JP7841761B2 - 二相注入可能電極 - Google Patents
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Description
a)複数の固体粒子およびトランスポーター相を含む二相注入可能電極であって、固体粒子およびトランスポーター相の両方が、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を含む、二相注入可能電極と、
b)対極と、
c)プローブと、
d)電荷供給装置と、を含むキットを開示する。
本発明の多くの実施形態は本明細書を通して詳述されており、当業者には明らかであろう。本発明は、引用された実施形態のいずれかに限定して解釈されるものではない。
本明細書は、組織、特にヒト組織と界面を形成し、未知の形状の外科空洞を充填できる、本明細書に記載の二相注入可能電極について説明する。本明細書に記載される二相注入可能電極は、注入によって導入されてもよい。
電極は、ある媒体から別の媒体へ電流を流し、受け取る導体である。電極は、電荷供給装置と人体との間に電流を流す目的で使用されてもよい。
ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸(PEDOT:PSS)は、ナトリウムポリスチレンスルホン酸とポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)(PEDOT)との導電性ポリマー混合物である。
本明細書に記載の二相注入可能電極は、少なくとも2つの相、複数の固体粒子を有する固相と、トランスポーター相と、を有する。
本明細書に記載の二相注入可能電極は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を有する複数の固体粒子を有する。固体粒子は、その形状を保持し、定常状態においても、または注入時のせん断力に応じても流動しないという点で、固体である。固体粒子は、粒子の大きさと形状が注射器で注入できるほど小さいため、注入可能である。固体粒子は、トランスポーター相内で分布している。固体粒子は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸の鎖の緻密なネットワークによって優れた導電性を有するが、容易に注入できる電極を構成するためには、トランスポーター相の流動性に依存している。
本明細書に記載の二相注入可能電極は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を有するトランスポーター相を有する。二相注入可能電極のトランスポーター相は、空洞の正確な容量を(患者間の差に関係なく)数秒で充填できる。その結果、切除壁との電気的接触が密になり、注入のスピードが速いため、手術時間が大幅に長くなることはない(患者の安全にとって重要)。二相注入可能電極のトランスポーター相は、定常状態下、または、例えばシアシニングジェルや強粘液のように、注入の際に加えられるせん断力に応じて流動できる物質を有するが、周囲の組織に著しく拡散すべきではない。周囲の組織への拡散は、潜在的に生体適合性の問題につながり、および/またはトランスポーター相の不安定化を引き起こす可能性がある。「シアシニング」は、せん断ひずみによって粘度が低下する流体の非ニュートン挙動を説明する。トランスポーター相のポリ(3,4エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸は可溶化されている。トランスポーター相におけるポリ(3,4エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸のより緻密でない分子ネットワークは、いくらかの導電性を付与するが、固体粒子よりは比較的少ない。トランスポーター相の重要な機能は、流動性を補助し、注入しやすい電極を作ることである。
本明細書に記載の二相注入可能電極のトランスポーター相と固体粒子とは、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を、単体で有してもよく、または、粘土、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、キサンタンガム、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン、エチレングリコール、ドデシルベンゼンスルホン酸、シクロデキストリンおよび/またはポリビニルアミンなどの他の材料との混合物または複合物として有してもよく、または、粘土、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(エチレングリコール)メタクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、キサンタンガム、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン、エチレングリコール、ドデシルベンゼンスルホン酸.メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、グアーガム、プルロニック(登録商標)F-127、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAM)、カッパカラギーナン、シクロデキストリン、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)および/またはポリビニルアミンなどの他の材料との混合物または複合物として有してもよい。
65-85%v/v、10%w/vメチルセルロース、
10-20%v/v、1%w/vポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸、および
5-15%v/v、10xリン酸緩衝生理食塩水を有する。
約75%v/v、10%w/vメチルセルロース、
約15%v/v、1%w/vポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸、および
約10%v/v、10xリン酸緩衝生理食塩水を有する。
75%v/v、10%w/vメチルセルロース、
15%v/v、1%w/vポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸、および
10%v/v、10xリン酸緩衝生理食塩水を有する。
ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極は、柔らかい二相注入可能電極であってもよい。ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極を脳に使用する場合、脳組織と同等の弾性率を有する柔らかいものであってもよい。本明細書に記載されているように、二相注入可能電極が脳組織よりも著しく高い剛性を持たないようにすることは、組織の膨張に動的に対応する(空洞の壁との接触を維持する)能力を向上させる。
ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極は、ファラデー反応を誘発することなく、容量性電荷注入を高レベルで供給できる材料を有する。
ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極は、電気インピーダンスの低い材料を有する。これにより、(組織に損傷を与える)過度の加熱を招くことなく、二相注入可能電極から組織への効率的な電荷の移動が保証される。
ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極は、生体適合性を有する材料を有する。生体適合性を有する材料は、埋込後の急性または慢性の時点で、有害な生物学的反応を避けるために重要である。
ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極に供給される電荷は、刺激装置/バッテリーパックであってもよい電荷供給装置から供給される。ある実施形態では、電荷供給装置は外科的に埋め込まれてもよい。ある実施形態では、電荷供給装置は胸部空洞に外科的に埋め込まれてもよい。適切な電荷供給装置には、例えばパーキンソン病の振戦緩和のために脳深部刺激で使用されているような埋込型パルス発生器(IPG)が含まれる。
1.頭皮を切開し、皮膚フラップを折り返す。
2.頭蓋ウィンドウを開ける。
3.硬膜を切開し、腫瘍を切除する。
4.本明細書に記載の二相注入可能電極を注入し、切除空洞を充填する。
5.硬膜を閉じるために縫合する。
6.頭蓋ウィンドウを覆う適切な補綴物を装着する。
7.二相注入可能電極にセンタープローブを挿入する。
8.対極を埋め込む。
9.プローブと対極をメインリードに接続する。
10.皮膚フラップを元に戻し、縫合して閉じる。
二相注入可能電極の固体粒子は、PEDOT:PSSをDMSOと混合し、任意に合成ポリマー(例えばPVA、PEG、キサンタムガム、および/またはラポナイトなど)および/または安定剤(例えばエチレングリコール、DBSAおよび/またはGOPS)を添加することで製造されてもよい。PEDOT:PSS/DMOS/ポリマー混合物は、PEDOT:PSS/DMSO/ポリマーの固体シートを形成するように、加熱下で円筒形の型内で硬化されてもよい。過剰なDMSOは、一連の洗浄(蒸留水、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)、およびエタノール)で除去でき、その後、球状パンチを用いてシートを打ち抜き、所望のサイズの粒子を形成する。
ある実施形態では、本明細書に記載のように、電気療法に使用する二相注入可能電極が提供される。電気療法は、治療としての電気エネルギーの利用である。
・脳腫瘍(グレードI、II、IIIまたはIV神経膠腫、毛様細胞性星状細胞腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、乏突起膠腫、乏突起膠腫NOS、未分化星状細胞腫、未分化乏突起膠腫、未分化乏突起膠腫NOS、膠芽腫、巨細胞膠芽腫、多形神経膠芽腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、ピロミキソイド星状細胞腫、多形性黄色星状細胞腫、神経膠腫、乏突起膠星状細胞腫、髄膜腫(グレードI、IIまたはIII髄膜腫と髄膜に関連するその他の新生物(例えば血管周囲細胞腫)を含む)、小児脳腫瘍(上衣腫、髄芽腫、異型奇形腫瘍/ラブドイド腫瘍(AT/RT)、脈絡叢乳頭腫、脈絡叢がん、頭蓋内奇形腫、および多層ロゼットを含む胎児腫瘍(ETMR)を含む)、松果体領域腫瘍(例えば松果体芽腫)、および下垂体領域の腫瘍(例えば、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、および脊索腫)
・あらゆるがん由来の転移(例えば、肺がん、乳がん、泌尿生殖器がん、骨肉腫、黒色腫からのものを含む脳転移)
・肺がん(中皮腫、悪性胸膜中皮腫、非小細胞肺がん、小細胞肺がんを含む)
・膵臓がん(例えば局所進行性膵腺がん)
・卵巣がん(例えば、化学療法に耐性を有する卵巣がん)
・肝臓がん(例えば、進行性肝細胞がん)
・乳がん
・子宮頸がん
・結腸直腸がん
・胃がん(胃腺がんを含む)
・脊髄神経鞘腫瘍(神経鞘腫、神経線維腫、神経節腫を含む)
・悪性黒色腫
・腎腺がん、および
・尿路移行上皮がん
・脳転移、および
・びまん性正中神経膠腫
・脳腫瘍(グレードI、II、IIIまたはIV神経膠腫、毛様細胞性星状細胞腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、乏突起膠腫、乏突起膠腫NOS、未分化星状細胞腫、未分化乏突起膠腫、未分化乏突起膠腫NOS、膠芽腫、巨細胞膠芽腫、多形神経膠芽腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、ピロミキソイド星状細胞腫、多形性黄色星状細胞腫、神経膠腫、乏突起膠星状細胞腫、髄膜腫(グレードI、IIまたはIII髄膜腫と髄膜に関連するその他の新生物(例えば血管周囲細胞腫)を含む)、小児脳腫瘍(上衣腫、髄芽腫、異型奇形腫瘍/ラブドイド腫瘍(AT/RT)、脈絡叢乳頭腫、脈絡叢がん、頭蓋内奇形腫、および多層ロゼットを含む胎児腫瘍(ETMR)を含む)、松果体領域腫瘍(例えば松果体芽腫)、および下垂体領域の腫瘍(例えば、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、および脊索腫)
・あらゆるがん由来の転移(例えば、肺がん、乳がん、泌尿生殖器がん、骨肉腫、黒色腫からのものを含む脳転移)
・肺がん(中皮腫、悪性胸膜中皮腫、非小細胞肺がん、小細胞肺がんを含む)
・膵臓がん(例えば局所進行性膵腺がん)
・卵巣がん(例えば、化学療法に耐性を有する卵巣がん)
・肝臓がん(例えば、進行性肝細胞がん)
・乳がん
・子宮頸がん
・結腸直腸がん
・胃がん(胃腺がんを含む)
・脊髄神経鞘腫瘍(神経鞘腫、神経線維腫、神経節腫を含む)
・悪性黒色腫
・腎腺がん、および
・尿路移行上皮がん
・脳転移、および
・びまん性正中神経膠腫
ある実施形態では、本明細書に記載のように、治療によるヒトまたは動物の身体の治療方法に使用する二相注入可能電極が提供される。
・脳腫瘍(グレードI、II、IIIまたはIV神経膠腫、毛様細胞性星状細胞腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、乏突起膠腫、乏突起膠腫NOS、未分化星状細胞腫、未分化乏突起膠腫、未分化乏突起膠腫NOS、膠芽腫、巨細胞膠芽腫、多形神経膠芽腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、ピロミキソイド星状細胞腫、多形性黄色星状細胞腫、神経膠腫、乏突起膠星状細胞腫、髄膜腫(グレードI、IIまたはIII髄膜腫と髄膜に関連するその他の新生物(例えば血管周囲細胞腫)を含む)、小児脳腫瘍(上衣腫、髄芽腫、異型奇形腫瘍/ラブドイド腫瘍(AT/RT)、脈絡叢乳頭腫、脈絡叢がん、頭蓋内奇形腫、および多層ロゼットを含む胎児腫瘍(ETMR)を含む)、松果体領域腫瘍(例えば松果体芽腫)、および下垂体領域の腫瘍(例えば、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、および脊索腫)
・あらゆるがん由来の転移(例えば、肺がん、乳がん、泌尿生殖器がん、骨肉腫、黒色腫からのものを含む脳転移)
・肺がん(中皮腫、悪性胸膜中皮腫、非小細胞肺がん、小細胞肺がんを含む)
・膵臓がん(例えば局所進行性膵腺がん)
・卵巣がん(例えば、化学療法に耐性を有する卵巣がん)
・肝臓がん(例えば、進行性肝細胞がん)
・乳がん
・子宮頸がん
・結腸直腸がん
・胃がん(胃腺がんを含む)
・脊髄神経鞘腫瘍(神経鞘腫、神経線維腫、神経節腫を含む)
・悪性黒色腫
・腎腺がん、および
・尿路移行上皮がん
・脳転移、および
・びまん性正中神経膠腫
・脳腫瘍(グレードI、II、IIIまたはIV神経膠腫、毛様細胞性星状細胞腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、乏突起膠腫、乏突起膠腫NOS、未分化星状細胞腫、未分化乏突起膠腫、未分化乏突起膠腫NOS、膠芽腫、巨細胞膠芽腫、多形神経膠芽腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、ピロミキソイド星状細胞腫、多形性黄色星状細胞腫、神経膠腫、乏突起膠星状細胞腫、髄膜腫(グレードI、IIまたはIII髄膜腫と髄膜に関連するその他の新生物(例えば血管周囲細胞腫)を含む)、小児脳腫瘍(上衣腫、髄芽腫、異型奇形腫瘍/ラブドイド腫瘍(AT/RT)、脈絡叢乳頭腫、脈絡叢がん、頭蓋内奇形腫、および多層ロゼットを含む胎児腫瘍(ETMR)を含む)、松果体領域腫瘍(例えば松果体芽腫)、および下垂体領域の腫瘍(例えば、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、および脊索腫)
・あらゆるがん由来の転移(例えば、肺がん、乳がん、泌尿生殖器がん、骨肉腫、黒色腫からのものを含む脳転移)
・肺がん(中皮腫、悪性胸膜中皮腫、非小細胞肺がん、小細胞肺がんを含む)
・膵臓がん(例えば局所進行性膵腺がん)
・卵巣がん(例えば、化学療法に耐性を有する卵巣がん)
・肝臓がん(例えば、進行性肝細胞がん)
・乳がん
・子宮頸がん
・結腸直腸がん
・胃がん(胃腺がんを含む)
・脊髄神経鞘腫瘍(神経鞘腫、神経線維腫、神経節腫を含む)
・悪性黒色腫
・腎腺がん、および
・尿路移行上皮がん
・脳転移、および
・びまん性正中神経膠腫
ある実施形態では、軟組織に埋め込まれた複数の協働する電極を有する電気療法の形態が提供される。これらの協力電極は、直流条件下では一方向に、交流条件下では両方向に、電極間に電流を流す。これを「多電極電気療法」という。
・脳腫瘍(グレードI、II、IIIまたはIV神経膠腫、毛様細胞性星状細胞腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、乏突起膠腫、乏突起膠腫NOS、未分化星状細胞腫、未分化乏突起膠腫、未分化乏突起膠腫NOS、膠芽腫、巨細胞膠芽腫、多形神経膠芽腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、ピロミキソイド星状細胞腫、多形性黄色星状細胞腫、神経膠腫、乏突起膠星状細胞腫、髄膜腫(グレードI、IIまたはIII髄膜腫と髄膜に関連するその他の新生物(例えば血管周囲細胞腫)を含む)、小児脳腫瘍(上衣腫、髄芽腫、異型奇形腫瘍/ラブドイド腫瘍(AT/RT)、脈絡叢乳頭腫、脈絡叢がん、頭蓋内奇形腫、および多層ロゼットを含む胎児腫瘍(ETMR)を含む)、松果体領域腫瘍(例えば松果体芽腫)、および下垂体領域の腫瘍(例えば、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、および脊索腫)
・あらゆるがん由来の転移(例えば、肺がん、乳がん、泌尿生殖器がん、骨肉腫、黒色腫からのものを含む脳転移)
・肺がん(中皮腫、悪性胸膜中皮腫、非小細胞肺がん、小細胞肺がんを含む)
・膵臓がん(例えば局所進行性膵腺がん)
・卵巣がん(例えば、化学療法に耐性を有する卵巣がん)
・肝臓がん(例えば、進行性肝細胞がん)
・乳がん
・子宮頸がん
・結腸直腸がん
・胃がん(胃腺がんを含む)
・脊髄神経鞘腫瘍(神経鞘腫、神経線維腫、神経節腫を含む)
・悪性黒色腫
・腎腺がん、および
・尿路移行上皮がん
・脳転移、および
・びまん性正中神経膠腫
・脳腫瘍(グレードI、II、IIIまたはIV神経膠腫、毛様細胞性星状細胞腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、びまん性星状細胞腫、乏突起膠腫、乏突起膠腫NOS、未分化星状細胞腫、未分化乏突起膠腫、未分化乏突起膠腫NOS、膠芽腫、巨細胞膠芽腫、多形神経膠芽腫、上衣下巨細胞星状細胞腫、ピロミキソイド星状細胞腫、多形性黄色星状細胞腫、神経膠腫、乏突起膠星状細胞腫、髄膜腫(グレードI、IIまたはIII髄膜腫と髄膜に関連するその他の新生物(例えば血管周囲細胞腫)を含む)、小児脳腫瘍(上衣腫、髄芽腫、異型奇形腫瘍/ラブドイド腫瘍(AT/RT)、脈絡叢乳頭腫、脈絡叢がん、頭蓋内奇形腫、および多層ロゼットを含む胎児腫瘍(ETMR)を含む)、松果体領域腫瘍(例えば松果体芽腫)、および下垂体領域の腫瘍(例えば、下垂体腺腫、頭蓋咽頭腫、および脊索腫)
・あらゆるがん由来の転移(例えば、肺がん、乳がん、泌尿生殖器がん、骨肉腫、黒色腫からのものを含む脳転移)
・肺がん(中皮腫、悪性胸膜中皮腫、非小細胞肺がん、小細胞肺がんを含む)
・膵臓がん(例えば局所進行性膵腺がん)
・卵巣がん(例えば、化学療法に耐性を有する卵巣がん)
・肝臓がん(例えば、進行性肝細胞がん)
・乳がん
・子宮頸がん
・結腸直腸がん
・胃がん(胃腺がんを含む)
・脊髄神経鞘腫瘍(神経鞘腫、神経線維腫、神経節腫を含む)
・悪性黒色腫
・腎腺がん、および
・尿路移行上皮がん
・脳転移、および
・びまん性正中神経膠腫
ある実施形態では、本明細書に記載の二相注入可能電極を有する電気療法は、化学療法および/または放射線療法と組み合わせて提供されてもよい。
ある実施形態では、
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)対極と、
c)プローブと、
d)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)プローブと、
c)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)対極と、
c)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)対極と、
c)プローブとを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)プローブとを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)対極とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)対極とを有するキットが提供される。
a)本明細書に記載の二相注入可能電極と、
b)プローブとを有するキットが提供される。
a)2つ以上の電極と、
b)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)3つ以上の電極と、
b)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)4つ以上の電極と、
b)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
a)5つ以上の電極と、
b)電荷供給装置とを有するキットが提供される。
[全体的な処置]
後続の実施例で使用された材料及び装置は、以下のサプライヤーから購入したものである。
二相注入可能電極のためのPEDOT:PSS固体粒子の製造
1A)PEDOT:PSS溶液を、DMSO追加前にガラスバイアルで室温で5時間混合した。一定時間混合した後、PEDOT:PSS/DMSO懸濁液を直径127.76mmまたは5mmの円筒モールドに鋳込む。サンプルを室温または60℃に設定したホットプレート上で一晩放置した後、固体構造が形成されるまで60℃に設定したオーブンに入れた。一部のサンプルでは、EG、GOPS、およびDBSAを安定剤として添加した。
合成ポリマーを追加した二相注入可能電極のためのPEDOT:PSS固体粒子の製造
2A)1つ以上のポリマーをPEDOT:PSS溶液に直接追加し、60℃で1時間、次いで室温で4時間混合した。一部のサンプルでは、EG、GOPSおよびDBSAが安定剤として追加された。その後、DMSOをPEDOT:PSS/ポリマー溶液に加え、一定時間混合した。溶液を円筒形のモールド(直径127.76mm)に流し込み、構造が完全に硬化するまで60℃に設定したオーブンに入れた。完全に硬化した後、固体構造は室温で24時間放置された。構造を蒸留水、PBS、一連のエタノール希釈液(30、50、70、および100%)で洗浄して過剰なDMSOを除去し、使用するまでPBS中で保存した(室温)。その後、球状パンチを使用して構造を打ち抜き、0.1~1mmサイズのビーズを得た。
二相注入可能電極のためのPEDOT:PSSトランスポーター相の製造
3A)PEDOT:PSS溶液を室温で5時間混合した。一部のサンプルEGでは、GOPSとDBSAが安定剤として追加された。DMSOをPEDOT:PSS溶液に加え、室温で24時間混合した。溶液を60℃に設定したオーブンに入れて、ゲル状の粘度が達成されるまで定期的に混合した。サンプルを、室温で少なくとも24時間放置した。
合成ポリマーを追加した二相注入可能電極のためのPEDOT:PSSトランスポーター相の製造
4A)1つ以上のポリマーをPEDOT:PSS溶液に溶解させながら、60℃で1時間攪拌した後、室温で4時間攪拌した。いくつかのサンプルでは、EGとGOPSを含む安定剤をPEDOT:PSS/ポリマー溶液に追加した。DMSOを溶液に加え、室温で24時間攪拌した。その後、溶液を60℃に設定したオーブンに移し、粘性のある混合物ができるまで定期的に混合した。サンプルを室温で少なくとも24時間放置した。
二相注入可能電極の製造のための固体粒子とトランスポーター相との組み合わせ
5A)実施例3Aおよび実施例4Aにおける上記トランスポーター相のいずれかを、実施例1Aおよび実施例2Aにおける上記固体粒子のいずれかと混合して、二相注入可能電極を作ることができる。任意で、機械的特性を最適化するために、1種以上のポリマーをトランスポーター相に混合し、固体粒子を添加する前に、120℃に設定したオーブンで20分間加熱してもよい。この混合物に固体粒子を加える。
[実験1]
サンプルの静電容量と電荷注入特性
電荷注入のメカニズムは、Bio-Logic Instruments(フランス)のSP200ポテンショスタットを用いた3電極サイクリックボルタンメトリーによって評価した。装置の配置を図5に示す。サンプル0.4gを作用電極とする。電解液は137mM NaCリン酸緩衝生理食塩水である。対極はA-002222プラチナ対極(Biologic Instruments、フランス)であって、外径0.5mm、長さ5cmを有する。これを電解液中に0.5mmの深さまで挿入し、対極と試料の間の距離が0.5mmになるようにする。測定は非通電の参照電極によって行われる。参照電極はRE-IB Ag/AgCI参照電極(Biologic Instruments、フランス)であって、外径は6mm、長さは80mmである。これを電解液中に0.5mmの深さまで挿入し、サンプルとの距離を0.5mmにする。参照電極は対極から物理的に離れている。サンプルは、作用電極、A-002222白金対極(Biologic Instruments、フランス)として使用され、外径0.5mm、長さ5cmのものを使用した。電位は+1~-1Vの間で500mVs-1のスキャン速度で印加した。いずれの場合も、作用電極(サンプル)の面積は0.169cm2であった。スキャン速度500mVs-1でのサイクリックボルタンメトリー結果を図2に示す。これらの結果からカソード電荷貯蔵容量を計算し、図3に示した。
機械的特性
サンプルの貯蔵弾性率は、「FIR-2 Discovery rheometer」(TA instruments社製)を用いて測定した。使用した平行平板の形状は20mmで、ギャップは500μmであった。設定浸漬時間180秒、温度37℃、周波数1.0Hzで、1サンプルあたり3回の振幅掃引試験を行った。振動ひずみが20%に達した時点でテストは終了した(当初の0.01%から)。G’の値は線形粘弾性領域から取られ、0.1%ひずみのデータ点に対応する。
サンプル生体適合性
U251ヒトアストロサイト様細胞を、標準的な培養条件(10%ウシ胎児血清および100単位/mLペニシリン-ストレプトマイシンを添加した改変イーグル培地、すべてGibco、英国が供給)を用いて、24ウェルプレート(Corning、英国)に直接播種した。図5の結果では、1ウェル当たり20,000細胞の播種密度を用いた。各ウェルにサンプル2A.5の0.7mmx0.1mmのディスクを2枚配置する前に、細胞を3時間接着させた。図6では、1ウェル当たり50,000細胞の播種密度を用いて、細胞を24時間接着させた。直径3mmの粒子(サンプル1B.1およびサンプル2B.1)5個を適切なウェルに加え、サンプル3B.2を1ml適切なウェルに加えた。 サンプルは、細胞培養に理想的な環境と考えられる、サンプルディスクのないウェルプレートで培養された細胞からなる、細胞の健全性に関するポジティブコントロールと比較された。ネガティブコントロールも利用し、電極サンプルのないウェルプレートで細胞を増殖させたが、培地にはさらに、5%の濃度で細胞毒性活性が知られている化合物である5%ジメチルスルホキシドを添加した。細胞生存率は、レサズリン還元アッセイ(Alamar Blue(登録商標)、Thermofisher Scientific、英国)を用いて測定し、測定はメーカーの指示に従って行った。図5では、培養24時間後、3日後、5日後、7日後で記憶したデータによって、4つの異なる実験を行った。図6では、培養24時間後、3日後、7日後で記憶したデータによって、3つの異なる実験を行った。結果を図5と図6に示す。
ステートメント1. 複数の固体粒子およびトランスポーター相を備え、固体粒子およびトランスポーター相の両方は、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を有する、二相注入可能電極。
b)対極と、
c)プローブと、
d)電荷供給装置と、を有する、キット。
Claims (12)
- 複数の固体粒子およびトランスポーター相を備え、
前記固体粒子および前記トランスポーター相はそれぞれ、ポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を有する、二相注入可能電極。 - 前記固体粒子は、4mmの最大寸法を有する、請求項1に記載の二相注入可能電極。
- 前記固体粒子は、ゲルから構成される、請求項1または2に記載の二相注入可能電極。
- 前記固体粒子は、少なくとも90%v/vポリ(3,4-エチレンジオキシチオフェン)ポリスチレンスルホン酸を有する、請求項1から3のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- 前記固体粒子は、注入可能電極の40-85%v/vを占める、請求項1から4のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- 前記トランスポーター相は、シアシニングゲルから構成される、請求項1から5のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- 前記トランスポーター相は、粘土、ポリエチレングリコール(PEG)、ポリ(エチレングリコール)メタクリレート、ポリ(エチレングリコール)ジアクリレート、ポリビニルアルコール(PVA)、ポリジメチルシロキサン(PDMS)、キサンタンガム、(3-グリシジルオキシプロピル)トリメトキシシラン、エチレングリコール、ドデシルベンゼンスルホン酸、メチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロース、グアーガム、プルロニックF-127、ポリ(N-イソプロピルアクリルアミド)(PNIPAAM)、カッパ-カラギーナン、シクロデキストリン、リン酸緩衝生理食塩水(PBS)および/またはポリビニルアミンをさらに有する、請求項1から6のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- 前記トランスポーター相は、メチルセルロースをさらに有する、請求項1から7のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- 前記二相注入可能電極の貯蔵弾性率は、振動レオメトリーが温度37℃、周波数1Hzで評価した場合、振動ひずみが0.1%で<2kPaである、請求項1から8のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- ファラデー反応を誘発することなく、容量性電荷転送方式下でヒト組織に±1Vを供給可能である、請求項1から9のいずれか一項に記載の二相注入可能電極。
- 電気療法で使用する装置であって、
請求項1から10のいずれか一項に記載の二相注入可能電極と、
対極と、
プローブと、
電荷供給装置と、を備える、装置。 - a)請求項1から10のいずれか一項に記載の二相注入可能電極と、
b)対極と、
c)プローブと、
d)電荷供給装置と、を有する、キット。
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