JP2005531383A - エレクトロポレーション装置及び注入装置 - Google Patents

Abstract

体組織内に流体を注入する装置は、中空針（６）と、流体送り込み手段（１２，１０）から成る。この装置は、使用時に流体送込み手段（１２，１０）を作動させ、針を体組織内に挿入する際に流体を自動的に体組織に注入するよう構成されている。

Description

本発明は、物質の組織への注入に関し、一つの好ましい応用として、エレクトロポレーション（電界の印加中又は印加後に物質を細胞に導入するプロセス）による送達に関する。より詳細には、本発明はエレクトロポレーションによる送達に使用される装置に関する。

エレクトロポレーションは、例えば癌の治療又は遺伝子治療に使用される。エレクトロポレーションは、細胞、例えば骨格筋細胞の中に医薬又は核酸（例えばＤＮＡ）を送達する方法を提供する。このように、例えば医薬又はＤＮＡが注入されると同時に、あるいは注入された直後に筋肉が電気的に刺激される。この方法は、細胞が一般的に電流を通すことの出来ない電気容量として作用するという原理によって機能する。細胞を電界に曝すことにより、細胞膜に一時透過性構造或は微小孔が作り出される。透過性又は孔は、医薬及び／又はＤＮＡが細胞に到達できる程度に大きい。時間と共に、細胞膜内の孔は閉じ、細胞は再度不透過性になる。

エレクトロポレーションを実行する種々の装置が今まで提案されてきた。特許文献１は複数の孔を有する電極テンプレート装置を開示しており、その孔を通って複数の針（ニードル）電極が伸びており、電極のそれぞれが使用時に電源に接続されるように、それぞれが導線に別個に接続される。使用時に針の絶縁部に隣接する体組織を電極により生じた電界から隔離するように各電極の中間部に沿って絶縁部が設けられる。更に、一つ以上の針電極は中空であってもよく、また、中を通って薬品を体組織に注入できる開口を含んでもよい。

特許文献２は電気化学療法を行うための装置を開示している。装置は電極針を備え、それを通じて電気パルスが与えられる。電極針は、治療すべき体組織に作用物質が局部的に注入されるように中空である。注入された物質の分布を改善するために孔が針の長さに沿って設けられ、またその端部にも設けられる。電気パルスがある一定の区域に印加されるのを防止する手段として絶縁用の鞘を針の長さの一部に渡り設けてもよい。

米国特許第６２０８８９３号明細書 欧州特許第０６９３９５１Ｂ号明細書

本発明は少なくともその好ましい実施例において、インビボ（生体内）の、特に遺伝子治療におけるエレクトロポレーションに使用できる装置を提供しようとするものである。

エレクトロポレーションにおける一つの問題は、ＤＮＡが筋肉内に注入され、筋束間又は筋肉細胞間の脂肪組織に閉じ込められる可能性があることである。更に、ＤＮＡは腱又は他の結合組織障壁によって遮断される。これは電界を印加すべき組織の領域全体に渡るＤＮＡの一様分布を得ることを困難にする。電界分布又はＤＮＡ量を制限するために、エレクトロポレーション中に印加される電界により覆われる体積をＤＮＡの注入個所に合わせることが重要である。更なる問題は、人に対して実行するときに、一個所に大量の流体を注入することが患者にかなりの痛みを生じることである。

第１の観点から見れば、本発明は、中空針と流体送込み手段とを備える、流体を体組織に注入する装置であって、前記針の体組織への挿入中に流体を前記体組織に同時に（好ましくは自動的に）注入するように、使用時に前記流体送込み手段を作動するように出来ていることを特徴とする装置を提供する。これは、針が挿入されている間に流体を徐々に注入する能力が体組織中の流体のより一様な分布をもたらすという利点を有する。また、注入される流体量のより大きい面積に渡る分布により、注入中に体感される痛みが低減されると信じられている。

更に、流体の自動注入は、注入される流体の実際の投与量の自動的な監視及び登録を容易にする。このデータは所望なら、証拠資料用に制御ユニットにより記憶できる。

注入速度は直線的であっても、非直線的であってもよく、注入は好ましくは、針が治療すべき被検者の皮膚を通って挿入された後でかつそれらが更に体組織に挿入される間に実行されることは言うまでもない。

流体が本発明の装置により注入される適当な組織は、腫瘍組織、皮膚又は肝組織を含むが、好ましくは筋肉組織であろう。

好ましくは、装置は体組織への針の挿入をガイドする針挿入手段を更に備える。なおより好ましくは、流体の注入速度は針の挿入速度により制御される。これは、注入速度に対し挿入速度を所望通りに整合できるように、針の挿入と流体の注入の両方を制御できるという利点を有する。それはまたユーザにとって装置をより操作しやすくする。

所望なら、針を体組織に自動的に挿入する手段を設けることもできる。

ユーザは流体の注入を開始すべき時点を選ぶこともできる。しかしながら理想的には、注入は針の先端が筋肉組織に到達したときに開始され、装置は好ましくは、針が流体の注入が始まる十分な深さまで挿入された時点を感知する手段を含む。これは、針が所望の深さ（これは通常は筋肉組織が始まる深さであろう）に到達したときに流体の注入が自動的に始まるようにできることを意味する。筋肉組織が始まる深さは例えば４ｍｍ（この値は針が皮膚層を通り抜けるのに十分であると思われる）の値等の予め設定された針の挿入深さとなるように取ることもできる。

一つの好ましい実施例において、感知手段は超音波プローブを備える。

代わりの好ましい実施例において、感知手段はインピーダンス又は抵抗の変化を感知する手段を備える。この場合、この手段はそれ自体、体組織内の針の深さを記録しなくてもよいが、むしろ針が種々のタイプの体組織から筋肉に移動しながらインピーダンス又は抵抗の変化を感知するように出来ている。これらの代案の何れも、比較的正確で操作が簡単な注入開始感知手段を提供する。所望なら針の挿入深さが更に記録でき、それは流体の注入を制御するために使用でき、それにより針の挿入深さが記録されながら注入すべき流体の量が決定される。

装置は好ましくは、針を支持する基体と、中に前記基体を受容するハウジングとを更に備え、前記基体が前記ハウジングに対して第１の後方位置にあるときに針がハウジング内に引っ込められ、前記基体がハウジング内の第２の前方位置にあるときに針がハウジングか出ているように、前記基体はハウジングに対して移動可能である。これは、ハウジングが患者の皮膚の上に並べられ、そうして基体に対してハウジングを移動することにより針を患者の皮膚に挿入できるので、ユーザにとって好都合である。

上に述べたように、針が皮膚に挿入されながら、針の長さに渡り流体が一様に分布するように制御された流体注入速度を達成することが望ましい。従って好ましくは、流体送込み手段は制御された速度で流体を注入するように出来ているピストン駆動手段を備える。

ピストン駆動手段は例えばサーボモータにより駆動することもできる。しかしながら好ましくは、基体がハウジングに対して軸方向に移動されることによりピストン駆動手段が作動される。

流体送達の代わりの手段を設けてもよいことは言うまでもない。従って、例えば制御された、あるいは制御されない速度で流体を送達するために搾り出しができる閉じられた容器を注射器／ピストンシステムの代わりに設けることもできる。

上記の装置はどのようなタイプの注入にも使用できる。しかしながら、エレクトロポレーションの分野において特に有用であると考えられ、従って、それは好ましくは、針に電圧を印加する手段を更に備える。これは針が注入に使用されるだけでなく、エレクトロポレーション中の電極としても使用されることを可能にする。これは、電界が注入される流体と同じ領域に印加されることを意味するので特に好都合である。エレクトロポレーションには、前に注入された流体に電極を正確に合わせることが非常に難しいという問題が伝統的にあり、従って、注入された物質と電界の間の重なりを保証しようとして、ユーザは大きい領域に渡り必要以上に大量の流体を注入し、また大面積に渡り電界を印加する傾向にあった。本発明を使用すれば、電界と流体の良好な適合を達成しつつ、流体の注入量と電界の印加サイズの両方を減少できる。

一日に多数の患者を治療する医療スタッフに対する支援として、この装置は治療すべき被検者のＩＤと治療プロセスからのデータを記録する手段を更に備えてもよい。

更に、本発明の装置に使用するために流体投与容器を設けてもよく、その場合、その内容を識別するためにバーコードが容器に設けられる。このバーコードは、バーコードに対して必要な注入速度とエレクトロポレーション条件を自動的にセットアップするようにプログラムされた、エレクトロポレーションに使用されるパルス発生器により認識することもできる。

更なる観点から見れば、本発明は流体を体組織に注入する方法であって、中空針が体組織に挿入されている間に流体を前記中空針を通じて前記体組織に注入するステップを含む方法を提供する。針が挿入されている間に流体を徐々に注入することにより体組織中の流体のより一様な分布をもたらす。また、注入される流体量をより大きい面積に渡り分布させることにより注入中に体感される痛みが低減されると信じられている。

好ましくは、針先は先ず皮膚に挿入され、次いで、針が更に体組織に挿入される間に注入が実行される。

なおより好ましくは、注入は、針が体組織内の第１の所望の深さに到達したときに開始され、針が体組織内の第２の所望の深さに到達したときに停止される。

上記の注入方法は、本発明の注入方法により流体が体組織に注入され、次いで電圧が針に印加されるエレクトロポレーション法に関連して好都合に使用される。

上記の注入方法は、本発明の注入方法により流体が体組織に注入され、針が体組織から引き出され、針の代わりに電極が挿入され、電圧が電極に印加される、代わりのエレクトロポレーション法に関連して好都合に使用される。

エレクトロポレーションによる遺伝子治療は、約１０μＬ乃至１０ｍｌ（例えば１０μＬ乃至１ｍｌ、好ましくは１００μＬ乃至１ｍｌ）のＤＮＡ溶液の用量を投与することを伴う。ＤＮＡはあまり多く細胞に組み入れられると有害であり、従って溶液内のＤＮＡ量は多すぎてはいけない。従って、溶液量は比較的少なく、特に人のような大きい動物においては、筋肉内の正しい場所にＤＮＡと電界の両方を投与することは困難である。更に、治療される細胞は損傷してはいけないので、エレクトロポレーション装置は、その主な用途が、治療される細胞が殺される癌の治療である先行技術の装置よりずっと穏やかでなければならない。従って理想的には、エレクトロポレーション装置は無駄な電界を生じるべきではないし、また比較的鈍い、あるいはかさばった組織穿孔器（ピアサー）を含むべきではない。

第１の観点から見れば、本発明は、物質を体組織に注入する針と、前記針を囲むように出来ておりかつその長さに沿って一つ以上の開口が形成された絶縁用の鞘であって、使用時に前記開口を通って電界が伝播できるような絶縁用の鞘とを備えるエレクトロポレーション装置であって、前記針が前記鞘に対して軸方向に移動可能であることを特徴とするエレクトロポレーション装置を提供する。

本発明の装置は、針が電極としても使用される場合、針が鞘に対して軸方向に移動可能であるので、装置が体組織に挿入された後でかつ電界発生手段が作動される前に絶縁用の鞘が完全に針を囲むように針を引き出すことができるという利点を有する。こうして、使用時に、電界は鞘内の開口を通って伝播し、従って、エッジ効果が何ら生じないので、治療すべき体組織内での不均一な電界強度の形成が回避される。

好ましくは、体組織に物質を注入する針はまた、使用時にそれを介して電界が伝播する電極を構成する。従って、この好ましい実施例において、針は電圧源に接続可能である。一つの実施例において、針が常時電圧源に接続されたままであってもよいことはもちろん言うまでもない。

しかしながら、必要なら、装置は、針が電界の作動前に電極棒と交換できるように、物質を体組織に注入した後に針が絶縁用の鞘から取り外せるように出来ていてもよい。これは例えば、針に電荷を与えることにより生じる針による不所望の金属イオンの放出を回避するのに好都合である。この実施例では、電極棒は使用時に鞘により完全に囲まれるように配置され、それにより使用時に電界によりエッジ効果がやはり生じなくなる。

鞘は、電気的に絶縁性でありかつ生物学的に適合可能な何れの材料で形成してもよい。しかしながら好ましくは、鞘はポリテトラフルオロエチレン（Ｔｅｆｌｏｎ＝登録商標）で形成される。

絶縁用鞘には開口をいくつ設けてもよい。一つの好ましい実施例において、開口は鞘上に軸方向に伸びる一つの線に沿ってのみ設けられる。代わりの好ましい実施例において、開口は鞘の円周の周りに間隔をあけるように設けられる。鞘に設けられる開口の実際の数と配置は、治療すべき組織に要求される電界パターンに依存する。

絶縁用鞘内の開口は、鞘の切り抜き、開口の押し出し又はレーザアブレーション等の（ただし、これらに限定されない）多くの方法で形成できる。鞘の片側のみに開口が必要な場合、孔が両側に形成されないように、開口形成中に棒を鞘内に設けられてもよい。

本発明のエレクトロポレーション装置は単独で使用することもできる。しかしながら好ましくは、二つ以上のエレクトロポレーション装置が一緒に使用され、必要なら装置は何台でも使用することができる。従って、例えば４、６又は８つの装置群を使用することもできる。一つ以上の装置が使用される場合、針と鞘はブロックを通って下に伸びるように取り付けでき、そのブロックの中でそれらが互いに隣接して配列される。従って、針は何本でも（即ち１本以上）使用できることは言うまでもない。

好ましくは、使用時に針の挿入深さが決定され、針が所望の深さに到達したときに治療すべき体組織への物質の注入が開始されるような手段が設けられる。

これは本来新規でありかつ発明性があると考えられるが、更なる観点から見れば、本発明は、物質を体組織に注入する針と、針の挿入深さを感知しかつ所望の深さに到達したら針を介する物質の注入を開始する手段とを備える装置を提供する。

注入が開始されるための所望の深さに針が到達したことを決定するために種々の手段を設けることもできる。例えば、組織のタイプ（真皮、脂肪又は組織）によって変化する組織の電気抵抗を決定する手段を設けることもできる。しかしながら好ましくは、使用時に、治療すべき体組織に針が十分な深さまで挿入され、次いで物質の注入を開始させる時点を接触子が決定するように、可動接触子を装置に設けることができる。これにより、治療すべき体組織内の正しい深さに針が到達するときに物質の自動注入を開始できるようになる。注入は針が静止している間でも、挿入され続けている間でも実行できる。

なおより好ましくは、可動接触子は更に、注入を実行すべき最大深さまで針が挿入された時点を決定し、次いで物質の注入を停止させる。このようにして、使用時に電界が生じる組織の高さに渡り、物質を自動的に注入することが可能である。

なお更なる観点から見れば、本発明は、人又は人でない動物（例えば哺乳類、鳥類又は爬虫類）のエレクトロポレーション治療方法であって、本発明による装置の針を前記動物の組織（例えば筋肉組織）に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤（例えば医薬又は核酸）を注入するステップと、前記針の先端が前記鞘内に来るように前記針を引き出すステップと、前記針と電極の間に電界を印加するステップとを含む方法を提供する。

更なる鞘の内部に配設された、本発明による第２の装置の針が電極を提供することもできることは言うまでもない。あるいは、電極は体組織に挿入されていた異なるタイプの電極であっても、皮膚表面に適用されていた電極であってもよい。

なお更なる観点から見れば、本発明は、人又は人でない動物（例えば哺乳類、鳥類又は爬虫類）のエレクトロポレーション治療方法であって、本発明による装置の針を前記動物の組織（例えば筋肉組織）に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤（例えば医薬又は核酸）を注入するステップと、前記鞘から前記針を引き出すステップと、第１の電極の先端が前記鞘から前記組織まで出ないように前記鞘に前記第１の電極を挿入するステップと、前記第１の電極と第２の電極の間に電界を印加するステップとを含む方法を提供する。

鞘の内部に配設された、本発明による第２の装置の針が第２の電極を提供することもできることは言うまでもない。あるいは、電極は体組織に挿入されていた異なるタイプの電極であっても、皮膚表面に適用されていた電極であってもよい。

本発明による装置は例えば国際特許第９８／４３７０２号の方法に使用することもでき、その内容は本願に引用して援用する。好ましくは、装置は方形バイポーラ電気パルスを用いて使用される。

上で議論したように、特許文献１の装置において、針電極は使用時に上からそれぞれの孔に軸方向に挿入され、使用後に軸方向外側に引き出されることにより取り外される。本発明者はそのような装置の使用に関して、針が使用後に引き出されるときに、針の先端が孔を通過する際に孔が動物又は人の血で汚染されるという問題を確認した。従って、装置は非常に徹底的な消毒をしてはじめて再使用でき、これは時間を浪費し、費用がかかる。

更なる観点から見れば、本発明はこの問題を解決する装置を提供しようとするものである。第１の態様において、本発明は、二つ以上の部分として形成されたハウジングを備えるエレクトロポレーションに使用する装置であって、前記部分が前記ハウジングを開閉するために互いに対して移動可能であり、前記ハウジングが閉じられたときに前記ハウジングを通る孔を形成するように前記部分の内の少なくとも一つの表面に溝が形成されることを特徴とする装置を提供する。好ましくは、孔は使用時に針を受容するように出来ており、針はハウジングを開くことにより孔に挿入され、またそこから取り外すことができる。

こうして、針は、ハウジングを開き、そうして開いた溝からそれを持ち上げて孔から取り外すことができるので、針を軸方向に引き出して孔から取り外す必要がない。その結果、使用後に針の先端に残された血及びその他の体液が孔に入る必要がなく、従ってハウジングは先行技術の装置のように汚染されない。

ハウジングの前記部分は例えばハウジングの外側を囲む着脱可能なベルトにより閉位置に共に保持することもできる。しかしながら好ましくは、前記部分は互いにヒンジで取り付けられる。これはハウジングを特に開閉し易くするという利点を有する。

ハウジングは例えば、立方形の四分の一を構成しかつそれぞれの部分がその内側角に形成された四分円の断面をもつ溝を有する４つの部分として形成することもできる。あるいは、ハウジングは溝を有する二つの部分として形成することもでき、この溝は例えば一方の部分の内面に形成された半円又は正方形断面を有し、他の部分の表面が平坦である。しかしながら好ましくは、ハウジングは二つの部分で形成され、半円形断面の溝が、各部分の内面に設けられかつハウジングが閉じられたときに二つの溝から円形断面の孔を形成するように配置される。この配置において、ハウジングの部分が装置の簡単な製造および使用を可能にするためにその一端を共にヒンジで取り付けてもよいことは言うまでもない。更に、中に保持すべき針が通常は断面が円形であるので、円形断面の孔が特に好都合である。

なおより好ましくは、ハウジングは二本の針を二つのそれぞれの孔に受容するように形成される。装置は針を何本用いても使用できるけれども、エレクトロポレーションを実行するためには二本の針が必要なことが多く、従って、これは特に好ましい配置である。

針はハウジングから出ている針の一端に取り付けられたケーブル等の標準の手段により電源に接続することもできる。しかしながら好ましくは、ハウジングが閉じられたときに孔内の針が電源に接触するように、電気接点がその孔又は各孔に対して、あるいはその中に設けられる。これは、ユーザがケーブル等を取り付けることにより針を電源に接続する時間を費やす必要がなく、従って、使用がずっと迅速かつ簡単になる。

なおより好ましくは、使用時にハウジングが閉じられたときに針を孔内の所定位置にロックするように装置は構成される。従って、治療すべき体組織への針の挿入と、それに続くエレクトロポレーションプロセスの間、針をハウジングに対して移動しないように止めるために更なる手段を設ける必要がない。

一つの好ましい実施例において、エレクトロポレーションに必要なら、電源を作動するためにフットペダルを設けることもできる。これは、ユーザが、治療される動物又は人の所定場所に装置及び針を保持するために常時自分の手を自由にしておくという利点を有する。しかしながら、電源を作動及び作動停止するために、針ホルダ上に設けられたスイッチ等の代わりの手段を設けることもできることは言うまでもない。

本発明の装置は、何れの標準の既知の認められた針及び注入アセンブリー又は注射器を用いても使用することができる。

一つの好ましい実施例において、装置は、それぞれの針が絶縁用の鞘により囲まれ、前記鞘がその長さに沿って一つ以上の開口を有するような一つ以上の針を用いて使用することもできる。そのような絶縁された針の使用は、針が電極として使用されるときにエッジ効果の発生を減少する利点を有する。

好ましくは、治療すべき体組織に物質を注入し電界を印加するために同じ針が使用される。しかしながら、必要な場合、針は治療すべき体組織に物質を挿入した後にハウジングの孔内に配置された鞘から引き出され、エレクトロポレーションを実行するために電極棒と置き換えることもできる。これは、例えば針に電荷を与えることにより生じる針による不所望の金属イオンの放出を回避するのに好都合である。この実施例において、電極棒は、使用時の電界によるエッジ効果の発生を回避するために絶縁用の鞘により完全に囲まれるように配置することもできる。更に、孔の中に配置された絶縁用の鞘は、針が孔と鞘の中から軸方向に引き出される際に、穴が血及び／又はその他の体液により汚染されないように保護する。

好ましくは、体組織への物質の挿入後、たとえ針が鞘から完全に引き出されなくても、針はなお鞘に対して軸方向に移動可能である。これは注入後、電界の印加前に針が鞘により完全に囲まれるように、針が鞘の内部に引き出されるようにする。これは、使用時に電界によるエッジ効果の発生を更に減少するという利点を有する。

鞘は、電気的に絶縁性でありかつ生物学的に適合可能な何れの材料で形成してもよい。しかしながら好ましくは、鞘はポリテトラフルオロエチレン（テフロン(登録商標)）で形成される。

好ましくは、治療すべき体組織への物質の注入に使用される針は注射装置に取り付けられ、それを介して注入が実行される。しかしながら、適当な時点に注入手段に取り付けるために針を別個に設けることも可能である。

好ましくは、装置には、使用時に治療すべき体組織への針の挿入深さを決定し、針が所望の深さに到達したときに治療すべき体組織への物質の注入を自動的に開始する手段が設けられる。

好ましくは、装置には可動接触子が設けられ、それにより、使用時に、針が治療すべき体組織に十分な深さまで挿入され、次いで物質の注入を開始させる時点を接触子が決定する。これにより治療すべき体組織内の正しい深さに針が到達するときに物質の自動注入を開始できるようになる。注入は針が静止している間でも、挿入され続けている間でも実行できる。

なおより好ましくは、可動接触子は更に、注入を実行すべき最大深さまで針が挿入された時点を決定し、次いで物質の注入を停止させる。このようにして、電界が使用時に生じる組織の高さに渡り、物質を自動的かつ正確に注入することが可能である。

なお更なる観点から見れば、本発明は、人又は人でない動物（例えば哺乳類、鳥類又は爬虫類）のエレクトロポレーション治療方法であって、本発明による装置に保持される針を前記動物の組織（例えば筋肉組織）に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤（例えば医薬又は核酸）を注入するステップと、前記針と電極の間に電界を印加するステップと、前記組織から前記針を取り外すステップと、装置のハウジングを開いてそこから針を取り外すステップとを含む方法を提供する。

好ましくは、針は、注入後かつ電界の印加前に組織の中に更に押し入れられて、注入された流体の高さ全体に渡り電界が印加されるようにすることもできる。

本発明による装置に保持された第２の装置の針が電極を提供することもできることは言うまでもない。あるいは、電極は体組織に挿入されていた異なるタイプの電極であっても、皮膚表面に適用されていた電極であってもよい。

更に、針は何れの既知の認可された針の形式であっても、あるいは本願に述べられた他の何れのタイプの針であってもよいことは言うまでもない。

代わりの好ましい治療方法において、注入後、針が本発明による装置から取り外され、電極と交換され、電極が取り外される前に電界が二つの電極間に印加される。

本発明による装置は例えば国際特許第９８／４３７０２号の方法に使用することもでき、その内容は本願に引用して援用する。好ましくは、装置は方形ユニ又はバイポーラ電気パルスが電極に印加されるエレクトロポレーション法に使用される。

更なる観点から見れば、本発明は針が体組織に挿入されながらインピーダンスの変化を測定するステップを含む、針が体組織に所望の深さまで挿入された時点を決定する方法を提供する。

これは種々の方法で達成されるけれども、好ましくは二本の針が互いに隣接して体組織に挿入され、針の間のインピーダンスが測定される。

本発明の好ましい実施例は、単に例として、添付図を参照して説明される。

図１に示すように、本発明の第１の実施例によるエレクトロポレーション装置は、支持ブロック４の中に互いに隣接して取り付けられた二つの別個の針アセンブリー２を備える。各針アセンブリー２は、開口を介して流体を注入できるように開いている、鋭い端部８を有する中空針６を備える。それぞれの針６の他端は中にピストン１２が配置された流体保持チャンバ１０に接続され、それにより使用時に針を介して流体を注入する注射器配置を形成する。これらの注射器は標準の単独で使用する注射器でよい。

テフロン（登録商標）で出来ておりかつ針６より大きい断面直径を有する第１と第２の電気絶縁性の鞘１４が、針６を囲むように配置される。軸方向に離間された３つの開口１６が各鞘１４の長さに沿って設けられる。装置は鞘１４に対して針６が軸方向に移動できるように構成される。

電圧源１８が支持ブロック４に設けられ、これはエレクトロポレーション装置の針６との接続を断続できる。

使用時に、ＤＮＡの必要投与量（例えば１００μＬでも可）が流体保持チャンバ１０のそれぞれの中に供給され、針６が治療すべき動物又は人の皮膚に挿入される。流体の注入量が少ないと好都合であるが、これは注入された流体が確実に針の軸に近接して保持される（即ち、エレクトロポレーション中に高電界強度区域内に保持される）からである。この段階で、針６の鋭い端部８はテフロン（登録商標）鞘１４を越えており、従って、皮膚に孔をあけかつ治療すべき筋肉又は体組織に突き刺さる鋭い先端を提供する。挿入の間、針６、鞘１４及び支持ブロック４の相対位置は、これらの要素が互いに所定の場所にロックされるので不変である。次いで、針は、それらが治療すべき筋肉又は体組織の正しい深さに到達するまで更に挿入される。それらがこの深さに到達すると、挿入されたまま、ピストン１２を下に押して流体保持チャンバ１０を空にすることによりＤＮＡが筋肉の中に注入される。必要なら、針は次いで、注入後、筋肉の中に更に押し下げることができる。これにより、電極の役目をする針が、流体が注入された領域を確実に覆うことができる。

針の挿入後、ＤＮＡが注入されたら、針６は元の挿入位置にあるままであるテフロン（登録商標）鞘１４に対して僅かに引き出される（即ち、支持ブロック４に向って軸方向に移動される）。こうして、針６の鋭い端部８はテフロン（登録商標）鞘１４の中に来るように引っ込められる。上記のように針６が引っ込められたら、電圧源１８が作動され、針６のそれぞれが電極の役目をしながらエレクトロポレーションが進行する。電極の役目をする針６により生じる電界は、テフロン（登録商標）鞘１４の長さに沿って形成された開口１６を介して治療すべき筋肉又は体組織の中に伝播する。これは、治療すべき筋肉又は体組織に不所望のエッジ効果が生じないという利点を有する。

図１の装置に対する更なる改良において（図２（ａ）〜（ｃ）に示すように）、ＤＮＡの注入を開始しかつピストン１２を自動的に移動して注入を実行すべき、筋肉又は体組織内の正しい深さに針６が存在する挿入中の時点を感知する手段が設けられる。これらの手段は図２（ａ）〜（ｃ）に示すように皮膚Ｓに接触する可動皮膚接触子２０を備える。針６が治療すべき筋肉又は体組織に挿入されながら、接触子２０は支持部材４に向って押し上げられる。接触部材２０は、接触部材２０から上に伸びる実質的に縦のリンク２２と、第１の端部が縦リンク２２に取り付けられるレバー２４とから成るレバー機構に取り付けられる。レバー２４の他端はピストン１２を下に移動させる手段２６に取り付けられる。レバーは、レバー２４の両端の間に位置する支持部材４上の点２８の回りで旋回するように出来ている。こうして、接触子２０が使用時に支持部材４に対して上に移動しながらレバー２４は旋回し、ピストン移動手段２６にピストンを徐々に押し下げさせて、挿入されている針の高さに渡る流体の注入を行う。図示のように、ピストン移動手段は、レバーが旋回しながら下に移動するようにレバー２４に取り付けられた縦部材２７と、縦部材と共に下に移動しながらピストンを押し下げる働きをする、縦部材２７の他端に取り付けられた横部材３０とを備える。

皮膚接触子２０とレバー機構の相対位置は、針が筋肉組織に到達したら流体の注入を保証し、またそれらが更に組織に挿入されている間に筋肉内の電極を囲む領域におけるサンプルの均一分布を保証するように調節できる。

図２（ａ）はピストンが押し下げられる前で、針の先端が皮膚の中に挿入されたばかりの装置を示す。図２（ｂ）は、針が筋肉組織内の必要な深さまで完全に挿入され、ピストン１２がレバー機構の作用により完全に押し下げられたときの装置を示す。図２（ｃ）は流体の注入後に針が電源１８に取り付けられた装置を示す。図示のように、注射器は取り外されているが、これは本質的ではない。

代わりの実施例において、上記の機械的皮膚接触子の代わりに、針の挿入深さを検出し、所望の深さにおいて流体の注入を自動的に開始するためにレーザ又はセンサを使用することもできる。

接触子又はセンサは更に、使用時に電界が印加される体組織の高さにのみに流体が注入されることを保証するように、流体の注入を停止すべき体組織内の深さに針６が到達した時点を感知するように出来ている。

上記の本発明の実施例の一つの利点が、既に市場に出ており、従って市場で認められた既知のカニューレ装置が装置の針／鞘アセンブリーを提供するために使用でき、必要な唯一の修正が鞘内に開口１６を形成することであることは言うまでもない。従って、そのような市販のカニューレの使用は迅速で費用のかからない規制除外を保証する。使用できる既知のカニューレ装置の一つの例はスエーデン、ＨｅｌｓｉｎｇｂｏｒｇのＢＯＣ Ｏｈｍｅｄａ ＡＢにより販売されている０．８／２５ｍｍ直径のＶｅｎｆｌｏｎ（登録商標）である。

本発明の代わりの実施例（図示せず）において、ＤＮＡが筋肉又は体組織に注入された後に針６がそこから引き出され、類似の形状を持つけれどもステンレス鋼のような代わりの金属で出来た電極をエレクトロポレーションが実行される前に挿入してもよい。これは例えば、針６が電極としても使用される場合に、生物学的に不適合の金属イオンが放出される状況においては有用となる。

図３に示すように、本発明の第２の実施例による装置は、ヒンジ４６により合体される二つの半片４２、４４で構成されるハウジング４１を備える。ハウジングの各半片４２、４４は直方体であり、ヒンジ４６はその隣接する端面の間に設けられ、それによりハウジングの各半片の平面矩形上面が互いに向って旋回して第１の半片４２の上面４８が第２の半片４４の上面５０の真上に来る。この位置において、ハウジングは閉じられたと称され、これを図４に示す。

図３から、二つの半片４２、４４のそれぞれの上面４８、５０に凹部又は溝が形成されることが分かる。各溝は断面が半円形であり、ハウジングの半片の第１の側面５４から伸びる広い部分５２を有し、これが、ハウジング半片の他の側面５８まで伸びる狭い部分５６まで通じている。こうして、使用時に、図５に示すように、注射器の針６０は狭い部分５６の中に嵌り、一方、針に隣接する注射器又は注入部６２は広い部分５２に嵌る。

ハウジング４１の第１の半片４２の上面４８には上記のタイプの二つの凹部がその中に形成され、それらは互いに横方向に離間される。第２の半片４４の上面５０内の対応する位置にはまた二つの凹部が形成され、それにより、ハウジングが閉じられて第１の表面４８と第２の表面５０が互いに上下に配置されたときに第１と第２の表面内の凹部が合体して、それぞれの針及び注射器又は注入装置が中に保持される二つの孔６３を形成する。

また図３に示すように、電気接点要素６４がハウジングの第１の半片４２内の各凹部の狭い部分５６に設けられる。電気接点要素６４は電源Ｖに接続され、ハウジングが閉じられたときに、凹部に内に置かれた針が自動的に電気接点要素と接触するように配置される。

図３と４を参照して図示及び説明した装置は、例えばＳｔｅｒｉｌｅ ＥＯ ＣＥ０１２３、Ｓｔｅｒｉｃａｎ ０. ４０ｘ４０ mm ＢＬ／ＬＢ、２７Ｇｘ１・１／２”等の標準の認められた何れの針及び注射器を用いても使用することができる。

代わりの実施例において、装置は本発明の第１の実施例の装置で使用する、図１に示す針のような、絶縁用の鞘１４により囲まれた針６を含む注射器を用いて使用してもよい。本発明の第２の実施例に使用するこのタイプの注射器を図６に示す。これから分かるように、装置は針６とテフロン（登録商標）製鞘１４を含む。図６に示すように、針を囲む絶縁用鞘１４は軸方向に互いに離間されかつ鞘の長さに沿って設けられた３つの開口１６を有する。ピストン１２を含む流体容器１０が針の一端に設けられ、その針を通じて流体が注入される。一つの実施例において、針は鞘に対して軸方向に移動可能であり、それにより治療すべき体組織に針が挿入された後に、針は鞘の中に引き出される。これは電界が針に印加されたときの有害なエッジ効果の形成を回避する。既に市場に出ており、従って市場に認められた既知のカニューレ装置が装置の針／鞘アセンブリーを提供するために使用でき、必要な唯一の修正は鞘内に開口１６を形成することである。従って、そのような市販のカニューレの使用は迅速で費用のかからない規制除外を保証する。使用できる既知のカニューレ装置の一つの例はスエーデン、ＨｅｌｓｉｎｇｂｏｒｇのＢＯＣ Ｏｈｍｅｄａ ＡＢにより販売されている０．８／２５ｍｍ直径のＶｅｎｆｌｏｎ（商標登録）である。

所望なら、図２（ａ）〜（ｃ）に示すような本発明の第１の実施例に対するのと同じように、ＤＮＡの注入を開始しかつピストン１２を自動的に移動して注入を実行すべき、筋肉又は体組織内の正しい深さに針６、６０が存在する時点を感知する手段を設けてもよい。しかしながら、第２の実施例の装置で使用するときは、レバー２４は、支持ブロック４ではなく、ハウジング４１上の点２８の回りで旋回する。

今度は図３と４の装置を用いたエレクトロポレーション治療の方法を説明する。この方法は、どのような人又は人でない動物に対しても実行することができる。必要なＤＮＡ投与量（例えば１００μｌでも可）が各流体容器１２、６２内に供給される。次いで、注射器がハウジング４１の一方の半片４２内のそれぞれの凹部５２、５６に挿入され、ハウジングが閉じられて凹部により形成されたそれぞれの孔の所定場所に針がしっかりと保持される。次いで、針は図２（ａ）に示すように体組織に挿入される。針はＤＮＡを注入するための正しい深さまで押し下げられ、次いで、これが実行される。注入後、針は次に体組織の中に更に僅かに押し下げられ、針を介して電界を印加するために電源Ｖがフットペダル（図示せず）により作動される。

電界が印加された後、針が体組織から取り外され、凹部から針を取り出せるようにハウジングが開かれる。このとき、ハウジングは新しい針を用いて再使用される準備ができている。

今度は本発明の第３の、最も好ましい実施例を図７乃至１３を参照して説明する。図７に示すように、装置は、二つの注射器７２、７４を保持する基体７０と、カバー７６とを備える。基体７０はカバー７６に対して摺動可能である。この運動は同時に、注射器の両方の針７８、８０を挿入しかつ歯車機構（図１８参照）を駆動して針を介する流体の注入を生じる。これは後でより詳細に説明する。

基体７０を図９に示す。それはプラスチック（例えばポリ塩化ビニル）で出来ているが、ステンレス鋼（又は成形可能なプラスチック）等の他の適当な材料で作ることもできる。基体７０は平面図においては実質的に矩形である長い立体を有する。その下面８２は実質的に平坦であり、カバー７６の内面上に摺動可能に載るように出来ている。基体７０の第１の端部８４は前に摺動してカバー７６と係合するように出来ており、従って、下面８２の端部から鋭角（図示の実施例では４５°）で上に伸びる接触面８６を備える。傾斜接触面８６と基体７０の上面９０の間に面取り８８が設けられる。

基体７０の上面９０は注射器７２、７４を受容するように出来ている。上面９０の第１の部分９２は面取り８８から後方に伸びて第１の平坦表面を形成し、これは下面８２に平行でありかつ面取り８８の端部の後方に短い距離（好ましくは約１６ｍｍ、即ち基体７０の全長の約６％）だけ伸びている。各針に電力を供給する接点９１が基体に設けられ、電力は標準のプラグ／ソケット配置の何れかに接続された配線を介してこれらの接点に供給してもよい。接点はまたエレクトロポレーション中に針を保持及び支持する安定配置９１を形成する。

接点と安定配置の組み合わせ９１は傾斜接触面８６に取り付けられた二つのかぎ型金属板により与えられる。かぎ型金属板は、上記のプラグ／ソケット配置（図示せず）を介して何れかの適当な電源から電力を供給する配線（図示せず）に電気的に接続される。更に、面取り８８にはバネ８９が設けられ、バネも上記の配線に電気的に接続される。バネ８９は針７８と８０をそれらのそれぞれの接点９１に押し付け、それにより電気接続を保証する役目をする。

第１の部分９２の向うには基体７０の縦の広がりの方向に伸びる一対の平行な注射器保持溝９４、９６が設けられる。溝９４、９６は外部側壁を有し、これらは基体７０の側壁９８、１００と同平面でありかつその部分を形成し、二つの溝を分離する中央壁１０２を有する。外部側壁と中央壁は真っ直ぐな側面を有し、上面９０の第１の部分９２の高さ以上に（好ましくは約９ｍｍだけ）伸びている。更に、溝９４、９６は３．３ｍｍの曲率半径を有する半円形の底面で形成され、溝の最下部は上面９０の第１の部分９２の上に（好ましくは約２ｍｍだけ上に）配置される。溝９４、９６は上面９０の第１の部分９２の長さの約２乃至３倍の距離に渡り（好ましくは基体の全長の約１６％、即ち約４１ｍｍに渡り）伸びている。

平行な注射器保持溝９４、９６の後方には第２の平坦表面１０４が、下面８２と平行にかつ溝９４、９６の最下部と同じ高さで伸びている。第２の平坦表面は平行な注射器保持溝９４、９６と同様の長さを有する（また好ましくは基体の全長の約１３％、即ち約３３ｍｍに渡り伸びている）。

第２の平坦表面１０４の後方にはノッチ１０６が基体７０を横切って（即ちその縦の広がりに直角に）基体から切り抜かれる。ノッチ１０６は真っ直ぐなサイドエッジ１０８、１１０を有し、第２の平坦表面１０４以下の高さに（好ましくは約７．５ｍｍだけ）切り抜かれる。ノッチは好ましくは基体７０の縦方向の広がりとして約３ｍｍの寸法を有する。

ノッチ１０６の、第２の平坦表面１０４から離れて面する側には、下面８２に平行に伸びる第３の平坦表面１１２が、ノッチ１０６の底面以上、第２の平坦表面１０４以下の高さで設けられる（第３の平坦表面１１２は好ましくは第２の平坦表面１０４の下約３ｍｍにある）。第３の平坦表面１１２は好ましくは基体の全長の約３１％、即ち約７９ｍｍの距離に渡り伸びている。

第３の平坦表面１１２の直ぐ後方には第４の平坦表面１１４が下面８２に平行にかつ第３の平坦平面の上（好ましくは第３の平坦表面の上約１４．３ｍｍ）に伸びている。縦方向と直角に伸びる真っ直ぐなエッジ１１６は第３及び第４の平坦平面を互いに結合している。

基体７０の第２の端部１１８は、縦の広がりと直角に伸びかつ第４の平坦表面１１４を下面８２に結合する平坦表面を備える。

真っ直ぐなエッジを有する溝１２０は基体７０の胴体の上面９０から切り抜かれ、この溝は基体の中心に沿ってその第２の端部１１８からノッチ１０６に近接する第３の平坦表面１１２内の点まで伸びている。溝１２０は第３の平坦表面１１２の高さの下約４ｍｍにある平坦な底を有する。溝の幅は約４．１ｍｍである。

第４の平坦表面１１４の下の基体７０の片側を通って溝１２０まで開口１２２が切り抜かれて縦に伸びるガイドを形成し、その中でピンが摺動できる。開口は好ましくは、高さが４．２ｍｍ、長さが約２９ｍｍで、第４の平坦表面１１４の下約４．７ｍｍに中心を置き、基体７０の第２の端部１１８から約８ｍｍのところから伸びている。

円形開口１２４が基体７０を通って溝１２０まで切り抜かれ、第４の平坦表面１１４の下にある開口１２２と同じ基体７０の側面に配置される。開口１２４は第３の平坦表面１１２と第４の平坦表面１１４を結合する真っ直ぐなエッジ１１６から約８ｍｍ、第４の平坦表面１１４の下約５．３ｍｍの点に中心を置く。開口１２４は約３ｍｍの直径を有する。

第２の円形開口１２６が、円形開口１２４と同じ点から、そこに中心を置いてもう一方の側の基体７０を通って切り抜かれる。第２の円形開口１２６は約１０ｍｍの直径を有する。

軸１５０上の歯車１４８が、軸を第１の円形開口１２４に、次いで第２の円形開口１２６に通し、基体７０のもう一方の側のナットを用いて軸を固定することにより基体７０の外部に取り付けられる。使用時に、基体はカバーに対して前方に移動され、歯車１４８が歯の付いた部材１７０に設けられたラック１４６に、あるいはカバーに設けられた歯の付いたトラックに係合して歯車１４８を回転させる。歯車は、やはり軸１５０上に取り付けられたより小さい歯車１４９に係合するように出来ており、この軸は更なる歯車／ラック機構１７１により基体に取り付けられた二つの注射器からの流体の注入を駆動する。図１８（ａ）に示すように、バネ１５１が大きい歯車１４８とより小さい歯車１４９の間で軸１５０に取り付けられる。バネ１５１は、大きい歯車１４８が第１の方向に回転するときは小さい歯車１４９を駆動するが、反対方向に回転するときは小さい歯車を駆動しないワンウェイ歯車機構を可能にする。これは後で更に詳細に説明する。

レバー１５９が基体７０の端部１１８に設けられ、これは、針が基体７０から突き出る長さを短くするために基体から引き出すことができる。

上記のように、基体７０は図７に示すようにカバー７６内に受容されるように出来ている。カバー７６は図１３の側面断面図により詳細に示す。カバーもやはり、例えばポリ塩化ビニルで出来た立体である。

カバー７６は基体７０の全てを実質的に覆う形状をした第１の側壁１２８を有する。基体７０がカバー内に取り付けられるときにそれにアクセスできるように、第１の側壁１２８に対向するカバーの側面は開いている。カバーの第１の端部１３４は基体７０の第１の端部８６と協同するような形状をしている。即ち、それはカバーの底から離れるように鋭角（図示の実施例では４５°）で上に伸びている。カバーの他端は、基体７０が使用時にカバーに挿入されたときに開放端から突き出るように開いている。

第１の側壁１２８から外側に伸びるカバー７６の底には平坦支持面１３０があり、これはその上で基体の下面を受けるようにカバーの長さと幅全体に渡り広がっている。Ｌ字状のガイド溝１３２が支持面１３０内に設けられ、これはカバーの開放側から縦方向と直角に支持面を横切って近似的に支持面の中心まで伸び、次いでカバーの第１の端部に向って縦方向に伸びている。このガイド溝１３２は、使用時に基体７０の下面８２に取り付けられたピン１３６を受容するように出来ており、ユーザは、溝１３２内のこのピン１３６を手動で移動することによりカバーに対して基体を前後に移動する。ピン１３６とガイド溝１３２の配置は、使用時に基体がカバーから脱落しないという利点を有する。

使用時にカバー７６内の所定場所に基体７０を保持する更なる支持が、カバーの第１の側壁１２８から他方の側面まで突き出て設けられる。これらの支持はカバーの第１の端部の上にも、その最上又は上側エッジに沿っても突き出ている（部分１３４と１３８をそれぞれ形成して）。これらは使用時にカバーの上側支持１３８と基体７０の種々の部品との間に隙間が残されるような寸法をもっている。平坦部１４０は第１の端部１３４の傾斜部とカバーの上側エッジ１３８の間に、カバーの縦の広がりに直角に伸びている。この平坦部は注入被検者の皮膚に容易に置けるように設けられ、それを通って二つの開口１４２、１４４が形成されて基体７０の上に互いに隣接して支持された二本の針が挿入のためにカバーを通過できるようにする。

使用時に基体７０に取り付けられた歯車１４８に係合するために歯の付いたトラック１４６が上側支持１３８に設けられる。

カバー７６の開放端に係合する突起を含む停止部材１６４が縦方向の開口１２２に係合するネジ１６６により基体７０に取り付けられる。基体がカバー内で移動できる距離（従って、使用時の針の最大挿入深さ）は、開口１２２内でネジ１６６を摺動して基体７０に対して停止部材１６４を移動することにより調節できる。縦開口１２２にはネジ１６６のそれぞれの位置において可能な針の最大挿入深さを示すスケールを設けてもよい。あるいは、スケールは停止部材１６４上の点に対して読み取れるように基体７０自身に設けることもできる。

使用時に、基体７０とカバー７６は分離される。次いで歯車１４８が歯の付いたトラック又はラック１４６上を真後ろに押されてそれから解放される。これは後で注射器全体を、流体を何らこぼすことなく基体の中に置くことを可能にする。次いで、注射器のどちらか又は両方が流体（これは所望の治療に依存する）で満たされる。針の端部１５６、１５８が基体の端部を越えて伸び、それらのピストンロッド１６０、１６２の端部が、小さい歯車１４９により駆動される押し機構１７１に当接するように、バレル１５２、１５４を有する二つの注射器７２と７４が基体７０内に取り付けられる。

二つの注射器の一方には、治療すべき人又は動物に注入するＤＮＡ又は別の物質が入っている。他の注射器は空で、後に続くエレクトロポレーションプロセスの間、電極の役目をするためにのみ使用され、あるいは第１の注射器と同じように注入用のＤＮＡ又は他の流体で満たされてもよい。注射器は、使用時に基体７０内のノッチ１０６に受容される注射器に設けられた環状突起１５７により、基体７０に対して軸方向に移動しないように保持される。注射器は、基体に嵌められたときに各注射器の両側で上に伸びる溝９６、９８により軸方向と直角の方向に移動しないように保持される。

基体７０はカバー７６にその開放側を通って挿入され、基体７０の底にあるピン１３６が基体の縦の広がりに直角の方向に溝１３２に沿って摺動して溝１３２の曲がり角に到達する。次いで、４つの調節が行われる。先ず、針がただ、治療すべき被検者の脂肪厚さに相当する距離だけ（即ち、流体注入が始まる前の初期の針挿入深さまで）カバーから突き出るようにレバー１５９が調節される。次に、基体７０がカバー７６内で前に押されて所望の最大挿入深さに到達し、この点においてネジ１６６が開口１２２内でロックされる。次いで、基体はレバー１５９に向って押し戻され、更なる歯車／ラック機構１７１が注入準備のできた注射器ピストンに当たって前に押される。このとき、装置は図１４に示すように注入プロセスを開始する準備が出来ている。

次に、カバー７６の平坦部１４０が治療すべき被検者の皮膚の上に置かれ、基体７０はカバーの第１の端部１３４に向って、その方向にピン１３６を用いて基体を押すことにより移動される。基体７０を前に移動することにより、針はカバー７６内の開口１４２、１４４に向かって移動し、次いでそれらを通過して治療すべき被検者の皮膚を針が貫く。この位置にある装置を図１５に示し、それから分るように、歯車１４８は歯の付いたトラック１４６に係合する。

針の挿入と流体の注入を同期させるために、次いで、ピン１３６が溝１３２内で更に前に手動で押され、そうして停止部材１６４に向ってカバー７６を後ろに移動し、それにより、歯車１４８を回転させながら停止部材の相対位置により決定される深さまで針を挿入する。歯車１４８の回転は小さい歯車１４９を回転させ、そうしてピストンロッドを注射器の中に押し込み、それにより流体が針を通じて針の挿入深さに渡り徐々に注入される。図１６と１７はそれぞれ針の挿入途中の装置と、挿入が完了したときの装置を示す。

注入が完了した後、針を通じて供給された電流により電界が作動される。装置は電源又はパルス発生器と、エレクトロポレーション用に供給される電圧レベルを変化できるコントロールボックス（図示せず）を含み、あるいはそれらと共に使用される。更に、エレクトロポレーション中に針を通じて供給される電流量を測定できる。同様に、電圧パルスの印加の前か後に電気抵抗等の他の特性も測定及び記録できる。続いて溝１３２内でピン１３６を後ろに移動することにより、治療されている被検者から針が引き出されて基体をカバーから引き戻し、それにより針がカバーから離れ、次いで基体がカバーの開放側を通ってカバーから取り外される。次いで、針は基体から取り出され、新しい治療が必要な場合、新しい注射器と交換される。装置がマルチドーズ注射器を用いてマルチ注入用に構成される代案において、針は基体に保持され、そうして更なる注入が実行される。

装置の代わりの実施例において、自動的な針挿入及び注入はそれぞれのサーボモータにより達成できる。これは、針の挿入深さがサーボモータに対する制御を用いて変更できるという利点を有する。

人又は動物の被検者（体）を治療するときは、流体の注入を適切な針の深さにおいて開始及び停止することが重要である。注入を開始及び停止すべき深さは被験者の表面脂肪層と筋肉の厚さに依存して被験者ごとに変化する。従って、装置、電源又はコントロールボックスは挿入中の二つの注射器の針の間のインピーダンスの変化を測定する手段を含んでもよい。針間で測定されたンピーダンスが種々のタイプの体組織に対して異なるので、このインピーダンスの変化は、注入が始まるために所望のタイプの体組織の中に針が移動した時点の兆候を提供する。装置の代わりの実施例において、針先の下の筋肉の深さを測定して注入を開始すべき時点を決定するために、針先に超音波トランスデューサを設けてもよい。

上記の装置は既知技術の標準の注射器を用いて使用できる。しかしながら、その代わりに、それはシングル又はマルチドーズとして治療流体を入れかつ注入針に接続されるように出来ている予め充填されたガラス瓶又はバレルを用いても使用できる。これは、ユーザが注射器を薬剤／溶液の瓶から適当な投与量で満たす必要がないという利点を有する。

シングルドーズ・バレルは人の治療に使用できるが、マルチドーズ・バレルも、例えば単一の針を用いて飼育動物群全体を治療するために使用することもできる。

本発明による装置で使用する注射器又はバレルは、特有のバーコード又は他の識別器により識別することもできる。バーコードは装置用の電子制御装置に記憶され、患者プロトコル又は動物番号にリンクすることもできる。理想的には、患者を識別するために瞳孔スキャン又はＩＤタグが使用でき、流体容器上にはＤＮＡ ＩＤコードが（通常はバーコードの形式で）設けられる。流体容器上のバーコードが使用前に読み取られたら患者プロトコルがコンピュータから自動的に検索され、臨床環境における時間と労力の大きい節約をもたらす。エレクトロポレーション中に与えられた電流レベルや注入されたＤＮＡ又は流体の量等のデータも、患者プロトコルと共に電子的に記憶される。これにより患者記録の改良された追跡が可能になる。

第３の実施例の装置の試験が羊に対して実行された。体組織にＳＥＡＰ又はβ−ガラクトシダーゼをコードするＤＮＡを分布するために図７の装置が使用された。エレクトロポレーションが針の挿入と注入の直後に実行された。血清中での測定用にＳＥＡＰを投与するために、三匹の羊に鎮静剤が与えられ、それらの臀部の片側が剃られた。治療個所を囲む半円内に局部麻酔が施された。装置には人の血清アルカリフォスファターゼ（ＳＥＡＰ）をコードするＤＮＡを入れた注射器が装填された。一投与量は総量２００μｌ中の３３μｇのＤＮＡから構成された。挿入及び注入後、針を通じて電流（４００μｓｅｃパルス、１０００Ｈｚ、繰り返し回数７〜１０、３５〜６０Ｖ／ｃｍ）が与えられた。血清サンプルは７日後に集められ、Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｐｈａｒｍａｃｅｕｔｉｃａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅ ９０ ４７４−４８４（２００１）においてＣｈａｓｔａｉｎにより記述される方法によりＳＥＡＰ発現に関して測定された。

β−ガラクトシダーゼ（β−ｇａｌ）発現を評価するために、１匹の羊を上記のように治療してβ−ｇａｌをコードするｃＤＮＡを用いて筋肉組織をトランスフェクトした。装置にはβ−ガラクトシダーゼをコードするＤＮＡを入れた注射器が装填され、一投与量は総量２００μｌ中の４０μｇのＤＮＡから構成された。筋肉バイオプシーが３日後に行われ、β−ガラクトシダーゼ作用がＳａｎｅｓ ｅｔ ａｌ．Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ １１３ １１８１−９１（１９９１）の方法により可視化された。

試験結果は、血清内のＳＥＡＰ量を示す図１９と、筋肉内のβ−ガラクトシダーゼを示す図２０（ａ）及び（ｂ）に示す。羊には図１９に示すように、３つの異なる投与量のＳＥＡＰをコードするＤＮＡが与えられた。図２０（ａ）及び（ｂ）に示すように、この方法はＤＮＡの一様な分布を与えたが、それがひいては目標細胞へのより良好かつより再現性のある到達性を与え、それにより、より良好なトランスフェクションを与える。

本発明の第３の実施例の更なる試験として、挿入及び随意の注入の後の針間の抵抗を測定するための実験が行われた。そのために羊が使用された。注射器は生理食塩水で満たされ、装置の基体ユニットに取り付けられ、カバーが被せられた。装置の針が生理食塩水を注入して、あるいは注入なしで筋肉に挿入され、抵抗がコントロールボックスを用いて測定された。

生理食塩水の注入のない場合の筋肉内の抵抗は３３２オームと測定され、総量１００マイクロリットルの生理食塩水が注入された場合、抵抗は２９１オームであり、総量４００マイクロリットルの生理食塩水が注入された場合の筋肉内の抵抗は２４９オームであった。

なお更なる試験として、第３の実施例も有志者に対して試験されたが、これはこの装置の使用が人において許容可能であるかどうか、また局部麻酔が必要かどうかを評価するためである。

注射器が生理食塩水で満たされ、装置に取り付けられた。皮膚（３ｍｍ）を貫通し、生理食塩水を同時注入して更に１ｃｍ針が挿入されるように装置が予め設定された。

脚筋の皮膚が消毒され、針が皮膚に挿入された。次いで、針が更に挿入され、ノブ（１３６）を押すことにより生理食塩水が筋肉の中に注入された。針が所定の場所にきたら、エレクトロポレーションが実行された。与えられたパルスは２０ｍｓ間持続した。電圧が１０Ｖから７０Ｖに（１０Ｖステップで）逐次変更され、その度に新たな挿入と生理食塩水の注入が行われた。

最高電圧において、供給された電流は２４０ｍＡ位であった。筋肉組織内の抵抗は３００オーム（羊に場合と同じ範囲内）位であった。

有志者の説明によれば、注入と挿入は何も痛みを伴わなかった。電気刺激が不快であるが痛くはないと評価された。治療後１〜３時間、治療領域に凝りがいくらか体感された。凝りは運動後より顕著ではなかった。麻酔は使用されなかったし、この場合必要とは見なされなかったが、より大面積の筋肉を治療しなければならない場合は局部麻酔が有益であるかも知れない。

上記のエレクトロポレーション装置の実施例は好ましい実施例に過ぎず、それに対して種々の変形を行うこともできる。例えば、第１の実施例における鞘はテフロン（登録商標）以外の材料で作ることもでき、その中の開口は異なるパターンとして設けることもできる。更に、装置は針が接続される注射器配置を含むとして説明したが、これが装置の重要な部分である必要はないことは言うまでもない。従って、代わりの実施例においては、装置における針は使用時に注射器のような流体送達システムに接続可能かどうかは自由である。

更に、第２の実施例の装置の針は注射器配置に取り付けられるとして説明したが、針と注射器の部分を別個に設けることもできることは言うまでもない。更に、ハウジングはそれぞれが中に二つの凹部が形成された二つの半片として形成されるとして説明したが、軸方向に引き出すことなく針がハウジングから取り外せる如何なる数の部分によっても形成できることは言うまでもない。更に、それは如何なる所望数の針を保持するようにも作ることができる。従って、発明の範囲は上記の装置の実施例に限定されず、むしろ添付の特許請求の範囲により定められる。

本発明の第１の実施例によるエレクトロポレーション装置の模式的側面図である。 皮膚接触装置を含む、本発明の第１実施例によるエレクトロポレーション装置の動作の３つの段階を示す概略側面図。 開位置にある、本発明の第２の実施例によるエレクトロポレーション装置の斜視図。 閉位置にある、図３の装置の斜視図。 針と注入装置を保持している図３の装置の一部の概略平面図。 図３の装置に使用する代替針及び注入装置の概略図。 本発明の第３の実施例によるエレクトロポレーション装置の側面斜視図。 図７の装置の基体の下面斜視図。 図７の装置の基体の側面斜視図。 図７の装置の基体の側面図。 図７の装置の基体の上面図。 図１０に示すものと反対側から見た図７の装置の基体の側面図。 図７の装置のカバーの側面断面図。 プロセスを開始する準備ができた完全に組み立てられたときの図７の装置の側面図。 注入及び針挿入プロセスを開始する準備ができた針が皮膚を貫いた点における図７の装置の側面図。 針挿入の途中の図７の装置の側面図。 針挿入と注入が完了したときの（針が引き出される前にエレクトロポレーションを実行する準備ができたときの）図７の装置の側面図。 図７の装置の説明図であって、（ａ）は針挿入と注入のプロセスを駆動する歯車機構の分解図であり、（ｂ）は基体ユニットに取り付けられた（ａ）の歯車機構の拡大図であり、（ｃ）は所定場所にある（ａ）の歯車機構とラック部材を示す基体ユニットの斜視図。 本発明による装置を用いる試験において血清に使用されるＳＥＡＰの量を示す。 本発明の装置を用いて導入されたβ−ガラクトシダーゼ発現ベクターを用いる試験の結果を示す。

Claims (52)

1. 中空針と流体送込み手段とを備え、流体を体組織に注入する装置であって、前記針の体組織への挿入中に流体を前記体組織に同時に注入するように、使用時に前記流体送込み手段を作動するよなされていることを特徴とする装置。
2. 挿入中に流体を体組織に自動的に注入するようなされていることを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記体組織への前記針の挿入をガイドする針挿入手段を更に備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の装置。
4. 前記針が流体の注入が始まる十分な深さまで挿入された時点を感知する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３に記載の装置。
5. 流体の注入が開始される前に前記針が挿入される深さを予め設定する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至３に記載の装置。
6. 前記感知手段が超音波プローブを備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
7. 前記感知手段がインピーダンス又は抵抗の変化を感知する手段を備えることを特徴とする請求項４に記載の装置。
8. 前記針を支持する基体と、中に前記基体を受容するハウジングとを更に備える装置であって、前記基体が前記ハウジングに対して第１の後方位置にあるときに前記針が前記ハウジング内に引っ込められ、前記基体が前記ハウジング内の第２の前方位置にあるときに前記針が前記ハウジングから出ているように、前記基体が前記ハウジングに対して移動可能であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の装置。
9. 前記流体送込み手段が、制御された速度で流体を注入するように出来ているピストン駆動手段を備えることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の装置。
10. 前記基体が前記ハウジングに対して軸方向に移動されることにより前記ピストン駆動手段が作動されることを特徴とする請求項９に記載の装置。
11. 前記針に電圧を印加する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１０のいｚｒれか１項に記載の装置。
12. 治療すべき被検者のＩＤと治療プロセスからのデータを記録する手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の装置。
13. 中身を識別するためのバーコードが設けられていることを特徴とする、請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の装置に使用する流体投与容器。
14. 流体を体組織に注入する方法であって、中空針が体組織に挿入されている間に流体を前記針を通じて前記体組織に注入するステップを含む方法。
15. 針先が皮膚に挿入され、次いで前記針が更に前記体組織に挿入される間に注入が実行されることを特徴とする請求項１４に記載の方法。
16. 前記注入は、前記針が前記体組織内の第１の所望の深さに到達したときに開始され、前記針が前記体組織内の第２の所望の深さに到達したときに停止されることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の方法。
17. 前記針が前記体組織内の所望の深さに到達した時点を決定するためにインピーダンス又は抵抗の変化が測定されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
18. 前記体組織内の前記針の深さが超音波トランスデューサを用いて感知されることを特徴とする請求項１６に記載の方法。
19. 請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の方法により流体が体組織に注入され、次いで、電圧が前記針に印加されることを特徴とするエレクトロポレーション方法。
20. 請求項１４乃至１８のいずれか１項に記載の方法により流体が体組織に注入され、前記針が前記体組織から引き出され、電極が前記針の代わりに挿入され、電圧が前記電極に印加されることを特徴とするエレクトロポレーション方法。
21. 物質を体組織に注入する針と、前記針を囲むよう設計されるとともに、その長さに沿って一つ以上の開口が形成され、使用時に前記開口を通って電界が伝播できる絶縁用鞘と、を備えるエレクトロポレーション装置であって、前記針が前記鞘に対して軸方向に移動可能であることを特徴とするエレクトロポレーション装置。
22. 体組織に物質を注入する前記針がまた、使用時にそれを介して電界が伝播する電極を構成することを特徴とする請求項２１に記載のエレクトロポレーション装置。
23. 該物質の前記体組織への注入後に前記絶縁用鞘からの前記針の取り外しを許容するよう設計されており、もって前記針が電界の作動前に電極棒と交換できることを特徴とする請求項２１に記載のエレクトロポレーション装置。
24. 前記鞘がポリテトラフルオロエチレンで形成されることを特徴とする請求項２１乃至２３のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
25. 前記開口が前記鞘上に軸方向に伸びる一つの線に沿ってのみ設けられることを特徴とする請求項２１乃至２４のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
26. 前記開口が前記鞘の円周の周りに間隔をあけるように設けられることを特徴とする請求項２１乃至２４に記載のエレクトロポレーション装置。
27. 前記絶縁用鞘内の前記開口が、前記鞘の切り抜き、前記開口の押し出し又はレーザアブレーションにより形成されることを特徴とする請求項２１乃至２６のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
28. 二つのエレクトロポレーション装置が共に連結されることを特徴とする請求項２１乃至２７のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
29. 二つより多いエレクトロポレーション装置が共に連結されることを特徴とする請求項２１乃至２７のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
30. 前記針と鞘がブロックを通って下に伸びるように取り付けられ、前記ブロックの中でそれらが互いに隣接して配列されることを特徴とする請求項２８又は２９に記載のエレクトロポレーション装置。
31. 前記針の挿入深さを感知しかつ所望の深さに到達したら前記針を介する物質の注入を開始する手段が設けられることを特徴とする請求項２１乃至３０のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
32. 物質を体組織に注入する針と、前記針の挿入深さを感知しかつ所望の深さに到達したら前記針を介する物質の注入を開始する手段とを備える装置。
33. 可動接触子が前記装置に設けられ、それにより、使用時に、治療すべき前記体組織に前記針が十分な深さまで挿入され、次いで前記針を介する物質の注入を開始させる時点を前記接触子が決定することを特徴とする請求項２１乃至３２のいずれか１項に記載のエレクトロポレーション装置。
34. 前記可動接触子が更に、注入を実行すべき最大深さまで前記針が挿入された時点を決定し、次いで物質の注入を停止させることを特徴とする請求項３３に記載のエレクトロポレーション装置。
35. 挿入深さを感知する前記手段が、前記針のインピーダンスの変化を測定する手段を備えることを特徴とする請求項３２に記載のエレクトロポレーション装置。
36. 人又は人でない動物のエレクトロポレーション治療方法であって、請求項２１乃至３１及び３３乃至３５のいずれか１項に記載の装置の前記針を前記動物の組織に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤を注入するステップと、前記針の先端が前記鞘内に来るように前記針を引き出すステップと、前記針と電極の間に電界を印加するステップとを含む方法。
37. 鞘の内部に配設された、請求項２１乃至３１及び３３乃至３５のいずれか１項に記載の第２の装置の前記針が前記電極を提供することを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 人又は人でない動物のエレクトロポレーション治療方法であって、請求項２１乃至３１及び３３乃至３５のいずれか１項に記載の装置の前記針を前記動物の組織に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤を注入するステップと、前記鞘から前記針を引き出すステップと、第１の電極の先端が前記鞘から前記組織まで出ないように前記鞘に前記第１の電極を挿入するステップと、前記第１の電極と第２の電極の間に電界を印加するステップとを含む方法。
39. 鞘の内部に配設された、請求項２１乃至３１及び３３乃至３５のいずれか１項に記載の第２の装置の前記針が前記第２の電極を提供することを特徴とする請求項３８に記載の方法。
40. 二つ以上の部分として形成されたハウジングを備えるエレクトロポレーションに使用する装置であって、前記部分が前記ハウジングを開閉するために互いに対して移動可能であり、前記ハウジングが閉じられたときに前記ハウジングを通る孔を形成するように、前記部分の内の少なくとも一つの表面に溝が形成されることを特徴とする装置。
41. 前記孔が使用時に針を受容するように出来ており、前記針が、前記ハウジングを開くことにより前記孔に挿入され、またそこから取り外すことができることを特徴とする請求項４０に記載のエレクトロポレーションに使用する装置。
42. 前記部分が互いにヒンジで取り付けられることを特徴とする請求項４０又は４１に記載のエレクトロポレーションに使用する装置。
43. 前記ハウジングが二つの部分で形成され、半円形断面の溝が、各部分の内面に設けられることを特徴とする請求項４０、４１又は４２に記載のエレクトロポレーションに使用する装置。
44. 前記ハウジングが、二本の針を二つのそれぞれの孔に受容するように形成されることを特徴とする請求項４０乃至４３のいずれか１項に記載のエレクトロポレーションに使用する装置。
45. 使用時に前記ハウジングが閉じられたときに前記孔内の針が電源に接触するように、電気接点がその孔又は各孔の中に設けられることを特徴とする請求項４０乃至４４のいずれか１項に記載のエレクトロポレーションに使用する装置。
46. 使用時に電源を作動するためにフットペダルが設けられることを特徴とする請求項４０乃至４５のいずれか１項に記載のエレクトロポレーションに使用する装置。
47. 人又は人でない動物のエレクトロポレーション治療方法であって、請求項４０乃至４６のいずれか１項に記載の装置に保持される針を前記動物の組織に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤を注入するステップと、前記針と電極の間に電界を印加するステップと、前記組織から前記針を取り外すステップと、前記装置の前記ハウジングを開いてそこから前記針を取り外すステップとを含む方法。
48. 前記針が、注入後かつ電界の印加前に前記組織の中に更に押し入れられることを特徴とする請求項４７に記載の方法。
49. 請求項４０乃至４６のいずれか１項に記載の装置に保持された第２の装置の針が前記電極を提供することを特徴とする請求項４７又は４８に記載の方法。
50. 人又は人でない動物のエレクトロポレーション治療方法であって、請求項４０乃至４６のいずれか１項に記載の装置に保持される針を前記動物の組織に挿入するステップと、前記針を通じて前記組織に活性剤を注入するステップと、前記組織と前記装置から前記針を取り外してそれを電極と交換するステップと、前記電極と更なる電極の間に電界を印加するステップと、前記組織から前記電極を取り外すステップと、前記装置の前記ハウジングを開いてそこから前記電極を取り外すステップとを含む方法。
51. 針が体組織に挿入されながらインピーダンスの変化を測定するステップを含む、針が体組織内の所望の深さまで挿入された時点を決定する方法。
52. 二本の針が前記体組織に互いに隣接して挿入され、前記針の間のインピーダンスが測定されることを特徴とする請求項５１に記載の方法。

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