JPH09508397A - 体組織を視覚的に標識化するための薬剤 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 この発明は体組織を標識化するためのＮＭＲ用画像形成着色物質，Ｘ線用画像形成着色物質又は必要な場合には色材を含む超音波用画像形成物質の使用に関する。

Description

【発明の詳細な説明】 体組織を視覚的に標識化するための薬剤 この発明は特許請求の範囲に特徴付けられた対象物，すなわち視覚により体組 織を標識化する診断用薬剤を製造するためのＮＭＲ用着色造影剤又はＸ線用着色 造影剤又は必要な場合には色材を含む超音波用造影剤の使用に関する。 放射線画像の精細化が進むにつれてますます細部の変異が見出されているが， これらは外科医にとり一部では院内診断でも術中においても確実に触覚されない ものである。このようにして１mm³までの組織構造を目視することができる。病 理学者でも，このような変異を見出すことは困難である。それは費用と時間的理 由によって比較的大きな組織を多大のコストを要するミリメーター単位の処理を することが一般的にみて不可能であるからである。これは特に，小サイズの悪性 腫瘍の検出，インサイチュー癌腫（通常は殆ど触覚されない）のような悪性腫瘍 の初期段階及びたまたま組織で悪性腫瘍が見出されず放射線的に不明瞭な変異を 安全に切除したことを確認する際に重要になる。術前に標識化しておくべき変異 の例をあげると，触覚でなく乳腺撮影検診で疑わしいと判断された変異又は小さ なサブ胸膜変異があり，これらは肉腫又は睾丸腫瘍をもつ患者の治療法決定とし て転移の防止又は検出のために切除しなければならない。 このような変異を，不必要な障害を与えずに又は周辺にある健康な組織の多く を切除しないで確実に見出し，組織病理学的所見（法医学的理由にもよる）との 信頼できる相関性を保証するためには，この変異を術前にいわゆるＸ線，超音波 ，コンピュータ断層撮影又 は核スピン断層撮影を操作して標識化しておく必要がある。 放射線医学的に操作して組織を標識化するために ― 相当する放射線方式に より疾患部を表示するのに ─ 従来は主に次ぎの技術が使用に供されてきた。 １．対象物又は色により組織の上部にある皮膚を標識化する。 ２．針又はワイヤ（一般的には固定できる）を病巣に挿入して手術まで留めて おく。 ３．切除する組織に色材を注射してじかに標識化する。 しかし，上述の技術には種々の欠点がある。方法１は深い組織にある障害部に は不正確であり，特に明らかな呼吸性移動がある組織（例えば，乳腺癌腫）には 問題がある。方法２では方法１がもつ欠点はないが感染の危険性が高く，特に診 断と手術の間の時間が比較的長いときに危険性がある。患者が快適に感じること は少なく，さらに固定されていてもこれがはずれる危険性並びに術中切断の危険 性があり，このようにして尖った異物が組織内に残ることになる。〔A.W.M.C．O wen and E．Nanda Kumar: Migration of Iocalizing wires used in guidedbiop sy of the breast．Clin．Radiology（1991）43，251．J.B．Bristol，Jones P. A.:Transgression of a localizing wire into the pleural cavity pror to ma mmography．Br．J．of Radiology（1981）54，139-140．L.S．Gormly，L.W．Bas sett: Pre biopsy needle localizing，ductography and pneumocystography．I n: Mitchell G.W．Bassett L.W: (eds): The female breast and its disorders ．Baltimore，Williams and Wilkins，1990］。 方法３が現在最も多く利用される。一般的にはここで放射線管理のもとに注射 針が直接病巣に挿入されて該当する色材が注射される。しかしながら，特に疾患 部が小さい場合には色材が事実上の病巣 に注射されたとは限らない。病巣近くを通り過ぎて色材が注射されることがしば しば生じた。色材が留まる個所を局所的に正確に定めるには，一般的に色材を造 影剤（ＮＭＲ用，Ｘ線用）に混合しておくと造影剤は該当する画像形成方法によ り簡単に検出されるので空間的位置から色材の正確な位置を決めることができる 。組織標識化のための色材として従来から一方ではインジゴカルミン又はメチレ ンブルーなどの水溶性色素又は膨潤性の無菌活性炭のような非溶解性物質が利用 される。 水溶性色素がもつ特典として，多少のアレルギー性反応は別として適合性が許 容できることにある。これらの色素は外科医にとり見やすく，かつ完全に排泄さ れるものである。その主な欠点として組織内を迅速に拡散することがあげられる 。すでに放射線標識化と手術の間の比較的短い間隔（１〜２秒から）において色 素は急速に周辺に広がるために広範囲にわたる染色が起こり正確な位置ずけがで きなくなる。 無菌の生理食塩水で軟化した活性炭はこれに対して大部分が注射個所に残留し て手術のときに除去される。これにより放射線標識化と例えば日常の手術の間の 時間設定が著しく容易になる。そのほか標識化がよいと一般に組織病理的相関が 難なく正確に得られる。しかし活性炭にも欠点があげられ，これは体内から排泄 されず，組織内の反応性変異点又は排膿リンパ節に移行する。そのほか微細粒子 状の活性炭もまた静電効果によると考えられる凝集を起こす傾向がある。これは 明らかな欠点であり，このために１８番ゲージまでの針がしばしば詰まり，この ときは新しい針で標識化を新たに行わなければならなくなる。 従って本発明の課題は現在の技術がもつ欠点を克服した標識薬剤の供給，すな わち次ぎの標識化薬剤を見出すことにある。 １．良好な適合性， ２．組織における免疫性が十分長い期間持続すること， ３．視覚によっても放射線によっても該当する組織内で識別され ４．長く細いカニューレによる注射がよく行えること。 この課題は本発明により解決される。 黒色又は着色した造影剤は磁気共鳴断層撮影又はＸ線診断に適し，並びにガス ／色素又はガスを含む微細粒子は超音波診断に適し，上述の要求事項を驚くほど 満足し，体組織を標識化して後刻において該当組織を視覚により見出す目的に優 れた適性をもつことが見出された。 この発明は従って視覚により体組織を標識化するための診断用薬剤の製造にＮ ＭＲ用着色造影剤又はＸ線用着色造影剤又は必要な場合には色材を含む超音波用 造影剤を使用することに関する。 これらの薬剤の具体例を以下にあげることにする。 例えば磁鉄鉱(magnetite)の懸濁液，すなわちコロイド溶液又は FeO及び Fe₂O₃ の混合物などが適し，これらは通常有機分子を含み程度の差があれ親水性の層 によって安定化されている。これらは，プロトン緩和への強い影響乃至はＸ線吸 収作用によって放射線方式で画像形成効果を示すばかりでなく，さらに暗褐色か ら黒色を呈するために目視でもよく識別できるので明るい組織（例えば，脂肪， 腺組織，筋肉，結合組織）の標識化に特によく適している。磁鉄鉱の粒子直径は 通常１μｍよりかなり小さく，水によく懸濁されて移動性を示すが，組織に注射 してからも意外と長時間（数日から数カ月）希釈されずに注射個所に留まり目で よく識別される。磁鉄鉱は局部的適合性がよい。酸化鉄は長期にわたり溶解して 鉄は自然に鉄代謝へと移行していく。磁鉄鉱による標識化は，さらに組織断片中 で磁鉄鉱に含まれる鉄が ロダンカリと反応して「ベルリン青」として着色する可能性を開くものである。 医学的応用に適した磁鉄鉱及びその製造方法は，例えば，米国特許 US 4,731, 239，US 4,770,183， US 4,827,945， US 4,767,611，欧州特許 EP 0 186 616， スエーデン特許 SE 83 070 60，SE 84 054 99，英国特許 GB 84-08127，ドイツ 特許 DE 35 79 899，国際特許 WO 91/05807 に記載される。 磁鉄鉱のほかに同上の目的には同じく金属ポルフィリン類が適している。これ らの物質は，含有する金属によりＸ線撮影方法又は錯金属が，例えば鉄(Fe⁺³)， マンガン(Mn⁺³)，ガドリニウム（Gd⁺³）のような常磁性金属イオンに関する場合 には磁気共鳴断層撮影を用いて簡単に検出される。ポルフィリンはさらに可視光 領域の周波数範囲で光を吸収するので目視によってもよく識別できる。特に，例 えば欧州特許 EP 0 336 879 又は EP 0 355 041 に記載されるような強く着色さ れた錯体が適している。 さらに超音波用造影剤が適していて，これはエコーを与えるカプセル化ガスの ほかに色材も含有している。このような造影剤はドイツ特許 DE 43 30 958 に記 載される。適する色材として原則的に生理的に適合するすべての色素があげられ ，例えばヘモグロビン，クロロフィルなどがある。しかし，カプセル化されてい ないで急速に拡散することが考えられるような色素（例えば，メチレンブルー） も適している。カプセル化にすれば拡散は回避される，つまり色素は注射個所に 留まり，ドイツ特許 DE 43 30 958 に記載されるように適合した周波数と波長を もつ超音波を照射することによって初めて直接的に注射前に遊離される。 超音波機器はどの手術室でも使用されているので色材の遊離は手術室内の外科 医自身により取りおこなわれる。色素遊離と標識個所 の目視再見間の時間が短いために拡散性の高い水溶性色素を用いた場合にも色素 が広範囲に分布することが大きく避けられる。 しかし，標識化には他の超音波検出が可能な粒子も適しているが，これらは例 えば米国特許 US 4,276,885，欧州特許 EP 0 327 490，EP 0 458 079 及び EP 0 535 387 に記載される。 さらに体内で通常の画像形成方法により検出できる他の毒性が殆どない色素が 適するが，これには例えばメラニン又は幾つかの安定性ラジカルがあり，組織の 緩和時間に影響を与えることで核スピン断層撮影の画像形成効果がもたらされる 。これらのラジカルの例として次ぎが挙げられる〔G．Sosnovsky，A critical e valuation of the present status of toxicity of aminoxyl radicals，J．Pha rmaceut．Sci．81（1992）496-499］。 これまで述べた薬剤は組織の標識化適性が優れ，特に直接の目視検査が行いに くかった身体部位が該当する。この薬剤は，驚異的なことにはかなり長期間の位 置安定性を示し，つまり標識化と手術の間に拡散することがなく又は拡散があっ ても無視できるほど緩慢である。上述の薬剤は適合性がよく，驚くことにごく僅 かな濃度でもすでに目視により識別でき，放射線画像形成方式にも使用されるよ うになる。これによって注射で投与する程度の薬量を用いて画像形成方式〔例え ば胸腺撮影又はコンピュータ断層撮影など通常のＸ線撮影を含むＸ線技術，磁気 共鳴断層撮影（ＭＲＴ）及び超音波方式〕のコントロール画像を作製し，かつ外 科医が容易に識別できる標識化を行うことが可能になった。 上述の薬剤は，体表面から１乃至は数センチメートル下にある組織の小面積部 分を標識化するときに特に価値があり，特に組織部分が軟部組織の位置にあるこ との制約があり，組織が運動で容易に移動する場合が相当する（例えば，胸部組 織，睾丸組織）。 これらの薬剤は（説明した画像形成方式の制御のもとに行う）手術の前に生検 針で採取した組織試験片の部位を標識化するためにも特に適している。このよう な標識化をしておかないとたまたま後日に手術が必要になっても生検針を抜いた あとの部位を再び見定めることが困難になるはずである。 その他にも特に疾患部が小さいときに生検針を正確に位置決めすることがしば しば困難になり，このために擬似組織ではなく，周囲の健康な組織が誤って採取 されるので必然的に病理所見が違ってくることになる。これに対して試験片を採 取した後で直ぐに同じカニューレで上述の薬剤を注射すれば相当の画像形方式を 使用して試料が事実上目的の部位から採取されたか否かが容易に見分けられる。 発明によれば上述の薬剤は，概して十分に長いカニューレを通して溶液，懸濁 液又はエマルションとして上述の画像形成方式を目視で制御しながら該当する組 織部位へ注入される。使用する画像形成方法が核スピン断層撮影に関する限り， 発生する強磁場のためにカニューレには磁気を帯びない物質を使用するのが当然 である。利用した物質の画像形成特性に基づいて適用後すぐにコントロール画像 が作製されて標識化が事実上目的の部位に位置しているか否かが見てとられる。 疾患部を間違えた場合でも手術を行う外科医は着色した標識によって腫瘍個所を 容易に再見することができる。それは着色標識化により腫瘍個所の相対位置がコ ントロール画像から容易にみてとれるからである。 すでに述べたように上述の薬剤は一般的に肉眼で容易に識別される。ガス含有 微細粒子に基づく超音波用造影剤の場合には，しかしながら（粒子によって引き おこされる不明瞭な標識化のために）視覚検査の代わりに超音波スキャナを使用 して粒子を再見することが推奨される。このような機器は（核スピン断層撮影又 はＸ線機器と は逆に）いずれの手術室でも使用できるものである。 例えば，ポルフィリン類のような幾つかの標識化薬剤の場合には赤外光乃至は 紫外光で励起して着色効果を強めることが推奨される。ここで必要な助剤もどの 手術室でも容易に使用される。 組織へ注射するために用意される調剤はすべて無条件に無菌でなければならな い。これらの調剤には，通常の医薬助剤を含ませて等張性（例えば，グルコース ，ＮａＣｌ），緩衝性又は溶液とエマルションと懸濁液に安定性を与えるように することが望ましい。 使用する投与量はまず標識化する組織のサイズによって決まる。ごく少量では 50μl あればできる。注射液容積としては 0.1〜２mlであることが好ましい。サ イズが比較的大きく又は多巣性の経過の場合には５ミリリットル又はそれ以上の 標識化薬剤を注射する必要が生じる。注射液容積が少ない場合には個々の成分の 濃度を上げることが好ましく，容積が大きくなる場合にはむしろ濃度を下げて行 えば画像診断でおきるアーチファクトも避けられる。 用いる薬剤の濃度は，画像形成方式の選び方に応じてそのつど変わる。 このように造影物質は，磁気共鳴断層撮影では 0.1〜100 μモル/ml，好まし くは１〜20μモル/ml の濃度で投与し，Ｘ線用造影物質の場合には3〜100 mg/ml の造影元素（例えば，ヨウ素，鉄など）及び超音波用造影調剤の場合には0.01 〜50μl ガス/ml，好ましくは 0.1〜５μl ガス/ml を投与する。 磁鉄鉱は約 0.1μモル鉄/ml から 500μモル鉄/ml の水溶液として投与される 。強く着色した約20 〜500μモル鉄/ml の溶液を注入することが好ましい。 金属ポルフィリン類は同じ程度の濃度範囲で使用され（0.1 μモル/ml 〜 500 μモル/ml)，好ましい範囲は20 〜 200μモル/ml にある。 他の常磁性色素又は金属イオン含有色素又は例えばローズベンガル，エリスロ シン，テトラクロロテトラヨードフルオレセインなどのヨウ素含有色素は，多少 濃度を高めて（50〜500 μモル/ml）使用することが好ましい。 上述の濃度は基準値として示され，個々の場合にはこれを上下することがある 。そのつど選定された放射線方式において画像形成効果が明確であり，同時に視 覚により組織の標識化が識別できる濃度であれば十分である。 以下に述べる実施例は発明の対象物を説明するものであるが，これによって範 囲が限定されるものではない。実施例１ 磁鉄鉱による生検領域の標識化 擬似組織領域をＭＲＴで同定する。腫瘍組織を検査するために針による生検を 行い該当領域から細胞を採取する。針の位置を正確にコントロールし，後日手術 が必要な場合には該当する組織領域を容易に見出せるようにするために50 ミリ モルのデキストラン・磁鉄鉱溶液（SH U 555，シェーリング株式会社，ベルリー ン）を0.5 ml 注射する。薬液を注射した後では該当個所のＭＲＴ信号表示は弱 い。術中の切開で生検領域は褐色がかって着色されて識別できる。同様にして病 理学者は手術材料の様子が分かり，必要な切開を正しい面で行うことができる。実施例２ ポルフィリンによる生検領域の標識化 実施例１記載の方法によるが，ここでは標識化溶液として１ミリリットルの生 理食塩水に溶かした２μモルのマンガン（Ｍｎ（III）｛テトラキス｛３−（カ ルボキシラトメトキシ）−フェニル｝−ポルフィリン｝−酢酸塩錯体として）を 注射する。術間切開の際に生 検領域は黄緑みの着色として識別される。紫外光で短時間の励起照射を与えると 着色効果をさらに強めることができる。実施例３ 磁鉄鉱による乳腺癌腫の標識化 乳腺撮影によって容積が 0.5 cm³に満たない微細な石灰化像が見つけられる。 この局所を立体的に生検で調べる。同時に 500ミリモルの磁鉄鉱溶液 0.2 ml を 注射する。生検に基づいて乳腺癌腫を検出する。疾患部を術中に同定するが，こ れは明らかな黒褐色の着色があると容易になる。実施例４ 磁鉄鉱による筋肉組織の標識化 デキストラン・磁鉄鉱溶液（SH U 555，シェーリング株式会社）を，A）500ミ リモル鉄/リットル，B）250 ミリモル鉄/リットル，C）125 ミリモル鉄/リット ルの濃度において投与量１mlの注射を筋肉組織に行い，コンピュータ断層撮影で 検査する。磁鉄鉱の沈積はいずれの場合も明瞭に識別され，その形状には尖鋭な 境界がみえる。該当する組織領域を切開すると褐色がかる着色により磁鉄鉱が光 学的に容易に識別される。実施例５ メチレンブルーを含むポリ（D，L−乳酸−グリコール酸）からなる微細粒子を 組織試験片に入れて超音波（音波圧＞50 dB，周波数 2.5 MHz）を試験管内照射 して組織内にメチレンブルーを遊離させる。 メチレンブルーを含む粒子の製造方法はドイツ特許 DE 43 30 958（実施例８ ）に開示され，ここでポリ（D，L−乳酸−グリコール酸）（50:50）（Resomer R G 503，ベーリンガー製 インゲルハイム）４ｇをCH₂Cl₂50 mlに溶かし，これに メチレンブルー20 mgを４％ゼラチン水溶性４mlに溶かした溶液を急速攪拌機を 用いて攪拌しながら添加して乳化させる。引き続いてさらにオートクレーブ製 の４％ゼラチン水溶性 200 mlを添加する。エマルションを室温で８時間攪拌す る。生成した粒子を５μｍフィルターで濾過し，遠心により分離し，オートクレ ーブ製の４％ゼラチン水溶性 50 mlの中で再分散させ，−78℃で凍結，そして凍 結乾燥を行う。再分散の後でガス含有微細粒子を遠心（1000回転/分，30分）に よって分離する。得られた粒子は水 20 mlに注射用として採取され，直ちに体組 織の標識化に使用される。実施例６ 生分解が可能なポリ−２−シアノアクリル酸ブチルエステル（国際特許 WO 93 /25242，実施例１）からなる被膜をもち，ガスを充填した平均粒子サイズが約２ μｍの中空体をもつ懸濁液 0.05ml を犬の上腿部筋肉組織に注射する。3.5 時間 後に3.5MHzの音響ヘッドで超音波検査を行うと尖鋭な境界をもつ造影剤沈積が見 出されて，これはあらゆる平面で良好な局所的存在を示している。

【手続補正書】特許法第１８４条の８ 【提出日】１９９６年１月８日 【補正内容】 請求の範囲 １．体組織を視覚的に標識化する診断用薬剤を製造するためのＮＭＲ用着色造 影剤又はＸ線用着色造影剤又は色材を含む超音波用造影剤の使用。 ２．体組織を視覚的に標識化する診断用薬剤を製造するための超音波用造影剤 の使用。 ３．ＮＭＲ用着色造影剤として少なくとも一つの金属ポルフィリン，磁性酸化 鉄粒子，ニトロキシド又はメラニンを含む請求の範囲１記載の薬剤の使用。 ４．Ｘ線用着色造影剤としてローズベンガル，エリスロシン又はテトラクロロ テトラヨードフルオレセインを含む請求の範囲１記載の薬剤の使用。 ５．色材を含む超音波用造影剤として生分解が可能なポリマーからなる被膜並 びにガス及び色材を含む粒子心からなる微細粒子を有する請求の範囲１記載の薬 剤の使用。 ６．超音波用造影剤としてポリラクチド−グリコリド被膜又はポリシアノアク リレート被膜並びにガスを含む粒子心からなる微細粒子を有する請求の範囲２記 載の薬剤の使用。 ７．放射線的に検出できる少なくとも一つの着色物質を含む体組織を視覚的に 標識化するための薬剤。 ８．放射線的に検出できる着色物質として磁鉄鉱を含む請求の範囲７記載の体 組織を標識化するための薬剤。 ９．放射線的に検出できる着色物質としてポルフィリン類の金属錯体を含む請 求の範囲７記載の体組織を標識化するための薬剤。 10．放射線的に検出できる着色物質として，必要な場合には色材を添加したガ ス含有微細粒子を有する請求の範囲７記載の体組織を 標識化するための薬剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 フリッツシュ，トマス ドイツ連邦共和国，デー−12169 ベルリ ン，エリセンシュトラーセ ２

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．体組織を視覚的に標識化する診断用薬剤を製造するためのＮＭＲ用着色造 影剤又はＸ線用着色造影剤又は色材を含む超音波用造影剤の使用。 ２．体組織を標識化する診断用薬剤を製造するための超音波用造影剤の使用。 ３．ＮＭＲ用着色造影剤として少なくとも一つの金属ポルフィリン，磁性酸化 鉄粒子，ニトロキシド又はメラニンを含む請求の範囲１記載の薬剤の使用。 ４．Ｘ線用着色造影剤としてローズベンガル，エリスロシン又はテトラクロロ テトラヨードフルオレセインを含む請求の範囲１記載の薬剤の使用。 ５．色材を含む超音波用造影剤として生分解が可能なポリマーからなる被膜並 びにガス及び色材を含む粒子心からなる微細粒子を有する請求の範囲１記載の薬 剤の使用。 ６．超音波用造影剤としてポリラクチド−グリコリド被膜又はポリシアノアク リレート被膜並びにガスを含む粒子心からなる微細粒子を有する請求の範囲２記 載の薬剤の使用。 ７．放射線的に検出できる少なくとも一つの着色物質を含む体組織を標識化す るための薬剤。 ８．放射線的に検出できる着色物質として磁鉄鉱を含む請求の範囲７記載の体 組織を標識化するための薬剤。 ９．放射線的に検出できる着色物質としてポルフィリン類の金属錯体を含む請 求の範囲７記載の体組織を標識化するための薬剤。 10．放射線的に検出できる着色物質として，必要な場合には色材を添加したガ ス含有微細粒子を有する請求の範囲７記載の体組織を 標識化するための薬剤。