JP5493004B2 - 磁気要素を備える生検器具 - Google Patents
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Description
i.ばね弾性遠位部分及び近位部分を含むガイド要素、
ii.ガイド要素の遠位部分と近位部分との間に取り付けられる磁気要素、及び
iii.ガイド要素の近位部分に接続される安定化要素、
を備える、試料材料の濃縮用の生検器具を提供することができることは全く驚くべきことであった。
i.リガンドを磁性ナノ粒子に結合させる工程と、
ii.上記リガンドを微生物に結合させる工程と、
iii.磁性ナノ粒子を生検器具の少なくとも1つの磁気要素に結合させる工程と、
を含む、微生物を結合させる方法を提供することである。
i.ばね弾性遠位部分及び近位部分を含むガイド要素、
ii.ガイド要素の遠位部分と近位部分との間に嵌まる1つ又は複数の磁気要素であって、少なくとも1つの磁気要素の表面上に検出分子が適用されている、1つ又は複数の磁気要素、
iii.ガイド要素の近位部分に接続される安定化要素、及び
を備え、ガイド要素、磁気要素及び安定化要素は遠位から近位に順次配置される。
i.ばね弾性遠位部分及び近位部分を含むガイド要素、
ii.ガイド要素の遠位部分と近位部分との間に配置される、1つ又は複数の検出要素を有する磁気要素、
iii.ガイド要素の近位部分に接続される安定化要素、
iv.内視鏡の作用チャネルを介して生検器具の挿入を可能にするアダプター、及び/又は
v.アダプターに取り付けることができ、体外では生検器具を囲むとともに体内でのその滞留時間中の衛生的な取り扱いを確実にする、透明な長手方向に変位可能なシース
が生検キットの構成要素として有利である。
i.穿刺針を有する血管内留置カニューレ、
ii.血管内留置カニューレに取り付けることができるとともに、生検器具を血管内に位置決めするのに用いることができるアダプター、
iii.ポートであって、好ましくはアダプターに配置される(implemented)とともに、該ポートを介して身体内での生検器具の滞留時間中に輸液を入れることができる、ポート、及び/又は
iv.アダプター上で摺動することができ、体外では生検器具を囲むとともに身体内でのその滞留時間中の衛生的な取り扱いを確実にする、透明で変位可能なシース
が生検キットの更なる構成要素として有用である。
好ましくは常染色体劣性、常染色体優性、性染色体性(gonosomal)及びミトコンドリア性、若しくは染色体外性の遺伝性疾患、並びに/又は遺伝的素因に帰属させることができる任意の疾患を含む遺伝性(Hereditary)疾患。増殖性疾患は、好ましくは腫瘍、前がん状態、異形成、神経内分泌腫瘍、子宮内膜症及び/又は化生を含む。
好ましくは関節リウマチ、炎症性腸疾患、変形性関節症、神経因性疼痛、円形脱毛症、乾癬、乾癬性関節炎、急性膵炎、同種移植片拒絶、アレルギー、肺のアレルギー性炎症、多発性硬化症、アルツハイマー病、クローン病、及び/又は全身性エリテマトーデス(lupus erythematosus)を含む自己免疫疾患。
好ましくは寄生虫性疾患、細菌性疾患及び/又はウイルス性疾患により引き起こされる感染症を含む感染性疾患。生検器具を用いて、微生物を迅速かつ確実に回収することができ、同定することもできることは、全く驚くべきことであった。ここで、微生物は好ましくは、磁性ナノ粒子と連結されたリガンド(該リガンドは微生物と結合する)によって同定される。このようにして、微生物は磁気的に修飾され、生検器具の磁気要素を用いて結合することができる。
好ましくは糖代謝、脂質代謝、タンパク質代謝、性発達及び生殖、水分−塩類バランス、成長及び/又は細胞形成の疾患を含むホルモン障害。
磁石は、所望に応じて寸法決め及び構成することができる。しかし、身体内の解剖学的条件は限られている。1つの好ましい実施の形態では、十分な引力を有する小型化された固定磁石を用いるため、様々な磁性材料(例えばネオジム、サマリウムコバルト)から校正用磁石を作製する。さらに、それらの寸法によって身体内の解剖学的条件に適合させることができるとともに、それらの磁場のオン/オフを切り替えることができるという利点を有する電磁石を用いることも可能である。
種々の培地中で広範な細菌細胞と急速にかつ高親和性で結合する模倣リポペプチドであるオリゴアシルリジン(NC(12)−2−β(12))が、好ましいリガンドとして使用される。天然ペプチドとは対照的に、合成オリゴアシルリジンは酵素的に分解されず、数時間の血中半減期を有する。したがって、これは低濃度でのみ使用されるものであり、毒性又は溶血性を有しないことが分かっている。オリゴアシルリジンは殺菌効果を有しないため、微生物を生きたまま単離することができ、これを実験室において培養することができる。オリゴアシルリジンは有利に、磁性ナノ粒子と化学的、共有結合的に連結することができる。別の考え得るリガンドは、グリコペプチド抗生物質の群に属し、好ましくはグリコペプチドであるバンコマイシンである。バンコマイシンは、細胞壁の基本成分(N−アセチルグルコサミン−N−アセチルムラミン酸−ペンタペプチド)のアミノ酸鎖の2つの末端D−アラニル−D−アラニン残基と非共有結合を形成する。これは特に、高い結合活性によってグラム陽性細菌と、及び僅かに低い結合活性によってグラム陰性微生物とも結合する。
種々のシェルを有する種々の大きさの酸化鉄粒子を、使用することができ、種々のリガンドを備え付けることができる。或る粒子タイプは、磁性粒子画像化にも特に好適である。この粒子タイプは好ましくは、リガンド連結に使用される。該粒子は、大きさ及び電荷に関して特徴付けることができ、その磁気緩和挙動及び磁化率を決定することができ、コロイド安定性を検査することができる。
磁性ナノ粒子を作製する合成プロトコルは、水溶液中での沈殿法、又は有機溶媒中での会合反応も含み得る。シース(sheath)材料を同時に又は順番に適用することができる。粒子シースの官能基とのリガンド連結は、カルボキシル結合部位、アミノ結合部位、チオール結合部位、又は生化学において一般的な他の結合部位を介して行うことができるが、選択したリガンドをモデル細菌の修飾に最適化するために非天然アミノ酸を利用するクリック反応を介して実施することもできる。
生検器具の操作の原理を試験するために、例えば、以下の細菌を使用することができる:大腸菌(DSMZ番号1103、ATCC番号25922)、黄色ブドウ球菌(staphylococcus aureus)(DSMZ番号20231、ATCC番号12600)。これらの菌株は、通常の微生物学的方法を用いて培養され、特徴付けられる。
走磁性細菌を、生検器具の機能を試験するために、人工的な循環系における天然の磁気的「較正細菌」として使用することもできる。これらの細菌は、生物学的な磁針として機能する強い磁気双極子を生成する細胞内の磁性ナノ粒子、いわゆるマグネトソームを合成する。
モデル細菌に対するリガンドで官能化したナノ粒子の結合効率を、磁石分離を用いて検証することができる。このために、モデル細菌を、官能化したナノ粒子とともにインキュベートした後、磁気カラムによって洗浄することができる。この方法によって、磁気的に修飾された細菌を、修飾されていない細菌と分離することができる。
生検器具を試験するために、種々の弾性挙動を伴う種々に較正された管における脈動流プロファイルを達成することができる生理学的循環系が利用可能である。このようにして、血液循環系の種々の解剖部位で存在するような流動条件をシミュレーションすることができる。
この目的のために、先に特徴付けられた走磁性細菌を、血液循環系の生理学的in vitroモデルに投与する。既知の磁気特性(残留磁気及び保磁力)を有する種々の寸法の小型化較正磁石を用いて、生理学的流動条件下で上記細菌を濃縮及び単離することができる。ここで、培地中の細菌濃度、及び較正磁石の滞留時間を変化させることができる。第1の試験設定では、循環系において生理学的緩衝溶液を使用する。第2の試験設定では、磁気的「較正細菌」を、凝固阻害した全血中に接種し、小型化した較正磁石を用いて人工的な循環系から同様に単離し、定量化する。
段階1:官能化した磁性ナノ粒子を、試験管中で細菌とともにインキュベートし、循環系に投与し、較正磁石を使用して単離することができる。
段階2:先ず、細菌を循環系中に投与した後、官能化した磁性ナノ粒子を投与する。その後、較正磁石を循環系中に導入し、モデル細菌の単離に関して規定の時間間隔で検査する。
臨床上意義があるものとして分類したモデル細菌を、ラットに規定数(106cfu〜108cfu)静脈内投与した。その後、官能化した磁性ナノ粒子を循環中に注射し、モデル細菌の分離(insulation)を規定の時間間隔の後で検査した。
2 遠位部分
3 近位部分
4 磁気要素
5 安定化要素
6 ガイド要素/安定化要素
7 受容機構
8 カバー機構
Claims (21)
- 試料材料の濃縮用の生検器具であって、以下の構成要素:
i.ばね弾性遠位部分及び近位部分を含むガイド要素、
ii.該ガイド要素の該遠位部分と該近位部分との間に嵌まる磁気要素、及び
iii.該ガイド要素の該近位部分に接続される安定化要素、
を備える、試験材料の濃縮用の生検器具。 - 構成要素は遠位から近位に順次配置されることを特徴とする、請求項1に記載の生検器具。
- 遠位部分は金属材料又は非金属材料から作製されることを特徴とする、請求項1又は2に記載の生検器具。
- 安定化要素は円筒状に形成されることを特徴とする、請求項1〜3のいずれか一項に記載の生検器具。
- 安定化要素は該ガイド要素の該近位部分にわたって摺動することができることを特徴とする、請求項1〜4のいずれか一項に記載の生検器具。
- 安定化要素の外径及び該ガイド要素の該遠位部分の外径が等しいことを特徴とする、請求項1〜5のいずれか一項に記載の生検器具。
- 安定化要素は該ガイド要素の該近位部分に可逆的に接続されることを特徴とする、請求項1〜6のいずれか一項に記載の生検器具。
- 安定化要素はプラスチックから作製されることを特徴とする、請求項1〜7のいずれか一項に記載の生検器具。
- 安定化要素及び該ガイド要素の該近位部分は互いに機械的に接続、接着結合及び/又は溶接されることを特徴とする、請求項1〜8のいずれか一項に記載の生検器具。
- ガイド要素及び該安定化要素は1つの製造プロセスを用いて作製されることを特徴とする、請求項1〜9のいずれか一項に記載の生検器具。
- 磁気要素は円筒形状を有することを特徴とする、請求項1〜10のいずれか一項に記載の生検器具。
- 磁気要素は、該ガイド要素の該遠位部分の該外径よりも大きい、該外径に等しい、又は、該外径よりも小さい、又は、0.01mm〜0.1mm小さい外径を有することを特徴とする、請求項1〜11のいずれか一項に記載の生検器具。
- 磁気要素は検出分子を更に有することを特徴とする、請求項1〜12のいずれか一項に記載の生検器具。
- ガイド要素は、該磁気要素を受け入れるように機能する受容機構を該遠位部分と該近位部分との間に有することを特徴とする、請求項1〜13のいずれか一項に記載の生検器具。
- 磁気要素は磁性材料を含有し、金属材料、プラスチック材料及び/若しくはセラミック材料を含むことができるか、又は電磁石であることを特徴とする、請求項1〜14のいずれか一項に記載の生検器具。
- 検出分子は、抗体、抗体断片、タンパク質骨格、ペプチド、核酸、受容体及び/又は無機物質を含む群から選択されることを特徴とする、請求項1〜15のいずれか一項に記載の生検器具。
- ばね弾性ガイド要素の該遠位部分は検出分子を有することを特徴とする、請求項1〜16のいずれか一項に記載の生検器具。
- カバー機構を更に備えることを特徴とする、請求項1〜17のいずれか一項に記載の生検器具。
- カバー機構は、該磁気要素を覆い、ホモポリマー、コポリマー、バイオポリマー、化学修飾ポリマー及び/又は合成ポリマーを含むことを特徴とする、請求項1〜18のいずれか一項に記載の生検器具。
- マンドレル及び/又は他の機能要素を受け入れる長手方向内腔を有することを特徴とする、請求項1〜19のいずれか一項に記載の生検器具。
- 試料材料の濃縮用の生検キットであって、
i.ばね弾性遠位部分及び近位部分を含むガイド要素、
ii.該ガイド要素の該遠位部分と該近位部分との間に嵌まる1つ又は複数の磁気要素であって、検出分子を更に有する、1つ又は複数の磁気要素、及び/又は
iii.該ガイド要素の該近位部分に接続される安定化要素、
を含み、
該ガイド要素、該磁気要素及び該安定化要素は遠位から近位に順次配置される、試料材料の濃縮用の生検キット。
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