JP2003250908A - 永久磁石キーパー−シールドアセンブリ - Google Patents

永久磁石キーパー−シールドアセンブリ

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JP2003250908A
JP2003250908A JP2003030120A JP2003030120A JP2003250908A JP 2003250908 A JP2003250908 A JP 2003250908A JP 2003030120 A JP2003030120 A JP 2003030120A JP 2003030120 A JP2003030120 A JP 2003030120A JP 2003250908 A JP2003250908 A JP 2003250908A
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magnetic
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Robert Mitchiner
ミッチナー ロバート
Thomas B Kent
ビー. ケント トーマス
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ピーターソン カリーン
Scott Raymond Rudge
レイモンド ルッジ スコット
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 永久磁石キーパー−シールドアセンブリを提
供すること。 【解決手段】 高勾配磁場を発生させるのに使用する永
久磁石を保持し保存するように適合した磁石キーパー−
シールドアセンブリ。このような磁場は、磁気応答性マ
イクロキャリアを引き付けるために、深い標的腫瘍部位
に貫入され得る。この磁石キーパー−シールドアセンブ
リは、その磁石を保持する寸法にしたボアを備えた磁気
透過性キーパー−シールドを含む。このキーパー−シー
ルドから磁石を部分的に押し出すために、ネジ伝動アク
チュエータが使用される。このアクチュエータは、この
キーパー−シールドの基部を通って伸長している数個の
バネにより、補助される。

Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】(発明の要旨)本発明は、キ
ーパー−シールドおよび永久磁石を含む装置に関し、こ
の永久磁石は、このキーパー−シールド内に取り付けら
れている。この装置は、種々の設定にて、多くの用途に
対して、この磁石の保存および取り扱いを容易にする。
本発明の詳細は、添付の図面および以下の詳細な説明で
述べる。本発明の他の特徴、目的および利点は、この説
明および図面から、また、請求の範囲から、明らかとな
る。 【0002】 【従来の技術】(背景)強力な磁石には、電磁石および
永久磁石が挙げられる。大きい磁場を生じることができ
る電磁石は、扱いにくく、また、非常に大きな電源を必
要とする。永久磁石は、比較的に小型であり、大きな磁
場を生じることができる。しかしながら、永久磁石は、
磁性をなくすことができず、それらの極性が急速に切り
替わらないので、それを取り囲む透過性材料を飽和し、
それらが発する磁場は減衰できない。結果的に、永久磁
石は、遮蔽することが困難であり、大きな磁場を生じる
ものは、このような磁石が有用となるような多くの状況
にて、取り扱いおよび保存が困難である。 【0003】 【発明が解決しようとする課題】例えば、磁場を選択的
に適用すると特定の部位に対する薬剤および/または治
療薬、デバイスまたは診断薬を標的にする磁気的に応答
性の粒子であって、対象領域における磁性粒子を保持す
ることにより薬剤および/または診断薬の高い局在化濃
度の長期的な放出を達成する粒子を使用することが可能
である。永久磁石から生じ外部から適用した磁場は、標
的部位でのこのような粒子の移動および保持を制御する
のに使用できる。しかしながら、臨床状況でのこのよう
な磁石の取り扱いおよび保存は、難しい。 【0004】 【課題を解決するための手段】(詳細な説明)本発明
は、以下を提供する。 1.以下の部分を含む、装置:内面、外面および基部を
有する、キーパー−シールド;永久磁石であって、上記
永久磁石は、上記キーパー−シールドに滑り可能に取り
付けられており、第一の面、第二の面および外側面を有
し、ここで、後退位置では、上記キーパー−シールド
は、実質的に、上記外側面を含み、上記第一の面は、上
記基部に隣接している、永久磁石;アクチュエータであ
って、上記アクチュエータは、第一末端を有し、そして
上記磁石の上記第二の面と接触しており、上記第一末端
は、上記基部を通って伸長している、アクチュエータ;
および弾性部材であって、上記弾性部材は、上記基部を
通って伸長しており、そして上記後退位置で、上記第二
の面に力を加える、弾性部材。 2.上記アクチュエータが、上記キーパー−シールドで
伸長して上記キーパー−シールドから上記磁石を押し出
すように適合されている、1に記載の装置。 3.上記底面が、スペーサを含み、上記スペーサが、非
磁性材料を含有し、そして上記アクチュエータが、上記
スペーサと接触する、1に記載の装置。 4.上記磁石が、NdFeBを含有する、1に記載の装
置。 5.上記磁石が、上記伸長位置で、上記前面から10c
mの距離で、約112ガウスを生じ、そして上記後退位
置で、上記前面から約22cm以下の距離で、約5ガウ
スを生じる、1に記載の装置。 6.上記キーパー−シールドが、磁束に透過性の材料を
含有する、1に記載の装置。 7.上記弾性部材が、上記後退位置で、上記第二の面
に、約175ポンド〜約225ポンドの範囲の力を加え
る、1に記載の装置。 8.さらに、上記磁石の上記前面にて、上記キーパー−
シールドに磁気的に付着されたキャップを含む、1に記
載の装置。 9.上記キャップが、包埋した磁性材料を含有する、8
に記載の装置。 10.上記キャップが、ポートを含み、上記ポートが、
磁場測定デバイスに連結されるように適合されたプロー
ブを受容するように適合されている、8に記載の装置。 11.上記キーパー−シールドが、積層材料を含有す
る、1に記載の装置。 12.さらに、磁石位置表示器を含み、上記表示器が、
上記磁石に操作可能に連結されている、1に記載の装
置。 13.さらに、プローブを含み、上記プローブが、上記
キーパー−シールドの後面と隣接しており、そして磁場
測定デバイスに連結されるように適合されている、1に
記載の装置。 14.以下の部分を含む、磁石キーパー−シールドアセ
ンブリ:キーパー−シールドであって、上記キーパー−
シールドは、磁束に実質的に透過性の材料を含有する、
キーパー−シールド;上記キーパー−シールド内の空洞
であって、上記空洞は、内壁および基部を含む、空洞;
アクチュエータであって、上記アクチュエータは、上記
基部を通って伸長している、アクチュエータ;および複
数のバネであって、上記バネは、上記基部を通って伸長
しており、そして後退位置にて、上記第二の面に、約1
75ポンド〜約225ポンドの範囲の力を加える、バ
ネ。 15.上記複数のバネが、第一バネおよび複数の第二バ
ネを含み、上記第一バネが、上記後退位置にて、上記第
二の面に、約140ポンドの力を加え、そして上記第二
バネが、上記後退位置にて、上記第二の面に、約85ポ
ンドの力を加える、14に記載の磁石キーパー−シール
ドアセンブリ。 16.さらに、ネジ伝動機構を含み、上記ネジ伝動機構
が、上記アクチュエータに操作可能に連結されている、
14に記載の磁石キーパー−シールドアセンブリ。 17.上記空洞が、前面および後面を有する磁石を収容
するように適合され、上記磁石が、上記伸長位置にて、
上記前面から10cmで、約118ガウスを生じ、そし
て上記後退位置で、上記前面から約22cm以下の距離
で約5ガウスを生じる、14に記載の磁石キーパー−シ
ールドアセンブリ。 18.さらに、上記キーパー−シールド内に複数のボア
を含み、各ボアが、上記バネの特定の1個を収容するよ
うに適合され、ここで、上記ボアの少なくとも1個が、
第二アクチュエータロッドを収容するように適合されて
いる、14に記載の磁石キーパー−シールドアセンブ
リ。 19.さらに、ネジ伝動機構を含み、上記ネジ伝動機構
が、上記第二アクチュエータロッドに操作可能に連結さ
れている、18に記載の磁石キーパー−シールドアセン
ブリ。 20.以下の工程を包含する方法:組成物を患者に投与
する工程であって、上記組成物が磁性粒子を含有する、
工程;遮蔽しているキーパー−シールドから、磁石を伸
長して、上記前面から約10cmの距離で、約118ガ
ウスを生じる工程;上記磁石を、上記患者の所望位置に
位置付ける工程;および上記位置づけの後に、上記磁石
を上記キーパー−シールドへと後退させ、上記前面から
約22cm以下の距離で約5ガウスを生じる、工程。 21.上記磁石を伸長する工程が、上記キーパー−シー
ルドを通ってアクチュエータを伸長して上記キーパー−
シールドから上記磁石を押し出す工程;および上記磁石
をバネ力に対して後退させる工程を包含し、ここで、上
記バネ力が、完全に後退した位置にて、約175ポンド
〜約225ポンドの範囲である工程、を包含する、20
に記載の方法。 22.磁性粒子のインビボ送達方法であって、上記方法
は、以下の工程:上記粒子を患者に投与する工程;およ
び外側に置いた永久磁石により生じた磁場を使用して、
上記粒子を、体内の所望位置に向ける工程、を包含す
る、方法。 23.上記磁性粒子が、その上に生物活性試薬を付着さ
せた、20または22に記載の方法。 24.上記磁性粒子が、その上に診断試薬を付着させ
た、20または22に記載の方法。 25.上記所望位置が、腫瘍である、20または22に
記載の方法。 26.上記磁性粒子が、鉄および炭素から構成される、
20または22に記載の方法。 27.上記永久磁石が、NdFeBから構成される、2
0または22に記載の方法。 28.上記磁性粒子が、動脈内注射される、20または
22に記載の方法。 29.上記磁性粒子、カテーテルによって送達される、
20または22に記載の方法。 30.さらに、血管造影工程を包含する、20または2
2に記載の方法。 31.上記血管造影が、上記患者に対する上記磁石の配
置を助ける、30に記載の方法。 32.上記磁性粒子の全注射時間の初めから終わりま
で、上記永久磁石を適当な位置で維持する工程を包含す
る、20または22に記載の方法。 33.上記磁性粒子の注射が完了した後、上記永久磁石
を適当な位置で維持する工程を包含する、20または2
2に記載の方法。 34.上記磁性粒子が、繰り返しサイクルで注射され
る、20または22に記載の方法。 35.上記繰り返しサイクルが、約0.5mL/分〜約
5.0mL/分の流速を有する、34に記載の方法。 36.上記繰り返しサイクルが、約1分ごとから約60
分ごとに注射された、34に記載の方法。 37.上記組成物の上記投与前に、上記磁石が上記所望
位置に位置付けられる、20または22に記載の方法。 38.上記組成物が、治療試薬を含有する、20または
22に記載の方法。 39.薬剤の全身的な毒性を少なくする方法であって、
上記方法は、以下の工程を包含する:組成物を患者に投
与する工程であって、上記組成物が、その上に薬物を付
着させた磁性粒子を含む、工程;および永久磁石を上記
患者内の所望位置に向ける工程。 40.診断試薬および/または治療試薬の全身的な循環
を少なくする方法であって、上記方法は、以下の工程を
包含する:組成物を患者に投与する工程であって、上記
組成物は、その上に診断試薬および/または治療試薬を
付着させた磁性粒子を含む、工程;上記患者の所望位置
に、永久磁石を位置付ける工程。 41.上記磁石が、上記組成物の上記投与前、上記所望
位置に位置付けられる、39または40に記載の方法。 42.上記永久磁石が、上記磁性粒子の全注射時間の初
めから終わりまで、適当な位置で保持される、39また
は40に記載の方法。 43.上記永久磁石が、上記磁性粒子の注射が完了した
後、適当な位置で保持される、39または40に記載の
方法。 44.上記磁性粒子が、繰り返しサイクルで注射され
る、39または40に記載の方法。 45.上記繰り返しサイクルが、約0.5mL/分〜約
5.0mL/分の流速を有する、44に記載の方法。 46.上記繰り返しサイクルが、約1分ごとから約60
分ごとの繰り返しサイクルで注射された、44に記載の
方法。 【0005】 【発明の実施の形態】本発明の1実施態様によれば、伸
長した操作位置にて、1つの磁極に対して周辺の領域
で、永久磁石の磁場を減衰するために、また、後退した
保存位置にて、その全磁場を減衰するために、磁石キー
パー−シールドアセンブリが提供されている。この磁石
キーパー−シールドアセンブリは、高い勾配の非イオン
化磁場を発生させて深い標的腫瘍位置に位置付けるのに
適している。 【0006】図1は、1実施態様による磁石キーパー−
シールドアセンブリ10を図示している。キーパー−シ
ールド12は、約10cmの長さであるが、円筒形ボア
14を備えており、これは、円筒形永久磁石16を受容
する寸法にされている。キーパー−シールド12で使用
される材料は、実質的に、磁束に透過性である。本発明
の実施態様によれば、キーパー−シールド12には、軟
鋼(好ましくは、1010〜1018鋼)が使用され
る。他の適当な遮蔽材料には、例えば、ミューメタル
(75%Ni−5%Cu−2%Cr−8%Fe)および
スーパーマロイ(supermalloy)(79%N
i−15%Fe−5%Mo)が挙げられる。このキーパ
ー−シールド材料は、積層され得る。キーパー−シール
ド12の側壁18は、5.6cmの内径および8.1c
mの外径を有する。この磁石をボア14の中心で保持し
表面の結合を防止するために、このボア14の内径に沿
って、非磁性材料のスリーブ20が設けられている。 【0007】この磁石の前面24(北極)に磁性物およ
び破片が磁気的に付着するのを防止するために、キャッ
プ22が設けられ得る。好ましくは、キャップ22は、
Delranキャップであり、これは、軸上(on−a
xis)ガウスメーター較正ポートを備えている。この
ポートは、磁石16の前面24の中心軸に位置している
キャップの面にある陥凹ウェルである。ポート21の底
部は、その後退位置では、前面24から10cmであ
る。ポート21は、この磁石の較正した距離で、その磁
場を測定するのに使用されるガウスメーター19のプロ
ーブ23(例えば、ホール効果センサ)を受容する。こ
のキャップをキーパー−シールド12に磁気的に付着さ
せるために、そのキャップの基部には、磁気ワッシャー
31が包埋できる。 【0008】代替実施態様によれば、キャップ22は、
磁性材料から作成され、さらに、5ガウス線内に囲まれ
た体積を増やす。 【0009】磁石16は、アルニコを含めた任意の高エ
ネルギー材料から作製でき、希土類(原子番号21、3
9および57〜71)組成物(例えば、特に、サマリウ
ム−コバルトおよびネオジム−鉄−ホウ素)、セラミッ
クスおよびセラミック酸化物(例えば、特に、他のフェ
ライトおよびガーネット組成物)および永久磁石超伝導
体組成物の特徴がある。本発明の実施態様によれば、磁
石16は、ネオジム−ホウ素−鉄磁石の組成物から製作
される。この磁石は、Nd2Fe14Bの粉末冶金等級
39H(39MGOeでBHmax)組成物(これは、
バリウムおよびストロンチウム結合剤を実質的に含まな
い)から、直径5.08±0.1cm×長さ6.31±
0.1cmに機械切削される。図2は、等級39Hネオ
ジム−ホウ素−鉄複合材料についての消磁(B−H)曲
線を図示している。好ましくは、耐食性を改良するため
に、磁石16の外面には、封止剤が塗布される。 【0010】磁石16には、NdFeBおよび他の希土
類、セラミックまたは超電導磁石の他の組成物が適当で
あり得る。例えば、その標的部位での強力な磁場および
磁場深度の増大を生じるために、さらに強力な磁石が使
用され得る。例えば、軸では、磁石16(39MGO
e)の磁束密度(これは、Lakeshore,Mod
el 410ガウスメーターで測定される)は、約11
2ガウスであり、約3×103ガウス/cmの磁束密度
×磁気勾配(magnetic gradient)の
積を有し、磁石16の磁束密度は、38cmで、4.5
ガウスである。磁石16とほぼ同じ寸法の磁石の磁場強
度(48MGOe)なら、10cmで、130ガウスお
よび約4×103ガウス2/cmそして38cmで5ガ
ウス未満を生じる。 【0011】図1は、キーパー−シールドアセンブリ1
0の操作位置を図示しており、ここで、磁石16は、キ
ーパー−シールド12の前面から約3.5cm伸長して
いる。図3Aは、磁石16を伸長位置にしたときの、磁
気モジュール(magnetic module)25
の周りの磁場強度プロフィールを図示している。磁気モ
ジュール25は、磁石16を保持するキーパー−シール
ドアセンブリ10を覆っているダストカバー27を含
む。その磁場は、前面24および底面26(これらは、
それぞれ、磁石16の北極および南極に対応している)
で最も強い。 【0012】前面24は、平坦または凹面であり得る。
凹面の前面は、この磁石の北極の磁場を集中させるため
に、設けられ得る。 【0013】図3Bは、その操作位置での磁場プロフィ
ールのさらに詳細なグラフである。図3Aおよび3Bで
示すように、この磁石は、(軸上にて)、その操作位置
では、その極面から13cmで、50ガウス以上の磁束
密度を生じ、また、極面24から38cmで、5ガウス
以下の磁束密度を生じる。 【0014】図4は、保存するために、キーパー−シー
ルド12中に完全に後退された磁石を図示している。こ
のキーパー−シールドの磁気透過性材料は、その磁場ラ
インを分路し、それにより、キーパー−シールドアセン
ブリ10の周りでの磁束を減衰させる。その後退位置で
は、この磁石は、前面24から約22cmで、5ガウス
を生じる。この磁束が減衰すると、その5ガウス線が磁
気モジュール25の後部から10cm未満まで減少する
ので、キーパー−シールドアセンブリ10の取り扱いお
よび保存が容易となる。さらに、キーパー−シールド1
2の分路作用により、その磁場強度の擬似損失からの長
期的な保護が得られる。本発明の実施形態によれば、そ
のデバイスの寿命にわたって、ランダムドメイン再調整
による磁場強度の測定可能な損失がないと予想される。 【0015】底面26(南極)の磁場は、前面24(北
極)のものと同程度である。キーパー−シールド12
は、この南極における磁場を減衰させ、これは、磁気物
体が磁石の極に向かって飛ぶ傾向から生じる放射線干渉
発光および磁化可能物体の問題を少なくする。 【0016】底面26(南極)とキーパー−シールド1
2の基部28との間の引力は、この磁石を完全な後退方
向へと偏倚する(図4)。磁石16をボア14から押し
出すために、基部28を通して、アクチュエータロッド
30が設けられる。本発明の実施形態によれば、アクチ
ュエータロッド30は、手動ネジ伝動機構32により駆
動される。この機構は、モーター駆動できる。 【0017】磁石16の強度に起因して、底面26と基
部28との間の引力は、非常に大きく、底面26と基部
28との間の距離の逆数にほぼ比例した割合で、増加す
る。この引力は、完全に後退した位置で最大であり、こ
の位置では、この引力は、約200ポンドである。 【0018】アクチュエータロッド30の作用を和らげ
るために、この引力の大部分を相殺するバネが設けられ
る。アクチュエータロッド30の周りの基部の中心に
は、比較的に強力な一次バネ34が設けられる。図5で
示すように、周辺には、4個の二次バネ36が設けられ
る。二次バネは、バネ34より長く、基部28を通っ
て、外側のバネキーパー−シールドアセンブリ38へと
伸長している。 【0019】これらのバネがその磁石の底面26に磁気
的に付着するのを防止するために、底面26には、非金
属スペーサ40が設けられ得る。 【0020】これらのバネの寄与は、図6で示すよう
に、累積的である。その完全に後退した位置では、これ
らのバネは、スペーサ40に対して、約225ポンドの
組合せ力を加え、そのうち、一次バネ34は、約140
ポンドに寄与し、また、二次バネ36は、約85ポンド
に寄与している。一次バネ34は、基部28から約0.
25cmまで殆どの力に寄与している。この地点より先
では、二次バネ36が殆どの力に寄与している。 【0021】これらのバネは、このボアを通る磁石の一
部の移動のために、このスペーサと接触するにすぎな
い。一次バネ34は、完全に伸長したとき、ボア14内
に約0.425cm伸長し、そして二次バネ36は、完
全に伸長したとき、ボア14内に約1.2cm伸長す
る。 【0022】図7で示す実施形態によれば、一次アクチ
ュエータ機構(すなわち、アクチュエータロッド30お
よびネジ伝動機構32)が故障した場合、この磁石を伸
長するために、二次(バックアップ)アクチュエータ機
構が設けられる。一次アクチュエータ機構が故障した場
合、二次バネを適当な位置で保持するネジが取り除か
れ、キーパー−シールド12の後部には、アクチュエー
タロッド30と同じ直径およびネジピッチのネジ付き二
次ロッド40が挿入される。二次ロッド40は、ボア1
4から磁石16を押し出すために、二次ネジ伝動機構に
より駆動される。 【0023】磁石16には、そのハウジングに対する位
置を表示するために、滑り位置表示器44が装着でき
る。これにより、ユーザーは、この磁石が完全に伸長し
た位置および完全に後退した位置にあるのを知ることが
可能となる。 【0024】キーパー−シールド12の後部には、ガウ
スメーター48用のプローブ46を設けることができ
る。プローブ46は、その位置で、磁石16の後面(南
極)から発する磁場を測定する。この磁石が伸長するに
つれて、測定される磁場は、減少する。その測定を、マ
イクロコントローラー48が使用して、北極面24から
1cmで、この磁場を計算する。これにより、ユーザー
は、磁石の完全に伸長した位置と完全に後退した位置と
の間で発した磁場の範囲にわたって、特定の用途に望ま
しい磁場強度を連続的に選択できるようになる。 【0025】図8は、キーパー−シールド10の位置決
めを容易にするために提供された実施形態によるスタン
ド50を図示している。キーパー−シールドアセンブリ
10は、カバー52に入れられており、これは、バネ式
カウンタバランス関節アーム56(これは、三次元で回
転できる)により、回転式スタンド54に装着されてい
る。関節アーム56およびカバー52は、所望の高さお
よび配向で磁石16を維持する位置でロックされ、発し
た磁場を標的部位に正確に位置合わせするのを容易にし
得る。図8で示した型の関節磁石アプリケータは、Fl
exibleMagnet Holder(FMH)の
名称で、FeRx,Incorporatedから製造
され提供される。このFMHは、磁石キーパー−シール
ドアセンブリ10を収容し位置付ける。 【0026】磁石16を備えたキーパー−シールドアセ
ンブリ10は、任意の磁性粒子と併用して、任意の用途
に使用され得る。典型的には、磁性粒子は、任意の所定
の薬剤または診断薬を送達するように設計できる。抗癌
剤を送達するのに磁性粒子を使用することは、有用であ
り得る。化学療法を使用した固形腫瘍の治療は、最適以
下の投薬を生じる全身的な毒性により、また、限定され
た効能を生じる複数の他の作用(例えば、その腫瘍細胞
の多剤耐性、この腫瘍細胞への薬剤のアクセスを制限す
る腫瘍構造、薬剤の送達容量)により、限定されてい
る。この磁石は、約140℃までの温度で操作できるも
のの、その磁石の好ましい操作範囲は、このような臨床
用途に対して、約10℃〜約50℃である。 【0027】ある種の化学療法薬の有効性を高めかつ全
身毒性を低くするために、研究者は、その腫瘍のすぐ近
くに動脈内注射を行うことにより、これらの薬剤の投与
を標的化することを試みている。腫瘍に栄養分を与える
肝臓細動脈に投与した後でも、ドキソルビシンのような
試薬の治療指数の向上が認められない1つの考えられる
理由としては、その部位での試薬の保持が欠けているこ
とがある。通常のクリアランス機構により、この腫瘍の
領域から化学療法剤が急速に取り除かれ、従って、過渡
的に高められたレベルのこの薬剤だけが、抗腫瘍効果を
発するのに局部利用できる。磁石16を備えたキーパー
−シールドアセンブリ10を使用する標的化薬剤送達に
よって得られる局部療法は、全身的な薬剤濃度を制限し
つつ、その腫瘍での薬剤濃度を高めることにより、効能
を改善できる。 【0028】キーパー−シールドアセンブリ10は、患
者の標的部位上に位置付けられる。その磁石は、ネジ伝
動機構32を操縦することにより、完全後退位置(図
4)から操作位置(図1)へと伸長される。キーパー−
シールドアセンブリ10および患者は、所定時間(これ
は、数秒から何時間もであり得る)にわたって、この位
置で維持される。この磁石は、十分に露出した後、保存
のために、完全後退位置へと後退される。図9は、深さ
の関数としての磁石16の磁場強度(軸上)を示す。 【0029】 【実施例】(実施例1)磁気標的化キャリア(MTC)
は、鉄単体および活性炭の特許登録済の微小球体複合材
料である。例えば、米国特許第5,549,915号、
第5,651,989号、第5,705,195号なら
びに同時係属中の米国特許出願第09/003,286
号および第09/226,818号を参照せよ。MTC
は、鉄単体および活性炭を0.5〜5μmの微小球体に
配合する。この活性炭は、多種多様な薬剤物質を吸着お
よび脱着できる。これらの微小球体の鉄単体成分は、外
部磁石を体表面に配置することにより、肝臓動脈投与後
の標的化および局所保持を可能にする。MTC−ドキソ
ルビシン(MTC−DOX)は、それゆえ、HCCを給
送する肝臓細動脈の1本に選択的にカテーテル挿入する
ことにより、投与できる。腫瘍の領域にわたって外部磁
石を配置すると、このMTC−DOXを効率的に標的化
できるようになる。MTC−DOX(ドキソルビシン)
は、外部から適用した磁場の存在下にて、肝臓の腫瘍に
対して、磁気的に標的化した部位特異的送達を行うよう
に設計されている。 【0030】18匹のブタを、3つの対照群および3用
量のMTC−DOX調製物を含む6つの処置群に割り当
てた。動物に、試験品を1回投与し、28日間にわたっ
て評価し、次いで、殺した。そのDOX単独の群には、
有害な作用はなかった。75mg以上のMTCを与えた
群では、生物学的に重要な処置に関連した全体的および
微視的な病変は、肝臓の標的領域のみに限られ、「有害
な作用なしのレベル」のNOAELは、25mgのMT
C/2mgのDOXであると決定された。MTCとDO
Xの間で考えられる相乗作用の証拠が認められ、この場
合、標的化されたMTCから生じた損傷から再発生して
いる柔組織は、分割している肝細胞をDOXにさらに感
受性にした。 【0031】(材料)使用した試験品の名称は、MTC
−ドキソルビシン(MTC−DOX)であった。ドキソ
ルビシン−HCl注射物(USP)は、Fujusaw
a USAから購入した。この薬剤のキャリアは、Fe
Rx Incorporated製のMTCであった。
これらのMTCは、ガンマ線により、滅菌した。注射用
のビヒクルは、WFI中の10%マンニトールおよび
0.5%カルボキシメチルセルロースである。その磁石
アセンブリの名称は、FeRx Incorporat
ed製のFlexible Magnet Holde
r(FMH)である。この薬剤物質(ドキソルビシン)
およびビヒクルは、滅菌溶液として供給し、この薬剤キ
ャリアは、滅菌乾燥粉末として、供給した。FMHに収
容した磁石(1.97インチ(幅)×2.5インチ(長
さ))は、Culver City,CAのMagne
t Sales,Inc.から購入した希土類NdFe
B永久磁石(その極面で5kガウス)である。 【0032】投与するために、MTC薬剤キャリア製品
100mgを含有するバイアルを、室温(18〜25
℃)で、8mg(4mL)のドキソルビシン(2mg/
mL)とともに30分間インキュベートした。このMT
C−ドキソルビシン溶液を、次いで、注射用ビヒクル1
6mLで希釈し、そして投与前に、「Sonic De
gas」設定を使って、Cole−Palmer Ul
trasonic Cleanerを使用して、30秒
間にわたって超音波処置した。得られた用量溶液は、
0.4mg/mlのドキソルビシンおよび5.0mg/
mlのMTC薬剤キャリアの濃度を有していた。 【0033】この研究に使用したヨークシャー家畜系ブ
タは、S & S Farms(San Diego,
CA)から得た。これらの動物は、実験室で繁殖され、
この研究の開始時点では、実験に未使用であった。この
研究に使用するように選択された動物は、できるだけ年
齢および体重を揃えるようにした。それらは、一般に、
約3〜4月齢の思春期前から若年の動物であり、それら
の体重は、23〜29kgの範囲であった。全ての動物
を、研究の開始前に、最低7日間にわたって、実験室の
環境に慣らした。 【0034】(方法) (概要) 全体で18匹の動物を、以下の表1で示すよ
うに、3匹の動物/群の6つの処置群にランダムに割り
当てた。各動物には、肝動脈内注入によって、単一用量
の試験品を与えた。これらの動物を、臨床徴候、体重、
臨床病理指標、および下記の他のパラメータの変化につ
いて、評価した。早期に殺す必要があった動物を除い
て、全ての動物を29日目に安楽死させた。この研究の
最後まで生き残った全ての動物について、詳細な検死を
行い、また、早期に殺した動物については、一部の検死
を行った。組織病理学的な評価を行うために、組織の全
パネルを収集した。 【0035】(群の割り当ておよび用量レベル) 一定
濃度の試験品を使用して、動物に投薬した。その注入容
量の関数として、低、中および高MTC用量を変えた。
表1は、全用量、および各個の群について決定した平均
ブタ体重から計算した用量を基準にしたmg/kg用量
を列挙している。 【0036】 【表1】 1 mg/kgでの用量は、各処置群に対する平均ブタ
体重に基づいて概算した。 【0037】2 この用量溶液は、0.4mg/mlの
ドキソルビシン濃度を有していた。 【0038】3 この用量溶液は、5.0mg/mlの
MTC薬剤キャリア濃度を有していた。 【0039】4 この用量溶液は、0.4mg/mlの
ドキソルビシン濃度および5.0mg/mlのMTC薬
剤キャリア濃度を有していた。 【0040】(カテーテル挿入手順) これらの動物
を、手術前に、一晩(約12〜15時間)、絶食させ
た。この手順の準備のために、各動物を計量し、そして
150mgのケタミンおよび150mgのキシラジンで
予め麻酔をかけた。各動物の右後肢をベタジン溶液で消
毒し、その手術部位をSteridrapeで覆った。
研究員全員は、このカテーテル挿入および投与手順中に
て、外科手術用ゴム手袋を着けるか、ガウンを着るか、
手洗い消毒した。全身麻酔下で、右鼠径部で皮膚の切開
を行い、これらの動物に、標準的な経皮技術を使用し
て、大腿動脈を経由して、カニューレを挿入した。動物
には、カテーテルが誘発する血栓症の予防として、送達
前に、全身的に、5000IUのヘパリン(Elkin
s−Sinn)を投与した。 【0041】蛍光透視下にて、腹腔動脈に、5フレンチ
の斜めグライド(glide)カテーテル(Cook,
Inc.,Bloomington,Indiana)
および0.035インチの斜めグライドワイヤ(Med
itech Inc.,Watertown,MA)を
挿入した。総肝動脈または固有肝動脈にカテーテル挿入
し、血管造影法を実行して、その試験品が標的にする肝
臓の所望小葉に十分な接近可能性を与える肝動脈の分節
状分枝を選択した。次いで、Tracker325カテ
ーテル(Target,Inc.,Freemont,
CA)およびTaper 22ワイヤ(Target,
Inc.,Freemont,CA)を使って、右、中
間または左肝動脈またはそれらの分節状分枝に、カテー
テル挿入した。次いで、血管造影法を実行して、肝動脈
のうち肝臓の選択された小葉に栄養を与える所望の分節
状分枝におけるカテーテルの配置を検証した。 【0042】(磁石の配置および深さの測定) 血管造
影法を使用して、そのカテーテル先端から約1〜2cm
遠位で毛細管ブラシ(blush)に対して中心に位置
付けたブタの腹面に直径2インチの金属ディスクを設置
することにより、この磁石の配置を決定した。そのディ
スクの位置は、血管造影下で検証し、このディスクは、
この磁石の配置を案内するために、皮膚面に輪郭を描い
た。一旦、その磁石の位置を決定すると、血管造影法に
より、このカテーテル先端から磁石の中心点までの深さ
を決定した。群1および2については、深さの測定は、
そのカテーテル位置から遠位に皮膚の腹面に金属定規を
設置することにより行い、そして血管造影法で測定し
た。血管造影手順に続いて、その可撓性磁石キーパー−
シールドアセンブリに収容した5kガウスの希土類磁石
の北極を、この動物の表面上の印を付けた位置で、中心
に置いた。この磁石を、全注入手順(3群、4群、5
群、6群)および注入の完了後さらに15分間にわたっ
て、適当な位置で保持した。 【0043】(試験材料の注入) この試験品の用量容
量を、表2で記述しているように、2mL/分(群4
(低MTC−DOX用量群)には、5mLを1回注射し
た)の注入速度で、7.5mL注入の繰り返しサイクル
として、注入した。これらのサイクルを、その用量容量
の全てを投与するまで、15分ごとに繰り返した。各注
入サイクルの前に、その試験品懸濁液を、この物質を2
本の連結した注射器間に5回通すことにより、均一に保
持した。 【0044】 【表2】 (注入後の血管造影法) この注入の最後に、肝臓の選
択された小葉にある動脈の開存性を検証するために、血
管造影図を作成した。Tracker 325カテーテ
ルによって、血管造影法を実行した。次いで、Trac
ker 325を取り除き、そして肝臓細動脈の開存性
を決定するために、5フレンチグライドカテーテルによ
って、総肝動脈または固有肝動脈の繰り返し血管造影法
を実行した。 【0045】(毒物動態分析) 投薬前の0日目ならび
に投薬の15分後、30分後、45分後、60分後、9
0分後、120分後および180分後に、2群、4群、
5群および6群の全ての動物から、EDTA含有チュー
ブに、約2.0mLの全血のアリコートを収集した。こ
れらの試料を、少なくとも6回反転することにより、直
ちに混合し、次いで、遠心分離した。血漿ドキソルビシ
ンレベルの分析は、HPLCにより定量した。 【0046】(結果) (血管造影法) 表3は、肝臓内の標的領域における位
置に関する情報(これには、カテーテルの位置に対する
深さおよび血管造影法によって観察された塞栓形成度が
含まれる)を提供する。 【0047】 【表3】 NA=適用なし 2記号の定義 (−) 塞栓形成が認められない (+) 選択された細動脈のわずかな塞栓形成 (++) 選択された細動脈の中程度の塞栓形成 (+++) 選択された細動脈および主要細動脈の著し
い〜完全な塞栓形成 3最終手順の血管造影法は、行わなかった。その動物
は、この手順後に目を覚まし、このカテーテルを初期位
置から取り外した。 【0048】(毒物動態データ) ドキソルビシンの血
漿濃度を、HPLCで分析した。投薬前ならびに投薬の
15分後、30分後、45分後、60分後、90分後、
120分後および180分後に、3群、4群、5群およ
び6群から、試料を取り出した。結果から、図1で示す
ように、ドキソルビシン対照群と比較すると、これらの
MTC−DOX群は、循環しているドキソルビシンが殆
どまたは全くないことが分かる。これらの結果は、薬剤
が、MTC−DOX処置群において、標的化された部位
に主として局在化されたままであったことを示す。 【0049】(微視的な症状、標的化された肝臓) 直
接的な処置に関連した微視的な変化は、主に、MTC粒
子を与えた群での肝臓の標的領域に限定されていた。一
般に、微視的な変化は、MTC粒子の用量増加に比例し
て、重篤度が増し、高用量のMTC粒子を与えた群(3
群および6群)の両方で、最も大きな肝臓変化があっ
た。 【0050】この永久磁石を使用した結果として、MT
C粒子を与えた全ての動物において、門脈領域組織(肝
動脈分枝の壁を含めて)へのMTC粒子の血管外遊出が
認められた。MTCを与えた全ての群において、肝小葉
のクップファー細胞にあるMTC粒子が認められたが、
低MTC−DOX用量を与えた群(4群)では、3匹の
動物のうちの1匹でのみ、最低の重篤度で、そのような
粒子が認められた。大部分の動物において、多核性巨大
細胞は、門脈領域組織において、MTC粒子の存在に関
連した。 【0051】処置に関連したいくつかの他の変化は、標
的化した肝臓の門脈領域に影響を与えて存在しており、
また、用量に関連した様式で、存在していた。門脈線維
形成(架橋)、すなわち、隣接する門脈領域を連結する
繊維結合組織のバンドにより特徴付けられる変化は、そ
の低MTC−DOX用量群以外では、顕著な変化であっ
た。この架橋線維形成には、一貫して、胆管過形成が伴
っていた。 【0052】MTC粒子75mg以上を与えた群(3
群、5群および6群)では、胆汁色素、胆管周囲(pe
ribiliary)線維形成、胆管好中球炎症および
胆管破裂が様々に存在していた。高用量のMTC粒子を
与えた動物(3群および6群)では、慢性/活性炎症だ
けが見られた。これらの変化のうち、低用量MTC−D
OXを与えた1匹の動物では、穏やかで限局的な胆管周
囲線維形成だけが存在した。 【0053】標的化した肝臓では、高用量MTC−DO
X群にて、全肝臓小葉の著しい壊死が存在していた。そ
のMTC対照群では、その標的化領域の中程度の壊死が
あり、また、中用量MTC−DOX群では、1匹の動物
だけに、その標的化した肝臓の肝小葉の軽い壊死があっ
た。高用量MTC−DOX群においてのみ、慢性/活性
炎症が、壊死領域を取り囲んでいた。この炎症反応は、
壊死ゾーンを取り囲み単離する身体の応答であった。 【0054】(微視的な症状、標的化されていない肝
臓) 高用量のMTC粒子を与えた群(3群および6
群)では、肝臓の標的化されていない領域において、肝
動脈、門脈領域および肝小葉(クップファー細胞)で、
軽い〜中程度のMTC粒子の存在が見られた。肝臓の標
的化されていない領域でのこれらの粒子の存在は、肝臓
に対して、いかなる付随した損傷をも引き起こすように
は思われなかった。高用量のMTC−DOXを与えた動
物1匹だけに、肝臓の標的化されていない領域におい
て、中程度の胆汁の静止があり、これは、その動物の肝
臓の標的化領域で起こっている著しい変化に対して、二
次的なものであると考えられた。他のいずれの群も、そ
の標的化領域の外側に粒子を有しなかった。 【0055】(微視的な症状、他の組織) 高用量MT
C−DOX群の動物1匹の胃の粘膜下動脈内にて、MT
C粒子が存在していた。これらの粒子は、多核巨細胞の
最小蓄積に関連しているが、それ以外は、胃では、関連
した変化はなかった。 【0056】(処置に間接的に関連した変化) 処置に
間接的に関連した微視的な変化は、高用量MTC−DO
X群でのみ見られた。これらの変化は、肺、心臓および
脾臓にあった。これらの変化は、本質的に炎症性であ
り、肝臓の病理から生じる動物の臨床的な悪化に対し
て、おそらく、二次的に発生したようであった。 【0057】6群の3匹の動物のうちの2匹の肺では、
気管支内の細菌による著しい肺の炎症があった。これら
の変化は、後天性感染として、または吸引によって、い
ずれかで発生する細菌性気管支肺炎の特徴であった。1
匹の動物では、この肺炎に、胸膜繊維形成および胸膜炎
症が合併していた。この群の動物のうちの1匹での心膜
の好中球炎症もまた、多分、気管支感染によるものであ
った。この群の2/3の動物の脾臓での肉芽腫炎症また
は好中球炎症は、その身体の他の組織での炎症に拡大し
そうであった。 【0058】(結論)18匹のメス家畜ブタに、肝動脈
を経由して、以下の処置のうちの1つを拍動投与(pu
lsatile administration)し
た:ビヒクル対照(陰性対照)、18mgのドキソルビ
シン、225mgのMTC、25mgのMTC/2mg
のドキソルビシン、75mgのMTC/6mgのドキソ
ルビシン、または225mgのMTC/18mgのドキ
ソルビシン。毒物動態結果により、ドキソルビシンは、
これらのMTC−DOX群のいずれでも自由に循環して
いないことが明らかとなり、従って、この薬剤が外部に
配置した永久磁石を使用することによって標的化部位に
局在化されたことを示唆している。総体的かつ微視的な
症状に基づいて、そのNOAELは、25mgのMTC
/2mgのドキソルビシンであった。 【0059】(実施例2)UCLA Medical
CenterのClinical Engineeri
ngにより、FeRx Flexible Magne
t Holderロット番号D002を評価した。 【0060】血管造影手順室にある設備に対するその潜
在的な効果を決定するために、3部試験を実行した。そ
の磁石ホルダーの磁場強度は、1,000ガウスに設定
した。 【0061】(1.蛍光X線ユニット)この試験は、種
々の距離で、その画像増強装置に対する磁石の影響を決
定するために、行った。この画像増強装置の中心に、線
対解像ファントムを取り付け、引き続いた読み取りを行
った。全ての距離測定は、1.1の中心ビームを参照し
ている。実行する種類の手順では、9インチおよび12
インチ磁場モードを使用して、評価を行った。両方の場
合、その磁石は、36インチの距離で、そのTV画像に
影響を与え始めた。12インチでは、この画像の解像度
は、完全に低下した。 【0062】(2.注入デバイス)Flexible
Magnet Holderに近接して、種々の注入デ
バイスを試験した。Baxterモデル6201、63
01およびPCAIIは、Flexible Magn
et Holderにより影響を受けた唯一のデバイス
であった。そのMagnetic Moduleは、こ
れらのユニットの1インチ以内であったとき、「Doo
r Open」警報を発し、注入を停止した。 【0063】(3.生理学的モニタリングシステム)モ
ニタリング性能を何ら妨害することなく、このデバイス
に近接(1インチまで)して、Marquette生理
学的モニタリングシステムのモデルTramscope
12Cを試験した。 【0064】このデバイスが上記設備に近接するとき、
注意を払うべきである。このデバイスは、使用中ではな
いとき、X線画像増強装置から少なくとも36インチで
あるべきである。それは、何らかの移植可能デバイスま
たは人工呼吸器の存在下にて、使用するべきではない。 【0065】この磁石の最大磁場強度は1,073ガウ
スであると測定されたので、上記「安全」距離を10%
だけ高めることは、十分以上であることに注目せよ。 【0066】Flexible Magnet Hol
derが、Protocol #MTC−DOX001
(添付する)の患者包含選択(patient inc
lusion selection)において特定した
規準に基づいて、生命維持装置および/または労力節約
デバイスを付けていないヒトに使用するために安全であ
ることは、Clinical Engineering
で推奨されている。 【0067】本発明の多数の実施形態が記述されてい
る。それにもかかわらず、本発明の精神および範囲から
逸脱することなく、種々の改良を行い得ることが分か
る。従って、他の実施形態は、添付の特許請求の範囲の
範囲内である。 【0068】 【発明の効果】本発明は、上述した構成であるので、前
述した課題が達成される。
【図面の簡単な説明】 本発明1つまたはそれ以上の実施態様の詳細は、添付の
図面および上記詳細な説明で述べられている。本発明の
他の特徴、目的および利点は、この説明および図面およ
び請求の範囲から明らかとなる。 【図1】図1は、1実施態様による伸長操作位置でのキ
ーパー−シールドアセンブリの断面図である。 【図2】図2は、図1の磁石の消磁曲線を示すグラフで
ある。 【図3A】図3Aは、図1の磁石の勾配磁場強度を示す
グラフである。 【図3B】図3Bは、図1の磁石の勾配磁場強度を示す
グラフである。 【図4】図4は、完全に後退した保存位置での図1のキ
ーパー−シールドアセンブリの断面図である。 【図5】図5は、そのバネの位置を示す図1のキーパー
−シールドアセンブリの基部の断面図である。 【図6】図6は、図1のキーパー−シールドアセンブリ
の磁石移動の異なる位置でのバネにより加えられる力を
示すグラフである。 【図7】図7は、バックアップアクチュエータ機構およ
び磁場および磁石位置測定デバイスを含めた他の実施態
様によるキーパー−シールドアセンブリである。 【図8】図8は、このキーパー−シールドアセンブリを
位置付ける実施態様によるスタンドである。 【図9】図9は、体内での深さの関数としての磁場強度
を示すグラフである。 【図10】図10は、その上に種々の濃度のドキソルビ
シンを吸着した磁気標的化キャリア(MTC−DOX)
についての肝動脈のプレ(左パネル)およびポスト(右
パネル)用量血管造影である。 【図11】図11は、磁性粒子(これは、その上にドキ
ソルビシンを付着させ、磁場の選択的な適用により、患
者の体内での所望位置に標的化した)の注入を受けてい
る患者の毒物動態データである。種々の図面における同
じ参照番号は、同じ要素を示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 トーマス ビー. ケント アメリカ合衆国 コロラド 80304, ボ ウルダー, カルミア アベニュー 2493 (72)発明者 カリーン ピーターソン アメリカ合衆国 カリフォルニア 92024, エンシニタス, ネプチューン 710 (72)発明者 スコット レイモンド ルッジ アメリカ合衆国 コロラド 80303, ボ ウルダー, ファーマン ウェイ 656 Fターム(参考) 4C167 AA74 BB44 BB56 CC04 EE01 GG47 HH08

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 【請求項1】 以下の部分を含む、装置:内面、外面お
    よび基部を有する、キーパー−シールド;永久磁石であ
    って、該永久磁石は、該キーパー−シールドに滑り可能
    に取り付けられており、前面、底面および外側面を有
    し、ここで、後退位置では、該キーパー−シールドは、
    実質的に、該外側面を含み、該底面は、該基部に隣接し
    ている、永久磁石;アクチュエータであって、該アクチ
    ュエータは、第一末端を有し、そして該磁石の該底面と
    接触しており、該第一末端は、該基部を通って伸長して
    いる、アクチュエータ;および弾性部材であって、該弾
    性部材は、該基部を通って伸長しており、そして該後退
    位置で、該底面に力を加える、弾性部材。
JP2003030120A 2000-03-31 2003-02-06 永久磁石キーパー−シールドアセンブリ Withdrawn JP2003250908A (ja)

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