JP2009028497A - 駆動誘導の発光モジュール - Google Patents
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Abstract
【課題】主に、光線力学的療法、エンターテイメント或いは製造用途に応用する駆動誘導の発光ダイオード或いはレーザーダイオードに用いられる駆動誘導の発光モジュールを提供する。
【解決手段】駆動誘導の発光モジュール装置として、磁場交代により生じる電気エネルギーがリンク或いは結合方法で駆動できる少なくとも1個の発光装置と、当該発光装置を含む駆動誘導の発光モジュール装置をカバー或いは封止できる一つの包装材を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
【解決手段】駆動誘導の発光モジュール装置として、磁場交代により生じる電気エネルギーがリンク或いは結合方法で駆動できる少なくとも1個の発光装置と、当該発光装置を含む駆動誘導の発光モジュール装置をカバー或いは封止できる一つの包装材を有することを特徴とする。
【選択図】 図1
Description
本発明は、光による駆動誘導のモジュールに関り、特にLED或いはLDで駆動誘導するモジュールで、光動力治療、エンターテイメント或いは装飾の用途に応用できることことにある。
光線力学的療法(Photodynamic therapy、PDT)は、前立腺炎を治療する一つの代替療法と見なされている。特許文献1では、この技術を利用して良性前立腺過形成(benign prostatic、BPH)或いは前立腺炎症を治療することを開示している。治療過程には、2つのステップが含まれ、一つが光感受性物質を組織内に有効量まで集積させることで、標的治療組織を感作させることにある。また一つが感作した組織を光線に暴露させることで光エネルギーを吸収、若しくは光を当てることにより光化学反応を起こさせることにある。
PDT或いは光線力学的療法は、すでに世間からある種類のガンの治療に用いる認められた方法である。基本的に、例えばPHOTOFRINRポルフィマーナトリウム或いはBPD(benzoporphyrin derivative)という種類の光感受性物質を注射した後、ガン患者或いは特定傷の患者の全身を巡る。理想的な光感受性物質が全身に巡ると共に高度に病変部に集積させる。当該薬物の薬物動態によると、上記の薬物の投与過程は数時間から数日間必要となる。適した光が標的組織にある薬物を活性化させることに用いられる。
一つの普通の代替方法として、例えば乾癬患部、病毒感染位置、ポートワイン母斑位置といった標的組織において局所的に投与し、薬物を特定位置に投与した後、光ファイバーによって伝送された光源或いは特定位置へ直接光を当てることにより、光化学反応を起こさせて薬物を活性化させることにある。
臨床応用において開発潜在能力があると見られる数種類の光感受性化合物は、現在すでに生体内で試験が行われ、これにはフォトフリンR(PHOTOERINR)及びその前駆体であるヘマトポルフィリン誘導体、BPD、クロロアルミニウムフタロシアニン(chloroaluminum phthalocyanine tetrasulfonate)、亜鉛フタロシアニン(zinc phthalocyanine tetrasulfonate)、protoporphyrin IX、プルプリン、merocyanine 540、メチレンブルー、テトラフェニルポルフィリンスルホン酸、フェオホルビド、モノアスパ-ティ塩素を含む。上記のこれら光感受性物質はいずれも500nm〜780nmの光で励起されることができる。
PDTの機序は非常に複雑で、且つ活性化の機序は光感受性物質により異なる可能性がある。しかしながら、全ての光感受性物質の一つの共通特徴であるこれらは光エネルギーを吸収することで働く。効率よく吸収するため、励起光の波長は光感受性物質の吸収帯と一致しなければならない。光を吸収して、光感受性物質を励起させ、引き続き一連の化学反応を起こし、例えば遊離基をスピーディーに発生させ、当該反応により標的細胞又は組織を壊死或いは破壊させる。
当該光化学反応は、光感受性物質にある位置にのみ発生するため、光感受性物質周囲の細胞のみを殺すことができる。細胞が壊死する機序は、その処理方法或いは使用する薬物によって異なる。例えばフォトフリンを使用した場合、局所の腫瘍組織或いは腫瘍組織血管の供給システムを崩壊することで腫瘍を壊死に陥らせる。
一般基準に適合したPDT治療結果は、腫瘍付近において、少量の光感受性物質を吸収した組織を健康に保持し、標的腫瘍組織を有効的に壊死させることができる。腫瘍の除去計画をスムーズに進めさせるため、光感受性物質が更に高く吸収され、且つ光感受性物質の吸収したエネルギーが、非常に有効的に腫瘍細胞を壊死する化学反応時に要するエネルギーに変換できなければならない。この中の一つの作用機序をここで基底状態にある光感受性物質は、光により励起した後で起こす電子状態に進み、もしも両極が遷移を許容する場合、エネルギー吸収の効果が更に高くなると概括される。
PDTの光源について、実際の観点から見ると、LEDsとLDsには多くの長所がある。例えばこれらは容易に駆動する。通常3ボルトより低い低電圧で駆動することができるが、これは材料のバンドギャップによって定まり、そして小アンペア、マイクロアンペアレベルといった電流のみを必要とする。これにより、直流電或いは交流電を問わずいずれも当該LEDs或いはLDsのシステムに応用できる。低電圧は、電気使用の安全性及び医学上での汎用性を提供し、なぜなら当該装置が簡単に携帯でき、また小型カートにも取り付けることができ、或いは特定用途について装置を定型化させることができる。LEDsの一体構造は、簡単な設計を通じて、医療環境の不足を満たすことができる。LEDsを接続する方法は、様々であるため、電圧-電流の規格は電力供給に基づいて特化できる。簡単に言うと、LEDsとLDsは効率よく且つ多岐に渡って活用される光源である。
近年、発光ダイオード(light−emitting diodes、LED)は、すでに商用において高発光性を有する重要な照明光源となっている。発光ダイオードは超小型の半導体光源で、軽く、薄く、可動方式で高屈折率、一部が透明材質とするコンポーネント内に組み込まれている。例えば、ガリウムインジウムリンの屈折率指数は3.6、インジウムガリウム窒素の指数が2.4に達することができる。発光ダイオードは透明材質でパッケージされ、屈折係数が1.5に近いエポキシ樹脂がよく使用されている材料である。当該材質は発散部分を四分の一増加させることができ、フレネル回折が九分の一(互い本來の数値を交換)まで減少させることができる。2つの商業上の良く用いられている封止形状はブリットレンズ及びダイオンボードの球状構造である。しかしながらどのような種類を問わず、ダイを避ける光は更に少なくとも50%以上捕捉されなければならないため、最高まで改善する可能性のある方法で相殺されている。現在すでに量産されているブリットレンズは、使用過程において適切な構造形態となるに伴に光エネルギーの損失を招いている。
エネルギーの誘導結合について、本発明において、駆動誘導装置である特許文献2内の「植込み式の超小型刺激装置」を使用している。前記特許文献2は、主に調節、交換された磁場を通じて起きる誘導コイルが超小型刺激装置で受信させることで、刺激装置自体に駆動能力及び情報機能の操作を提供すると記述されている。誘導コイルは、患者の体外からエネルギーを得て、電力がコンデンサに貯蔵され、電路の制御回路が制御状態にある時、電気エネルギーは超小型刺激装置の露出電極上に放出される。
光線力学的療法は、光感受性物質を影響させたいエリアに投与してから光で照射する。
特許文献3では、一種の治療用光源を開示している。前記光源は、発光ダイオードの不連続なアレイでレーザー或いはレーザーダイオードの代替となる。十分な光強度を提供するため、発光ダイオードが集中して出力する。
特許文献4では、特に光線力学的療法を実施する光源を開示している。発光ダイオードは集積アレイでハンドピースの末端に嵌め込んでいる。前記光源は十分な光強度に達するため発光ダイオードを過度に駆動し、当該装置は循環水流を通じてハンドピースの閉回路を囲まれることで過度駆動により生じた熱を冷却させている。
特許文献5では、一種の一部が類似しているが、異なるタイプの発光ダイオード集積装置を含む。これら装置は、複雑な液体冷却回路を必要とするため、装置の経費が増加し、またハンドピースの体積が大きすぎるというデメリットが生じ、特に当該装置を植え込み式の治療面に使用する場合である。
特許文献5でも、発光ダイオードの波長が300〜1300nmの間であることが言及されている。波長の選択は、光線力学的療法時に使用する光感受性物質によって定まる。しかしながら、発光ダイオードは光線力学的療法に使用する時の必要な強度を提供できるが、波長範囲内で自由に選択して使用することができない。
本発明の主な目的は、駆動誘導の発光モジュールを提供し、特に、光線力学的療法、エンターテイメント或いは製造用途に応用する駆動誘導の発光ダイオード或いはレーザーダイオードのモジュールに関る。
本発明では、磁場交代により生じる電気エネルギーがリンク或いは結合方法で駆動できる少なくとも1個の発光装置及び発光装置をカバー或いは封止できる一つの包装材を含む駆動誘導の発光モジュールを提供することにある。
絶縁銅線で鉄心を巻いてコイルを形成する駆動モジュールで、大量に巻いたコイルのため、誘導電圧も十分に上昇されることで光源を駆動できる。「誘導コイル」という専門用語も高周波交流電を帯びたコイル装置に使用され、渦電流を引き起こしてコイル内部に置かれた物品を加熱させることを意図する。誘導加熱或いは帯域溶融と同じように、これらはファラデーの法則で実証できる。
本発明において、光源には発光ダイオード或いはレーザーダイオードを含むが、前述の光源に限定されることがないものとする。
1つの好ましい実施例において、発光ダイオード或いはレーザーダイオードは低い光照射エネルギー或いは高い光照射エネルギーを提供する。
本発明において、駆動装置は周波数範囲が広い磁場交代(周波数が低いから高い)或いは人体を容易に貫くことのできる無線周波数でエネルギーを提供する。1つの好ましい実施例において、低周波数の磁場交代或いは人体を容易に貫くことのできる無線周波数のエネルギーを駆動装置の誘導に用いることができる。
電極と組織との直接接触を避けるため、本発明のモジュールは防水材質で封止する。生体適合性及び防水材質の包装は、本発明のモジュールは電子接点に影響を与えないという前提の下で洗浄できる。防水性能と安全性を配慮するため、本発明のモジュールではプラスチック材質でカバー或いはパッケージできる。プラスチック材質はポリウレタン(polyurethane)、ポリエステル(polyester)、ポリカーボネート(polycarbonate)、ポリ乳酸(polylactic acid)、ポリグリコール酸(polyglycolic acid)、コポリラクタイド・グリコライド(poly(lactide−co−glyclide))、poly(epsilon−carprolactone)、ポリエチレンイミン(polyethyleneimine)、ポリスチレン(polystyrene)、ポリアミド(polyamide)、ゴム(rubber)、ナイロン(nylon)、テフロン(登録商標)(TEFLON)、シリコーンゴム(silicone rubber)、ポリアクリロニトリル(polyacrylonitrile)、ポリアクリル酸塩(polyacrylate)、polymetacrylate、ポリエステル繊維(アルファ-ヒドロキン酸)(poly(alpha−hydroxy acid))、ポリ(ジオキサノン)poly(dioxanone)、ポリオルトエステル(poly(orthoester))、ポリエーテルエステル(poly(ether−ester))、ポリラクトン(poly(lactone))、ポリテトラフルオロエチレン(polyetrafluoroethylene)、オルガノシラン(organosilane)等の混合物或いは2種類の成分以上のコポリマーとすることができる。一つの好ましい実施例において、ポリウレタン、ポリエステル或いはポリカーボネートのいずれかの材質、且つ生体適合性を具備するポリマーを選択してモジュールの組立て・パッケージを行う。またもう一つの好ましい実施例において、パッケージ材質は半透明或いは透明なものである。その他の好ましい実施例において、当該光発生装のカバー或いはパッケージに用いるものも透明な材質を選択できる。
本発明で提供する駆動誘導の発光モジュール装置は、エンターテイメント、装飾或いはカラーの光を発生する用途に使用される。
本発明の駆動誘導の発光モジュールは、非常に多くのカラーの光を提供して私たちの環境を多様化させることができる。バラエティーで豊富な色調は、暖かいピンク色系から濃色系まで具備するため、前記モジュールの製品はエンターテイメント、美学、建築或いは装飾へ応用させることができる。
混合カラーの装置を使用すると、本発明の駆動誘導の発光モジュールは、建築士に建築物の外観、水景或いは重点展示の様々カラーのエネルギーを与えることができる。
プログラマブル磁場交代及び多重光の効果を制御する制御システムとの結合を通じて、本発明の駆動誘導の発光モジュールは、人々に驚くべき効果を与えることができ、創造力に富む光の設計や効果及び色彩強化を提供する。
本発明の技術は、公知の技術で、発光ダイオードを利用して多種類のカラー光の効果を発生する。ある種類似した技術は、例えば特許文献6、特許文献7及び特許文献8は本発明の前案に引用されている。これら前案で光効果を発生するシステムを開示しているが、プログラマブル制御の多重光システムの応用面を強調していない。
例えば特定部位が発光できるオモチャボール或いは全体が発光できるオモチャボールといった多くのオモチャはカラー照明の処理プログラムと(或いは)同時発光のネット状の呈現を改良しているが、動的に呈現したカラーを変更できるボールは1つもない。更に、いずれかのボールも遠隔地のデータ信号を反応できない。別の実施例において、よく装飾用の当該装置で飾り付け効果を強化している。例を挙げて述べると、特許文献9及び特許文献10で開示しているものは高級感を備えた発光効果の装飾用柱状物である。これの明らかな欠点は動的ライト効果を果たすため、当該システムに複雑な結束を使用しなければならない。その他比較的粗い動的ライトシステムも一般消費者がよく遭遇する物品内にあり、例えば家庭用電化製品、常夜灯或いはその他の住まい照明設備、オモチャ、衣料等である。
医療用途として、本発明の装置は、ガン、腫瘍或いは特定組織異常の患者の治療にも用いることができる。そのステップには(a)本発明の駆動誘導の発光モジュール装置を治療したい部位の周囲に植え込むことと、(b)光感受性物質をガン、腫瘍或いは特定組織に投与することと、(c)磁場変化により光モジュールを駆動すること、及び、(d)発生した光でガン、腫瘍或いは特定組織に照射することを含む。
現行の方法において、治療する標的組織は必ずしも制限されるものでなく、例えば胸部、頭部、肝臓、腎臓、胃、膵臓、腸部、脾臓、骨髄、関節、心臓、肺或いは内視鏡で評価、診断し難い身体部位をカバーしている。好ましい実施例において、胸部、頭部、肝臓、腎臓、骨髄、関節、心臓及び肺臓といった組織を治療標的としている。
本発明の光照射は、長時間或いは短時間とすることができる。
本発明でいうところの「光感受性物質」(英語は「photosensitizer」或いは「photosensitizing agent」)とは、光エネルギーを吸収した後、前立腺炎組織の変性或いは壊死を誘導する化学物質をいう。更なる要求は、使用する化学物質が人体に対して毒性がなく、且つ配合した剤形も毒性がなく、しかも化学物質が光分解した後も同じであることが期待されている。本発明は合成或いは天然を問わず、例えばpro-porphyrin 5-aminolevulinic acid(ALA)或いはその派生物というタイプの前駆体薬物又はchlorins、bacteriochlorins、isobacteriochlorins、phthalocyanine、naphathalocyanines若しくはその他四員或いは多員の大環状化合物のポルフィリン又はその派生物の物質若しくはその他の関係物質や金属の複合物といった各種の光感受性物質を適用できる。関係物質は、例えばpyropheophorbides、sapphyrinsとtexaphyrinsである。金属の複合物は、例えばスズ、アルミ、亜鉛或いはルテチウムである。これにより、Tetrahydrochlorins、purpurins、porphycenes、phenothiaziniumsは本発明の特許範囲に入るものと考えられる。その他適した光感受性物質は、例えば特許文献11、特許文献12と特許文献13内で言及したbacteriochlorophyllの派生物である。好ましい実施例においてpaladium−bacteriopheophobide WST09(Tookad.TM.)を使用した。更に、光感受性物質の選択は次のポリ(ポルフィリン)、ポルフィリン或いは両者の混合物からくることを説明する。プロドラッグには、例えばLevulan.TM.及びアミノレプリン酸エステル類といったアミノレプリン酸(aminolevulinic acid、ALA)類や特許文献14に記載して光感受性物質として利用されるMetvix.TM.、Hexvix.TM.及びBenzvix.TM.を含む。例えばジヒドロ或いはテトラヒドロのポルフィリンは特許文献15、特許文献16に記載され、並びにFoscan.TM.(temoporfin)が利用される。
本発明の好ましい実施例において、光感受性物質は特別有効的な光感受性物質、例えばgreen porphyrinsを選択し、前記物質は特許文献17内において詳細に説明している。「Green porphyrins」とは、ポルフィリン核とアルケン類がディールス・アルダー反応を起こした後でポルフィリンの派生物であるmono-hydrobenzoporphyrinを生成することである。このような生成物はベルテポルフィンと呼ばれる。ベルテポルフィンは塩素に近似するポルフィリンとして合成し、多くの構造上の類似物があり、特許文献17に開示されている。基本的に、green porphyrinはアセチレン派生物とプロトポルフィリン(ポルフィリンの前駆体)は、共役ジエンの反応状況のもとで、ディールス・アルダー反応を経て生成したテトラピロリックポルフィリン派生物である。金属陽離子で環状構造内の水素原子を置換してgreen porphyrinの金属化形式を形成することも本発明の構想に適用される。本発明はgreen porphyrinの調合を応用し、特許文献18に詳細に記載されている。
その他、目的を達成するため、本発明で使用する光感受性物質はその他の配位子と結合できる。これら配位子には、受容体に特異的なペプチド、或いは免疫グロブリン、特定断片の配位子を含む。好ましい配位子は、一般的な抗体、モノクローナル抗体或いは以上の両者の免疫反応を引き起こすことのできる有効な断片部分を指す。
2個のgreen porphyrinsで形成される二量体及びgreen porphyrinsとポルフィリンで組み合わせた二量体或いは多量体を採用できる。本発明の二量体と多量体化合物は、ポルフィリン自体の二量化或いはオリゴマーの特性を通じて合成反応を進めることができる。これにより、green porphyrins或いはポルフィリン/ポルフィリンのリンケージは直接製造でき、結合したポルフィリンはディールス・アルダー反応を通じ相互に末端ポルフィリンを交換して取得できる。当然、2個或いは多数個の光感受性物質で形成する化合物はいずれも本発明に適用できる。
上記で及んだ好ましい光感受性物質以外に、その他本発明に応用できる光感受性物質には、特許文献19、特許文献20、特許文献18及び特許文献17で開示するgreen porphyrinsと特許文献21や特許文献22内で検討するgreen porphyrinsの派生物を含む。前記文献内で典型的なgreen porphyrinsのいくつかの構造を開示し、化合物の詳細な記載を提供している。
本発明の装置は、海綿状血管腫や血管内皮腫或いはその他の疾病を治療できる。
本発明モジュールの作製方法一
図1に示すように、本発明の駆動誘導の発光モジュールは、発光装置10(例えば発光ダイオード)とコイルモジュール30付き駆動装置20が電気的に結合されたものである。組織に接触させないように、本発明は防水包装材料でモジュールを封止する。その包装材料はポリウレタン或いはポリエステルとすることができる。
図1に示すように、本発明の駆動誘導の発光モジュールは、発光装置10(例えば発光ダイオード)とコイルモジュール30付き駆動装置20が電気的に結合されたものである。組織に接触させないように、本発明は防水包装材料でモジュールを封止する。その包装材料はポリウレタン或いはポリエステルとすることができる。
本発明モジュールの作製方法二
図2に示すように、本発明の駆動誘導の発光モジュールは、発光装置10(例えば発光ダイオード)とコイルモジュール30付き駆動装置20が電気的に結合されたものである。作用効率を向上するため、多数個の駆動装置20と発光装置10を設置することができ、並びに防水包装材料でモジュールを封止する。その包装材料はポリウレタン或いはポリエステルとすることができる。
図2に示すように、本発明の駆動誘導の発光モジュールは、発光装置10(例えば発光ダイオード)とコイルモジュール30付き駆動装置20が電気的に結合されたものである。作用効率を向上するため、多数個の駆動装置20と発光装置10を設置することができ、並びに防水包装材料でモジュールを封止する。その包装材料はポリウレタン或いはポリエステルとすることができる。
本発明のモジュールは、ガン患者の治療に応用される。
肝臓癌患者を選択して光線力学的療法を実行する。肝臓腫瘍の組織に接近して手術方法で切り取ってから、フォトフリンR(Photofrin)を塗布すると共にモジュールを置く。創縫合後、磁場を発生するコイル装置の駆動ユニットで発光ダイオードを肝臓腫瘍上に照射させる。
肝臓癌患者を選択して光線力学的療法を実行する。肝臓腫瘍の組織に接近して手術方法で切り取ってから、フォトフリンR(Photofrin)を塗布すると共にモジュールを置く。創縫合後、磁場を発生するコイル装置の駆動ユニットで発光ダイオードを肝臓腫瘍上に照射させる。
以上本発明につき好適な実施例を挙げて種々説明したが、本発明はこの実施例に限定されるものではなく、当該技術を熟知する者なら誰でも、発明の精神を逸脱しない範囲内で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
10 発光装置
20 駆動装置
30 コイルモジュール
20 駆動装置
30 コイルモジュール
Claims (5)
- 駆動誘導の発光モジュール装置であって、
磁場交代により生じる電気エネルギーがリンク或いは結合方法で駆動できる少なくとも1個の発光装置、及び、
駆動誘導の発光モジュール装置をカバー或いは封止できる一つの包装材を含むことを特徴とする、駆動誘導の発光モジュール装置。 - 請求項1記載の駆動誘導の発光モジュール装置において、前記駆動は、磁場交代の低周波数、或いは、人体を容易に貫く無線周波数のパワーからであることを特徴とする、駆動誘導の発光モジュール装置。
- 請求項1記載の駆動誘導の発光モジュール装置において、前記包装材は、半透明、或いは、透明なものであることを特徴とする、駆動誘導の発光モジュール装置。
- 請求項1記載の駆動誘導の発光モジュール装置において、エンターテイメント、装飾、或いは、カラー光を発生する用途、または、物品に用いられることを特徴とする、駆動誘導の発光モジュール装置。
- 請求項1記載の駆動誘導の発光モジュール装置において、ガン、腫瘍、或いは、特定組織異常の患者の治療に用いられることを特徴とする、駆動誘導の発光モジュール装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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