JPWO2003080179A1 - サイトカイン制御装置、治療装置および治療方法 - Google Patents

Abstract

コイルボビン（１−１）に放射用コイル（１−２）を巻回した電磁波放射部（１）をケース（２）の内部に設ける。電力供給部（３）から放射用コイル（１−２）に共振回路（４）を介して電流（例えば、共振周波数６０ｋＨｚ、共振電流０．９５ｍＡ）を流す。これにより、放射用コイル（１−２）から微弱な電磁波が照射され、Ｐ点に治療に適した電磁場（例えば、磁束密度≒６．７ｎＴ、電場強度≒０．４２Ｖ／ｍ）が形成される。Ｐ点およびその近傍に患部を置くと、サイトカインの分泌が制御される。例えば炎症を起こさせた動物については炎症性サイトカインが大きく抑制されることを確認している。なお、２０〜１８０ｋＨｚの範囲で有効性が認められ、その中でも６０ｋＨｚ近辺が好ましい結果を得た。

Description

発明の背景
本発明は、生体に分泌されるサイトカインを制御するサイトカイン制御装置、およびその制御作用を利用した治療装置に関するもので、例えば炎症性サイトカインを抑制する炎症治療装置の如きものに関するものである。
生体は侵襲（生体の内部環境を乱す可能性のある攻撃、または刺激）に際してサイトカインを分泌し、自己の恒常性を維持して生き延びようとする。このとき、生体にはサイトカインにより引き起こされる生体反応がみられる。例えば炎症を引き起こすような刺激によって炎症性サイトカインが分泌されて生体に炎症反応が惹起される。
炎症性サイトカインとしては、ＴＮＦ（腫傷壊死因子）−α、ＩＬ（インターロイキン）−１β、ＩＬ−６、ＩＬ−８などが知られている。なお、サイトカインについては、文献１（別冊・医学のあゆみ「サイトカインと疾患」、今西二郎（編者）、藤田勝治（発行者）、医歯薬出版株式会社（発行所）、２０００年７月１０日第１版１刷発行）などに詳述されているので、ここでの詳しい説明は省略する。従来はサイトカインの分泌を促進したり、抑制したりする手段は薬物や生体成分など何らかの化学物質を分泌に関与する神経や細胞に存在するレセプター等に作用させることがほとんどであった。
サイトカインの炎症に対する役割については多くの研究がある。ＴＮＦ−α（腫瘍壊死因子−α）やＩＬ−１等のサイトカイン類は、感染その他の細胞性ストレスに呼応して免疫担当細胞をはじめとする種々の細胞によって産生される（Ｋｏｊ，Ａ．，Ｂｉｏｃｈｉｍ．Ｂｉｏｐｈｙｓ．Ａｃｔａ，１３１７，８４−９４（１９９６））。これらのサイトカインの生物活性には、正の調節機構と負の調節機構の両方が存在し、正常状態では調節機構がバランスよく作動し相互にネットワークを組み生体の恒常性を担っていて、適量存在するときには免疫反応において重要な役割を担っているものの、過剰な産生は多くの炎症性疾患に関わっていると考えられている（Ｄｉｎａｒｅｌｌｏ，Ｃ．Ａ．，Ｃｕｒｒ．Ｏｐｉｎ．Ｉｍｍｕｎｏｌ．，３，９４１−９４８（１９９１）。例えば、産生された腫瘍壊死因子（ＴＮＦ−α）に対する負の調節機構（制御機構）が十分機能しない場合、ＴＮＦ−αはサイトカインネットワークを介して、ＩＬ−１β、ＩＬ−６、ＩＬ−８等のさまざまな他の炎症性サイトカインの産生を促進し、産生されたサイントカインが再びＴＮＦ−αの産生を促進するといった連鎖反応により、炎症の悪循環を生じさせ、ついには骨、軟骨等での組織が破壊され、自己免疫疾患である関節リウマチ等につながるといわれている。
サイトカインを抑制する方法は従来より研究がなされ、特開２００２−３６３１０４では非ステロイド性抗炎症剤による炎症性サイトカイン抑制剤が報告されている。又、特開２００２−３２６９５０ではラクトフェリンを有効成分とする炎症性サイトカイン抑制剤の報告がある。その他、特開２００１−１１４６９０、特表平７−５０３１７号公報（ＷＯ ９３／１４０８１）、特表平９−５０５０５５号公報（ＷＯ ９５／１３０６７）にはｐ３８ＭＡＰキナーゼ阻害剤が、特開平１１−１８０８７３ではＮＦ−κＢ活性阻害剤、特開２０００−２３９１８２では肝実質細胞増殖因子を有効成分とした炎症性サイトカイン制御剤の報告がなされている。これら報告は全て、薬剤、抽出物を利用した方法であり、過剰抑制、耐性出現、薬剤による副作用の恐れがある。さらに炎症性サイトカインにより誘発される自己免疫疾患等の炎症性疾患は慢性化することが多く、長期療養が必要となり、根本治療を期待できない非ステロイド剤のように対症療法が中心となり副作用のある薬物の使用には適していない。
薬剤によらないサイトカインの制御方法としては、同種Ｔ細胞の懸濁液中にオゾンと酸素の混合ガスを泡立たせるような適量の酸化性ストレスまたはそれに加えて、ＵＶ光による細胞の照射を行い、Ｔ細胞における炎症性サイトカイン生成の減少と増殖性反応の減少を誘発する事が報告されている（特表２００２−５２３３３２）。血液を、濾過器具内部に体外循環させているときに、電気分解を起こさない範囲内の電圧又は電気分解を起こす電圧以上の電圧又は磁場をかけて、電極と電極又は磁場と磁場の間を通過させて、白血球等の細胞の表面上にあるイオンチャネル又は細胞膜電位の変化又は細胞表面にあるポンプを、電圧及び電流又は磁場の作用により細胞を刺激して強制的に開放し、細胞を活性化してサイトカインである、インターロイキン及びインターフェロンを産出又は放出させる事が報告されている（特表平８−５０８２９９）。人体の血液又はリンパ液を体外循環させ、電極、電場の間を通過させて、白血球等の細胞の表面上にあるイオンチャンネル又は細胞膜電位の変化又は細胞表面にあるポンプ等を、電圧及び電流の作用により刺激して強制的に開放し、細胞を活性化してサイトカインであるインターキロン及びインターフェロンを、産出させる方法が特開平１１−３２２６１９に記載されている。
これら、薬剤によらないサイトカイン制御方法は全て生体外に取り出した細胞を生体外で処理する方法についての記載であり、生体に対する非侵襲的治療法とはなっていない。
発明の概要
本発明の目的は、生体内の細胞から分泌されるサイトカインを薬物や生体成分等の化学物質の介在によるのではなく、電磁波や電磁場の作用によりその分泌を制御するサイトカイン制御装置を提供することである。
また、薬物など化学物質によって抑制しようとする場合、副作用や薬害などの虞れがあるので、生体に対して微弱な電磁波や電磁場刺激で制御することによって副作用や薬害を回避できる治療装置を提供するものである。
このような目的を達成するために本発明は、電力の供給を受けて電磁波を放射する電磁波放射手段と、この電磁波放射手段に電力を供給する電力供給手段とを設けたものである。これにより、例えば２０〜１８０ｋＨｚ（好ましくは、６０ｋＨｚ）の微弱な電磁波を放射し、この電磁波によって形成される電磁場を生体に作用させることによって、生体に分泌される炎症性サイトカインを大きく抑制することが可能となる。
今まで、生体に対するサイトカイン制御法の研究は薬剤の利用によるものが主で電場、磁場を利用した非観血的なサイトカイン制御に関する報告はされていない。本発明の電力供給手段と電磁波放射手段により生体外より生体に電磁波を照射することで、非観血的に生体内のサイトカイン量を調節することが可能となった。
なお、電磁波放射手段が放射する電磁波の周波数は、サイトカインを制御することが可能であればよく、２０〜１８０ｋＨｚに限られるものではない。すなわち、本発明において、電磁波放射手段が放射する電磁波の取り得る周波数範囲にはある程度の幅がある。磁場、電場の強度は共振周波数（ｆｒ）の調節で可能である。
また、本発明は、電磁波の周波数や強さなどを変えることによって、生体に分泌するサイトカインの量を制御したり、制御するサイトカインを選択したりすることが可能であり、治療装置としてだけではなく、試験装置や研究用の装置（サイトカイン制御装置）として用いることができる。
治療の対象となる疾患としては、例えば炎症性サイトカインの抑制作用を利用すると、リウマチ，多発性骨髄腫，キャッスルマン病，クローン病，心筋炎，心筋梗塞，動脈硬化，強直性脊髄炎，脊髄損傷などが対象になろうが、これらに限定されるものではなく、サイトカイン制御によって治療効果を発揮できる疾患には応用できる。
また、電磁波放射手段としては一般的にはコイルを用いるが、アンテナなどを用いてもよい。また、共振回路を設け、電磁波の周波数をこの共振回路の共振周波数に合わせ込み、電磁波放射手段に共振電流を流すようにしてもよい。また、放射する電磁波は、正弦波、矩形波、複合波、バンドノイズなどの連続波、これらをパルス状にしたものなどとしてもよい。
実施例の詳細な説明
以下、本発明を図面に基づいて詳細に説明する。図１はこの発明の一実施例を示すサイトカイン制御装置の基本構成を示す図である。同図において、１は電磁波放射部、２は電磁波放射部１を内部に収容したケース、３は電磁波放射部１へ電力を供給する電力供給部である。
電磁波放射部１は、円筒状のコイルボビン１−１と、このコイルボビン１−１に巻回されたコイル（放射用コイル）１−２とから構成されている。ケース２は、円筒状のケース本体２−１と、このケース本体２−１の前面および後面に設けられた円盤２−２，２−３とから構成されている。コイルボビン１−１，ケース２−１および円盤２−２，２−３は塩化ビニル製とされている。電磁波放射部１は、ケース２の内部空間２−４のほゞ中央に位置するように、図示されていない取り付け具によって固定されている。電磁波放射部１の放射用コイル１−２は、電力供給部３と一体とする場合と、リード線ＬＡおよびＬＢを延長して分離する場合のいずれでもよい。
なお、コイルボビン１−１の直径Ｄ１は約５ｃｍ、長さＬ１は約７ｃｍとされている。また、ケース本体２−１の直径Ｄ２は約１０ｃｍ、長さＬ２は約１５ｃｍとされている。また、放射用コイル１−２は１層で、その巻数は４５回とされており、放射用コイル１−２の一端および他端はリード線ＬＡ，ＬＢを介して円盤２−３側からケース２の外部に導出されている。
図２に電力供給部３の内部回路構成の概略を示す。電力供給部３は、電源（直流電源）３−１と、この電源３−１からの電力の供給を受けて発振信号Ｆ１を生成する発振器３−２と、電源３−１からの電力の供給を受けて発振器３−２からの発振信号Ｆ１を増幅する増幅器３−３と、１次巻線Ｔ１と２次巻線Ｔ２とからなる昇圧トランス３−４と、共振用コイル３−５と、共振用コンデンサ３−６とを備えている。
昇圧トランス３−４は、増幅器３−３によって増幅された発振信号Ｆ１を１次巻線Ｔ１への入力交流電圧ｅ１とし、この入力交流電圧ｅ１を昇圧し、２次巻線Ｔ２から出力交流電圧ｅ２として出力する。なお、この実施例において、２次巻線Ｔ２から出力される交流電圧ｅ２の波形は正弦波とする。また、発振器３−２は、図示してはいないが調整つまみを有しており、この調整つまみを操作することによって発振信号Ｆ１の周波数を調整することができるようになっている。
電磁波放射部１の放射用コイル１−２の一端からのリード線ＬＡは、電力供給部３において、端子Ｐ１を介して昇圧トランス３−４の２次巻線Ｔ２の一端に接続されている。放射用コイル１−２の他端からのリード線ＬＢは、端子Ｐ２を介して共振用コイル３−５の一端に接続されている。昇圧トランス３−４の２次巻線Ｔ２の他端は接地されている。共振用コイル３−５の他端は共振用コンデンサ３−６を介して接地されている。
なお、この実施例において、共振用コイル３−５のインダクタンスは１５０ｍＨ、共振用コンデンサ３−６の容量は４７ｐＦとされており、放射用コイル１−２と共振用コイル３−５とコンデンサ３−６とによって、交流電圧ｅ２の周波数が６０ｋＨｚとなったときにそこを流れる交流電流ｉ２の値が最大となる直列共振回路４が形成されている。すなわち、共振周波数ｆｒを６０ｋＨｚとし、交流電圧（交流電源）ｅ２の周波数が６０ｋＨｚとなったときに共振電流が流れる直列共振回路４が形成されている。
また、この実施例では、前もって、直列共振回路４に流れる交流電流ｉ２の増加を電流計でモニタしながら、この交流電流ｉ２の値が最大となるように、発振器３−２における発振信号Ｆ１の周波数を調整している。因に、この調整によって、昇圧トランス３−４の２次巻線Ｔ２から出力される交流電圧ｅ２の値は５．６Ｖ、直列共振回路４に流れる交流電流ｉ２の値は０．９５ｍＡ、交流電圧ｅ２および交流電流ｉ２の周波数は６０ｋＨｚに設定される。
〔電磁波の放射〕
図２において、電源（直流電源）３−１をオンとし、この電源３−１からの電力を発振回路３−２および増幅器３−３に供給する。発振回路３−２は、電源３−１からの電力の供給を受けて発振信号Ｆ１を生成し、増幅器３−３へ送る。増幅器３−３は、発振回路３−２からの発振信号Ｆ１を増幅し、昇圧トランス３−４へ送る。
昇圧トランス３−４は、増幅器３−３によって増幅された発振信号Ｆ１を１次巻線Ｔ１への入力交流電圧ｅ１とし、この入力交流電圧ｅ１を昇圧し、２次巻線Ｔ２から出力交流電圧ｅ２として出力する。これにより、電磁波放射部１の放射用コイル１−２に交流電流ｉ２が流れ、放射用コイル１−２が電磁波を放射する。
このとき、前もって調整されている発振信号Ｆ１の周波数に応じ、交流電圧ｅ２の周波数は６０ｋＨｚとされ、直列共振回路４の共振周波数ｆｒに一致することから、放射用コイル１−２に流れる交流電流ｉ２は最大となる。したがって、放射用コイル１−２は、最大の効率で電磁波を放射する。すなわち、放射用コイル１−２に共振周波数ｆｒの交流を流すことで、放射用コイル１−２にかかる電圧が高くなり、磁場とともに電場を効率良く放射する。
共振周波数ｆｒは、共振用コイルのインダクタンスＬ、共振用コンデンサの容量Ｃとして、ｆｒ＝１／〔２π（ＬＣ）^１／２〕で求められる。共振周波数ｆｒは、Ｌ、Ｃの積が一定ならば同じ値となり、インダクタンスＬを大きくし、容量Ｃを小さくすると回路の鋭さを示すＱが大きくなり、電場が大きくなる。反対にインダクタンスＬを小さくし、容量Ｃを大きくすると回路の鋭さを示すＱが小さくなり、電場が小さくなる。このようにして電場と磁場の強度比を変化させることが可能である。また、回路のＱは共振回路の直流抵抗に反比例するので、共振回路のアース側に可変抵抗を挿入することでも電場、磁場の強度を調節可能である。
共振周波数ｆｒを変える方法としては、図４Ａに示すように中間タップ付きの共振用コイル３−５１を設ける方法、図４Ｂに示すように共振用コンデンサ群３−６１を設ける方法、図４Ｃに示すように共振用コイル群３−５２を設ける方法、図４Ｄに示すような共振用コイルと共振用コンデンサとの直列回路群３−５３を設ける方法などがある。
図４Ａでは、共振用コンデンサ３−６の一端に接続する共振用コイル３−５１の中間タップの位置をスイッチＳＷ１によって切り替えることにより、共振周波数ｆｒを変えるようにしている。
図４Ｂでは、共振用コイル３−５に接続する共振用コンデンサ群３−６１中の容量値が異なるコンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３をスイッチＳＷ１によって切り替えることにより、共振周波数ｆｒを変えるようにしている。
図４Ｃでは、放射用コイル１−２と共振用コイル３−６との間に接続する共振用コイル群３−５２中のインダクタンス値が異なるコイルＣＬ１，ＣＬ２，ＣＬ３をスイッチＳＷ１によって切り替えることにより、共振周波数ｆｒを変えるようにしている。
図４Ｄでは、コイルＣＬ１とコンデンサＣ１、コイルＣＬ２とコンデンサＣ２、コイルＣＬ３とコンデンサＣ３をそれぞれ直列に接続し、このコイルとコンデンサとの直列接続回路をスイッチＳＷ１によって切り替えることにより、共振周波数ｆｒを変えるようにしている。
また、図２における回路構成において、直列共振回路４は、増幅器３−３の歪み成分を減衰させ、共振周波数以外の成分を減衰させる効果を有している。勿論、発振器３−２からの発振信号Ｆ１を増幅した増幅器３−３の信号が共振周波数以外の成分が少ない場合には、共振用コイル３−５および共振用コンデンサ３−６は省略可能である。
また、図２における回路構成では、放射用コイル１−２に共振電流を流すことによって、Ｐ点に形成される電磁場における磁場と電場との割合をおおよそ１：０．０４４としている。同様の治療効果が得られる磁場と電場との割合にはある程度の幅があり、必ずしも放射コイル１−２に共振電流を流さなくてもよい。すなわち、交流電圧ｅ２の周波数が共振周波数ｆｒに対してずれていたり、共振回路を用いることなく６０ｋＨｚの交流電圧ｅ２を放射コイル１−２に印加したりしてもよい。また、電磁場の強度についても、ある程度の幅がある。
また、本実施例では、交流電圧ｅ２を正弦波とし、放射用コイル１−２から正弦波状の電磁波を放射するようにしているが、矩形波、複合波、バンドノイズなどの連続波、これらをパルス状にしたものなどとしてもよい。例えば、図５に示すように、コイルボビン１−１に第１の放射用コイル１−２１と第２の放射用コイル１−２とを巻回し、第１の放射用コイル１−２１から周波数ｆ１の電磁波を、第２の放射用コイル１−２２から周波数ｆ２（ｆ１≠ｆ２）の電磁波を同時に放射するようにしてもよい。
また、本実施例では、電磁波を放射する手段として円筒状の放射用コイル１−２を用いたが、例えば図６Ａに示すような環状のコイル（トロイダルコイル）５−１を用いてもよく、図６Ｂに示すようなロッド状のアンテナ５−２、図６Ｃに示すような平板状のアンテナ５−３などを用いてもよい。
放射用コイル１−２から放射された６０ｋＨｚの微弱な電磁波は、円盤２−２を透過し、円盤２−２の前面に電磁場を形成する。本実施例では、円盤２−２から距離ｄ（ｄ＝５０ｃｍ）だけ離れたＰ点において、磁束密度≒６．７ｎＴ、電場強度≒０．４２Ｖ／ｍの電磁場が作られる。このＰ点の電磁場において、磁場による電力密度はほゞ０．０１１（Ｗ／ｍ^２）、電場の電力密度はほゞ０．０００４７（Ｗ／ｍ^２）であり、磁場と電場による電力密度の割合はおおよそ１：０．０４４とされる。この比の電磁波は、放射用コイル１−２に共振電流を流すことにより得られる。
なお、この実施例では、放射用コイル１−２を１層としたが、１層に限られるものではなく、２層以上にしてもよい。また、平行線や２本のよじり線を一対の線として巻いたコイルとし、このコイルの一対の線の一方および他方に流す電流の位相をずらすことによって、磁場の大きさを調整することも可能である。
〔動物試験▲１▼：ラットのアジュバント関節炎における生体内サイトカインへの影響試験〕
〔試験動物〕
５週齢の雄性ＳＤ系ラットを購入（日本チャールス・リバー株式会社より購入）して試験に用いた。
〔飼育〕
動物はステンレス製ブラケット飼育ケージに１匹ずつ収容して飼育した。動物室の温度は２２±３℃（実測値：２０〜２３℃）、湿度は５５±１５％（実測値：５７〜６５％）、換気回数は１時間１０回以上のオールフレッシュ方式、室内照明は午前６時より午後６時の１２時間、照度は１５０−３００ルクスとした。飼料は固形飼料ＣＥ−２（日本クレア株式会社製）を、水は自由摂取させた。
〔試験方法〕
（１）群構成
動物は１群５例とし、下記の▲１▼、▲２▼の２群構成とした。
▲１▼：電磁波非照射群（対照群） ・・・・Ａ群
▲２▼：６０ｋＨｚ電磁波照射群 ・・・・Ｂ群
上記の動物群にアジュバント液（関節炎惹起物質）を投与してサイトカイン制御装置１００からの６０ｋＨｚの電磁波の反復照射効果を検討した。Ｂ群（電磁波照射群）の照射期間は１１日間とした。
（２）６０ｋＨｚ電磁波の照射
チップを薄く敷いたポリカーボネイト製マウスケージ（２１５Ｗ×３２０Ｄ×１３０Ｈ：単位ｍｍ）に動物を入れ、サイトカイン制御装置１００からの６０ｋＨｚ電磁波を動物の真上から５０ｃｍ離して、すなわち図１におけるＰ点に対象の動物を位置させて、午前中に１日当たり２０分間の休憩を挟んで１０分間の照射を３回（合計３０分間）繰り返した。６０ｋＨｚ電滋波の照射は、アジュバント投与前１０日間および投与後１日間の合計１１日間行った。
（３）アジュバント関節炎の作製
関節炎惹起物質は、「ｍｙｃｏｂａｃｔｅｒｉｕｍ ｂｕｔｙｒｉｃｕｍ（Ｄｉｆｃｏ）」を流動パラフィン（関東化学）に懸濁し、アジュバント液とした。これを０．３ｍｇ／０．０５ｍｌ／ｓｉｔｅを右後肢足蹠に皮内注射して関節炎ラットを作製した。
（４）採血
採血はアジュバント投与翌日に断頭して行った。血液は定法に従いＥＤＴＡ処理して遠心分離して血漿を得た。この血漿は直ちに凍結し、サイトカインの測定に用いた。
（５）サイトカインの測定
炎症性サイトカインＴＮＦ−α、ＩＬ−６をそれぞれ市販キット（ＴＮＦ−α：ラットＴＮＦ−α ＥＬＩＳＡキットワコー、和光純薬工業、ＩＬ−６（Ｅｎｄｏｇｅｎ Ｒａｔ Ｉｎｔｅｒｌｅｕｋｉｎ−６ ＥＬＩＳＡ、Ｅｎｄｏｇｅｎ）を用いて測定した。
〔試験結果〕
図３に、サイトカイン制御装置１００からの６０ｋＨｚ電磁波照射による炎症性サイトカインＴＮＦ−αとＩＬ−６の抑制効果を示す。
Ａ群とＢ群の炎症性サイトカインＴＮＦ−αとＩＬ−６の量を比較したところ、ＴＮＦ−αは、電磁波非照射のＡ群では２１５ｐｇ／ｍｌであり、６０ｋＨｚ電磁波照射のＢ群では９６ｐｇ／ｍｌであり、電磁波非照射のＡ群より６０ｋＨｚ電磁波照射のＢ群の方が有意に抑制されていることが分かる（有意水準０．１％）。ＴＮＦ−αの抑制は炎症疾患や関節リウマチの治療に有効であることが知られている。
ＩＬ−６は、電磁波非照射のＡ群では７５４ｐｇ／ｍｌであり、６０ｋＨｚ電磁波照射のＢ群では２０４ｐｇ／ｍｌであり、電磁波非照射のＡ群より６０ｋＨｚ電磁波照射のＢ群の方が有意に抑制されていることが分かる（有意水準０．１％）。ＩＬ−６は炎症の程度に応じた量が分泌されることから、ＩＬ−６の抑制は炎症が抑制されていることを示している。
本ラット関節炎モデルはヒト慢性関節炎との強い相関が知られており、本モデルで炎症性サイトカインであるＴＮＦ−α、ＩＬ−６を抑制したことは、人体における炎症疾患や関節リウマチなどの治療に有効であることが強く示唆される。〔動物試験▲２▼：ＭＲＬマウスの自然発症関節炎におけるリウマチ因子と組織に及ぼす効果〕
〔試験動物〕
関節炎を自然発症する６週齢のＭＲＬマウス（ＭＲＬ／Ｍｐ ＪＵｍｍＣｒｊマウス）を購入（日本チャールス・リバー株式会社より購入）して試験に用いた。なお、ＭＲＬマウスについては、文献２（関節炎モデル、安倍千之・澤井高志（編集）、（株）日本医学館（発行所）、２０００年７月１９日第１巻第１刷発行）に記載されている。ＭＲＬマウスは関節炎惹起物質を投与しなくても関節炎を自然発症する。
〔飼育〕
動物試験▲１▼と同様に飼育した
〔試験方法〕
（１）群構成
動物は１群６例とし、下記の▲１▼、▲２▼の２群構成とした。
▲１▼：電磁波非照射群（対照群） ６例・・・・Ｃ群
▲２▼：６０ｋＨｚ電磁波照射群 ６例・・・・Ｄ群
（２）電磁波の照射
電磁波の照射方法は動物試験▲１▼と同様とした。電磁波の照射期間は試験開始日から５週間、１日当たり、２０分の休みを挟んで１０分照射を３回計３０分行った。
（３）血清学的検査、組織学的検査
血液は試験開始前日、試験５週目に尾静脈から採血し、血清中のリウマチ因子，抗ｄｓ−ＤＮＡ抗体を測定した。実験終了時，マウス右前肢を定法にしたがいＨＥ染色を行って、組織学的検査を行った。
〔試験結果〕
（１）血清学的検査結果
▲１▼リウマチ因子ＲＦ−ＩｇＧ
リウマチ因子ＲＦ−ＩｇＧは、電磁波非照射のＣ群では平均１２０Ｕｎｉｔ／ｍｌで、６０ｋＨｚ電磁波照射のＤ群では７３Ｕｎｉｔ／ｍｌと、６０ｋＨｚ電磁波照射によりＲＦ−ＩｇＧは抑制された。ＲＦ−ＩｇＧは炎症の程度に応じて分泌されることから、ＲＦ−ＩｇＧの抑制は炎症が抑制されていることを示している。
▲２▼リウマチ因子ＲＦ−ＩｇＭ
リウマチ因子ＲＦ−ＩｇＭは、電磁波非照射のＣ群では２４Ｕｎｉｔ／ｍｌ、６０ｋＨｚ電磁波照射のＤ群では１５Ｕｎｉｔ／ｍｌであり、６０ｋＨｚ電磁波照射によりＲＦ−ＩｇＭは抑制された。ＲＦ−ＩｇＭは急性期の炎症程度を反映するとされており、６０ｋＨｚ電磁波照射が急性炎症を抑制したことを示している。
▲３▼抗ｄｓ−ＤＮＡ抗体
急性炎症から慢性炎症への移行に関与する抗ｄｓ−ＤＮＡ抗体は、電磁波非照射のＣ群では１４５７Ｕｎｉｔ／ｍｌ、６０ｋＨｚ電磁波照射のＤ群では７３７Ｕｎｉｔ／ｍｌであり、６０ｋＨｚ電磁波照射によって抑制された。
（２）組織学的検査結果
試験終了時、動物は屠殺し、右前肢を定法に従いＨＥ染色し組織検査を行った。標本は滑膜組織の重層化、滑膜下軟部組織の浮腫性変化、フィブリンの析出、線維芽細胞増殖、絨毛形成、軟骨破壊、軟骨肥厚、骨・軟骨の結合織置換、パンヌス形成、骨新生に付いて観察し変化なし（−）、軽度変化（＋）、中程度変化（＋＋）、重篤変化（＋＋＋）に分けスコア化し、統計解析はウィルコクソンＵテストとｃｈｉｓｑｕａｒｅｄ ｔｅｓｔを使用して有意差検定を行い、有意水準はｐ＜０．０５とした。
組織検査結果を図９に示す。電磁波非照射群（対照群）では滑膜の重層化、浮腫、フィブリン析出、繊維芽細胞の増殖、軟骨破壊、肉芽による置換、骨新生が認められ関節障害の進行が観察された。これに対して、６０ｋＨｚ電磁波照射群では、対照群で見られた滑膜の中程度の重層化が有意に改善していた。同様に浮腫、フィブリン析出、繊維芽細胞の増殖、軟骨破壊、肉芽による置換も有意に改善していた。本ＭＲＬモデルはヒト慢性関節リウマチとの強い相関も知られており、サイトカイン制御装置はリウマチなど炎症性疾患の治療に有効と思われる。
〔動物試験▲３▼：ＩＩ型コラーゲン誘導関節炎モデルマウスの関節炎組織所見に対する効果〕
〔試験動物〕
ＤＢＡマウス、雄、６週令を購入して実験に使用した。関節炎はウシＩＩ型コラーゲン（Ｅｌａｓｔｉｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）１００μｇ／匹を１週間間隔を空けて２回、尾根部皮内投与して作成した。デキサメタゾン（ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．）は週１回投与、電磁波の照射期間は４週間とした。
〔試験方法〕
（１）群構成
各群６匹で以下の３群に分けた。
（２）電磁波の照射
▲１▼：電磁波非照射群（対照群）．
▲２▼：デキサメタゾン投与群（デキサメタゾン１ｍｇ／ｋｇ、週一回、筋肉内投与）．
▲３▼：電磁波照射群（６０ｋＨｚ照射群）、１０分照射、２０分中断、１０分照射、２０分中断、１０分照射、計３０分間連日照射．
（３）組織検査
試験終了時、動物は屠殺し、右前肢を定法に従いＨＥ染色し組織検査を行った。標本は滑膜組識の重層化、滑膜下軟部組織の浮腫性変化、フィブリンの析出、線維芽細胞増殖、絨毛形成、軟骨破壊、軟骨肥厚、骨・軟骨の結合織（肉芽）置換、パンヌス形成、骨新生に付いて観察し変化なし（−）、軽度変化（＋）、中程度変化（＋＋）、重篤変化（＋＋＋）に分けスコア化し、統計解析はウィルコクソンＵテストとｃｈｉｓｑｕａｒｅｄ ｔｅｓｔを使用して有意差検定を行い、有意水準はｐ＜０．０５とした。
〔試験結果〕
組織検査結果を図１０に示す。対照群▲１▼では滑膜の重層化、浮腫、フィブリン析出、繊維芽細胞の増殖、軟骨破壊、肉芽による置換、骨新生スコアの悪化が認められ関節障害の進行が観察された。これらの変化のうちデキサメタゾン投与群▲２▼、６０ｋＨｚ照射群▲３▼では滑膜重層化、浮腫、肉芽による置換においてスコアの有意な改善が認められた。フィブリン析出、繊維芽細胞の増殖、軟骨破壊、骨新生においてはデキサメタゾン投与群▲２▼、６０ｋＨｚ照射群▲３▼共に非照射対照群▲１▼に比べて有意な変化は認められなかった。デキサメタゾン投与群▲２▼と照射群▲３▼間においては有意差は観察されなかった。これらの結果よりＩＩ型コラーゲン誘導関節炎モデルマウスにおいて電磁波の照射は抗リウマチ薬であるデキサメタゾンと同等の治療効果をもつことが示唆された。
〔電磁波の周波数を変えての動物試験〕
〔動物試験▲４▼：コラーゲン誘導関節炎ラットモデルにおける血清中ＩＬ−６，抗ＩＩ型コラーゲン抗体価測定〕
〔試験動物〕
Ｌｅｗ系雌ラット６週令を使用した。
〔試験方法〕
（１）群構成
各群５匹で▲１▼無処置群（対照群）、▲２▼疾患対照群、▲３▼デキサメタゾン投与群、▲４▼電磁波照射群（２０ｋＨｚ照射群）、▲５▼電磁波照射群（６０ｋＨｚ照射群）、▲６▼電磁波照射群（１８０ｋＨｚ照射群）、▲７▼電磁波照射群（５４０ｋＨｚ照射群）の７群の構成とした。
（２）関節炎の作成
▲２▼〜▲７▼群のラットには０．０２Ｍトリス／０．１５Ｍ食塩緩衝液（ｐＨ８．０）溶液にウシＩＩ型コラーゲン（Ｅｌａｓｔｉｎ Ｐｒｏｄｕｃｔｓ Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）を１０ｍｇ／ｍｌとなるように攪拌作成したエマルジョンを１ｍｇ／匹となるようラット尾根部に皮内投与した。
（３）電磁波照射方法
ＩＩ型コラーゲン投与前日より、連日、１０分照射、２０分休憩、１０分照射、２０分休憩、１０分照射を▲４▼〜▲７▼群に対してそれぞれ電磁波の照射周波数を２０，６０，１８０，５４０ｋＨｚに調節して行った。
（４）薬物投与
抗炎症作用のあるデキサメタゾン（ＩＣＮ Ｂｉｏｍｅｄｉｃａｌｓ Ｉｎｃ．）をデキサメタゾン投与群▲３▼のラットにＩＩ型コラーゲン投与翌日より１ｍｇ／匹、週一回筋肉投与した。
（５）血清中ＩＬ−６の測定
ラットの血清を採取し、ＡＮＡＬＹＺＡ社製ラットＩＬ−６イムノアッセイキットを使用して血清中ＩＬ−６量の測定を行った。
（６）血清中抗ＩＩ型コラーゲン抗体価測定
ラット血清を採取し、ラットＩｇＧ抗ＩＩ型コラーゲンＥＬＩＳＡキット（Ｃｈｏｎｄｒｅｘ製）を用いて測定した。
（７）組織検査
動物試験▲３▼と同様に実施した。
〔試験結果〕
（１）ＩＬ−６測定結果
図７参照。ＩＩ型コラーゲン投与４２日目の慢性期において、関節炎を起こしていない無処置群（対照群）▲１▼のＩＬ−６が２４１ｐｇ／ｍｌであったのに対して関節炎の惹起物質であるＩＩ型コラーゲン投与し治療を行わなかった疾患対照群▲２▼では４４３ｐｇ／ｍｌと増加していた。
抗炎症作用のある事が知られているステロイド剤の一種であるデキサメタゾン１ｍｇ／匹／週、筋肉内投与したデキサメタゾン投与群▲３▼ではＩＬ−６の増加は１４４ｐｇ／ｍｌと疾患対照群▲２▼に比べて有意に抑制されていた。
２０ｋＨｚ照射群▲４▼、６０ｋＨｚ照射群▲５▼、１８０ｋＨｚ照射群▲６▼、５４０ｋＨｚ照射群▲７▼では血清中ＩＬ−６測定値は２０２、１０６、１５６、２８２ｐｇ／ｍｌと疾患対照群▲２▼の４４３ｐｇ／ｍｌよりも低値を示し、電磁波の照射によるＩＩ型コラーゲン誘導関節炎において炎症性サイトカインＩＬ−６の増加抑制作用が確認できた。特に照射周波数６０ｋＨｚ、１８０ｋＨｚにおいてはデキサメタゾン投与群▲３▼と同等で有意な抑制効果を示した。また、２０ｋＨｚにおいても、かなり有意な抑制効果を示している。本発明において、２０ｋＨｚ〜１８０ｋＨｚの数値限定は、この測定結果に基づいている。
（２）抗ＩＩ型コラーゲン抗体価測定結果
図８参照。ＩＩ型コラーゲンを投与していない対照群▲１▼の血清中抗体価は１８０Ｕｎｉｔ／ｍｌであったが、疾患対照群▲２▼ではＩＩ型コラーゲン投与４２日目で抗ＩＩ型抗体価は５３０Ｕｎｉｔ／ｍｌであった。デキサメタゾン投与群▲３▼では抗体価の増加が有意に抑制されており、２９０Ｕｎｉｔ／ｍｌであった。２０ｋＨｚ照射群▲４▼、６０ｋＨｚ照射群▲５▼はデキサメタゾン投与群▲３▼とほぼ同等の有意な抗ＩＩ型コラーゲン抗体価増加抑制効果を示し、それぞれ２４６Ｕｎｉｔ／ｍｌ、２７５Ｕｎｉｔ／ｍｌであった。
（３）組織検査結果
組織検査結果を図１１に示す。疾患対照群▲２▼では無処置対照群▲１▼と比べて滑膜重層化、浮腫、フィブリン析出、線維芽細胞の増殖、リンパ球、多核白血球、軟骨破壊、軟骨肥厚、肉芽置換、骨新生などの検査項目で炎症による明らかな組織変化が見られた。デキサメタゾン投与群▲３▼や２０〜１８０ｋＨｚ電磁波照射群▲４▼，▲５▼，▲６▼では疾患対照群▲２▼と比べて多くの項目で明らかな炎症組織像改善が見られた。５４０ｋＨｚ照射群▲７▼では改善傾向は見られたが有意な改善像を示した項目は浮腫のみであった。６０ｋＨｚ照射群▲５▼はデキサメタゾン投与群▲３▼と同等に滑膜重層、浮腫、リンパ球、多核白血球、軟骨破壊、軟骨肥厚、肉芽置換などで有意な改善を示し、デキサメタゾンに匹敵する効果を示した。有意な改善を示した項目数で効果を比較すると、６０ｋＨｚとデキサメタゾンは６項目で最も有効、その次に１８０ｋＨｚが３項目、つづいて２０ｋＨｚが２項目、５４０ｋＨｚが１項目の順であった。
医療の場においては、炎症疾患や関節リウマチなど炎症が生じている固体や患部を図１に示したＰ点およびその近傍に置き、サイトカイン制御装置（治療装置）１００から電磁波を照射すれば、分泌される炎症性サイトカインは抑えられ、その炎症が軽減される。この場合、薬は用いなくてもよく、あるいは薬の量を減らすことができ、副作用や薬害の虞れなく、炎症性疾患の治療を行うことができるようになる。本治療装置は身体に接触させてもよいが適切な距離を隔てて照射することができるため、侵襲，安全性，簡便性の面で有利であるという特徴を有する。
以上のように、本発明にかかる装置は、生体に分泌されるサイトカインを著明に抑制し、強い炎症抑制作用を発揮する。しかもその効果は医療の場において広く使用される強力な炎症抑制剤であるステロイドに匹敵することを複数の病態動物モデルで確認したので、人における炎症疾患、即ち、炎症性サイトカインＴＮＦ−α、ＩＬ−１β、ＩＬ−６、ＩＬ−８などが関与する疾患、例えばリウマチ、多発性骨髄腫、キャッスルマン病、クローン病、心筋炎、心筋梗塞、動脈硬化、強直性脊髄炎，脊髄損傷などに有効であると思われる。
また、放射用コイルから放射される電磁波の周波数や強さなどを変えることによって制御しようとするサイトカインを選択することも可能であり、治療装置としてだけではなく、試験装置や研究用の装置として用いることもできる。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明の一実施例を示すサイトカイン制御装置の基本構成を示す図である。
図２は、このサイトカイン制御装置の電力供給部の内部回路構成の概略を示すブロック図である。
図３は、サイトカイン制御装置からの電磁波照射による炎症性サイトカインＴＮＦ−αとＩＬ−６の抑制効果を説明する図である。
図４Ａは、共振周波数を中間タップ付きの共振用コイルによって変える方法を例示する図である。
図４Ｂは、共振周波数を共振用コンデンサ群によって変える方法を例示する図である。
図４Ｃは、共振周波数を共振用コイル群によって変える方法を例示する図である。
図４Ｄは、共振周波数を共振用コイルと共振用コンデンサとの直列回路群によって変える方法を例示する図である。
図５は、異なる周波数の電磁波を同時に放射する場合の放射用コイルの設置例を示す斜視図である。
図６Ａは、放射用コイルとして環状のコイル（トロイダルコイル）を用いた例を示す平面図である。
図６Ｂは、放射用コイルに代えて使用可能な放射用アンテナ（ロッドアンテナ）を例示する斜視図である。
図６Ｃは、放射用コイルに代えて使用可能な放射用アンテナ（平板状アンテナ）を例示する断面図である。
図７は、サイトカイン制御装置からの電磁波の周波数を変えてのコラーゲン誘導関節炎ラットモデルにおける血清中のＩＬ−６の測定結果を示す図である。
図８は、サイトカイン制御装置からの電磁波の周波数を変えてのコラーゲン誘導関節炎ラットにおける血清中抗ＩＩ型コラーゲン抗体価の測定結果を示す図である。
図９は、サイトカイン制御装置からの電磁波照射によるＭＲＬ自然発症関節炎モデルマウスの関節炎組織の検査結果を示す図である。
図１０は、サイトカイン制御装置からの電磁波照射によるＩＩ型コラーゲン誘導関節炎モデルマウスの関節炎組織の検査結果を示す図である。
図１１はサイトカイン制御装置からの周波数を変えての電磁波照射によるＩＩ型コラーゲン誘導関節炎モデルラットの関節炎組織の検査結果を示す図である。

Claims (14)

1. 電力の供給を受けて電磁波を放射する電磁波放射手段と、この電磁波放射手段に電力を供給する電力供給手段とを備えたことを特徴とするサイトカイン制御装置。
2. 前記電磁波放射手段はコイルであることを特徴とする請求の範囲第１項記載のサイトカイン制御装置。
3. 前記電磁波放射手段への電力供給手段は交流電源であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のサイトカイン制御装置。
4. さらに共振回路を有することを特徴とする請求の範囲第３項記載のサイトカイン制御装置。
5. 前記電磁波の周波数は２０〜１８０ｋＨｚとされていることを特徴とする請求の範囲第３項記載のサイトカイン制御装置。
6. 前記電磁波は生体に対して非観血的であることを特徴とする請求の範囲第１項記載のサイトカイン制御装置。
7. 電力の供給を受けて電磁波を放射する電磁波放射手段と、この電磁波放射手段に電力を供給する電力供給手段とを備え、前記電磁波放射手段が放射する電磁波によりサイトカインを制御することを特徴とする治療装置。
8. 前記電磁波により炎症性サイトカインを制御することを特徴とする請求の範囲第７項記載の治療装置。
9. 前記電磁波の周波数は２０〜１８０ｋＨｚであることを特徴とする請求の範囲第８項記載の治療装置。
10. 前記電磁波は生体に対して非観血的であることを特徴とする請求の範囲第７項記載の治療装置。
11. 電磁波を使用してサイトカインを制御することによって疾患を治療する治療方法。
12. 前記サイトカインは炎症性サイトカインであることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の治療方法。
13. 前記電磁波の周波数は２０〜１８０ｋＨｚであることを特徴とする請求の範囲第１２項記載の治療方法。
14. 前記電磁波は生体に対して非観血的であることを特徴とする請求の範囲第１１項記載の治療方法。

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