JP2004530456A - 白内障を液化破壊により取り除くための溶液 - Google Patents
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Abstract
Description
(発明の背景)
本発明は眼外科の分野に関する。さらに具体的には、本発明は、水晶体が白内障または他の状態を病むに至った、それら水晶体の除去が必要とされる患者の眼の自然水晶体を除去するための手法および関連製品の分野に関する。
【0002】
過去において、ヒトの水晶体の除去は色々な外科的技術により達成された。この時点で最も一般的に行われている技術は、「水晶体超音波吸引術」として知られる方法を伴うものである。この方法は、ある一定超音波周波数において振動するチップを備えるハンドピースの使用を含む。眼外科医は、眼に小さい切開創を作った後にこのハンドピースを用いて水晶体を眼の嚢胞内で乳化させ、次いでそのハンドピースの洗浄(irrigation)および吸引モードを用いて嚢胞から水晶体粒子を除去する。無数の白内障患者が、その白内障の水晶体が水晶体超音波吸引法で除去された。眼外科医が水晶体超音波吸引法のハンドピースおよび関連外科技術の使用をマスターしたとはいえ、眼内での超音波ニードルまたはチップの使用は固有の危険および心配な点を引き起こす。眼外科医およびこの技術分野の他の当業者は、従って、ヒトの水晶体を除去する改善された装置および方法を探し求めてきた。
【0003】
「液化破壊法(liquefracture)」として知られる新しい水晶体除去法が、Alcon Research, Ltd.によって現在開発されつつある。この方法は、米国特許第5,616,120号(Andrew等)、米国特許第5,885,243号(Capetan等)、米国特許第5,989,212号(Sussman等)、米国特許第5,997,499号(Sussman等)および米国特許第6,080,128号(Sussman等)の各明細書に記載される;上記特許の全内容がここで参照することにより本明細書に含まれる。
【0004】
液化破壊法は、水晶体に洗浄(irrigation)/吸引ハンドピースで溶液の熱いパルスを適用することによってその水晶体を崩壊させる新しい技術である。上記引用の特許明細書に記載されるもののようなハンドピースは、溶液を加熱し、そしてそのハンドピースから圧出される加熱溶液のパルスを発生させるためのチャンバーを含む。水晶体は、その溶液から吸収される熱と、水晶体組織に突き当たる溶液のパルスの力との組み合わせによって崩壊される。この目的に利用される溶液は、本発明では「液化破壊用溶液」と称される。
【0005】
眼内組織の繊細さのために、溶液を加熱できる程度およびパルスの力または速度が両方とも必然的に制約を受ける。周囲の組織に対する損傷を防ぐために、熱いパルス化溶液の流れは、そのパルス化溶液が水晶体組織に突き当たった後にそのパルス化溶液の熱および力を共に放散させる在来の洗浄溶液で取り囲まれる。この第二の溶液は、本発明では「洗浄溶液(irrigating solution)」または「外側」若しくは「放散」溶液のいずれとも称される。
【0006】
本発明以前は、液化破壊用溶液および洗浄溶液の両者に利用された溶液は、テキサス州、Fort WorthのAlcon Laboratories, Inc.から入手できるBSSTM(Balanced Salt Solution:緩衝塩類溶液)無菌洗浄溶液のような従来の緩衝塩類溶液であった。一般的にはこのタイプの溶液で十分であるけれども、水晶体のパルス化加熱溶液による崩壊を高め、そして水晶体の崩壊に続く水晶体断片の除去を容易にする改善された溶液の必要が存在する。本発明はこの必要を満たすことに向けられる。
【0007】
(発明の概要)
本発明は、上記液化破壊法の間に水晶体材料を崩壊させる際の液化破壊用溶液の有効性を高める手段の発見に基づく。さらに具体的には、液化破壊用溶液の有効性は、その溶液のパルス力を増大させることによってさらに高め得ることが発見されたのである。液化破壊用溶液の有効性は、熱いパルス化溶液を形成するために利用される温度において一時的に不溶性の沈殿を形成し、それによって研磨剤として作用する粒子をもたらす試剤を含めることによってさらに高めることができる。
【0008】
液化破壊用溶液のパルス力は、熱いパルス化溶液を形成するために用いられる溶液中に増粘剤を含め、それによりその溶液が液化破壊用ハンドピースの加熱/膨張チャンバー中に保持される時間の長さを増加させて、より多くのエネルギーを流体のパルス中に蓄え得るようにすることによって増大される。パルス力は、熱いパルス化溶液を形成するために用いられる溶液中に少量のガス発生噴射剤(propellant)を含め、それによりその熱いパルス化溶液の粘度または力を増すことによってさらに高めることができる。
【0009】
本発明の1つの好ましい態様において、液化破壊法の有効性は、この方法で外側または放散溶液として用いられる洗浄溶液中に増粘剤を含めることによってさらに高められる。洗浄溶液の高められた粘度は、液化破壊用溶液から吸収される熱を放散させる溶液の能力を高める。その結果、液化破壊用溶液の温度または割合を高める(即ち、洗浄溶液に対して高める)ことができ、それによって液化破壊用溶液の水晶体材料を崩壊させる能力がさらに高められる。
【0010】
本発明の溶液の増大したパルス力は、水晶体が崩壊せしめられる速度、および液化破壊が比較的硬い水晶体を除去するのに利用できる程度に対する液化破壊法の有効性を高める。これら溶液中に研磨剤を含めることは、それら溶液の白内障の水晶体材料をカットし、崩壊させる能力を高めることによってその液化破壊用溶液の有効性をさらに高める。
【0011】
(発明の詳しい説明)
本発明の改善された液化破壊用溶液は、幾つかの因子のバランスを注意深く取った結果として発見されたものである。例えば、液化破壊用溶液の水晶体を崩壊させる能力を高めるという所望とされる目標は、その溶液が液化破壊用ハンドピースを流通する必要、および外科処置中の関連外科装置のようなその溶液の他の必要とされる物理的特性に対して釣り合っていなければならない。
【0012】
白内障の水晶体を崩壊させる液化破壊用溶液の能力は、パルス化溶液が水晶体組織に突き当たるときのそのパルス化溶液の力に直接依存する。この力は、本発明では液化破壊用溶液の「パルス力」と称される。上記で指摘したように、液化破壊用溶液のパルス力は、この液化破壊用溶液の粘度を高めることによって増大させ得ることが発見された。液化破壊用溶液の粘度を高めることで、液化破壊用ハンドピースの加熱チャンバー中におけるその溶液の滞留時間が増加され、それによってこの溶液により吸収されるエネルギーが多くなり、かつその溶液が加熱チャンバーから圧出される力が増大する。
【0013】
液化破壊用溶液の粘度を高めるのに、硫酸コンドロイチン、ヒアルロン酸ナトリウムまたは他のプロテオグリカン類;ヒドロキシプロピルメチルセルロース(“HPMC”)、カルボキシメチルセルロース(“CMC”)およびヒドロキシエチルセルロース(“HEC”)のようなセルロース誘導体;コラーゲンおよび変性コラーゲン類;グアーガム、ローカストビーンガムおよびタラガムのようなガラクトマンナン類、並びに上記の天然ガム、および主構造成分としてマンノース部分および/またはガラクトース部分を含んでいる同様の天然または合成ガム(例えばヒドロキシプロピルグアー)から誘導される多糖類;キサンタンガム;ゲランガム類;アルギン酸塩;キトサン類;ポリビニルアルコール;カルボキシビニル重合体(例えば、B. F. Goodrich社から入手できるCarbopolTMという商標名の重合体のようなカルボマー);並びにここで参照することにより全内容が本明細書に含められる米国特許第5,409,904号明細書(Hecht等)に記載されるものに限定されないが、それらを含めて多種多様な他の粘稠なまたはビスコエラストマー性物質のような色々なタイプの試剤が利用できる。
【0014】
次の特許刊行物は、上記の増粘剤に関するさらなる細部のために参照することができる:米国特許第4,861,760号(ゲランガム類);米国特許第4,255,415号およびWIPO公開第WO 94/10976号(ポリビニルアルコール);米国特許第4,271,143号(カルボビニル重合体);WIPO公開第WO99/51273号(キサンタンガム);およびWIPO公開第WO 99/06023号(ガラクトマンナン類)。上記それぞれの増粘剤の構造、化学的性質および物理的性質に関係する上記参照文献の全内容は、それらをここで参照することにより本明細書に含められる。
【0015】
後記の実施例8で証明されるように、高分子材料のより高い分子量画分の増粘剤としての使用が、その高分子量画分が一般に同じ材料のより低い分子量画分よりも大きいパルス力を生むので望ましいことが見いだされた。従って、より高い分子量画分の使用が好ましい。
【0016】
最も好ましい増粘剤は、分子量86,000〜260,000のHPMCである。以下において論じられるように、HPMCは、また、本発明で説明される改善された液化破壊用溶液の一時的研磨剤としても好ましい。
【0017】
上記の粘度調整剤は、高められた粘度を有する本発明の液化破壊用溶液を与えるのに十分な量で利用される。本発明で用いられる語句「高められた粘度」は、共に、一般に約1センチポイズ(cps)の粘度を有する眼房水および標準洗浄溶液の粘度より高い粘度を意味する。本発明の液化破壊用溶液は、典型的には、1cps超から約15cpsまで、好ましくは約2〜約7cpsの粘度を有する。
【0018】
本発明の液化破壊用溶液は、眼科上許容できるビヒクル中に上記増粘剤の内の1種または2種以上を含んでいる。色々なタイプの溶液が液化破壊用溶液のビヒクルとして利用できる;しかし、液化破壊用溶液の伝導率が適切なビヒクルの選択に対して考慮されなければならない因子である。
【0019】
低伝導率をもたらす水の非常に高い抵抗性のために、水は十分には昇温せず、従って液化破壊法に十分なパルス力を生まない。緩衝塩類溶液のようなイオン溶液は相対的に低い電気抵抗を有し、従ってより高い伝導率を有する。このより高い伝導率が、イオン性塩類溶液を液化破壊で利用すべく十分に加熱できるようにする。しかし、この溶液の伝導率は、液化破壊用ハンドピースに対する腐食または他の損傷を避け、かつそのハンドピース、または眼外科手術装置系における他の流体チャンネルの目詰まりを避ける必要のような機器の設計基準とバランスが取られなければならない。
【0020】
液化破壊用溶液は等張性となるように調製されるのが好ましい。この溶液の重量モル浸透圧濃度は伝導率の間接的な尺度である;両性質がイオン濃度に依存するからである。本発明の液化破壊用溶液は、水1キログラム当たり約200〜約400ミリオスモル(mOsm/kg)の重量モル浸透圧濃度(osmolarity)を有しているのが好ましい。
【0021】
上記で指摘したように、本発明の液化破壊用溶液のパルス力は、また、この溶液中に噴射剤を含めることによっても高めることができる。噴射剤は重炭酸ナトリウムまたは塩素酸ナトリウムのようなガス発生物質を含む。本発明の1つの好ましい態様では、液化破壊用溶液は重炭酸ナトリウムまたは塩素酸ナトリウムを約1.0〜約2.5重量/容量%の濃度で含んでいる。
【0022】
白内障の水晶体組織をカットし、崩壊させる本発明の液化破壊用溶液の能力は、それら溶液中に一時的研磨剤を含めることによってさらに改善することができる。一時的研磨剤は、液化破壊用ハンドピース中で加熱されると一時的に不溶性の沈殿を形成し、それによって熱い液化破壊用溶液のパルスが水晶体に適用されるときにその白内障の水晶体のカッティングおよび崩壊を容易にする粒子を作るが、液化破壊用溶液が眼内で冷えるとそれにつれて溶液に戻り、それによってその溶液の吸引による除去が促進される。液化破壊用溶液内における沈殿のこの一時的温度依存性形成は、白内障水晶体をカットし、崩壊させるその溶液の能力を、眼外科装置系の洗浄および吸引モードの動作を中断させることなく有意に高める。これらの機能を果たす材料は、本発明では「一時的研磨剤」と称される。
【0023】
生理的に許容できる色々な材料が一時的研磨剤として用いることができる。一時的研磨剤は、一般に生理的に許容でき、具体的には眼内組織に無毒性であることに加えて、(1)室温および体温(即ち、それぞれ25℃および37℃)において電解質水溶液中に少なくとも部分的に可溶性で、(2)50℃より高い温度においては実質的に不溶性で、かつ(3)上記の温度で化学的に安定でなければならない。これらの基準を満たす材料は、本発明では「眼科的に許容できる一時的研磨剤」であると称される。
【0024】
好ましい一時的研磨剤は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(“HPMC”)、カルボキシメチルセルロース(“CMC”)、およびヒドロキシエチルセルロース(“HEC”)のようなセルロース誘導体である。最も好ましいセルロース誘導体はHPMCである。HPMCは、50℃を超える温度に加熱すると直ぐに一時的に不溶性の沈殿を形成するその独特の能力に基づいて好ましい。上記の他のセルロース誘導体も加熱されると不溶性の沈殿を形成するが、これらセルロース材料はその比較的小さい部分が不溶性になるに過ぎない。
【0025】
各々の部類またはタイプの一時的研磨剤についての理想的な濃度の選択には、上記因子のバランスを取ることが欠かせない。しかし、選択される濃度は、一般に、約0.05〜約0.5重量/容量パーセント(w/v%)の範囲内である。
【0026】
本発明の1つの好ましい態様においては、ヒドロキシプロピルメチルセルロース(“HPMC”)が一時的研磨剤として用いられ、これはまた液化破壊用溶液の粘度も高め、それによってその液化破壊用溶液のパルス力およびカッティング作用が共に向上せしめられる。
【0027】
前記で指摘したように、液化破壊用溶液のパルス力を高めることと、眼内外科処置で用いられる洗浄/吸引装置系と共に使用するのに許容できる溶液粘度を保持することとの間にはバランスを達成することが必要である。液化破壊用溶液の粘度を高めるために、かつまた一時的研磨剤としてHPMCを用いる場合、1つの追加の制約がある;即ち、HPMCの濃度はその粒子が液化破壊用ハンドピースの加熱チャンバーを詰まらせるようなものであってはならない。0.2%またはそれより高いHPMC濃度の使用が、洗浄/吸引装置系の目詰まりをもたらす可能性がある。それ故、0.2w/v%未満のHPMC濃度を利用することが好ましい。
【0028】
HPMCでは広い分子量範囲が存在することに留意されるべきである。HPMCの分子量が高くなると、同じ濃度レベルでより高い粘度が与えられる。同じ粘度を達成するためにより低濃度のより高分子量のHPMCが使用でき、その結果より小数の粒子が生じ、よってまた目詰まりの可能性がより低い。HPMCのこれら2つの面は、最適の溶液を達成するためには釣り合いが取れていなければならない。しかし、HPMCの比較的高い分子量形の使用が上記の理由から好ましい。
【0029】
本発明の1つの好ましい態様において、液化破壊法の総合的性能は、高められた粘度を有する洗浄溶液を外側または放散溶液として利用することによってさらに向上せしめられる。高められた粘度の溶液の使用は、熱いパルス化された液化破壊用溶液から熱を放散させる上記溶液の能力を高め、それによって洗浄溶液に比較して液化破壊用溶液の温度を高め、および/またはその溶液の割合を高めることを可能にする。この目的に使用できる増粘剤は、液化破壊用溶液の粘度を高めるために使用できるものと同じである。1種または2種以上の増粘剤を、約2〜約7cpsの範囲内の粘度を有する洗浄溶液を与えるのに十分な量で使用するのが好ましい。
【0030】
次の実施例は、本発明の液化破壊用溶液をさらに例証するために与えられるものである。
【0031】
【0032】
上記の配合物は次のようにして調製することができる:まず、注入用の水を沸騰点の近くまたは沸騰点に持っていく。次に、この水にHPMCを連続攪拌下でゆっくり加えてその水の中に完全に分散させる。次いで、この混合物を連続攪拌しながらゆっくり放冷する。室温になると、この混合物は澄んで来はじめるだろう。次に、この混合物を適切な容器の中で一晩貯蔵してHPMCを十分に水和させる。次の日に、このHPMC溶液に残りの成分を加え、追加の注入用水をその溶液を最終容量にするのに必要ならば加え、そしてその最終溶液を濾過し、瓶中に包装し、そしてオートクレーブ処理する。
【0033】
【0034】
上記の配合物は、上記の実施例1で説明した方法を用いて調製することができる。
【0035】
【0036】
上記の配合物は、上記の実施例1で説明した方法を用いて調製することができる。
【0037】
【0038】
上記の配合物は、上記の実施例1で説明した方法を用いて調製することができる。
【0039】
【0040】
上記の配合物は、上記の実施例1で説明した方法を用いて調製することができる。
【0041】
【0042】
上記の配合物は、上記の実施例1で説明した方法を用いて調製することができる。
【0043】
実施例7
次の表に記載されるデータは、本発明により達成される増大したパルス力を証明している。さらに具体的に述べると、このデータは、ガス発生噴射剤(即ち、重炭酸ナトリウム)の添加が液化破壊用溶液のパルス力を液化破壊用ハンドピースからの圧出時に高めることを示し、また液化破壊用溶液に対する増粘剤(即ち、HPMC)の添加はパルス力をさらに増大させることを示している。
【0044】
【0045】
パルス力の評価を、アナログ濾波信号(analog−filtered signal)を持つ適切なロードセルを用い、次のパラメーターを用いて行った:10,000回走査/秒;25Hzの広域通過型遮断周波数を持つ2,000Hzのサンプリング周波数(sampling frequency);2,500Hzの低域通過型遮断周波数;および2,000個の採集点。現尺パルス力は基線から濾波信号の最大高さまで測定されるが、それは相対的な測定値であって、絶対値ではない。
【0046】
電極またはエンジンは、内容がここで参照することにより本明細書に含められている米国特許第5,989,212号、同第5,997,499号および同第6,080,128号(Sussman等)明細書に記載されるタイプの標準のものであった。グラファイト電極を1.7ミリセカンドのパルス持続時間に設定した。測定中に受動圧力(passive pressure)を、受動流量(passive flow rate)が機器の最適性能について3〜4グラム/分(“gms/分”)の範囲内となるように調整した。
【0047】
実施例8
液化破壊用溶液のパルス力に対する増粘剤の分子量の効果を、3種の異なるセルロース誘導体、即ちCMC、HPMCおよびHECを含んでいる溶液のパルス力を測定および比較することによって評価した。2つの異なる分子量の各セルロース誘導体を含んでいる溶液を標準の配合法を用いて調製した。試験溶液間で粘度差をなくするためにセルロース重合体の濃度を調整した。標準の眼洗浄溶液であるBSSTM(緩衝塩類溶液)無菌洗浄溶液が、高められた粘度の溶液が測定される対照として用いられた。これら溶液のパルス力を実施例7で説明した方法によって求めた。試験溶液のパルス力の値を対照溶液のパルス力の値と比較した。試験溶液の全てが、対照溶液に対してパルス力の増大を明らかにした。パルス力のパーセント増大率として表される結果が、以下の表2に与えられる:
【0048】
【0049】
表2に記載される結果は、所定のセルロース誘導体で、その誘導体のより高い分子量の画分の使用がより大きいパルス力をもたらすことを証明している。分子量とパルス力とのこの関係は、より高い分子量の重合体材料はより大きい凝集性の液化破壊用溶液を形成し、それによって、加熱された溶液が液化破壊用ハンドピースから圧出されるときに、より大きい濃縮力がもたらされるということに帰し得る。
【0050】
表2の結果は、分子量260,000のHPMCを含んでいる溶液がそれより高い分子量(即ち、分子量約700,000)のCMCおよびHECを含んでいる溶液よりも高いパルス力を示したことを明らかにしている。これは、HPMCが増粘剤および一時的研磨剤の両者として作用していること、およびHPMCが前記で論じたように一時的研磨剤としてCMCまたはHECよりもはるかに有効であるということに帰し得ると考えられる。
Claims (15)
- 白内障を液化破壊により取り除くための改善された溶液であって:
液化破壊用ハンドピースの加熱チャンバー中における液化破壊用溶液の滞留時間を、該溶液が該チャンバー中で加熱されるときに増加させるのに十分な量の増粘剤;および
該増粘剤用の眼科上許容できる伝導性ビヒクル
を含む上記の溶液。 - 眼科上許容できるビヒクルが緩衝塩類溶液を含む、請求項1記載の改善された液化破壊用溶液。
- 溶液が200〜400mOsm/kgの重量モル浸透圧濃度を有する、請求項2記載の改善された液化破壊用溶液。
- 溶液が1cpsより大きく15cpsまでの粘度を有する、請求項2記載の改善された液化破壊用溶液。
- 溶液が2〜7cpsの粘度を有する、請求項4記載の改善された液化破壊用溶液。
- 増粘剤がプロテオグリカン類、セルロース誘導体、コラーゲンおよび変性コラーゲン類、ガラクトマンナン類、キサンタンガム、ゲランガム類、アルギン酸塩、キトサン類、ポリビニルアルコールおよびカルボキシビニル重合体より成る群から選ばれる、請求項1記載の改善された液化破壊用溶液。
- 増粘剤がセルロース誘導体である、請求項6記載の改善された液化破壊用溶液。
- セルロース誘導体がHPMC、CMCおよびHECより成る群から選ばれる、請求項7記載の改善された液化破壊用溶液。
- セルロース誘導体がHPMCを含む、請求項8記載の改善された液化破壊用溶液。
- HPMCが86,000〜260,000の範囲内の分子量を有する、請求項9記載の改善された液化破壊用溶液。
- 溶液が有効量の眼科上許容できる一時的研磨剤をさらに含む、請求項1記載の改善された液化破壊用溶液。
- 一時的研磨剤がセルロース誘導体である、請求項11記載の改善された液化破壊用溶液。
- セルロース誘導体がHPMCを含む、請求項12記載の改善された液化破壊用溶液。
- HPMCが86,000〜260,000の範囲内の分子量を有する、請求項13記載の改善された液化破壊用溶液。
- 溶液が、その溶液を液化破壊用ハンドピースから圧出させると直ぐにその溶液のパルス力を高めるのに十分な量のガス発生剤をさらに含む、請求項1記載の改善された液化破壊用溶液。
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