JP2020518630A - ヒトの血液網膜関門の一時的な破綻、および網膜障害の治療のためのそれらの使用 - Google Patents

ヒトの血液網膜関門の一時的な破綻、および網膜障害の治療のためのそれらの使用 Download PDF

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Abstract

本発明は、ヒトの血液網膜関門（ＢＲＢ）を一時的に破綻させて網膜障害の治療する際に使用される超音波造影剤に関し、超音波造影剤は非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用直前および／または適用中にヒトの網膜に投与される。本発明はさらに、ヒトの網膜障害の治療に使用される治療活性剤に関し、治療活性剤は、超音波造影剤と組み合わせて送達されるものであり、超音波造影剤は、ヒトの血液網膜関門（ＢＲＢ）を一時的に破綻させるために非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用前および／または適用中に、ヒトの網膜に投与されて、治療活性剤がＢＲＢを通過して網膜を標的とすることを可能にする。本発明はまた、網膜障害を治療するために使用され得る眼用超音波送達装置に関する。

Description

本発明は、ヒトの血液網膜関門を一時的に破綻させる（又は乱す：disrupting）ための手段に関する。より詳細には、本発明は、網膜障害の治療に使用するための超音波造影剤に関し、超音波造影剤は、血液網膜関門を一時的に破綻させるための非集束超音波ビーム(unfocused ultrasound beam)と組み合わせて使用される。本発明はさらに、血液網膜関門を破綻させるのに適した眼用超音波送達装置（又は眼の超音波送達装置：eye ultrasound delivery device）に関する。
眼はよく保護された器官であり、異物が眼組織に入るのを妨げるいくつかの障壁を有する。これらの自然の(natural)障壁は、外部の攻撃から眼を保護する。しかし、それらはまた、眼の標的組織への薬物のアクセスを制限し、それにより、変性網膜症、糖尿病性網膜症などの網膜障害を治療する可能性を制限する。現在まで、眼の薬を送達する一般的な経路には、硝子体内のアプローチ、局所的なアプローチおよび全身のアプローチが含まれる。
薬物が眼の硝子体に直接注入される硝子体内注入は、最も効果的な経路であり、眼底(fundus)への薬物の送達を可能にする。しかし、この方法は不快で侵襲的であり、患者の網膜剥離、網膜出血及び／又は緑内障のリスクを高める。さらに、繰り返し眼内注入を必要とする慢性疾患の場合、リスクは増大する。局所送達は、角膜または強膜を通した薬物浸透を目的として、眼の表面に液体またはゲルを適用することにある。しかし、この経路を通した薬物の浸透性（又は浸透：penetration）は低い。実際、薬物は、溶液排出、流涙および涙液希釈、結膜吸着によって除去されるか、または角膜上皮の密着結合によってブロックされる可能性がある。最初の組織に到達した後でもなお、眼内の組織および分泌液(fluids)によって薬物がさらに除去され得る。結果として、投与された用量のわずか３％が最終的に網膜を標的にする。浸透性が低いため、それらの浸透性を最適化するために医薬品の特性になお努力がなされている。全身静脈内薬物送達技術は、網膜への薬物のアクセスを制限する血液網膜関門（ＢＲＢ）の存在による、全身の薬物希釈および網膜への非常に低い浸透性により、効率がより悪くなり、選択的薬物送達技術がより劣化する。ＢＲＢは薬物の網膜への流入を劇的に減少させるため、治療レベルに到達するには大量の薬物の全身投与が必要である。しかし、循環系を介して高濃度の治療薬が体内に分布するとき、望ましくない副作用が生じる。網膜血管の内皮と網膜色素上皮の複雑な密着結合によって形成されるＢＲＢは、末梢循環から網膜への薬物送達のための機能的な障害物(functional impediment)である。現在、網膜障害の潜在的な治療効果を有する臨床的に検証された薬物の大部分は、ＢＲＢを通過する(cross)ことができない。
近年、超音波が経皮経路での薬物送達を強化する際に既に探求されているという事実に基づいて、超音波を使用したより侵襲性の低い方法が開発されている。従って、硝子体液中の薬物拡散を高めるために超音波が使用された。例として、角膜の超音波機械振動の原理を使用して、角膜の透過性を高めることができる。角膜に局所適用される薬物の薬物浸透性は、２．８倍に増加する可能性がある（Ｎａｂｉｌｉ Ｍら、Ｊ Ｔｈｅｒ Ｕｌｔｒａｓｏｕｎｄ（２０１４）；Ｚｄｅｒｉｃ Ｖら、Ｃｏｒｎｅａ（２００４））。しかし、この技術は、一定の機械的せん断応力と、細胞分裂を含む網膜への損傷を与え得る副作用と、重度の視覚障害とを引き起こす（Ｌａｆｏｎｄ Ｍら、Ｅｘｐｅｒｔ Ｏｐｉｎ Ｄｒｕｇ Ｄｅｌｉｖ．（２０１６））。マイクロストリーミングと呼ばれる技術も開発されている。この技術は、硝子体液の超音波機械振動に基づいており、マイクロバブルの自発的な形成（キャビテーション）をもたらす。局所的に超音波によって生成された振動気泡の周りにマイクロメーターの(Micrometric)流れが生成され、局所的に存在する薬物の拡散と浸透が改善される。
しかし、超音波により眼内での薬物の拡散を改善できたとしても、拡散は３％のベースラインから６％まで倍増するだけなので、これはほとんど不十分である。さらに、関連する温熱療法は凝固をもたらす可能性があり、それによって眼の特定の領域を破壊する(destroy)可能性がある。
従って、人間の眼への薬物送達を高めるための非侵襲的で安全で効果的なシステムが依然として必要とされている。
本発明は、全身循環から眼への薬物の送達を促進するための新規の非侵襲的で安全で効果的な超音波方法を提供する。より具体的には、本発明は、全身循環に存在する薬物がＢＲＢを通過して網膜を標的とすることを可能にするために、ＢＲＢを一時的に破綻させる方法を提案する。より具体的には、本発明によれば、ＢＲＢは、超音波造影剤の静脈内投与と、網膜への非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用とを組み合わせることにより破綻する。非集束ＵＳビームの使用により、短時間で網膜の表面の大部分に広がり、それによりＢＲＢの大部分を破綻させることができる。ＢＲＢの破綻により、そうしなければ非透過性である薬物が網膜組織に通過することを可能にする。
従って、本発明は、ヒトの血液網膜関門を一時的に破綻させることにより網膜障害を治療する際に使用するための超音波造影剤に関し、超音波造影剤は、ヒトの網膜への非集束超音波ビームの適用前および／または適用中に静脈内投与される。
ＢＲＢの破綻は、成長因子、抗体などの全身循環に既に存在する分子が網膜に到達することを可能にし、それによりそれらに関する予防効果または治療効果を有することを可能にする。本発明はさらに、ヒトの網膜障害の治療に使用する治療活性剤(therapeutically active agent)に関し、治療活性剤は、超音波造影剤と組み合わせて送達されるものであり、超音波造影剤は、ヒトの血液網膜関門を一時的に破綻させるために、非集束超音波ビームの適用前および／または適用中にヒトの網膜に投与されて、治療活性剤がＢＲＢを通過して網膜を標的とすることを可能にする。
ＢＲＢの破綻により、全身循環に注入された分子が網膜に到達し、それによりそれらに関する予防効果または治療効果を有することが可能になる。
有利なことに、少なくとも２つのＵＳビームは網膜に順次（又は連続的に：sequentially）適用されて、ＢＲＢの開放に有利に働く(favor)。
本発明はさらに、ヒトの角膜に適用するのに適した基材（又は基板：substrate）上に配置された少なくとも２つの非集束ＵＳトランスデューサーを含む、前記請求項のいずれか一項に記載の超音波造影剤とともに使用するのに適した眼用超音波送達装置に関し、非集束ＵＳトランスデューサーは、順次作動され得る。この目的のために、非集束ＵＳトランスデューサーの順次の作動を可能にする任意の手段が使用されてもよい。例えば、非集束ＵＳトランスデューサーは、別個の作動手段によって制御されてもよく、または前記非集束ＵＳトランスデューサーを順次作動させるようにプログラムされた同じ作動手段によって制御されてもよい。異なるトランスデューサーの順次の作動により、超音波ビームの重ね合わせを回避できる。非集束ＵＳトランスデューサーは、非集束プラントランスデューサー（又は非集束となるように計画されたトランスデューサー：unfocused planned transducers）であることが好ましい。
本発明のさらなる特徴は、添付の図面および以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の眼用超音波送達装置を使用して、ヒトのＢＲＢを一時的に破綻させる方法を示している。眼用超音波送達装置は、虹彩への超音波の欠点を回避するために十分に横方向に配置された、１つの中央非集束プランＵＳトランスデューサーと４つの周辺非集束ＵＳトランスデューサーとを含む。パッシブトランスデューサーの監視には、安全非放出ゾーン(security non emission zone)が利用される。 図１Ａおよび図１Ｂは、本発明の眼用超音波送達装置を使用して、ヒトのＢＲＢを一時的に破綻させる方法を示している。眼用超音波送達装置は、虹彩への超音波の欠点を回避するために十分に横方向に配置された、１つの中央非集束プランＵＳトランスデューサーと４つの周辺非集束ＵＳトランスデューサーとを含む。パッシブトランスデューサーの監視には、安全非放出ゾーン(security non emission zone)が利用される。 図２は、異なる周波数の音波を放射する同心の４つの非集束プランＵＳトランスデューサーを含む眼超音波送達装置を使用して、ヒトのＢＲＢを一時的に破綻させる別の方法を示している。Ａ：ＵＳトランスデューサー２０および２１からの超音波。Ｂ：ＵＳトランスデューサー２２および２３からの超音波。Ｃ：超音波ＡとＢの合計。「ｓ」：ＢＲＢの破綻が観察される圧力閾値。
（詳細な説明）
製薬業界は網膜障害を治療するための効率的な薬物を開発しているにもかかわらず、それらのほとんどは、ＢＲＢの不透過性のために網膜に到達することができない。さらに、免疫系によって発達した分子が眼の組織を容易に標的とすることができたならば、いくつかの網膜障害が回避または軽減されたであろうことが知られている。ＢＲＢの不透過性は、ヒトの網膜の多くの治療のための主要な障壁として識別されてきている。これに関連して、ＢＲＢの安全かつ一時的な破綻には、眼の治療において大きな利益があることが証明されてきている。
従って、本発明は、ヒトのＢＲＢを一時的に破綻させるために使用される超音波造影剤に関し、超音波造影剤の送達は、ヒトの網膜への超音波ビームの適用と組み合わされる。物質を被検体の網膜に送達するための、および／または網膜障害を治療するためのそれらの使用も本明細書に記載されている。また、本発明の目的は、超音波造影剤の静脈内投与と組み合わせて、網膜へのＵＳビームの適用を使用して、ヒトのＢＲＢを安全に開く方法を提供することでもある。
本開示は、以下の定義(definitions)を参照することにより最もよく理解されるであろう。
（定義）
本発明の文脈において、「網膜」という用語は、光感受性ニューロンおよび神経節細胞を含む眼の解剖学的構造、および脈絡膜組織と呼ばれるその支持下層構造の両方を指す。
「血液網膜関門」または「ＢＲＢ」という用語は、厳密な網膜層血管の血液関門と脈絡膜血管の血液関門の両方を指す。
本発明の文脈において、用語「ＢＲＢを破綻させる」、「ＢＲＢを開く」または「ＢＲＢの透過性を高める」は、網膜および／または脈絡膜組織の検出可能な損傷なしに起こる分子の通過に対する、ＢＲＢの増加した感受性を指すのに使用される。
「超音波造影剤」という用語は、本明細書では、薬剤を含む領域と超音波画像内の周辺組織との間のコントラストを高めることができる物質（固体、液体または気体）を指すのに使用される。有利なことに、超音波造影剤は、「マイクロバブル」と呼ばれる、平均直径が１μｍ〜２０μｍの、小さな気泡に対応する。前記マイクロバブルは、ＵＳを適用したときに振れ(oscillate)および振動し(vibrate)、超音波を反射し得る。超音波造影剤は一般的に血流内に静脈内注入され、それは限られた時間だけ残る(remains)。
「超音波ビーム」、「超音波(ultrasound wave)」および「超音波(ultrasound)」という用語は、２００ｋＨｚより高い周波数の音波を指定するために区別なく使用される。超音波放射は、プラントランスデューサーを使用しているため、集束しない。超音波は「非集束超音波」として記載される。
本明細書で使用される「被検体」は、「ヒト」、すなわち、出生前段階の男性、女性、子供およびヒトを含むホモ・サピエンス種の人を指す。一実施形態では、被験体は、医療を受けるのを待っている、もしくは医療を受けている、または医療処置の対象であった／対象である／対象になるであろう、または診断もしくは疾患の発症について監視される「患者」であってもよい。
本発明の文脈において、「治療」、「治療する」または「治療している」という用語は、本明細書では、（１）そのような用語が適用される病気の状態もしくは状況といった症状の進行、重大化もしくは悪化を遅らせるまたは停止させること；（２）そのような用語が適用される病気の状態もしくは状況といった症状の緩和または改善をもたらすこと；および／または（３）そのような用語が適用される病気の状態もしくは状況を逆転または治癒させること、を目的とする治療方法もしくはプロセスを特徴づけるために使用される。
「治療的有効量(therapeutically effective amount)」または「有効濃度(efficient concentration)」とは、標的に有意な負または有害な副作用を引き起こすことなしに、網膜障害に関連する疾患、障害もしくは状況の発症を遅延もしくは防止すること；網膜障害の１つ以上の症状の進行、重大化もしくは悪化を遅らせるもしくは停止させること；網膜障害に関連する疾患、障害もしくは状況といった症状の改善をもたらすこと；網膜障害の重症度または発生率を低下させること；または網膜障害を治癒させること、を目的とする物質の平均レベルまたは量を指す。治療的有効量は、予防または予防作用のために、網膜障害の発症前に投与され得る。代替的または追加的に、治療作用のために、疾患の発症後に治療的有効量を投与することができる。
本開示を通して、本発明の様々な態様を範囲形式で提示することができる。範囲形式の記載は、便宜上および簡潔にするためのものであり、本発明の範囲に対するフレキシブル性のない制限として構築されるべきではないことを理解すべきである。従って、範囲の記載は、すべての可能な部分範囲および範囲値が含まれるその範囲内の個々の数値を具体的に開示したとみなされるべきである。
（超音波ビームの適用）
ＢＲＢは、非集束超音波（ＵＳ）ビームをヒト被験体の網膜に適用することと、超音波造影剤を静脈内投与することの両方によって破綻し得る。
本発明によれば、非集束ＵＳビームは、０．３〜２ＭＰａの範囲の圧力レベルで被検体の網膜に適用される。本発明の文脈において、「圧力レベル」は、水中のエミッタの音場(acoustic field)で測定される最大音圧を指す。有利なことには、非集束ＵＳビームは、０．７ＭＰａ〜１．２５ＭＰａの圧力範囲内で、好ましくは０．８ＭＰａ〜１．１ＭＰａの圧力範囲内で適用される。
本発明の文脈において、圧力レベルの値は、網膜に対する圧力レベルの値に対応する。特定の実施形態では、介在組織による減衰を考慮するために、エミッタから出る圧力はより高くてもよい。一般的に言えば、そのような減衰は最大で３０％であり得る。
本発明によれば、非集束ＵＳビームの共振周波数は、０．５〜３ＭＨｚの範囲であることが好ましい。特定の実施形態では、非集束ＵＳビームの周波数は約１ＭＨｚである。別の特定の実施形態では、非集束ＵＳビームの周波数は約２ＭＨｚである。
一実施形態では、非集束ＵＳビームは、１０〜３００ｍｓの範囲の持続時間のパルスで、０．３〜３Ｈｚ、好ましくは０．５〜１Ｈｚの範囲のパルス繰り返し周波数で適用される。
有利なことに、少なくとも２つの非集束ＵＳビームが網膜に順次適用される。そのような実施形態では、各非集束ＵＳビームは、互いに異なる網膜の特定の領域を標的とする（図１Ａを参照）。好ましい実施形態では、少なくとも３、４、５、６、７、８、９または１０個の非集束ＵＳビームが網膜に順次適用され、各々が網膜の異なる領域を標的とする。
いくつかの非集束ＵＳビームが適用されるとき、網膜の異なる標的領域間の距離は、好ましくは少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも２ｍｍだけ互いに離間している。より一般的に言えば、ＵＳビームは、網膜上にいくつかのビームが重なって置かれるの(deposit)を避けるために、互いに離間している。非集束ＵＳビームは、互いに異なる網膜の特定の領域を標的とする。特に房水の中心部での超音波の重なりを避けるため、トランスデューサーは順次作動し、それらが同時に放射しないようにする。
別の実施形態では、非集束ＵＳビームは同心円状に配置され、それらの網膜への音響効果を累積してＢＲＢを破綻させるために同時に作動させることができる（図２を参照）。
超音波の高／有効強度から前眼房および中眼房の眼室を保護するため、および／または水晶体による音響減衰を回避するために、ＵＳトランスデューサーは異なる周波数で放射することができ（すなわち、周波数変調）、および／または異なる時間で開始することができ（すなわち、位相変調）、および／または異なるパルス持続時間で放射することができる（すなわち、パルス変調）。
複数の非集束ＵＳビームは網膜に順次適用される。有利なことに、２つの連続する非集束ＵＳビーム間の持続時間は、１ミリ秒〜１００ミリ秒、好ましくは１０ミリ秒〜５０ミリ秒、より好ましくは約２５ミリ秒である。
有利なことに、非集束ＵＳビームは、５分未満、好ましくは約４分などの短時間で適用される。
（超音波造影剤）
本発明の方法は、ＢＲＢの領域に超音波造影剤が存在することをさらに必要とする。ＵＳ造影剤は、注入により、好ましくは全身注入により投与され得る。全身投与とは、全身が影響を受けるように循環系に薬剤を投与する経路である。全身注入の例には、静脈内、皮下、筋肉内、皮内、硝子体内または灌流が含まれる。
いくつかの実施形態では、超音波造影剤は被検体の血流内に注入される。
好ましくは、超音波造影剤は、ＵＳビーム適用の直前に急速静注薬(bolus)として投与される。より好ましくは、ＵＳ造影剤は、ＵＳビーム適用の０〜３０秒前に投与される。有利なことに、ＵＳビームの適用とＵＳ造影剤の投与は同時である。連続的にＵＳビームが適用されるとき、超音波造影剤は、それが連続的なＵＳビームの作動を通した連続注入により送達されてもよいが、最初のＵＳビーム適用に付随して一度だけ送達されることが好ましい。
本発明によれば、超音波造影剤は、気泡、高濃度のガス、超音波に応答して蒸発するように構成された固体粒子、超音波に応答して蒸発するように構成された液体、キャビテーション部位として作動するように構成されたマイクロ粒子、所望の領域内の組織より高い音響インピーダンスを有する固体粒子、および／または高い音響吸収係数を有する液体を含んでもよい。
いくつかの実施形態では、超音波造影剤は、マイクロバブル造影剤であり、好ましくは、六フッ化硫黄マイクロバブル（ＳｏｎｏＶｕｅ（登録商標））、アルブミンシェルおよびオクタフルオロプロパンガスコアで作られたマイクロバブル（Ｏｐｔｉｓｏｎ（登録商標））、外側の脂質シェル内にカプセル化されたペルフレキサンマイクロバブル（Ｉｍａｇｅｎｔ（登録商標））、外側の脂質シェル内にカプセル化されたオクタフルオロプロパンガスコアで作られたマイクロバブル（Ｄｅｆｉｎｉｔｙ（登録商標））、または脂質シェル内にカプセル化された、ペルフルオロブタイン（又はペルフルオロブタン：perfluorobutaine）および窒素ガス（ＢＲ３８−Ｓｃｈｎｅｉｄｅｒら、２０１１）からなる群から選択される。好ましくは、超音波造影剤は六フッ化硫黄マイクロバブルからなる。
マイクロバブルは、１μｍ〜２０μｍの範囲の平均直径を有してもよい。いくつかの実施形態では、マイクロバブルは４μｍ〜５μｍの範囲の平均直径を有する。いくつかの他の実施形態では、マイクロバブルは、２〜６μｍの範囲の平均直径を有する。いくつかの実施形態では、マイクロバブルは約７μｍ、６μｍ、５μｍ、４μｍ、３μｍまたは２μｍの平均直径を有する。特定の実施形態では、マイクロバブルは約２．５μｍの平均直径を有する。
いくつかの実施形態では、超音波造影剤の用量は、被検体の総体重に基づいて０．２〜０．４ｍｌ／ｋｇの範囲である。特定の実施形態では、超音波造影剤の最大用量は３０ｍｌまでである。
いくつかの実施形態では、治療活性剤が超音波造影剤とともに使用される。治療活性剤は、患者の網膜に送達されなければならない薬物である。治療活性剤は、注入により、好ましくは全身注入により投与される。
特定の実施形態では、治療活性剤および超音波造影剤は順次投与される。超音波造影剤は、治療活性剤の投与の前に適切な時間枠内で投与されてもよい。
例えば、超音波造影剤は、治療活性剤の投与の２時間未満前に投与される。好ましくは、超音波造影剤は、治療活性剤の投与の５〜１２０分（例えば、１０〜１２０、１０〜１１０、１０〜９０、１０〜６０、３０〜１２０、３０〜９０または３０〜６０分）前に投与される。いくつかの実施形態では、超音波造影剤は、治療活性剤の投与の１０、１５、２０、２５、３０、３５、４０、４５または５０分前に投与される。一例では、超音波造影剤は、治療活性剤の投与の１０分前に投与される。
あるいは、超音波造影剤および治療活性剤は、付随して(concomitantly)または同時に(simultaneously)（例えば、同じ溶液により）投与されてもよい。
本明細書で使用される「治療活性剤」には、任意の薬物、抗体、糖タンパク質、溶解化合物、ＲＮＡおよびＤＮＡなどの遺伝物質、幹細胞、タンパク質またはペプチド、リポソーム、脂質、合成もしくは天然ポリマーまたはポリマー複合体、高分子、ナノキャリア、カプセル化された薬物分子、医薬製剤、治療作用を生じ得る他の物質、およびそれらの任意の混合物が含まれる。特定の実施形態では、治療活性剤は、成長因子、抗体、幹細胞、ナノ粒子、およびリポソームから選択される。
一般的に言えば、ＵＳビームの被検体の網膜への適用とともに、注入によって被検体に投与される超音波造影剤の使用により、ＢＲＢを通したあらゆる薬剤（内因性または外因性薬剤）の送達が容易になる。
（ＢＲＢの破綻）
被検体に超音波造影剤が注入された状態で、被検体の網膜にＵＳビームを適用すると、ＢＲＢが一時的に開く。本発明の文脈において、「一時的な」開放（又は開口：opening）は、好ましくは３０分以上、より好ましくは３時間以上発生する可逆的開放／透過を指し、ＢＲＢはその後その初期状態（すなわち、最初のＵＳビームの適用前のＢＲＢ状態）に戻る。
いくつかの実施形態では、ＢＲＢの開放は、１〜２４時間、好ましくは５〜１２時間、より好ましくは６〜１０時間の期間で起こる。いくつかの実施形態では、ＢＲＢの開放は約８時間起こる。
破綻は、蛍光網膜血管造影(fluorescent retinal angiography)、磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）、光学共焦点顕微鏡、走査型レーザー検眼鏡によって確認および／または評価され得る。例えば、通常はＢＲＢを通過しないＦｌｕｏｒｅｓｃｉｔｅ（登録商標）などのフルオレセインベースの網膜血管造影色素を使用して、ＢＲＢの破綻を視覚化できる。蛍光剤を静脈内注入するとき、フォトルミネッセンスデジタルカメラによりフルオレセインが網膜の血管外に出ているのを見ることができる。赤外線インドシアニン血管造影は、脈絡膜血管の開放を視覚化できる。ＭＲＩでは、Ｄｏｔａｒｅｍ（登録商標）（ガドテル酸メグルミン、ゲルベ社、米国）が患者に注入されるとき、Ｔ１ｗ ＭＲシーケンスを使用してハイパーシグナルの領域を視覚化でき、従って、超音波によるＢＲＢ破綻の効果を視覚化できる。ＢＲＢの破綻は、典型的に、造影剤投与後のＭＲ信号の増加に５〜１０％以上の変化をもたらす。さらに、ダイナミックコントラストエンハンスト（ＤＣＥ）ＭＲイメージング技術を使用して、ＢＲＢの透過性を計算し、超音波処理後の透過性向上の大きさを定量化できる。
有利なことに、ＢＲＢの開放は、ＢＲＢのほぼ６５％の開放を指す。
その後、ＢＲＢは一時的に破綻され、薬物などの分子がそれを通過し、網膜の組織を標的にすることができる。例えば、被検体の血液中にすでに存在し、潜在的な治療効果を有し得る分子は、ＵＳの適用中および適用後に網膜中に拡散し得る。そのような天然分子は、例えば、アルブミン、内因性抗体、免疫細胞などから選択される。代替的または追加的に、外因性の治療活性剤は、超音波造影剤と組み合わせて被検体に投与されてもよい。
（網膜障害の治療）
本発明は、ヒトの血液網膜関門（ＢＲＢ）を一時的に破綻させることにより網膜または脈絡膜障害を治療する際に使用する超音波造影剤に関し、超音波造影剤は、ヒトの網膜／脈絡膜への非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用前または適用中に投与される。
本発明はまた、ヒトの網膜障害および／または脈絡膜障害の治療に使用する治療活性剤に関し、治療活性剤は、ヒトの血液網膜関門（ＢＲＢ）を一時的に破綻し、治療活性剤がＢＲＢを通過して網膜を標的とするために、非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用前または適用中にヒトの網膜に投与される超音波造影剤と組み合わせて送達されるものである。
より一般的に言えば、本開示は、被検体のＢＲＢを通過する薬剤（例えば、内因性または外因性薬剤）の送達を容易にする方法を提供し、被検体の網膜へのＵＳビームの適用前に超音波造影剤を、それらが必要な被検体に投与することを含む。
超音波造影剤とＵＳビームの併用により、ＢＲＢを通過する内因性分子（例えば、被検体の血流中に自然に存在する分子）の送達が容易になるだけでなく、ＢＲＢを通過する外因性分子（例えば、網膜を標的とする目的で患者に投与される治療活性剤）の送達も可能になる。被検体の網膜にＵＳビームを適用する前の適切な時間枠内での超音波造影剤の全身投与は、これらの薬剤に対するＢＲＢの透過性を一時的に増加させ、それにより網膜への薬剤の送達を強化する。
従って、本明細書で提供されるのは、超音波造影剤およびＵＳビーム、ならびに任意で治療活性剤を併用にすることにより、網膜障害の治療を強化する方法であり、超音波造影剤は、網膜へのＵＳビームの適用前の適切な時間枠内に全身に送達され得る。
網膜障害を患う被検体を治療する方法も提供され、それは、網膜にＵＳビームを適用する前に適切な時間枠内で被検体に超音波造影剤を投与することを含む。そのような方法は、網膜障害を治療または予防するのに適した治療活性剤の、順次または超音波造影剤と同時の投与と組み合わせることができる。
本発明は、血流中に存在する薬物の送達により治療され得るあらゆる種類の網膜障害の治療に使用され得る。好ましくは、網膜障害は、変性網膜症、加齢黄斑変性、糖尿病性網膜症、遺伝性網膜障害および炎症性網膜疾患から選択される。
（眼用超音波送達装置）
本発明の目的はまた、ＢＲＢを一時的に破綻させるために超音波造影剤と共に使用され得る眼用超音波送達装置を提供することである。
本明細書で使用される「眼用超音波送達装置」という用語は、超音波信号を生成することができる任意の装置を含む。例えば、眼用超音波送達装置は、電力増幅器およびＵＳトランスデューサーに結合された電気信号発生器を含む。電気信号は信号発生器から放出され、増幅器によって増幅され、ＵＳトランスデューサーで機械的な超音波信号に変換され、それによってＵＳビームが生成される。
本発明によれば、眼用超音波送達装置は、ヒトの角膜に適用するのに適した基材上に配置された少なくとも２つの非集束プランＵＳトランスデューサーを含み、非集束プランＵＳトランスデューサーは順次作動され得る。トランスデューサーの形状とそれらの順次作動との両方により、ＵＳビームの適用による集束を回避することができ、それにより眼の一部(compartment)の完全性(integrity)を確保(spare)できる。
さらに、網膜へのＵＳビームの集束のリスクを制限するために、ＵＳトランスデューサーは、基材上で少なくとも２ｍｍ、好ましくは少なくとも５ｍｍだけ互いに離間している。
特定の実施形態（図１Ａおよび１Ｂ）では、眼用超音波送達装置１は、５つの非集束プランＵＳトランスデューサー２、３、４、５、６を含む。より具体的には、眼用超音波送達装置１は、中央のＵＳトランスデューサー２と、４つの周辺のＵＳトランスデューサー３、４、５および６とを含む。周辺のＵＳトランスデューサー３、４、５および６は、中央のＵＳトランスデューサー２の周りに円形に配置されている。本発明によれば、網膜の異なる領域９、１０、１１を標的とするために、ＵＳトランスデューサーを順次作動させることができる。トランスデューサーの順次作動により、ＵＳビームの適用による集束が回避され、前眼部および中眼部の完全性を確保することができる。網膜にＵＳビームを二重にさらすことのリスクをさらに制限するために、ＵＳトランスデューサーは、基材７上で少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも２ｍｍだけ互いに離間していることが有利である。基材７上のトランスデューサーの位置は、網膜の表面上にＵＳビームを均一に分布させるように、一様である(homogenous)ことが有利である。
図１Ａおよび図１Ｂに示す実施形態によれば、眼用超音波送達装置１は、超音波造影剤慣性キャビテーションおよび／またはＢＲＢの開放を監視するように監視トランスデューサー８またはＵＳ受容体（ＰＶＤＦ材料など）をさらに含んでもよい。この実施形態では、監視トランスデューサー８は円形であり、中央ＵＳトランスデューサー２と周辺ＵＳトランスデューサー３、４、５、６との間で同心円状に配置される。監視トランスデューサー８は、虹彩に関して、すなわち、中央のＵＳトランスデューサー２と周辺ＵＳトランスデューサー３、４、５、６との間に、有利に配置される。
一実施形態では、基材は、被検体の眼の輪郭に完全に一致することができる柔軟な材料でできている。例えば、基材はシリコン基材である。
別の実施形態では、被検体の眼に適用しなければならない基材の表面は、装置と眼の間の形状の一致、および超音波結合を保証するために、脱気ゲル、シリコンまたは流体でコーティングされる。従って、これにより、眼へのＵＳ放射の歪みがなくなり、角膜をあらゆる損傷から保護することができる。
代替的または追加的に、本発明の眼用ＵＳ送達装置は、基材と眼の間の付着を保証するための固定化手段を含む。特定の実施形態では、固定手段は真空吸引手段を含む。例えば、眼用ＵＳ送達装置は、吸引カニューレの手段により基材が網膜の表面に完全に付着することを可能にする中央真空吸引チャンバーを含む。
特定の実施形態では、基材はさらに、２つの非集束ＵＳトランスデューサー間におよび／または少なくとも１つの非集束ＵＳトランスデューサーに、好ましくは少なくとも１つの非集束ＵＳトランスデューサーの中央に配置された、少なくとも１つの光ファイバーを含む。
有利なことに、眼用ＵＳ送達装置を応用して（又は適応して：adapted）、０．５〜３ＭＨｚの範囲、好ましくは１ＭＨｚの共鳴周波数を有する非集束ＵＳビームを生成する。
有利なことに、眼用ＵＳ送達装置を応用して、０．３〜２ＭＰａの範囲の圧力レベルで非集束ＵＳビームを生成する。
別の実施形態では、眼用ＵＳ送達装置は、網膜に超音波を放射する１つの治療用アクティブ非集束プラントランスデューサー、および気泡のキャビテーション（安定および慣性）を表す反射超音波を監視するように第２の大帯域監視パッシブトランスデューサー（ＵＳ受容体）の２つのトランスデューサーのみをそれぞれ含む。

Claims (17)

  1. ヒトの血液網膜関門（ＢＲＢ）を一時的に破綻させて網膜障害を治療する際に使用される超音波造影剤であって、非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用前および／または適用中に前記ヒトの前記網膜に投与される、超音波造影剤。
  2. ヒトの網膜障害の治療に使用される治療活性剤であって、前記治療活性剤は超音波造影剤と組み合わせて送達されるものであり、前記超音波造影剤は、前記ヒトの血液網膜関門（ＢＲＢ）を一時的に破綻させるために非集束超音波（ＵＳ）ビームの適用前および／または適用中に、前記ヒトの前記網膜に投与されて、前記治療活性剤が前記ＢＲＢを通過して前記網膜を標的とすることを可能にする、治療活性剤。
  3. 少なくとも２つの非集束ＵＳビームが前記網膜に順次適用され、前記少なくとも２つの非集束ＵＳビームは、前記網膜の異なる領域を標的とする、請求項１に記載の網膜障害の治療に使用される超音波造影剤、または請求項２に記載の網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  4. 少なくとも３、４、５、６、７、８、９または１０個の非集束ＵＳビームが前記網膜に順次適用され、各々が前記網膜の異なる領域を標的とする、請求項３に記載の、網膜障害の治療に使用される超音波造影剤または網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  5. 前記網膜の標的とされた領域は少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも２ｍｍ互いに離間している、請求項３または４に記載の、網膜障害の治療に使用される超音波造影剤または網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  6. 前記非集束超音波（ＵＳ）ビームは、０．５〜３ＭＨｚ、好ましくは１ＭＨｚの共鳴周波数で適用され、および／または前記非集束超音波（ＵＳ）ビームは、１０〜３００ｍｓの範囲の持続時間のパルスで、０．３〜３Ｈｚ、好ましくは０．５〜１Ｈｚの範囲のパルス繰り返し周波数で適用され、および／または、前記非集束ＵＳビームは、０．３〜２ＭＰａの範囲の圧力レベルで適用される、請求項１〜５のいずれか１つに記載の、網膜障害の治療に使用される超音波造影剤または網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  7. 前記ヒトに投与される超音波造影剤の用量は約０．２〜０．４ｍｌ／ｋｇであり、最大用量は３０ｍｌまでである、請求項１〜６のいずれか１つに記載の、網膜障害の治療に使用される超音波造影剤または網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  8. 前記ヒトの前記網膜に送達されなければならない治療活性剤は、前記超音波造影剤の投与の１０分前から前記超音波造影剤の投与後１２０分まで静脈内投与される、請求項１〜７のいずれか１つに記載の、網膜障害の治療に使用される超音波造影剤または網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  9. 成長因子、抗体、幹細胞、ナノ粒子およびリポソームから有利に選択される、請求項２〜８のいずれか１つに記載の網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  10. 前記障害は変性網膜症、加齢黄斑変性、糖尿病性網膜症、遺伝性網膜障害および炎症性網膜疾患から選択される、請求項１〜９のいずれか１つに記載の、網膜障害の治療に使用される超音波造影剤または網膜障害の治療に使用される治療活性剤。
  11. 請求項１〜１０のいずれか１つに記載の超音波造影剤とともに使用するのに適した眼用超音波（ＵＳ）送達装置であって、該眼用超音波送達装置は、ヒトの角膜に適用するのに適した基材上に配置された、ヒトの前記網膜を標的とする少なくとも２つの非集束プランＵＳトランスデューサーを含み、前記非集束ＵＳトランスデューサーは順次作動することができる、眼用超音波（ＵＳ）送達装置。
  12. 前記非集束プランＵＳトランスデューサーは、前記基材上で少なくとも１ｍｍ、好ましくは少なくとも２ｍｍ互いに離間している、請求項１１に記載の眼用ＵＳ送達装置。
  13. 前記基材は、虹彩の周りに配置される環状非集束プランＵＳトランスデューサーを含む、請求項１１または１２に記載の眼用ＵＳ送達装置。
  14. 前記基材は、中央の前記環状非集束プランＵＳトランスデューサーの周りに円形に配置された、少なくとも１つの周辺非集束プランＵＳトランスデューサー、好ましくは少なくとも４つの周辺非集束プランＵＳトランスデューサーを含む、請求項１３に記載の眼用ＵＳ送達装置。
  15. 前記ヒトの網膜上に前記装置を維持するための固定手段、好ましくは真空吸引手段をさらに含み、および／または前記基材は少なくとも１つのＵＳ受容体をさらに含む、請求項１１〜１４のいずれか１つに記載の眼用ＵＳ送達装置。
  16. 前記基材は、２つの非集束プランＵＳトランスデューサーの間に、および／または少なくとも１つの非集束プランＵＳトランスデューサーに、好ましくは少なくとも１つの非集束プランＵＳトランスデューサーの中央に配置された、少なくとも１つの光ファイバーをさらに含む、請求項１１〜１５のいずれか１つに記載の眼用ＵＳ送達装置。
  17. ０．５〜３ＭＨｚの範囲、好ましくは１ＭＨｚの共鳴周波数を有する非集束ＵＳビームを生成するように応用される、および／または０．３〜２ＭＰａの範囲の圧力レベルで非集束ＵＳビームを生成するように応用される、請求項１１〜１６のいずれか１つに記載の眼用ＵＳ送達装置。
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