JP2014047142A - Pharmaceutical agent using water-soluble titania-silica complex - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、水溶性チタニア・シリカ複合体を用いた薬剤に関するものである。更に詳細には、本発明は、チタニア・シリカ複合体を主成分とし、超音波照射により活性化して細胞殺傷作用を呈する抗腫瘍剤、殺菌剤などの薬剤およびこれを疾患治療に用いる用途に関するものである。 The present invention relates to a drug using a water-soluble titania-silica composite. More specifically, the present invention relates to a drug such as an antitumor agent or a bactericidal agent that has a titania-silica composite as a main component and is activated by ultrasonic irradiation to exhibit a cell killing action, and a use of the drug for treating a disease. It is.
酸化チタン（ＩＶ）であるチタニアは、白色の塗料、絵具、顔料などの着色料、光触媒、オフセット印刷用の感光体、触媒担体、太陽電池の素材などとして広く使用されている。 Titania, which is titanium oxide (IV), is widely used as a white paint, paints, colorants such as pigments, photocatalysts, photoconductors for offset printing, catalyst carriers, and materials for solar cells.
チタニアは、フッ化水素酸、熱濃硫酸および溶融アルカリ塩には溶解するが、その他の酸、アルカリ、水および有機溶剤には溶解しない、という化学的性質を有している。また、酸化チタンはｐＨ６前後に等電点を有しているため、酸化チタン粒子は、中性付近の水系溶媒中では凝集を生じてしまい、これを均一に分散させることは極めて難しい。そのため、酸化チタン自体を医薬品として使用することは非常に困難である。 Titania has a chemical property that it dissolves in hydrofluoric acid, hot concentrated sulfuric acid and molten alkali salt, but does not dissolve in other acids, alkalis, water and organic solvents. In addition, since titanium oxide has an isoelectric point around pH 6, the titanium oxide particles are aggregated in an aqueous solvent near neutrality, and it is extremely difficult to disperse them uniformly. Therefore, it is very difficult to use titanium oxide itself as a medicine.
そこで、チタニアを高分散化し、かつ、水溶化して、医薬的用途に使用しようとする試みがなされている（特許文献１、２）。 Thus, attempts have been made to make titania highly dispersed and water-soluble to be used for pharmaceutical purposes (Patent Documents 1 and 2).
特許文献１には、酸化チタン粒子の表面に、カルボキシル基、アミノ基、ジオール基、サリチル基、およびリン酸基から選ばれる官能基を介してのノニオン性の水溶性高分子を結合したチタニア・シリカ複合体粒子を使用している。このチタニア・シリカ複合体粒子は、超音波や紫外線の照射により細胞毒となり、癌細胞などを効率よく殺傷することができると記載されている。 Patent Document 1 discloses that titania / water-soluble polymer bonded with a nonionic water-soluble polymer through a functional group selected from a carboxyl group, an amino group, a diol group, a salicyl group, and a phosphate group on the surface of titanium oxide particles. Silica composite particles are used. It is described that the titania-silica composite particles become cytotoxins when irradiated with ultrasonic waves or ultraviolet rays, and can efficiently kill cancer cells.
特許文献２には、水溶性高分子により水系溶媒中で分散させたチタニア・シリカ複合体粒子の酸化チタン表面に、カルボキシル基、アミノ基、ジオール基、サリチル基、およびリン酸基から選ばれる官能基を介してリンカー分子を結合させ、さらにリンカー分子を介して低原子価遷移金属を含む分子を修飾して、分散性と触媒活性を保ちながら、さらに持続的な抗腫瘍効果を付与している、と記載されている。 Patent Document 2 discloses a functional group selected from a carboxyl group, an amino group, a diol group, a salicyl group, and a phosphate group on the titanium oxide surface of titania-silica composite particles dispersed in an aqueous solvent with a water-soluble polymer. Linker molecules are attached via groups, and molecules containing low-valent transition metals are modified via linker molecules to provide more sustained antitumor effects while maintaining dispersibility and catalytic activity. , And is described.
しかしながら、先行技術文献には、ポリエチレングリコール結合酸化チタン（TiO2/PEG）の超音波照射による細胞に対するインビトロでの高い殺傷効果が記載されているが、インビボでの抗腫瘍効果については明らかではない。 However, although the prior art document describes a high killing effect in vitro on cells by ultrasonic irradiation of polyethylene glycol-conjugated titanium oxide (TiO 2 / PEG), the antitumor effect in vivo is not clear .
一方、中野勝之らにより、酸化チタン粉末からチタニア・シリカ水溶液が調製されている（特許文献３〜６）。このチタニア・シリカ水溶液は、酸化チタンと酸化ケイ素が結合した過酸化結合を有するチタニア・シリカ複合体からなる構造（チタニア・シリカ複合体）を有する光触媒を含む高分散性の水溶液である。このチタニア・シリカ複合体は、その酸化チタン構造部分が光触媒機能を、酸化ケイ素構造部分が超親水性機能を、また過酸化結合構造部分が可視光域吸収機能をそれぞれ発揮する画期的なインテリジェント光触媒として、太陽電池、家屋等の外壁や車等の外装など、便器など、大気・水質浄化システムなどにすでに応用利用されている。しかしながら、このチタニア・シリカ複合体水溶液は、医療用途への応用については一切意図されていないといえる。 On the other hand, a titania-silica aqueous solution is prepared from titanium oxide powder by Katsuyuki Nakano et al. (Patent Documents 3 to 6). This titania-silica aqueous solution is a highly dispersible aqueous solution containing a photocatalyst having a structure (titania-silica composite) composed of a titania-silica composite having a peroxide bond in which titanium oxide and silicon oxide are bonded. This titania-silica composite has a revolutionary intelligent function in which the titanium oxide structure part exhibits a photocatalytic function, the silicon oxide structure part exhibits a superhydrophilic function, and the peroxide bond structure part exhibits a visible light absorption function. As a photocatalyst, it has already been applied and applied to air and water purification systems such as toilets such as outer walls of solar cells and houses and exteriors of cars and the like. However, it can be said that this titania-silica composite aqueous solution is not intended for medical use at all.
そこで、発明者は、このチタニア・シリカ複合体水溶液に着目して、チタニア・シリカ複合体について鋭意研究した結果、このチタニア・シリカ複合体水溶液に扁平上皮癌細胞株を浮遊させて、得られた細胞浮遊液に超音波を照射したところ、細胞生存率が著しく低下することを見いだして、本発明を完成した。 Therefore, the inventor paid attention to the titania-silica composite aqueous solution and conducted extensive research on the titania-silica composite aqueous solution. As a result, the squamous cell carcinoma cell line was suspended in the titania-silica composite aqueous solution. When the cell suspension was irradiated with ultrasonic waves, it was found that the cell viability was significantly reduced, and the present invention was completed.
したがって、本発明は、超音波照射によって励起されて細胞殺傷作用を呈するチタニア・シリカ複合体を含む水溶性チタニア・シリカ複合体を主成分として含有するとともに、音響キャビテーション現象増強物質を含有していてもよい薬剤、例えば、抗腫瘍剤、殺菌剤などを提供することを課題とする。 Therefore, the present invention contains a water-soluble titania-silica composite containing a titania-silica composite that is excited by ultrasonic irradiation and exhibits a cell killing action as a main component, and also contains an acoustic cavitation phenomenon enhancing substance. It is an object of the present invention to provide a good drug such as an antitumor agent or a bactericidal agent.
本発明は、その好ましい態様として、水溶性チタニア・シリカ複合体が、酸化チタンと酸化ケイ素が結合した過酸化結合を有する構造を有している薬剤を提供することを課題としている。 As a preferred embodiment of the present invention, an object of the present invention is to provide a drug in which the water-soluble titania-silica complex has a structure having a peroxide bond in which titanium oxide and silicon oxide are bonded.
本発明は、水溶性チタニア・シリカ複合体を投与し、超音波を照射することによって、チタニア・シリカ複合体を励起して細胞殺傷作用を呈することからなる水溶性チタニア・シリカ複合体の薬剤、例えば、抗腫瘍剤、殺菌剤などとしての用途を提供することを別の課題としている。 The present invention is a drug of a water-soluble titania-silica composite comprising administering a water-soluble titania-silica composite and irradiating ultrasonic waves to excite the titania-silica composite and exhibit a cell killing action, For example, another object is to provide uses as an antitumor agent, a bactericide, and the like.
上記課題を解決するために、本発明は、主な形態として、超音波照射によって励起されて細胞殺傷作用を呈する水溶性チタニア・シリカ複合体を主成分として含有するとともに、音響キャビテーション現象増強物質を含有していてもよい薬剤、例えば、抗腫瘍剤、殺菌剤などを提供する。 In order to solve the above-mentioned problems, the present invention mainly contains a water-soluble titania-silica composite that is excited by ultrasonic irradiation and exhibits cell killing action as a main component, and an acoustic cavitation phenomenon enhancing substance. A drug that may be contained, for example, an antitumor agent, a bactericidal agent, and the like is provided.
本発明は、その好ましい態様として、水溶性チタニア・シリカ複合体が、酸化チタンと酸化ケイ素が結合した過酸化結合を有するチタニア・シリカ複合体からなる構造を有するとともに、水溶液、分散液またはリポソームに内包もしくは吸着された形態である薬剤を提供する。 In a preferred embodiment of the present invention, the water-soluble titania / silica composite has a structure comprising a titania / silica composite having a peroxide bond in which titanium oxide and silicon oxide are bonded, and the aqueous solution, dispersion or liposome is used. A drug in an encapsulated or adsorbed form is provided.
本発明は、別の形態として、水溶性チタニア・シリカ複合体を投与し、超音波を照射することによって、チタニア・シリカ複合体を励起して細胞殺傷作用を発現させて腫瘍などの疾患を治療することからなる水溶性チタニア・シリカ複合体の薬剤としての用途を提供する。 As another form, the present invention treats diseases such as tumors by administering a water-soluble titania-silica complex and irradiating with ultrasonic waves to excite the titania-silica complex to express cell killing action. The present invention provides a use of a water-soluble titania-silica composite as a medicine.
本発明は、その好ましい形態として、水溶性チタニア・シリカ複合体と共に、音響キャビテーション現象増強物質を併用することからなる水溶性チタニア・シリカ複合体の薬剤としての用途を提供する。 The present invention provides a use of the water-soluble titania / silica composite as a medicine, which is a preferred embodiment of the present invention, which is a combination of a water-soluble titania / silica composite and an acoustic cavitation enhancing substance.
本発明に係る水溶性チタニア・シリカ複合体は、超音波照射によって、その主成分たるチタニア・シリカ複合体が、酸化チタンと酸化ケイ素が結合した過酸化結合を有する構造を有していることから、高い親水性と、超音波による高い励起性に基づいて発揮される高い細胞殺傷性と抗腫瘍性を示すことができる抗腫瘍剤、殺菌剤などの薬剤として有用である。 The water-soluble titania / silica composite according to the present invention has a structure in which the titania / silica composite as a main component has a peroxide bond in which titanium oxide and silicon oxide are bonded by ultrasonic irradiation. It is useful as a drug such as an antitumor agent or a bactericidal agent that can exhibit high cell killing and antitumor properties that are exhibited based on high hydrophilicity and high excitability by ultrasonic waves.
本発明に係る薬剤は、酸化チタンと酸化ケイ素が結合した過酸化結合を有する構造からなる水溶性チタニア・シリカ複合体を主成分とする薬剤であって、超音波照射によりチタニア・シリカ複合体が励起して、抗腫瘍作用などの強い細胞殺傷作用を呈することができる薬剤である。 The drug according to the present invention is a drug mainly composed of a water-soluble titania-silica composite having a structure having a peroxide bond in which titanium oxide and silicon oxide are bonded, and the titania-silica composite is formed by ultrasonic irradiation. It is a drug that can be excited to exhibit a strong cell killing action such as an antitumor action.
なお、本明細書において使用する用語「水溶性チタニア・シリカ複合体」ならびにこの関連用語とは、チタニア・シリカ複合体粒子自体を例えば化学修飾して水溶化したチタニア・シリカ複合体であっても、またはチタニア・シリカ複合体粒子自体が媒体などを介在させて水溶化したチタニア・シリカ複合体であっても、さらには用途によってはチタニア・シリカ複合体粒子が分散された分散液であってもよい。 The term “water-soluble titania / silica composite” and related terms used in the present specification include a titania-silica composite obtained by chemically modifying titania / silica composite particles themselves, for example. Or the titania-silica composite particle itself may be a water-solubilized titania-silica composite, or even a dispersion in which the titania-silica composite particle is dispersed depending on the application. Good.
本発明に使用する水溶性チタニア・シリカ複合体のうち、チタニア・シリカ複合体水溶液は、前述の特許文献３〜６に記載された方法に従って製造することができる。簡潔に説明すると、まず、チタニアを過酸化水素溶液に溶解してアモルファスチタニアのゲル体を生成し、得られたゲル体と過酸化水素水溶液とを混合してアモルファスチタニアをゾル化した後、このゾル化アモルファスチタニアにアルカリ溶液でｐＨ２〜１０に調整してチタニア溶液を調製し、得られたチタニア溶液にシリカを添加することによって、調製することができる。 Among the water-soluble titania / silica composites used in the present invention, the titania / silica composite aqueous solution can be produced according to the methods described in Patent Documents 3 to 6 described above. Briefly, first, titania is dissolved in a hydrogen peroxide solution to form an amorphous titania gel body, and the resulting gel body and an aqueous hydrogen peroxide solution are mixed to form an amorphous titania sol. The titania solution can be prepared by adjusting the pH to 2 to 10 with an alkali solution in the solated amorphous titania and adding silica to the obtained titania solution.
また、前述した水溶性チタニア・シリカ複合体のうち、チタニア・シリカ複合体粒子自体が媒体などを介在させて水溶化したチタニア・シリカ複合体としては、例えば、チタニア・シリカ複合体粒子がリポソームなどに内包または吸着された形態であるチタニア・シリカ複合体などが挙げられる。 In addition, among the water-soluble titania / silica composites described above, titania / silica composite particles in which the titania / silica composite particles themselves are water-solubilized through a medium or the like include, for example, titania / silica composite particles such as liposomes. And titania-silica composites that are encapsulated or adsorbed.
かかるリポソームとしては、例えば、内部に、酸素、窒素、二酸化炭素、キセノン、クリプトン、アルゴン、ハイドロフルオロカーボン類およびパーフルオロカーボン類から選ばれる少なくとも１種の気体を含有するとともに、チタニア・シリカ複合体微粒子を内包または吸着させたリポソームであって、前記気体の含有容量（μＬ）（Ａ）と、前記金属酸化物微粒子の質量（ｍｇ）（Ｂ）との比（Ｂ／Ａ）が、０．０１〜５であり、体積平均分散粒径が、２０ｎｍ〜２０μｍであるリポソームが好ましい（特開２０１１-５７５９２）。したがつて、かかるリポソームは、常法に従って、例えば、特開２０１１-５７５９２に記載の方法に従って製造することができる。 Examples of such liposomes include at least one gas selected from oxygen, nitrogen, carbon dioxide, xenon, krypton, argon, hydrofluorocarbons and perfluorocarbons inside, and titania-silica composite fine particles. Encapsulated or adsorbed liposome, wherein the ratio (B / A) of the gas content volume (μL) (A) to the mass (mg) (B) of the metal oxide fine particles is 0.01 to 5 and a volume average dispersed particle size of 20 nm to 20 μm is preferable (Japanese Patent Laid-Open No. 2011-57592). Therefore, such liposomes can be produced according to a conventional method, for example, according to the method described in JP2011-57592A.
さらに、前述した水溶性チタニア・シリカ複合体のうち、チタニア・シリカ複合体の分散液としては、例えば、ＴＩＰ等のチタンテトラアルコキシドと、アルコールと、このＴＩＰに対して過剰量の水と、を混合してアナタースチタニア・シリカ複合体またはアモルファスチタニア・シリカ複合体を生成し、このアナタースチタニア・シリカ複合体またはアモルファスチタニア・シリカ複合体を過酸化水素水に溶解させてアナタースチタニア・シリカ複合体またはアモルファスチタニア・シリカ複合体からなる構成の分散液であってもよい（特開２００５-１８７３１３）。したがつて、かかるリポソームは、常法に従って、例えば、特開２００５-１８７３１３に記載の方法に従って製造することができる。 Furthermore, among the water-soluble titania-silica composites described above, the titania-silica composite dispersion includes, for example, titanium tetraalkoxide such as TIP, alcohol, and an excessive amount of water relative to this TIP. An anatast titania-silica composite or amorphous titania-silica composite is produced by mixing, and the anatast titania-silica composite or amorphous titania-silica composite is dissolved in hydrogen peroxide solution to form the anatast titania-silica composite or A dispersion liquid composed of an amorphous titania-silica composite may be used (Japanese Patent Laid-Open No. 2005-187313). Therefore, such liposomes can be produced according to a conventional method, for example, according to the method described in JP-A-2005-187313.
本発明において使用できる酸化チタンとしては、アナターゼ型酸化チタンまたはルチル型酸化チタンであるのが好ましい。本発明のように超音波や紫外線の照射による触媒活性を利用する場合には、アナターゼ型酸化チタンが好ましいが、これに限定されるわけではない。 The titanium oxide that can be used in the present invention is preferably anatase type titanium oxide or rutile type titanium oxide. When utilizing the catalytic activity by irradiation with ultrasonic waves or ultraviolet rays as in the present invention, anatase-type titanium oxide is preferable, but is not limited thereto.
また、本発明に用いる水溶性チタニア・シリカ複合体粒子の粒子径は、約２０〜３００ｎｍ、好ましくは約３０〜２００ｎｍであり、より好ましくは約５０〜１５０ｎｍであるのがよい。チタニア・シリカ複合体が、この粒径範囲であると、癌組織に効率的に到達して蓄積されるという利点がある。 The particle diameter of the water-soluble titania / silica composite particles used in the present invention is about 20 to 300 nm, preferably about 30 to 200 nm, and more preferably about 50 to 150 nm. When the titania-silica composite is in this particle size range, there is an advantage that the cancer tissue is efficiently reached and accumulated.
本発明によれば、チタニア・シリカ複合体粒子は、溶媒に溶解された水溶液または分散された分散液の形態であるのが好ましい。溶媒としては、水系溶媒であるのが好ましく、例えば、ｐＨ緩衝液または生理食塩水などが挙げられる。水系溶媒の好ましい塩濃度は、例えば、２Ｍ以下であり、体内投与における安全性の観点からすれば、２００ｍＭ以下がより好ましい。さらに、水溶液または分散液の液性は、特に限定されないが、ｐＨ３〜１０の広範囲にわたって高い分散性を実現可能である。しかし、体内投与における安全性の観点からすれば、水溶液または分散液の液性は、ｐＨ５〜９であるのがよく、好ましくは５〜８、より好ましくは中性の液性を有するのがよい。また、チタニア・シリカ複合体粒子の量は、媒体に対して、０．００１〜１質量％以下含有されることが好ましく、より好ましくは０．００１〜０．１質量％であるのがよい。 According to the present invention, the titania-silica composite particles are preferably in the form of an aqueous solution dissolved in a solvent or a dispersed dispersion. The solvent is preferably an aqueous solvent, and examples thereof include a pH buffer solution and physiological saline. A preferable salt concentration of the aqueous solvent is, for example, 2M or less, and 200 mM or less is more preferable from the viewpoint of safety in in vivo administration. Furthermore, the liquidity of the aqueous solution or dispersion is not particularly limited, but high dispersibility can be realized over a wide range of pH 3 to 10. However, from the viewpoint of safety in administration in the body, the liquidity of the aqueous solution or dispersion should be 5 to 9, preferably 5 to 8, more preferably neutral. . The amount of the titania / silica composite particles is preferably 0.001 to 1% by mass or less, more preferably 0.001 to 0.1% by mass, based on the medium.
本発明の水溶性チタニア・シリカ複合体は、経口投与または点滴、注射、塗布等の種々の投与方法により、患者の体内に投与することができるが、静脈または皮下による投与経路で用いるのが好ましい。特に、超音波を使用する関係上、治療対象部位に超音波を直接照射するのが好ましいことから、投与形態としては、皮下投与による患部への直接投与がより好ましい。投与量は、投与対象者の病態、身体的状況などによって適宜変更されるが、例えば、一般的には約１μｌ／ｋｇ〜１００μｌ／ｋｇ、好ましくは約５μｌ／ｋｇ〜５０μｌ／ｋｇ、より好ましくは約１０μｌ／ｋｇ〜３０μｌ／ｋｇであるのがよい。また、本発明の水溶性チタニア・シリカ複合体は、通常使用されている抗腫瘍剤、殺菌剤などの薬剤と併用することも可能である。 The water-soluble titania-silica composite of the present invention can be administered into a patient's body by oral administration or various administration methods such as infusion, injection, and application, but is preferably used by intravenous or subcutaneous administration routes. . In particular, since it is preferable to directly irradiate the site to be treated with ultrasound because of the use of ultrasound, the administration form is more preferably direct administration to the affected area by subcutaneous administration. The dose is appropriately changed depending on the pathological condition, physical condition, etc. of the subject of administration, but is generally about 1 μl / kg to 100 μl / kg, preferably about 5 μl / kg to 50 μl / kg, more preferably It may be about 10 μl / kg to 30 μl / kg. The water-soluble titania-silica composite of the present invention can be used in combination with commonly used drugs such as antitumor agents and bactericides.
さらに、本発明においては、水溶性チタニア・シリカ複合体とともに、低出力超音波で音響キャビテーション現象を惹起するガス封入バブル（気泡）、例えばマイクロバブルまたはナノバブルである音響キャビテーション現象増強物質を併用するのが好ましい。かかる音響キャビテーション現象増強物質としては、例えば、ソナゾイド（sonazoidTM）、レボビスト（levovistTM）またはオプチゾン（optizonTM）などが挙げられる。 Furthermore, in the present invention, together with a water-soluble titania-silica composite, a gas-encapsulated bubble (bubble) that causes an acoustic cavitation phenomenon with low-power ultrasonic waves, for example, an acoustic cavitation enhancing substance that is a microbubble or nanobubble is used in combination. Is preferred. Such acoustic cavitation enhancing substances, e.g., Sonazoid (sonazoid TM), and the like Levovist (Levovist TM) or Opuchizon (optizon TM).
本発明に使用するチタニア・シリカ複合体は、超音波照射により細胞毒としての細胞殺傷作用を呈することができる。つまり、本発明のチタニア・シリカ複合体粒子が体内に投与されると、超音波照射により励起されて細胞毒となり、癌細胞や細菌細胞などを殺傷することができる。したがって、本発明のチタニア・シリカ複合体粒子の投与に当たっては、チタニア・シリカ複合体粒子が、殺傷したい細胞以外の正常細胞をも殺傷する可能性をできるだけ減少させるために、上述したように、殺傷したい細胞からなる細胞組織などに集中して蓄積するような投与経路を選択するのがよい。 The titania-silica composite used in the present invention can exhibit a cell killing action as a cytotoxin by ultrasonic irradiation. That is, when the titania-silica composite particles of the present invention are administered into the body, they are excited by ultrasonic irradiation to become cytotoxic, and can kill cancer cells, bacterial cells, and the like. Therefore, in the administration of the titania-silica composite particles of the present invention, in order to reduce as much as possible the possibility that the titania-silica composite particles kill normal cells other than the cells to be killed, It is preferable to select an administration route that concentrates and accumulates in a cell tissue composed of cells desired.
本発明においては、体内に投与されたチタニア・シリカ複合体粒子が蓄積している細胞組織に対して超音波処理が行われる。超音波の形式として、超音波を細胞組織に集中して照射できるように、焦点式超音波を用いるのが好ましいが、分散式の超音波も場合によっては使用可能である。また、焦点式超音波としては、例えば、高密度焦点式超音波（ＨＩＦＵ）が特に好ましい。 In the present invention, ultrasonic treatment is performed on cellular tissue in which titania-silica composite particles administered into the body are accumulated. As a form of the ultrasonic wave, it is preferable to use a focused ultrasonic wave so that the ultrasonic wave can be focused on the cell tissue, but a distributed ultrasonic wave can also be used in some cases. Further, as the focused ultrasound, for example, high-density focused ultrasound (HIFU) is particularly preferable.
本発明に使用する超音波の周波数は、例えば、一般的には４００ｋＨｚ〜２０ＭＨｚ、好ましくは６００ｋＨｚ〜１０ＭＨｚ、より好ましくは１ＭＨｚ〜１０ＭＨｚであるのがよい。また、照射する超音波のパワーは、おおよそ１Ｗ／ｃｍ２〜２０００Ｗ／ｃｍ２の範囲内とすることができる。このようなパワーを有する超音波は、その出力装置によって異なるものの、印加電圧と超音波パワーとの関係において、３０Ｖにおける超音波パワーが１００Ｗ／ｃｍ２、６０Ｖにおける超音波パワーが２００Ｗ／ｃｍ２のように比例して出力する装置によれば、例えば、超音波照射時の電圧を、約４０Ｖ〜１００Ｖ、好ましくは約５０Ｖ〜８０Ｖ、より好ましくは約５０Ｖ〜７０Ｖとすることもできる。そして、超音波の照射時間は、治療対象である癌組織の位置および大きさなどを考慮して適宜決定されるべきであり、特に限定されるものではないが、例えば、一般的には約０．５秒〜１０秒間、好ましくは約１秒〜５秒間、さらに好ましくは約２秒〜５秒間であるのがよい。 The frequency of the ultrasonic wave used in the present invention is, for example, generally 400 kHz to 20 MHz, preferably 600 kHz to 10 MHz, more preferably 1 MHz to 10 MHz. The ultrasonic power to be irradiated may be in the approximate range of 1W / cm 2 ~2000W / cm 2 . Although the ultrasonic power having such power differs depending on the output device, the ultrasonic power at 30 V is 100 W / cm 2 and the ultrasonic power at 60 V is 200 W / cm 2 in the relationship between the applied voltage and the ultrasonic power. Thus, according to the apparatus which outputs in proportion, for example, the voltage at the time of ultrasonic irradiation can be about 40 V to 100 V, preferably about 50 V to 80 V, more preferably about 50 V to 70 V. The ultrasonic irradiation time should be appropriately determined in consideration of the position and size of the cancer tissue to be treated, and is not particularly limited. 5 seconds to 10 seconds, preferably about 1 second to 5 seconds, more preferably about 2 seconds to 5 seconds.
上述したように、本発明に従ってチタニア・シリカ複合体を細胞組織などに超音波を照射することにより高い効率で細胞を殺傷して、高い治療効果を実現することができる。超音波は生体の外部から生体内の深部にまで到達することが可能であることから、超音波を照射することにより、非侵襲の状態で生体内深部に存在するような患部やターゲット部位にまで到達させることが可能である。したがって、本発明のチタニア・シリカ複合体をかかる深部に存在する細胞組織の患部やターゲット部位に蓄積させ、超音波照射することによって、かかる深部に存在する組織までも治療が実現できることになる。さらに、本発明では、本発明のチタニア・シリカ複合体を細胞の患部やターゲット部位に集積させることにより、周辺の正常細胞に悪影響を及ぼさない程度の微弱な超音波を照射して、かかる患部などの局所のみに作用させることができ、極めて有用である。 As described above, according to the present invention, cells can be killed with high efficiency by irradiating a cell tissue or the like with a titania-silica complex, and a high therapeutic effect can be realized. Ultrasound can reach the deep part of the living body from the outside of the living body. By irradiating the ultrasonic wave, it reaches the affected part or the target site that exists in the deep part of the living body in a non-invasive state. It is possible to reach. Therefore, treatment of even the tissue existing in the deep part can be realized by accumulating the titania-silica composite of the present invention in the affected part or the target site of the cell tissue existing in the deep part and irradiating with ultrasonic waves. Furthermore, in the present invention, by integrating the titania-silica complex of the present invention in the affected area or target site of the cell, the affected area is irradiated with a weak ultrasonic wave that does not adversely affect the surrounding normal cells. It can be applied only to the local area of the cell, and is extremely useful.
本発明においては、体内に投与されて組織に蓄積されたチタニア・シリカ複合体粒子に対して、特に焦点式超音波での処理が行われるのが好ましい。したがって、本発明の処理対象となる細胞としては、例えば、固形癌細胞、感染症の起因細菌細胞などであるのが好ましい。しかしながら、本発明においては、体外から超音波を照射する関係上、固形癌であれば、内臓などの皮膚表面から離れた臓器の腫瘍などではなく、患部が皮膚表面や皮膚表面の近い箇所にある固形癌、例えば、皮膚癌、舌癌、乳癌などが挙げられる。また、本発明の薬剤としては、上記抗腫瘍剤の他に、本発明のチタニア・シリカ複合体粒子の有する細胞殺傷作用を利用して、口腔内カンジダ症、水虫など感染症にも有効な殺菌剤などにも使用することができる。 In the present invention, it is preferred that the titania-silica composite particles that have been administered into the body and accumulated in the tissue are particularly treated with focused ultrasound. Therefore, the cells to be treated according to the present invention are preferably, for example, solid cancer cells, bacterial cells causing infections, and the like. However, in the present invention, because of ultrasonic irradiation from outside the body, if it is solid cancer, it is not a tumor of an organ away from the skin surface such as the internal organs, but the affected part is in the skin surface or a place close to the skin surface Solid cancers such as skin cancer, tongue cancer, breast cancer and the like can be mentioned. In addition to the antitumor agent described above, the drug of the present invention uses the cell killing action of the titania-silica composite particles of the present invention, and is effective for bactericidal diseases such as oral candidiasis and athlete's foot. It can also be used for agents.
以下、腫瘍細胞を対象とした実施例により、本発明をより詳細に説明するが、本発明は、下記実施例により一切限定されるものではなく、また実施例は、本発明を一切限定する意図で記載されるものではない。したがって、実施例より派生するあらゆる変法は、本発明の概念に包含されるものであれば、本発明の範囲に当然のことながら含まれるものと解釈できる。 Hereinafter, the present invention will be described in more detail by way of examples directed to tumor cells, but the present invention is not limited in any way by the following examples, and the examples are not intended to limit the present invention in any way. It is not described in. Accordingly, any variations derived from the examples can be construed as naturally included in the scope of the present invention as long as they are included in the concept of the present invention.
培養細胞：
本実施例では、JCRBバンクから供与された高分化型口腔扁平上皮癌細胞株（HSC-2）を用いた。10％の牛胎児血清を加えたMEM培地（Eagle’s社）にてインキュベーター内（37℃、5％CO2）で継代培養した。2×106 cells/mlの細胞懸濁液として調整した。
Cultured cells:
In this example, a well-differentiated oral squamous cell carcinoma cell line (HSC-2) provided by JCRB Bank was used. The cells were subcultured in an incubator (37 ° C., 5% CO 2 ) in MEM medium (Eagle's) supplemented with 10% fetal bovine serum. The cell suspension was adjusted to 2 × 10 6 cells / ml.
試薬：
Tiのアルコキシド（有機チタン化合物）とSiのアルコキシド（有機ケイ素化合物）の加水分解で生成する分子結合チタニアシリカ（-Ti-O-Si-の結合を有する）に過酸化結合（ペルオキソ基）を導入した光触媒である「凛光(商品名)」（R-A-TS アスタースチタニアシリカおよびR-P-TS ペルオキソチタニアシリカ）を用いた。
reagent:
Introducing a peroxide bond (peroxo group) into molecularly bonded titania silica (having a bond of -Ti-O-Si-) generated by hydrolysis of Ti alkoxide (organic titanium compound) and Si alkoxide (organosilicon compound) As a photocatalyst, “Hyomitsu (trade name)” (RA-TS asterite titania silica and RP-TS peroxotitania silica) was used.
超音波照射：
超音波照射装置は、Sono Pore K-TAC4000（NEPAGENE社）を使用した。超音波照射条件は、Frequency: 3.5 MHz，Intensity: 4W、8W、12W、16W、Voltage: 30V、40V、50V、60V、Burst Rate: 100 Hz、Duty factor: 50%、Duration: 0.1 sec、1 sec、3 secとした。なお、電圧に対応する超音波強度は、30Vのとき約100W/cm2、40Vのとき約133W/cm2、50Vのとき約166W/cm2、60Vのとき約200W/cm2である。また、HIFU(高密度焦点式超音波)を実験に用いた。トランスデューサーはSonitron HIFU 5000(NEPAGENE社)を用いた。HIFUはプローブの焦点距離である50 mm下から細胞に照射した。
Ultrasonic irradiation:
As the ultrasonic irradiation apparatus, Sono Pore K-TAC4000 (NEPAGENE) was used. Ultrasonic irradiation conditions are: Frequency: 3.5 MHz, Intensity: 4W, 8W, 12W, 16W, Voltage: 30V, 40V, 50V, 60V, Burst Rate: 100 Hz, Duty factor: 50%, Duration: 0.1 sec, 1 sec 3 sec. Incidentally, the ultrasonic intensity corresponding to the voltage is about 200 W / cm 2 when about 166W / cm 2, 60V when about 133W / cm 2, 50V when about 100W / cm 2, 40V when 30 V. HIFU (High Density Focused Ultrasound) was used for the experiment. Sonitron HIFU 5000 (NEPAGENE) was used as a transducer. HIFU irradiated the cells from 50 mm below the focal length of the probe.
実験手順：
「凛光」（R-A-TS：アスタースチタニアシリカおよびR-P-TS：ペルオキソチタニアシリカ）それぞれの細胞毒性を調査するため、HSC-2を2×106cells/mlの細胞懸濁液として調整し、R-A-TSおよびR-P-TSの0、5、10、15、20、25、50μｌにそれぞれ細胞懸濁液を加え、総量を1mlとした。試薬に暴露された直後および30分間培養した後のCell viabilityをトリパンブルー色素排除試験法で評価した。
Experimental procedure:
In order to investigate the cytotoxicity of “fluorescence” (RA-TS: astast titania silica and RP-TS: peroxotitania silica), HSC-2 was prepared as a cell suspension of 2 × 10 6 cells / ml. The cell suspension was added to 0, 5, 10, 15, 20, 25, and 50 μl of RA-TS and RP-TS to make a total volume of 1 ml. Cell viability was evaluated by the trypan blue dye exclusion test method immediately after exposure to the reagent and after incubation for 30 minutes.
24ウエルプレート（底がフィルムになっている）の各ウエルに試薬を滴下し、細胞懸濁液を加え合計500μlとなるようにした。超音波照射した直後に、細胞生存率をセルカウンター（NucleoCounter, Chemometec, Allerod, Denmark）で計測した。 Reagents were dropped into each well of a 24-well plate (bottom film), and the cell suspension was added to make a total of 500 μl. Immediately after sonication, cell viability was measured with a cell counter (NucleoCounter, Chemometec, Allerod, Denmark).
実験グループ：
超音波の条件は、Voltage: 30V、40V、50V、60VならびにDuration: 0.1 sec、1 sec、 3secの12通りで、試薬の濃度は、試薬0μｌ（コントロール）、試薬5μl、15μlならびに30μlの4通りとした。すなわち48グループでそれぞれ3回実験を行った。
Experimental group:
Ultrasound conditions are Voltage: 30V, 40V, 50V, 60V and Duration: 0.1 sec, 1 sec, 3sec, 12 types, and reagent concentrations are 4 types of reagents: 0 μl (control), 5 μl, 15 μl, and 30 μl. It was. That is, the experiment was performed 3 times in 48 groups.
図１および図２は、チタニウム濃度（μｌ／ｍｌ）別のチタニア・シリカ複合体水溶液添加直後および添加後３０分間培養後のＨＩＦＵ照射による細胞生存率（％）（トリパンブルーテスト）をそれぞれ示している。図中、左側の棒グラフは、TitaniumR-A-TSを示し、右側の棒グラフは、TitaniumR-P-TSを示す。 FIG. 1 and FIG. 2 show cell viability (%) (trypan blue test) by HIFU irradiation immediately after addition of titania-silica complex aqueous solution according to titanium concentration (μl / ml) and after incubation for 30 minutes after addition, respectively. Yes. In the drawing, the left bar graph indicates TitaniumR-A-TS, and the right bar graph indicates TitaniumR-P-TS.
図１および図２の結果から、細胞生存率は、TitaniumR-A-TSの場合、チタニウム濃度が５〜５０μｌ／ｍｌの範囲でほぼ９５％であったのに対して、TitaniumR-P-TSの場合、チタニウム濃度が５０μｌ／ｍｌでほぼ８０％であった。この結果から、TitaniumR-P-TSを使用する場合、そのチタニウム濃度がほぼ３０μｌ／ｍｌ以上あるのが好ましい。 From the results of FIG. 1 and FIG. 2, the cell viability was about 95% in the case of TitaniumR-A-TS with a titanium concentration in the range of 5 to 50 μl / ml, whereas that of TitaniumR-P-TS. In this case, the titanium concentration was almost 80% at 50 μl / ml. From this result, when TitaniumR-P-TS is used, the titanium concentration is preferably about 30 μl / ml or more.
図３は、異なる電圧によるＨＩＦＵ照射時間別ならびにチタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）濃度別の細胞生存率（％）をＰＩ染色法で計測した。図中、各秒における４本の棒グラフのうち、最左側は３０Ｖ、左から２番目は４０Ｖ、左から３番目は５０Ｖ、最右側は６０Ｖを示している。 In FIG. 3, the cell viability (%) for each HIFU irradiation time with different voltages and for each titania-silica complex aqueous solution (TitaniumR-A-TS) concentration was measured by the PI staining method. In the figure, among the four bar graphs in each second, the leftmost side shows 30V, the second from the left shows 40V, the third from the left shows 50V, and the rightmost shows 60V.
図４は、濃度５μｌ／ｍｌのチタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）に対する電圧を３０Ｖ〜６０Ｖに、またＨＩＦＵ照射時間を０．１秒、１秒、３秒と変えた場合の細胞生存率（％）をＰＩ染色法で計測した結果を示している。この結果から、電圧が３０Ｖならびに４０Ｖの場合には、ＨＩＦＵ照射時間を変えても、細胞生存率はほとんど変化しなかった。電圧が５０Ｖである場合、ＨＩＦＵ照射時間が１秒ならびに３秒であるときに、細胞生存率が約９７％〜９５％に減少し、電圧が６０Ｖである場合、細胞生存率が約９６％〜９３％に減少した。 FIG. 4 shows a case where the voltage for the titania-silica composite aqueous solution (TitaniumR-A-TS) having a concentration of 5 μl / ml is changed from 30 V to 60 V, and the HIFU irradiation time is changed from 0.1 second, 1 second, and 3 seconds. The result of measuring cell viability (%) by PI staining is shown. From this result, when the voltage was 30 V and 40 V, the cell viability was hardly changed even when the HIFU irradiation time was changed. When the voltage is 50V, the cell viability is reduced to about 97% to 95% when the HIFU irradiation time is 1 second as well as 3 seconds, and when the voltage is 60V, the cell viability is about 96% to Reduced to 93%.
図５は、濃度１５μｌ／ｍｌのチタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）に対する電圧を３０Ｖ〜６０Ｖに、またＨＩＦＵ照射時間を０．１秒、１秒、３秒と変えた場合の細胞生存率（％）をＰＩ染色法で計測した結果を示している。この結果から、電圧が３０Ｖである場合、ＨＩＦＵ照射時間を変えても細胞生存率はほとんど変化しなかった。電圧が４０Ｖの場合、ＨＩＦＵ照射時間を１秒または３秒に変えたとき、細胞生存率が約９０％〜８５％に減少した。また電圧が５０Ｖである場合、ＨＩＦＵ照射時間を０．１秒、１秒、３秒と変えた場合、細胞生存率が＞９０％、８５％、＞７０％に減少した。電圧が６０Ｖである場合、ＨＩＦＵ照射時間を０．１秒、１秒、３秒と変えた場合、細胞生存率が約９０％、７５％、６０％に減少した。 FIG. 5 shows a case where the voltage for the titania-silica composite aqueous solution (TitaniumR-A-TS) having a concentration of 15 μl / ml is changed from 30 V to 60 V, and the HIFU irradiation time is changed from 0.1 second, 1 second, and 3 seconds. The result of measuring cell viability (%) by PI staining is shown. From this result, when the voltage was 30 V, the cell viability was hardly changed even when the HIFU irradiation time was changed. When the voltage was 40V, cell viability decreased to about 90% to 85% when the HIFU irradiation time was changed to 1 or 3 seconds. When the voltage was 50 V, the cell viability decreased to> 90%, 85%, and> 70% when the HIFU irradiation time was changed to 0.1 second, 1 second, and 3 seconds. When the voltage was 60 V, the cell viability decreased to about 90%, 75%, and 60% when the HIFU irradiation time was changed to 0.1 second, 1 second, and 3 seconds.
図６は、濃度３０μｌ／ｍｌのチタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）に対する電圧を３０Ｖ〜６０Ｖに、またＨＩＦＵ照射時間を０．１秒、１秒、３秒と変えた場合の細胞生存率（％）をＰＩ染色法で計測した結果を示している。この結果から、電圧が３０Ｖおよび４０Ｖである場合、ＨＩＦＵ照射時間を変えても細胞生存率はほとんど変化しなかった。電圧が５０Ｖの場合、ＨＩＦＵ照射時間を１秒または３秒に変えたとき、細胞生存率が約９７％〜９６％に減少した。また電圧が６０Ｖである場合、ＨＩＦＵ照射時間を１秒および３秒に変えた場合、細胞生存率が約９６％および９３％に減少した。 FIG. 6 shows the case where the voltage for the titania-silica composite aqueous solution (TitaniumR-A-TS) having a concentration of 30 μl / ml is changed from 30 V to 60 V, and the HIFU irradiation time is changed from 0.1 second, 1 second, and 3 seconds. The result of measuring cell viability (%) by PI staining is shown. From this result, when the voltages were 30 V and 40 V, the cell viability was hardly changed even when the HIFU irradiation time was changed. When the voltage was 50 V, cell viability decreased to about 97% to 96% when the HIFU irradiation time was changed to 1 or 3 seconds. When the voltage was 60 V, the cell viability decreased to about 96% and 93% when the HIFU irradiation time was changed to 1 second and 3 seconds.
図７は、ＨＩＦＵ照射時間を０．１秒とした場合における細胞生存率（％）をＰＩ染色法で計測した結果を示しており、チタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）の濃度を５〜３０μｌ／ｍｌに変化させると共に、同チタニア・シリカ複合体水溶液に対する電圧を３０Ｖ〜６０Ｖに変化させている。この結果から、電圧が３０Ｖおよび４０Ｖである場合、チタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）の濃度を変えても細胞生存率はほとんど変化しなかった。電圧が５０Ｖの場合、チタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）の濃度を１５μｌ／ｍｌまたは３０μｌ／ｍｌに変えたとき、細胞生存率が約９５％〜８７％に減少した。また電圧が６０Ｖである場合、チタニア・シリカ複合体水溶液（TitaniumR-A-TS）の濃度を１５μｌ／ｍｌまたは３０μｌ／ｍｌに変えたとき、細胞生存率が約９０％および８３％に減少した。 FIG. 7 shows the results of measuring the cell viability (%) when the HIFU irradiation time was 0.1 second by the PI staining method, and the concentration of titania-silica complex aqueous solution (TitaniumR-A-TS). Is changed to 5 to 30 μl / ml, and the voltage with respect to the titania / silica composite aqueous solution is changed to 30 V to 60 V. From this result, when the voltage was 30 V and 40 V, the cell viability was hardly changed even when the concentration of the titania-silica composite aqueous solution (TitaniumR-A-TS) was changed. When the voltage was 50 V, the cell viability decreased to about 95% to 87% when the concentration of the titania-silica complex aqueous solution (Titanium®-A-TS) was changed to 15 μl / ml or 30 μl / ml. When the voltage was 60 V, cell viability decreased to about 90% and 83% when the concentration of the titania-silica complex aqueous solution (TitaniumR-A-TS) was changed to 15 μl / ml or 30 μl / ml.
図８は、チタニア・シリカ複合体水溶液濃度（TitaniumR-A-TS）を変えて、異なる電圧下で１秒間ＨＩＦＵ照射をした場合の細胞生存率を示している。チタニア・シリカ複合体水溶液濃度が５μｌ／ｍｌの場合、電圧が３０Ｖ〜６０Ｖであっても、細胞生存率はコントロールとほとんど変わらなかった。チタニア・シリカ複合体水溶液濃度が１５μｌ／ｍｌの場合、電圧が３０Ｖならびに４０Ｖであるときの細胞生存率はコントロールとほとんど変わらなかった。電圧が５０Ｖであるときの細胞生存率は約８７％、電圧が６０Ｖであるときの細胞生存率は約７３％であった。チタニア・シリカ複合体水溶液濃度が３０μｌ／ｍｌの場合、電圧が４０Ｖであるときの細胞生存率は約９０％、電圧が５０Ｖであるときの細胞生存率は約７５％、電圧が６０Ｖであるときの細胞生存率は約６３％であった。 FIG. 8 shows the cell viability when the titania-silica complex aqueous solution concentration (TitaniumR-A-TS) is changed and HIFU irradiation is performed for 1 second under different voltages. When the titania-silica complex aqueous solution concentration was 5 μl / ml, the cell viability was almost the same as that of the control even when the voltage was 30 V to 60 V. When the titania-silica complex aqueous solution concentration was 15 μl / ml, the cell viability when the voltage was 30 V and 40 V was almost the same as the control. The cell viability when the voltage was 50V was about 87%, and the cell viability when the voltage was 60V was about 73%. When the titania-silica complex aqueous solution concentration is 30 μl / ml, the cell viability is about 90% when the voltage is 40V, the cell viability is about 75% when the voltage is 50V, and the voltage is 60V The cell viability was about 63%.
図９は、チタニア・シリカ複合体水溶液濃度（TitaniumR-A-TS）を変えて、異なる電圧下で３秒間ＨＩＦＵ照射をした場合の細胞生存率を示している。チタニア・シリカ複合体水溶液濃度が５μｌ／ｍｌの場合、電圧が３０Ｖ〜６０Ｖであっても、細胞生存率はコントロールとほとんど変わらなかった。チタニア・シリカ複合体水溶液濃度が１５μｌ／ｍｌの場合、電圧３０Ｖのとき細胞生存率はコントロールとほとんど変わらなかった。電圧が４０Ｖのときの細胞生存率は約８５％、５０Ｖのとき約７５％、６０Ｖのとき約６０％であった。チタニア・シリカ複合体水溶液濃度が３０μｌ／ｍｌの場合、電圧３０Ｖのとき細胞生存率はコントロールとほとんど変わらなかったが、電圧が４０Ｖのときの細胞生存率は約８０％、５０Ｖのとき約６０％、６０Ｖのとき約４０％であった。 FIG. 9 shows the cell viability when the titania-silica complex aqueous solution concentration (TitaniumR-A-TS) was changed and HIFU irradiation was performed for 3 seconds under different voltages. When the titania-silica complex aqueous solution concentration was 5 μl / ml, the cell viability was almost the same as that of the control even when the voltage was 30 V to 60 V. When the titania-silica complex aqueous solution concentration was 15 μl / ml, the cell viability was almost the same as the control when the voltage was 30V. The cell viability when the voltage was 40V was about 85%, when the voltage was 50V, about 75%, and when it was 60V, it was about 60%. When the titania-silica complex aqueous solution concentration was 30 μl / ml, the cell viability was almost the same as the control when the voltage was 30 V, but the cell viability was about 80% when the voltage was 40 V and about 60% when the voltage was 50 V. , About 40% at 60V.
特に図９に示す結果から、本発明によれば、チタニア・シリカ複合体水溶液の濃度は約１５μｌ／ｍｌ以上、より好ましくは約３０μｌ／ｍｌ以上であるのがよい。また、ＨＩＦＵ照射時間にしても、約１秒以上、より好ましくは３秒以上であるのが好ましい。さらに、ＨＩＦＵ照射の際の電圧は５０Ｖ以上、より好ましくは６０Ｖ以上であるのがよい。 In particular, from the results shown in FIG. 9, according to the present invention, the concentration of the aqueous titania-silica composite solution should be about 15 μl / ml or more, more preferably about 30 μl / ml or more. Further, the HIFU irradiation time is preferably about 1 second or longer, more preferably 3 seconds or longer. Furthermore, the voltage at the time of HIFU irradiation is 50 V or more, more preferably 60 V or more.
７〜８週齢Ｂａｌｂ／ｃヌードマウスを使用して口内癌に対する「凛光」(商品名)の効果を調べた（図１０参照。）。７〜８週齢Ｂａｌｂ／ｃヌードマウスの右脇腹部にＨＳＣ−２細胞（口腔扁平上皮癌）２ｘ１０７細胞（生存率９８％以上；０．１ＰＢＳ）を皮下注射し、細胞移植後１０日経過して、腫瘍が４-５ｍｍの大きさになったところで、実験を開始した。「凛光」（Ｒ−Ａ−ＴＳ：ＴｉＯ２／ＳｉＯ２）１０μｌを腫瘍に直接注射したのち、Sono Pore K-TAC4000（NEPAGENE社）を使用して超音波（ＨＩＦＵ）を照射した。超音波照射条件は、Frequency: 3.5 MHz，Intensity:16W/cm2、Duty factor: 50%、Duration: 3 secとした。 7 to 8 week-old Balb / c nude mice were used to examine the effect of “fluorescence” (trade name) on oral cancer (see FIG. 10). HSC-2 cells (oral squamous cell carcinoma) 2 × 10 7 cells (survival rate 98% or more; 0.1 PBS) were subcutaneously injected into the right flank of 7-8 week old Balb / c nude mice, 10 days after cell transplantation When the tumor became 4-5 mm in size, the experiment was started. After 10 μl of “fluorescence” (RA-TS: TiO 2 / SiO 2 ) was directly injected into the tumor, it was irradiated with ultrasound (HIFU) using Sono Pore K-TAC4000 (NEPAGENE). The ultrasonic irradiation conditions were Frequency: 3.5 MHz, Intensity: 16 W / cm 2 , Duty factor: 50%, Duration: 3 sec.
マウスをジエチルエーテルで安楽死させた後、腫瘍を摘出した。摘出した腫瘍は、１０％ホルムアルデヒドで固定化し、アルコールで完全に脱水し、パラフィンに包埋した後、５μｍ切片を調製した。この切片をヘマトキシリンとエオシン（ＨＥ）で染色し、光学顕微鏡Leica DMI 4000B (Leica, Solmer, Germany)で観察した。 After the mice were euthanized with diethyl ether, the tumors were removed. The excised tumor was fixed with 10% formaldehyde, completely dehydrated with alcohol, and embedded in paraffin, and then a 5 μm section was prepared. The sections were stained with hematoxylin and eosin (HE) and observed with a light microscope Leica DMI 4000B (Leica, Solmer, Germany).
光学顕微鏡によるＨＥ染色細胞の像を図１１〜図１６に示す。図１１は「凛光」だけで腫瘍を処理した場合に褐色粒子が観察されたことを示すＨＥ染色光学顕微鏡像であり、図１２は「凛光」とＨＩＦＥで腫瘍を処理した場合に褐色粒子が観察されたことを示すヘＨＥ染色光学顕微鏡像であり、図１３は「凛光」で腫瘍を処理しなかった場合（コントロール）に褐色粒子が観察されてないことを示すＨＥ染色光学顕微鏡像であり、図１４はＨＩＦＵだけで腫瘍を処理した場合に褐色粒子が観察されてないことを示すＨＥ染色光学顕微鏡像であり、図１５は「凛光」とＨＩＦＥで腫瘍を処理した場合にだけ細胞質内に褐色粒子が観察されたことを示すＨＥ染色光学顕微鏡像であり、図１６は「凛光」とＨＩＦＥで腫瘍を処理した場合に、出血が観察されたことを示すＨＥ染色光学顕微鏡像である。 Images of HE-stained cells using an optical microscope are shown in FIGS. FIG. 11 is a HE-stained optical microscope image showing that brown particles were observed when the tumor was treated with “fluorescence” alone, and FIG. 12 was a brown particle when the tumor was treated with “fluorescence” and HIFE. FIG. 13 is a HE-stained optical microscope image showing that no brown particles were observed when the tumor was not treated with “fluorescence” (control). FIG. 14 is a HE-stained light microscope image showing that brown particles are not observed when the tumor is treated with HIFU alone, and FIG. 15 is only when the tumor is treated with “fluorescence” and HIFE. FIG. 16 is a HE-stained light microscope image showing that brown particles were observed in the cytoplasm, and FIG. 16 is a HE-stained light microscope image showing that bleeding was observed when the tumor was treated with “fluorescence” and HIFE. It is.
これらの図に示すように、観察の結果、本発明に係る水溶性チタニア・シリカ複合体とＨＩＦＵ処理のグループでは、興味深いことに、腫瘍内に出血とリンパ球浸潤が認められた。また、本発明に係る水溶性チタニア・シリカ複合体とＨＩＦＵ処理のグループにおいて褐色細胞が細胞質内に観察されたことは、細胞中へのチタニア・シリカ複合体粒子が細胞質内への浸透が促進されていることを示唆している。 As shown in these figures, as a result of observation, bleeding and lymphocyte infiltration were observed in the tumor in the group of the water-soluble titania-silica complex and HIFU treatment according to the present invention. In addition, brown cells were observed in the cytoplasm in the water-soluble titania-silica complex and HIFU treatment group according to the present invention, which promoted penetration of the titania-silica complex particles into the cytoplasm. Suggests that
本発明に係る水溶性チタニア・シリカ複合体は、超音波照射によって、その主成分たるチタニア・シリカ複合体が、酸化チタンと酸化ケイ素が結合した過酸化結合を有する構造を有していることから、高い親水性と、超音波による高い励起性に基づいて発揮される高い細胞殺傷性と抗腫瘍性を示している。したがって、本発明に係る水溶性チタニア・シリカ複合体は、非侵襲性であって、副作用が非常に低い抗腫瘍剤等の薬剤として有用である。 The water-soluble titania / silica composite according to the present invention has a structure in which the titania / silica composite as a main component has a peroxide bond in which titanium oxide and silicon oxide are bonded by ultrasonic irradiation. It exhibits high cell killing and antitumor properties that are exhibited based on high hydrophilicity and high excitability by ultrasonic waves. Therefore, the water-soluble titania-silica complex according to the present invention is useful as a drug such as an antitumor agent that is non-invasive and has very low side effects.
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542293A (en) * | 2005-05-23 | 2008-11-27 | ユニバーシティ・オブ・ユタ・リサーチ・ファウンデイション | Echo-forming microbubbles and microemulsions for ultrasound-enhanced nanoparticle-mediated drug delivery |
| JP2009154061A (en) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Asaka Riken:Kk | Photocatalyst solution having improved microbial resistance |
| JP2010012218A (en) * | 2008-06-04 | 2010-01-21 | Japan Health Science Foundation | Ultrasonic medical apparatus |
| JP2010180192A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Toto Ltd | Therapeutic agent for urinary bladder cancer |
| JP2011057592A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Fujifilm Corp | Liposome, diagnostic contrast agent, therapeutic enhancer and pharmaceutical composition |
| WO2011070324A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Isis Innovation Limited | Particles for the treatment of cancer in combination with radiotherapy |
| WO2012029771A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 学校法人福岡大学 | Tumor proliferation inhibitor containing ultrasound-sensitive substance and method for inhibiting tumor proliferation using tumor proliferation inhibitor and low-intensity pulsed ultrasound |
-
2012
- 2012-08-29 JP JP2012189311A patent/JP6218263B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008542293A (en) * | 2005-05-23 | 2008-11-27 | ユニバーシティ・オブ・ユタ・リサーチ・ファウンデイション | Echo-forming microbubbles and microemulsions for ultrasound-enhanced nanoparticle-mediated drug delivery |
| JP2009154061A (en) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Asaka Riken:Kk | Photocatalyst solution having improved microbial resistance |
| JP2010012218A (en) * | 2008-06-04 | 2010-01-21 | Japan Health Science Foundation | Ultrasonic medical apparatus |
| JP2010180192A (en) * | 2009-02-09 | 2010-08-19 | Toto Ltd | Therapeutic agent for urinary bladder cancer |
| JP2011057592A (en) * | 2009-09-08 | 2011-03-24 | Fujifilm Corp | Liposome, diagnostic contrast agent, therapeutic enhancer and pharmaceutical composition |
| WO2011070324A1 (en) * | 2009-12-09 | 2011-06-16 | Isis Innovation Limited | Particles for the treatment of cancer in combination with radiotherapy |
| WO2012029771A1 (en) * | 2010-08-30 | 2012-03-08 | 学校法人福岡大学 | Tumor proliferation inhibitor containing ultrasound-sensitive substance and method for inhibiting tumor proliferation using tumor proliferation inhibitor and low-intensity pulsed ultrasound |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| INNERVISION, vol. 24, no. 6, JPN6016018128, 2009, pages 85 - 87, ISSN: 0003578123 * |
| 可視化情報, vol. 26, no. 2, JPN6016044420, 2006, pages 111 - 112, ISSN: 0003578119 * |
| 日歯保存誌, vol. 54, no. 6, JPN6016044421, 2011, pages 432 - 441, ISSN: 0003578120 * |
| 生物工学会誌, vol. 90, no. 3, JPN6016044424, 25 March 2012 (2012-03-25), pages 110 - 114, ISSN: 0003578122 * |
| 第４３回下水道研究発表会講演集, JPN6016044423, 2006, pages 821 - 823, ISSN: 0003578121 * |
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