JP2013208331A - Photodynamic therapy system accompanying temperature adjustment - Google Patents

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恒憲 荒井
Arisa Ito
亜莉沙 伊藤
Mei Takahashi
芽意 高橋
Emiyu Ogawa
恵美悠 小川
Kiyohiko Futami
精彦 二見
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a system capable of controlling the depth of therapy on a tissue surface layer by adjusting the binding rate of a photosensitive substance and a protein such as serum protein by adjusting the temperature of a target tissue for therapy, and varying the reaction efficiency of the photodynamic therapy.SOLUTION: A system for controlling the depth of therapy of the photodynamic therapy by temperature adjustment includes: (i) a light beam irradiation device for irradiating a target tissue for therapy with a light beam; and (ii) a cooling device for cooling the target tissue for therapy. The photodynamic therapy is performed on the surface layer of the target tissue for therapy by: having the cooling device cool the surface of the target tissue for therapy in which a photodynamic therapeutic agent is present; reducing the binding rate of the photodynamic therapeutic agent present in the surface layer of the target tissue for therapy and serum protein by cooling; increasing the ratio of the free photodynamic therapeutic agent on the surface of the target tissue for therapy; and having the light beam irradiation device irradiate the target tissue for therapy with the light beam.

Description

本発明は、光線力学的治療に関し、具体的には、光線力学的(PDT)治療において、温度制御を伴って治療深度を制御する方法及び温度制御を伴って治療深度を制御し得るシステム又は装置に関する。   The present invention relates to photodynamic therapy, and in particular, in photodynamic (PDT) therapy, a method for controlling treatment depth with temperature control and a system or apparatus capable of controlling treatment depth with temperature control About.

光線力学的治療(Photodynamic Therapy: PDT、光化学治療ともいう)は、早期癌の内視鏡下治療の他、種々の治療への適用が検討されている。PDTとは、ある種のポルフィリン誘導体等の光増感剤を静脈注射等の方法により投与し、癌組織等の病変が認められ、治療を施そうとする組織病変部に選択的に吸収・集積させた後に、レーザ光等の光線を照射することにより該組織を破壊する治療法であり、光増感剤が病変部へ選択的に集積するという性質と光により増感されるという性質を利用したものである。光線照射により病変部に取り込まれた光増感剤が励起され、増感剤のエネルギーが病変部内に存在する酸素に移乗して活性な酸素を生成し、該活性酸素が病変部の細胞を壊死させるというメカニズムが提唱されている。   Photodynamic therapy (also called photodynamic therapy: PDT, photochemical therapy) is being studied for application to various treatments in addition to endoscopic treatment of early cancer. PDT is a photosensitizer such as a porphyrin derivative that is administered by intravenous injection or other method, and lesions such as cancerous tissue are observed, which are selectively absorbed and accumulated in the tissue lesions to be treated. This is a treatment method that destroys the tissue by irradiating light such as laser light, and uses the property that the photosensitizer is selectively accumulated in the lesion and the property that it is sensitized by light. It is a thing. The photosensitizer taken into the lesion by the light irradiation is excited, and the energy of the sensitizer is transferred to the oxygen present in the lesion to generate active oxygen. The active oxygen necroses the cells in the lesion. The mechanism of making it advocated is proposed.

従来の光線力学的治療では、レーザ光により治療深度制御が行われていた(特許文献1を参照)。具体的には、レーザ光の放射照射量や発振波長による治療深度制御が広く行われている。レーザ光の放射照射量を変化させると、組織内エネルギーフルエンスが変化するため、活性酸素の産生量が変化する。この方法においては、活性酸素産生量を治療閾値以上とするか否かによって治療深度が制御できる。また、レーザ光の波長を変化させると、組織の光減衰係数が変化するため、組織内エネルギーフルエンスが変化し、治療深度を制御できる。   In conventional photodynamic therapy, treatment depth control is performed by laser light (see Patent Document 1). Specifically, treatment depth control is widely performed by the irradiation dose of laser light and the oscillation wavelength. When the irradiation dose of laser light is changed, the energy fluence in the tissue is changed, so that the production amount of active oxygen is changed. In this method, the treatment depth can be controlled depending on whether or not the amount of active oxygen production is equal to or greater than the treatment threshold. In addition, when the wavelength of the laser light is changed, the light attenuation coefficient of the tissue changes, so that the energy fluence in the tissue changes and the treatment depth can be controlled.

一方、光線力学的治療において、治療対象となる組織の温度を変化させる方法について報告されていた。例えば、治療対象組織を加温しあるいはpHを調整し、薬剤の組織浸透性を高めて光線力学的治療を行う方法が報告され(特許文献2を参照)、また光線力学的治療を行う際に、治療対象組織である皮膚の表面を38〜43℃に維持し、治療効率を高め、熱による組織の傷害を防止する方法が報告されていた(特許文献3を参照)。   On the other hand, in photodynamic therapy, a method for changing the temperature of a tissue to be treated has been reported. For example, a method of performing photodynamic therapy by heating a tissue to be treated or adjusting pH to increase the tissue permeability of a drug (see Patent Document 2) is also described. A method has been reported in which the surface of the skin, which is a tissue to be treated, is maintained at 38 to 43 ° C., the treatment efficiency is improved, and tissue damage due to heat is prevented (see Patent Document 3).

特許第4504917号公報Japanese Patent No. 4504917 US2003/0093057号公報US2003 / 0093057 Publication US2004/0225339号公報US2004 / 0225339

特許文献1等に記載の従来法の放射照射量調整による治療深度制御の場合は、レーザ光の光侵達長以下の厚みの組織に対しては治療深度制御性が劣る。光の強度は生体組織中で指数関数的に減衰し、また治療部位の含血量等によっても変動するので、その調整はクリティカルである。また、レーザ光の波長調整による治療深度制御に関しては、レーザ光の波長調整に複雑な装置を必要とするほか、組織状態及びその周囲環境によって吸収スペクトル特性が変化するので、実際には波長調整による深度制御は難しく、従来の方法における治療深度制御は精密とは言えなかった。   In the case of the treatment depth control by adjusting the irradiation dose of the conventional method described in Patent Document 1 or the like, the treatment depth controllability is inferior for a tissue having a thickness equal to or shorter than the light penetration length of the laser beam. Since the intensity of light attenuates exponentially in living tissue and varies depending on the blood content at the treatment site, the adjustment is critical. In addition, regarding the treatment depth control by adjusting the wavelength of the laser beam, in addition to requiring a complicated device for adjusting the wavelength of the laser beam, the absorption spectrum characteristics change depending on the tissue state and the surrounding environment. Depth control is difficult, and treatment depth control in the conventional method has not been precise.

また、特許文献2及び特許文献3に記載の方法においては、治療対象組織の温度を調整することが行われていたが、特許文献2に記載の方法では薬剤の浸透性を高めることを目的としており、また特許文献3に記載の方法では38〜43℃が光線力学的治療に適した温度であるという理由で、治療対象組織の温度をこの温度範囲に維持することを目的としていた。   Further, in the methods described in Patent Document 2 and Patent Document 3, the temperature of the tissue to be treated has been adjusted, but the method described in Patent Document 2 is intended to increase the permeability of the drug. In addition, the method described in Patent Document 3 aims to maintain the temperature of the tissue to be treated in this temperature range because 38 to 43 ° C. is a temperature suitable for photodynamic treatment.

本発明においては、レーザ光照射部位付近の対象治療組織の温度を調整することで、光感受性物質と血清タンパク質等のタンパク質との結合率を調整し、光線力学的治療の反応効率を変化させ、組織表層での治療深度制御を可能とするシステム若しくは装置、並びに方法の提供を目的とする。   In the present invention, by adjusting the temperature of the target treatment tissue near the laser light irradiation site, to adjust the binding rate between the photosensitive substance and proteins such as serum proteins, to change the reaction efficiency of photodynamic treatment, It is an object of the present invention to provide a system or apparatus and a method capable of controlling a treatment depth on a tissue surface.

本発明者らは、光感受性物質を用いた光線力学的治療において、低温時には光感受性物質のタンパク質結合率が低下することを見出した。その結果、光感受性物質の励起光を対象治療部位に照射し、それと同時に対象治療部位を冷却することで、温度が低下した部位において光感受性物質のタンパク質結合率が低下し、光線力学的治療の反応効率が上昇する。すなわち、組織温度調整による治療深度制御が可能になることを見出し、本発明を完成させるに至った。   The present inventors have found that, in photodynamic therapy using a photosensitive substance, the protein binding rate of the photosensitive substance decreases at low temperatures. As a result, by irradiating the target treatment site with the excitation light of the photosensitizer and simultaneously cooling the target treatment site, the protein binding rate of the photosensitizer decreases at the temperature-decreased, and photodynamic treatment The reaction efficiency increases. That is, it has been found that the treatment depth can be controlled by adjusting the tissue temperature, and the present invention has been completed.

すなわち、本発明は以下のとおりである。
[1] 温度調整により光線力学的治療の治療深度を制御するシステムであって、
(i) 治療対象組織に光線を照射するための光線照射装置、及び
(ii) 治療対象組織を冷却するための冷却装置を含み、
前記冷却装置に、光線力学的治療薬剤が存在する治療対象組織の表面を冷却させ、冷却により治療対象組織の表層部に存在する光線力学的治療薬剤と血清タンパク質との結合率を低下させ、治療対象組織の表層部の遊離型の光線力学的治療薬剤の比率を高め、
前記光線照射装置に、治療対象組織に光線を照射させることにより治療対象組織の表層部において光線力学的治療を行う、システム。
[2] 温度調整により光線力学的治療の治療深度を制御するシステムであって、
(i) 治療対象組織に光線を照射するための光線照射装置、
(ii) 治療対象組織を冷却するための冷却装置、
(iii) 治療対象組織の温度をモニタする温度モニタ装置、及び
(iv) 前記冷却装置により冷却された組織の温度に応じて前記光線照射装置からの光線照射を制御する制御装置を含み、
前記冷却装置に、光線力学的治療薬剤が存在する治療対象組織の表面を冷却させ、冷却により治療対象組織の表層部に存在する光線力学的治療薬剤と血清タンパク質との結合率を低下させ、治療対象組織の表層部の遊離型の光線力学的治療薬剤の比率を高め、
前記制御装置は、前記温度モニタ装置からの温度情報を受け、前記冷却装置に治療対象組織を所定の温度まで冷却させるとともに、治療対象組織の温度が所定の温度範囲内であるときに前記光線照射装置に光線を照射させ、治療対象組織の表層部において光線力学的治療を行う、システム。
[3] さらに、制御装置が光線照射装置の放射照射量及び/又は放射照度を制御する、[2]のシステム。
[4] 治療対象組織が皮膚又は内臓であり、光線力学的治療の対象疾患が、皮膚疾患、癌、心臓疾患、神経疾患及び血管疾患からなる群から選択される、[1]〜[3]のいずれかのシステム。
[5] 治療に用いる光線がレーザ光、LED、ハロゲン光、白熱光及び放電灯から発する光線からなる群から選択される、[1]〜[4]のいずれかのシステム。
[6] 冷却装置が、電子冷却装置、熱伝導冷却装置及び対流冷却装置からなる群から選択される、[1]〜[5]のいずれかのシステム。
[7] 冷却装置により治療対象組織の表層が1〜35℃に維持される、[1]〜[6]のいずれかのシステム。
[8] 光線力学的治療薬剤がタラポルフィンナトリウムである、[1]〜[7]のいずれかのシステム。
[9] 光線力学的治療の際に制御される治療深度が、組織表面から1〜5mmの深度の部位である、[1]〜[8]のいずれかのシステム。
[10] さらに、生体内に挿入されるカテーテルを有し、該カテーテルが光線照射装置及び冷却装置を含んでいる、[1]〜[9]のいずれかのシステム。
That is, the present invention is as follows.
[1] A system for controlling the treatment depth of photodynamic therapy by adjusting temperature,
(i) a light irradiation device for irradiating the tissue to be treated with light; and
(ii) includes a cooling device for cooling the tissue to be treated;
The cooling device cools the surface of the tissue to be treated where the photodynamic therapeutic agent is present, and the cooling reduces the binding rate between the photodynamic therapeutic agent and the serum protein present on the surface layer of the tissue to be treated, thereby treating Increase the ratio of free photodynamic therapeutic agent in the surface layer of the target tissue,
A system for performing photodynamic treatment on a surface layer portion of a treatment target tissue by causing the light irradiation apparatus to irradiate the treatment target tissue with light.
[2] A system for controlling the treatment depth of photodynamic therapy by adjusting temperature,
(i) a light irradiation device for irradiating the tissue to be treated with light;
(ii) a cooling device for cooling the tissue to be treated,
(iii) a temperature monitoring device for monitoring the temperature of the tissue to be treated, and
(iv) including a control device that controls light irradiation from the light irradiation device according to the temperature of the tissue cooled by the cooling device;
The cooling device cools the surface of the tissue to be treated where the photodynamic therapeutic agent is present, and the cooling reduces the binding rate between the photodynamic therapeutic agent and the serum protein present on the surface layer of the tissue to be treated, thereby treating Increase the ratio of free photodynamic therapeutic agent in the surface layer of the target tissue,
The control device receives temperature information from the temperature monitoring device, causes the cooling device to cool the tissue to be treated to a predetermined temperature, and irradiates the light when the temperature of the tissue to be treated is within a predetermined temperature range. A system that irradiates a device with light and performs photodynamic treatment on a surface layer of a tissue to be treated.
[3] The system according to [2], wherein the control device further controls the radiation dose and / or irradiance of the light beam irradiation device.
[4] The tissue to be treated is skin or viscera, and the target disease of photodynamic treatment is selected from the group consisting of skin disease, cancer, heart disease, neurological disease and vascular disease. [1] to [3] One of the systems.
[5] The system according to any one of [1] to [4], wherein the light beam used for treatment is selected from the group consisting of laser light, LED, halogen light, incandescent light, and light emitted from a discharge lamp.
[6] The system according to any one of [1] to [5], wherein the cooling device is selected from the group consisting of an electronic cooling device, a heat conduction cooling device, and a convection cooling device.
[7] The system according to any one of [1] to [6], wherein the surface layer of the tissue to be treated is maintained at 1 to 35 ° C. by the cooling device.
[8] The system according to any one of [1] to [7], wherein the photodynamic therapeutic agent is talaporfin sodium.
[9] The system according to any one of [1] to [8], wherein the treatment depth controlled during the photodynamic treatment is a site having a depth of 1 to 5 mm from the tissue surface.
[10] The system according to any one of [1] to [9], further including a catheter to be inserted into a living body, wherein the catheter includes a light irradiation device and a cooling device.

本発明のシステムを用いて、PDT薬剤が存在する治療部位の組織表面の温度調整を行い、表面付近のPDT薬剤を遊離の状態として、光線を照射することにより、従来は困難とされていた光線力学的治療による表層組織の治療深度の制御が可能になる。具体的には対象治療部位の温度を体温(ヒトの場合、約37℃)より低温にすることで上記光線力学的治療効率が増大するので、治療対象表面を冷却することになる。表面からの熱伝導による冷却では、ミリメートル単位で組織温度を制御できるので、本発明の装置及び方法は表面から1〜5mm程度の範囲において治療深度を正確に制御する方法として適している。生体組織の熱伝導特性は組織の血流量などによって異なるものの、時々刻々変化するものではなく、臓器別にほぼ安定している。したがって、本発明のシステム又は装置を用いることにより正確な制御が行える。   Using the system of the present invention, the temperature of the tissue surface of the treatment site where the PDT drug is present is adjusted, and the PDT drug in the vicinity of the surface is released and irradiated with light. The treatment depth of the surface tissue can be controlled by the mechanical treatment. Specifically, the surface of the treatment target is cooled because the photodynamic treatment efficiency is increased by setting the temperature of the treatment site to be lower than the body temperature (about 37 ° C. in the case of humans). In the cooling by heat conduction from the surface, the tissue temperature can be controlled in millimeters. Therefore, the apparatus and method of the present invention are suitable as a method for accurately controlling the treatment depth in the range of about 1 to 5 mm from the surface. Although the heat conduction characteristics of a living tissue vary depending on the blood flow volume of the tissue, it does not change from moment to moment and is almost stable for each organ. Therefore, accurate control can be performed by using the system or apparatus of the present invention.

本発明のシステムの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the system of this invention. タラポルフィンナトリウムのQ帯吸収ピーク波長とアルブミン濃度の関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between Q band absorption peak wavelength and albumin concentration of talaporfin sodium. タラポルフィンナトリウムの血清タンパク質結合率の温度依存性を示す図である。It is a figure which shows the temperature dependence of the serum protein binding rate of talaporfin sodium.

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明はPDT(光線力学的治療、光化学治療)に用い得る光線照射システム又は装置であり、治療部位である治療対象組織の温度を制御することにより治療深度、すなわちPDT治療により傷害させる表層組織の部分の治療深度を制御し得るシステム又は装置であり、あるいは温度調整を伴う光線力学的治療システムである。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
The present invention is a light irradiation system or device that can be used for PDT (photodynamic therapy, photochemical therapy), and controls the temperature of the tissue to be treated, which is the treatment site, to treat the depth of treatment, that is, the surface tissue damaged by PDT treatment. It is a system or device that can control the treatment depth of the part, or a photodynamic treatment system with temperature adjustment.

(1) 本発明のシステムによる光線力学的治療(PDT)
PDT(光線力学的治療、光化学治療)とは、光感受性物質(PDT薬剤、光線力学的治療薬剤、光増感剤)、PDT薬剤を励起できる光線、及び励起したPDT薬剤のエネルギーを受け取り活性化する酸素の存在により、病変部を障害・壊滅させる光化学反応を利用した治療法をいう。
(1) Photodynamic therapy (PDT) with the system of the present invention.
PDT (photodynamic therapy, photochemical therapy) is a photosensitizer (PDT drug, photodynamic therapy drug, photosensitizer), light that can excite PDT drug, and the energy of the excited PDT drug. This is a treatment that uses a photochemical reaction that damages or destroys the affected area due to the presence of oxygen.

光線を癌等の病変部に照射すると、集積した光感受性物質であるPDT薬剤は基底状態の一重項状態から分子内のエネルギーレベルが上昇し、励起状態の三重項状態に変換される。この状態に達すると、光感受性物質は光活性化され、直接的な活性フリーラジカルの生成、あるいは間接的な分子内エネルギー変換によって基底状態の三重項酸素(3O2)を高活性の一重項酸素(1O2)へ変換させる。これら2つの光活性化反応は同時に起こり、どちらの生成体とも直接細胞を傷害する作用を示す。   When a light beam is irradiated to a lesion such as cancer, the accumulated PDT drug, which is a photosensitive substance, increases its energy level in the molecule from the singlet state of the ground state, and is converted into an excited triplet state. When this state is reached, the photosensitizer is photoactivated, and the active triplet oxygen (3O2) is converted into highly active singlet oxygen (3O2) by direct generation of active free radicals or indirect intramolecular energy conversion. 1O2). These two photoactivation reactions occur simultaneously, and both products directly act to damage cells.

PDTを行なう場合、光感受性物質(PDT薬剤)を投与する必要があるが、本発明のシステムと組合わせるPDT薬剤は限定されず公知のPDT薬剤をその吸収波長の光線と組合わせて用いることができ、PDT薬剤と光線種を適宜選択すればよい。光線の波長としてはPDT薬剤のSoret帯における吸収波長あるいは、Q帯における吸収波長を適宜選択すればよい。用いるPDT薬剤も630nm付近にQ帯吸収波長を有する薬剤から、より長波長側に吸収波長を有する薬剤のいずれも用いることができる。PDT薬剤として、例えば、クロリン系薬剤であるATX-S10(670nm)(Iminochlorin aspartic acid 誘導体、東洋薄荷工業株式会社、平成12年株式会社光ケミカル研究所に権利譲渡、特開平6-80671号公報)、NPe6 (664nm) (タラポルフィンナトリウム、レザフィリン(登録商標)、mono-L-aspartyl chlorin e6、特許第2961074号公報)、mTHPC(652nm)、SnET2 (660nm) (tin etiopurpurin、ミラバント・メディカル・テクノロジーズ)、AlPcS (675nm) (chloro aluminium sulphonated phthalocyanine)、BPD-MA(690nm)(benzoporphyrin derivative monoacid ring A、QLT社)、Lu-tex (732nm) (Lutetium Texaphyrin)等が挙げられる。また、ヘマトポルフィリン誘導体として、ポルフィマーナトリウム(フォトフリン)(630nm)、ALA(635nm)(LEVULAN、Aminolevulinic Acid)等が挙げられる。これらのPDT薬剤の投与は、薬剤をリン酸緩衝塩溶液等の適当な緩衝液に溶解させ、必要に応じて医薬的に許容できる添加物を添加する。添加物としては、有機溶媒等の溶解補助剤、酸、塩基等のpH調整剤、アスコルビン酸等の安定剤、グルコース等の賦形剤、塩化ナトリウム等の等張化剤などが挙げられる。   When performing PDT, it is necessary to administer a photosensitive substance (PDT drug). However, the PDT drug used in combination with the system of the present invention is not limited, and a known PDT drug may be used in combination with light having the absorption wavelength. It is possible to select the PDT drug and the light type as appropriate. As the wavelength of the light beam, the absorption wavelength in the Soret band of the PDT drug or the absorption wavelength in the Q band may be appropriately selected. As the PDT drug to be used, any drug having a Q-band absorption wavelength near 630 nm to a drug having an absorption wavelength on the longer wavelength side can be used. As a PDT drug, for example, ATX-S10 (670 nm), which is a chlorin-based drug (Iminochlorin aspartic acid derivative, Toyo Hikaru Kogyo Co., Ltd., transferred to Photochemical Laboratories Co., Ltd., JP-A-6-80671) NPe6 (664nm) (Taraporfin sodium, Rezaphyrin (registered trademark), mono-L-aspartyl chlorin e6, Japanese Patent No. 2961074), mTHPC (652nm), SnET2 (660nm) (tin etiopurpurin, Mirabant Medical Technologies) AlPcS (675 nm) (chloro aluminum sulphonated phthalocyanine), BPD-MA (690 nm) (benzoporphyrin derivative monoacid ring A, QLT), Lu-tex (732 nm) (Lutetium Texaphyrin) and the like. Examples of hematoporphyrin derivatives include porfimer sodium (photofurin) (630 nm), ALA (635 nm) (LEVULAN, Aminolevulinic Acid) and the like. For administration of these PDT drugs, the drug is dissolved in an appropriate buffer solution such as a phosphate buffered salt solution, and pharmaceutically acceptable additives are added as necessary. Examples of additives include solubilizers such as organic solvents, pH adjusters such as acids and bases, stabilizers such as ascorbic acid, excipients such as glucose, and isotonic agents such as sodium chloride.

投与方法は、限定されず、静脈注射、筋肉注射、皮下注射、経口投与等により投与すればよい。また、病変部に直接投与してもよい。例えば、治療しようとする疾患が消化器や心臓などの体内に存在する場合、カテーテルにニードル、薬剤注入部等の薬剤投与手段を配設しドラッグデリバリーカテーテルとして、薬剤を局所的に投与してもよい。PDT薬剤の投与量は限定されず、静脈注射等により全身投与する場合は、0.01〜100mg/kg体重、好ましくは1〜5mg/kg体重である。局所投与の場合は、例えば数μg/mL〜数mg/mLに調製した薬剤を数μL〜数mL直接病変部に注入等により投与すればよい。後述のように、本発明の装置により病変部における薬剤の集積度をモニタできるので、モニタの結果に応じて追加投与してもよい。投与は、皮膚等への塗布も含む。
薬剤投与あるいは塗布から光照射までの時間は数分でも数時間でも数日でもよい。
The administration method is not limited, and may be administered by intravenous injection, intramuscular injection, subcutaneous injection, oral administration or the like. Moreover, you may administer directly to a lesioned part. For example, when a disease to be treated exists in the body such as the digestive tract or the heart, a drug administration means such as a needle or a drug injection part is arranged on the catheter, and the drug can be locally administered as a drug delivery catheter. Good. The dose of the PDT drug is not limited, and is 0.01 to 100 mg / kg body weight, preferably 1 to 5 mg / kg body weight when systemically administered by intravenous injection or the like. In the case of local administration, for example, a drug prepared at several μg / mL to several mg / mL may be administered by injection or the like directly into the lesion site from several μL to several mL. As will be described later, since the accumulation degree of the drug in the lesion can be monitored by the apparatus of the present invention, additional administration may be performed according to the monitoring result. Administration includes application to the skin and the like.
The time from drug administration or application to light irradiation may be several minutes, hours or days.

(2) 本発明のシステムの治療対象疾患
本発明の温度調整による光線力学的治療の治療深度を制御するシステムによる治療の対象となる疾患の病変部は、組織において細胞の異常増殖等の細胞異常を伴う疾患の病変部であり、該組織病変部の細胞を傷害することにより疾患の進行を停止させ治療することが可能である、又は拡大を防止することが可能な病変部である。本発明の光線照射装置による治療の対象となる疾患の病変部は、組織の浅部に存在する表層組織の病変部である。組織は、体外に表面を有する皮膚等の組織も、体内に表面を有する内臓等の組織も含む。なお、本発明において、治療の対象となる疾患の病変部を治療部位と呼ぶことがあり、治療部位を含む治療対象である組織を治療対象組織と呼ぶことがある。
治療対象とする被験体は、ヒト又は下記の疾患を罹患し得る非ヒト哺乳動物等の非ヒト動物である。
(2) Disease to be treated by the system of the present invention The lesion of the disease to be treated by the system for controlling the treatment depth of the photodynamic treatment by temperature adjustment of the present invention is a cell abnormality such as abnormal cell proliferation in the tissue. The lesion is a lesion with a disease, and the lesion can be treated by stopping the progression of the disease by damaging the cells of the tissue lesion or preventing the spread. The lesioned part of the disease to be treated by the light irradiation apparatus of the present invention is a lesioned part of the surface layer tissue present in the shallow part of the tissue. The tissues include tissues such as skin having a surface outside the body and tissues such as viscera having a surface inside the body. In the present invention, a lesion site of a disease to be treated may be referred to as a treatment site, and a tissue that is a treatment target including the treatment site may be referred to as a treatment target tissue.
The subject to be treated is a human or a non-human animal such as a non-human mammal that can suffer from the following diseases.

本発明において浅部の深さは限定されないが、光線を照射する表面から0.05mm〜10mm、0.05mm〜7mm、0.05mm〜5mm、0.05mm〜3mmまたは0.05mm〜1mm程度の深さの部分をいう。本発明のシステムを用いることにより、上記の範囲の深さの部位を正確にミリメートル単位で深度制御して治療することができる。特に、表面から1〜5mmの深さの部位の治療に適している。   In the present invention, the depth of the shallow portion is not limited, but a portion having a depth of about 0.05 mm to 10 mm, 0.05 mm to 7 mm, 0.05 mm to 5 mm, 0.05 mm to 3 mm, or 0.05 mm to 1 mm from the surface irradiated with the light beam. Say. By using the system of the present invention, it is possible to treat a region having a depth within the above range by accurately controlling the depth in millimeter units. In particular, it is suitable for treatment of a site having a depth of 1 to 5 mm from the surface.

本発明の装置を用いて治療し得る疾患としては、PDT治療により治療し得るすべての疾患が対象となる。このような疾患として、癌を含む皮膚疾患、皮膚以外の癌、不整脈や心筋症等の心臓疾患、神経疾患、動脈硬化等の血管疾患等が挙げられるが、これらには限定されず、光線力学的治療の対象となり得るあらゆる疾患が含まれる。   The diseases that can be treated using the device of the present invention include all diseases that can be treated by PDT treatment. Examples of such diseases include skin diseases including cancer, cancers other than skin, heart diseases such as arrhythmia and cardiomyopathy, neurological diseases, and vascular diseases such as arteriosclerosis. Any disease that can be the subject of clinical treatment is included.

皮膚疾患としては、日光角化症、ボーエン病、表在型若しくは結節型基底細胞癌、乳房外パジェット病、皮膚リンパ腫、日光口唇炎、基底細胞母班症候群等の皮膚腫瘍性疾患、尋常性座蒼(ニキビ)、脂腺母班、脂腺増殖症、難治性の手足の疣贅(イボ)、尖圭コンジローマ、ボーエン様丘疹症、疣贅状表皮発育異常症、脂漏性角化症、ダリエー病、尋常性乾癬、円形脱毛症、皮膚サルコイドーシス、腱サルコイドーシス、強皮症、モルフィア、扁平苔癬、硬化性萎縮性苔癬、環状肉芽腫、糖尿病性脂肪類壊死、皮膚や爪の真菌症、皮膚リーシュマニア症、創傷、あざ、しみ、そばかす等の非腫瘍性疾患が挙げられる。また、その他の皮膚の美容のための処置も対象となる。   Skin diseases include actinic keratosis, Bowen's disease, superficial or nodular basal cell carcinoma, extramammary Paget's disease, cutaneous lymphoma, sun cheilitis, basal cell macular syndrome, etc., vulgaris Acne, sebaceous glands, sebaceous hyperplasia, wart of refractory limbs (warts), warts, bowen-like papulosis, wart-like epidermal growth disorder, seborrheic keratosis, Darier's disease, psoriasis vulgaris, alopecia areata, cutaneous sarcoidosis, tendon sarcoidosis, scleroderma, morphia, lichen planus, sclerosing atrophy lichen, ring granulomas, diabetic fatty necrosis, skin and nail mycosis Non-neoplastic diseases such as cutaneous leishmaniasis, wounds, bruises, blemishes, freckles and the like. Other skin cosmetic procedures are also targeted.

皮膚以外の癌としては、前立腺癌、膀胱癌、食道癌、直腸癌、大腸癌、子宮頸癌、子宮体癌、胆道癌、胃癌、膵癌等が挙げられる。
また、心房細動などの不整脈は心筋の異常電気伝導部位に対してアブレーションすることにより治療することができる。
Examples of cancers other than skin include prostate cancer, bladder cancer, esophageal cancer, rectal cancer, colon cancer, cervical cancer, endometrial cancer, biliary tract cancer, stomach cancer, pancreatic cancer and the like.
Arrhythmias such as atrial fibrillation can be treated by ablating abnormal electrical conduction sites in the myocardium.

(3) 本発明システムによる深度制御方法
PDT治療において、投与したPDT薬剤は生体内の血清タンパク質等の生体内のタンパク質と結合し得る。一般的に治療薬等の薬物を生体に投与した場合、薬物は血清タンパク質と結合し、薬物はタンパク質に結合した結合型及び結合していない非結合型(遊離型)の2つの状態で存在する。結合型と非結合型は可逆であり、両者の存在比率は、各薬物に固有なタンパク質との親和性により、決定される。
(3) Depth control method by the system of the present invention
In PDT treatment, an administered PDT drug can bind to in vivo proteins such as in vivo serum proteins. In general, when a drug such as a therapeutic drug is administered to a living body, the drug binds to a serum protein, and the drug exists in two states, a bound form that is bound to the protein and an unbound form (free form) that is not bound to the protein. . The binding type and the non-binding type are reversible, and the abundance ratio of both is determined by the affinity with the protein specific to each drug.

静脈注射により、PDT薬剤を投与した場合、PDT薬剤は血液中を通って運搬され、その間にほとんど全部のPDT薬剤が血清タンパク質と結合する。PDT薬剤が結合する血清タンパク質として、血清アルブミン、リポタンパク質、糖タンパク質、グロブリン等が挙げられる。この中でも、タラポルフィンナトリウムなどの水溶性薬剤等の一部のPDT薬剤は血液中の存在量が多い血清アルブミンと大きい確率で結合する。血清アルブミンには薬物が結合する部位として、サイトI(ワルファリンサイト)、サイトII(ジアゼパムサイト)及びサイトIII(ジギトキシンサイト)が存在し、PDT薬剤はサイトII(ジアゼパムサイト)に結合する。また、フォトフリンなどのポルフィリン系の脂溶性薬剤は低密度リポタンパク質に結合する。PDT薬剤が血清タンパク質と結合した場合、一重項酸素等の活性酸素が発生しにくくなり、PDT治療の効率が低下してしまう。   When a PDT drug is administered by intravenous injection, the PDT drug is transported through the blood, during which almost all PDT drug binds to serum proteins. Serum albumin, lipoprotein, glycoprotein, globulin, etc. are mentioned as the serum protein to which the PDT drug binds. Among them, some PDT drugs such as water-soluble drugs such as talaporfin sodium bind to serum albumin having a large amount in blood with a high probability. Serum albumin has site I (warfarin site), site II (diazepam site) and site III (digitoxin site) as sites for drug binding, and PDT drug binds to site II (diazepam site). Also, porphyrin-based fat-soluble drugs such as photofurin bind to low density lipoprotein. When a PDT drug is bound to a serum protein, active oxygen such as singlet oxygen is less likely to be generated, and the efficiency of PDT treatment is reduced.

PDT薬剤と血清タンパク質との結合率は温度により変化し、ヒトの体温に近い約37℃の温度では結合率が高いが、温度の低下に伴い結合率が低下する。温度による結合率の変化は、PDT薬剤の濃度及び血清タンパク質の濃度により異なる。例えば、in vitroにおいて、15μMのウシ血清アルブミンと60μMのタラポルフィンナトリウムを混合し温度を変化させた場合、37℃では約83%のタラポルフィンナトリウムが血清アルブミンと結合し、24〜26℃では約69%に低下する。すなわち、温度を37℃から24〜26℃に低下させることにより、血清アルブミンと結合していない遊離のタラポルフィンナトリウムの量が約14%増大する。PDT薬剤を生体に投与した場合、ヒトの場合、生体の温度(体温)は約37℃であるので、投与したほとんどのPDT薬剤は血清タンパク質と結合する。   The binding rate between the PDT drug and the serum protein varies depending on the temperature. The binding rate is high at a temperature of about 37 ° C., which is close to human body temperature, but the binding rate decreases as the temperature decreases. The change in the binding rate with temperature varies depending on the concentration of PDT drug and the concentration of serum protein. For example, in vitro, when 15 μM bovine serum albumin and 60 μM talaporfin sodium are mixed and the temperature is changed, about 83% talaporfin sodium binds to serum albumin at 37 ° C., and about 24 to 26 ° C. Reduce to 69%. That is, reducing the temperature from 37 ° C. to 24-26 ° C. increases the amount of free talaporfin sodium that is not bound to serum albumin by about 14%. When a PDT drug is administered to a living body, since the temperature (body temperature) of the living body is about 37 ° C. in humans, most of the administered PDT drug binds to serum proteins.

本発明においては、PDT治療により治療を行おうとする部位にPDT薬剤が存在している状態で、該部位の温度を低下させることにより、PDT薬剤と血清タンパク質の結合率を低下させることができ、遊離のPDT薬剤の存在比率が多くなる。その結果、PDT薬剤によるPDT治療効果が上昇する。ほとんど総てのPDT薬剤が血清タンパク質に結合している状態で、数%〜数十%のPDT薬剤が遊離のPDT薬剤となっただけで、PDT治療効率は著しく向上する。   In the present invention, in the state where the PDT drug is present at the site to be treated by the PDT treatment, by reducing the temperature of the site, the binding rate of the PDT drug and serum protein can be reduced, Increases the proportion of free PDT drug. As a result, the PDT treatment effect by the PDT drug is increased. With almost all PDT drugs bound to serum proteins, only a few percent to a few tens of PDT drugs become free PDT drugs, which significantly improves PDT treatment efficiency.

本発明においては、PDT治療を行おうとする治療対象組織の病変部位にPDT薬剤が存在している状態で、該病変部位を冷却することにより、温度を低下させ、治療効率を上げる。冷却部位を調節することにより、冷却された部位のみで遊離のPDT薬剤が増え、冷却されない部位ではPDT薬剤は血清タンパク質と結合した結合型の状態で存在する。治療対象組織にレーザ光を照射した場合、冷却され、遊離のPDT薬剤が存在する部位のみで一重項酸素が効率的に発生し、その部位の細胞が死滅する。一方、冷却されなかった部位においてはPDT治療効果が現れないので、細胞は死滅しない。   In the present invention, in the state where the PDT drug is present in the lesion site of the tissue to be treated for PDT treatment, the lesion site is cooled to lower the temperature and increase the treatment efficiency. By adjusting the cooling site, the amount of free PDT drug increases only at the cooled site, and the PDT drug is present in a bound state bound to the serum protein at the non-cooled site. When the treatment target tissue is irradiated with laser light, it is cooled, singlet oxygen is efficiently generated only at the site where the free PDT drug is present, and cells at that site die. On the other hand, the PDT treatment effect does not appear in the area that has not been cooled, so the cells do not die.

実際には、特定の部位を冷却しようとした場合でも、熱伝導により冷却部位は広がり、冷却した部位から離れるに従って、温度は高くなり、さらに離れた部位は冷却されることなく体温を維持している。冷却部位からの距離に応じた温度分布に対応して、各部位におけるPDT薬剤のタンパク質との結合率が変化する。治療部位及びその周辺のPDT薬剤の濃度、治療部位及びその周辺の温度分布により、PDT薬剤の結合率が決まる。すなわち、治療部位におけるPDT薬剤濃度を制御し、さらに冷却温度や冷却時間を制御することにより、PDT治療効率の高い領域を制御することができる。従って、本発明のシステムを用いた場合、治療対象組織の表面を冷却して、熱伝導により組織の内部である表層組織を冷却する場合であっても、ミリメートル単位で組織内部の温度を制御することができる。なお、生体組織の熱伝導性は組織の血流量等により変化するが、その変動幅は大きいものではなく、臓器や組織により安定しているので、本発明のシステムを用いることにより、組織の温度を正確に制御し、適格なPDT治療を行うことができる。   In fact, even when trying to cool a specific part, the cooling part spreads due to heat conduction, the temperature increases as it gets away from the cooled part, and the body part keeps the body temperature without being cooled further. Yes. Corresponding to the temperature distribution according to the distance from the cooling site, the binding rate of the PDT drug to the protein at each site changes. The binding rate of the PDT drug is determined by the concentration of the PDT drug in the treatment site and its surroundings and the temperature distribution in the treatment site and its surroundings. That is, by controlling the PDT drug concentration at the treatment site and further controlling the cooling temperature and the cooling time, it is possible to control a region with high PDT treatment efficiency. Accordingly, when the system of the present invention is used, the temperature inside the tissue is controlled in millimeters even when the surface of the tissue to be treated is cooled and the superficial tissue inside the tissue is cooled by heat conduction. be able to. Although the thermal conductivity of living tissue varies depending on the blood flow volume of the tissue, the fluctuation range is not large and is more stable in organs and tissues. By using the system of the present invention, the temperature of the tissue Can be controlled accurately and eligible PDT treatment can be performed.

例えば、PDT薬剤の生体への投与量を低減させ、治療部位に存在するPDT薬剤の濃度を、PDT薬剤が血清タンパク質に結合した状態で、光線を照射してもPDT治療効果が得られない濃度に制御しておけばよい。この場合、PDT薬剤が存在する部位を冷却し、PDT薬剤を遊離の状態とすることにより、遊離のPDT薬剤が局在している部位のみでPDT治療効果を発揮させることができる。治療部位をその表面から冷却し、冷却温度を適切に制御し、表面付近のみを冷却すれば、冷却した部分のみで遊離のPDT薬剤の濃度が高まり、遊離のPDTがPDT治療効果を発揮する程度の濃度で存在する部位を表面から浅い部分のみに限定することができ、この結果、浅部限局的に治療を行うことができる。すなわち、本発明の装置を用いたPDT治療は、組織表面からの距離が小さい部位、すなわち、治療部位である組織の表面に対して浅部に位置する部位である表層組織のPDT治療に有効である。本発明では、このような場合、治療部位の遊離のPDT薬剤濃度が高まり、光線に対する治療閾値が低下するという。治療閾値が低下した結果、その部分の治療が可能になる。   For example, reduce the dose of PDT drug to the body, the concentration of PDT drug at the treatment site, the concentration at which the PDT therapeutic effect is not obtained even if irradiated with light in the state where the PDT drug is bound to serum protein You just have to control it. In this case, the PDT therapeutic effect can be exhibited only at the site where the free PDT drug is localized by cooling the site where the PDT drug is present and making the PDT drug free. If the treatment site is cooled from the surface, the cooling temperature is appropriately controlled, and only the vicinity of the surface is cooled, the concentration of free PDT drug increases only in the cooled part, and the extent to which free PDT exerts PDT treatment effect It is possible to limit the portion existing at the concentration of only the shallow portion from the surface, and as a result, the treatment can be performed in a shallow region. That is, the PDT treatment using the device of the present invention is effective for PDT treatment of a surface layer tissue that is a site located at a shallow portion with respect to the surface of the tissue that is the treatment site, that is, the site from the tissue surface. is there. According to the present invention, in such a case, the concentration of free PDT drug at the treatment site is increased and the treatment threshold for light is decreased. As a result of the lowering of the treatment threshold, treatment of that part becomes possible.

治療対象である組織を表面から冷却することにより、表面付近で特に温度が低下する。この際に、冷却の程度を制御することにより、治療しようとする部位のみを一定温度まで低下させればよい。冷却により、治療部位を体温より低い温度に維持して、治療用光線を照射すればよい。このとき、冷却した後に光線を照射してもよいし、冷却しながら光線を照射してもよい。
本発明において、PDT治療は、PDT薬剤投与後、数分から数時間以内に光線を照射すればよく、早期の治療(早期PDT治療)も可能である。
By cooling the tissue to be treated from the surface, the temperature decreases particularly near the surface. At this time, by controlling the degree of cooling, only the part to be treated has to be lowered to a certain temperature. By cooling, the treatment site may be maintained at a temperature lower than the body temperature and irradiated with a therapeutic light beam. At this time, the light beam may be irradiated after cooling, or the light beam may be irradiated while cooling.
In the present invention, PDT treatment may be performed within a few minutes to several hours after administration of a PDT drug, and early treatment (early PDT treatment) is also possible.

(4) 本発明のシステムの構成及び制御方法
本発明のPDT治療に用いることができる温度調整による光線力学的治療の治療深度制御システムは、少なくとも、治療部位に光線を照射するための光線照射装置(光線照射手段)及び治療部位を冷却するための冷却装置を有する。光線照射装置は、光線を発生させ該光線を治療部位に照射する装置である。光線照射装置は、光線を発生する光線発生装置(光線発生手段)と光線を照射する光線照射部位と光線を光線発生装置から光線照射部位へ伝送する光線伝送部位(光線伝送手段)を含んでいてもよい。生体外の皮膚等を治療する場合、光線発生装置から発生した光線を直接治療部位に照射すればよい。一方、生体内の消化管、心臓、血管、前立腺等の組織を治療する場合、光線照射部位を備えたカテーテルを用い、該光線照射部と光線発生装置を光線伝送部位と連結した装置を用いる。光線照射部位を含むカテーテルを生体内に挿入し、生体外の光線発生装置で光線を発生させ、光伝送部位を通して、生体内の治療部位に光線照射部位から光線を照射すればよい。
(4) Configuration and Control Method of System of the Present Invention A treatment depth control system for photodynamic therapy by temperature adjustment that can be used for the PDT treatment of the present invention is a light beam irradiation apparatus for irradiating at least a treatment site with a light beam. (Light irradiation means) and a cooling device for cooling the treatment site. The light beam irradiation device is a device that generates a light beam and irradiates the treatment site with the light beam. The light beam irradiation device includes a light beam generation device (light beam generation unit) that generates a light beam, a light beam irradiation site that irradiates the light beam, and a light beam transmission site (light beam transmission unit) that transmits the light beam from the light beam generation device to the light beam irradiation site. Also good. When treating skin or the like outside the living body, the treatment site may be irradiated directly with the light generated from the light generator. On the other hand, when treating tissues such as the digestive tract, heart, blood vessels, and prostate in a living body, a catheter having a light irradiation site is used, and a device in which the light irradiation unit and the light generator are connected to a light transmission site is used. A catheter including a light irradiation site may be inserted into a living body, light may be generated by an in vitro light generation device, and light may be irradiated from the light irradiation site to the treatment site in the living body through the light transmission site.

本発明の装置は、温度調整により治療深度を制御し得る光線力学的治療システムということもできる。また、システム全体を装置ということもできる。   The apparatus of the present invention can also be referred to as a photodynamic treatment system capable of controlling the treatment depth by adjusting the temperature. The entire system can also be called a device.

本発明の装置において治療のために照射する光線の種類は限定されないが、PDT薬剤に光化学反応を生じさせ、一重項酸素等の活性酸素を発生させ得る光線を用いることができる。このような光線照射装置として、レーザ光を発生させる単一又は複数波長発振のレーザ装置、LED光を発生させるLED(Light Emitting Diode)、蛍光を発生させる蛍光ランプ、ハロゲン光を発生させるハロゲンランプ、白熱灯、アーク放電若しくはグロー放電を利用した放電灯、波長可変のオプティカルパラメトリックオッシレーター(OPO; Optical Parametric Oscillator)が挙げられる。この中でもレーザ装置が好ましい。照射する波長は400nmから800nmであり、用いるPDT薬剤の吸収波長に近い波長の光線を用いればよい。光線の種類によっては、適宜フィルター等を用いて特定波長域の光線を抽出し、その光線を照射すればよい。レーザとしては、半導体レーザ、エキシマダイレーザ、色素レーザ、可変波長近赤外レーザの二逓倍波等を好適に用いることができる。光線はパルスレーザ等のパルス光線でも連続レーザ等の連続光線でもよい。ここで、パルス光線とは、パルス幅が1ms以下のものをいう。また、連続光は、ライトチョッパーを用いて断続させ、パルス光線として照射することもできる。本発明の装置で用いる光線は、好ましくは連続レーザかつ半導体レーザである。   Although the kind of light irradiated for treatment in the apparatus of the present invention is not limited, a light capable of generating a photochemical reaction in the PDT drug and generating active oxygen such as singlet oxygen can be used. As such a light irradiation device, a single or multiple wavelength oscillation laser device that generates laser light, an LED (Light Emitting Diode) that generates LED light, a fluorescent lamp that generates fluorescence, a halogen lamp that generates halogen light, Examples include incandescent lamps, discharge lamps that use arc discharge or glow discharge, and optical parametric oscillators (OPO) with variable wavelength. Among these, a laser apparatus is preferable. The irradiation wavelength is from 400 nm to 800 nm, and light having a wavelength close to the absorption wavelength of the PDT drug to be used may be used. Depending on the type of light beam, a light beam in a specific wavelength region may be extracted as appropriate using a filter or the like and irradiated with the light beam. As the laser, a semiconductor laser, an excimer die laser, a dye laser, a double wave of a variable wavelength near infrared laser, or the like can be preferably used. The light beam may be a pulse beam such as a pulse laser or a continuous beam such as a continuous laser. Here, the pulsed light means that having a pulse width of 1 ms or less. Moreover, continuous light can be interrupted using a light chopper and irradiated as a pulsed beam. The light beam used in the apparatus of the present invention is preferably a continuous laser and a semiconductor laser.

光線照射装置により発生させ治療対象組織の治療部位に照射する光線の放射照度(W/cm2)又は放射照射量(J/cm2)は、治療すべき病変部の大きさ等により適宜決定することができる。照射光線の放射照度の例として、10mW/cm2〜5MW/cm2の範囲が挙げられ、放射照射量の例として1〜500J/cm2以上が例示できる。さらに、パルス光線を用いる場合、PDT治療効率を高めるためには、照射するパルス光線の繰り返し周波数も調節する必要がある。これは、光線照射により励起されたPDT薬剤のエネルギーが周囲の酸素に移乗して酸素が活性酸素に変化して細胞に作用する結果、光線を照射した部分の酸素濃度が一時的に低下するので、周囲から酸素が拡散供給されるまで次のパルス光線照射を待たないとならないからである。すなわち、繰り返し周波数が高過ぎる場合は酸素の供給が間に合わなくなりPDT治療効率が低下し、繰り返し周波数が低過ぎる場合は光線照射時間が長くなり過ぎてPDT治療として成立しない。従って、良好な治療効率が得られる繰り返し周波数には一定の範囲がある。繰り返し周波数は治療しようとする部位の酸素濃度やPDT薬剤集積量により適宜変化させればよく、上述のように生体組織を模したモデルを用いることにより、適切な繰り返し周波数を決定することができる。繰り返し周波数の範囲は限定されないが、例えば1Hz〜1kHzである。 The irradiance (W / cm 2 ) or radiation dose (J / cm 2 ) of the light generated by the light irradiation device and applied to the treatment site of the tissue to be treated is appropriately determined according to the size of the lesion to be treated. be able to. Examples of the irradiance of the irradiation light, include a range of 10mW / cm 2 ~5MW / cm 2 , 1~500J / cm 2 or more can be exemplified as the examples of the radiation dose. Furthermore, when using pulsed light, it is necessary to adjust the repetition frequency of the irradiated pulsed light in order to increase the PDT treatment efficiency. This is because the energy of the PDT drug excited by the light irradiation is transferred to the surrounding oxygen and the oxygen changes to active oxygen and acts on the cells. As a result, the oxygen concentration in the part irradiated with the light temporarily decreases. This is because it is necessary to wait for the next pulse beam irradiation until oxygen is diffusely supplied from the surroundings. That is, when the repetition frequency is too high, the supply of oxygen is not in time, and the PDT treatment efficiency is lowered, and when the repetition frequency is too low, the light irradiation time becomes too long to be established as PDT treatment. Therefore, there is a certain range in the repetition frequency at which good treatment efficiency can be obtained. The repetition frequency may be appropriately changed depending on the oxygen concentration of the site to be treated and the PDT drug accumulation amount, and an appropriate repetition frequency can be determined by using the model imitating a living tissue as described above. The range of the repetition frequency is not limited, but is, for example, 1 Hz to 1 kHz.

冷却装置としては、ジェル状、板状等の形状の冷却材を用いた熱伝導冷却により治療部位を冷却する装置;冷却ガスや冷却エアー等を用いて風冷するか、あるいは冷却した生理食塩水や油等の液体を用いて灌流により冷却する、対流冷却により治療部位を冷却する対流冷却装置;ペルチェ冷却装置等の熱伝冷却により冷却する電子冷却装置等が挙げられる。ペルチェ冷却装置は、ペルチェ効果を利用して半導体素子を使用して金属等の冷却部を冷却する装置である。この中でも、電子冷却装置は、電子的に高精度の温度制御を行うことができるので好ましい。   As a cooling device, a device for cooling a treatment site by heat conduction cooling using a gel-like or plate-like coolant; cooling with air using cooling gas or cooling air, or cooled physiological saline A convection cooling device that cools the treatment site by convection cooling using a liquid such as water or oil; an electronic cooling device that cools by heat transfer such as a Peltier cooling device. The Peltier cooling device is a device that uses a Peltier effect to cool a cooling unit such as metal using a semiconductor element. Among these, the electronic cooling device is preferable because it can electronically perform highly accurate temperature control.

これらの冷却装置を用いて治療部位を冷却し、治療しようとする被験体の体温よりも治療部位の温度を低下させればよい。被験体がヒトの場合、ヒトの平熱の体温は約37℃であるので、1〜35℃、好ましくは1〜30℃、さらに好ましくは5〜25℃、特に好ましくは5〜15℃程度まで冷却すればよい。   What is necessary is just to cool a treatment site | part using these cooling devices and to make the temperature of a treatment site | part lower than the body temperature of the test subject to treat. When the subject is a human, the normal body temperature of human is about 37 ° C, so it is cooled to 1 to 35 ° C, preferably 1 to 30 ° C, more preferably 5 to 25 ° C, particularly preferably about 5 to 15 ° C. do it.

熱伝導冷却装置を用いる場合、熱伝導冷却装置を治療対象組織の治療部位の表面に接触させ、治療部位を上記温度まで冷却する。対流冷却装置を用いる場合、該装置を用いて治療部位の表面に冷却した気体又は液体を当て、治療部位を上記温度まで冷却する。また、電子冷却装置を用いる場合、冷却部を治療部位の表面に接触させ、治療部位を上記温度まで冷却する。   When using the heat conduction cooling device, the heat conduction cooling device is brought into contact with the surface of the treatment site of the tissue to be treated, and the treatment site is cooled to the above temperature. When a convection cooling device is used, a cooled gas or liquid is applied to the surface of the treatment site using the device to cool the treatment site to the above temperature. Moreover, when using an electronic cooling device, a cooling part is made to contact the surface of a treatment site | part, and a treatment site | part is cooled to the said temperature.

本発明のシステムにおいて、光線照射装置と冷却装置は、1つの装置に一体として含まれていてもよいし、別の装置として組合せて用いてもよい。いずれの場合も本発明において、光線照射装置と冷却装置を含む、温度調整による光線力学的治療の治療深度制御装置という。   In the system of the present invention, the light irradiation device and the cooling device may be included as one unit in one device, or may be used in combination as another device. In any case, in the present invention, it is referred to as a treatment depth control device for photodynamic therapy by temperature adjustment including a light irradiation device and a cooling device.

また、本発明のシステムは温度モニタ装置(温度モニタ手段)を有していてもよい。該温度モニタ装置は、温度センサーを有しており、冷却中の治療部位の表面又は内部の温度をモニタすることができる。温度センサーとしては、熱電対、測温抵抗体、放射温度計等を用いることができる。温度センサーは接触型のセンサーであっても非接触型のセンサーであってもよい。さらに、温度冷却装置はフィードバック制御装置(制御手段)を有していてもよい、該フィードバック制御装置により、治療部位の温度を治療期間の間一定に維持することができる。   The system of the present invention may have a temperature monitoring device (temperature monitoring means). The temperature monitoring device has a temperature sensor, and can monitor the temperature of the surface or inside of the treatment site being cooled. As the temperature sensor, a thermocouple, a resistance temperature detector, a radiation thermometer, or the like can be used. The temperature sensor may be a contact type sensor or a non-contact type sensor. Furthermore, the temperature cooling device may have a feedback control device (control means), and the feedback control device can maintain the temperature of the treatment site constant during the treatment period.

カテーテルを含むシステムの場合、冷却装置をカテーテルに含ませ、生体内にカテーテルを挿入し、治療部位に光線を照射するとき、あるいは照射する前に冷却装置で治療部位を冷却すればよい。   In the case of a system including a catheter, a cooling device may be included in the catheter, the catheter may be inserted into the living body, and the treatment site may be cooled by the cooling device when the treatment site is irradiated with light or before irradiation.

さらに、本発明の温度調整による光線力学的治療の治療深度制御システムは、治療対象組織の治療部位の温度が一定温度まで低下した場合に、温度に応じて治療用の光線を照射するための制御装置(制御手段)を有していてもよい。該制御装置は冷却装置で冷却された治療部位の温度情報を、前記の温度モニタ装置から入力されることにより受け取り、温度が一定温度まで低下した時点で、光線照射装置に治療部位に光線を照射させることができる。この制御装置により、治療部位の温度が一定範囲にある場合のみに治療用光線を照射することができる。また、該制御装置は温度情報を受け取り、その温度情報に基づいて、冷却装置を作動させ、治療対象組織を適切な所定の温度に冷却させる。このような制御により、PDT治療の間、治療部位の温度をモニタし、冷却しながら、治療対象組織の治療部位を一定の温度に維持し、光線を照射することができる。所定の温度範囲より温度が低下したり、あるいは温度が上昇した場合には、制御装置により光線照射を停止することや放射照度及び/又は放射照射量を制御することもできる。例えば、治療対象組織の治療部位のサイズや重症度、形状、光学特性、周囲組織環境によって、より確実に治療ができるように放射照度及び/又は放射照射量を大きくするか、又は小さくすればよい。   Furthermore, the treatment depth control system for photodynamic therapy by temperature adjustment according to the present invention is a control for irradiating a therapeutic light beam according to the temperature when the temperature of the treatment site of the tissue to be treated is lowered to a certain temperature. You may have a device (control means). The control device receives temperature information of the treatment site cooled by the cooling device by being input from the temperature monitoring device, and irradiates the treatment site with light when the temperature drops to a certain temperature. Can be made. With this control device, it is possible to irradiate therapeutic light only when the temperature of the treatment site is within a certain range. In addition, the control device receives the temperature information, operates the cooling device based on the temperature information, and cools the tissue to be treated to an appropriate predetermined temperature. By such control, it is possible to monitor the temperature of the treatment site during PDT treatment and maintain the treatment site of the tissue to be treated at a constant temperature and irradiate light while cooling. When the temperature falls below the predetermined temperature range or when the temperature rises, the light irradiation can be stopped and the irradiance and / or the irradiation amount can be controlled by the control device. For example, depending on the size, severity, shape, optical characteristics, and surrounding tissue environment of the treatment target tissue, the irradiance and / or radiation dose may be increased or decreased so that treatment can be performed more reliably. .

さらに、本発明のシステムは、治療対象組織の治療部位におけるPDT薬剤濃度をモニタする装置(手段)及び/又は酸素濃度をモニタする装置(手段)を含んでいてもよい。該装置は、PDT薬剤由来の蛍光、りん光や酸素由来の蛍光をモニタする装置である。装置がカテーテルを含む場合、PDT薬剤由来の蛍光、りん光や酸素由来の蛍光を検出器に伝送するための伝送部(伝送手段)を有していてもよい。例えば、PDT薬剤のポルフィリン環は励起されると蛍光を発生するので、該蛍光を計測することによりPDT薬剤の量が測定できる。また、酸素濃度に応じてりん光が消光するので、りん光を計測することにより酸素濃度も測定できる。また、活性酸素により蛍光強度が増加する酸化蛍光指示薬を用いたり、ルテニウム錯体を光伝送部に固定し、酸素濃度によりルテニウム錯体の蛍光反応が消光する現象を利用してもよい。   Furthermore, the system of the present invention may include a device (means) for monitoring the PDT drug concentration at the treatment site of the tissue to be treated and / or a device (means) for monitoring the oxygen concentration. This apparatus monitors fluorescence derived from PDT drugs, fluorescence derived from phosphorescence and oxygen. When the apparatus includes a catheter, it may have a transmission unit (transmission means) for transmitting fluorescence derived from PDT drug, phosphorescence or fluorescence derived from oxygen to the detector. For example, since the porphyrin ring of the PDT drug generates fluorescence when excited, the amount of the PDT drug can be measured by measuring the fluorescence. Moreover, since phosphorescence is quenched according to the oxygen concentration, the oxygen concentration can also be measured by measuring phosphorescence. Alternatively, an oxidized fluorescent indicator whose fluorescence intensity is increased by active oxygen may be used, or a phenomenon in which a ruthenium complex is fixed to a light transmission part and a fluorescence reaction of the ruthenium complex is quenched by the oxygen concentration may be used.

上記の治療対象組織の治療部位の温度が一定温度まで低下した場合に、治療用の光線を照射するための制御装置(制御手段)は、これらのPDT薬剤濃度及び/又は酸素濃度をモニタする装置で得られたPDT薬剤濃度や酸素濃度に関する情報を処理する機能を有していてもよい。この場合、制御装置は、治療部位の温度情報だけでなく、PDT薬剤濃度情報及び/又は酸素濃度情報を処理する機能を有している。すなわち、PDT薬剤濃度及び/又は酸素濃度をモニタする装置から温度情報とPDT薬剤濃度情報及び/又は酸素濃度情報を受け取り、受け取った情報に基づいて、制御装置の演算処理装置により、特定の治療深度で治療部位に対して治療できるか否かを判断し、判断した結果に基づいて光線を照射する。   When the temperature of the treatment site of the treatment target tissue is lowered to a certain temperature, the control device (control means) for irradiating the therapeutic light beam is a device for monitoring these PDT drug concentration and / or oxygen concentration It may have a function of processing information on the PDT drug concentration and oxygen concentration obtained in (1). In this case, the control device has a function of processing not only the temperature information of the treatment site but also PDT drug concentration information and / or oxygen concentration information. That is, temperature information and PDT drug concentration information and / or oxygen concentration information are received from a device that monitors the PDT drug concentration and / or oxygen concentration, and based on the received information, a specific treatment depth is calculated by the arithmetic processing unit of the control device. Then, it is determined whether or not the treatment site can be treated, and light is irradiated based on the determined result.

上記の制御装置は、モニタ装置(モニタ手段)により入力された情報に基づいて、光線照射装置や冷却装置の作動を制御する装置でもある。   Said control apparatus is also an apparatus which controls the action | operation of a light irradiation apparatus or a cooling device based on the information input by the monitor apparatus (monitor means).

システムがカテーテルを含む場合、カテーテルは、通常用いられているものを使用することができ、その径等は限定されない。治療部位に応じて適したカテーテルを用いることができる。光線を治療部位へ伝送する手段には、カテーテルの遠位端部付近に位置する光線を治療部位に向けて照射する光線照射部位及び光線を光線発生装置から該光線照射部に伝送する石英光ファイバー、プラスチック光ファイバー等の光ファイバーが含まれる。本発明において「遠位端部付近」とは、光線発生装置と連結された端部(近位端部)の反対側の端部に近い部分を意味し、遠位端部及び遠位端部から数十cm程度の部分を指す。石英ファイバーはカテーテルの中に含まれ、その一端で光線発生装置と連結し、もう一端で光線照射部位と連結している。本発明で用いられる石英ファイバーは、直径0.05〜1mm程度のものを、カテーテルの中に収まり光線のエネルギーを伝送できる限り、広く種々の径のものを用いることができ、カテーテルの中に例えばPDT薬剤供給手段等が含まれる場合等において適宜その径を変更することもできる。   When the system includes a catheter, a commonly used catheter can be used, and its diameter and the like are not limited. A catheter suitable for the treatment site can be used. The means for transmitting the light beam to the treatment site includes a light beam irradiation site for irradiating the light beam located near the distal end of the catheter toward the treatment site, and a quartz optical fiber for transmitting the light beam from the light beam generator to the light beam irradiation unit, Includes optical fibers such as plastic optical fibers. In the present invention, “near the distal end” means a portion near the end opposite to the end (proximal end) connected to the light generating device, and the distal end and the distal end. It refers to the part of about several tens of centimeters. The quartz fiber is contained in the catheter, and is connected to the light generating device at one end and connected to the light irradiation site at the other end. As the quartz fiber used in the present invention, fibers having a diameter of about 0.05 to 1 mm can be used in a wide variety of diameters as long as they can be accommodated in the catheter and transmit light energy. The diameter can be changed as appropriate in the case where a supply means or the like is included.

図1に本発明のシステムの一例を示す。図1に示すシステムは、光線発生装置1、制御装置2、光線照射部位と冷却装置を含む部分3及び光線伝送部位4を含む。光線発生装置、光線照射部位、光線伝送部位を含めて光線照射装置という。光線照射部位と冷却装置は近接して存在している。例えば、カテーテルに光線照射部位と冷却装置を含ませればよい。光線発生装置で発生した光線は光線伝送部位を通って光線照射部位に運ばれ、光線照射部位から照射される。また、治療対象組織の治療部位は、光線照射の前に冷却装置により冷却され、あるいは光線照射と同時に冷却される。制御部は治療部位の温度情報等を受け取り、冷却装置や光線照射装置の作動を制御する。   FIG. 1 shows an example of the system of the present invention. The system shown in FIG. 1 includes a light generator 1, a control device 2, a part 3 including a light irradiation part and a cooling device, and a light transmission part 4. A light beam generator, a light beam irradiation part, and a light beam transmission part are referred to as a light beam irradiation apparatus. The light irradiation site and the cooling device are close to each other. For example, the light irradiation site and the cooling device may be included in the catheter. The light beam generated by the light beam generation device is carried to the light beam irradiation site through the light beam transmission site, and is irradiated from the light beam irradiation site. Further, the treatment site of the tissue to be treated is cooled by the cooling device before the light irradiation or simultaneously with the light irradiation. The control unit receives temperature information of the treatment site and controls the operation of the cooling device and the light irradiation device.

(5) 本発明のシステムの使用方法
本発明のシステムを用いて治療を行う場合、まず、被験体にPDT薬剤を投与する。投与は例えば、静脈注射により行えばよい。被験体の治療部位にPDT薬剤が存在するようになるのを待ち、冷却装置により、治療部位を冷却する。本発明のシステムを用いたPDT治療は、好ましくは早期PDT治療であるので、PDT薬剤を投与してから光線を照射してPDT治療を始めるまでの時間は、数分〜数日である。
(5) Method of using the system of the present invention When treatment is performed using the system of the present invention, a PDT drug is first administered to a subject. Administration may be performed, for example, by intravenous injection. Wait for the PDT drug to be present at the treatment site of the subject, and cool the treatment site with a cooling device. Since the PDT treatment using the system of the present invention is preferably an early PDT treatment, the time from the administration of the PDT drug to the irradiation of light and the initiation of the PDT treatment is several minutes to several days.

冷却装置による冷却は、治療部位に存在する血清アルブミンと結合しているPDT薬剤のうちの一定量が遊離の状態になるまで、行う。ここで、「一定量が遊離の状態になる」とは、例えば、治療部位に存在するPDT薬剤の数%〜数十%が遊離の状態になることをいう。   Cooling by the cooling device is performed until a certain amount of the PDT drug bound to serum albumin present at the treatment site becomes free. Here, “a certain amount becomes free” means, for example, that several percent to several tens of percent of the PDT drug present at the treatment site becomes free.

治療部位の温度が所望の温度まで低下した時点で、光線照射装置を用いて治療部位に光線を照射する。ここで、「所望の温度」とは、冷却しない状態の治療部位の温度に対して被験体がヒトの場合、ヒトの平熱の体温は約37℃であるので、1〜35℃、好ましくは1〜30℃、さらに好ましくは5〜25℃、特に好ましくは5〜15℃程度である。   When the temperature of the treatment site decreases to a desired temperature, the treatment site is irradiated with light using a light irradiation device. Here, the “desired temperature” means that when the subject is a human relative to the temperature of the treatment site in an uncooled state, the normal body temperature of the human is about 37 ° C., so 1 to 35 ° C., preferably 1 It is about -30 degreeC, More preferably, it is 5-25 degreeC, Most preferably, it is about 5-15 degreeC.

光線を照射することにより、遊離のPDT薬剤において光化学反応が起こり、遊離のPDT薬剤が存在する、冷却された部位において、PDT治療が行われ、その部分の細胞を障害させることができる。   By irradiating with light, a photochemical reaction occurs in the free PDT drug, and PDT treatment is performed at the cooled site where the free PDT drug exists, and the cells in that part can be damaged.

この際、光線照射を温度に応じて治療用の光線を照射するための制御部(制御手段)により制御してもよい。
例えば、治療部位が皮膚の病変部である場合、PDT薬剤を投与又は塗布した後に、皮膚の病変部の表面を冷却装置で冷却し、皮膚に光線を照射すればよい。冷却後に光線を照射してもよいし、冷却しながら、光線を照射してもよい。
At this time, the light irradiation may be controlled by a control unit (control means) for irradiating the therapeutic light according to the temperature.
For example, when the treatment site is a skin lesion, after the PDT drug is administered or applied, the surface of the skin lesion is cooled by a cooling device, and the skin is irradiated with light. A light beam may be irradiated after cooling, or a light beam may be irradiated while cooling.

また、治療部位が生体内である場合、カテーテルを含む装置を用い、光線照射部位及び冷却装置を含むカテーテルを生体内に挿入し病変部に移動させ、該病変部の表面を冷却装置で冷却し、病変部に光線を照射すればよい。冷却後に光線を照射してもよいし、冷却しながら、光線を照射してもよい。
なお、光線として太陽光を用いてもよい、この場合は、被験体にPDT薬剤を投与した後、治療部位を冷却し、日光浴等により、治療部位に太陽光を当てればよい。
In addition, when the treatment site is in a living body, a device including a catheter is used, a catheter including a light irradiation site and a cooling device is inserted into the living body, moved to the lesion, and the surface of the lesion is cooled by the cooling device. What is necessary is just to irradiate a lesion part with a light beam. A light beam may be irradiated after cooling, or a light beam may be irradiated while cooling.
Sunlight may be used as the light beam. In this case, after the PDT drug is administered to the subject, the treatment site is cooled, and the treatment site may be exposed to sunlight by sun bathing or the like.

本発明を以下の実施例によって具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例によって限定されるものではない。   The present invention will be specifically described by the following examples, but the present invention is not limited to these examples.

実施例1 タラポルフィンナトリウム(Talaporfin sodium)のQ帯吸収ピーク波長とアルブミン濃度の関係
タラポルフィンナトリウム、ウシ血清アルブミン(Bovine Serum Albumin: BSA)及び生理食塩水を混合し、溶液を作製した。タラポルフィンナトリウム濃度は30μMとし、BSA濃度は0、76μMの2条件とした。溶液を光路長1 cmのキュベットに入れ、室温(24〜26℃)で分光光度計(UV-3600, 島津製作所)によりQ帯(600 nm帯)の吸収スペクトルを測定した。
Example 1 Relationship between Q-band absorption peak wavelength of talaporfin sodium and albumin concentration Talaporfin sodium, bovine serum albumin (BSA) and physiological saline were mixed to prepare a solution. The talaporfin sodium concentration was 30 μM, and the BSA concentrations were 0 and 76 μM. The solution was put in a cuvette having an optical path length of 1 cm, and an absorption spectrum in the Q band (600 nm band) was measured with a spectrophotometer (UV-3600, Shimadzu Corporation) at room temperature (24 to 26 ° C.).

図2に結果を示す。図に示すように、アルブミンを加えたことで、タラポルフィンナトリウムのQ帯における吸収ピークが長波長側へシフトすることが確認された。アルブミン濃度が高いほどピーク幅は狭く、吸光度は大きくなった。   The results are shown in FIG. As shown in the figure, it was confirmed that by adding albumin, the absorption peak in the Q band of talaporfin sodium shifts to the longer wavelength side. The higher the albumin concentration, the narrower the peak width and the greater the absorbance.

実施例2 タラポルフィンナトリウムの血清タンパク質結合率の温度依存性
(1) 24〜26℃におけるタラポルフィンナトリウムの血清タンパク質結合率
タラポルフィンナトリウム、ウシ血清アルブミン(Bovine Serum Albumin: BSA)及び生理食塩水を混合し、溶液を作製した。タラポルフィンナトリウム濃度は0、3、30、60μMの4条件とし、BSA濃度は0、0.15、0.38、1.5、3.8、15、32、76、152、304μMの10条件とした。溶液を光路長1 cmのキュベットに入れ、室温(24〜26℃)で分光光度計(UV-3600, 島津製作所)によりN=4として吸収スペクトルを測定した。得られた結果に以下の式を用い、血清タンパク質結合率を算出した。
Example 2 Temperature dependence of serum protein binding rate of talaporfin sodium (1) Serum protein binding rate of talaporfin sodium at 24-26 ° C. Talaporfin sodium, bovine serum albumin (Bovine Serum Albumin: BSA) and physiological saline Mix to make a solution. The talaporfin sodium concentration was 4 conditions of 0, 3, 30, and 60 μM, and the BSA concentration was 10 conditions of 0, 0.15, 0.38, 1.5, 3.8, 15, 32, 76, 152, and 304 μM. The solution was put in a cuvette having an optical path length of 1 cm, and an absorption spectrum was measured at room temperature (24 to 26 ° C.) using a spectrophotometer (UV-3600, Shimadzu Corporation) with N = 4. The serum protein binding rate was calculated using the following formula for the obtained results.

Figure 2013208331
Figure 2013208331

式中、Aは吸収スペクトルが最も長波長にシフトしたときの吸収ピーク波長[nm](血清タンパク質結合率100%と仮定)を示し、BはBSA 0μM添加時の吸収ピーク波長[nm](血清タンパク質結合率0%と仮定)を示し、Cは任意の溶液の吸収ピーク波長[nm]を示す。   In the formula, A indicates the absorption peak wavelength [nm] when the absorption spectrum is shifted to the longest wavelength (assuming that the serum protein binding rate is 100%), and B indicates the absorption peak wavelength [nm] when BSA 0 μM is added (serum C represents the absorption peak wavelength [nm] of an arbitrary solution.

(2)37℃におけるタラポルフィンナトリウムの血清タンパク質結合率
タラポルフィンナトリウム、ウシ血清アルブミン(Bovine Serum Albumin: BSA)及び生理食塩水を混合し、溶液を作製した。タラポルフィンナトリウム濃度は0、3、30、60μMの4条件とし、BSA濃度は0.15、1.5、3.8、15、152μMの5条件とした。溶液を光路長1 cmのキュベットに入れ、分光光度計に恒温ユニット(TCC-240A, 島津製作所)を接続してキュベットを加温した。溶液温度を板型熱電対およびデジタルペンレコーダーで経時的に測定し、溶液温度37℃の時点で吸収スペクトルを測定した。
(2) Serum protein binding rate of talaporfin sodium at 37 ° C. Talaporfin sodium, bovine serum albumin (BSA) and physiological saline were mixed to prepare a solution. The talaporfin sodium concentration was 4 conditions of 0, 3, 30, and 60 μM, and the BSA concentration was 5 conditions of 0.15, 1.5, 3.8, 15, and 152 μM. The solution was placed in a cuvette having an optical path length of 1 cm, and a thermostat unit (TCC-240A, Shimadzu Corporation) was connected to the spectrophotometer to heat the cuvette. The solution temperature was measured over time with a plate thermocouple and a digital pen recorder, and the absorption spectrum was measured when the solution temperature was 37 ° C.

得られた結果から、(1)の24〜26℃時の実験と同様に、血清タンパク質結合率を算出した。
結果を図3に示す。図に示すように冷却により血清タンパク質結合率が低下すると、遊離状態のタラポルフィンナトリウムが増加するため、PDT効率が向上することが示唆された。例えば、37℃、BSA濃度15μM、薬剤60μMの条件における血清タンパク質結合率は83%であるが、24〜26℃に冷却すると血清タンパク質結合率は69%となり、14%の薬剤が遊離する。
From the obtained results, the serum protein binding rate was calculated in the same manner as in the experiment at 24-26 ° C. in (1).
The results are shown in FIG. As shown in the figure, it was suggested that when the serum protein binding rate decreases due to cooling, the amount of free talaporfin sodium increases, and thus the PDT efficiency improves. For example, the serum protein binding rate under conditions of 37 ° C., BSA concentration 15 μM, and drug 60 μM is 83%, but when cooled to 24-26 ° C., the serum protein binding rate is 69%, and 14% of the drug is released.

本発明の装置は、皮膚科、呼吸器外科、産婦人科、循環器内科など光線力学的治療を利用したあらゆる治療に用いることができる。   The apparatus of the present invention can be used for any treatment utilizing photodynamic treatment such as dermatology, respiratory surgery, obstetrics and gynecology, and cardiovascular medicine.

1 光線発生装置
2 制御装置
3 光線照射部位及び冷却装置
4 光線伝送部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Light beam generator 2 Control apparatus 3 Light irradiation site | part and cooling device 4 Light beam transmission part

Claims (10)

温度調整により光線力学的治療の治療深度を制御するシステムであって、
(i) 治療対象組織に光線を照射するための光線照射装置、及び
(ii) 治療対象組織を冷却するための冷却装置を含み、
前記冷却装置に、光線力学的治療薬剤が存在する治療対象組織の表面を冷却させ、冷却により治療対象組織の表層部に存在する光線力学的治療薬剤と血清タンパク質との結合率を低下させ、治療対象組織の表層部の遊離型の光線力学的治療薬剤の比率を高め、
前記光線照射装置に、治療対象組織に光線を照射させることにより治療対象組織の表層部において光線力学的治療を行う、システム。
A system for controlling the treatment depth of photodynamic therapy by adjusting temperature,
(i) a light irradiation device for irradiating the tissue to be treated with light; and
(ii) includes a cooling device for cooling the tissue to be treated;
The cooling device cools the surface of the tissue to be treated where the photodynamic therapeutic agent is present, and the cooling reduces the binding rate between the photodynamic therapeutic agent and the serum protein present on the surface layer of the tissue to be treated, thereby treating Increase the ratio of free photodynamic therapeutic agent in the surface layer of the target tissue,
A system for performing photodynamic treatment on a surface layer portion of a treatment target tissue by causing the light irradiation apparatus to irradiate the treatment target tissue with light.
温度調整により光線力学的治療の治療深度を制御するシステムであって、
(i) 治療対象組織に光線を照射するための光線照射装置、
(ii) 治療対象組織を冷却するための冷却装置、
(iii) 治療対象組織の温度をモニタする温度モニタ装置、及び
(iv) 前記冷却装置により冷却された組織の温度に応じて前記光線照射装置からの光線照射を制御する制御装置を含み、
前記冷却装置に、光線力学的治療薬剤が存在する治療対象組織の表面を冷却させ、冷却により治療対象組織の表層部に存在する光線力学的治療薬剤と血清タンパク質との結合率を低下させ、治療対象組織の表層部の遊離型の光線力学的治療薬剤の比率を高め、
前記制御装置は、前記温度モニタ装置からの温度情報を受け、前記冷却装置に治療対象組織を所定の温度まで冷却させるとともに、治療対象組織の温度が所定の温度範囲内であるときに前記光線照射装置に光線を照射させ、治療対象組織の表層部において光線力学的治療を行う、システム。
A system for controlling the treatment depth of photodynamic therapy by adjusting temperature,
(i) a light irradiation device for irradiating the tissue to be treated with light;
(ii) a cooling device for cooling the tissue to be treated,
(iii) a temperature monitoring device for monitoring the temperature of the tissue to be treated, and
(iv) including a control device that controls light irradiation from the light irradiation device according to the temperature of the tissue cooled by the cooling device;
The cooling device cools the surface of the tissue to be treated where the photodynamic therapeutic agent is present, and the cooling reduces the binding rate between the photodynamic therapeutic agent and the serum protein present on the surface layer of the tissue to be treated, thereby treating Increase the ratio of free photodynamic therapeutic agent in the surface layer of the target tissue,
The control device receives temperature information from the temperature monitoring device, causes the cooling device to cool the tissue to be treated to a predetermined temperature, and irradiates the light when the temperature of the tissue to be treated is within a predetermined temperature range. A system that irradiates a device with light and performs photodynamic treatment on a surface layer of a tissue to be treated.
さらに、制御装置が光線照射装置の放射照射量及び/又は放射照度を制御する、請求項2記載のシステム。   The system according to claim 2, wherein the control device controls the radiation dose and / or irradiance of the light beam irradiation device. 治療対象組織が皮膚又は内臓であり、光線力学的治療の対象疾患が、皮膚疾患、癌、心臓疾患、神経疾患及び血管疾患からなる群から選択される、請求項1〜3のいずれか1項に記載のシステム。   The treatment target tissue is skin or viscera, and the target disease of photodynamic treatment is selected from the group consisting of skin disease, cancer, heart disease, neurological disease and vascular disease. The system described in. 治療に用いる光線がレーザ光、LED、ハロゲン光、白熱光及び放電灯から発する光線からなる群から選択される、請求項1〜4のいずれか1項に記載のシステム。   The system according to any one of claims 1 to 4, wherein the light beam used for treatment is selected from the group consisting of laser light, LED, halogen light, incandescent light and light emitted from a discharge lamp. 冷却装置が、電子冷却装置、熱伝導冷却装置及び対流冷却装置からなる群から選択される、請求項1〜5のいずれか1項に記載のシステム。   The system according to any one of claims 1 to 5, wherein the cooling device is selected from the group consisting of an electronic cooling device, a heat conduction cooling device and a convection cooling device. 冷却装置により治療対象組織の表層が1〜35℃に維持される、請求項1〜6のいずれか1項に記載のシステム。   The system according to any one of claims 1 to 6, wherein a surface layer of the tissue to be treated is maintained at 1 to 35 ° C by a cooling device. 光線力学的治療薬剤がタラポルフィンナトリウムである、請求項1〜7のいずれか1項に記載のシステム。   The system according to any one of claims 1 to 7, wherein the photodynamic therapeutic agent is talaporfin sodium. 光線力学的治療の際に制御される治療深度が、組織表面から1〜5mmの深度の部位である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のシステム。   The system according to any one of claims 1 to 8, wherein a treatment depth controlled during photodynamic treatment is a site having a depth of 1 to 5 mm from a tissue surface. さらに、生体内に挿入されるカテーテルを有し、該カテーテルが光線照射装置及び冷却装置を含んでいる、請求項1〜9のいずれか1項に記載のシステム。   Furthermore, the system of any one of Claims 1-9 which has a catheter inserted in a biological body, and this catheter contains a light irradiation apparatus and a cooling device.
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