JP3345416B2 - 高圧ガスの微小封入方法 - Google Patents
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Description
【発明の詳細な説明】 発明の背景 1.発明の分野 本発明は、一般的には、アテローム動脈硬化症，感染
症，新生物を治療し、組織の全身酸素付加を行うため
に、高圧ガスを封入する超音波処理方法に関する。
症，新生物を治療し、組織の全身酸素付加を行うため
に、高圧ガスを封入する超音波処理方法に関する。
2.関連技術の記載 ほとんどの生物は、恒常性と成育能力を維持するため
に酸素を必要とする。人間と他の哺乳類の組織は、肺の
薄い肺胞脈を出入りする酸素の拡散の後、肺の毛細血管
の中の血液中の酸素の溶解と結合によって、酸素付加さ
れる。ヘモグロビンに結合され、少量ではあるが、血清
中に溶解された酸素の量は、通常、毛細血管から組織へ
の酸素の拡散によって、すべての組織の酸素付加の最適
水準を維持するのに十分である。軟質な組織を通る酸素
の拡散速度は、実際には、全く遅いが、毛細血管間の距
離は、通常小さいので、非常に短い拡散距離だけを必要
とする。しかし、いくつかの組織については、酸素の拡
散距離は長く、局部的な組織の酸素欠乏（local tissue
hypoxia）が生じる。酸素の最適な供給の不足は、局部
的な組織の恒常性を妨げ、病理的な組織成長を起こし及
び／又は促進する。
に酸素を必要とする。人間と他の哺乳類の組織は、肺の
薄い肺胞脈を出入りする酸素の拡散の後、肺の毛細血管
の中の血液中の酸素の溶解と結合によって、酸素付加さ
れる。ヘモグロビンに結合され、少量ではあるが、血清
中に溶解された酸素の量は、通常、毛細血管から組織へ
の酸素の拡散によって、すべての組織の酸素付加の最適
水準を維持するのに十分である。軟質な組織を通る酸素
の拡散速度は、実際には、全く遅いが、毛細血管間の距
離は、通常小さいので、非常に短い拡散距離だけを必要
とする。しかし、いくつかの組織については、酸素の拡
散距離は長く、局部的な組織の酸素欠乏（local tissue
hypoxia）が生じる。酸素の最適な供給の不足は、局部
的な組織の恒常性を妨げ、病理的な組織成長を起こし及
び／又は促進する。
空気中の通常の酸素濃度よりも高い酸素の吸気によっ
て、血液酸素付加を改良する努力がなされた。これらの
努力は、１）部分的な高圧力での長期の酸素吸気によっ
て肺毒性（lung toxicity）を生じる,2）血液は、通常
の空気呼吸の間、ほとんど酸素で飽和される、ので満足
するものではなく、従って、吸気された酸素濃度が空気
中以上に増加しても、血液中の酸素の含有量をほとんど
増加させない。
て、血液酸素付加を改良する努力がなされた。これらの
努力は、１）部分的な高圧力での長期の酸素吸気によっ
て肺毒性（lung toxicity）を生じる,2）血液は、通常
の空気呼吸の間、ほとんど酸素で飽和される、ので満足
するものではなく、従って、吸気された酸素濃度が空気
中以上に増加しても、血液中の酸素の含有量をほとんど
増加させない。
血液酸素付加を改良する問題への一つのアプローチ
は、酸素の非経口注入（parenteral injection）を可能
にする方法で圧力の下酸素を封入することであろう。酸
素含有カプセルは、ガラスを含む種々の物質から作られ
る。そのようなガラス粒子を作る方法は公知である。例
えば、一つの方法は、ハメル（Hammul）の米国特許第3,
972,721号、名称“熱安定・破砕抵抗微小穴ガラス触媒
支持体及びその製造方法”に開示されており、その関連
した教示を参考としてここに取り入れる。現在では、わ
ずか２ミクロンたらずの小さい中空ガラスマイクロバル
ーンの製造についての技術が存在する。例えば、FTF−1
5ガラスマイクロバルーンを、W.R.グレース社（W.R.Gra
ce,Inc）のエマーソン（Emerson）とキューミング（Cum
ming）から購入できる。かくして、ガラスシェルの懸濁
物の脈管内注入の後、止まることなく、身体のすべての
毛細血管を通過するのに十分小さい高圧ガス充填ガラス
マイクロバルーン（直径が約５ミクロン）を作ることが
できる。しかし、ヘリウムのような低分子重量の気体だ
けが、高圧ガス条件の下、加熱中にガラスシェルを透過
でき、次のガラスの冷却で、ガスはマイクロバルーンの
中に閉じ込められる。高分子重量ガスのガラスを通る透
過性は、高温でさえ全く低いので、十分な量の酸素を閉
じ込めることができない。微細ガラスフォームを形成す
る一つの方法は、1979年10月４日出願の名称“粒状の発
泡ガラスとその製造方法”のヴィリ（Vieli）の米国特
許第4,332,907号に開示され、その関連した教示を参考
としてここに取り入れる。他の方法は、名称“ガラス生
成物，新規なガラス混合物及び新規なガラス生成物の製
造方法”の米国特許第3,963,503号に開示され、その関
連した教示を参考としてここに取り入れる。1982年８月
31日出願の名称“発泡可能なガラス組成物とガラスフォ
ーム”のイワミ（Iwami）等の米国特許第4,347,326号も
又、参考としてここに取り入れ、ガラスフォームの製造
方法を教示する。名称“発泡粒子ガラス”の1979年11月
27日出願のヴィリの米国特許第4,332,908号、及び名称
“粉状珪硼酸塩組成物と粉状珪硼酸塩の製造方法”の米
国特許第4,104,074号を参照し、それらの関連した教示
を又、参考としてここに取り入れる。
は、酸素の非経口注入（parenteral injection）を可能
にする方法で圧力の下酸素を封入することであろう。酸
素含有カプセルは、ガラスを含む種々の物質から作られ
る。そのようなガラス粒子を作る方法は公知である。例
えば、一つの方法は、ハメル（Hammul）の米国特許第3,
972,721号、名称“熱安定・破砕抵抗微小穴ガラス触媒
支持体及びその製造方法”に開示されており、その関連
した教示を参考としてここに取り入れる。現在では、わ
ずか２ミクロンたらずの小さい中空ガラスマイクロバル
ーンの製造についての技術が存在する。例えば、FTF−1
5ガラスマイクロバルーンを、W.R.グレース社（W.R.Gra
ce,Inc）のエマーソン（Emerson）とキューミング（Cum
ming）から購入できる。かくして、ガラスシェルの懸濁
物の脈管内注入の後、止まることなく、身体のすべての
毛細血管を通過するのに十分小さい高圧ガス充填ガラス
マイクロバルーン（直径が約５ミクロン）を作ることが
できる。しかし、ヘリウムのような低分子重量の気体だ
けが、高圧ガス条件の下、加熱中にガラスシェルを透過
でき、次のガラスの冷却で、ガスはマイクロバルーンの
中に閉じ込められる。高分子重量ガスのガラスを通る透
過性は、高温でさえ全く低いので、十分な量の酸素を閉
じ込めることができない。微細ガラスフォームを形成す
る一つの方法は、1979年10月４日出願の名称“粒状の発
泡ガラスとその製造方法”のヴィリ（Vieli）の米国特
許第4,332,907号に開示され、その関連した教示を参考
としてここに取り入れる。他の方法は、名称“ガラス生
成物，新規なガラス混合物及び新規なガラス生成物の製
造方法”の米国特許第3,963,503号に開示され、その関
連した教示を参考としてここに取り入れる。1982年８月
31日出願の名称“発泡可能なガラス組成物とガラスフォ
ーム”のイワミ（Iwami）等の米国特許第4,347,326号も
又、参考としてここに取り入れ、ガラスフォームの製造
方法を教示する。名称“発泡粒子ガラス”の1979年11月
27日出願のヴィリの米国特許第4,332,908号、及び名称
“粉状珪硼酸塩組成物と粉状珪硼酸塩の製造方法”の米
国特許第4,104,074号を参照し、それらの関連した教示
を又、参考としてここに取り入れる。
しかし、これらの方法では、注入を可能にするのに十
分小さな微細気泡を実際に製造し、かつ、前述した方法
で十分高い圧力でガスを含ませることはできない。
分小さな微細気泡を実際に製造し、かつ、前述した方法
で十分高い圧力でガスを含ませることはできない。
従って、本発明の目的は、組織の低酸素と関連した病
気を治療するために、高圧酸素を封入する方法を提供す
ることである。
気を治療するために、高圧酸素を封入する方法を提供す
ることである。
本発明の目的は又、開示された方法によって作られる
生成物を提供することである。
生成物を提供することである。
発明の要約 本発明は、生命組織に送出できる気泡の形態の酸素の
ような高圧ガスを封入する新規な方法に関する。その方
法は、封入材料を入れた受け部を反応管の中に浸す工程
を含む。次に、超音波プローブを反応管に挿入する。反
応管を密封するとき、高圧ガス源を反応管と連通させ、
次いで、反応管を冷却流体の中に浸して、高圧ガスが凝
縮する。次いで、熱エネルギーを受け部に加え、超音波
エネルギーを超音波プローブに送出する。プローブが振
動すると、高圧ガスは加熱された封入材料の中に分配さ
れる。冷却流体によって、封入材料中の高圧ガスの混合
物を冷却した後、高圧ガスは高圧ガスを封入材料の中に
閉じ込められる。
ような高圧ガスを封入する新規な方法に関する。その方
法は、封入材料を入れた受け部を反応管の中に浸す工程
を含む。次に、超音波プローブを反応管に挿入する。反
応管を密封するとき、高圧ガス源を反応管と連通させ、
次いで、反応管を冷却流体の中に浸して、高圧ガスが凝
縮する。次いで、熱エネルギーを受け部に加え、超音波
エネルギーを超音波プローブに送出する。プローブが振
動すると、高圧ガスは加熱された封入材料の中に分配さ
れる。冷却流体によって、封入材料中の高圧ガスの混合
物を冷却した後、高圧ガスは高圧ガスを封入材料の中に
閉じ込められる。
好ましい実施例では、高圧酸素又は他の酸素先駆物質
（precusor）は、組織の毛細血管の中に止まることな
く、脈管内注入を可能にするのに十分小さな粒子サイズ
の中に封入される。酸素先駆物質の例は、超酸化ナトリ
ウム，超酸化カリウム，及び過酸化水素を含む。送出と
溶解の後、粒子は、酸素を特定の組織の部位へ遊離す
る。好ましい封入媒体は、氷、クラスレート水和物，ク
ラスレート非水和物，及び又は水溶性ガラスである。酸
素の制御された放出は、多くの病気の診断と治療を容易
にする。そのような用途の例は、アテローム動脈硬化症
の治療，感染症の治療，新生物の治療，組織の全身酸素
付加，及びエコー源性造影剤（echogenic contrast age
nt）として用いることを含む。
（precusor）は、組織の毛細血管の中に止まることな
く、脈管内注入を可能にするのに十分小さな粒子サイズ
の中に封入される。酸素先駆物質の例は、超酸化ナトリ
ウム，超酸化カリウム，及び過酸化水素を含む。送出と
溶解の後、粒子は、酸素を特定の組織の部位へ遊離す
る。好ましい封入媒体は、氷、クラスレート水和物，ク
ラスレート非水和物，及び又は水溶性ガラスである。酸
素の制御された放出は、多くの病気の診断と治療を容易
にする。そのような用途の例は、アテローム動脈硬化症
の治療，感染症の治療，新生物の治療，組織の全身酸素
付加，及びエコー源性造影剤（echogenic contrast age
nt）として用いることを含む。
図面の簡単な説明 図１は、本発明の教示により高圧ガスを封入するのに
用いられる装置の断面図である。
用いられる装置の断面図である。
図２は、本発明を実施する際に伴う手順工程（ステッ
プ）を示すフローチャートである。
プ）を示すフローチャートである。
実施例 まず、図１に戻ると、本発明を実施するために用いら
れる装置を概略形態で示す。
れる装置を概略形態で示す。
中空の反応管14の中に支持される封入材料12の受け部
10を図１に示す。超音波プローブ16は、その先端が封入
材料12と並列して置かれるように配置される。エネルギ
ーは電源26から超音波プローブ16に供給される。
10を図１に示す。超音波プローブ16は、その先端が封入
材料12と並列して置かれるように配置される。エネルギ
ーは電源26から超音波プローブ16に供給される。
アダプター30が反応管と連通して置かれ、導管がその
アダプターを通って、高圧ガス源18まで設けられてい
る。そのようなガスの圧力を監視するために、圧力計28
が設けられている。
アダプターを通って、高圧ガス源18まで設けられてい
る。そのようなガスの圧力を監視するために、圧力計28
が設けられている。
熱エネルギー源24も反応管14と連通しており、その熱
エネルギー源24を、反応管14とその内容物を選択的に加
熱するのに用いてもよい。
エネルギー源24を、反応管14とその内容物を選択的に加
熱するのに用いてもよい。
容器32は冷却流体20の溜め部をなし、その容器32の中
に、アダプター30,反応管及びその内容物を浸してい
る。
に、アダプター30,反応管及びその内容物を浸してい
る。
今、図１および図２に一緒に戻ると、高圧ガスを封入
する方法を示していることがわかる。封入材料12が反応
管14の中に支持された受け部10に加えられる。次いで、
超音波プローブ16が反応管14に挿入されて、超音波プロ
ーブ16の一部が挿入材料12に並置される。超音波プロー
ブ16の反応管への挿入後、反応管14が密封されて、受け
部10と超音波プローブ16が反応管の中に閉じ込められ
る。次いで、高圧ガス源18はアダプター30を通って反応
管14に連通されて、それによって、封入材料12と超音波
プローブ16との間の空間が充満される。
する方法を示していることがわかる。封入材料12が反応
管14の中に支持された受け部10に加えられる。次いで、
超音波プローブ16が反応管14に挿入されて、超音波プロ
ーブ16の一部が挿入材料12に並置される。超音波プロー
ブ16の反応管への挿入後、反応管14が密封されて、受け
部10と超音波プローブ16が反応管の中に閉じ込められ
る。次いで、高圧ガス源18はアダプター30を通って反応
管14に連通されて、それによって、封入材料12と超音波
プローブ16との間の空間が充満される。
反応管14は容器32の中の冷却流体20の溜め部の中に少
なくとも部分的に浸されて、高圧ガスは、冷却流体によ
って作られた冷却環境にさらされて、反応管14の中で凝
縮する。約25℃よりも高い融点を有する封入媒体のため
に、約3,000psiよりも低い酸素圧力を用いるとき、反応
管を冷却する必要がない。次いで、熱エネルギーが熱エ
ネルギー源24から受け部10に加えられ、それによって封
入材料12が加熱される。
なくとも部分的に浸されて、高圧ガスは、冷却流体によ
って作られた冷却環境にさらされて、反応管14の中で凝
縮する。約25℃よりも高い融点を有する封入媒体のため
に、約3,000psiよりも低い酸素圧力を用いるとき、反応
管を冷却する必要がない。次いで、熱エネルギーが熱エ
ネルギー源24から受け部10に加えられ、それによって封
入材料12が加熱される。
加熱された封入材料12の中に高圧ガスを分配するため
に、超音波エネルギーが電源26から超音波プローブ16を
通って送出されて、それによってプローブが振動する。
に、超音波エネルギーが電源26から超音波プローブ16を
通って送出されて、それによってプローブが振動する。
冷却流体20が高圧ガスと封入材料の混合物を冷却する
ようにした後、高圧ガスは、封入材料の中に閉じ込めら
れ、それによって、高圧ガスで濃縮された封入材料を形
成する。
ようにした後、高圧ガスは、封入材料の中に閉じ込めら
れ、それによって、高圧ガスで濃縮された封入材料を形
成する。
超高圧環境が超音波プローブ16,封入材料12,及び高圧
ガスを取り囲むように、高圧下に不活性ガス源22を反応
管14と連通させる工程を、上述した方法に加えてもよ
い。
ガスを取り囲むように、高圧下に不活性ガス源22を反応
管14と連通させる工程を、上述した方法に加えてもよ
い。
広い手順工程を開示し、種々の工程を追加して詳しく
述べる。
述べる。
種々の封入材料12が考えられるが、封入材料12を、
水，氷，無機塩，炭水化物，燐酸ガラス，ウレア，ヒド
ロキノン、及びそれらの混合物からなる群から選択する
ときに良好な結果になると思われる。封入材料12が氷の
場合、氷が酸化ジューテリウムで濃縮されるとき、同様
な結果が得られる。変形例として、封入材料12は重水に
富む水で濃縮された水でもよい。特に、封入材料12を、
立方晶系タイプＩの氷（cubic Type I ice），六方晶系
タイプIIの氷（hexagonal Type I ice），タイプIIの氷
（Type II ice），タイプＶの氷（Type V ice），タイ
プVIの氷（Type VI ice），タイプIXの氷（Type IX ic
e），ガラス状（無定形又はアモルファクス）の氷（vit
reous ice）及びそれらの混合物からなる群から選択し
てもよい。
水，氷，無機塩，炭水化物，燐酸ガラス，ウレア，ヒド
ロキノン、及びそれらの混合物からなる群から選択する
ときに良好な結果になると思われる。封入材料12が氷の
場合、氷が酸化ジューテリウムで濃縮されるとき、同様
な結果が得られる。変形例として、封入材料12は重水に
富む水で濃縮された水でもよい。特に、封入材料12を、
立方晶系タイプＩの氷（cubic Type I ice），六方晶系
タイプIIの氷（hexagonal Type I ice），タイプIIの氷
（Type II ice），タイプＶの氷（Type V ice），タイ
プVIの氷（Type VI ice），タイプIXの氷（Type IX ic
e），ガラス状（無定形又はアモルファクス）の氷（vit
reous ice）及びそれらの混合物からなる群から選択し
てもよい。
高圧ガスは、酸素が好ましいが、本発明の方法を、過
酸化水素（H202）のような他の気体の形態で実施するこ
とができる。変形例として、高圧ガスを、酸素，酸素ラ
ジカル，基底状態にある酸素又は酸素成分の化合物から
なる群から選択してもよい。
酸化水素（H202）のような他の気体の形態で実施するこ
とができる。変形例として、高圧ガスを、酸素，酸素ラ
ジカル，基底状態にある酸素又は酸素成分の化合物から
なる群から選択してもよい。
熱エネルギーを加える工程を、レーザーエネルギー源
を与えることによって又は電熱源によって達成してもよ
い。
を与えることによって又は電熱源によって達成してもよ
い。
受け部10を白金から形成するときに良好な結果が得ら
れるが、他のVII族金属，シリカ基ガラス，及び他の不
活性材料がこの目的のために適すると認識されるであろ
う。
れるが、他のVII族金属，シリカ基ガラス，及び他の不
活性材料がこの目的のために適すると認識されるであろ
う。
超音波プローブ16は、超音波処理用のチタンで形成さ
れるのが好ましい。高温で用いる時その性能を高めるた
めに、金被膜をチタンプローブに被着してもよい。しか
し、超音波プローブ16を、他のIV族金属に見られる適当
な均等物から形成してもよい。
れるのが好ましい。高温で用いる時その性能を高めるた
めに、金被膜をチタンプローブに被着してもよい。しか
し、超音波プローブ16を、他のIV族金属に見られる適当
な均等物から形成してもよい。
本発明を実施するために用いる装置の好ましい実施例
では、冷却流体20は液体窒素を有する。
では、冷却流体20は液体窒素を有する。
高圧ガス源18は、圧力計28に表示される、例えば、約
2,000乃至100,000psiの圧力で、酸素を送出できる。ガ
ス源からの反応管の隔離及びその後の冷却ガスとの接触
により冷却された反応管部品への熱エネルギーの適用
は、該ガスが温められる際に、更なる圧力上昇をもたら
す。高温で、高圧ガスのいくらかの部分は、超音波処理
の前に封入材料12の中で溶解する。超音波処理と封入材
料を冷却した後、高圧ガスは、封入材料の中に閉じ込め
られるようになる。実験では、高圧ガスは平均直径約10
0ミクロン未満の気泡の形態で存在し、追加のガスはさ
らに、封入材料の中で溶解することを示す。
2,000乃至100,000psiの圧力で、酸素を送出できる。ガ
ス源からの反応管の隔離及びその後の冷却ガスとの接触
により冷却された反応管部品への熱エネルギーの適用
は、該ガスが温められる際に、更なる圧力上昇をもたら
す。高温で、高圧ガスのいくらかの部分は、超音波処理
の前に封入材料12の中で溶解する。超音波処理と封入材
料を冷却した後、高圧ガスは、封入材料の中に閉じ込め
られるようになる。実験では、高圧ガスは平均直径約10
0ミクロン未満の気泡の形態で存在し、追加のガスはさ
らに、封入材料の中で溶解することを示す。
好ましくは酸素である高圧ガスを、クラスレートのよ
うな封入材料12の中に閉じ込め、個々のガス分子を、封
入材料の分子かごの中に閉じ込めてもよい。本発明を実
施するための変形例では、クラスレートは水和物でもよ
い。
うな封入材料12の中に閉じ込め、個々のガス分子を、封
入材料の分子かごの中に閉じ込めてもよい。本発明を実
施するための変形例では、クラスレートは水和物でもよ
い。
開示された方法から形成された生成物は、高圧ガスで
濃縮された封入材料の形態をとり、超音波処理後、反応
管14から取り除かれ、平均直径約100ミクロン未満の粒
子を有する粉末になる。
濃縮された封入材料の形態をとり、超音波処理後、反応
管14から取り除かれ、平均直径約100ミクロン未満の粒
子を有する粉末になる。
本発明を実施するに当たっての変形工程には、受け部
10の中に不混和液を設けることを含む。このアプローチ
に続き、超音波エネルギーを送出する工程は、不混和液
と並置して超音波処理することを有し、それによって、
冷却されながら不混和液の中に封入材料12の粒子の懸濁
物をつくる。使用中、不混和液は高圧ガスで濃縮された
封入材料の粒子から取り除かれ、それによって、自由流
粉末（free−flowing）をつくる。
10の中に不混和液を設けることを含む。このアプローチ
に続き、超音波エネルギーを送出する工程は、不混和液
と並置して超音波処理することを有し、それによって、
冷却されながら不混和液の中に封入材料12の粒子の懸濁
物をつくる。使用中、不混和液は高圧ガスで濃縮された
封入材料の粒子から取り除かれ、それによって、自由流
粉末（free−flowing）をつくる。
不混和液を用いない場合、溶剤を与えて、ガス濃縮封
入材料を溶剤に部分的にさらすことによって、ガス濃縮
封入材料の小粒子をつくってもよい。使用中、溶剤（so
lvent）を高圧ガス濃縮封入材料から取り除いて、自由
流粉末を作ってもよい。使用中、溶剤を高圧ガス濃縮封
入材料から取り除いて、封入材料の易流動性粉末をつく
る。使用中、高圧ガス濃縮封入材料を有する小さな粒子
は、生体（vivo）の脈管内に注入され、それによって身
体組織との接触と酸素の放出を促進する。封入材料の変
形例を前に開示したが、変形例の封入材料12を用いても
よいと認識すべきである。例えば、封入材料は水和物中
の水和水の形態の水でもよく、又は、約5g％のブドウ糖
を溶解した水でもよい。水和物を形成し得る化合物を、
無機塩、炭水化物、蛋白質、燐酸ガラス及びそれらの混
合物からなる群から選択してもよい。気体がクラスレー
トの形態で閉じ込められる場合、封入材料は、例えば、
氷，ウレア，及びヒドロキノンを含む。
入材料を溶剤に部分的にさらすことによって、ガス濃縮
封入材料の小粒子をつくってもよい。使用中、溶剤（so
lvent）を高圧ガス濃縮封入材料から取り除いて、自由
流粉末を作ってもよい。使用中、溶剤を高圧ガス濃縮封
入材料から取り除いて、封入材料の易流動性粉末をつく
る。使用中、高圧ガス濃縮封入材料を有する小さな粒子
は、生体（vivo）の脈管内に注入され、それによって身
体組織との接触と酸素の放出を促進する。封入材料の変
形例を前に開示したが、変形例の封入材料12を用いても
よいと認識すべきである。例えば、封入材料は水和物中
の水和水の形態の水でもよく、又は、約5g％のブドウ糖
を溶解した水でもよい。水和物を形成し得る化合物を、
無機塩、炭水化物、蛋白質、燐酸ガラス及びそれらの混
合物からなる群から選択してもよい。気体がクラスレー
トの形態で閉じ込められる場合、封入材料は、例えば、
氷，ウレア，及びヒドロキノンを含む。
封入材料12が氷の場合，粉末氷の移送を容易にするた
めに、約０℃乃至約37℃で水性担体すなわち水性キャリ
アを作る工程を、開示された方法に加えてもよい。変形
例として、エタノール，プロピレングリコール，グリセ
ロール，及び超臨界二酸化炭素（supercritical carbon
dioxide）のような非水性流体と一緒の流体搬送によっ
て、粉末氷の注入を容易にしてもよい。封入材料12が粉
末氷である場合、氷は血液と接触して溶解し、それによ
って、酸素の微小気泡を放出し、ヘモグロビンの酸素親
和力と血漿（plasma）内の溶解の結果、急速に消失す
る。
めに、約０℃乃至約37℃で水性担体すなわち水性キャリ
アを作る工程を、開示された方法に加えてもよい。変形
例として、エタノール，プロピレングリコール，グリセ
ロール，及び超臨界二酸化炭素（supercritical carbon
dioxide）のような非水性流体と一緒の流体搬送によっ
て、粉末氷の注入を容易にしてもよい。封入材料12が粉
末氷である場合、氷は血液と接触して溶解し、それによ
って、酸素の微小気泡を放出し、ヘモグロビンの酸素親
和力と血漿（plasma）内の溶解の結果、急速に消失す
る。
高圧ガス濃縮封入材料は直径が約0.01乃至約3.00ミク
ロンの平均サイズを有する微小気泡を含むことを結果は
示す。さらに、制御されて遅く放出する高圧ガスの混合
物を作るために、遅い速度で溶解する他の材料で、ガス
濃縮封入材料の粒子を被覆することができる。
ロンの平均サイズを有する微小気泡を含むことを結果は
示す。さらに、制御されて遅く放出する高圧ガスの混合
物を作るために、遅い速度で溶解する他の材料で、ガス
濃縮封入材料の粒子を被覆することができる。
開示された方法の好ましい実施例では、不活性ガス
は、アルゴン，ヘリウム，それらの混合物からなる群か
ら選択された混合物を有する。
は、アルゴン，ヘリウム，それらの混合物からなる群か
ら選択された混合物を有する。
氷が封入材料の場合、本発明によって考えられる手順
工程では、０℃より高い融点を有するポリモルフ（poly
morph）の使用を有してもよい。この場合では、そのよ
うな氷を血流に注入することによって、氷からの高圧ガ
スの遊離を遅らせる傾向がある。
工程では、０℃より高い融点を有するポリモルフ（poly
morph）の使用を有してもよい。この場合では、そのよ
うな氷を血流に注入することによって、氷からの高圧ガ
スの遊離を遅らせる傾向がある。
前に述べたように、熱エネルギーは熱エネルギー源24
の受け部10に送出されることに気付く。第１実施例で
は、VIII族金属から形成されたファイバーオプチック
（fiber optic）を、そのような熱エネルギーを封入材
料12に送出するのに用いている。
の受け部10に送出されることに気付く。第１実施例で
は、VIII族金属から形成されたファイバーオプチック
（fiber optic）を、そのような熱エネルギーを封入材
料12に送出するのに用いている。
実施中では、超音波エネルギーを送出する工程では、
20ヘルツ乃至200キロヘルツの範囲内の周波数でそのよ
うなエネルギーを送出する工程を有する。
20ヘルツ乃至200キロヘルツの範囲内の周波数でそのよ
うなエネルギーを送出する工程を有する。
開示された方法の結果、その方法から作られた生成物
は、封入材料中に捕捉された高圧ガスを含み、封入材料
1g当たり約20ccを超えるガスを発生し、また該ガスは大
気圧下で該封入材料から遊離（放出）される。
は、封入材料中に捕捉された高圧ガスを含み、封入材料
1g当たり約20ccを超えるガスを発生し、また該ガスは大
気圧下で該封入材料から遊離（放出）される。
かくして、病気を治療し又は病気を診断するために低
酸素組織（hypoxic tissue）に用いるために、酸素前駆
物質を封入して従来技術の問題点を回避する。明らかな
ように、本発明での封入とは、哺乳類の組織にカプセル
を投与した後、所定速度での封入材料からの酸素前駆物
質の放出を可能にする方法で、酸素前駆物質を物理的又
は化学的に結合し又は捕捉するどんな方法もいう。本発
明の第１実施例では、高圧酸素又は過酸化水素のいずれ
かは、生体組織へのこの薬物の緩慢な放出を実現するた
めには、高圧酸素または過酸化水素をミクロンまたはナ
ノオーダーのサイズで封入する。
酸素組織（hypoxic tissue）に用いるために、酸素前駆
物質を封入して従来技術の問題点を回避する。明らかな
ように、本発明での封入とは、哺乳類の組織にカプセル
を投与した後、所定速度での封入材料からの酸素前駆物
質の放出を可能にする方法で、酸素前駆物質を物理的又
は化学的に結合し又は捕捉するどんな方法もいう。本発
明の第１実施例では、高圧酸素又は過酸化水素のいずれ
かは、生体組織へのこの薬物の緩慢な放出を実現するた
めには、高圧酸素または過酸化水素をミクロンまたはナ
ノオーダーのサイズで封入する。
本発明の好ましい実施例を上述したが、当業者は、本
発明の精神の範囲内で変更及び変形を実施できると思う
であろう。従って、次の請求の範囲に示すように本発明
の範囲を定めるべきである。
発明の精神の範囲内で変更及び変形を実施できると思う
であろう。従って、次の請求の範囲に示すように本発明
の範囲を定めるべきである。
Claims (38)
- 【請求項１】封入材料を入れた受け部を反応管の中に支
持し、 超音波プローブを反応管に挿入して、超音波プローブを
封入材料に並置し、 反応管を密封して、受け部と超音波プローブを反応管の
中に閉じ込め、 高圧ガス源を反応管と連通させて、封入材料と超音波プ
ローブとの間の空間を高圧ガスによって充満し、 反応管を冷却流体の中に少なくとも部分的に浸して、高
圧ガスが、冷却流体によって作られた冷却環境によって
作られた冷却環境にさらされて、反応管の中で凝縮し、 熱エネルギーを受け部に加えて、封入材料が熱エネルギ
ーによって加熱され、 超音波エネルギーを超音波プローブに送出して、プロー
ブを振動させ、それによって、高圧ガスを加熱された封
入材料の中で分配し、 冷却流体によって、高圧ガスと封入材料との混合物を冷
却せしめ、かくして該高圧ガスを該封入材料中に封じ込
め、結果として高圧ガスに富む封入材料を形成する、 ことを有する高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項２】高圧力の下、不活性ガス源を反応管に連通
させて、超高圧環境が超音波プローブ，封入材料及び高
圧ガスを取り囲むことを、さらに有する請求の範囲第１
項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項３】封入材料は、水，氷，無機塩，炭水化物，
燐酸ガラス，ウレア，ヒドロキノン、及びそれらの混合
物からなる群から選択される請求の範囲第１項記載の高
圧ガスを封入する方法。 - 【請求項４】封入材料は、酸化重水素で濃縮された氷で
ある、請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方
法。 - 【請求項５】封入材料は、立方晶系タイプＩの氷，六方
晶系タイプIIの氷，タイプIIの氷，タイプＶの氷，タイ
プVIの氷，タイプIXの氷，ガラス状の氷及びそれらの混
合物からなる群から選択される氷である、請求の範囲第
１項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項６】高圧ガスは、酸素である請求の範囲第１項
記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項７】熱エネルギーを加える工程は、電熱源によ
って行われる請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入す
る方法。 - 【請求項８】熱エネルギーを加える工程は、レーザーエ
ネルギー源によって行われる請求の範囲第１項記載の高
圧ガスを封入する方法。 - 【請求項９】熱エネルギーを加える工程は、電気エネル
ギーによって行われる請求の範囲第１項記載の高圧ガス
を封入する方法。 - 【請求項１０】受け部は、VII族の金属を有する請求の
範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項１１】超音波プローブは、IV族の金属を有する
請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項１２】冷却流体は、液体窒素を有する請求の範
囲第１項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項１３】高圧ガスは、封入材料の中で溶解する請
求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項１４】封入材料の中で閉じ込められた高圧ガス
は、平均直径約100ミクロン未満の気泡の形態で存在す
る請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項１５】高圧ガスは、クラスレートのような封入
材料の中で閉じ込められる、請求の範囲第１項記載の高
圧ガスを封入する方法。 - 【請求項１６】高圧ガスで濃縮された封入材料は、反応
管から取り除かれ、平均直径約100ミクロン未満の粒子
を有する粉末になる、請求の範囲第１項記載の高圧ガス
を封入する方法。 - 【請求項１７】超音波エネルギーを送出する工程は、不
混和液と並置して超音波処理することを有し、それによ
って、冷却されながら不混和液の中に封入材料の粒子の
懸濁を作る、請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入す
る方法。 - 【請求項１８】ガス濃縮封入材料の小粒子を作るため
に、ガス濃縮封入材料を部分的な溶解する溶剤を与える
工程を、さらに有する請求の範囲第１項記載の高圧ガス
を封入する方法。 - 【請求項１９】高圧ガス濃縮封入材料を生体の脈管内に
注入し、それによって身体組織との接触と酸素の放出を
促進することを、さらに有する請求の範囲第１項記載の
高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項２０】封入材料は、ジューテリウムによって濃
縮された水である請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封
入する方法。 - 【請求項２１】封入材料は、水和物中の水和水の形態の
水である請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方
法。 - 【請求項２２】封入材料は、水に溶解された約5g％のブ
ドウ糖を有する水である請求の範囲第１項記載の高圧ガ
スを封入する方法。 - 【請求項２３】封入材料は、氷であり、粉末氷の移送を
容易にするために、約０℃乃至約37℃で水を含む担体を
作ることを有する請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封
入する方法。 - 【請求項２４】封入材料は、血液と接触して溶ける粉末
氷であり、それによって、ヘモグロビンの酸素親和力と
血漿内の溶解の結果、急速に消失する酸素の微小気泡を
放出する請求の範囲第１項記載の高圧ガスを封入する方
法。 - 【請求項２５】高圧ガス濃縮封入材料は、直径が約0.01
乃至約3.00ミクロンの平均サイズを有する微小気泡を含
む、請求の範囲第１項記載の方法による生成物。 - 【請求項２６】高圧ガス濃縮封入材料は、封入材料より
も、水と接触して溶解する速度の遅い材料で被覆され
る、請求の範囲第１項記載の方法による生成物。 - 【請求項２７】不活性ガスは、アルゴン，ヘリウム，及
びそれらの混合物からなる群から選択された気体を有す
る請求の範囲第２項記載の方法。 - 【請求項２８】クラスレートは、水和物である請求の範
囲第15項記載の方法。 - 【請求項２９】不混和液は、高圧ガスで濃縮された封入
材料の粒子から取り除かれ、それによって、自由流粉末
をつくる、請求の範囲第17項記載の方法。 - 【請求項３０】水和物を形成し得る化合物は、無機塩，
炭水化物，蛋白質，燐酸ガラス，ウレア，ヒドロキノン
及びそれらの混合物からなる群から選択される、請求の
範囲第21項記載の方法。 - 【請求項３１】溶剤を取り除いて、高圧ガスで濃縮され
た封入材料の自由流粉末を作る、請求の範囲第18項記載
の方法。 - 【請求項３２】粉末氷の注入を、超臨界二酸化炭素で流
体搬送することによって容易にする請求の範囲第24項記
載の方法。 - 【請求項３３】熱エネルギーを封入材料に送出するため
に、ファイバーオプチックスをVIII族金属で形成された
受け部に連結し、 封入材料を受け部に加え、 熱エネルギー源をファイバーオプチックに連通し、 受け部を反応管の中に少なくとも部分的に置いて、受け
部と封入材料を反応管の中に支持し、 超音波プローブが封入材料と並置して終わるように、超
音波プローブを挿入し、 プローブ，受け部及びファイバーオプチックが反応管の
中で密封して係合されるように、反応管を固着し、 反応管を冷却流体の中に浸し、 ガスを反応管に導入し、ガスの密度が、冷却流体によっ
て生じた冷却環境によってさらされて増加するように
し、 熱エネルギー源を動作状態にして、そのような熱エネル
ギーをファイバーオプチックを通って、封入材料へ送出
し、 超音波エネルギーを超音波プローブに送出し、それによ
って、超音波処理の間、封止材料全体の高圧ガスの急速
な分配を促進し、 熱エネルギー及び超音波エネルギーの供給を不連続に
し、かつ高圧ガス濃縮封入材料を冷却するようにし、そ
れによって、高圧ガスを封入材料の中に閉じ込める、 ことを有する高圧ガスを封入する方法。 - 【請求項３４】反応管の中の圧力が約50,000psiに上昇
するように、不活性ガスを反応管に連通させることを、
さらに有する請求の範囲第33項記載の方法。 - 【請求項３５】超音波エネルギーを送出する工程は、20
ヘルツ乃至200キロヘルツの範囲内の周波数でそのよう
なエネルギーを送出する、請求の範囲第33項記載の方
法。 - 【請求項３６】高圧ガスは、酸素，酸素ラジカル，基底
状態にある酸素すなわち原子状の酸素，又は酸素成分の
任意の組合せから選択される請求の範囲第33項記載の方
法。 - 【請求項３７】高圧ガスで濃縮された封入材料を溶剤の
中で少なくとも部分的に溶解して、微小気泡を含む粒子
を作り、 適当なサイズの粒子になる時に溶解工程を止めること
を、さらに有する請求の範囲第33項記載の方法。 - 【請求項３８】封入材料の中に捕捉された高圧ガスは、
大気圧の下、封入材料から遊離された時、封入材料のグ
ラム当たり約20ccより多く生じる、請求の範囲第１項に
より作られた生成物。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US655,078 | 1991-02-14 | ||
| US07/655,078 US5086620A (en) | 1991-02-14 | 1991-02-14 | Method of microencapsulation of hyperbaric gas |
| PCT/US1991/008429 WO1992014976A1 (en) | 1991-02-14 | 1991-11-12 | Method of microencapsulation of hyperbaric gas |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06509016A JPH06509016A (ja) | 1994-10-13 |
| JP3345416B2 true JP3345416B2 (ja) | 2002-11-18 |
Family
ID=24627409
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP50585392A Expired - Fee Related JP3345416B2 (ja) | 1991-02-14 | 1991-11-12 | 高圧ガスの微小封入方法 |
Country Status (6)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5086620A (ja) |
| EP (1) | EP0571513B1 (ja) |
| JP (1) | JP3345416B2 (ja) |
| AU (1) | AU1368192A (ja) |
| DE (1) | DE69119610T2 (ja) |
| WO (1) | WO1992014976A1 (ja) |
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| US5261875A (en) * | 1991-02-14 | 1993-11-16 | Wayne State University | Method and apparatus for injection of gas hydrates |
| US5569180A (en) * | 1991-02-14 | 1996-10-29 | Wayne State University | Method for delivering a gas-supersaturated fluid to a gas-depleted site and use thereof |
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