JP2014523518A - 放射線防護装置及びその方法 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図7A
Description
所望の総減衰は、装置の使用用途に従って変わり得る。放射線への長時間の曝露を伴う連続使用が意図される場合、所望の総減衰は比較的高くなるはずである。そのような構成は、災害激甚地に留まる最初の対応要員に適用可能であり得る。短期間の使用が意図される場合、所望の総減衰は比較的低いはずである。そのような構成は、災害激甚地から避難する個人に適用可能であり得る。目的の用途に関係なく、所望の総減衰は、活性骨髄の残存量が、曝露後の造血再構成を可能にするほど十分であるようなものであるべきである。多くの骨髄移植に基づき、この量は、個人の大きさに応じて23cm3〜58cm3の活性骨髄である。ヒトの造血幹細胞及び前駆細胞の放射線感受性に関する知識(例えば、J. S. Senn及びE. A. McCulloch, Blood January 1 , 1970 vol. 35 no. 1 56−60を参照されたい)、並びに放射線防護装置によって保護される活性骨髄の量から、所望の総減衰がいくらであるべきかを推定することができる。この目的で以下の式を用いることができる:
DU=防護されない放射線量
DV=(以下の表におけるような)BM細胞の生存率が造血再構成に必要な活性骨髄の生存率(PR)に等しい線量
VN=再構成に必要な量(23cm3〜58cm3、大きさに依存)
VP=保護される活性骨髄の量
このために、本発明者らはVisible Human Data setを用いた。Visible Human Projectは、標準的な男性及び女性の人体の、完全で解剖学的に詳細な3次元表現の創作物である。データセットは、代表的な男性及び女性の死体の横断CT、MR及び低温切開片画像を含む。男性は1ミリメートル間隔で切片にされ、女性は3分の1ミリメートル間隔で切片にされた。この強力なツールによって、本発明者らは、選択した骨髄集中部を囲む組織を調べ、それらの厚さを測定し、それらの全体的な放射線密度を求めることが可能であった。
例えば、実施例1におけるようにADが5であると計算され、ATが2であると求められる場合、ARは、性能の期待を満たすには2.5であるということになる。
測定は、TLD 3×3×1mm Harshaw TLD LiF線量計(及びHarshaw3500 TLDリーダー)を用いて行った。封止された0.5ミリキューリCs−137点線源を放射線源として用いた。この放射線源は、0.662MevのBa137mのガンマ線(89%)を放出する。ヒトの組織の放射線濃度と同様の放射線濃度を有する実物大の人体模型を用いる。線量計は、人体模型の内部の異なる地点の、保護するように選択した骨髄に対応する地点に配置する。放射線源は、(装置に対する光子ビームの入射角度の影響について調べるために)模型の中心に対して平行な平面から3つの異なる高さで、模型の表面から40cmの直交距離に配置する。模型には、図7Aにおいて具現されるような放射線防護装置の後ろから線量計を用いて1回、及び対照として装置がない以外は同じ条件でもう1回照射した。2つの結果の対比によって、遮蔽体によって生じる減衰率が示される。
実物大の人体模型を用いる。ヒトの骨髄試料を病院から入手してバイアルに入れる。複数のバイアルを、生きているヒトの骨髄の分布を反映するように人体模型の骨盤領域内に入れる。次に、骨髄を含む模型を、本明細書において記載されるような放射線防護装置(例えば図7Aにおいて記載されるような装置)によって保護するか又は保護することなく、複数の角度からの放射線に晒す。放射線量は、深刻な消化管の合併症を患うことなく受けることができる最大線量(1000ラド〜1200ラド)である。照射後、バイアルを集め、それらの骨髄内容物を、細胞蛍光測定によって造血幹細胞の生存能力に関して評価する。各バイアルを別々に評価し、放射線防護装置において、十分な保護を提供していない可能性があるいずれかの部位を正確に示すことを可能にする。本発明者らは、骨髄を保護する上での本発明のプロトタイプの有効性に関して、3つの異なる群:1)保護のない照射;2)保護のある照射;3)照射なし、において幹細胞の生存能力を比較することによって結論を出す。
装置の構成:8匹の非ヒト霊長類を、それらの骨盤領域のCTスキャンに供し、実施例2において記載したようにATを求める。ATに基づいて、4のADを提供することが意図される放射線防護装置の何百もの座標に関してARを求める。放射線減衰材料として鉛を用いるとともに照射源としてCs137を用いて、様々な座標における鉛の厚さを求める。放射線防護装置は、図7Aの装置と同様に構成される。
Claims (42)
- 活性骨髄を含む身体部分の電離放射線からの保護を提供する放射線防護装置であって、前記身体部分に吸収される放射線量を低減するように、該身体部分に隣接して配置されるとともに該身体部分を外側から覆うように構成されている放射線防護構成部材を含む、放射線防護装置。
- 前記活性骨髄を含む身体部分は:頭蓋骨、胸骨、肋骨、椎骨、上腕骨、骨盤及び大腿骨からなる骨の群から選択される骨を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記放射線防護構成部材は放射線減衰構成部材を含む、請求項1に記載の装置。
- 前記放射線減衰構成部材は、該放射線減衰構成部材にわたって様々な放射線減衰レベルを提供するように構成されている、請求項3に記載の装置。
- 前記放射線減衰構成部材にわたる前記様々な放射線減衰レベルは、前記放射線減衰構成部材の所与の地点と前記活性骨髄との間に存在する組織の放射線減衰レベルに反比例する、請求項4に記載の装置。
- 前記活性骨髄に対して実質的に一様な放射線防護を提供するように構成されている、請求項6に記載の装置。
- 前記放射線減衰構成部材は、様々な厚さ又は密度の放射線減衰材料を含む、請求項4に記載の装置。
- 前記放射線減衰構成部材は放射線減衰材料の層を含む、請求項4に記載の装置。
- 前記放射線減衰材料の層は、独自の形状を有し、重ねられると、前記放射線減衰構成部材の地点と前記身体部分内に含まれる前記活性骨髄との間の組織の放射線減衰レベルに関連するトポグラフィーを画定する、請求項9に記載の装置。
- 前記放射線減衰構成部材は、バリウム化合物、硫酸バリウム、塩化バリウム、タングステン化合物、タングステンカーバイド、酸化タングステン、タングステン、ビスマス化合物、ビスマス、鉛、タンタル化合物、チタン、チタン化合物、ジアトリゾ酸メグルミン、アセトリゾ酸ナトリウム、ホウ素、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ素塩、他のホウ素化合物、ベリリウム、ベリリウム化合物、ブナミオジルナトリウム、ジアトリゾエートナトリウム、エチオダイズド油、イオベンザム酸、イオカルム酸、イオセタム酸、ヨージパミド、イオジキサノール、ヨード油、ヨードアルフィオン酸、o−ヨード馬尿酸ナトリウム、ヨードフタレインナトリウム、ヨードピラセット、イオグリカム酸、イオヘキソール、ヨーメグラム酸、イオパミドール、イオパノ酸、イオペントール、ヨーフェンジラート、イオフェノキシ酸、水、イオプロミド、イオプロン酸、イオピドール、イオピドン、イオタラム酸、イオトロラン、イオベルソール、イオキサグル酸、イオキシラン、イポデート、メグルミンアセトリゾエート、メグルミンジトリゾエートメチオダールナトリウム、メトリザミド、メトリゾ酸、フェノブチオジル、フェンテチオタレインナトリウム、プロピリオドン、ヨードメタム酸ナトリウム、ソゾヨード酸、酸化トリウム、トリパノエートナトリウム、ウラン及び劣化ウランからなる材料の群から選択される1つ又は複数の材料を含む、請求項3に記載の装置。
- 前記放射線減衰構成部材は、ヘルメット、二股衣服及びベルトからなるアイテムの群から選択される着用可能なアイテムに組み込まれる、請求項3に記載の装置。
- ブロワーを更に含む、請求項3に記載の装置。
- 前記放射線防護構成部材は、前記活性骨髄を含む身体部分から放射性粒子を吹き飛ばすブロワーを含む、請求項1に記載の装置。
- 物質を前記身体部分内の下部の骨に骨内注射するための封止可能な開口を更に含む、請求項1に記載の装置。
- 被験体の骨髄を電離放射線から保護する方法であって、放射線防護構成部材を含む放射線防護装置を、活性骨髄を含む前記被験体の身体部分に隣接して外側から覆うように配置することを含む、方法。
- 電離放射線に曝露される被験体が生存する可能性を高める方法であって、放射線防護構成部材を含む放射線防護装置を、活性骨髄を保護するように、該活性骨髄を含む前記被験体の身体部分に隣接して外側から覆うように配置することを含む、方法。
- 前記放射線防護構成部材は放射線減衰材料を含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記放射線減衰構成部材は、該放射線減衰構成部材にわたって様々な放射線減衰レベルを提供するように構成されている、請求項18に記載の方法。
- 前記放射線減衰構成部材にわたる前記様々な放射線減衰レベルは、前記放射線減衰構成部材の所与の地点と前記活性骨髄との間に存在する組織の放射線減衰レベルに反比例する、請求項19に記載の方法。
- 前記活性骨髄に対して実質的に一様な放射線防護を提供する、請求項21に記載の方法。
- 前記放射線減衰構成部材は、様々な厚さ又は密度の放射線減衰材料を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記放射線減衰構成部材は放射線減衰材料の層を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記放射線減衰材料の層は、独自の形状を有し、重ねられると、前記放射線減衰構成部材の地点と前記身体部分内に含まれる前記活性骨髄との間の組織の放射線減衰レベルに関連するトポグラフィーを画定する、請求項24に記載の方法。
- 前記放射線減衰構成部材は、バリウム化合物、硫酸バリウム、塩化バリウム、タングステン化合物、タングステンカーバイド、酸化タングステン、タングステン、ビスマス化合物、ビスマス、鉛、タンタル化合物、チタン、チタン化合物、ジアトリゾ酸メグルミン、アセトリゾ酸ナトリウム、ホウ素、ホウ酸、酸化ホウ素、ホウ素塩、他のホウ素化合物、ベリリウム、ベリリウム化合物、ブナミオジルナトリウム、ジアトリゾエートナトリウム、エチオダイズド油、イオベンザム酸、イオカルム酸、イオセタム酸、ヨージパミド、イオジキサノール、ヨード油、ヨードアルフィオン酸、o−ヨード馬尿酸ナトリウム、ヨードフタレインナトリウム、ヨードピラセット、イオグリカム酸、イオヘキソール、ヨーメグラム酸、イオパミドール、イオパノ酸、イオペントール、ヨーフェンジラート、イオフェノキシ酸、水、イオプロミド、イオプロン酸、イオピドール、イオピドン、イオタラム酸、イオトロラン、イオベルソール、イオキサグル酸、イオキシラン、イポデート、メグルミンアセトリゾエート、メグルミンジトリゾエートメチオダールナトリウム、メトリザミド、メトリゾ酸、フェノブチオジル、フェンテチオタレインナトリウム、プロピリオドン、ヨードメタム酸ナトリウム、ソゾヨード酸、酸化トリウム、トリパノエートナトリウム、ウラン及び劣化ウランからなる材料の群から選択される1つ又は複数の材料を含む、請求項18に記載の方法。
- 前記放射線減衰構成部材は、ヘルメット、二股衣服及びベルトからなるアイテムの群から選択される着用可能なアイテムに組み込まれる、請求項18に記載の方法。
- 前記放射線防護構成部材はブロワーを含み、前記方法は、該ブロワーを動作させて前記活性骨髄を含む前記身体部分から放射性粒子を吹き飛ばすことを含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記被験体に、造血再構成を高めるか又は造血幹細胞若しくは前駆細胞の増殖を誘発する物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記物質は、G−CSF、ペグ化G−CSF、GM−CSF、M−CSF(CSF−1)、AMD3100、フィルグラスチム(Neupogen)、ペグフィルグラスチム、幹細胞因子(c−kitリガンド又はスチール因子)、インターロイキン11、インターロイキン3、インターロイキン7、インターロイキン6、インターロイキン12、インターロイキン1、インターロイキン2、インターロイキン4、インターロイキン8、インターロイキン9、インターロイキン15、エリスロポエチン(EPO)、エポエチンアルファ(Epogen)、ダルベポエチンアルファ(Aranesp)、Omontys(ペギネサチド)、SDF−1、フレンドオブGATA−1(FOG−1)、PTH及び活性PTH断片又はPTH/PTHrP受容体アゴニスト、白血病阻止因子(LIF)、血小板由来成長因子(PDGF)、アンジオテンシン−(1−7)、Leridistimor、Flt3リガンド、トロンボポエチン、ケラチノサイト成長因子(KGF)、TGFβ、MPL受容体アゴニスト、プロメガポエチン−1α(PMP−1α)、ヒアルロン酸及びK−7/D−6からなる物質の群から選択される、請求項29に記載の方法。
- 前記被験体に、造血幹細胞又は前駆細胞のアポトーシスを阻害する物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記物質は、G−CSF、ペグ化G−CSF、GM−CSF、M−CSF(CSF−1)、AMD3100、フィルグラスチム(Neupogen)、ペグフィルグラスチム、幹細胞因子(c−kitリガンド又はスチール因子)、インターロイキン11、インターロイキン3、インターロイキン7、インターロイキン6、インターロイキン12、インターロイキン1、インターロイキン2、インターロイキン4、インターロイキン8、インターロイキン9、インターロイキン15、エリスロポエチン(EPO)、エポエチンアルファ(Epogen)、ダルベポエチンアルファ(Aranesp)、Omontys(ペギネサチド)、SDF−1、フレンドオブGATA−1(FOG−1)、PTH及び活性PTH断片又はPTH/PTHrP受容体アゴニスト、白血病阻止因子(LIF)、血小板由来成長因子(PDGF)、アンジオテンシン−(1−7)、Leridistimor、Flt3リガンド、トロンボポエチン、ケラチノサイト成長因子(KGF)、TGFβ、MPL受容体アゴニスト、プロメガポエチン−1α(PMP−1α)、ヒアルロン酸及びK−7/D−6、δ−トコトリエノール(DT3)、アンジオテンシン−(1−7)、核内因子κBの誘導物質、フラジェリン、ビタミンC、WR−2721及びWR−1065、CBLB502からなる物質の群から選択される、請求項31に記載の方法。
- 前記被験体に、前記活性骨髄内の造血幹細胞又は前駆細胞が前記保護される活性骨髄を離れて循環することを防止する物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記物質は、SDF−1(CXCL12)若しくは類似体、融合タンパク質、変異体、機能誘導体若しくはSDF−1の活性を有するその断片、及び/又は前記ケモカインSDF−1の発現を誘発することが可能な作用物質、PDGF、ソマトスタチン、c−kit、肝細胞増殖因子(HGF)、抗MMP−9(抗マトリックスメタロプロテアーゼ−9)抗体、好中球エラスターゼ(NE)阻害剤、マイグラスタチン若しくはコア大環状ケトン及びコア大環状ラクタムを含むがこれらに限定されないその類似体、TGF−β、IL−8阻害剤、抗Groβγ抗体、抗Gr1抗体、抗LFA−1抗体、抗Mac−1(CD11b)抗体、カテプシンG阻害剤、抗SDF−1遮断抗体、可溶性CXCR4、可溶性CCR2、MCP−1(CCL2)及びMCP−3(CCL7)阻害剤、G−CSF阻害剤、GM−CSF阻害剤、可溶性VLA−4、抗MMP−2抗体、AM1241を含むがこれに限定されないCB2アゴニストからなる物質の群から選択される、請求項33に記載の方法。
- 前記被験体に、造血幹細胞又は前駆細胞を前記保護される活性骨髄内に引き付けるように物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記物質は、SDF−1(CXCL12)若しくは類似体、融合タンパク質、変異体、機能誘導体若しくはSDF−1の活性を有するその断片、及び/又は前記ケモカインSDF−1の発現を誘発することが可能な作用物質、CXCR4及び/又はCXCR7のアゴニスト又は部分アゴニスト、MCP−1(CCL2)及びMCP−3(CCL7)を含むがこれらに限定されないCCR2リガンド、AM1241を含むがこれに限定されないCB2アゴニスト、PDGF、ソマトスタチン、c−kit、肝細胞増殖因子(HGF)からなる物質の群から選択される、請求項35に記載の方法。
- 電離放射線への曝露前に前記被験体に物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 電離放射線への曝露中に前記被験体に物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 電離放射線への曝露後に前記被験体に物質を投与することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- 前記物質を、静脈内投与、筋内投与、腹腔内投与、皮下投与及び骨内投与からなる投与方法の群から選択される投与方法で投与する、請求項29、31、33、35、37、38及び39のいずれか一項に記載の方法。
- 骨髄を前記保護される活性骨髄から摘出すること、該摘出された骨髄中の生存している造血幹細胞及び前駆細胞を拡張させること、並びに、該拡張した造血幹細胞及び前駆細胞を前記被験体に再び導入することを更に含む、請求項17又は16に記載の方法。
- ブロワーを用いて、活性骨髄を含む前記身体部分から放射性粒子を吹き飛ばすことを更に含む、請求項18に記載の方法。
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