JP2006528506A - 治療的な処置のための磁性粒子 - Google Patents
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Abstract
Description
(i)この物質においてまたはその中に1つ以上の磁性粒子を局在化させる工程と、
(ii)この磁性粒子または各々の磁性粒子に対して磁場を印加して、粒子の回転を誘導し、これによってこの物質を破壊させる工程であって、この磁性粒子または各々の磁性粒子が内因性の磁化を有し、この磁化は固有の結晶磁気異方性および/または形状異方性によって安定化されており、この印加された磁場の方向またはこの物質に関する振幅が経時的に変化される、工程と、
を包含する。
−サイズ
−形状
−物質
であり、そして磁石については、主な設計パラメーターは、
−処置領域のサイズ(すなわち、全身または局所)
−処置領域における磁場強度
−処置領域内の磁場強度の時間依存性、
である。
Γ=m×B
によって与えられる。印加された磁場勾配にそって磁場モ−メントを動かすように作用する並進力は、最高の粒子束密度の領域に向かい、
F=−grad(m.B)
によって与えられる。
ナノ粒子を横切るBの変動は、無視できるので、これは、
F==−m.grad(B)
となる。
Fc=|Γ|peak/d=|m||B|/d
m=∫v Mdv
による粒子の磁化Mに関連する。Meffは、自己減磁化(self−demagnetizing)効果
|m|=V.Meff
を含む粒子全体にまたがって平均された有効磁化または正味の磁化として記載され、その結果、このピーク偶力は
Fc=VMeffB/d
によって示され、これから、本発明者らは、磁性粒子束密度B、粒子の容積Vおよび有効な磁化Meffができるだけ大きくなければならないと結論できる。
B=Fcd/VMeff (1)
である。
kBは、ボルツマン定数であり、Tは、絶対温度であり、Vは、粒子容積であり、KUは、結晶磁気異方性(この物質の内因性の特性)であり、そしてf0はニール周波数(109Hz)である。ニール時定数によって、磁化が印加された磁場の変化に応答して結晶格子内で素早く回転し得る方法が決定される;これは、熱エネルギー(kBT)および磁気結晶エネルギー(KuV)の影響を競合することによって決定される。V∝d3なので、これは、τNが粒子サイズに対して極度に過敏であるという上の式から理解できる。一定温度で、臨界粒子直径dsが存在し、τN〜1s、
B=αFc/Meffd2 (5)
によって与えられ、ここで形状係数αは、最適の偏球については24.4、そして最適の長球については55.6である。従って、偏球(または「ディスク(disk)」)は、同じ最大寸法を有する長球(「ロッド(rod)」)の2倍を超える力を発生する。しかしこのロッドは、1つの長軸および2つの短軸を有し、一方このディスクは2つの長軸および1つの短軸を有する。標的組織内のナノ粒子の方向はランダムであり、その結果ロッド形状の粒子は、ディスク形状の粒子よりも印加磁場に対して大きな角度で自己を見出す可能性が高い。従って、それらは両方とも等しく好ましい形状であるとみなされる。
τB=3Vη/kBT
によって与えられ、ここでηは粘性である。100nm粒子については、この時間定数は、細胞内環境のさらなる代表である可能性が高い、水についてのミリ秒(η=0.89センチポアズ)から、さらに粘性の液体についての秒までに及ぶ(η〜10ポアズ)。粒子のブラウンランダム化についての時間定数が十分短い場合、磁場パルスを繰り返す前に2〜3秒間単に待つことは許容され得る。
Claims (41)
- 細胞構造もしくは組織構造、または望ましくない生体物質の蓄積に関連する障害を処置するための、患者に対する投与のための医薬の製造における1つ以上の磁性粒子の使用であって、該粒子または各々の粒子は、該構造または物質にまたはその中に局在化するものとし、該処置は、磁場を印加して該粒子または各々の粒子の回転を誘導し、これによって該構造または物質を破壊することによって行われるものとし、該磁性粒子または各々の磁性粒子は内因性の磁化を有し、該磁化は固有の結晶磁気異方性および/または形状異方性によって安定化されている、使用。
- 前記構造が哺乳動物細胞である、請求項1に記載の使用。
- 前記構造が腫瘍である、請求項1または請求項2に記載の使用。
- 前記粒子または各々の粒子が標的化部分を含む、請求項1〜3のいずれかに記載の使用。
- 前記標的化部分が抗体である、請求項4に記載の使用。
- 前記抗体が細胞内在化抗体である、請求項5に記載の使用。
- 前記粒子が、少なくとも1×105J/m3の結晶磁気異方性を有する磁性物質を含む、請求項1〜6のいずれかに記載の使用。
- 前記磁性物質が希土類金属合金または結晶性六方晶フェライトである、請求項7に記載の使用。
- 前記粒子が、生体適合性物質のコーティングを含む、請求項1〜8のいずれかに記載の使用。
- 前記粒子の磁性物質の最大寸法が50nm〜500nmである、請求項1〜9のいずれかに記載の使用。
- 前記粒子が200nmを超えない総最大寸法を有する、請求項1〜10のいずれかに記載の使用。
- 前記粒子が実質的に直方体、偏球または長球の形状である、請求項1〜11のいずれかに記載の使用。
- 物質を破壊するための方法であって、
(i)該物質においてまたはその中に1つ以上の磁性粒子を局在化させる工程と、
(ii)該磁性粒子または各々の磁性粒子に対して磁場を印加して、粒子の回転を誘導し、これによって該物質を破壊させる工程であって、該磁性粒子または各々の磁性粒子が内因性の磁化を有し、該磁化は固有の結晶磁気異方性および/または形状異方性によって安定化されており、該印加された磁場の方向および/または該物質に関する振幅が経時的に変化される、工程と、
を包含する、方法。 - 前記物質が生体物質である、請求項13に記載の方法。
- 前記物質が細胞または組織構造である、請求項13または請求項14に記載の方法。
- 前記物質が哺乳動物細胞である、請求項5、13〜15のいずれかに記載の方法。
- 前記物質が腫瘍である、請求項5、13〜16のいずれかに記載の方法。
- インビトロで行なわれる、請求項13〜17のいずれかに記載の方法。
- 前記粒子または各々の粒子が、請求項4〜12のいずれかに規定される、請求項13〜18のいずれかに記載の方法。
- 前記印加された磁場が0.01〜2テスラの粒子束密度を有する、請求項13〜19のいずれかに記載の方法。
- 前記磁場変化が連続性である、請求項13〜20のいずれかに記載の方法。
- 前記変化が不連続であり、前記磁場が前記物質を再方向付けした後に繰り返し印加される、請求項13〜20のいずれかに記載の方法。
- 前記変化が不連続であり、前記磁場が予め決定された待機時間後に繰り返し印加されて、前記粒子の磁性軸がブラウン運動の結果としてランダムな方向をとるようにされる、請求項13〜20のいずれかに記載の方法。
- 前記変化が、外部磁場発生装置を適切に制御することによって達成される、請求項13〜23のいずれかに記載の方法。
- 請求項13〜21のいずれかに依拠する場合、前記磁場の方向が、最大100Hzの周波数で変化される、請求項24に記載の方法。
- 前記変化が、前記物質を移動することによって達成される、請求項13〜25のいずれかに記載の方法。
- 請求項13〜21のいずれかに依拠する場合、前記物質が、最大10Hzの周波数で回転される、請求項25に記載の方法。
- 前記粒子の移動を行なう前に該粒子の磁気共鳴画像を得る工程をさらに包含する、請求項13〜27のいずれかに記載の方法。
- 物質を破壊するための装置であって、磁場を作動ボリュームで発生させるための磁場発生装置と;該物質にまたは該物質中に作動ボリュームで局在化する1つ以上の磁性粒子であって、該磁性粒子または各々の磁性粒子は内因性の磁化を有し、該磁化は固有の結晶磁気異方性および/または形状異方性によって安定化されている磁性粒子と;該磁性粒子を回転させるように該物質に関して該磁場に作動ボリュームで変化を生じるための制御システムと;を備える、装置。
- 前記制御システムが、前記磁場の方向と前記物質との間に相対的な移動を生じる、請求項29に記載の装置。
- 前記制御システムが、前記磁場の方向と前記作動ボリュームとの間に相対的な回転を生じる、請求項30に記載の装置。
- 前記制御システムが、前記磁場ベクトルを作動ボリュームで前記物質に関して振幅もしくは方向またはその両方で変化させるように適応されている、請求項29〜31のいずれかに記載の装置。
- 前記制御システムが、前記磁場発生装置を前記磁場に対して変化させるように適応されている、請求項32に記載の装置。
- 前記制御システムは、前記磁場発生装置が、該磁場の振幅を作動ボリュームでパルスにするように適合されている、請求項29に記載の装置。
- 前記作動ボリュームが、前記磁場発生装置の外側に位置する、請求項29〜34のいずれかに記載の装置。
- 前記磁場発生装置が1つ以上の電磁石を備える、請求項29〜35のいずれかに記載の装置。
- 前記電磁石または各々の電磁石が、高温超伝導体から製造される、請求項36に記載の装置。
- 前記磁場発生装置によって発生される磁場が、0.01〜2テスラの範囲の磁場強度を有する、請求項29〜37のいずれかに記載の装置。
- 請求項4〜12のいずれかに規定される、磁性粒子。
- 薬学的に受容可能な緩衝液、賦形剤または希釈剤中に、請求項4〜12のいずれかに規定される複数の磁性粒子を含む組成物。
- 治療用途のための、請求項40に記載の組成物。
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