JP6938064B2 - 穿刺針、穿刺針キット及び定位脳手術装置 - Google Patents

Description

本開示は、特に、生体用の穿刺針、穿刺針キット及び定位脳手術装置に関する。

液体等の流動性のある物体を脳や脊髄（中枢神経）内に注入する穿刺針の一例として、特許文献１のニードル装置がある。特許文献１のニードル装置は、前端部から脳内に挿入されて使用される。ニードル装置の後端部には、液体が収容されたシリンジが接続される。ニードル装置の前端部には液体の注入用の窓部（導出路）が形成されており、シリンジの操作によって窓部の開口（導出口）から脳内へと液体が導出される。

特許第５６６５０２７号

本発明は以下の項目を提供する。

（項目１）
流動性のある物体を脳に注入するための穿刺針であって、
前記物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、
前記針本体の前端部の外表面に形成された前記物体の導出口と、
を備えており、
前記針本体は、前記通路を備える単一管であり
前記導出路が延びる方向と直交する前記導出路の断面の面積が、前記導出路の少なくとも一部において前記導出口に向かって滑らかに増加していると共に、前記導出路の延びる方向に関する各位置において、それより前記通路に近い位置における前記断面の面積以上であることを特徴とする穿刺針。

（項目２）
前記穿刺針は、ステンレス、アルミニウムなどの金属、セラミック又は不撓性の硬質樹脂からなる項目１に記載の穿刺針。

（項目３）
前記穿刺針は、針本体の後端にシリンジに接続される接続部を備え、前記接続部の先端と針本体部の先端との間の距離は、約１７０ｍｍ〜約２２０ｍｍの長さであり、前記針本体は、約１．６ｍｍ以下の外径を有する項目１又は２に記載の穿刺針。

（項目４）
前記前端部の外表面が、滑らかに湾曲しつつ前方に向かって突出した前端面と、前記前端面と接続した円筒状の側面とを含んでいることを特徴とする項目１〜３のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目５）
前記導出口の前端が、前記通路の前端より後方に位置していると共に、前記前端面と前記側面の境界に位置しているか前記境界より後方に位置していることを特徴とする項目４に記載の穿刺針。

（項目６）
前記導出口が、前記前端面の背後に形成されていることを特徴とする項目４又は５に記載の穿刺針。

（項目７）
前記前端部が円筒状の側面を有しており、
前記導出口の少なくとも一部が前記側面に形成されていることを特徴とする項目１〜６のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目８）
前記針本体の外表面が刺針時に生体に接触する表面であり、前記針本体の通路から外表面までの壁部が単一層からなることを特徴とする項目１〜７のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目９）
前記導出路は、前記通路に連接する円柱部と、前記導出口と前記円柱部とを接続する円錐台部とを備え、
前記通路の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、前記円柱部の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、前記円錐台部の円錐角度は約９０°である、項目１〜８のいずれか一項に記載の穿刺針。

（項目１０）
前記導出路は、前記導出口と前記円錐台部との間にさらに第２の円柱部を備え、
前記導出口の内径と前記円錐台部の最大内径は約１．２ｍｍ〜約１．６ｍｍである、項目９に記載の穿刺針。

（項目１１）
前記導出路は、前記通路と前記導出口との間に、前記通路側から前記導出口に向かって、第１の大きさの円錐台部または円柱部と、第１の大きさよりも大きい第２の大きさの円錐台部または円柱部とを備え、
前記第１の大きさは約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、前記第２の大きさは約１．２ｍｍ〜約１．６６ｍｍである、項目１〜７のいずれか一項に記載の穿刺針。

（項目１２）
前記導出路は、前記通路に連接する円錐台部と、前記導出口と前記円錐台部との間に設けられた円柱部とを備え、
前記円柱部の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、前記円錐台部の最大内径および前記導出口は約１．２ｍｍ〜１．６ｍｍである、項目１〜７に記載の穿刺針。

（項目１３）
前記導出路は、前記通路側よりも前記導出口側が前方に位置するように、角度αが約０°を超えて約３０°の範囲で傾斜して設けられており、
前記通路側の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、前記導出口の大きさは約０．５ｍｍ〜約１．２ｍｍである、項目１〜７のいずれか一項に記載の穿刺針。

（項目１４）
シリンジから前記通路内に水を流入させた場合に、前記水の注入圧力が約５Ｎまで噴流の発生を抑制することを特徴とする項目１〜１３のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目１５）
前記物体が、細胞を含んでいることを特徴とする項目１〜１４のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目１６）
前記物体を収容した容器と、
項目１５に記載の穿刺針と、を備えていることを特徴とする穿刺針キット。

（項目１７）
さらに、ほぐし針を備える、項目１６に記載の穿刺針キット。

（項目１８）
前記物体を収容した容器と、
項目１５に記載の穿刺針と、を備えていることを特徴とする細胞製剤。

（項目１９）
前記項目１５に記載の穿刺針と、
頭部に固定される固定フレームと、
前記固定フレームを前記頭部に固定させるためのヘッドピンと、
前記固定フレームに固定可能な弧状フレームと、
前記弧状フレーム上の任意の位置に固定可能であって、前記穿刺針の挿入長さを規定するストッパと
とを備える、定位脳手術装置。

（項目２０）
細胞を脳に投与する方法であって、前記方法は
Ａ）物体を収容するための容器を提供するステップと
Ｂ）前記物体を収容するための容器に細胞を含む液体を配置するステップと
Ｃ）請求項１〜１４のいずれか一項に記載の穿刺針を前記容器に装着するステップと
Ｄ）必要に応じて、内部の空気をぬくように先端まで前記細胞を含む液体を充填するステップと
Ｅ）事前に設定された定位脳手術装置の角度に合わせてストッパまで、必要に応じて針を回しながら、前記穿刺針を進めるステップと
Ｆ）前記ストッパに当たったところで、前記細胞を投与するステップと
を含む、方法。

さらに、本発明は以下の項目を提供する。

（項目１）
流動性のある物体を中枢神経に注入するための穿刺針であって、
前記物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、
前記針本体の前端部の外表面に形成された前記物体の導出口と、
前記通路から前記導出口まで延びた前記物体の導出路と、を備えており、
前記導出路が延びる方向と直交する前記導出路の断面の面積が、前記導出路の少なくとも一部において前記導出口に向かって滑らかに増加していると共に、前記導出路の延びる方向に関する各位置において、それより前記通路に近い位置における前記断面の面積以上であることを特徴とする穿刺針。

（項目２）
前記前端部の外表面が、滑らかに湾曲しつつ前方に向かって突出した前端面と、前記前端面と接続した円筒状の側面とを含んでいることを特徴とする項目１に記載の穿刺針。

（項目３）
前記導出口の前端が、前記通路の前端より後方に位置していると共に、前記前端面と前記側面の境界に位置しているか前記境界より前方に位置していることを特徴とする項目２に記載の穿刺針。

（項目４）
前記導出口が、前記前端面の背後に形成されていることを特徴とする項目２又は３に記載の穿刺針。

（項目５）
前記前端部が円筒状の側面を有しており、
前記導出口の少なくとも一部が前記側面に形成されていることを特徴とする項目１又は２に記載の穿刺針。

（項目６）
前記針本体の外表面が穿刺時に生体に接触する表面であり、
前記針本体の通路から外表面までの壁部が単一層からなることを特徴とする項目１〜５のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目７）
シリンジから前記通路内に水を流入させた場合に、前記導出口から導出される水が噴流を形成するようにシリンジに掛ける力の最小値が２．６Ｎ以上であることを特徴とする項目１〜６のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目８）
シリンジに５．７Ｎ未満で任意の大きさの力を掛けつつシリンジから前記通路内に水を流入させた場合に前記導出口から導出される水が噴流を形成しないことを特徴とする項目１〜７のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目９）
前記物体が、細胞を含んでいることを特徴とする項目１〜８のいずれか１項に記載の穿刺針。

（項目１０）
前記物体を収容した容器と、
項目９に記載の穿刺針と、を備えていることを特徴とする穿刺針キット。

本開示において、上記１または複数の特徴は、明示された組み合わせに加え、さらに組み合わせて提供されうることが意図される。本開示のなおさらなる実施形態および利点は、必要に応じて以下の詳細な説明を読んで理解すれば、当業者に認識される。

本発明者は、従来の穿刺針(例えば、特許文献１）に、シリンジの操作状況に応じて導出口から導出される液体等が噴流を形成する（本願図６、図７参照）おそれがあり、形成された噴流が中枢神経を損傷するリスクがあることを初めて認識し、これらのリスクが本開示により低減されることを見出した。また、本発明者は、特許文献１に代表される従来の穿刺針は、アウターニードルとインナーニードルとからなる２重管であるため、脳や脊髄の中枢神経に挿入するための孔が大きく、中枢神経への孔をあけるための負担が大きくなり、中枢神経を損傷するリスクが大きくなることを初めて認識し、これらのリスクが本開示により低減されることを見出した。

本開示の例示的な一実施形態である第１実施形態に係る穿刺針の正面図である。 穿刺針の部分断面を含んだ図１の部分拡大図である。 図３（ａ）は図２の部分拡大図である。図３（ｂ）は図３（ａ）の平面図である。 図１の穿刺針を備える定位脳手術装置の概略図を示す図である。 定位脳手術装置を患者の頭蓋に装着した状態を示す図である。 図１の穿刺針に係る一実施例を用いた実験結果を示す写真である。 図６の実施例に対する従来例１を用いた実験結果を示す写真である。 図６の実施例に対する従来例２を用いた実験結果を示す写真である。 図６〜図８の結果を含む実験結果を示すグラフである。 図６〜図９とは別の実験結果を示すグラフである。 さらに別の実験結果を示す写真である。 本開示の別の一実施形態である第２実施形態に係る穿刺針キットの構成を示す概要図である。 その他の変形例に係る穿刺針の前端部の断面図である。

以下、本開示を説明する。本明細書の全体にわたり、単数形の表現は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。従って、単数形の冠詞（例えば、英語の場合は「a」、「an」、「the」など）は、特に言及しない限り、その複数形の概念をも含むことが理解されるべきである。また、本明細書において使用される用語は、特に言及しない限り、当該分野で通常用いられる意味で用いられることが理解されるべきである。したがって、他に定義されない限り、本明細書中で使用されるすべての専門用語および科学技術用語は、本開示の属する分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。矛盾する場合、本明細書（定義を含めて）が優先する。本開示において使用される用語および一般的な技術を説明する。

本明細書において、「約」とは、後に続く数値の±１０％を意味する。

本明細書において「流動性のある物体」とは、気体や液体などの流動性のある物質、または、細胞などのように、流動性の物質の組合せで構成される構成物等をいい、液体の薬剤や細胞等が例示される。通常、注射器で注入することができる物質は、流動性のある物体の範囲内にある。

本開示は概して、導出口から導出される液体等の物体が噴流を形成しにくく、中枢神経を損傷しにくい穿刺針、穿刺針キット及び定位脳手術装置を提供する。一例では、本開示は、流動性のある物体を脳に注入するための穿刺針を提供する。この穿刺針は、物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、針本体の前端部の外表面に形成された物体の導出口とを備えており、針本体は、通路を備える単一管であり、導出路が延びる方向と直交する導出路の断面の面積が、導出路の少なくとも一部において導出口に向かって滑らかに増加していると共に、導出路の延びる方向に関する各位置において、それより通路に近い位置における前記断面の面積以上である。

非限定的な一実施形態では、本開示の穿刺針によると、導出路の断面の面積が、導出路の少なくとも一部において導出口に向かって滑らかに増加している。つまり、導出路の少なくとも一部が導出口に向かって広がっている。また、導出路の断面の面積が、導出路の延びる方向に関する各位置において、それより通路に近い位置における断面の面積以上である。言い換えれば、導出路の断面の面積は、導出口に向かって小さくなるようには変化しない。これにより、導出口から導出される物体が噴流を形成しにくくなる（例えば、本願図６を参照）。また、針本体は物体の通路を備える単一管であるため、従来の２重管に比べて管の外径を小さくすることができるため、脳や中枢神経に対する負担が軽減される（例えば、本願図２を参照）。針本体の外径は任意であり得る。例えば、針本体の外径は、約２．０ｍｍ以下であり、好ましくは約１．６ｍｍ以下であり、さらに好ましくは約１．２ｍｍ以下である。したがって、中枢神経を損傷しにくい穿刺針が実現する。

非限定的な別の実施形態では、本発明者は、従来の穿刺針において噴流が形成されるのは導出路が直線状に形成されている（特許文献１の図６参照）ため、つまり、導出路の断面の面積が一定であるためと考えた。理論の束縛されることを望まないが、本開示の、流動性のある物体を中枢神経に注入するための穿刺針は、前記導出路が延びる方向と直交する前記導出路の断面の面積が、前記導出路の少なくとも一部において前記導出口に向かって滑らかに増加していると共に、前記導出路の延びる方向に関する各位置において、それより前記通路に近い位置における前記断面の面積以上であることにより、噴流が予想外に抑制または消失させることができる。この効果は、物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、針本体の前端部の外表面に形成された前記物体の導出口と、通路から前記導出口まで延びた物体の導出路と、を備える、本開示の穿刺針において、前記針本体は、物体の通路を備える単一管であることによっても強化される。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、前記前端部の外表面が、滑らかに湾曲しつつ前方に向かって突出した前端面と、前記前端面と接続した円筒状の側面とを含んでいることが好ましい。従来の穿刺針は、前端が先鋭に形成されていたり、特許文献１のように前端面が平らに形成されていたりする。このような穿刺針を生体内に挿入すると、針が血管等の組織を損傷するリスクが高くなる。これに対し、上記構成によると、前端面が曲面状であるため、生体内への挿入の際、針が組織を損傷するおそれが低くなる。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、前記導出口の前端が、前記通路の前端より後方に位置していると共に、前記前端面と前記側面の境界に位置しているか前記境界より前方に位置していることが好ましい。針本体内の通路において導出口より前方の部分に細胞や液体が留まって無駄になる場合がある。これに対し、上記構成によると、導出口の前端が、前端面と側面の境界又はそれより前方に配置されている。したがって、通路において、その前端から導出路までの部分が比較的短くなりやすい。このため、通路の前端から導出路までの部分に留まって無駄になる細胞や液体の量が比較的小さくなる。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、前記導出口が、前記前端面の背後に形成されていることが好ましい。これによると、導出口が前方から見て前端面の背後に隠れることになる。したがって、穿刺針が前方に向かって生体内に挿入される際に、導出口に生体内の組織が侵入しにくい。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、前記前端部が円筒状の側面を有しており、前記導出口の少なくとも一部が前記側面に形成されていることが好ましい。これによると、導出口の少なくとも一部が側面に形成されているので、穿刺針の挿入の際に導出口に生体内の組織が侵入しにくい。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、前記針本体の外表面が穿刺時に生体に接触する表面であり、前記針本体の通路から外表面までの壁部が単一層からなることが好ましい。これによると、針本体の外径を抑えながらも通路の内径をなるべく大きく形成しやすい。通路の内径が大きくなるほど内部に細胞等が詰まりにくくなるので、通路の内径をなるべく大きくしやすいことは有効である。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、シリンジから前記通路内に水を流入させた場合に、前記導出口から導出される水が噴流を形成するようにシリンジに掛ける力の最小値が約１．５Ｎ以上、約２．０Ｎ以上、約２．３Ｎ以上、約２．６Ｎ以上また約は３．０Ｎ以上であることが好ましい。これによると、従来と比べて噴流を形成しにくい穿刺針が実現する。この場合、導出口から導出される水が噴流を形成するようにシリンジに掛ける力の最大値は、約６．０Ｎ、約５．７Ｎ、約５．４Ｎ、約５．０Ｎであり得る。

非限定的な別の実施形態では、本開示においては、前記物体が、細胞を含んでいてもよい。物体に細胞が含まれている場合には、穿刺針内に細胞が詰まった場合、その詰まりを解消するため、ユーザが穿刺針に大きな圧力を掛けるおそれがある。そうすると、導出口から流出する物体が噴流を形成するおそれが高まる。したがって、かかる場合に本開示で提供される技術が適用される技術的意義が大きい。

別の局面において、本開示は、細胞を脳に投与する方法を提供する。この投与方法はＡ）物体を収容するための容器を提供するステップと、Ｂ）前記物体を収容するための容器に細胞（例えば、脳梗塞用の幹細胞を含む細胞等）を含む液体（例えば、生理食塩水等の適切な液体）を配置するステップと、Ｃ）本開示のいずれかの穿刺針を前記容器に装着するステップと、Ｄ）必要に応じて、内部の空気をぬくように先端まで前記細胞を含む液体を充填するステップ（空気が抜けている場合は、このステップは特に必要ない）と、Ｅ）事前に設定された定位脳手術装置の角度に合わせてストッパまで、必要に応じて針を回しながら、前記穿刺針を進めるステップと、Ｆ）前記ストッパに当たったところで、前記細胞を投与するステップとを含む。針を回すことによって、脳内の組織の損傷を最小化することができる。

ここで、定位脳手術装置は、頭部に固定される固定フレームと、前記固定フレームを前記頭部に固定させるためのヘッドピンと、前記固定フレームに固定可能な弧状フレームと、前記弧状フレーム上の任意の位置に固定可能であって、前記穿刺針の挿入長さを規定するストッパとを備えるものであり得る。

事前に設定されたレクセルフレームなどの定位脳手術装置の角度に合わせ、ストッパまで針を進める場合、適切な位置（例えば、０ｍｍであってもよく、−７ｍｍであってもよく、他の任意の位置であってよい）にガイドストップがなっていることを確認する。針を進める際は脳血管を損傷しないように針を回しながら進める。すなわち、先端をぬらした後に、５分以上かけてゆっくり回しながら針を進める。ここで、適切な位置は、穴の位置によって適切に変更することができる。例えば、使用する針が、針の先端から７ｍｍの所に存在している細胞が出る穴が存在する場合、±０ｍｍで穿刺した場合には細胞はターゲット周囲に投与できるものの、脳組織を予定より７ｍｍ奥まで刺すことになることから、細胞は針を抜いてくることで針が通過した空間を満たすことが出来ると考えられ、細胞が出る場所が目的とするターゲットより７ｍｍ手前であっても実際の細胞が到達する部位とすることができる。使用する針が、ほぼ先端近くに細胞が出る扇形の穴を設けている場合、±０ｍｍであってもよいがこれに限定されない。

目的の場所に到達し、ストッパに当たったところで細胞を投与したら、細胞の入ったシリンジ（例えば、１ｍｌサイズ）を取り付けて、ゆっくり（例えば、５分以上かけて）投与する（一例として、高用量は５０００万個／１０００μｌ）。適宜の量（例えば、２００μｌ）入った時点で針を手前（例えば、３ｍｍほど前）に抜く（−７ｍｍの場合、−１０ｍｍ）。これによって針の刺した腔を中心に細胞が残ることになる。ここで再び少量（例えば、２００μｌ）投与することができる。針の死腔（通常約２０μｌであるがこれに限定されない）であり、誤差の範疇である。その後そこの場所に適宜の時間（例えば、５分間）静置してそれから針を抜くことができる。

次に、適宜の止血用の薬剤（例えば、ジェルフォーム（医療用ゼルフォーム、止血剤である滅菌吸収性ゼラチン製剤。ファイザーなどから入手可能）およびフィブリングルー（帝人などから入手可能なボルヒール（登録商標）、ＣＳＬベーリングから入手可能なペリプラスト）など）を穴の表面に置き、細胞の流出を防ぐことができる。ここでは、針を抜いてきた際に穿刺した穴から奥に入れてきた細胞が圧力で逆流してこないように機能する。また硬膜は止血用の薬剤（例えば、ジェルフォームなど）を充てんする。ここでは、感染リスクを減少させるためにＢｕｒｒ ｈｏｌｅキャップなどの用具は用いない。これによって、空いてしまった穴はゼルフォームに置換され、将来的に線維芽細胞で置き換わることになる。

非限定的な別の実施形態では、本開示の別の観点に基づく穿刺針キットは、前記物体を収容した容器と、前記穿刺針と、を備えている。これによると、本開示の穿刺針を使用して、容器から取り出した物体を中枢神経に注入する処置を実施することができる。

以下に本開示の好ましい具体的な実施形態を説明する。以下に提供される具体的な実施形態は、本開示のよりよい理解のために提供されるものであり、本開示の範囲は以下の記載に限定されるべきでないことが理解される。従って、当業者は、本明細書中の記載を参酌して、本開示の範囲内で適宜改変を行うことができることは明らかである。また、本開示の以下の実施形態は単独でも使用されあるいはそれらを組み合わせて使用することができることが理解される。
＜第１実施形態＞
以下、本開示の一実施形態である第１実施形態に係る穿刺針１について、図１〜図３を参照しつつ説明する。穿刺針１は、脳梗塞を治療するための定位脳手術装置を用いての手術において、脳の特定の位置に幹細胞等の細胞を移植するために使用される。穿刺針１は、図１に示すように、一方向に沿って直線的に延びた針本体１０と、針本体の後端部に固定されるシリンジが接続される接続部２０とを備えている。シリンジからは生体内に投与する細胞が穿刺針１に供給される。なお、接続されるシリンジのタイプや材質は任意であり得る。なお、接続部２０は、ハミルトンシリンジを接続できるように構成されていることが好ましい。これによると、少量の細胞や液体を精密に穿刺針１に流入させることが可能である。

また、穿刺針１を取り付ける定位脳手術装置は任意の態様であり得る。例えば、駒井式であってもよいし、レクセルフレームであってもよい。

以下、図１〜図３に示すように、針本体１０に沿った方向を前後方向という。前方は穿刺針１が生体内に挿入される方向であり、後方はその反対方向である。また、図１、図２及び図３（ａ）に示すように、前後方向と直交する一方向を上下方向とする。接続部２０の内部には、図２に示すように、シリンジの先端が挿入されるシリンジ挿入穴２１と、針本体１０が挿入された本体挿入孔２２とが形成されている。

針本体１０は、ステンレス、アルミニウム等の金属製、セラミックまたは不撓性の硬質樹脂（撓みの少ない）からなる円形筒状部材である。本開示では、円形とは厳密に円である必要はなく、医学的に許容される形状であればよく、略円例えば楕円状などでもよい。針本体１０の材質を金属製や硬質樹脂など不撓性とすることで、所望の治療目標点まで正確に穿刺針を挿入することが可能となる。好ましくは、針本体は、安価で滅菌処理などを用意に行うことが可能なステンレス製である。図２及び図３（ａ）に示すように、針本体１０の内部には細胞が通過する通路１１が形成されている。通路１１は、前後方向に針本体１０を貫通した貫通孔の内表面と、この貫通孔の前端の開口部を閉塞した金属製の閉塞部１２の表面とによって画定されている。通路１１は、針本体１０の後端において後方に向かって開口しており、接続部２０のシリンジ挿入穴２１と連通している。シリンジから供給される細胞は、シリンジ挿入穴２１を介して通路１１へと注入される。通路１１に注入された細胞は、シリンジからの圧入によって通路１１を通り、針本体１０の前端部１３へと向かう。本実施形態においては、針本体１０は、従来の２重管ではなく、単一管からなる。つまり、穿刺針１は、インナーニードル及びアウターニードルの２重管構造を有する特許文献１のような針とは異なる。したがって、針本体１０の外径を抑えることが可能であって、それにより、患者の負担や中枢神経への損傷を軽減することが可能となる。また、本実施形態において、針本体１０は、通路１１から外表面までの壁部が途中で分断されておらず、単一層からなる。このようにすることで、通路１１の内径をなるべく大きく形成することが可能となる。また、通路１１の内径が大きくなるほど内部に細胞が詰まりにくくなる。細胞が通路１１内に詰まると、上記の通り導出口１５から導出される細胞及び液体が噴流を形成して脳内を損傷するおそれが高まる。したがって、上記の通り、単一管による針本体の外径の大きさを抑えつつ、単一層による通路１１の内径をなるべく大きくしやすいことは、噴流の形成を避ける観点で有効である。

通路１１の内径は任意であり得る。例えば、内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、好ましくは約０．５ｍｍ〜約１．２ｍｍである。

穿刺針の長さは任意であり得る。例えば、接続部２０の先端２０ａと針本体１０の先端１０ａとの間の距離は、約１５０ｍｍ〜２３０ｍｍ、好ましくは約１７０ｍｍ〜約２２０ｍｍ、さらに好ましくは約１７０ｍｍ〜約２００ｍｍである。

針本体１０の前端部１３は、図３（ａ）及び図３（ｂ）に示すように、前方に向かって突出した外表面である前端面１３ａと、円筒状の外表面である側面１３ｂとを有している。前端面１３ａは、滑らかに湾曲した半球形状を有しており、後端において側面１３ｂと滑らかに接続している。

前端部１３には、図３（ｂ）に示すように上方から見て円形の導出口１５が形成されている。導出口１５からは、シリンジから通路１１内に供給された細胞が導出される。導出口１５の前端１５ａは、ちょうど、前端面１３ａと側面１３ｂの境界Ｂに位置している。つまり、導出口１５は、全体が側面１３ｂの範囲内に形成され、前端面１３ａの背後に配置されることになる。したがって、前方から穿刺針１を見た際に、導出口１５が前端面１３ａの背後に隠れて見えなくなる。

前端部１３内には、通路１１から上方に向かって導出口１５まで延びた細胞の導出路１４が形成されている。導出路１４は、ほぼ円錐台状の円錐台部１４ａ及びほぼ円柱状の円柱部１４ｂからなる。円柱部１４ｂの下端は通路１１と接続している。円柱部１４ｂと通路１１の接続位置は、通路１１の前端より後方に離隔した位置である。円柱部１４ｂの上端は円錐台部１４ａの下端と接続している。円錐台部１４ａの下端は、円柱部１４ｂの上端と同じ形状、つまり、円柱部１４ｂの内径と同じ大きさの内径の円形状を有している。円錐台部１４ａの上端は、前端部１３の側面１３ｂに開口した細胞の導出口１５と接続している。

導出路１４はその断面が以下の特徴を有するように形成されている。なお、導出路１４の断面とは、特に断りのない限り、導出路１４が延びる方向と直交する断面、つまり、図３の上下方向と直交する断面である。また、導出路１４の断面は、図３の一点鎖線Ｅで囲まれた範囲内において定義される。一点鎖線Ｅは、導出口１５が形成された範囲及び通路１１への導出路１４の開口１４ｃが形成された範囲を除いた範囲に対応する。円錐台部１４ａは、下端から上端に向かって断面の面積が滑らかに大きくなるように形成されている。また、円柱部１４ｂは断面の面積が一定である。よって、円錐台部１４ａ及び円柱部１４ｂからなる導出路１４は、上下方向に関するいずれの位置における断面の面積も、その位置より通路１１に近い位置の断面の面積以上となっている。例えば、円錐台部１４ａにおける上下方向に関するいずれの位置の断面も、それより通路１１側におけるいずれの位置の断面よりも面積が大きい。また、円柱部１４ｂにおける上下方向に関するいずれの位置の断面も、それより通路１１側におけるいずれの位置の断面とも面積が等しい。

穿刺針１の使用方法について図４、５を参照して、説明する。図４は、穿刺針１を備える定位脳手術装置２００の概略図であり、図５は定位脳手術装置２００を患者の頭蓋（頭部）に装着した状態を示す図である。図４、５に示すように、穿頭により頭蓋に穿孔が形成された患者の頭部に定位脳手術装置２００を設置する。定位脳手術装置２００は、穿刺針１の脳に対する挿入位置及び挿入方向を特定の位置及び方向に保持するための装置である。定位脳手術装置２００は、固定フレーム２１０と、ヘッドピン２１１と、Ｘ軸スライド台２２０、Ｙ軸スライド台２２０、Ｚ軸スライド台２４０、弧状アーム２５０と穿刺針１とを含む。環状の固定フレーム２１０は金属製であり、患者の頭蓋に装着される。固定フレーム２１０には、複数のヘッドピン２１１が付設されている。ヘッドピン２１１は固定フレーム２１０を頭蓋に固定するためのものであり、環状の固定フレーム２１０の内側に向けて移動可能に構成されている。ヘッドピン２１１の数は任意であり得るが、例えば、２つであってもよいし、３以上であってもよい。一つの実施形態において、４つである。固定フレーム２１０を頭蓋に装着するとともにヘッドピン２１１を内側に移動させることで、固定フレーム２１０を頭蓋に固定することが可能となる。また、固定フレーム２１０には、固定フレーム２１０の面に平行な方向に移動可能なＸ軸スライド台２２０、Ｙ軸スライド台２２０、固定フレーム２１０の面に直交した方向に移動可能なＺ軸スライド台を備えていてもよい。Ｘ軸〜Ｚ軸スライド台２２０、２３０、２４０のいずれかには、弧状フレーム２５０が付設されている。弧状フレーム２５０はＸ軸〜Ｚ軸スライド台２２０、２３０、２４０のいずれかにボルトなどの締結手段により着脱可能に固定されている。図に示す実施形態において、定位脳手術装置は、Ｘ軸〜Ｚ軸スライド台全てを備えているが、本発明はこれに限定されない。必要に応じて取捨選択することが可能である。この弧状フレーム２５０は穿刺針１が到達する治療目標点を中心とする球面体表面上の一部となる形状である。したがって、弧状フレーム２５０の任意の位置からも治療目標点までの距離は一定である。また、弧状フレーム２５０の上部には弧状フレーム２５０上を移動可能な穿刺針固定部２６０が付設されている。そして、穿刺針固定部２６０に穿刺針１が挿入されることになる。穿刺針固定部２６０には、弧状フレーム２５０上を移動可能なベース部と、このベース部に穿刺針１を取り付ける取付部とを含む。そして、穿刺針固定部２６０はさらに、穿刺針１が所望の治療目標点よりも深く入らないように制止する（すなわち穿刺針の挿入長さを規定する）ストッパ２６１が設けられている。ストッパ２６１は針本体１０の接続部２０の先端部２０ａと係合することで、穿刺針１の挿入が制止されるようになっている。なお、ストッパ２６１は穿刺針固定部２６０ではなく、穿刺針１自体に設けてあってもよい。

本開示の定位脳手術装置２００は、穿刺針１が弧状フレーム２５０上を任意に移動可能である共に、弧状フレーム２５０がＸ軸スライド台２２０、Ｙ軸スライド台２３０およびＺ軸スライド台２４０によって、各方向に移動可能であるため、穿刺針１を固定フレーム２１０が覆う範囲の任意の点から治療目標点に到達させることが可能となる。したがって、頭蓋表面の全範囲から治療目標点に到達させることが可能となる。

本開示の定位脳手術装置２００を用いて、穿刺針１を、穿孔を通じて脳表面から脳内に挿入する。挿入の際、前端部１３を挿入方向に向け、前後方向に沿って穿刺針１をスライドさせることで挿入する。好ましくは、穿刺針を脳内に挿入する際は、穿刺針を少し回転させながら挿入する。このようにすることで、脳血管を損傷しないように針を挿入することが可能となる。挿入するとき、前端面１３ａ及び側面１３ｂを含む穿刺針１の外表面が脳内の組織に接触しつつ、前端部１３が脳の奥へと前進する。これにより、前端部１３を脳内の目標点に到達させる。次に、生理食塩水等の液体とともに細胞を収容したシリンジを穿刺針１の後端部にある接続部を介して接続する。シリンジに収容する物体が細胞を含む場合、好ましくは、細胞を十分懸濁して細胞塊を崩す作業を行った上でシリンジに収容する。次に、シリンジを操作して内部の細胞及び液体を穿刺針１内へと圧入する。これにより、細胞及び液体は、穿刺針１内の通路１１及び導出路１４を通じ、穿刺針１の導出口１５から脳内へと導出される。上記説明においては、穿刺針を治療目標点に到達させた後にシリンジを接続したが、穿刺針にシリンジを接続した状態で穿刺針を治療目標点に到達させてもよい。

以上説明した本実施形態によると、穿刺針１の導出路１４が下記の特徴を有している。第１に、導出路１４の少なくとも一部（具体的には、円錐台部１４ａ）において、導出口１５に向かってその断面の面積が滑らかに増加している。つまり、導出路１４の少なくとも一部が導出口１５に向かって広がっている。第２に、導出路１４の延びる方向に関するいずれの位置における導出路１４の断面の面積も、その位置より通路１１に近い位置の断面の面積以上である。言い換えれば、導出路１４の断面の面積は、導出口１５に向かって小さくなるようには変化しない。一方、仮に、導出路１４の断面が位置によらず一定であったり、導出路１４の途中のいずれかにおいて導出口１５に向かって断面が小さくなるように（断面が絞られるように）導出路１４が形成されていたりすると、導出口１５から導出される細胞及び液体が後述の実施例に示すように噴流を形成するおそれがある。特に、通路１１の内部に細胞が詰まった場合等、シリンジにおいて細胞を圧入する圧力を大きくする必要があるときに噴流が形成されるおそれが高まる。そして、導出口１５から導出される細胞及び液体が噴流を形成すると、噴流が脳に与える衝撃によって脳に損傷が発生するおそれが高まる。これに対し、穿刺針１の導出路１４は、上記の通り第１及び第２の特徴を有している。このため、後述の実施例に示すように、穿刺針１は噴流を形成しにくい。よって、導出口１５から導出された細胞及び液体が脳に損傷を与えにくい。

また、本実施形態においては、穿刺針１の前端部１３が半球状の前端面１３ａを有している。一方、針の前端が先鋭に形成されていたり、前端面が平らに形成されていたりすると、脳内に針を挿入する際、針が血管等の組織を損傷するリスクが高くなる。これに対し、前端面１３ａが曲面状であるため、脳内への挿入の際、針が組織を損傷するおそれが低くなる。

また、本実施形態においては、細胞の導出口１５が前端部１３の側面１３ｂの範囲内に配置されている。したがって、導出口１５は、針本体１０を前方から見た際に前端面１３ａの背後に隠れて見えなくなる。仮に、導出口１５が側面１３ｂではなく前端面１３ａに形成されているとすると、導出口１５が前方に向かって開口することになる。よって、穿刺針１を脳に挿入する際に脳の組織が導出口１５に侵入する可能性が高まる。これに対し、上記の通り導出口１５が側面１３ｂの範囲内に配置されており、前端面１３ａの背後に隠れるので、組織が導出口１５内に侵入するおそれが低くなる。

また、本実施形態においては、導出口１５の前端１５ａが前端面１３ａと側面１３ｂの境界Ｂに位置している。仮に、導出口１５の前端１５ａがこの位置より後方に配置されているとすると、通路１１において前端から導出路１４までの部分が長くなる。この部分まで到達した細胞は、導出口１５から導出されることなく、当該部分に留まる可能性がある。したがって、この部分が長いと無駄になる細胞の量が大きくなるおそれがある。これに対し、上記の通り、導出口１５の前端１５ａが前端面１３ａと側面１３ｂの境界Ｂに位置しているので、通路１１の前端から導出路１４までの部分の長さが比較的小さくなっている。したがって、穿刺針を中枢神経に挿入する長さを可能な限り短くすることができるため、患者への負担および中枢神経の損傷を軽減することが可能である。また、無駄になる細胞の量が比較的小さくなりやすい。なお、通路１１の前端から導出路１４までの部分の長さをできるだけ小さくする観点によれば、閉塞部１２の後端を可能な限り後方に位置させる、つまり、可能な限り導出路１４に近づけることが好ましい。また、上記観点によれば、閉塞部１２の後端を円柱部１４ｂの前端と同じ位置とすることが最も好ましい。

以下、上述の実施形態に係る第１実施例〜第３実施例について説明する。
［第１実施例］
第１実施例においては、穿刺針１を以下の寸法で構成した。針本体１０の外径：約１．５ｍｍ。通路１１の内径：約０．５ｍｍ。前端部１３の前端から導出路１４の中心軸までの距離：約１．４ｍｍ。接続部の先端から針本体の先端までの間の距離：約１９０ｍｍ。図３（ａ）における円錐台部１４ａの一方の傾斜面と他方の傾斜面との間の角度：約９０°（ｄｅｇｒｅｅ）。円柱部１４ｂの内径：約０．５ｍｍ。一方、比較例として、穿刺針Ｓ（Ｐｉｔｔｓｂｕｒｇｈ ｃｅｌｌ ｉｍｐｌａｎｔａｔｉｏｎ ｃａｎｎｕｌａ ａｎｄ ｓｔｙｌｅｔｔｅ；Ｓｙｎｅｒｇｅｔｉｃｓ社）及び穿刺針Ｍ（バイオプシー/インジェクションニードルキット；ミズホ社）を使用した。穿刺針Ｓは、前端部が先鋭に形成されており、導出口が針の側面ではなく前端に形成されている。穿刺針Ｍは、前端面が平らに形成されており、導出口が針の前端から後方に７ｍｍ離れた針の側面に形成されている。いずれの穿刺針においても、前端部に形成された細胞の導出路は、その延びる方向に直交する断面の面積が当該方向に関する位置に依らず、一定である。これらの穿刺針を用いて導出口から水を流出させる下記の実験を行った。いずれの穿刺針も、実験室の床からの導出口の高さが互いに同じになり且つ導出口の開口方向がほぼ水平方向となるように配置した。そして、これらの穿刺針の後端にシリンジを接続し、各穿刺針の前端部の導出口から水が流出するようにシリンジから一定の流量で穿刺針へと水を圧入した。なお、図３に示す実施形態においては、円錐台部１４ａの一方の傾斜面と他方の傾斜面との間の角度は約９０°であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、約４５°〜約１５０°の範囲であり得る。また、円柱部１４ｂの内径は約０．５ｍｍ、導出口１５の内径は約１．５ｍｍである。しかしながら本発明はこれに限定されない。円柱部１４ｂの内径以下で任意の大きさであり得る。例えば、円柱部１４ｂの内径は、約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍである。また、導出口１５の内径は針本体１０の直径以下で任意の大きさであり得る。例えば、導出口１５の内径は約１．２ｍｍ〜約１．６ｍｍである。

図６は穿刺針１を用いた実験結果を、図７は穿刺針Ｓを用いた実験結果を、図８は穿刺針Ｍを用いた実験結果をそれぞれ示す。いずれも、約７ｍｌ／分の流量でシリンジから穿刺針に水を流入させた場合の結果である。図６に示すように、穿刺針１の導出口１５からは穿刺針の直下に滴り落ちるように水が流出した。つまり、導出口１５から流出する水は噴流を形成しなかった。一方、図７及び図８に示すように、比較例の導出口からは導出された水による噴流が形成された。図９は、流量を変更しつつ上記の実験を繰り返し実施した結果を示す。図９の横軸は流量である。縦軸は、穿刺針の導出口の位置から最も遠方の水の到達位置までの距離である。
［第２実施例］
第２実施例においては、第１実施例で用いた穿刺針１を容量約１ｍｌのシリンジに接続した。シリンジには水（具体的には、超純水）を収容した。次に、デジタルフォースゲージ（ＺＴＡ−５０Ｎ；イマダ）を用いてシリンジのプランジャーに掛ける力を測定しつつ、穿刺針１の前端部１３の導出口１５から水が流出するようにシリンジから穿刺針１へと水を圧入した。シリンジのプランジャーに掛ける力を、導出口１５から導出される水が噴流を形成するまで少しずつ増大させつつ、上記測定を実行した。これにより、本穿刺針１について、噴流が発生する最小の力の大きさ（以下、噴流形成最小力という。）を５０回導出した。その結果、図１０に示す通り、穿刺針１の噴流形成最小力の平均値は約５．７Ｎとなった。また、同様の実験を、第１実施例における穿刺針Ｓ及び穿刺針Ｍのそれぞれについて実施した。その結果、図１０に示す通り、穿刺針Ｓの噴流形成最小力の平均値は約１．６Ｎとなった。また、穿刺針Ｍの噴流形成最小力の平均値は約２．６Ｎとなった。なお、上記デジタルフォースゲージを用いて、穿刺針を接続しない状態のシリンジのプランジャーを押す力を測定した結果、その力は約１．０Ｎであった。

以上の実験結果から、本実施例に係る穿刺針１は、約５．７Ｎ以下の範囲内で任意の力を本シリンジに掛けつつ水を流入させても噴流を形成しないことが分かった。また、従来の針のうち、噴流形成最小力の大きい穿刺針Ｍの結果によると、従来の噴流形成最小力が約２．６Ｎであることが分かった。つまり、噴流形成最小力が約２．６Ｎを超えるように本開示の穿刺針１を構成することにより、従来と比べて噴流を形成しにくい穿刺針が実現することが分かった。
［第３実施例］
第３実施例においては、第１実施例で用いた穿刺針１、穿刺針Ｓ及び穿刺針Ｍを用いた。また、穿刺針を用いて液体を注入するための疑似脳を以下の通りに作製した。まず、飽和ホウ砂水溶液をお湯で３倍に希釈した。希釈したホウ砂水溶液を、水を混ぜて１５倍にした洗濯糊と混和した。このように飽和ホウ砂水溶液と洗濯糊とを混和したものを加熱し、空気の混入がないように容器内に流し入れることにより、３つの球状の疑似脳を作製した。なお、疑似脳の作製に当たって、希釈後のホウ砂水溶液の濃度を調整することで疑似脳の硬さを調整した。疑似脳が硬すぎると、穿刺針を用いて液体を疑似脳に注入しようとしても針と疑似脳の隙間から漏れ出てしまうという問題が生じる。また、疑似脳が柔らかすぎると、穿刺針で疑似脳に注入した液体が疑似脳との比重の差によって疑似脳の上部へと上がってくるという問題が生じる。飽和ホウ砂水溶液を３倍に希釈することで疑似脳が適切な硬さとなり、上記のような問題が生じなかった。

作製した３つの疑似脳に、シリンジに接続された穿刺針１、穿刺針Ｓ及び穿刺針Ｍを、針の先端から約３ｃｍの深さまでそれぞれ挿入した。そして、シリンジから各穿刺針へと、約２００、約５００、約１０００及び約２０００μｌ／分の各流量で、原液から約３倍に希釈したライト・ギムザ染色液を約３０秒間流入させた。その結果、図１１に示す通り、流量約２０００μｌ／分とした際、穿刺針Ｓにおいては下向き、穿刺針Ｍにおいては横向きに突出した突出部が疑似脳に形成された。これは、各穿刺針の導出口から導出される液体が噴流を形成し、この噴流によって大きな圧力が疑似脳に作用したためと考えられる。これに対し、穿刺針１においては、流量を約２０００μｌ／分としたときにも突出部が形成されず、疑似脳がほぼ球状を呈した。これは、穿刺針Ｓ及びＭのような噴流が形成されなかったためと考えられる。
＜第２実施形態＞
以下、本開示の別の一実施形態である第２実施形態について説明する。第２実施形態は、図１２に示す穿刺針キット１００に関する。穿刺針キット１００は、第１実施形態に係る穿刺針１、細胞を収容した容器１０１及び細胞をほぐすためのほぐし針１０２を備えている。容器１０１は、生理食塩水や培養液等の液体と共に細胞を収容する。容器１０１には、内部を細胞の搬送に適した状態（温度や姿勢等）に保つ装置が設けられていてもよい。ほぐし針１０２は、細胞の流通口となる開口が両端に形成されていると共に、両端の開口を互いに連通させる細胞の通路が内部に形成された筒状の部材である。ほぐし針１０２の開口や通路は、細胞を流通させた際に、凝集した細胞がある程度分離した状態にほぐされるような大きさに調整されている。例えば、シリンジに接続したほぐし針１０２を通じて容器１０１内の細胞をシリンジへと吸い上げる。あるいは、一旦シリンジ内に収容された細胞を、シリンジに接続したほぐし針１０２を通じてシリンジの外部へと流出させる。これらの少なくともいずれかにより、凝集した状態の細胞をほぐし、細胞同士がある程度分離した状態にすることができる。かかるほぐされた細胞を、穿刺針１を使用して脳内に移植すると、凝集した状態の細胞を用いる場合と比べ、穿刺針１内に細胞が詰まりにくい。よって、穿刺針１の導出口１５から導出される細胞及び液体が噴流を形成するおそれが低くなる。
＜変形例＞
以上は、本開示の好適な実施形態についての説明であるが、本開示は上述の実施形態に限られるものではなく、課題を解決するための手段に記載された範囲の限りにおいて様々な変更が可能なものである。

例えば、上述の実施形態に係る導出路１４の代わりに、図１３（ａ）〜図１３（ｄ）に示す導出路２４、３４、４４及び５４のいずれかが針本体の前端部に形成されていてもよい。導出路２４は、図１３（ａ）に示すように、通路１１から導出口１５までを結ぶ細胞の通路である。導出路２４の内表面は、図１３（ａ）に示す断面において曲線状に湾曲している。導出路２４は、一点鎖線Ｅで囲まれた範囲内において、上下方向（導出路２４が延びる方向）と直交する断面の面積が導出口１５に向かって略２段階の大きさで増加するように形成されている。一点鎖線Ｅは、上述の実施形態と同様、導出路２４の断面を定義できる範囲を示す。

図１３（ａ）のような導出路２４とすることにより、細胞液を広がった部分にため込んでから外部に出す事が可能になるので、それより下で噴流が出来てもここが干渉部位になって噴流形成がさらに弱めることが可能となる。図１３（ａ）に示す実施形態において、導出路は２段階の大きさの略円柱部であるが、本発明はこれに限定されない。例えば、少なくとも一方が略円柱部であってもよいし、略円錐台部であってもよい。また、段階は３段階以上であってもよい。

図１３（ａ）において、例えば、第１の略円柱部の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、第２の略円柱部の内径は約１．２ｍｍ〜約１．６ｍｍである。

導出路３４は、図１３（ｂ）に示すように、通路１１から導出口１５までを結ぶ細胞の通路である。導出路３４は、一点鎖線Ｅで囲まれた範囲内において、上下方向（導出路３４が延びる方向）に関するいずれの位置における上下方向と直交する断面の面積も、その位置より通路１１に近い位置の断面の面積以上である。一点鎖線Ｅは、上述の実施形態と同様、導出路３４の断面を定義できる範囲を示す。導出路３４は、ほぼ円柱状の円柱部３４ａ及びほぼ円錐台状の円錐台部３４ｂからなる。円柱部３４ａの上端は導出口１５と接続しており、円柱部３４ａの下端は円錐台部３４ｂの上端と接続している。円錐台部３４ｂの下端は通路１１と接続している。円錐台部３４ｂは、一点鎖線Ｅで囲まれた範囲内において、上下方向と直交する断面の面積が導出口１５に向かって滑らかに増加するように形成されている。図１３（ｂ）のような導出路３４とすることにより、扇形になって噴流を防いだ先で、広がった部分を持つので、2重に噴流を防ぐことが可能となる。例えば、円錐台部の最小内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、円錐台部の最大内径および円柱部の内径は、約１．２ｍｍ〜約１．６ｍｍである。

導出路４４は、図１３（ｃ）に示すように、通路１１から導出口１５までを結ぶ細胞の通路である。導出路４４は、一点鎖線Ｅで囲まれた範囲内において、上下方向（導出路４４が延びる方向）に関するいずれの位置における上下方向と直交する断面の面積も、その位置より通路１１に近い位置の断面の面積以上である。一点鎖線Ｅは、上述の実施形態と同様、導出路４４の断面を定義できる範囲を示す。導出路４４は、ほぼ円柱状の円柱部４４ａ及び４４ｃ並びに円錐台状の円錐台部４４ｂからなる。円柱部４４ａの上端は導出口１５と接続しており、円柱部４４ａの下端は円錐台部４４ｂの上端と接続している。円錐台部４４ｂの下端は円柱部４４ｃの上端と接続している。円錐台部４４ｂは、上下方向と直交する断面の面積が導出口１５に向かって増加するように形成されている。円柱部４４ｃの下端は通路１１と接続している。図１３（ｃ）のような導出路４４とすることにより、図１３（ｂ）の導出路３４よりも開口部を広くすることが出来るので、細胞が詰まる危険性をさらに防ぐことが可能となる。例えば、円錐台部の最小内径および円柱部４４ｃの内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、円錐台部の最大内径および円柱部４４ａの内径は、約１．２ｍｍ〜約１．６ｍｍである。

導出路５４は、図１３（ｄ）に示すように、上下方向（一点鎖線）に対して前方に傾斜したα方向に沿って通路１１から導出口１５まで延びた細胞の通路である。上下方向（一点鎖線）に対するα方向の傾斜角度θは任意であり得る。例えば、約０°を超えて約３０°、好ましくは約１０°〜約２０°である。導出路５４は、全体がほぼ円錐台の形状を有している。導出路５４は、α方向と直交する断面の面積が導出口１５に向かって滑らかに増加するように形成されている。なお、導出路５４の断面は、図１３（ｄ）の一点鎖線Ｅ’で囲まれた範囲内において定義される。一点鎖線Ｅ’は、α方向に関して、導出口１５が形成された範囲及び通路１１への導出路５４の開口５４ｃが形成された範囲を除いた範囲に対応する。導出路５４の最小内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、導出口の内径は、約０.３ｍｍ〜約１．２ｍｍである。

図１３（ｄ）に示す様な導出路５４とすることにより、穿刺針１を脳内に進める際に脳組織が穿刺針１の中に入ってくるのをより防ぐことが可能となる。

また、上述の実施形態の穿刺針１は、前端部１３の前端面１３ａが半球の形状を有している。しかし、前端面１３ａは、前方に向かって突出した曲面状であれば、どのような形状を有していてもよい。例えば、前端面１３ａが楕円面や放物面に沿っていてもよい。

また、上述の実施形態では、導出口１５の前端１５ａが、前端面１３ａと側面１３ｂの境界Ｂに位置している。しかし、導出口１５の前端１５ａが前端面１３ａと側面１３ｂの境界Ｂより後方に位置していてもよい。

また、上述の実施形態では、脳梗塞を治療するための定位脳手術において、脳の特定の位置に幹細胞等の細胞を移植するために穿刺針１を使用することが想定されている。しかし、その他の中枢神経、つまり、脊髄に穿刺針１が応用されてもよい。また、液体の薬剤等、細胞以外の流動性を有する物体を中枢神経に注入する目的に穿刺針１が使用されてもよい。

(実施例４：細胞投与）
以下に細胞投与の実施例を記載する。必要な場合、以下の実施例で用いる動物の取り扱いは、必要な場合、北海道大学において規定される基準を遵守し、ヘルシンキ宣言、ＧＣＰに基づいて行った。

上記各実施形態で用意した針を使用して、以下のような手術を行う。

（１）針の挿入
本実施例では、流動性を有する物体として骨髄幹細胞を用いる。

細胞を受領した後、適切な液（細胞用培地または生理食塩水などであってよい）に十分懸濁して細胞塊を崩す。１８Ｇの針で、１ｍｌのインスリン用注射針として、本発明の針を用いてシリンジに細胞懸濁液を吸う。このとき、移植する針に後方から装着する。具体的には、インジェクション用の外筒に内筒をつけて、内部の空気を抜くように先端まで細胞液を満たす。事前に設定されたレクセルフレームの角度に合わせ、ストッパまで針を進める。このようにして、適切な位置（例えば、０ｍｍであってもよく、−７ｍｍであってもよい）にガイドストップがなっていることを確認する。針を進める際は脳血管を損傷しないように針を回しながら進める。すなわち、先端をぬらした後に、５分以上かけてゆっくり回しながら針を進める。ここで、適切な位置は、穴の位置によって適切に変更することができる。例えば、使用する針が、針の先端から７ｍｍの所に存在している細胞が出る穴が存在する場合、±０ｍｍで穿刺した場合には細胞はターゲット周囲に投与できるものの、脳組織を予定より７ｍｍ奥まで刺すことになることから、細胞は針を抜いてくることで針が通過した空間を満たすことが出来ると考えられ、細胞が出る場所が目的とするターゲットより７ｍｍ手前であっても実際の細胞が到達する部位とすることができる。使用する針が、ほぼ先端近くに細胞が出る扇形の穴を設けている場合、±０ｍｍであってもよい。

（２）細胞投与
目的の場所に到達（すなわち、ストッパに当たったところで細胞を投与する）したら、細胞の入った１ｍｌのシリンジを取り付けて、５分以上かけてゆっくり投与する（一例として、高用量は５０００万個／１０００μｌ）。２００μｌ入った時点で針を３ｍｍほど手前に抜く（−１０ｍｍ）。これによって針の刺した腔を中心に細胞が残ることになる。ここで再び２００μｌ投与する。針の死腔は約２０μｌであり、誤差の範疇である。その後そこの場所に５分間静置してそれから針を抜く。

（３）閉創
ジェルフォーム（医療用ゼルフォーム、止血剤である滅菌吸収性ゼラチン製剤。ファイザーなどから入手可能）およびフィブリングルー（帝人などから入手可能なボルヒール（登録商標）、ＣＳＬベーリングから入手可能なペリプラスト）を穴の表面に置き、細胞の流出を防ぐ（すなわち、針を抜いてきた際に穿刺した穴から奥に入れてきた細胞が圧力で逆流してこない様にする）。また硬膜はジェルフォームを充てんする（ここでは、感染リスクを減少させるためにＢｕｒｒ ｈｏｌｅキャップは用いない）。これによって、空いてしまった穴はゼルフォーム（将来的に線維芽細胞で置き換わる）に置き換わる。

（４）結果
以上の結果、細胞が成功裏に脳内に注入される。

以上のように、本開示の好ましい実施形態を用いて本開示を例示してきたが、本開示は、請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。

本開示は、導出口から導出される液体等の物体が噴流を形成しにくく、中枢神経を損傷しにくい穿刺針、穿刺針キット及び定位脳手術装置を提供することができるという点で有用である。

１ 穿刺針
３ａ 前端面
１０、１０’ 針本体
１１ 通路
１３ 前端部
１３ａ、１３’ａ 前端面
１３ｂ 側面
１４、１４’、２４、３４、４４、５４ 導出路
１５、１５’ 導出口
１５ａ 前端

Claims (14)

1. 流動性のある物体を脳に注入するための穿刺針であって、
   前記物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、
   前記針本体の前端部の外表面に形成された前記物体の導出口と、
   前記通路と前記導出口とを繋ぐ導出路と
   を備えており、
   前記針本体は、前記通路を備える単一管であり
   前記導出路が延びる方向と直交する前記導出路の断面の面積が、前記導出路の少なくとも一部において前記導出口に向かって滑らかに増加していると共に、前記導出路の延びる方向に関する各位置において、それより前記通路に近い位置における前記断面の面積以上であり、
   前記前端部の外表面が、滑らかに湾曲しつつ前方に向かって突出した前端面と、前記前端面と接続した円筒状の側面とを含んでおり、
   前記導出口の前端が、前記通路の前端より後方に位置していると共に、前記前端面と前記側面の境界に位置し、
   前記導出路は、前記通路に連接する円柱部と、前記導出口と前記円柱部とを接続する円錐台部とを備え、
   前記通路の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、前記円柱部の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍであり、前記円錐台部の円錐角度は約９０°とすることによって前記導出口から脳に注入される前記物体の噴流を防止することを特徴とする穿刺針。
2. 前記導出路は、前記導出口と前記円錐台部との間にさらに第２の円柱部を備え、
   前記導出口の内径と前記円錐台部の最大内径は約１．２ｍｍ〜約１．６ｍｍである、請求項１に記載の穿刺針。
3. 流動性のある物体を脳に注入するための穿刺針であって、
   前記物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、
   前記針本体の前端部の外表面に形成された前記物体の導出口と、
   前記通路と前記導出口とを繋ぐ導出路と
   を備えており、
   前記針本体は、前記通路を備える単一管であり
   前記導出路が延びる方向と直交する前記導出路の断面の面積が、前記導出路の少なくとも一部において前記導出口に向かって滑らかに増加していると共に、前記導出路の延びる方向に関する各位置において、それより前記通路に近い位置における前記断面の面積以上であり、
   前記前端部の外表面が、滑らかに湾曲しつつ前方に向かって突出した前端面と、前記前端面と接続した円筒状の側面とを含んでおり、
   前記導出口の前端が、前記通路の前端より後方に位置していると共に、前記前端面と前記側面の境界に位置し、
   前記導出路は、前記通路と前記導出口との間に、前記通路側から前記導出口に向かって、第１の大きさの円錐台部または円柱部と、第１の大きさよりも大きい第２の大きさの円錐台部または円柱部とを備え、
   前記第１の大きさは約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、前記第２の大きさは約１．２ｍｍ〜約１．６６ｍｍとすることによって前記導出口から脳に注入される前記物体の噴流を防止することを特徴とする、穿刺針。
4. 流動性のある物体を脳に注入するための穿刺針であって、
   前記物体の通路が内部に形成された、前後方向に沿った針本体と、
   前記針本体の前端部の外表面に形成された前記物体の導出口と、
   前記通路と前記導出口とを繋ぐ導出路と
   を備えており、
   前記針本体は、前記通路を備える単一管であり
   前記導出路が延びる方向と直交する前記導出路の断面の面積が、前記導出路の少なくとも一部において前記導出口に向かって滑らかに増加していると共に、前記導出路の延びる方向に関する各位置において、それより前記通路に近い位置における前記断面の面積以上であり、
   前記前端部の外表面が、滑らかに湾曲しつつ前方に向かって突出した前端面と、前記前端面と接続した円筒状の側面とを含んでおり、
   前記導出口の前端が、前記通路の前端より後方に位置していると共に、前記前端面と前記側面の境界に位置し、
   前記導出路は、前記通路に連接する円錐台部と、前記導出口と前記円錐台部との間に設けられた円柱部とを備え、
   前記円柱部の内径は約０．３ｍｍ〜約１．２ｍｍ、前記円錐台部の最大内径および前記導出口は約１．２ｍｍ〜１．６ｍｍとすることによって前記導出口から脳に注入される前記物体の噴流を防止することを特徴とする、記載の穿刺針。
5. 前記穿刺針は、ステンレス、アルミニウムなどの金属、セラミック又は不撓性の硬質樹脂からなる請求項１〜４のいずれか一項に記載の穿刺針。
6. 前記穿刺針は、針本体の後端にシリンジに接続される接続部を備え、前記接続部の先端と針本体部の先端との間の距離は、約１７０ｍｍ〜約２２０ｍｍの長さであり、前記針本体は、約１．６ｍｍ以下の外径を有する請求項１〜５のいずれか一項に記載の穿刺針。
7. 前記前端部が円筒状の側面を有しており、
   前記導出口の少なくとも一部が前記側面に形成されてい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穿刺針。
8. 前記針本体の外表面が刺針時に生体に接触する表面であり、前記針本体の通路から外表面までの壁部が単一層からな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穿刺針。
9. シリンジから前記通路内に水を流入させた場合に、前記水の注入圧力が約５Ｎまで噴流の発生を抑制す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穿刺針。
10. 前記物体が、細胞を含んでい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穿刺針。
11. 前記物体を収容した容器と、
    請求項１０に記載の穿刺針と、を備えていることを特徴とする穿刺針キット。
12. さらに、ほぐし針を備える、請求項１１に記載の穿刺針キット。
13. 前記物体を収容した容器と、
    前記請求項１０に記載の穿刺針と、を備えていることを特徴とする細胞製剤。
14. 前記請求項１０に記載の穿刺針と、
    頭部に固定される固定フレームと、
    前記固定フレームを前記頭部に固定させるためのヘッドピンと、
    前記固定フレームに固定可能な弧状フレームと、
    前記弧状フレーム上の任意の位置に固定可能であって、前記穿刺針の挿入長さを規定するストッパと
    とを備える、定位脳手術装置。

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