JP7430904B2 - 塞栓物質の作製方法、塞栓物質および塞栓物質作製用キット - Google Patents
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Description
(i)上記固体塞栓物質では、複雑な形状の動脈瘤へ適用すると、動脈瘤が完全に塞栓されなかったり、動脈瘤腔内においてコイル等が圧縮され、血流が再開通したり、動脈瘤腔内の間隙に発生した血栓が脳内の正常な部位へ迷入し、そこで致命的な脳梗塞を惹起するという欠点があった。
(ii)また、上記液体塞栓物質のうち、特定部位で塞栓されるために親水性溶剤を用いる場合には、その溶解度や粘度が一定せず、安定した塞栓物質の作製が難しいという課題があった。加えて使用する溶剤等の生体に対する安全性にも課題があった。また、シアノアクリレート系薬剤等を用いた場合、強力な塞栓効果が得られる反面、特定部位で有効に塞栓させるための制動が難しく、相当の熟練度が要求されることがあった。生体に対する安全性にも課題があった。
(1)予め、前記溶液Aと、前記溶液Bまたは前記混合液Cとが供給される移送流路および合流点を設定し、
(2)前記溶液Bまたは前記混合液Cを、前記移送流路を経由して前記合流点に供給し、
(3)前記溶液Aを、前記移送流路を経由して前記合流点に供給し、
(4)前記合流点において、ゲル状のアルギン酸バリウム、またはアルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムのゲル状混合物を含む塞栓物質を形成する、
ことを特徴とする塞栓物質の作製方法、に関する。
前記移送流路および前記合流点においてX線照射を行い、
前記溶液Aaと前記溶液B、または前記溶液Aaと前記混合液Cの流量、拡散状態、混合状態、または塞栓物質の形成状態を測定し、前記塞栓物質の生成量を制御することが好ましい。
(ア)塞栓物質を構成する塩基成分として、アルギン酸塩溶液Aに予め造影剤が混合されたアルギン酸塩溶液Aaを用いることによって、当該成分の移送状態を把握することができる。
(イ)一方、移送される酸成分中にはバリウムが含まれることによって、当該成分の移送状態を把握することができる。
(ウ)また、合流点におけるゲル化した物質の形成状態および塞栓物質の形成状態を把握することによって、上記(ア)および(イ)の各成分の移送量・流量を調整し、作製される塞栓物質の性状および生成量を正確に制御することができる。
アルギン酸塩溶液Aを含む封止された容器Vaと、
バリウム化合物溶液Bを含む封止された容器Vb、またはバリウム化合物とカルシウム化合物を含む混合液Cを含む封止された容器Vcと、
移送流路と、
前記移送流路に接続され、前記溶液A、前記溶液Bおよび前記混合液Cからなる群より選択される少なくとも1種の液の移送流量を調整するための流量調整部材と、を含む塞栓物質作製用キット、に関する。
前記容器Vd内の造影剤と前記容器Va内のアルギン酸塩溶液Aを混合してアルギン酸塩溶液Aaを作製するための混合容器ユニットUaと、
カルシウム化合物溶液を含む封止された容器Veと、
前記容器Ve内のカルシウム化合物溶液と前記容器Vb内のバリウム化合物溶液Bを混合して前記混合液Cを作製するための混合容器ユニットUbと、を含むことが好ましい。
図1は、塞栓物質の作製方法の基本構成例を示す。図1(A)~(C)に示すように、本構成例は、アルギン酸塩溶液A(以下、単に「溶液A」ともいう。)と、バリウム化合物溶液B(以下、単に「溶液B」ともいう。)またはバリウム化合物とカルシウム化合物を含む混合液C(以下、「溶液C」ともいう。)と、を用い、
(1)予め、溶液Aと、溶液Bまたは溶液Cとが供給される移送流路および合流点を設定し、
(2)溶液Bまたは溶液Cを、前記移送流路を経由して前記合流点に供給し、
(3)溶液Aを、前記移送流路を経由して前記合流点に供給し、
(4)前記合流点において、ゲル状のアルギン酸バリウム、またはアルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムのゲル状混合物を含む塞栓物質を作製する。
(1)溶液Aと、溶液Bまたは溶液Cとが供給される移送流路および合流点の設定
図1(A)中の移送流路1は、溶液Aと、溶液Bまたは溶液Cとが異なる端部1a、1bから移送される場合として、各溶液が端部1a~合流点2~端部1bが順方向または逆方向に移送可能に構成され、対象物3に挿入された移送流路1の中央に塞栓部位3aに対応する合流点を設定した場合を例示する。ただし、これに限定されるものではなく、例えば、図1(B)に示すように、端部1a~合流点2および端部1b~合流部2の流路が一体の二重管構造の構成、あるいは図1(C)に示すように、端部1a~合流点2~端部1bの流路が一体となり、合流点2に流出部を有する構成、とすることも可能である。また、移送流路1として血管内に挿入されるカテーテルを用いた構成や、合流点2を腫瘍等の部位の大きさに応じて、端部1aからの溶液吐出部(図示せず)と端部1bからの溶液吐出部(図示せず)を移動させ、所定の大きさのゲル化された塞栓物質を作製することも可能である。
本発明において、塞栓物質であるアルギン酸化合物を形成する塩基として、生物適用性および生物分解性に優れたバリウム化合物を主成分とする溶液(溶液B)が使用される。使用されるバリウム化合物として、具体的には、塩化バリウム、炭酸バリウム、炭酸水素バリウム等が挙げられる。溶液Bは、中性に近い溶液が好ましく、水や生理水あるいは体液を溶媒として所定濃度に希釈して用いられる。血液等体液に投入される場合には、生体適合性を満たすようにアルブミン等の所定の成分が添加されることがある。また、カルシウム化合物の優れた生体安全性・生体適用性を生かし、本発明においてはバリウム化合物とカルシウム化合物の混合液C(溶液C)を使用することもできる。カルシウム化合物としては、具体的には、塩化カルシウム、炭酸カルシウム、炭酸水素カルシウム等が挙げられる。溶液C中のカルシウム化合物の混合比は、塞栓部位や塞栓機能の有効期間によって調整される。例えば、体内のカルシウム成分が多い臓器内にある部位を対象物とする場合には、バリウム化合物(溶液B)またはバリウム化合物の配合比の高い溶液Cが使用される。
本発明において、塞栓物質であるアルギン酸化合物を形成する酸として、生物適用性および生物分解性に優れたアルギン酸塩を主成分とする溶液(溶液A)が使用される。使用されるアルギン酸塩として、具体的には、アルギン酸ナトリウムやアルギン酸カリウム等が挙げられる。溶液Aは、中性に近い溶液が好ましく、水や生理水あるいは体液を溶媒として所定濃度に希釈して用いられる。血液等体液に投入される場合には、生体適合性を満たすようにアルブミン等の所定の成分が添加されることがある。
溶液Aと溶液Bまたは溶液Aと混合液Cの合流により、合流点2近傍の塞栓部位3aにはアルギン酸化合物として、アルギン酸バリウムまたはアルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムの混合物が形成される。これらは、各溶液が所定量(所定流量)移送されることによって所定の容量を有し、ゲル化された物質として生成され、塞栓物質Mを構成する。
アルギン酸バリウム、またはアルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムの混合物からなる塞栓物質Mは、その成分の優れた生物適用性および生体安全性を有するとともに、所定の弾性を有するゲル状体となることから、塞栓部位3aを適正に塞栓することができる優れた塞栓物質を構成する。
上記基本構成例の応用として、アルギン酸塩溶液Aとして、予めアルギン酸塩溶液Aに対して溶解性を有する造影剤が混合されたアルギン酸塩溶液Aa(以下、単に「溶液Aa」ともいう。)が用いられ、移送流路1および合流点2に対してX線照射が行われ、溶液Aaと溶液Bまたは溶液Aaと混合液Cの流量、拡散状態、混合状態、または塞栓物質Mの形成状態が測定され、塞栓物質Mの生成量が制御される構成によって、塞栓物質Mを構成する成分・原料の移送状態を正確に把握することができる。
(ア)塞栓物質を構成する塩基成分として、溶液Aに予め造影剤が混合された溶液Aaを用いる。
移送流路1および合流点2に対してX線照射が行われることによって、当該成分の移送状態を把握することができる。X線用造影剤としては、アルギン酸塩との適合性(溶解性や非反応性等)のよいX線造影剤であれば特に限定されない。例えば、イオヘキソールやイオパミドール等の非イオン性ヨード系造影剤等を用いることができる。
(イ)一方、移送される塩基成分中にはバリウムが含まれるため、移送流路1および合流点2に対してX線照射が行われることによって、当該成分の移送状態を把握することができる。溶液Bだけでなく溶液Cを用いる場合も同様である。
(ウ)また、合流点2におけるゲル化した物質の生成状態および塞栓物質Mの形成状態が把握できることによって、上記(ア)および(イ)の各成分の移送量・流量を調整し、作製される塞栓物質Mの性状および生成量を正確に制御することができる。
後述する実施例において図示されるように、高濃度のアルギン酸バリウムの生成によって作製された塞栓物質Mの造影機能の増大により、移送流路1および合流点2よりも鮮明に塞栓物質Mの形成状態が把握できる。従って各溶液の流量(移送量)を調整することによって、生成させる塞栓物質Mの位置や大きさ等を制御・設定することができる。
(i)溶液Aa
アルギン酸ナトリウム水溶液は、グルロン酸高含有タイプ100~200mPa・s(1%、KIMICA社製)2.0wt%に調製したものを造影剤との混合比1:1~3:1に調製して使用した。造影剤として、ヨード系造影剤(一般名:イオヘキソール、商品名:オムニパーク、第一三共株式会社製)を用いた。
(ii)溶液C
濃度0.68mol/Lの塩化バリウム水溶液と、濃度0.68mol/Lの塩化カルシウム水溶液とを混合比1:2で混合調製して使用した。
1・1 実験方法
図2に例示する動脈モデルを接続した血管モデルを用い、移送流路として4Frカテーテル(東レ製、血管造影用カテーテル)を使用して塞栓実験を行った。
(1-1)動脈瘤内に挿入したカテーテルより、透視下で確認しながら調製した溶液Cを、1mL注入した。
(1-2)その際、溶液C内にバリウムが含まれるため、X線透視にてその広がりを確認した。
(1-3)続いて、調製した溶液Aaを、透視下でカテーテルを通して動脈瘤内に、1mL注入した。
(1-4)溶液Aaは造影剤を含むため、X線透視にて広がりを確認しながら、標的血管外へ逸脱の恐れがある時点で注入を止めた。
(1-5)注入された溶液Cの広がりを図3(A)に示し、注入された溶液Aaの広がりを図3(B)に示す。
(1-6)瘤内に満たされた塩化バリウム・カルシウム溶液に接触するとアルギン酸はゲル化を起こし、瘤内は塞栓されたことを確認した。また、アルギン酸と親和性の高いバリウムを使用することで、より強度の高いゲルを作製することが可能であることを確認した。
2・1 実験方法
(2-1)ブタの右大腿動脈よりシース挿入後、4Frカテーテルを挿入し、両側腎動脈を選択し、造影を行った。
(2-2)動脈瘤内に挿入したカテーテルより、実施例1と同様に、透視下で確認しながら調製した溶液Cを4mL注入し、造影を行った。
(2-3)その後、実施例1と同様に、透視下で確認しながら調製した溶液Aaを1mL注入し、造影を行った。
(2-4)30分後、腎動脈の造影を行った。
(2-5)両側腎動脈の造影結果を図4(A)に、注入された溶液Cの広がりの造影結果を図4(B)に、注入された溶液Aaの広がりの造影結果を図4(C)に、30分後の腎動脈の造影結果を図4(D)に示す。
(2-6)両側腎動脈の造影結果を図4(C)に示すように、腎動脈下極枝に限局した溶液Aaの停滞が見られた。また、図4(D)に示すように、30分後の腎動脈造影で良好な塞栓効果を確認することができた。
(2-7)実施例1と同様に、溶液Cの広がりを確認しながら、溶液Aaを必要十分な量注入することができ、標的血管以外の動脈への逸脱を防ぐことが可能であった。
本発明の塞栓物質を構成するアルギン酸バリウム、アルギン酸カルシウム、アルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムの混合物、およびアルギン酸第一鉄の動的弾性率を測定し、その強度および塞栓物質としての適正を検証した。
3・1 実験方法
(3-1)測定対象として、溶液Aaと、濃度0.68mol/Lの塩化バリウム水溶液とから作製された塞栓物質Mb、溶液Aaと、濃度0.68mol/Lの塩化バリウム水溶液および濃度0.68mol/Lの塩化カルシウム水溶液の混合溶液とから作製された塞栓物質Mc1およびMc2(Mc1は塩化バリウム:塩化カルシウムの配合比2:1、Mc2は同配合比1:2)を準備した。
また、参考例として、溶液Aaと、濃度0.68mol/Lの塩化カルシウム水溶液とから作製されたアルギン酸カルシウムを主成分とする塞栓物質Mxを準備した。また、比較例として、溶液Aaと、濃度0.68mol/Lの塩化第一鉄水溶液とから作製されたアルギン酸第一鉄を主成分とする塞栓物質Myを準備した。
(3-2)動的弾性率として、上記各塞栓物質の貯蔵弾性率および損失弾性率を、弾性率測定器(型式:MCR302、AntonPaar社製)を用いて測定した。
(3-3)周波数1[Hz]における弾性率の測定結果を表1に示す。
(3-4)表1に示すように、アルギン酸バリウムが高い弾性率を有することを確認することができた。また、アルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムの混合物についても比較的高い弾性率を有することを確認することができた。アルギン酸第一鉄については、比較的低い弾性率を有し、十分な塞栓機能を得ることができなかった。具体的には、1Hzにおいて、貯蔵弾性率が700~40000[Pa]、損失弾性率が200~10000[Pa]であることが好ましく、貯蔵弾性率が7000~30000[Pa]、損失弾性率が1400~5000[Pa]であることがより好ましいとの実験結果を得ることができた。
(i)アルギン酸ナトリウムと造影剤を混合した溶液(溶液Aa)を用いることで、X線透視下での広がりを確認することができる。
(ii)2価の陽イオンとしてバリウム(溶液Bまたは溶液C)を用いることで、X線透視下での広がりを確認することができる。
(iii)上記(i)、(ii)における各溶液を使用する際の、標的血管外への各溶液の逸脱および塞栓物質の逸脱などのリスクを減らすことが可能である。
(iv)バリウムイオンを使用することで、より硬いゲルを作成できる。
(v)適正な塞栓機能を有するためには、所定の弾性率を有する塞栓物質が好ましい。
塞栓物質の作製方法の実施または塞栓物質を作製するためには、固有の専用キットを使用することが有用である。具体的には、
(ア)アルギン酸塩溶液(溶液Aまたは溶液Aa)を含む封止された容器、
(イ)溶液Bまたは溶液Cを含む封止された容器、
(ウ)各容器に含まれる溶液が移送される移送流路、
(エ)移送流路からの各溶液の合流点、
(オ)移送流路に設けられる流量調整部材
から構成される。
(カ)アルギン酸塩溶液Aに対して溶解性を有する造影剤を含む封止された容器Vdと、
(キ)前記容器Vd内の造影剤と前記容器Va内のアルギン酸塩溶液Aを混合してアルギン酸塩溶液Aaを作製するための混合容器ユニットUaと、
(ク)カルシウム化合物溶液を含む封止された容器Veと、
(ケ)前記容器Ve内のカルシウム化合物溶液と前記容器Vb内のバリウム化合物溶液Bを混合して前記混合液Cを作製するための混合容器ユニットUbと、を有する構成が挙げられる。
1a、1b 端部
2 合流点
3 対象物
3a 塞栓部位
M 塞栓物質
Claims (5)
- アルギン酸塩溶液Aと、バリウム化合物とカルシウム化合物を含む混合液Cと、を用いる、周波数1Hzにおける、貯蔵弾性率が700~40000[Pa]、かつ損失弾性率が200~10000[Pa]である、ゲル状の塞栓物質の作製方法であって、
(1)予め、前記溶液Aと、前記混合液Cとが供給される移送流路および合流点を設定し、
(2)前記混合液Cを、前記移送流路を経由して前記合流点に供給し、
(3)前記溶液Aを、前記移送流路を経由して前記合流点に供給し、
(4)前記合流点において、アルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムのゲル状混合物を含む塞栓物質を形成する、
ことを特徴とする塞栓物質の作製方法。 - 前記溶液Aは、アルギン酸塩溶液Aに対して溶解性を有する造影剤を含むアルギン酸塩溶液Aaであり、
前記移送流路および前記合流点においてX線照射を行い、
前記溶液Aaと前記混合液Cの流量、拡散状態、混合状態、または塞栓物質の形成状態を測定し、前記塞栓物質の生成量を制御することを特徴とする請求項1に記載の塞栓物質の作製方法。 - 周波数1Hzにおける、貯蔵弾性率が700~40000[Pa]、かつ損失弾性率が200~10000[Pa]である、アルギン酸バリウムとアルギン酸カルシウムのゲル状混合物を含む塞栓物質。
- 請求項1または2に記載の塞栓物質の作製方法、或いは請求項3記載の塞栓物質を作製するために用いられる塞栓物質作製用キットであって、
アルギン酸塩溶液Aを含む封止された容器Vaと、
バリウム化合物とカルシウム化合物を含む混合液Cを含む封止された容器Vcと、
移送流路と、
前記移送流路に接続され、前記溶液A、および前記混合液Cからなる群より選択される少なくとも1種の液の移送流量を調整するための流量調整部材と、を含む塞栓物質作製用キット。 - アルギン酸塩溶液Aに対して溶解性を有する造影剤を含む封止された容器Vdと、
前記容器Vd内の造影剤と前記容器Va内のアルギン酸塩溶液Aを混合してアルギン酸塩溶液Aaを作製するための混合容器ユニットUaと、
バリウム化合物溶液Bを含む封止された容器Vbと、
カルシウム化合物溶液を含む封止された容器Veと、
前記容器Ve内のカルシウム化合物溶液と前記容器Vb内のバリウム化合物溶液Bを混合して前記混合液Cを作製するための混合容器ユニットUbと、を含む請求項4に記載の塞栓物質作製用キット。
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