JP5224428B2 - 神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置 - Google Patents
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しかし、その部位によっては神経系統の回復がなされなかったり、所望どおりの回復がなされない等の問題も生じていた。
特に脳内においては、神経線維の伸展が行われにくく、またその方向も制御できないことから、脳内での神経系統の回復は不可能とされていた。
本発明1の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置は、磁性体からなるナノワイヤと、前記ナノワイヤの表面に結合させた神経反発因子の機能を阻害する抗体又は薬剤もしくは神経線維の伸展を促す薬剤とからなる抗体又は薬剤結合ナノワイヤと、頭部保持台と、前記頭部保持台に連結されたアームと、前記アームに取り付けられた磁石固定台と、前記磁石固定台に固定された磁石と、を有し、前記磁石により、前記抗体又は薬剤結合ナノワイヤに磁力を与えて誘導し所定位置で鎖状にして配置する装置と、からなることを特徴とする構成を採用した。
本発明2の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置は、発明1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記アームが湾曲した棒状部材であり、一端側から他端側に向けて溝が設けられており、前記磁石固定台が、前記溝に嵌合し、また、前記溝方向に移動可能な磁石を固定する台を有していることを特徴とする構成を採用した。
本発明4の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置は、発明3に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記ナノワイヤが、鉄を重量比50%以上含んでいることを特徴とする構成を採用した。
本発明5の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置は、発明1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記ナノワイヤが、陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型とし、ナノポーラス内に鉄を電解析出して形成されたことを特徴とする構成を採用した。
本発明6の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置は、発明1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記抗体又は薬剤結合ナノワイヤが、前記ナノワイヤを抗体又は薬剤を含む有機溶媒中に浸漬して、形成されたことを特徴とする構成を採用した。
本発明7の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置は、発明6に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記抗体又は薬剤結合ナノワイヤが、前記ナノワイヤをエポキシ基、ビニル基、アミノ基又はカルボキシ基のいずれか一の官能基を有するシランカップリング剤を含む有機溶媒中に浸漬してから、抗体又は薬剤を含む有機溶媒中に浸漬して、形成されたことを特徴とする構成を採用した。
また、ナノワイヤが磁性体よりなるから、外部からの磁力により血液などの運搬手段によらずに体内で移動させることができるようなった。
これは、血流が弱い脳内などの部位においても上記同様な効果を得ることができる点で、神経系統の回復の可能性を飛躍的に大きくすることができる大きな要素になる。
また、ナノワイヤが極微小な直径と長さを有するものであることから、体内での移動において大きなダメージを与えることもなくなった。
さらに、マーカー用の蛍光物質が結合することにより、位置の確認が容易になるので、神経細胞の注入位置を決定することも容易になった。
<実施例1>
高純度アルミニウムシートをアセトンで洗浄後、室温、40Vで0.3規定のシュウ酸中で陽極酸化を行なった。これにより直径50nmの孔をアルミニウムシートに三角格子上状に開けることができた。次に、この孔が形成されたアルミニウムシート(陽極酸化ポーラスアルミナ)を電極として50Hz、28Vで電解析出を行った。電解液は硫酸鉄とホウ酸の水溶液である。これにより、図1に示すように、鉄がナノポーラス内に析出し、陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型としてナノワイヤが作製された。
<実施例4>
実施例1と同様にして陽極酸化ポーラスアルミナのナノポーラス内に鉄を析出させてから、前記陽極酸化ポーラスアルミナの一部を溶かして、図4に示すように陽極酸化ポーラスアルミナから上半分が露出させてから、上半分が露出しているナノワイヤの表面処理のため、等圧滴下漏斗に脱水トルエン50mlをとり5mlのアミノ基を持つシランカップリング剤を添加した。次いで、三口フラスコに乾燥させたナノワイヤ5mg及び5mlのトリエチルアミンを添加して窒素雰囲気下で48時間攪拌した。その後、遠心分離や磁場による分離によってデカンデーション後、トルエン、テトラヒドロフラン、メタノールで洗浄した。洗浄後、減圧乾燥し、アミノ基を表面に付けたナノワイヤを得た。図5はナノワイヤの上半分にアミノ基が結合された状態を示している。
<実施例5>
官能基としてエポキシ基、ビニル基またはカルボキシル基を持つカップリング剤を用いた場合でも、実施例4と同様の操作により、前記官能基をナノワイヤの表面に付けることが可能であることが確認された。
ナノワイヤの磁場による整列を見るために、死んだラットの脳内にナノワイヤを注射器で注入した。その後、脳の外側に直径1cm、0.2Tの永久磁石を置き約1時間放置した。脳の断面を切り顕微鏡で観察したところ、図9に示すようにナノワイヤは注入地点から磁石の方へ数ミリ移動し、注入点から線状に並んでいるのが観察された。
同じくラットの脳内にナノワイヤを注入後X線CTで観察したところ、図10に示すように明確にナノワイヤの凝集状態が見えた。これによりX線CTで観測可能なことは分かった。また、磁場計測を行ったところ、明らかにナノワイヤがあるときと無いときで変化があり、磁場によってナノワイヤの存在が観測されることが分かった。
頭部保持台(2)は、アーム(5)の移動を許す空間を維持する為に土台(1)を介してベッドなどに固定できるようにしてある。
前記ア−ム(5)と頭部保持台(2)とは、中心軸(3)にて相対的に回転自在に組み付けられている。
前記中心軸(3)にネジ付けられた締め付けナット(4)の締緩により、前記アーム(5)の中心軸周り(図中上下方向)に回転および位置固定出来るようにしてある。
前記アーム(5)には、磁石固定台(6)をアームの長さ方向(図中左右方向)に移動できるように、溝(51)が形成してある。 この溝(51)に磁石固定台(6)の一部を保持してある。
磁石固定台(6)は、磁石を固定する台(61)の上面に4個のローラ(62)を回転自在に保持して、溝(51)内にいれ、溝(51)内を移動可能にしてアーム(5)に取り付けてある。
(63)は前記台(61)の一側部に上下方向に回転自在にして取り付けたブレーキレバーで、バネ(図外)によりブレーキ(65)が常にアーム(5)に当たって、その移動を阻止するようにしてある。
ブレーキ(65)とブレーキレバー(63)とは、lの字状のアングルで構成し、その一端部をブレーキ(65)とし、他辺をブレーキレバー(63)として、小中心軸により、台(61)に取り付けてある。
(64)は、保持レバーであって、溝(51)内を移動させるに当たり手指を掛けて力を加えやすいように、台(61)に固定してある。
このようにして、頭部保持台(2)上に置いた頭部に対し、半球状の所望位置に磁石を配置することができるようにしてある。
このようにして、三次元的に任意の位置で、脳の外側から内部に向かって磁力を与えることが出来るようにしてある。
なお、磁石固定台(6)は磁石のみならず、体内のナノワイヤに付けた蛍光体を感知するセンサーなどを取り付け、ナノワイヤの位置を感知しながら、磁石の作動を制御し、ナノワイヤを適切な位置に移動させるようにもできる。
(2)頭部保持台
(3)中心軸
(4)締め付けナット
(5)アーム
(51)溝
(6)磁石固定台
(61)磁石を固定する台
(62)ローラ
(63)ブレーキレバー
(65)ブレーキ
(64)保持レバー
Claims (8)
- 生体内で神経細胞から伸びる神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置であって、磁性体からなるナノワイヤと、前記ナノワイヤの表面に結合させた神経反発因子の機能を阻害する抗体又は薬剤もしくは神経線維の伸展を促す薬剤とからなる抗体又は薬剤結合ナノワイヤと、頭部保持台と、前記頭部保持台に連結されたアームと、前記アームに取り付けられた磁石固定台と、前記磁石固定台に固定された磁石と、を有し、前記磁石により、前記抗体又は薬剤結合ナノワイヤに磁力を与えて誘導し所定位置で鎖状にして配置する装置と、からなることを特徴とする神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記アームが湾曲した棒状部材であり、一端側から他端側に向けて溝が設けられており、前記磁石固定台が、前記溝に嵌合し、また、前記溝方向に移動可能な磁石を固定する台を有していることを特徴とする神経線維の進展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記ナノワイヤは鉄を主成分とし、直径300nm以下、長さ300μm以下であることを特徴とする神経線維の進展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項3に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記ナノワイヤが、鉄を重量比50%以上含んでいることを特徴とする神経線維の進展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記ナノワイヤが、陽極酸化ポーラスアルミナを鋳型とし、ナノポーラス内に鉄を電解析出して形成されたことを特徴とする神経線維の進展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項1に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記抗体又は薬剤結合ナノワイヤが、前記ナノワイヤを抗体又は薬剤を含む有機溶媒中に浸漬して、形成されたことを特徴とする神経線維の進展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項6に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記抗体又は薬剤結合ナノワイヤが、前記ナノワイヤをエポキシ基、ビニル基、アミノ基又はカルボキシ基のいずれか一の官能基を有するシランカップリング剤を含む有機溶媒中に浸漬してから、抗体又は薬剤を含む有機溶媒中に浸漬して、形成されたことを特徴とする神経線維の進展用薬剤の位置を制御する装置。
- 請求項1〜7のいずれか1項に記載の神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置において、前記ナノワイヤには、その位置を検出するマーカー用の蛍光物質が結合してあることを特徴とする神経線維の伸展用薬剤の位置を制御する装置。
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