米国特許第5,472,985号(Grainger
)は、血管SMCの病的増殖を抑制するためのTGF−β アクチベーターおよ び産生刺激剤の使用を記載している。これら全ての方策は、今までのところ、再
狭窄の防止における臨床的効力を示し損ねている。閉塞した、および狭窄した動
脈の非外科的再疎通後における再狭窄の発生率が高い故に、この合併症を防止す
るための有効な方法は、広い用途があることが期待され得る。
【0010】 Fahnestock M., Rimier U.G., Yamakawi R. M., Ross P.,およびEdmonds P.D.は
、神経芽腫細胞膜へのインビトロ(in vitro)超音波暴露の効果を研究した。Ul
trasound Med. Biol., (1989) 15:133-144に報告されているように、彼らは 、セルラインへの高振動数超音波は、細胞膜の完全性に依存する細胞透過性に影
響を及ぼすことを見出した。低振動数超音波処理後に、細胞周期分布および、細
胞内接着の細胞変性に重大な変化を及ぼすことなく、癌細胞の細胞増殖が一時的
に減少することも、Nicolai H., Steinbach P., Knuechel-Clarke R., Grimm D.
, Roessler W., WielandおよびHofstaedter W.F.によって認められている。彼ら
は、J. Cancer Res. Clon. Oncol. (1994)120:438-441において、ショック波
処置後に腫瘍球の増殖が減少され得ることを報告している。
【0011】 本出願人は、the European Society of Cardiologyの1995会議(アムステルダム
、8月20〜24日)での発表において、超音波がSMC移行および接着の抑制
を引き起こすことを示した。しかし、再狭窄に対する超音波の効果については言
及しなかった。本出願人はまた、本発明に関連する特徴を、U. Rosenschein, A.
AlterおよびL.A. Rozenszajn, Endoluminal Stenting, (Sigwart, U.,編) W.
B. Saunders Co. Ltd. (1996)pgs.129-133に記載している。該文献の内容は、
引用することにより本明細書に含められる。
【0012】 今まで、治療学的超音波は、血塊により閉塞された動脈の再疎通のために主に使
用されている。動脈再疎通のために現在使用されている物理療法はいずれも、S
MC生物学の改変および再狭窄の防止には使用されていない。
【0013】
【課題を解決するための手段】
一般的に、本発明によれば、超音波エネルギーを薬物処置と組み合せて適用する
ことにより再狭窄を抑制するための方法および装置が提供される。該方法は、血
管中の平滑筋細胞の移行、生存および接着を抑制する。該方法は、サイトカラシ
ンBまたはコルチシンなどの1以上の抗細胞骨格剤を用いて平滑筋細胞を処置す
ること、および、細胞に超音波エネルギーを、例えば平滑筋細胞の移行、生存ま
たは接着を弱めるために有効な量で照射することを含む。該装置および方法は、
バルーン血管形成術などの血管介入後の血管における平滑筋細胞の移行、生存お
よび接着に伴う再狭窄の防止に特によく適する。
【0014】 本発明の目的は、再狭窄を抑制するための装置および方法を提供することである
【0015】 本発明の別の目的は、血管形成術後の血管の再狭窄を防止するための装置および
方法を提供することである。
【0016】 本発明のさらに別の目的は、冠状疾患の患者における介入後の再狭窄を防止する
ために使用され得るシステムを提供することである。
【0017】 本発明のさらに他の目的および利点は、一部は明白であり、一部は明細書および
図面から明らかである。
【0018】 本発明は従って、いくつかの工程およびかかる工程の1以上と他の各々との関係
、ならびに構造の特徴、要素の組み合わせおよびかかる工程を行うために適合さ
れた部品の配列を具体化する装置を含む。それらは全て、以下の詳細な説明にお
いて例示され、本発明の範囲は、特許請求の範囲に示される。
【0019】 本発明は、添付の図面に関してなされた以下の詳細な説明を参照するとよりよく
理解されるであろう。
【0020】
【発明の実施の形態】
血管平滑筋細胞(SMC)は、アテローム硬化症病変形成および再狭窄において
重要な役割を果たす。血管損傷は、多重因子およびミトゲンの合成を引き起こし
、それは最終的にSMC移行を引き起こし、次いで、内膜過形成を招くSMC増
殖を引き起こす。例えば、冠状バルーン血管形成術を受けた患者のかなりの割合
(50%まで)が再狭窄になる。再狭窄は主に、経皮バルーン血管形成術によっ
て引き起こされる血管損傷による。血管損傷は、血管の内膜へのSMCの移行お
よび接着を引き起こし、次いで、過剰の増殖および閉塞性の新内膜の形成を引き
起こす。
【0021】 本出願人は、再狭窄プロセスにおいて役割を果たす平滑筋細胞の移行、生存およ
び接着機能に対する治療学的超音波の効果を研究した。従って、本出願人は、平
滑筋細胞上への超音波の適用に伴う構造および機能の変化を研究した。最初に、
インビトロ(in vitro)試験を行って、平滑筋細胞の超音波照射のパラメーター
および結果を測定した。
【0022】 ウシ大動脈SMC(BASMC)を、体外移植組織法によって作成し、100×
20mm組織培養皿(Falcon, カリフォルニア州オックスナード)において、1
0%熱不活性化子牛血清(CS)(5%ウシ胎児血清および5%ウシ新生児血清
)、L−グルタミン(0.3mg/ml)、ペニシリン(100μg/ml)、
ストレプトマイシン(100μg/ml)およびアンホテリシン(0.25μg
/ml)(Biological Industries, Beit Haemek, イスラエル国)を補充したダ
ルベッコ改変イーグル培地(DMEM)中で培養した。実験のために、継代レベ
ル9〜17の細胞を、100mm培養皿に複製プレーティングし、3日毎に再供
給し、融合(confluence)時に使用した。全ての細胞増殖は、空気中に10%の
CO2を含む完全に加湿されたインキュベーター中、37℃で行われた。
【0023】 培養物は、トリプシン(0.5mg/ml)およびエチレンジアミン四酢酸(E
DTA)(0.5ミリモル/リットル)を含むPBSに37℃で短時間暴露する
ことにより完全に融合する直前に継代され、10%CSを含むDMEM中で増殖
させて融合させた。細胞増殖を、倍率200倍の逆位相差顕微鏡(Carl Zeiss O
berkochen、ドイツ国)下で観察した。細胞は、形態学基準により、ならびにPow
ell R.J., Cronenwett J.L., Filliner M.F.およびWagner R.J.の手法に従う平 滑筋α−アクチンの発現によりSMCとして確認された。該手法は、J. Vasc. S
urg. (1994)20:787−94において、培養された血管平滑筋細胞増殖パターンに
対する内皮細胞および形質転換増殖因子−B1の効果に関する研究の中で概説さ
れている。
【0024】 融合培養物のSMCをトリプシン処理した後、16×125mmの培養管(Corn
ing-Staffordshire、英国)において2.5×106/5mlDMEMで懸濁した
。次いで、音波処理機(Vibra Cell, Sonic Materials Inc., コネチカット州ダ
ンブリー)を使用してULSに暴露した。音波処理機は、共振長さ(90mm)
の垂直に吊下げられた細いチタンプローブ(直径2mm)から成り、該プローブ
は、20kHzの振動数および可変電力レベルで共振する。音波処理中のエーロ
ゾルの形成を防ぐために、液体のメニスカスが超音波線と変位節(displacement
node)で接触するように、プローブの侵入深さを調節する。
【0025】 以下の実験の各々を3重に行い、少なくとも4回繰り返した。データは典型的に
は平均値±SDとして表される。スチューデントt検定を全実験で使用した。接
着に関する実験に関しては、分散の分析も行った。p値≦0.05が有意である
と考えられた。
【0026】
【実施例】実施例1:生存力実験 音波処理されたSMCの生存力を、ヨウ化プロピジウム(PI)染色、トリパン
ブルー排除およびテトラゾリウム(MTT)法によって試験した。PI染色法で
は、SMC(1x106)を、アジ化ナトリウム(0.3mg/ml)およびP I(0.5μg/ml)(Sigma, ミズリー州セントルイス)を含むPBSに懸 濁した。帯域フィルター>650nmにより赤色蛍光を測定するEpics-Profile
IIフロー血球計算器(Coulter Corp., 英国, ルートン)を使用して、PI溶液 添加後30分以内の細胞の生存力を分析した。 MTTアッセイでは、SMCのアリコート(100μl)を平底の96マイクロ
ウェルプレートに移した。MTT(Sigma, ミズリー州セントルイス)をDMS O(Sigma, ミズリー州セントルイス)に溶解し、PBSで希釈して最終濃度を 5mg/mlとし、10μlのMTTを各ウェルに添加した。プレートを37℃
で2時間インキュベートし、イソプロパノール中の0.04N HCl100μ lを各ウェルに添加した。細胞の生存力を、550nmのフィルターを使用して
ELISA読み取り機(Kontron SLT-210)で評価した。 トリパンブルー排除アッセイでは、SMCのアリコートを除去し、染料(0.4
%PBS溶液)を細胞懸濁物に添加した。染料吸収の程度は細胞の損傷の指標で
あり、生きている細胞を血球計算器を使用してカウントした。 各実験は、音波処理後の所定数の分離されていない生きている細胞を用いて行わ
れた。同じ数の音波処理されていない細胞を対照として使用した。 図1を参照すると、超音波用量(超音波電力×音波処理時間)とSMC生存力と
の優れた相関関係が、PI(r=0.98649)、MTT(r=0.9890
)およびトリパンブルー(r=0.98582)法の使用により、或る範囲の音
波処理時間(1〜20秒)および電力(0〜2ワット)において認められた。U
LSのLD50は、20kHzの振動数で、1.5ワット、15秒間の音波用量
(22.5ワット・秒)として規定され、これを全ての実験で使用した。
【0027】実施例2:移行実験 音波処理されたBASMCの移行能力を、48ウェルの微量化学走性箱(Neuro
Probe, Inc., Cabin John, メリーランド州)でアッセイした。亜融合SMCを 、トリプシン−EDTAと共にインキュベーションすることにより100mm培
養皿から分離した。トリプシンへの過剰の暴露を避けるため、インキュベーショ
ン時間は通常、3分に制限された。細胞をDMEM中で1回洗浄し、DMEM−
0.5%CSに再懸濁した後、音波処理した。音波処理されるSMCの数は、D
MEM−0.5%CS中の生きている細胞が106/mlであるように調整され た。 移行アッセイでは、底部ウェルが、化学誘引物質として作用する0.5%CSま
たは10%CSのいずれかが補充されたDMEMを含んでいた。50μlの音波
処理されたSMCサンプルを、箱の上方ウェルに入れた。5μmの孔サイズの、
ポリビニルピロリドンを含まないポリカーボネートフィルター膜(Neuro Probe,
Inc.)を下方ウェルの上に置いた。箱を組み立て、空気中に10%CO2を含む
加湿された雰囲気中で90分間、37℃でインキュベートした。次いで、フィル
ターを除去し、フィルター膜を通って移行した生きているSMCをメイ−グリュ
ンバルト ギームザ(Sigma, ミズリー州セントルイス)により染色した。次いで
、フィルターをスライドガラスに載せた。フィルターを横切って移行した細胞を
、光顕微鏡を使用して、目盛付き接眼レンズ(Carl Zeiss, Oberkochen, ドイツ
国)および320倍の倍率を用いてカウントした。 移行能力を、音波処理の0.2時間後、2時間後および24時間後に試験し、同
じ3つのウェルにおいて、9視野でカウントされた、移行SMCの数/視野の平
均として表した。音波処理されていないSMCを対照とした。全てのp値を、対
照に関して計算した。 フィルター膜を横切って移行した音波処理されていないSMCの光顕微鏡下での
検査は、細胞が平らな形状を有し、かつその膜が、移行する細胞の特徴である顕
著なラメリポディウムを示すことを示した。音波処理していないSMCは、多く
がフィルター膜を横切って移行した(図2a)。音波処理されたSMCは、その
膜の構造における非対称性が小さかった。フィルターを横切ることができた細胞
は少なく、横切った細胞は、形状が丸く、非常に小さいラメリポディウムを有し
ていた(図2b)。 音波処理されたSMCの移行能力は、化学誘引物質(10%CS)の使用を伴っ
ても伴わなくても、低下した(図3)。化学誘引物質の存在下では、SMCが超
音波に暴露された12分後に、その運動性が2.4倍低下した(72±5対17
5±16細胞/視野、p=0.0001)。 超音波暴露の2時間後、細胞運動性の抑制が部分的に低下し、1.3倍の移行低
下になった(121±2対175±16細胞/視野、p=0.0004)。超音
波の24時間後、細胞の移行はかなり低下したままであった(130±24対1
75±16、p=0.001)。
【0028】実施例3:接着実験 SMC接着能力のアッセイは、Arteriosclerosis (1990) 10:62-75に報告され た、ヒト原発性狭窄および病変における再狭窄からの培養された平滑筋細胞の特
徴および細胞骨格構造に関する研究においてDartsch P.C., Voisard R., Baurie
del G., Hofling B.,およびBetz E.により記載された方法の改良であった。音波
処理後、生きているSMCを200gで10分間遠心分離した。ペレット化され
た細胞を、Waymouth, HB 752/1およびHam’s F-12 培地(2:1、v/v)に懸
濁し、未処理の、またはフィブロネクチン(25ng/mm2)(Biological In
dustries, Beit Haemek,イスラエル国)で前被覆された平底の96マイクロウェ
ルプレート(Nunc, デンマーク国)において5x104細胞/mlのアリコート 0.2mlで接種した。SMCを37℃でインキュベートし、SMCの接着能力
を、音波処理後の最初の3時間に頻繁に分析した。接着能力をさらに、24時間
毎に1回の割合で5日間、追跡した。時間軸に沿った各データ収集点で上清を捨
て、ウェルをPBSで静かに2回洗浄することにより非接着細胞を除去した。接
着細胞を、逆位相差顕微鏡を使用して、目盛付き接眼レンズ(Carl Zeiss, Ober
kochen, ドイツ国)および200倍の倍率を用いてカウントした。接着能力を、
同じ3つのウェルの3視野で、接着SMC/視野の平均数として表した。音波処
理していないSMCを対照とした。 超音波に暴露した培養されたSMCの接着は、音波処理後に行われた全てのアッ
セイでかなり減少していた(図4)。フィブロネクチン被覆された表面上で試験 すると、音波処理の3時間後に5.5倍の減少が記録された(29±3対160
±20細胞/視野、p=0.0001)。プラスチック表面では、6.5倍の減
少が記録された(12.6±2.5対83±8細胞/視野、p=0.0001)
。分散の分析は、15分〜180分の各時点で接着能力のかなりの減少が得られ
たことを示す(図4a)。接着能力の低下は、超音波への暴露後120時間まで
明らかであった(図4b)。
【0029】実施例4 血清除去(0.5%CS)によって静止状態(G0)に同期させ、次いで、血清 を満たすことにより(10%CS)細胞周期に入るように刺激された、音波処理
されたSMCによる3H−チミジンの混入を測定し、音波処理されなかった細胞 と比較した。 融合培養物から得られたSMCを、0.5%CSの存在下で48時間培養した。
細胞を、2.5x104/ml DMEM−0.5%CSで十分懸濁させ、超音波
で処理し、音波処理の12分後または120分後に、丸底の96ウェルマイクロ
プレート(Nunc, デンマーク国)に105細胞/ウェルで、0.5%または10
%CSおよび3H−チミジン(3μCi/ml)を含む0.2ml培地中に接種 した。2時間後、細胞ハーベスター(Linca, Tel Aviv, イスラエル国)によっ
て細胞をフィルター上に採取し、液体シンチレーター分光計(1600 TR, Packard
,コネチカット州)によって放射能を測定した。 融合培養物から得られたSMCを十分懸濁し(2.5x104ml)、音波処理 し、平底の96マイクロウェルプレートにおいて(0.2ml/ウェル)、DM
EM−10%CS中に接種し、空気中に10%CSの加湿された雰囲気中、37
℃で48時間培養した。培養培地を、DMEM−0.5%CSで48時間置き換
え、SMCを静止状態に同期させた。24時間後、3H−チミジン(Nuclear Res
earch Center, Negev,イスラエル国)(3μCi/ml)をさらに18時間添加
した。
【0030】実施例5 別に実験において、音波処理された細胞をDMEM−0.5%CSに直接接種し
、48時間培養し、上記したようにその手順を完了した。3 H−チミジンの混入程度を、培地を吸引し、培養物をPBSにより10回洗浄 し、細胞中の3H−チミジンを0.2mlの0.2N NaOH/ウェルによって
抽出することにより測定した。0.1ml体積の抽出された溶液を、3mlシン
チレーション液/バイアル(Quicksafe, A. Zinsser, ドイツ国)に添加し、液 体シンチレーション分析機(1600 TR, Packard,コネチカット州)において放射 能をカウントした。 DNA合成を反映する3H−チミジン混入を、刺激指数として表した。この指数 は、音波処理され、刺激された(10%CS)SMCの平均CPMと、音波処理
され、刺激されていない(0.5%CS)細胞の平均CPMとの比として定義さ
れた。CSによって活性化されまたは活性化されていない、音波処理されていな
いSMCを対照とした。 短時間培養物では、SMCは、3H−チミジンを用いた全インキュベーション中 、懸濁状態であった。音波処理の12分後または120分後に接種されたSMC
の増殖能力は、音波処理されていない対照細胞と同じであった。刺激指数は、各
々、3.2±0.7対3.29±0.7、p=NSおよび3.19±0.5対3
.25±0.5、p=NSであった。 長期培養物では、3H−チミジンは、10%CSを用いた培養の開始前または0 .5%CSを用いた飢餓工程(starvation step)の前のいずれでSMCを音波 処理しても、あまり相違なかった。刺激指数は、各々、3.26±0.8対3.
18±0.9、p=NSおよび3.3±0.7対3.3±0.6、p=NSであ
った。 放射性チミジン混入によって表される、SMCのDNA生合成に関するデータは
、これらの細胞の増殖能力が、細胞が刺激されようとされまいと、音波処理によ
ってあまり影響を受けないことを示す。 音波処理されたSMC細胞骨格の成分を、免疫蛍光検査法によって調べた。アク
チンファイバーはα−SMアクチンに関して染色することにより検査され、中間
フィラメントはビメチンに関して染色し、微小管はチロシン処理されたα−チュ
ーブリンに関して染色し、および病巣接触物(focal contacts)はビンクリンに
関して染色することにより検査された。SMCを37℃で、空気中に10%CO 2 を含む中において、培養箱スライド(culture chamber slide)(Nunc, デンマ
ーク国)上で培養した(2x103〜5x103細胞/10mm2)。完全な融合 の前に、細胞を音波処理し、細胞骨格成分を調べた。同じ実験条件下で、音波処
理されていないSMCを対照とした。 細胞をPBSによって静かに洗浄した後、3%パラアルデヒドを用いて10分間
固定した。SMCを、室温で2分間、PBS中の0.5%トリトン−x100を
用いて透過性にした後、PBSで3回(各回5分)洗浄した。次いで、細胞を室
温で60分間、第一抗体、すなわち、マウス抗−α−平滑筋アクチン(BioMakor
, Rehovot, イスラエル国)またはマウス抗−ビメチン(ともにPBSによって 1:100に希釈される)、あるいはマウス抗−ビンクリン(Immuno Sigma, ミ
ズリー州セントルイス)(1:200に希釈)、あるいは抗−チロシンチューブ
リン(BioMakor, Rehovot, イスラエル国)(1:400に希釈)と共にインキ ュベートした。 PBSによって3回洗浄した後、細胞を、フルオレセインをコンジュゲートした
第二抗体、すなわち1mMのMgCl2および0.1mMのCaCl2を含むPB
Sで1:100に希釈されかつ室温で30分間インキュベートされたラット抗−マ
ウス(Jackson, Immunoreserach Lab., ペンシルバニア州)と共にインキュベー
トした。細胞をPBSで洗浄し、培養箱スライドの壁を除去した。スライドを9
0%グリセロールに包埋し、カバースリップを載せ、マニキュア液でシールした
。細胞骨格の構造上の変化を、蛍光顕微鏡を使用して調べた(AH3-RFCA-Venox A
HBT3, Olympus,日本国)。 位相差顕微鏡(図5)は、懸濁物の単離されたSMCが丸い形状を有することを
示した。培養プレート(裸のプラスチックまたはフィブロネクチン被覆されたも
の)に取り付けて2、3時間内に、細胞は伸長し始め、伸ばされた構成をとり始
めた。その後、細胞は広がり、平らな形状をとり、その結果、最終的に融合する
まで、細胞の大きさおよび表面積の増加が、特徴的なSMC増殖パターンである
丘および谷の形成と共に得られた。音波処理された細胞を顕微鏡で調べると、形
態学の変化が見られた。細胞のほとんどが分散し、懸濁物は主に、多少丸い形状
の単細胞で構成された。走査電子顕微鏡は、未処理細胞の表面が平らであり、ラ
メリポディウムおよび比較的細い、スパイク様の突起を伴うことを示した(図5
a)。超音波に暴露後、細胞形態学の変化が記録された。ラメリポディウムを示
す細胞は少なく(24%対44%細胞)、ゼイオティック(zeiotic)王冠が現 れ(図5b)、大きい面積の膜の崩壊が、音波処理されたSMCの36%に認め
られ(図5c)、広い水泡の形成が、音波処理された細胞の表面に認められた。
図6a〜cは、免疫蛍光検査法によって調べられたアクチンファイバーを示す。
音波処理の効果が、正常に十分構造化された長く線状に配置されたアクチンファ
イバーの急速な変化によって明らかにされた(図6a)。ストレスファイバー(
stress fibers)の染色度は、拡散した細胞質の蛍光の同時出現と共に減少した (図6b)。培養物中で24時間後、アクチンファイバーの部分的な再構造化が
、音波処理されたSMCにおいて検出され得た(図6c)。しかし、残りの細胞
質の蛍光は、集合していないアクチンの存在を示唆した。音波処理された細胞に
おける病巣接触物の分布も変化した。ビンクリン濃度は、染色度の減少および、
細胞周辺でのアクチンファイバーの末端において不連続の特徴的な点状パターン
が存在しないことによって示されるように、ほとんどの細胞で減少した。 図7aおよび7bは、音波処理後の中間フィラメントおよび微小管構造の変化が
ないことを示す。ビメチンおよびチロシンチューブリンは、細胞質全体にわたっ
て広がりかつ細胞の周辺近くで終わる、核において生じるフィラメント状の輪郭
のはっきりした網状組織の中で構成された。
【0031】
【実施例6】 音波破砕されたSMCにおけるシグナル変換を評価するために、出願人は、ブ ラジキニンによりレセプターをトリガーすること及びイノシトールホスフェイト
の蓄積(IP1、IP2及びIP3)を測定することによりホスホリパーゼ‐C(P
LC)経路を調査した。 少しの修正を伴って、該方法は、「Ann.J.Physiol.」(1993年)265:H691〜H698
における低酸素筋細胞中の拡大されたレセプター依存イノシトールホスフェイト
蓄積の研究におけるSteinberg S.F.及びAlter A.により以前に開示された技術に
基いた。簡単には、生存可能なSMC(2×105細胞/穴)が、25ng/m m2のフィブロネクチン(Biological Industries、Beit Haemek、イスラエル国 )によりプレコートされた6穴培養プレート(Corning、Staffordshire、英国)
中に播かれ、そしてそれらが融合に到達するところの72時間、5μi/mlの
myo−[2−3H]イノシトール(NEN、ボストン、マサチューセッツ州)によ
り空気中の10%CO2中で37℃で培養された。培養後、音波破砕が実験計画 案に従って実行され、そしてSMCがHEPES-緩衝化塩溶液(pH7.4) により洗浄され、そして10mMのLiClを含むDMEM(Sigma、セントル イス、ミズリー州)により2時間室温で培養された。実験は、2分間、10-6
のブラジキニン刺激(Sigma、セントルイス、ミズリー州)を使用して、音波破 砕した後に2時間行われた。実験は、氷冷されたメタノールの添加により停止さ
れ、脂質が抽出され、相分離され、そして水性相中のイノシトールホスフェイト
が、Dowex アニオンクロマトグラフィー(Bio-Rad、リッチモンド、カリフ
ォルニア州)により分別された。分別後の放射能標識されたIP試料は、液体シ
ンチレーションアナライザー(1600TR、Packard、コネチカット州)において分 析され(10mlのシンチレーション液体/バイアル:Quicksafe A、Zinsser、独国)
、そしてイノシトールモノ(IP1)、ジ(IP2)及びトリ(IP3)ホスフェ イトの分離が、トリチウム化イノシトールホスフェイト標準を使用して照合され
た。ブラジキニン刺激されたSMC及びブラジキニン刺激されていないSMCが
検討された。ブラジキニン刺激は、折り重ね刺激(fold stimulation)、即ち、刺
激されたSMCの平均CPM対刺激されていない細胞の平均値の比として表され
た。音波破砕されていないSMCが対照として供された。 SMCは24‐穴培養皿において培養され、そして培養物の十分な融合の前に 音波破砕が行われた。音波破砕後10分に、培養物はPBSにより静かに洗浄さ
れ、PBS中の2.5%のグルタルアルデヒド及び2%のパラホルムアルデヒド
により、4℃で2時間その場で固定された。固定された細胞はPBS中で洗浄さ
れ、0.1モル/リットルのカコジレート緩衝液中の1%の四酸化オスミウム(
pH7.3)により後固定され、そして等級分けされたエタノール系列を通して
脱水された。細胞は、臨界点において液体CO2により乾燥され、真空蒸発器中 でスパッタリングにより金で被覆された。200個の細胞のモルホロジーは走査
電子顕微鏡(Jeol SEM 840、東京、日本国)により検討された。 音波破砕は、ブラジキニンでα‐アドレナリン作用性レセプターをトリガーす ることによるα‐アドレナリン作用性レセプター‐PLC経路の活性化により測
定されて、イノシトールホスフェイト蓄積をもたらさなかった。基礎蓄積におけ
る変化は現れなかった。音波破砕されたSMCのイノシトールホスフェイト蓄積
は、音波破砕後2時間において音波破砕されていない細胞の蓄積と異ならなかっ
た。2分間の刺激後にブラジキニン刺激された細胞のイノシトールホスフェイト
の定量的増加は、超音波処置されたグループ及び対照グループのそれらと類似し
ていた。即ち、IP1=1.44±0.2対1.42±0.2倍、p=NS;I P2=1.79±0.15対1.8±0.14倍、p=NS;IP3=1.52±
0.2対1.44±0.2倍、p=NSである。 要約すれば、治療ULSは薬剤の添加なしに、SMCの変化されたモルホロジ ー及び機能のための基礎を作り出すところのSMC細胞骨格の構造変化を引起す
。 治療の観点から、再狭窄の予防のために有用な方策は、移行器官(即ち、細胞 骨格)を砕くこと、従って、動脈損傷後のSMCの移行及び接着の阻止を導くこ
とを目標にするものであり、そして従って、新‐脈管内膜の形成を阻止するであ
ろう。3つの生物学上の機能は、SMCの移行のために必須のものとして、「Ci
rculation」(1992年)86:723〜729に報告された平滑筋及び内皮細胞の移行の研
究においてCasscells W.により同定された。これらは、タンパク分解剤の放出、
細胞外マトリックスへの接着及び化学走化性応答である。ここで提出されたデー
タは、ULSが、アクチン線維へのその選択的損傷及びそれが焦点の接着にもた
らす変化によってこれらのSMC機能のうちの後の二つを抑制し得るという予期
されざる結果を示唆している。 上記の記述は特定の超音波エネルギーレベルに関係するけれども、本発明は例 示された特定のレベル又は振動数に限定されない。通常、エネルギーレベルは、
関連した流体、例えば、血液又は他の関連した体液例えば水のキャビテーション
閾値を超える力に依存する。
【0032】
【実施例7】 振動数に関して、図8はいくつかの音波現象の振動数位置をおよそ説明してい る。超音波血栓崩壊において、超音波の底部側端における振動数(高強度での2
0〜45kHz)が使用される。超音波画像処理において、メガヘルツ領域にお
けるより高い振動数及び低い強度が使用される。更に、キャビテーション効果は
、媒体、例えば、血液又は水中の最大音圧(キャビテーション閾値)を超える強
度の任意の超音波振動数により与えられるであろう。通常、可能な最低振動数は
、システム依存限界(例えば、プローブの長さ、侵入的対非侵入的方法等)に依
存して選ばれるであろう。好ましくは、振動数は15〜250kHzの範囲であ
ろう。 キャビテーション閾値における複合変数変化を補償するために、「Circulation
」(1991年)83:1976〜1986頁において報告された全体的に閉塞された抹消動脈に おける超音波血管形成についての研究においてRosenschein U.、Rozenszsajn L.
A.、Kraus L.、Maraboe C.C.、Walkins J.F.、Rose E.A.、Cannon J.P.、及びWe
instein J.S.により開示された超音波画像処理システムの助けにより電力レベル
を選ぶことが所望される。従って、処理されるべき領域はULSにより作像され
得る一方、電力レベルは累積的に増加される。キャビテーション閾値が達成され
るとき、極小泡がULS‐画像処理スクリーン上に現れる。この点において、電
力はキャビテーションを維持するであろうレベルに減じられ得る。これは好まし
い、電力レベルであろうしかつ標的領域を処置するために使用されるべき振動数
であろう。他の方法は、キャビテーション泡に特有なアコースティックエミッシ
ョンを検出するところの、外部のアコースティックエミッション検出装置、例え
ば、増幅されたマイクロホンタイプ装置の使用を含む。ひとたびキャビテーショ
ンが検出されると、電力レベルは、キャビテーションを維持するために十分なレ
ベルであるが、キャビテーションを起すために必要なレベルより低いレベルに減
じられ得ることが分った。従って、医者又は臨床医は夫々の条件のために最適な
ULS用量をあつられることができる。 本発明の方法の特に重要な面は、血管形成後の哺乳動物の血管における再狭窄 の防止においてである。上で記述したように、再狭窄は、血管中でのSMCの移
行を伴う。ここで述べられたULS処置の結果としてのSMCの移行を減少する
こと又は抑制することにより、血管介入の後に生じる再狭窄の見込みが減少され
る。 閉塞された動脈の再疎通のためのULSの治療使用は文献に述べられている。 血管形成後の再狭窄の予防のためのULSの使用は典型的には、そのような手順
に続いて行われる。超音波エネルギーは、血管中に超音波プローブの侵入により
直接に、あるいは非侵入的方法においてのいずれかにより、閉塞された又は狭窄
症の動脈に伝達され得る。次の限定するものでない実施例は、本発明に従うある
治療法を説明する。
【0033】 実施態様1:侵入的超音波処置 本発明に従う超音波エネルギーの侵入的適用のために適する装置は、図9の実 施態様において示されている次の要素から構成され得る。発電機20は、超音波
エネルギーを与えるために必要な電気エネルギーを持つ再狭窄抑制系10を提供
する。ハンドピース40中の超音波変換機30は、電気エネルギーを超音波エネ
ルギーに変換する圧電性要素(図示せず)から成る。超音波伝達ワイヤ50は変
換機にその隣接端で接続され、そして他端において超音波チップ60を有する。
超音波エネルギーは、伝達ワイヤ50(図示せず)の長さ方向の振動として伝達
され、それにより患者の動脈系に超音波エネルギーを振り向ける。人体への超音
波の侵入的適用のための装置の更なる例は、次の発行された米国特許及び刊行物
、即ち、1992年11月17日に発行された米国特許第5,163,421号明細書、1993年12 月14日に発行された米国特許第5,269,297号明細書、米国特許第5,324,255号明細
書、米国特許第4,474,180号明細書、及びJohn Wiley and Sons刊 Julian Freder
ick著「Ultrasonic Engineering」(1965年)に記述されており、そしてこれら の米国特許及び刊行物の内容は、引用されることにより本明細書に組込まれる。 使用された超音波エネルギーの振動数レベルは典型的には、インビトロ、イン ビボ及びヒトの抹消動脈調査においては20kHzであり、そして冠状動脈調査
においては20〜45kHzである。 電力は発電機20により供給される。抹消動脈調査は、例えば、インビボで約 20±2W、そしてヒトで約12.0±0.9Wの電力により行われる。冠状動
脈調査は典型的には、約18±2Wの電力により実行される。システム電力は、
超音波チップ60の長さ方向の変移に言換えられて、初期調査において150±
25μmを測定し、そして冠状動脈調査において10〜15μmを測定する。冠
状動脈適用における振幅変化は、治療標的としての冠状動脈における切除の主要
標的としてのアテローム硬化プラークよりむしろ血栓の選択に起因する。 適切な操作バラメーターは、使用される特定の超音波システム並びに標的組織 に依存して決定されるであろう。当業者である医者又は臨床医は、適切なパラメ
ーターを如何にして決定するか知るであろう。
【0034】 実施態様2:非侵入的超音波処置 非侵入的超音波技術は、特定の内部位置に人体の外側の供給源から超音波エネ ルギーのデリバリーを可能にする。該処置におけるエネルギーの強度レベルは、
治療の場所において音波の瞬間的なキャビテーションを作り出すのに十分に高く
なければならない。 その点における何らかの危険性を排除するために、エネルギーは好ましくは、 エネルギーが標的の場所においてのみ集中されるような方法で処置領域に伝達さ
れる。該方法に則って集中されないなら、最小加熱が作り出され、かつ危険性は
含まれない。連続波又はパルス波ULSのいずれかが使用され得る。 装置は、供された治療超音波プローブの追加により超音波画像処理システムと 両立され得る。組合されたシステムは、画像処理プローブ及び処置プローブの両
者として提供され、それにより、超音波画像処理の下に選ばれた標的に要求され
る処置エネルギーを伝達する。ソフトウェアーパッケージは、標的の視覚化を維
持するための能力、及び標的に治療エネルギー伝達の活性化を加え得る。 装置の操作及び取扱いはまた、非侵入的治療超音波伝達の追加を条件に、超音 波画像処理システムに類似するであろう。人体への超音波の非侵入的適用のため
の装置及び操作手順の例は、米国特許第5,524,620号明細書に記載されており、 該明細書の内容は引用されることにより本明細書に組込まれる。 本発明に従う、血管形成後の哺乳動物の血管における再狭窄の防止のためのシ ステムは典型的には、好ましくは治療及び画像処理能力を含む治療超音波プロー
ブを含み得る。治療の超音波要素は、超音波を集中させるための任意の方法(例
えば、幾何学的、環状配列、相配列)に基づき得る。システムは典型的にはまた
、超音波エネルギー出力を制御するための制御ユニットを含み、そしてそれは、
好ましくは標準画像処理モニターに類似するモニターを含んでいてよく、そして
より好ましくはソフトウェアー及びハードウェアーに加えて、操作のために適し
ている組合された画像処理及び治療変換機を含んでいてよい。 本発明に従う薬剤デリバリーは、局所薬剤デリバリーシステム、例えば、ステ ントに基いた又はフォノフェレシス(phonopheresis)システムを使用して行わ れ得る。
【0035】
【実施例8】 腹側の鋭い心筋の亀裂骨折を持つ患者が研究のために考慮された。もし、患者 が、≧2の前胸部のリードにおるSTエレベーションの≧1mmに付随される、
<12時間の虚血性胸部痛により定義される腹側のAMIの証拠を示したなら、
患者は適切であると決定された。血管造影において、左腹側の下向性動脈(LAD) において心筋の亀裂骨折における血栓崩壊(TIMI)等級流れ0又は1があった。 使用された超音波血栓崩壊装置は、プラスチックカテーテルにおおわれた14 0cm長の固体状アルミニウム合金プローブであり、そしてAngiosonics Inc.、
モーリスビル、ノースカロライナ州から市販されている圧電性変換器にその隣接
端において接続された。超音波エネルギーは、動脈系中にエネルギーを振向ける
ところのプローブの長さ方向の振動として変換機から伝達される。装置の最後の
18cmは、キャビテーションを助長することにより超音波エネルギーの血栓崩
壊効果を最適化するために設計された、1.6mmチップを持つ3‐ワイヤーフ
レキシブル部分である。該3‐ワイヤーフレキシブル部分は、可撓性を維持しな
がら、最適な超音波伝達のための固体状金属発信機の使用を可能にする。 ハンドピースでの電力出力は、手順の間に遭遇する種々の負荷条件下で末端チ ップにおける一定出力を確保するために設計された統合されたコンピューターに
より制御され、そして約18ワットに設定された。 超音波プローブはガイドワイヤーに取付けられ、そしてキャビテーションチッ プが閉塞の隣接末端を過ぎて約1〜2mmの間に位置付けられるまで、蛍光透視
下にLAD中に前進された。音波破砕(18ワットにおける)は、血塊を除去す
るために実行された。治療超音波は潅流の標準化を誘発し、そしてTIMI等級3が
有害でない血管造影表示により達成された。該手順の最後に、プローブが次いで
、狭窄の長さを超えて血管内膜を照射するために使用され、それにより、管腔内
の平滑筋細胞の移行、生存能力及び接着を抑制する。次いで、6カ月の追跡調査
において、14人の患者のうちの7人が、音波破砕された動脈部分の受けた血管
内の超音波(IVUS)を調査された。6人の患者において、IVUSは最小のミオ‐イン
ティマル(myo-intimal)増殖を示し、そしてただ一人の患者のみが、観察され た管腔細化により任意の著しいミオ‐インティマル成長を達成された。このデー
タは、本発明に従う治療超音波が血管介入後の再狭窄を防止することをもたらす
と言う予期されざる利点を示唆する。 抗細胞骨格、例えば、抗ストレスファイバー及び/又は抗‐微小管性を持つそれ
らを含む超音波及びある薬剤と組合されたSMC処理は、SMC接着及び移行能
力の完全な妨害が殆ど生じるまで、SMC接着及び移行能力の両者の減少の更な
る効果をもたらすことが分った。前述したように、SMCの超音波処置は細胞移
行及び接着能力の減少をもたらす。抗細胞骨格剤、例えば、サイトカラシンB又
はコルチシンを伴うSMC処置は、図10及び11に示されたように、両者のS
MC機能の類似する減少を含む。 超音波は、免疫蛍光検査技術により証明されたSMCにおけるアクチンストレ スファイバーの欠陥を引起すと信じられている。サイトカラシンBは、細胞接着
及び移行装置の損傷により表されるSMCアクチンフィラメント重合の抑制を含
むことか分った。次の実験結果に基いて、SMCにおける超音波及びサイトカラ
シンBの組合された生物学上の効果は、成分の夫々一つより著しく高いことが分
ったことが含まれる。この現象は、超音波が、存在するストレスファイバーを遮
る一方、サイトカラシンBが処置された細胞において新しいファイバーの形成を
削除することにより回復を防ぐと言う事実により説明され得る。
【0036】
【実施例9】 融合培養の平滑筋細胞(SMC)はトリプシン処置され、そしてその後、穴は培養
チューブ16×125mm(Corning-staffordshire、英国)中の2.5×106 /5mLのDMEMで懸濁された。次いで、それらは、音波破砕装置(Vibra Ce
ll、Sonic Materials Inc.、Danbury、コネチカット州)を使用してULSに暴 露された。音波破砕装置は、共鳴、90mm長、2mm直径、垂直に吊るされた、薄い チタンプローブから成り、それは20kHzの振動数及び可変電力レベルにおい
て共鳴された。音波破砕の間のエーロゾルの形成を防止するために、プローブの
侵入深さは、液体のメニスカスが移動結節において超音波ワイヤーと接触するよ
うに調節された。超音波用量(超音波電圧×音波破砕時間)とSMC生存能力と
の間の優れた相互関係(r=0.98)が、音波破砕時間(1〜20秒)及び電
力(0〜2ワット)の範囲に亘って観察された。ULSのLD50は、20kH
zの振動数における15秒間の1.5ワット(22.5ワット・秒)の超音波の
音波破砕用量として確立された。 音波破砕されたSMCの生存能力は、プロピジウムヨウ化物染色及びトリパン ブルー排除法により試験された。全ての実験は、音波破砕後に生存を維持された
SMCにおいて行われた。
【0037】 1.超音波およびサイトカラシンB処理後のSMC移行能力 処置された大動脈SMCの移行能力を、48ウェルの微量化学走性箱(Neuro Pr
obe, Inc., Cabin John, メリーランド州)でアッセイした。亜融合SMCを、 トリプシン−EDTAと共にインキュベーション(3分)することにより、10
0mm培養皿から分離した。細胞をDMEM中で1回洗浄し、サイトカラシンB
(Sigma)を44μMの濃度で含むDMEM−0.5%CSに106/mlで再懸
濁した。1時間インキュベーションした後、細胞をDMEMで3回洗浄した。サ
イトカラシンBで処理された細胞または処理されていない細胞への音波処理を、
上記音波処理プロトコルに記載されたように行った。音波処理されるSMCの数
は、DMEM−0.5%CS中の生きている細胞が106/mlであるように調 整された。 移行アッセイでは、底部ウェルが、化学誘引物質として作用する10%CSが補
充されたDMEMを含んでいた。音波処理されたまたはされていないSMCサン
プル(50μl)を、箱の上方ウェルに入れた。5μmの孔サイズの、ポリビニ
ルピロリドンを含まないポリカーボネートフィルター膜(Neuro Probe, Inc.) を下方ウェルの上に置いた。箱を組み立て、空気中に10%CO2を含む加湿さ れた雰囲気中で90分間、37℃でインキュベートした。次いで、フィルターを
除去し、フィルター膜を通って移行した生きているSMCをメイ−グリュンバル
ト ギームザ(Sigma, ミズリー州セントルイス)により染色した。次いで、フィ
ルターをスライドガラスに載せた。フィルターを横切って移行した細胞を、光顕
微鏡を使用して、目盛付き接眼レンズ(Carl Zeiss, Oberkochen, ドイツ国)お
よび320倍の倍率を用いてカウントした。 移行能力を、同じ3つのウェルにおいて、9視野でカウントされた、移行した
SMCの数/視野の平均として表した。音波処理されていないSMCを対照とし
た。図10に示されるように、音波処理およびサイトカラシンBの組み合わせは
、超音波またはサイトカラシンBのみによって得られるものと比較して、細胞移
行の非常に大きい減少をもたらす。
【0038】 2.超音波およびサイトカラシンB処理後のSMC接着能力 大動脈SMC接着能力のアッセイのために、トリプシン−EDTAによって培
養皿から細胞を分離し、サイトカラシンBを22μMの濃度で含むDMEM−0
.5%CSに106/mlでSMCを懸濁した。 サイトカラシンB処理された細胞または処理されていない細胞の音波処理を、上
記音波処理プロトコルに記載されているように行った。音波処理後、SMCを2
00gで10分間遠心分離した。ペレット化された細胞をWaymouth, HB 752/1お
よびHam’s F-12培地(1:1、v/v)に懸濁し、平底のフィブロネクチン被 覆された(25ng/cm2)96マイクロウェルプレート(Nunc, デンマーク 国)において5x104生存細胞/mlの0.2mlアリコートで接種した。S MCを37℃でインキュベートし、SMCの接着能力を、15、30、60、7
5および120分で分析した。時間軸に沿った各データ収集点で上清を捨て、ウ
ェルをPBSで静かに2回洗浄することにより非接着細胞を除去した。接着細胞
を、逆位相差顕微鏡を使用して、目盛付き接眼レンズ(Carl Zeiss, Oberkochen
, ドイツ国)および200倍の倍率を用いてカウントした。接着能力を、同じ3
つのウェルの3視野で、接着SMC/視野の平均数として表した。音波処理して
いないSMCを対照とした。図10に示すように、音波処理およびサイトカラシ
ンBの組み合わせは、超音波またはサイトカラシンBのみによって得られるもの
と比較して、細胞移行能力の非常に大きい減少をもたらす。 インビボ(in vivo)での用量は、インビトロ(in vitro)実験と同じ大きさの レベルで有効であろう。コルチシンの組織レベルは、ナノグラム(ng)の範囲
である。
【0039】 これまでの記述から明らかにされた目的のうち上記の目的が効果的に達成され
、そして、ある変化が、本発明の精神及び範囲から離れることなしに、記載され
た上記の方法及び構成を実行することにおいてなされ得る故、上記記載に含まれ
かつ添付図面に示された全ての事柄は、例示としてかつ限定するものではないと
して解釈されるであろうことが意図される。 特許請求の範囲は、本明細書において述べられた発明の一般的かつ特定の特徴 の全て、及び言語の問題としてその間に属すると言われるかもしれないところの
本発明の範囲の全ての陳述を保護することを意図されていることがまた理解され
なければならない。
【0040】
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、SMCの生存力を、20kHzの振動数の超音波(超音波電力×音波処
理時間)への暴露の関数として示すグラフである。
【図2】 図2aおよび2bは、各々、超音波に暴露する前(図2a)および後(図2b)
の、箱の0.5μm孔フィルター膜を通って移行したSMCの光顕微鏡図である
。染料は、メイ−グリュンバルト ギームザである。
【図3】 図3は、フィルター膜を横切る能力によって評価された、超音波処理されたSM
Cの移行能力を示す棒グラフである。
【図4】 図4aおよび4bは、超音波処理されたSMCの接着能力の経時変化を示すグラ
フである。接着能力は、最初の3時間の間に6回(図4a)、およびその後12
0時間にわたって24時間毎に(図4b)測定された。
【図5】 図5a〜5cは、SMC形態学の走査電子顕微鏡図である。図5aは、超音波処
理されていない細胞を示す。図5bおよび5cは、超音波に暴露した後のSMC
を示す。
【図6】 図6a〜6cは、α−SMアクチンに対する抗体を使用して染色され、間接的免
疫蛍光検査法によって検査されたSMCのアクチンフィラメントを示す。図6a
は、中断されていないα−アクチンフィラメントを有するSMCの細胞骨格構造
を示す。図6bは、超音波後0.2時間のSMCを示し、図6cは、超音波後2
4時間のSMCを示す。
【図7】 図7aおよび7bは、抗−チロシンチューブリン(図7a)または抗−ビメンチ
ン(図7b)で染色され、間接的免疫蛍光検査法によって検査された、ULS後
のSMCの顕微鏡写真である。
【図8】 図8は、音のスペクトルをグラフで表したものである。振動数(kHz)をX軸
に示し、強度(ダイン/cm2)をY軸に示す。
【図9】 図9は、本発明のシステムの一実施態様にかかる侵入的超音波デバイスを模式的
に示す。
【図10】 図10は、SMC移行能力に対する治療学的超音波およびサイトカラシンBの併
用効果を示すグラフである。データは、3実験からの3重アッセイの平均値であ
る。値は、平均値±SDで表される。統計的分析は、Statviewソフトウェアを使
用して一対のt−テストにより行われた。対照と比較して統計的に有意な相違に
は星印をつける(*p<0.05、**p<0.01)
【図11】 図11は、SMC接着能力に対する治療学的超音波およびサイトカラシンBの併
用効果を示すグラフである。データは、3実験からの3重アッセイの平均値であ
る。値は、平均値±SDで表される。相違は、0.05以下のp値に関して有意
であると考えられ、星印をつけた(*p<0.05、**p<0.01)。
───────────────────────────────────────────────────── 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 9/00 A61P 43/00 111 43/00 111 A61B 17/36 330 (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW Fターム(参考) 4C060 JJ11 JJ13 JJ23 JJ27 MM25 4C084 AA17 MA66 ZA362 4C086 AA01 AA02 BA17 MA01 MA02 MA04 MA66 NA14 ZA36 ZC71 ZC75 4C206 AA01 AA02 GA02 GA30 MA01 MA02 MA04 MA86 NA14 ZA36 ZC71 ZC75

Claims (22)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 超音波エネルギーを提供する超音波エネルギー源;該超音波エネ
    ルギーを血管に伝達するための伝達手段;および抗細胞骨格剤を血管の平滑筋細
    胞にデリバリーするための、抗細胞骨格剤を含む薬物デリバリー系を含む、血管
    介入後の哺乳動物の平滑筋細胞の移行および接着に伴う血管の再狭窄を防止する
    システム。
  2. 【請求項2】 該超音波エネルギー源が、約1kHz〜約3MHzの振動数範囲
    の超音波を生じる、請求項1記載のシステム。
  3. 【請求項3】 該超音波エネルギーが、約15kHz〜約250kHzの範囲の
    振動数を有する、請求項2記載のシステム。
  4. 【請求項4】 該伝達手段が、血管への超音波プローブの挿入によって超音波エ
    ネルギーを伝達するように構成されている、請求項1記載のシステム。
  5. 【請求項5】 該伝達手段が、非侵入的方法で超音波エネルギーを伝達するよう
    に構成されている、請求項1記載のシステム。
  6. 【請求項6】 抗細胞骨格剤がサイトカラシンBを含む、請求項1記載のシステ
    ム。
  7. 【請求項7】 抗細胞骨格剤がコルチシンを含む、請求項1記載のシステム。
  8. 【請求項8】 抗細胞骨格剤がコルチシンおよびサイトカラシンBを含む、請求
    項1記載のシステム。
  9. 【請求項9】 哺乳動物の血管の狭窄を処置すること、ここで、該処置は、狭窄
    領域の血管壁の平滑筋細胞に損傷を引き起こす; 平滑筋細胞を抗細胞骨格剤で処置すること; 血管内に超音波を施与して損傷領域の血管内にキャビテーションを引き起こすこ
    と、および損傷領域の、抗細胞骨格剤で処置された平滑筋細胞に超音波エネルギ
    ーを照射すること;および 該平滑筋細胞の移行能力を減少させること を含む、哺乳動物の再狭窄を抑制する方法。
  10. 【請求項10】 供給された該超音波エネルギーが、少なくとも血管のキャビ
    テーション閾値より上である、請求項9記載の哺乳動物の再狭窄を抑制する方法
  11. 【請求項11】 該超音波エネルギーが、非侵入的方法で伝達され、かつ約1
    kHz〜約3MHzの範囲の振動数を有する、請求項9記載の哺乳動物の再狭窄
    を抑制する方法。
  12. 【請求項12】 該超音波エネルギーが、約15kHz〜約250kHzの範
    囲の振動数を有する、請求項9記載の哺乳動物の再狭窄を抑制する方法。
  13. 【請求項13】 該狭窄が、バルーン血管形成術によって処置される、請求項
    9記載の哺乳動物の再狭窄を抑制する方法。
  14. 【請求項14】 該狭窄が、動脈内膜切除、レーザー、ドリル、ステント取付
    け、熱融合、機械的ドリル、および関節切除または他の血管介入によって処置さ
    れる、請求項9記載の哺乳動物の再狭窄を抑制する方法。
  15. 【請求項15】 血管が、超音波プローブの該血管内への挿入により超音波エネ
    ルギーに暴露される、請求項9記載の方法。
  16. 【請求項16】 超音波エネルギーが20〜45kHzの範囲の振動数を有する
    、請求項15記載の方法。
  17. 【請求項17】 血管が、非侵入的方法で超音波エネルギーに暴露される、請求
    項9記載の方法。
  18. 【請求項18】 抗細胞骨格剤がサイトカラシンBである、請求項9記載の方法
  19. 【請求項19】 抗細胞骨格剤がコルチシンである、請求項9記載の方法。
  20. 【請求項20】 超音波用量が約22.5ワット・秒より大きい、請求項9記載
    の方法。
  21. 【請求項21】 サイトカラシンBを22μMの濃度で含む過剰のDMEM−0
    .5%CSに細胞をインビトロで懸濁し、かつ1時間インキュベートさせること
    によって達成される少なくともサイトカラシンB用量に処置された組織を暴露す
    るのに十分なサイトカラシンBが、処置された組織に供給される、請求項17記
    載の方法。
  22. 【請求項22】 コルチシン用量が0.1〜100ngである、請求項17記載
    の方法。
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