JP2015535012A - 除去可能な刺青インクおよびその用途 - Google Patents
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Abstract
Description
本出願は、2012年10月15日に提出した米国仮出願第61/714,097号に基づく優先権を享受するものであり、該仮出願は、参照によりその全体が本明細書に取り込まれる。
他に記述されない限り、技術的用語は従来の用法に従って使用される。本明細書において使用される場合、文脈上明らかに他のものを示さない限り、単数形の「1つの(a)」「1つの(an)」および「その(the)」は単数形および複数形の両方を指す。本明細書において使用される場合、「含む(comprises)」という用語は「含む(includes)」を意味する。本明細書において記載される方法および物質と同様のまたは等しい多くの方法および物質を使用することができるが、特に適切な方法および物質が以下に記載される。相反する場合、用語の説明を含む本明細書が支配する。さらに、物質、方法および実施例は説明するだけのものであり、制限することを意図したものではない。
本発明の様々な実施形態の概観を円滑にするため、以下の用語の説明が提供される。
A.序文
超音波エネルギーにより除去可能であることからUltraInk(商標)と名付けられた本開示の刺青インク組成物は、いくつかの試作品を繰り返した後に合成され、その結果、発色団で満たされた半透明のミクロ粒子を含む現在のインク設計となり、これは一般的に重金属で作製される現在の通常の永久刺青インクとサイズおよび粘度においておよそ等しい。粒子が大きすぎてマクロファージ細胞がリンパ系へ除去することができないため、マクロファージ細胞は真皮から粒子を除去することができず、これより真皮中の相対的なサイズの粒子はインクを半永久的にする(超音波エネルギーを使用して除去されない限り)。
本開示の態様は、除去可能な刺青インクにおいて使用するミクロ粒子等の、除去可能な組織標識組成物に関する。したがって、刺青インク等の除去可能な組織標識を開示する。除去可能な組織標識組成物は、1つ以上の生体吸収性発色団を含む内部核および外殻を含む、色ミクロ粒子を含む。開示されるミクロ粒子は、通常約0.5〜100μmの直径を有するが、ミクロ粒子が組織に埋め込まれて組織標識を提供することができる限り、それより大きいかまたは小さくてもよい。ミクロ粒子は球状かまたは他の任意の形状であることができる。開示されるミクロ粒子の外殻は、1層以上のポリスチレンスルホン酸(PSS)および1層以上のポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を含む。外殻は埋め込み工程中に構造上の完全性を維持するように形成されるが、超音波範囲の電磁照射の印加により破壊可能である。いくつかの実施形態においては、外殻は約2〜約16層のポリスチレンスルホン酸(PSS)およびポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を含み、例えば約2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15または16層のPSSおよびPAHである。いくつかの実施形態においては、PSSおよびPAH層は交互である。いくつかの例においては、内部層がPSSを含む。いくつかの例においては、外部層がPSSを含む。いくつかの例においては、内部層がPAHを含む。いくつかの例においては、外部層がPAHを含む。いくつかの実施形態においては、ミクロ粒子が、例えば高分子量ポリスチレンであるポリスチレン等の被覆を外殻の上にさらに含む。
除去可能な刺青インクを作製する方法を本明細書において開示する。開示する方法は、1つ以上の生体吸収性発色団および1つ以上の低水溶性の塩を含む内部核を形成することを含む。内部核を被覆して、1層以上のポリスチレンスルホン酸(PSS)および1層以上のポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を有する外殻を形成する。この外殻は、2〜16層のPSSおよびPAH等であり、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15または16層のPSSおよびPAH等である。いくつかの実施形態においては、外殻でカプセル封入した後に低水溶性の塩を除去して内部核を形成し、内部核が実質的に1つ以上の生体吸収性発色団であるようにする。
本開示のミクロ粒子系刺青インクは超音波エネルギーの使用により破壊可能であるように設計されたので、本開示のミクロ粒子を含む1つ以上の刺青インクを用いて刺青したまたは標識した、被験体の刺青した組織または標識した組織を、超音波範囲の電磁照射の印加により除去することができる。例として、超音波エネルギーを刺青部位に印加して除去し、超音波エネルギーが刺青中に存在するミクロ粒子を破壊し、これによりミクロ粒子の内容物を放出させ、それらは生体吸収性であることにより体に吸収される。
UltraInk(商標)の設計は、生物分解性物質を使用した直径1〜10μmの基本的なミクロカプセル構造に基づく。使用した量は表1において見られる。このサイズでは、ミクロカプセルは無菌針で容易に使用可能であるが、大きすぎて真皮層で拡散せず、最終的に体から色素を遮蔽して分解を防ぐ。
第1試作品においては、まずCa2CO3核を形成することにより透明ミクロカプセルを作製し、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム(PSS)およびポリアリルアミン塩酸塩(PAH)の8つの交互層で取り囲んで外殻を形成し、その後EDTAで核を除去し、図1に示すように中空のミクロカプセルを残した。
UltraInk(商標)の最終設計溶液は、以前の試作品で開発したいくつかの技術を使用する。最終設計は、以前に記載した理由から、直径1〜10μmのミクロカプセルである。ミクロカプセル合成は、Na2CO3、FD&C食物着色剤または他の生物分解性色素、およびCaCl2を混合して色を有する固体のCa2CO3核を形成することから始まる。この核が形成したら、8層のPSSおよびPAHの交互層を添加して外殻を形成し、EDTAを使用してCa2CO3を除去し、食物着色剤のみが核に残る。最後に、核を除去したら、ミクロ粒子溶液に高分子量ポリスチレンを添加し、高分子量ポリスチレンを使用して交互PAH/PSS層の周りに最外殻を形成する。全体として、最終設計は図3に示されるものと同様であろう。非常に安定なポリマーであり、UltraInk(商標)ナノ球ミクロ粒子に安定性を追加するという理由から、最終設計においては高分子量ポリスチレンが含まれた。
いずれかの試験を行う前に、赤色および青色色素両方の1:10連続希釈を使用し、プレート読取装置で吸光度レベルを読み取って、標準曲線を作成した。データ点の線形回帰(r二乗>.99)から導出した2つの等式を以下に示す。
粒子の機能性に対する第1試験では、超音波エネルギーで処理後に粒子が弱められ得るかを観察した。ミクロ粒子を試験管に入れ、6ピン刺青針を使用して、Permaゲルに付着させた。試料を3Lの50W超音波処理器で、1、5、10分間、40kHzで処理した。10分後、ミクロカプセルナノ球は無傷ではなくなった。図5を参照のこと。
UltraInk(商標)の機能性をさらに試験するため、4匹のスプラーグドーリーラット(6214、6215、6216、6217)に刺青し、12週間にわたり観察した。剃毛、刺青の実施、および刺青の経過観察評価が容易な明色の皮膚および短い毛に起因して、スプラーグドーリーラットを使用した。研究のこの段階の主な目的は、従来の刺青機械を使用して経験豊富な刺青アーティストにより生存する動物モデルにおいて持続性刺青を作成し、時間経過での刺青外観の観察を続け、局所的超音波で除去工程を開始することであった。
イソフルラン(0〜5%)の麻酔下、各ラットを剃毛し、緑石鹸消毒薬で刺青実施前に洗浄した。ラット6214に、左側に赤色の3cm円の刺青を1つ、および右側に青色の3cm円の刺青を1つ施した。インクは3層のPAHおよびPSSの交互層を含有した。インクは冷却遠心分離で合成し、冷蔵庫で貯蔵した。インクの外観およびインクの使用は、薄く水分の多いカプセル封入していないインクとより一致することが明らかとなった。ラット6215にはもう1層のPSSを添加した。ラット6215に、左側に赤色の3cm円の4交互層の刺青を1つ施し、時間制限により(ラットは2時間のみ麻酔下であり得る)青色刺青は無かった。参照のラット6216には、左側に赤色の3cm円の4交互層の刺青を1つ、および右側に青色の3cm円の4交互層の刺青を1つ施した(図7)。ラット6217に、左側に赤色の3cm円の4交互層の刺青を1つ、および右側に青色の3cm円の5交互層の刺青を1つ施した。図7を参照のこと。
刺青の完全性を観察し、週間隔で写真として定性的に記録した。UltraInk(商標)刺青は、標準的な刺青インクと同様にほんのわずかな退色を示したが、4週の観察期間最後に、真皮において色、形状および一貫した強度を全体的に維持した。これは科学文献において、このナノ球技術を使用した刺青の、初めて報告された確証である。
超音波なし(第1〜4週目)
刺青後、週間隔で4週間、動物を観察した。サイズ、色密度、刺青の分散および可能性のある感染または炎症について観察を実施し、写真をとった。
観察の初めの4週後、刺青除去のため、動物を超音波(Dynatron150plus)で処理した。各ラットを10分、2W/cm2の出力で、0、1、2、3MHzのいずれかの異なる周波数でそれぞれを処理し、同じ周波数を受ける動物はいなかった。
超音波なし(第1〜4週目)
刺青後、週間隔で4週間、動物を観察した。サイズ、色密度、刺青の分散および可能性のある感染または炎症について観察を実施し、写真をとった。
観察の初めの4週後、刺青除去のため、動物を超音波(Dynatron150plus)で処理した。各ラットを10分、2W/cm2の出力で、0、1、2、3MHzのいずれかの異なる周波数でそれぞれを処理し、同じ周波数を受ける動物はいなかった。
超音波の継続(第9〜12週目)
UltraInk(商標)を生体外で、試験管中で実験し、ミクロ粒子が無傷であることを実証した。ミクロCTスキャンの使用は、屠殺後の動物内において、生体内で、真皮中でミクロ粒子が無傷および破壊されて存在することの評価を補助するであろう。超音波処理した群と参照群との比較を行い、他の測定を使用して超音波処理の効率を決定することができる。さらに、処理を使用しない場合の刺青の寿命を決定するため、刺青直後および刺青後数ヶ月の無傷のミクロ粒子のパーセントを評価することにより、減衰曲線を使用することができる。
本研究は、新規刺青インクであるUltraInk(商標)が再現性ある方法で合成され、各色で研究されたことを実証した。色素および着色剤の層状カプセル封入を有するナノ球技術を、永久である可能性がある刺青の導入に使用することができる。さらに、本研究は、ラットモデルにおいて赤色および青色刺青を作製し、これは色素がカプセル封入された場合でのみ持続性であった。本研究においてUltraInk(商標)の使用に成功し、以前に報告されたことのない新しい技術を使用して刺青を形成した。さらに、外部超音波の使用は、UltraInk(商標)刺青の有意な除去を実証し、これは一時的な刺青の作製において重要な利点を示す可能性もある。
吸光度標準曲線
1.蒸留水中の0〜1000マイクロLの1:10、1:1000...1:1000000希釈のFD&C青色No.1食物着色剤溶液を150μL作製する。
2.0〜1000マイクロLの各希釈溶液の100μLを透明の96ウェルプレートに移す。100μLの上記と同様の範囲の希釈水を他のウェルに加える。
3.1サイクルの「振とう設定(shake setting)」を使用して、628nmにおける試料を読み取り、データをエクセルに出力する。
4.工程3と同様の設定で、488の参照波長における試料を読み取る。
5.規格化AUを得るために、参照波長における試料の読取りから得られた吸光度単位を、628nmで得られた対応するAUから差し引く。次に各値から蒸留水のAUを差し引く。
8.青色および赤色試料の代わりにFD&C赤色No.40食物着色剤を使用して、628nmの代わりに504nmにおいて、工程1〜6を繰り返す。
1.0〜10Mの各溶液の範囲を有する0.33MのCaCl2および0.33MのNa2CO3を混合し、30秒間、勢いよく撹拌する。0〜10分の範囲である。
2.0〜10回の範囲で、4回洗浄し、0〜10000RPMの範囲で、5000RPMで遠心分離することにより上澄み液を除去し、次に純水を添加する。
3.アセトンで洗浄し、空気乾燥する。
4.炭酸カルシウムミクロ粒子を、0〜10mgmL−1の範囲のPSS(2mgmL−1)を含有する、0〜10mの範囲のNaCl(0.5m)溶液中に分散させ、0〜60分の範囲で、10分間振とうする。
5.1〜10回の範囲で、遠心分離および純水により2回洗浄する。
6.0〜10mgmL−1の範囲の0〜10mLのPAH(2mgmL−1)を含有する、0〜10mの範囲のNaCl溶液(0.5m、1mL)を加え、連続的に10分間、1〜60分の範囲で振とうし、その後1〜10回の範囲で、遠心分離洗浄工程を再度2回行う。
7.1〜10回の範囲で、遠心分離および純水により2回洗浄する。
8.1〜10回の範囲で、工程1〜4をもう3回繰り返す。
9.被覆したCaCO3ミクロ粒子を、0〜10m、0〜10mLおよびpH3〜7の範囲のEDTA溶液(0.2m、1mL,pH5)と、0〜3時間の範囲で、30分間振とうし、その後遠心分離し、0〜10mlの範囲の真新しいEDTA溶液(1mL)で懸濁させる。
10.色素ミクロカプセルを合成するため、工程1において200mgのFD&C青色No.1またはFD&C赤色No.40を用いた食物着色剤を加える。
1.7mLの蒸留水中にミクロ粒子を懸濁させる。最終濃度は10×106粒子/mLとなるべきである。濃度の範囲は、10×101〜10×1010である。
2.0〜5000rpmで0〜30分間の範囲で、ミクロ粒子を1500RPMで5分間遠心分離する。
3.各バッチからの100μLの上澄み液を透明な96ウェルプレートに移す。100μLの蒸留水を3つのさらなるウェルに加え、これは0〜1000マイクロLの範囲のブランクを表す。
4.「振とう(shake)」設定を使用して、628nmにおける試料を読み取り、データをエクセルに出力する。
5.21日間繰り返す。
1.顕微鏡を使用してミクロカプセルの像を得る。
2.マイクロメータまたは血球計数器を使用して、ミクロカプセルの直径を測定する。
整形外科超音波を用いて
1.Permaゲルブロックを厚さ0.5cmおよび直径10cmの円盤に型取る。
2.刺青機械に取り付けられた6ピン針を使用して、UltraInk(商標)をゲルに付着させる。直径1cmの中を塗りつぶした円を描く。
3.0〜10mHzの試験範囲の、1、2または3MHzで、超音波装置を3W/cm2に設定し、ゲル円盤の表面にプローブを設置する。0〜1時間の時間範囲で、10分間、プローブを表面上でそのままにする。
4.処理後、3時間おきに画像をとり、変化を観察する。
Claims (29)
- 色ミクロ粒子を含む除去可能な刺青インクであって、該ミクロ粒子が、
1つ以上の生体吸収性発色団を含む内部核と、
1層以上のポリスチレンスルホン酸(PSS)および1層以上のポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を含む外殻であって、該外殻が超音波範囲の電磁照射の印加により破壊可能である、外殻
とを含む、除去可能な刺青インク。 - 前記外殻が2〜10層のポリスチレンスルホン酸(PSS)およびポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を含む、請求項1に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記ポリスチレンスルホン酸(PSS)およびポリアリルアミン塩酸塩(PAH)層が交互である、請求項1または2に記載の除去可能な刺青インク。
- 内部層がポリスチレンスルホン酸を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 外部層がポリアリルアミン塩酸塩を含む、請求項1〜4のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 外部層がポリスチレンスルホン酸を含む、請求項1〜5のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 内部層がポリアリルアミン塩酸塩を含む、請求項1〜6のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記ミクロ粒子が前記外殻上に被覆をさらに含み、該被覆がポリスチレンを含む請求項1〜7のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 該外殻および/または被覆が実質的に見かけ上透明であることにより、前記発色団が前記外殻および/または被覆を通して検出可能であるようにする、請求項1〜8のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記ミクロ粒子のサイズが0.1μm〜100μmの範囲である、請求項1〜9のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記粒子が約1μm〜約10μmのサイズである、請求項10に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記粒子が約10μm以上のサイズである、請求項10に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記ミクロ粒子が液体担体中に懸濁されている、請求項1〜12のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記担体がアルコール、水、もしくはグリセリン、またはそれらの組合せを含む、請求項13に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記発色団が食品医薬品局(FDA)認可の色素である、請求項1〜14のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記発色団がフタロシアニン色素、シアニン色素、およびピリリウム色素から成る群より選択される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記発色団がカーボンブラックである、請求項1〜15のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記発色団がリファンピン、β−カロテン、テトラサイクリン、インドシアニングリーン、エバンスブルー、およびメチレンブルーから成る群より選択される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記発色団がFD&C青色No.2、FD&C青色No.1、FD&C緑色No.3、FD&C赤色No.3、FD&C赤色No.40、FD&C黄色No.5、およびFD&C黄色No.6から成る群より選択される、請求項1〜15のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 前記発色団が硫酸銅、Cu(NH3)2+、MnO4、NiCl2、CrO4、およびCr2O7 2−から成る群より選択される可溶性無機塩である、請求項1〜15のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インク。
- 組織標識を施す方法であって、該方法が
請求項1〜20のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インクを準備すること;および
該インクを被験体の組織内に埋め込み、組織標識を形成すること
を含む方法。 - 請求項1〜20のいずれか1項に記載の除去可能な刺青インクから形成した組織標識を、該除去可能な刺青インクの前記ミクロ粒子を破壊するのに十分な強度および時間の超音波照射に付し、これにより組織に埋め込まれた前記組織標識を検出不可能にすることを含む、組織に埋め込まれた組織標識を検出不可能にする方法。
- 1つ以上の生体吸収性発色団および1つ以上の低水溶性の塩を含む内部核を形成すること;ならびに
該内部核を1層以上のポリスチレンスルホン酸(PSS)および1層以上のポリアリルアミン塩酸塩(PAH)で被覆すること、
を含む、除去可能な刺青インクを作製する方法。 - 前記1つ以上の低水溶性の塩を除去することにより、前記内部核が実質的に前記1つ以上の生体吸収性発色団であるようにすることをさらに含む、請求項23に記載の方法。
- 前記内部核を形成させることが、
溶液内で前記1つ以上の生体吸収性発色団、CaCl2、およびNa2CO3を混合して、CaCO3および該1つ以上の生体吸収性発色団を含む該内部核を形成すること、ならびに
残留NaClを除去すること
を含む、請求項23に記載の方法。 - 前記内部核を1層以上のポリスチレンスルホン酸で被覆することが、CaCO3および前記1つ以上の生体吸収性発色団を含む該内部核を、ポリスチレンスルホン酸(PSS)を含む溶液と接触させることを含む、請求項24に記載の方法。
- 前記内部核を1層以上のポリスチレンスルホン酸で被覆することが、CaCO3および前記1つ以上の生体吸収性発色団を含む該内部核を、ポリアリルアミン塩酸塩(PAH)を含む溶液と接触させることを含む、請求項24に記載の方法。
- 内部核に存在する前記CaCO3を、金属キレート剤を用いて除去することをさらに含む、請求項24に記載の方法。
- 前記金属キレート剤がEDTAを含む、請求項28に記載の方法。
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