JP4234010B2 - 眼球内イオン滲透または電気泳動による薬剤送給装置 - Google Patents

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Description

本発明は眼科治療における活性因子の眼球内装入を改良するためにイオン滲透または電気泳動によって活性因子を施用する装置に関するものである。
イオン滲透法は電気泳動法と同様に、生体膜を通して荷電分子を拡散させるために電流を使用する。電流の作用のもとに生体膜の透過性が増進されて、より大きな分子の通過を可能とし、また電界がこれらの分子をこの生体膜を通して押し通す。
現在使用されている眼球イオン滲透装置は眼球周囲装置である。米国特許第YS-A-4,564,016号はプローブの遠位端にバルーンを搭載されたこの種の装置を開示している。このバルーンが眼球後方スペース(眼球の後側)を識別する事を可能とする。この種の装置の大きな問題点は眼球を加圧する事にあり、その正規圧は18mmHg である。この圧力が21mmHg を超えると、眼球圧の急激な増大による急性緑内障の危険が高くなる。この急性緑内障は視神経の損傷の故に視力の減退をもたらす。
他方において、この型の装置の使用は眼球周辺スペース(眼球後方および眼球周縁)の中に圧力を生じる。この圧力は視神経頭部における圧縮の故に血流の貧化を生じる。場合によっては、この圧力は静脈または動脈の閉塞を生じて視力の部分的または全面的喪失に至る。
このような装置によるもう1つの問題点は、この加圧点において眼球の壁体が肥厚する事にある。さらにこの装置は眼球の細胞または構成部分を正確に視準する事ができないので、治療される表面積が大きくなる。これは、例えば網膜細胞などの眼球内ターゲットの正確な眼科的治療を不可能とする。
本発明の目的は、緑内障のリスクを避けるようにして治療される区域を正確に視準する事を可能とするイオン滲透または電気泳動によって活性因子を施用する装置を提供するにある。
そのため、本発明によれば活性因子を含む溶液を受ける事のできる容器と、前記活性因子の拡散のために前記容器に接続された活性因子浸透手段とを含み手術に際してイオン滲透または電気泳動によって活性因子を眼球中に施用する装置において、前記装置は前記溶液を前記容器の中に噴入するための噴入手段と、前記噴入手段によって前記容器の中に容器を噴入する間に前記容器の内容物を吸い上げる事のできる吸引手段とを含む事を特徴とする装置が提供される。
このようにして、吸引手段と整合された噴射手段の存在により、
− 容器中に一定の特定圧力を保持し、また
− 前記容器が変形可能ならば一定の限定された体積を保持する事が可能となる。
これは、眼球の中に眼球の圧力を実質的に増大させる事なく容器を導入する事を可能とする。これにより、眼球全体の中に活性因子を拡散させる事なく、治療されるターゲット細胞に正確に近接して、この眼球のみを治療する事が可能となる。
望ましくはこの装置は下記の特性の少なくとも1つを有する。
− この装置は噴入管と吸引管とを含み、これらの管が相互の中に延在して容器に接続される事ができる。
− 前記拡散手段はプローブの遠位端に配置される。
− 容器は遠位端に配置される。
− この装置はプローブの中に延在する噴入管と吸引管とを含む。
− プローブの遠位端はプローブの主たる延在方向に対して一定角度を成す。
− この角度は90゜乃至170゜の範囲内にあり、従って水晶体を通しての最適可視性を保持しながら網膜との接触を可能とする。
− この角度は135゜前後である。
− イオン滲透電極と電気泳動電極はプローブの中に、特に容器内部に延在する。
− 拡散手段は、特にイオン滲透電流と電気泳動電流の作用で活性因子を通過させる事のできる多孔性壁体を含む。
− 容器は少なくとも1つの拡散オリフィスを含む壁体を有する。
− 前記オリフィスは、特にイオン滲透電流または電気泳動電流の作用で活性因子を通過させる事のできる透過性または半透過性膜によって被覆される。
− 側面オリフィスは、その容器側面において特にイオン滲透電流または電気泳動電流の作用で活性因子を通過させる事のできる吸収性材料から成るストッパによって閉塞される。
− また装置は、光源に接続されて特に治療されるターゲット細胞の拡散手段の付近を照射するように配置された光ファイバを含む。
− 第2光ファイバを含み、この第2光ファイバはカメラに接続されまたと治療されるターゲット細胞の拡散手段の付近の映像を記録するように配置される。
また本発明によれば、活性因子を含む溶液を受ける事のできる容器と、前記活性因子の拡散のために前記容器に接続された活性因子拡散手段とを含むイオン滲透または電気泳動によって活性因子を眼球に施用するプローブにおいて、前記プローブは前記溶液を前記ハウジングの中に噴入するための噴入管と、前記ハウジングの内容物を吸い上げるための吸い上げ管とを含むプローブが提供される。
また本発明によれば、前記の特性の少なくとも1つを有する装置を使用する事のできる外科的方法において、この方法は下記の段階の少なくとも1つを含む方法が提供される。
− 発電器に接続された戻り電極を治療される眼球に隣接する組織上に配置する段階と、
− 前記戻り電極は皮膚型の電極とし、
− 前記戻り電極は眼球の外側面の前部または一部の上に配置する事ができ、
− 治療される眼球の強膜に切り込む段階と、
− 前記切り込みを通して水晶体の中にプローブを導入する段階と、
− 治療される眼球区域の近傍にプローブの遠位端を配置する段階と、
− 活性因子を含有する溶液を噴入手段によって容器の中に噴入し、吸引手段によって容器の圧力および/または体積を調整する段階と、
− 発電器に接続されたプローブの電極を所定の時間および所定電圧に充電する段階と、
− 発電器を停止する段階と、
− プローブおよび戻り電極を引き抜く段階と、
− 強膜の切り込みを閉鎖する段階。
本発明のその他の特性および利点は下記の好ましい実施態様および実施例の説明から明かとなろう。
図1について説明すれば、本発明による眼球内イオン滲透または電気泳動による活性因子の施用装置について説明する。装置1は発電器2を含み、戻り電極ととして知られる第1電極3と、主電極または活性電極として知られる第2電極8とに接続されている。この主電極8に対して容器7が組合わされ、この容器7は施用されるべき活性因子または活性因子を含む溶液を受ける事ができる。容器7は噴入手段4と吸引手段5とを含む。さらに容器7は多孔性壁体6を含み、この多孔性壁体はイオン滲透と電気泳動との間においてのみ活性因子を通過させる事ができる。容器7はプローブ9の上に搭載される。好ましくは、容器7はプローブ9の遠位端に配置される。
戻り電極3は発電器2、主電極8および有機組織から成る回路を閉じるように設計されている。電極3は主電極8および治療される有機組織に対向してまたは好ましくは下記に説明するように治療されるこれらの有機組織の近傍に配置される。後者の場合、戻り電極3はTENS型(皮膚経由電気的神経刺激型)の皮膚電極である。これは主として導電性皮膚接着剤と、電線によって発電器に接続された導電性炭素薄膜とから成る。
主電極8は好ましくは広範囲の導電性物質から選定された物質で製造される。これらの物質は下記とする事ができる。
− 不活性物質。この種の物質は装置の運転中、電流の存在によって電気化学的に腐食される事はない。これらの不活性物質はステンレス鋼、白金、金、炭素、タングステンなどである。
− 消耗性物質。この種の物質は装置の運転中に電流の作用で金属イオンに変換され、この金属イオンが沈殿して、活性因子を含む溶液の電解を防止する。これらの物質は銀、銅などである。
他の実施態様によれば、主電極8はインクまたは導電性ポリマー、あるいはマトリックス中に分散された導電性性粒子から成る。
さらに主電極8はワイヤ、フィルム、プレートまたは織成材料の形とする事ができる。
発電機2が0.5乃至5mA の強さを有する直流電流を0.5乃至10分間、供給する。回路中に含まれる有機組織の抵抗に依存してその抵抗がイオン浸透中変動し、発電機2によって供給される電流がオームの法則U=R.Iに従う。ここにUは電流ボルト数、Rはオーム抵抗、またIは電流強さ、Ampである。しかし発電機2によって供給される電流は決して20Vを超えない。
他の実施態様によれば、発電機2はAC電流発生器とする事ができる。発生されるAC電流は主電極における酸化還元現象の故にpHの変動を防止する利点を有する。このAC電流の周波数範囲は治療される組織の最適透過性を保証するように選択される。この場合、戻り電極3は好ましくはEGC型(Elctro Cardio Gram型)電極であって、皮膚接着剤と非常に低いインピーダンスを有するAg/
AgClフィルムとから成る。
他の実施態様によれば、発電器2の供給する電流プロフィルの電圧ピークは約50V乃至2500Vの間において非常に高くまた約0.01乃至0.1秒の間の非常に短い持続時間を有する。一般に電気泳動に際してこの型のプロフィルが使用される。
この場合、プローブ9は3主要部分を含む。すなわち、接続ソケット13,管部12および容器7から成る遠位端部7とから成る。接続ソケット13は静脈内カテーテルの接続のために世界的に使用されている雌リューア型である。このソケットは全体的に円錐形状を有し、その入口直径は約4mm、円錐度は約6%である。プローブ管部は所望の硬度と透明性とに依存して生体適合性ポリマー物質、好ましくは例えばポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリエーテル ブロック アミド、ポリウレタンまたはシリコーンから成る。
図2aと図2bについてプローブ9の第1実施態様を下記に説明する。プローブ9は噴入管4から成り、この噴入管4がプローブ9の遠位端にある容器7の中に開く。この噴入管4は前記プローブの縦方向軸線に実質的に平行にプローブ9にそって走る。同様に吸引管5はプローブ9の中において管4に対して実質的にに平行に走り、容器7の中に入る。図2bに図示のように、プローブ9は管4および5と同様に好ましくは円形断面を有する。この円形断面の直径は約0.9mm(ゲージ20)と約2.1mm(ゲージ14)との間にある。プローブ9の長さは約20乃至50mmの範囲内にある。
図3aと図3bについてプローブ9の第2実施態様を説明する。プローブ9は前述のように噴入管4を有し、この噴入管はプローブの遠位端に配置された容器7の中に開く。管4はプローブ9の縦方向軸線とほとんど一致した縦方向軸線を有する。後者は吸引管5として作用する。電極8が管4とプローブ9の縦方向軸線に実質的にそって配置される。プローブ9と管4は好ましくは円形断面を有する。電極8,噴入管4およびプローブ9は実質的に同軸である。
図4についてプローブ9の第3実施態様を説明する。この図に示されたように、プローブ9は円形断面を有する。このプローブ9の中において、その縦方向軸線に対して実質的に平行に、好ましくは円形断面の噴入管4と好ましくは円形断面の吸引管5が走り、前記吸引管5の中に電極8が配置されている。さらにプローブ9は第1光ファイバ10を有し、この光ファイバは光源(図示されていない)に接続されて、光線を遠位端の近傍に案内して、治療されるターゲットの周辺を照射する。最後にプローブ9は第2光ファイバ11を有する事ができ、この光ファイバがカメラに接続されて、プローブの遠位端からくる光線を案内してこのカメラに案内して、治療されるターゲットの付近を記録する事ができる。これらの光学ファイバの存在は、プローブを案内してイオン滲透および電気泳動によりターゲットを治療する精度を改良する事を可能とする。
図5a乃至図5eについて、容器の壁体の相異なる実施態様について説明する。
まず図5aについて述べれば、容器7の壁体106はこの壁体を通過する多数のマイクロオリフィス107を有する。これらのマイクロオリフィス107は電極8によって放出される電界の作用で活性因子分子を通過させる事ができ、このようにしてイオン滲透と電気泳動とを可能とする。好ましくは、種々のマイクロオリフィス107が容器を包囲するストリップ上に均一に分布され、このストリップの幅は容器のサイズを超えない。さらに好ましくは、種々のマイクロオリフィスが容器の壁体の限定された部分上に配置される。これらのマイクロオリフィスは約0.01乃至0.1mmの範囲内の平均直径を有する。
図5bについて述べれば、プローブ9はその遠位端において開き、バルーン206がプローブ9の開いた遠位端の上に滑り込まされて、このバルーンが容器7として作用する。好ましくは半透過性膜または透過性膜または細孔膜とし、この膜はイオン滲透または電気泳動中に電極8の作用で発生される電界の作用によってのみ活性因子のの分子を通過させる事ができる。
図5cにおいて、プローブ9の遠位端は容器7を包囲する多孔性エンドピース306を有する。この多孔性エンドピースはイオン拡散または電気泳動中に電極8の作用で発生される電界の作用によってのみ活性因子の分子を通過させる事ができる。
図5dにおいて、プローブ9の遠位端はオリフィス406を有し、このオリフィスが容器7をプローブ外部と連通させる事ができる。好ましくはオリフィス406は容器7を包囲する側壁上に配置される。このオリフィス406は好ましくは透過性膜または半透過性膜または細孔膜407によって閉塞される。この膜407は容器7の内部においてオリフィス406上に配置され、または容器7の外部においてオリフィス406上に配置する事ができる。この場合、好ましくは膜407はプローブの遠位端上に滑り込まされてオリフィス406をカバーするスリーブとする事ができる。この場合、通しオリフィスは約0.01乃至0.1mmの範囲内の平均直径をもって穿孔する事によって形成される。膜は約1乃至第10μmの範囲内の多孔率を有する。
図5eにおいて、プローブ9の末端は図5dの場合と同一の形状を有する。吸収性素材507によって閉塞され、この吸収性素材が容器7のスペースの大部分を占める。吸収性素材507は膜407と同様にイオン拡散または電気泳動中に電極8の作用で発生される電界の作用によってのみ活性因子の分子を通過させる事ができる。
前述のプローブ9のすべての実施態様において、主電極8は運転中にプローブ9の外部に電流を適正に流出させるように膜またはオリフィスに対向配置されなければならない。
さらに前述の各実施態様において、ターゲット細胞の有効処理面積は直径50μm乃至約2mmの範囲内にある。
図6について述べれば、プローブはその遠位端において湾曲させる事ができる。遠位端がプローブの容器7と成す角度αは90゜乃至170゜の範囲内とする事ができる。好ましくはこの角度は135゜前後である。この135゜前後の角度の選択は下記に説明するように眼球の中へのプローブの導入ルートに依存する。この導入角度はプローブ9の遠位端の縦方向軸線が治療されるターゲット細胞の成す表面に対して実質的に平行となるように選定される。1つの実施例(図示されていない)として、プローブの遠位端がプローブの容器と成す角度は外科手術中にオペレータによって、先行の整列状態を補完するように選択される。そのため、容器7を含むプローブ9の遠位端はプローブ9の管上において、プローブ9の主たる延在軸線に対して直角の軸線回りに回転するように取付けられ、また前記の取付け装置は前記プローブの近位端に配置される末端を使用するための手段を含む。
下記において、本発明による眼球内イオン拡散または電気泳動に適用される装置の使用法を説明する。
図7について述べれば眼球600は全体としてバルーンの形状を有する。その壁体の前部は透明角質608から成り、この角質の背後に瞳孔607が存在する。この瞳孔607は水性体液から成る前室605によって角質608から分離される。瞳孔は透明晶質レンズ604によって閉鎖され、このレンズ604は通常のレンズの形状を有する。晶質レンズ604の背後に位置する部分606は水晶体と呼ばれる。眼球の後壁は機能的網膜を成す第1層601と、コロイドと呼ばれる第2層602と、最後に強膜と呼ばれる第3層613とから成る。眼球の後端に視神経603が存在する。晶質レンズ604は虹彩609によって前端に保持され、角質と強膜との境界において睫毛体611によって眼球の壁体に接続される。睫毛体611の取付け点と機能的網膜601の始点との間に、非機能的
pars plana 615が存在する。角質608を包囲する縁部610から結合組織として知られる組織層612が延在し、この結合組織は眼瞼614の付け根まで強膜上方に延在する。
本発明の装置の操作法を図8について説明する。外科医は強膜の非機能的
pars plana 615において強膜の中に切り込む事によって強膜横断ルートを形成する。これは、眼球を形成する壁体がこの特定点において最も薄いからである。次に外科医は適用装置1の電極3を顔面の皮膚上に、目に対してできるだけ近く、好ましくは前額部、頬部または頑健にできるだけ近く配置する。(また戻り電極を結合組織の下に、眼球と直接に接触してまたは直接に眼球の中に配置する事も可能である。)次に外科医は強膜の中に形成された切り込みを通してプローブ9を導入すると、このプローブ9は眼球の晶質体606の中まで進入する。外科医は直接に透明な角質と晶質レンズを通して、あるいはプローブがカメラ用の光ファイバを備えていればこのカメラを使用して、またはスロット・ランプまたはレンズを使用してプローブの導入をモニタリングする事ができる。プローブ9の導入は、湾曲した遠位端7が治療される細胞の近傍にくるように実施される。プローブ9が配置されると、電流を電極8の中に流入させてイオン拡散と電気泳動とを生じ、その間に、一方では電流の強さ、他方では電流の供給時間に依存する量の活性因子が容器7から、治療されるターゲット細胞の中に転送される。次に外科医がプローブ9を引き出し、次にその切り込み孔を閉鎖する。
前述の説明から明かなように、プローブ9の形状と使用されるルートによって、治療されない組織に影響する事なく、活性因子を非常に局限された箇所に施用する事が可能となる。
適用装置1を使用する主たる適応症は網膜器官の閉塞にあり、事実これが従来から特に老人における視力の全面的または部分的喪失の原因であった。またこれは糖尿病性網膜疾患の原因である。
網膜器官閉塞の2つの形がある。すなわち、
− 局所貧血形。これは最も少ないケース(10%乃至15%)であって、視力鮮明度の急激な低下となって表われ、新脈管形成および緑内症に向かって進行する。
− 浮腫形。これは最も頻繁なケース(60乃至80%)であって、視界のかすみを生じ、若い患者の場合には症状の緩解となり、または網膜の緩徐な劣化を伴う慢性状態または最後に前記の局所貧血形に向かって進行する。
器官閉塞は救急疾患と見なされ、現在は一般的ルーツまたは局所的ルーツによる繊維素溶解処理(トロンボリン溶解または血塊の溶解)または血流治療(一定量の血液の除去)によって、あるいはレーザ光凝血治療によって治療され、後者は一方では新脈管形成を防止しまたは縮退させ他方ではmacular edemaを治療するのに役立つ。一般的ルーツによる繊維素溶解剤の注射の場合には顕著な出血性合併症を誘発する。これらと同じ繊維素の局所的ルーツ(すなわち晶質体ルーツ)による注射の場合、眼球中出血が観察される。従って本発明によるイオン拡散または電気泳動装置1は、前記の出血性合併症を防止しながら単一のターゲット組織上に前記と同様の繊維素溶解剤の注射を可能とする。
前記以外の眼科疾病も本発明によるイオン拡散または電気泳動治療装置によって治療する事ができる。これらの疾病は加齢または一般に糖尿病性網膜疾患に関連した網膜の退行性疾患を含む。これらの疾患において観察される新脈管形成を低速させまたは停止させるため多数の分子が開発されている。これらの分子が本発明の装置を使用して注射する事ができる。本発明の装置はこれらの薬剤の局所的集中を増大すると共に、例えばantimototics または antimitotics の局所的服用中にターゲット組織の中に、より大きな分子を入らせる事ができる。
同様に、本発明による装置はプラスミドまたは遺伝子治療のための薬剤(例えばchimeric または antisense oligonucleotides ,あるいはリボザイム)のイオン滲透または電気泳動による transfection のために使用する事ができ、その主たる作用モードはターゲット細胞内部の遺伝子または遺伝子フラグメントを修正するにある。
もちろん、本発明の趣旨の範囲内において本発明に対して多くの修正を成す事ができる。
本発明による眼球内薬剤送給装置の概略図。 本発明の第1実施態様によるプローブの遠位端の部分図。 図2aのプローブの遠位端のIIb-IIb断面図。 本発明の第2実施態様によるプローブの遠位端の部分図。 図3aのプローブの遠位端のIIIb-IIIb断面図。 本発明の第3実施態様によるプローブの遠位端の断面図。 本発明のプローブの容器の遠位端の種々の実施態様を示す断面図。 本発明のプローブの容器の遠位端の種々の実施態様を示す断面図。 本発明のプローブの容器の遠位端の種々の実施態様を示す断面図。 本発明のプローブの容器の遠位端の種々の実施態様を示す断面図。 本発明のプローブの容器の遠位端の種々の実施態様を示す断面図。 本発明の他の実施態様によるプローブを示す側面図。 眼球の解剖学的断面図。 本発明によるプローブの使用中の挿入状態を示す眼球の解剖学的断面図。
符号の説明
1 本発明による装置、
2 発電器、
3 戻り電極、
4 噴入管、
5 吸引管、
6 容器の壁体、
7 容器の遠位端、
8 主電極、
9 プローブ、
10,11 光ファイバ、
12 容器の管部、
106 容器の壁体、
107 マイクロオリフィス、
206 バルーン、
306 多孔性エンドピース、
406 オリフィス、
407 膜、
507 吸収性材料、
600 眼球、
601 網膜、
602 コロイド、
603 視神経、
604 水晶体レンズ、
605 前室、
606 水晶体、
607 瞳孔、
608 角質、
609 虹彩、
610 縁部、
611 まつげ体、
612 結合組織、
613 強膜、
614 まぶた、
615 pars plana、

Claims (16)

  1. イオン滲透または電気泳動によって活性因子を眼球中に施用する装置において、
    活性因子を含む溶液を受ける事のできる容器(7)と、
    前記活性因子の拡散のために前記容器(7)に接続された活性因子浸透手段(8,6; 106; 206; 306; 406, 307;507)と、
    前記溶液を前記容器(7)の中に噴入するための噴入手段(4)と、
    前記噴入手段によって前記容器(7)の中に容器を噴入する間に前記容器(7)の内容物を吸い上げる事のできる手段(5)と
    を含み、
    前記容器は少なくとも部分的に眼球中に導入されるようにレイアウトされている
    事を特徴とする装置。
  2. 噴入管(4)と吸引管(5)とを含み、これらの管が相互の中まで延在しまた容器(7)に接続されるように成された事を特徴とする請求項1に記載の装置。
  3. 前記拡散手段がプローブ(9)の遠位端(7)に配置される事を特徴とする請求項1または2に記載の装置。
  4. 前記の容器が遠位端に配置される事を特徴とする請求項3に記載の装置。
  5. プローブ(9)の中に延在する噴入管(4)と吸引管(5)とを含む事を特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の装置。
  6. プローブの遠位端がプローブの主たる延在方向に対して角度(α)を成す事を特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載の装置。
  7. 前記角度は90゜乃至170゜の範囲内にある事を特徴とする請求項6に記載の装置。
  8. 前記角度は135゜前後である事を特徴とする請求項7に記載の装置。
  9. イオン滲透電極または電気泳動電極(8)がプローブ(9)中に延在する事を特徴とする請求項1乃至8のいずれかに記載の装置。
  10. 前記拡散手段は、特にイオン滲透電流または電気泳動電流の作用のもとに活性因子を透過させる事のできる多孔性壁体(6;106;306) を含む事を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の装置。
  11. 前記容器が少なくとも1つの拡散オリフィス(107;406)を含む事を特徴とする請求項1乃至9のいずれかに記載の装置。
  12. 前記オリフィス(406)が特にイオン滲透電流または電気泳動電流の作用で活性因子を通過させる事のできる透過性または半透過性膜(407)によって被覆される事を特徴とする請求項11に記載の装置。
  13. 容器側面上の側面オリフィスは、特にイオン浸透電流または電気泳動電流の作用で活性因子を透過する事のできる吸収性材料から成るストッパ(507)によって閉塞される事を特徴とする請求項11または12のいずれかに記載の装置。
  14. 光ファイバ(10)を含み、この光ファイバが光源に接続されて特に治療されるターゲット細胞の拡散手段の付近を照射するように配置される事を特徴とする請求項1乃至13のいずれかに記載の装置。
  15. 光ファイバ(11)を含み、この光ファイバが光源に接続されて特に治療されるターゲット細胞の拡散手段の付近の映像を記録するように配置される事を特徴とする請求項14に記載の装置。
  16. イオン滲透または電気泳動によって活性因子を眼球に施用するプローブにおいて、
    活性因子を含む溶液を受ける事のできる容器と、
    前記活性因子の拡散のために前記容器に接続された活性因子拡散手段と、
    前記溶液を前記ハウジングの中に噴入するための噴入管と、
    前記ハウジングの内容物を吸い上げるための吸引管と、
    を含み、
    前記容器は少なくとも部分的に眼球中に導入されるようにレイアウトされている
    事を特徴とするプローブ。
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