KR20020035130A

KR20020035130A - 스크리닝 장치 및 방법, 스크리닝 방법에 의해 얻어지는후점막 자극 화합물, 및, 치료 장치, 측정 전극부

Info

Publication number: KR20020035130A
Application number: KR1020027002943A
Authority: KR
Inventors: 오카히로아키; 오가와류타; 유키마사테츠오
Original assignee: 모리시타 요이찌; 마쯔시다덴기산교 가부시키가이샤
Priority date: 2000-07-05
Filing date: 2001-06-25
Publication date: 2002-05-09
Also published as: US20040229345A1; EP1234540A1; WO2002002009A1; US6994671B2; DE60127376D1; AU2001274614A1; DE60127376T2; US20020122770A1; EP1234540A4; JP3705546B2; KR100466954B1; EP1234540B1; CN1383372A; CN1235543C

Abstract

후각 점막 자극성 화합물을 확실하게 게다가 용이하게 스크리닝하는 방법 및 장치를 제공한다. 실험 동물 고정기(32)에 고정된 쥐의 후점막에 대하여, 후점막 자극 화합물이, 분무 노즐(33)에 의해서 분무된다. 쥐의 후구에는, 측정 전극부(10)가 매립되어 있고, 측정 전극부(10)에 의해 후구에서 생기는 전기 신호가 측정된다. 쥐의 후점막에 후점막 자극 화합물이 분무된 경우에 있어서의 측정 전극부(10)에서 측정되는 전기 신호와, 쥐에 유기되는 생리적 반응과의 상관 관계에 기초하여, 후점막 자극 화합물의 유용성이 판정된다.

Description

스크리닝 장치 및 방법, 스크리닝 방법에 의해 얻어지는 후점막 자극 화합물, 및, 치료 장치, 측정 전극부{Apparatus and method for screening, olfactory mucosa stimulating compound found by the screening method, and therapeutic apparatus and electrode section for measurement}

최근, 환경 오염에 따른 환경 변화에 의해, 생태계가 위협되어, 새로운 질병이 증가하는 경향이 있지만, 의료 기술의 발달에 의해, 여러가지의 병이 극복되어, 장수 인구가 증가하고 있다. 그러나, 그러한 반면에, 주로 노인에게 나타나는 알츠하이머 증후군, 파킨슨병 등, 뇌 기능에 이상을 야기하는 병의 환자수가 증가하고 있어, 뇌 기능을 개선하는 약물의 개발이 한층더 요망되고 있다.

이러한 상황하에서, 많은 약품 메이커 및 화학 메이커는, 신규인 약물의 개발을 행하고 있다.

약물은, 내복, 도포, 정맥 주사, 근육 주사 등에 의해 생체에 투여되지만, 어느 투여 방법이라도, 투여된 약물이 혈류에 의해서 체내를 순환한 후, 환부에 도달하여, 환부에 도달한 약물이, 그 환부에 직접적으로 작용하는 점에 있어서 공통이다. 또한, 장래적으로 약물의 후보가 되는 납 화합물, 그 유연체(類緣體) 등도, 종래의 약물과 마찬가지로, 직접, 환부에 작용한다.

내복, 정맥 주사 등에 의해서 생체에 투여되는 약물인 경우에는, 투여되는 약물의 약물 동태, 약물의 흡수율, 환부 도달 효율 등을 시뮬레이션하여, 그것을 실증할 필요가 있다.

또한, 내복에 의해 약물을 환자에게 투여하는 경우, 투여된 약물은, 위 또는 소장에 의해 흡수되어, 흡수된 약물은, 간장을 거쳐, 혈류에 의해 체내를 순환한다. 그러나, 간장에 도달한 약물은, 그대로 배설, 혹은, 대사됨으로써, 대개가 체외로 제거되기 때문에, 투여한 약물의 일부밖에 이용되지 않는 경우도 많이 발생하고 있다. 또한, 위, 소장, 간장 중 어느 하나나, 특히 간장에 손상이 있는 환자에게는, 투여할 수 있는 약물의 종류 및 양이 제한되는 경우가 있다.

또한, 뇌의 중추계에의 약물은, 뇌로 옮겨감에 있어서, 소위 혈액 뇌 관문을 통과할 필요가 있어, 약물의 구조에 따라서는, 뇌안으로 옮겨갈 수 없는 경우가 있다. 더구나, 뇌안에서는, 성질이 다른 신경 세포가 복잡하게 얽혀 있는 상태로 되어 있기 때문에, 뇌안에 도달한 약물에 의해서 예측 불허의 부작용이 발현할 우려가 있어, 이러한 부작용의 발현을 피하는 것은 대단히 곤란하다.

또한, 약물이 혈류에 의한 체내 순환을 거쳐 환부에 도달하는 경우에는, 약물이 환부에 도달하여 작용할 때까지 시간이 걸린다고 하는 문제도 있다.

환부에 약물을 도포하도록, 직접, 약물을 환부에 작용시키는 방법으로도, 이들의 문제점을 피하기는 곤란하다.

한편, 생체의 후점막의 자극은, 직접, 뇌세포에 전달되는 것이 알려져 있지만, 생체의 후점막의 자극에 의해서, 뇌세포가 어떻게 기능할 것인가는 반드시 명확히 해명되어 있지 않다.

본 발명은, 환경 과학 분야, 의료 과학 분야, 약학 분야, 식품 과학 분야, 신경 생리학 분야 등에서, 생물에 투여되는 중추 신경약 등의 여러가지 약물의 효력을 조사하는 스크리닝 장치 및 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 실험 동물의 후점막을 자극함으로써, 생체의 항상성, 자기 치유 능력 등을 높이는 후점막 자극 화합물을 스크리닝하는 장치 및 방법, 그 스크리닝 방법에 의해서 얻어지는 후점막 자극 화합물, 또한 후점막 자극 화합물과 마찬가지의 효과가 얻어지는 치료 장치, 또한, 스크리닝 장치 및 치료 장치에 사용되는 측정 전극부에 관한 것이다.

도 1은, 본 발명의 후점막 자극성 화합물의 스크리닝 장치의 실시예의 일례를 도시하는 개략 구성도.

도 2는, 스크리닝 장치에 사용되는 측정 전극의 일례를 도시하는 도면.

도 2a는, 그 스크리닝 장치에 사용되는 측정 전극부의 일례를 도시하는 개략 평면도.

도 2b는, 그 상세를 도시하는 확대 평면도.

도 2c는, 그 측면도.

도 3은, 스크리닝 장치에 사용되는 측정 전극의 다른 예를 도시하는 도면.

도 3a는, 그 스크리닝 장치에 사용되는 측정 전극부의 다른 예를 도시하는 개략 평면도.

도 3b는, 그 상세를 도시하는 확대 평면도.

도 3c는, 그 측면도.

도 4는, 스크리닝 장치에 사용되는 측정 전극의 또다른 예를 도시하는 도면.

도 4a는, 그 스크리닝 장치에 사용되는 측정 전극부의 또다른 예를 도시하는 개략도.

도 4b는, 그 상세를 도시하는 단면도.

도 5는, 실시예 1에서의 결과를 도시하는 도면.

도 5a 및 도 5b는, 각각, 실시예 1에서, 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호 패턴을 도시하는 도면.

도 6은 혈압 및 심박수(心拍數:heart rate)의 경시적 변화(經時變化)를 도시하는 그래프.

도 6a 및 도 6b는 각각, 도 5a 및 도 5b에 도시하는 전기 신호 패턴에 의해서 유기되는 혈압 및 심박수의 경시적 변화를 도시하는 그래프.

도 7은, 실시예 2에 있어서 측정 전극부에 인가되는 전기 신호 패턴을 도시하는 도면.

도 8은, 도 7에 도시하는 전기 신호 패턴을 측정 전극부에 인가한 경우의 쥐(rat)의 혈압 및 심박수의 경시적 변화를 도시하는 그래프.

도 9는, 쥐의 혈당치의 경시적 변화를 도시하는 그래프.

도 9a는, 실시예 3에서 측정 전극부에 인가되는 전기 신호 패턴을 도시하는 도면.

도 9b는 그 전기 신호 패턴을 측정 전극부에 인가한 경우의 쥐의 혈당치의 경시적 변화를 도시하는 그래프.

도 10은, 실시예 4에서, 측정 전극부에서 측정된 전기 신호 패턴을 도시하는 도.

도 11은, 실시예 4에서 측정된 혈압 및 심박수의 경시적 적변화를 도시하는 그래프.

또한, 도 1 내지 도 11에 기재된 참조번호는, 각각 이하의 부재 또는 장치를 나타낸다: 10 측정 전극부, 12 기판, 13 미소 전극, 14 도전선, 15 집전부, 16 바늘형상 도전선, 16a 미소 전극, 17 전극열(電極列: electrode column), 18 홀더, 31 후점막 자극 화합물 수용 박스, 32 실험 동물 고정기, 33 분무 노즐, 34 신호 증폭 자극 장치, 35 신호 증폭 장치, 36 처치 장치.

본 발명은, 상기와 같은 문제점을 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은, 후점막을 자극함으로써, 직접, 뇌 세포에 작용하는 화합물을 스크리닝하는 장치 및 방법, 그 장치에 사용되는 측정 전극부, 그 방법에 의해서 얻어지는 후점막 자극물, 및 치료 장치를 제공하는 것에 있다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명의 제 1 항의 후점막 자극성 화합물 스크리닝 장치는, 실험 동물의 후점막을 향하여 후점막 자극 화합물을 투여하는 투여 수단과, 실험 동물의 후구(嗅球)에 매립되어, 후구에서 생기는 전기 신호를 측정하는 측정 전극부와, 상기 투여 수단에 의해서 실험 동물의 후점막에 후점막 자극 화합물이 투여된 경우에 있어서의 상기 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와 실험 동물에 유기(誘起)되는 생리적 반응과의 상관 관계를 분석하는 처리 수단을 구비한 것이다.

제 2 항의 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치는, 제 1 항에 따른 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치에 있어서, 상기 처리 수단은, 실험 동물로부터, 생리적 반응에 관한 데이터를 직접 얻어, 상기 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와의 상관 관계를 분석하는 것이다.

제 3 항의 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치는, 제 1 항에 따른 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치에 있어서, 상기 처리 수단은, 실험 동물이 생리적 반응을 유기시키는 후구에 있어서의 전기 신호에 관한 데이터를 미리 갖고 있고, 그 데이터에 기초하여, 상기 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와의 상관 관계를 분석하는 것이다.

제 4 항의 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치는, 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 따른 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치에 있어서, 상기 투여 수단은, 후점막 자극 화합물을 수용하는 박스와, 상기 박스내에 수용된 후점막 자극 화합물을, 실험 동물의 후점막에 분무하는 노즐을 갖는 것이다.

제 5 항의 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치는, 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 따른 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치에 있어서, 상기 측정 전극부는, 후구의 신경 세포로부터의 전기 신호를 검출하는 적어도 1개의 미소 전극을 갖는 것이다.

제 6 항의 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치는, 제 5 항에 따른 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치에 있어서, 상기 미소 전극이 복수 설치되어 있고, 각 미소 전극은, 실험 동물의 후점막에 대한 후점막 자극 화합물의 투여에 의해 후구에발생하는 전기 신호 패턴이 여러점에서 얻을 수 있도록 배치되어 있는 것이다.

제 7 항의 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치는, 제 5 항 또는 제 6 항에 따른 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치에 있어서, 상기 각 미소 전극에는, 실험 동물이 생리적 반응을 유기시키는 전기 신호가 각각 인가되는 것이다.

제 8 항의 후점막 자극성 화합물 스크리닝 방법은, 실험 동물의 후점막을 향하여 후점막 자극 화합물을 투여하는 단계와, 실험 동물의 후점막에 후점막 자극 화합물이 투여된 경우에, 실험 동물의 후구에 생기는 전기 신호를 측정하는 단계와, 측정되는 전기 신호와 실험 동물에 유기되는 생리적 반응과의 상관 관계에 관해서 분석하는 단계를 포함하는 것이다.

제 9 항의 후점막 자극성 화합물은, 제 8 항에 따른 후점막 자극성 화합물 스크리닝 방법에 의해서, 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와 실험 동물에 유기되는 생리적 반응과의 상관 관계가 인정되는 것이다.

제 10 항의 치료 장치는, 생체의 후구에 매립되는 측정 전극부와, 생체가 생리적 반응을 유기시키는 후구에서의 자극 패턴을, 상기 측정 전극부에 대하여 전기 신호 패턴으로서 인가하는 수단을 구비하는 것이다.

제 11 항의 측정 전극부는, 실험 동물의 후구에 매립되고, 후구에서 생기는 전기 신호의 측정 또는 후구에 전기 신호를 인가하기 위해서 사용되는 측정 전극부로서, 후구의 신경 세포로부터의 전기 신호를 각각 검출하는 복수의 미소 전극이 설치되어 있고, 각 미소 전극이, 실험 동물의 후점막에 대한 후점막 자극 화합물의 투여에 의해 후구에 발생하는 전기 신호 패턴에 기초하여 배치되어 있는 것이다.

제 12 항의 측정 전극부는, 제 11 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 각 미소 전극이, 1μm²내지 100,000,000μm²의 면적으로 되어 있는 것이다.

제 13 항의 측정 전극부는, 제 12 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 미소 전극이 매트릭스 형상으로 배치되어 있는 것이다.

제 14 항의 측정 전극부는, 제 13 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 인접하는 미소 전극의 간격이, 10 내지 10,000μm로 되어 있는 것이다.

제 15 항의 측정 전극부는, 제 11 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 각 미소 전극은, 필름 형상의 기판 상에 배치되어 있는 것이다.

제 16 항의 측정 전극부는, 제 15 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 각 미소 전극은, 각각 링형상을 이루고 있고, 상기 기판에 설치된 관통 구멍의 주변 테두리부(周緣部)에 각각 배치되어 있는 것이다.

제 17 항의 측정 전극부는, 제 16 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 기판에 형성된 관통 구멍의 내경이 10,000μm 이하인 것이다.

제 18 항의 측정 전극부는, 제 11 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 미소 전극은, 상기 기판의 표면 및 뒷면의 같은 위치에 배치되어 있고, 상기 기판의 한쪽의 면에 설치된 각 미소 전극은, 실험 동물이 생리적 반응을 유기시키는 전기 신호 패턴을 검출하고, 다른쪽은, 검출한 신호와 같은, 또는 다른 신호를 인가하는 것이다.

제 19 항의 측정 전극부는, 제 15 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 미소 전극이, 금, 백금, ITO, 질화티타늄, 구리, 은, 텅스텐 중 어느 하나로 형성되어 있는 것이다.

제 20 항의 측정 전극부는, 제 15 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 기판이, 생체 재료에 의해서 구성되어 있는 것이다.

제 21 항의 측정 전극부는, 제 15 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 기판이, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 테플론, 실리콘 고무, 반도체 재료, 도전성 고무 중 어느 하나로 구성되어 있는 것이다.

제 22 항의 측정 전극부는, 제 13 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 미소 전극은, 바늘형상 도전선의 선단부에 각각 형성되어 있고, 소정 개수의 바늘형상 도전선이, 각 미소 전극이 각각 소정의 간격을 둔 상태로 묶여져 전극 열을 구성함과 동시에, 복수의 전극 열이, 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 있는 것이다.

제 23 항의 측정 전극부는, 제 21 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 바늘 형상 도전선은, 직경 1μm 내지 1,000μm로 되어 있는 것이다.

제 24 항의 측정 전극부는, 제 22 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 바늘 형상 도전선은, 바늘형상의 도전 재료를, 선단부의 미소 전극을 제외하고 절연 피막으로 피복되어 구성되어 있는 것이다.

제 25 항의 측정 전극부는, 제 24 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 바늘 형상 도전선의 도전 재료가, 금, 백금, ITO, 질화티타늄, 구리, 은, 텅스텐, 도전성 고무 중 어느 하나로 구성되어 있는 것이다.

제 26 항의 측정 전극부는, 제 24 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 바늘 형상 도전선의 절연피막이, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 중 어느 하나로 구성되어 있는 것이다.

제 27 항의 측정 전극부는, 제 11 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 미소 전극은, 생체 재료에 의해서 구성된 피막에 의해서 피복되어 있는 것이다.

제 28 항의 측정 전극부는, 제 22 항에 따른 측정 전극부에 있어서, 상기 바늘 형상 도전성 재료의 선단부가 생체 재료의 피막에 의해서 피복되어 있는 것이다.

제 29 항의 치료 방법은, 실험 동물의 후점막을 향하여 후점막 자극 화합물을 투여하는 단계와, 실험 동물의 후점막에 후점막 자극 화합물이 투여된 경우에, 실험 동물의 후구에 생기는 전기 신호를 측정하는 단계와, 측정되는 전기 신호의 패턴과, 상기 전기 신호의 패턴에 의해서 실험 동물에 유기되는 생리적 반응의 종류 및 정도를 파악하는 단계와, 목적의 생리적 반응을 일으키는 데에 충분한 전기 신호 패턴을 자극 패턴으로서 상기 실험 동물의 후구에 공급하는 단계를 포함하는 것이다.

제 30 항의 방법은, 상기 목적의 생리적 반응이 혈압 강하인 것이다.

제 31 항의 방법은, 상기 목적의 생리적 반응이 혈당치의 저하인 것이다.

본 발명은, 생체의 후점막을 자극함으로써, 직접, 뇌 기능을 활성화 또는 억제함으로써, 생리 기능을 조절하는 의약품 후보 화합물을 스크리닝하는 장치 및 방법을 제공한다. 본 발명의 스크리닝 장치는, 의약품 후보 화합물인 후점막 자극물을 생체의 후점막에 투여하였을 때에 야기되는 후구의 자극 패턴을 측정하고, 그 패턴 분석을 행하여, 생체내에 생기는 생리적 반응과의 상관 관계를 조사하여, 후점막에의 자극을 통해 뇌를 활성화 또는 억제하는 후점막 자극물이 스크리닝된다.

그 결과, 본 발명의 스크리닝 장치에 의해 스크리닝되는 후점막 자극 화합물은, 내복약 등의 약물과 달리, 후점막을 통해, 직접, 뇌세포를 자극하기 때문에, 내복약 등의 투여가 곤란했던 환자에 대하여도, 치료약으로서 유효하다. 또한, 내복약 등에 의한 환부 도달 경로에 주는 부작용도 거의 없고, 또한, 약물 동태 등의 실험을 행할 필요도 없다.

이하에, 본 발명의 스크리닝 장치를, 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1은, 본 발명의 스크리닝 장치의 개략 구성을 도시하고 있다. 상기 스크리닝 장치(1)는, 스크리닝의 후보 화합물인 후점막 자극 화합물이, 소망의 농도로 충전된 후점막 자극 화합물 수용 박스(31)와, 실험 동물의 행동 범위를 소정 범위 내에 고정하는 실험 동물 고정기(32)와, 후점막 자극 화합물 수용 박스(31)내의 후점막 자극 화합물을 실험 동물 고정기(32)에 분무하는 분무 노즐(33)을 갖고 있다.

실험 동물 고정기(32)내에 고정되는 실험 동물로서는, 스크리닝 실험의 목적에 따라서 여러가지 크기의 동물이 사용되고, 통상, 쥐(rat), 쥐(mouse), 토끼 등이다. 실험 동물 고정기(32)의 크기는, 사용되는 실험 동물의 크기에 대응한 크기로 된다.

후점막 자극 화합물 수용 박스(31)에 충전된 후점막 자극 화합물은, 분무 노즐(33)에 의해서, 실험 동물 고정기(32)에 고정된 실험 동물의 코끝을 향하여 분무된다. 실험 동물 고정기(32)는, 분무 노즐(33)로부터 분무되는 후점막 자극 화합물이 내부에서 지나치게 확산하지 않도록 적정도의 크기로 되어 있다.

또한, 본 실시예에서는, 실험 동물로서 쥐를 사용하고 있고, 실험 동물 고정기(32)도 쥐의 크기에 대응한 크기로 되어 있다.

실험 동물 고정기(32)에 고정되는 실험 동물의 두개골내의 후구에는, 수술에 의해서, 측정 전극부(10)가 장착되어 있다.

후구란, 뇌로부터 전방측으로 돌출한 좌우 후각 축색(嗅索)의 선단에 있고, 층형상으로 나열한 뉴런(neuron)군으로 구성되는 후각의 일차 중추이다. 비강(鼻腔)의 최상부에 있는 후점막을 형성하는 후각 세포의 축색(軸索)은, 두개골의 내부를 통과하여, 후구에 도달하고 있다. 후구로부터의 2차 뉴런은, 대뇌 피질의 후각 분야인 안와전두회(眼窩前頭回: orbitofrontal gyrus)에 도달하고 있다. 따라서, 후점막 자극 화합물에 의한 후점막에의 자극은, 후구를 반드시 통과하기 때문에, 후구에서, 후점막으로부터 뇌세포에의 자극을 확실하게 검출할 수 있다.

분무 노즐(33)로부터 후점막 자극 화합물을 포함하는 공기를 분무함으로 인한 실험 동물의 후구의 전기적 반응은, 실험 동물에 장착된 측정 전극부(10)에 의해 측정된다. 측정 전극부(10)에서 측정되는 전기 신호는, 측정 전극부(10)에 접속된 터미널 라인(38) 및 신호 증폭 자극 장치(34)를 통해, 신호 증폭 장치(35)에 주어지고 있다. 신호 증폭 장치(35)는, 주어지는 전기 신호를 증폭하여, 컴퓨터등으로 구성된 처리 장치(36)에 공급한다.

처리 장치(36)는, 측정 전극부(10)로부터 주어지는 전기 신호에 기초하여, 후구에서의 자극 패턴을 분석함과 동시에, 분석에 의해서 얻어진 자극 패턴을, 데이터로서 보존한다. 또한, 처리 장치(36)에 의해서 얻어진 자극 패턴의 분석 결과는, 화상 처리되어, 표시 장치(37)에 표시된다.

또한, 측정 전극부(10)와 신호 증폭 장치(35)와의 사이에 설치되어 있는 신호 증폭 자극 장치(34)는, 처리 장치(36)로부터 출력되는 전기 신호를, 증폭하여 측정 전극부(10)에 공급하기 위해서 설치되어 있고, 측정 전극부(10)가, 후구에서의 전기 신호의 측정에만 사용되는 경우에는, 특별히 동작되지 않고, 측정 전극부(10)로부터의 전기 신호가 통과한다.

또한, 실험 동물 고정기(32)에는, 고정된 실험 동물의 혈압, 심박수 등의 생체 내에서 생기는 생리 반응을 측정하는 수단이 설치되어 있고, 그 측정 수단에 의한 측정 결과가, 처리 장치(36)에 주어지고 있다.

도 2a는, 실험 동물의 후구에 장착된 측정 전극부(10)의 개략 평면도, 도 2b는 그 확대도, 도 2c는 그 측면도이다. 측정 전극부(10)는, 절연성의 필름에 의해서 구성된 기판(12)과, 그 기판(12)의 표면에, 예를 들면 4×4의 매트릭스 형상으로 배치된 16개의 미소 전극(13)을 갖고 있다.

기판(12)은, 두께가 1μm 내지 100μm 정도로서, 1변의 길이가 2mm 정도의 정방형상으로 형성되어 있다. 각 미소 전극(13)은, 1변이 100μm 정도의 정방형상으로 형성되어 있고, 인접하는 한 쌍의 미소 전극(13)의 피치는, 500μm 정도로 되어 있다. 각 미소 전극(13)의 크기에 관해서는, 특별히 한정되는 것이 아니라, 1μm²내지 100,000,000μm²정도의 범위에서, 적절히, 설정된다. 또한, 인접하는 한 쌍의 미소 전극(13)의 피치에 관해서도, 특별히 한정되는 것이 아니라, 10μm 내지 10,000μm 정도의 범위에서, 적절히 설정된다.

각 미소 전극(13)에는, 도전선(14)이 각각 접속되어 있다. 도전선(14)은, 기판(12)상에 설치된 도전 패턴으로 구성되어 있고, 그 표면이 절연성 재료의 피막에 의해서 피복되어 있다.

각 도전선(14)은, 기판(12)의 가로방향에 따른 일방향측 테두리부를 따라서 배치되어 있는 집전부(15)의 각 전극(15a)에 각각 접속되어 있다. 집전부(15)의 각 전극(15a)은, 터미널 라인(38)(도 1참조)에 접속되어 있고, 상기 터미널 라인(38)은, 실험 동물의 두개골로부터 외부로 인출되어 신호 증폭 자극 장치(34)에 접속되어 있다.

각 미소 전극(13)은, 생체 조직과의 밀착성을 향상시키기 위해서, 생체 재료인 콜라겐으로 형성된 얇은 피막으로 피복되어 있다. 또한, 각 미소 전극(13)을 덮는 얇은 피막은, 콜라겐 이외에, 젤라틴, 셀룰로오스 등의 생체 재료를 사용하여도 된다. 이와 같이, 각 미소 전극(13)을 생체 재료에 의한 피막에 의해서 피복함으로써, 측정 전극부(10)가 실험 동물의 후구내에 매립되었을 때에, 후구의 생체 성분에 대하여 높은 밀착성으로 후구내에 유지된다.

각 미소 전극(13) 및 각 도전선(14)의 재질로서는, 백금, 금, ITO, 질화티타늄, 구리, 은, 텅스텐을 사용할 수 있다. 또한, 도전선(14)을 피복하는 절연성 재료로서는, 예를 들면, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 등이 사용된다.

또한, 기판(12)은, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 테플론, 실리콘 고무, 반도체재료 등에 의해서 구성할 수 있다. 기판(12)으로서는, 이러한 재료에 한정하지 않고, 콜라겐, 젤라틴, 셀룰로오스 등의 생체 재료에 의해서 구성하여도 된다. 기판(12)을 생체 재료에 의해서 구성함으로써, 측정 전극부(10)가 실험 동물의 후구내에 매립되었을 때에, 기판(12)이 후구의 생체 성분과 일체화하여, 각 미소 전극(13) 및 도전선(14)을 절연 재료의 피막이, 높은 밀착성으로 후구내에 유지시킨다.

이러한 구성의 스크리닝 장치(1)의 동작에 관해서 설명한다. 우선, 스크리닝의 후보가 되는 후점막 자극 화합물을, 소망의 농도로서 후점막 자극 화합물 수용 박스(31)에 충전한다. 또한, 실험 동물 고정기(32)에, 실험 동물로서의 쥐를 고정한다. 쥐는, 후구에 측정 전극부(10)가 장착되어 있다.

실험 동물 고정기(32)에 쥐가 고정되면, 분무 노즐(33)에 의해서, 쥐의 코끝을 향하여 후점막 자극 화합물 수용 박스(31)에 충전된 후점막 자극 화합물이, 실험 동물 고정기(32)내에 공기와 함께 분무된다.

분무 노즐(33)로부터 분출되는 공기에 포함되는 후점막 자극 화합물은, 쥐의 후점막의 후각 세포를 자극하여, 이 자극이, 전기적 신호로서, 후구에 전달된다.

쥐의 후구에 매립된 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(13)은, 각 미소 전극(13)에 각각 대응한 후구의 각 위치에 있어서, 후점막의 자극에 의해서 생기는전기 신호를 측정하여, 상기 전기 신호가, 각 미소 전극(13)에 접속된 도전선(14)및 집전판(15) 및 실험 동물 고정기(32)의 외부에 설치된 신호 증폭 자극 장치(34)를 통해, 신호 증폭 장치(35)에 송신된다.

신호 증폭 장치(35)에 송신된 전기 신호는, 신호 증폭 장치(35)에 의해서 증폭되어, 처리 장치(36)에 출력된다. 처리 장치(36)는, 신호 증폭 장치(35)로부터 주어지는 전기 신호에 기초하여, 후구내에 배치된 각 미소 전극(13)에 각각 대응한 각 위치에서의 전기 신호를 분석한다.

또한, 처리 장치(36)에는, 분무 노즐(33)로부터 후점막 자극 화합물을 포함하는 공기가 분무되었을 때에, 실험 동물 고정기(32)로 고정된 쥐의 혈압, 심박수 등의 측정 결과가 주어지고 있다.

처리 장치(36)는, 분석된 후구에서의 전기 신호의 패턴과, 쥐의 혈압, 심박수 등의 측정 결과에 기초하여, 쥐에 분무된 후점막 자극 화합물의 유효성에 관해서 판정한다. 예를 들면, 후점막 자극 화합물에 의한 후점막의 자극에 의해서, 쥐의 혈압이 강하하고 있는 것이 검출되면, 그 후점막 자극 화합물이, 뇌세포를 억제하여, 혈압을 강하시키는 생리적 반응이 유기되어 있는 것으로 판정된다. 이로써, 그 후점막 자극 화합물이 혈압의 강하에 유효하게 스크리닝된다. 이 경우에, 측정 전극부(10)에 의해서 얻어진 전기 신호 패턴은, 데이터로서 처리 장치(36)에 보존된다.

또한, 측정 전극부(10)는, 기판(12)상에 미소 전극(13)이 16개 설치되어 있지만, 적어도 1개의 미소 전극(13)을 가지면 되지만, 후구에서의 후점막 자극 화합물에 의한 자극 패턴을 정밀도 양호하게 얻기 위해서는, 후구에 발생하는 전기 신호에 대응하도록 복수 설치하여, 후구에 발생하는 전기 신호의 패턴에 대응시키는 것이 바람직하다. 이 경우의 미소 전극(13)의 수는, 16개에 한정되는 것 아니다.

또한, 처리 장치(36)는, 실험 동물 고정기(32)에 고정된 쥐로부터의 혈압, 심박수 등의 생리적 반응을 측정하여, 측정 전극부(10)에 의해서 얻어진 전기 신호의 패턴에 대하여 쥐에게 생리적 반응이 유기되어 있는 것을 직접적으로 판정하게 되어 있지만, 실험 동물이 생리적 반응을 유기시키는 후구에서의 전기 신호 패턴에 관한 데이터를 미리 처리 장치(36)에 설정해 두고, 그 데이터와, 측정 전극부(10)에서 측정되는 전기 신호의 패턴을 비교하여, 쥐에게 생리적 반응이 유기되는 것을 판정하여도 된다.

도 3은, 측정 전극부(10)의 다른 예를 도시하고 있고, 도 3a는, 측정 전극부(10)의 개략 평면도, 도 3b는, 그 확대도, 도 3c는, 그 측면도이다. 상기 측정 전극부(10)는, 절연성의 필름 재료에 의해서 구성된 기판(12)에, 4×4의 매트릭스 형상으로, 각각의 내경 50μm 정도의 관통 구멍이 설치되어 있다. 인접하는 한 쌍의 관통 구멍의 피치는, 500μm 정도로 되어 있다. 기판(12)의 표면 및 뒷면에서의 각 관통 구멍의 주변 테두리부에는, 링형상의 미소 전극(13)이 각각 설치되어 있다. 따라서, 기판(12)의 표면 및 뒷면에는, 16개의 미소 전극(13)이, 각각 같은 위치에 배치되어 있다.

각 미소 전극(13)은, 각 관통 구멍과 마찬가지로, 내경 500μm 정도의 개구부를 각각 갖고 있고, 각 관통 구멍과 동심 상태로 각각 배치되어 있다. 각 미소전극(13)의 외경은, 100μm 정도로 되어 있다.

기판(12)에 설치된 각 관통 구멍 및 각 미소 전극(13)의 개구부의 내경은, 미소 전극(13)의 외경에도 의하지만, 통상, 1μm 이상, 10,000μm 이하로 된다.

또한, 상기 측정 전극부(10)의 표면에 배치된 각 미소 전극(13)은, 후점막의 후각 세포로부터 후구에 보내여지는 전기 신호를 각각 측정하여, 터미널 라인(38)및 신호 증폭 자극 장치(34)를 통해 신호 증폭 장치(35)에 주어져, 신호 증폭 장치(35)에 의해서 증폭된 후에 처리 장치(36)에 주어진다. 처리 장치(36)에서는, 신호 증폭 장치(35)에 의해서 증폭된 전기 신호에 기초하여, 후구에서의 자극 패턴을 분석한다.

측정 전극부(10)의 뒷면에 배치된 각 미소 전극(13)은, 처리 장치(36)로부터 송신되는 전기 신호가, 신호 증폭 자극 장치(34)에 의해서 증폭되어 주어지고 있고, 각 미소 전극(16)에 주어지는 전기 신호에 의해서, 측정 전극부(10)가 장착된 쥐의 후구를 자극한다. 그리고, 각 미소 전극(13)에 의해서 주어지는 전기 신호에 의한 자극이, 쥐의 뇌세포에 전달된다.

측정 전극부(10)의 뒷면에 배치된 각 미소 전극(13)에는, 예를 들면, 후점막 자극 화합물에 의해서 쥐의 후구가 자극됨으로써 예를 들면 혈압을 강하시키도록 뇌세포가 억제된 경우에 있어서, 측정 전극부(10)의 표면에 배치된 각 미소 전극(13)에 의해서 얻어진 전기 신호의 패턴과 동일 패턴의 전기 신호가 주어진다. 이로써, 후구에는, 후점막 자극 화합물에 의한 후점막의 자극과 동일 자극 패턴이 후구를 통해 뇌세포에 주어지게 되어, 혈압을 강하시킬 수 있다.

측정 전극부(10)의 뒷면에 배치된 각 미소 전극(13)에 주어지는 전기 신호의 패턴은, 뇌세포의 활성화 혹은 억제화시키기 위해서 유효하다고 인정되는 것뒷면, 측정 전극부(10)의 표면의 미소 전극(13)에 의해서 얻어지는 전기 신호의 패턴과 같을 필요는 없고, 다른 전기 신호 패턴을 얻을 수 있도록, 각 미소 전극(13)에 전기 신호를 송신하도록 하여도 된다.

이와 같이, 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(13)에 전기 신호를 인가하여, 후구에 대하여 소정 패턴의 전기 신호의 자극을 줌으로써, 뇌세포의 활성화 혹은 억제화에 의하여 생리적 반응을 유기(誘起)시킬 수 있다. 따라서, 생체의 후구에 측정 전극부(10)를 장착하여, 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(13)에 전기 신호를 인가하여, 소정 패턴의 전기 신호에 의한 자극을 후구에 공급함으로써, 뇌세포의 활성화 혹은 억제화에 의한 생리적 반응을 유기시킬 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 장치는, 생체의 치료 장치로서 사용할 수 있다.

또한, 도 3에 도시하는 바와 같이, 기판(12)의 표면 및 뒷면에 미소 전극(13)이 각각 설치된 측정 전극부(10)에 한정하지 않고, 도 2에 도시하는 바와 같이, 기판(12)의 표면에만 미소 전극(13)이 설치되어 있는 경우에도, 그 측정 전극부(10)를 인체의 후구에 매립하여, 그 측정 전극부(10)에 대하여, 처리 장치(36)로부터, 소정의 전기 신호를, 신호 증폭 자극 장치(34)에 의해서 증폭하여, 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(13)에 인가함으로써, 인체에 대하여 생리적 반응을 유기시킬 수 있어, 인체의 치료 장치로서 사용할 수 있다.

도 3에 도시하는 측정 전극부(10)에서는, 각 미소 전극(13)이 링형상으로 형성되어 있고, 더구나, 기판(12)의 표면 및 뒷면에 설치된 각 미소 전극(13)의 개구부끼리가, 기판에 설치된 관통 구멍에 의해서 서로 연결되어 있기 때문에, 측정 전극부(10)를 후구에 매립했을 때에 분단된 후구내의 신경 조직이, 쌍을 이루는 각 미소 전극(13)의 개구부 및 관통 구멍을 통해 신장된다. 따라서, 후구내에서 분단된 신경 경로를 재구성할 수 있다.

도 4는, 측정 전극부(10)의 또다른 예를 도시하고 있고, 도 4a는, 측정 전극부(10)의 개략 구성도, 도 4b는, 그 요부의 단면도이다. 상기 측정 전극부(10)는, 예를 들면, 각각의 선단부에 미소 전극(16a)이 설치된 길이가 다른 4개의 바늘형상 도전선(16)을 묶어 구성된 4개의 전극열(17)을 갖고 있다. 바늘형상 도전선(16)은, 절연 피막에 의해서 피복된 바늘형상의 도전 재료로 구성되어 있고, 각 바늘형상 도전선(16)의 선단부의 절연피막이 박리됨으로써, 미소 전극(16a)이 각각의 선단부에 형성되어 있다. 각 미소 전극(16a)은, 예를 들면, 100μm의 길이로 된다.

바늘형상 도전선(16)의 도전 재료로서는, 백금, 금, 니켈, 질화티타늄, 구리, 은, 텅스텐 등이 사용된다. 또한, 도전 재료를 피복하는 절연 피막으로서는, 폴리이미드, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리카보네이트 등이 사용된다.

각 전극열(17)은, 각각 길이가 다른 4개의 바늘형상 도전선(16)을, 선단부에 설치된 미소 전극(16a)이, 예를 들면, 500μm의 간격을 두고 배치된 상태로 묶여져 있다. 각 전극열(17)은, 각각의 가장 짧은 바늘형상 도전선(16)의 선단에서 또한 500μm 떨어진 부분을, 실리콘 , 테플론 등의 절연성의 홀더(18)에 의해서 고정함으로써, 예를 들면, 각각이 500μm의 간격을 둔 상태로 평행하게 유지되어 있다.또한, 도 4a에서는, 도면을 보기 쉽게 하기 위해서, 각 바늘형상 도전선(16)의 폭을 실제의 폭보다도 넓게 도시하고 있다.

이러한 구성의 측정 전극부(10)도, 생체의 후구내에 매립되어, 도 1에 도시하는 스크리닝 장치, 혹은 치료 장치에 사용된다. 상기 측정 전극부(10)는, 4개의 미소 전극(16a)이 설치된 각 전극열(17)이, 서로 적당한 간격을 두고 유지되어 있기 때문에, 뇌 조직의 절단이 적고, 신경 회로망을 유지한 채로 생체의 후구내에의 매립 수술이 용이하다.

실시예를 사용하여 본 발명을 설명한다. 이하의 실시예는, 본 발명의 예시이고, 본 발명을 한정하는 것이 아니다.

<실시예 1>

실험용 동물로서, 생후 2주생의 쥐를 사용하여, 도 4에 도시하는 측정 전극부(10)를 매립하는 수술을 실시하였다.

측정 전극부(10)는, 미소 전극(16a)의 길이가 100μm, 각 전극열(17)에서의 인접하는 미소 전극(16a)의 간격이 500μm이다. 또한, 바늘형상 도전선(16)의 도전 재료로서는, 백금이 사용되어 있고, 절연 피막으로서는, 폴리이미드가 사용되고 있다.

측정 전극부(10)는 쥐 후구에의 매립에 앞서서, 매립 후의 신경 세포의 재생, 밀착성을 향상시키기 위해서, 미소 전극(16a)을 N2 서플리먼트과 콜라겐에 의해서 전처리를 행하였다.

측정 전극부(10)를 쥐에 장착할 때에는, 우선, 넴부탈(Nembutal)(바르비투레이트(barbiturate))를, 쥐 체중의 1/10 량을 복강 내에 주사하여 마취한 후, 쥐를 엎드리게 고정하였다. 쥐를 고정한 후, 전두부의 두피를 열어, 두개골을 1mm×5mm의 크기로 열었다. 계속해서, 전처리를 실시한 측정 전극부(10)를 후구내에 삽입하여, 측정 전극부(10)의 터미널 라인(38)을 쥐의 두부 밖으로 끌어내었다. 다음에, 두개골에 형성되어 있는 구멍을 덴탈 시멘트(dental cement)로서 매립하여, 터미널 라인(38)을 두개골의 외부로 끌어 낸 상태로 두피를 봉합하였다. 봉합 후, 수술후의 환부를 항생 물질(페니실린 100u/ml, 스트렙토마이신 100μg/ml)로 세정하여, 멸균 덴탈 시멘트로 단단하게 하였다.

이와 같이, 측정 전극부(10)를 매립하는 수술을 한 후에, 3주간이 경과하기 까지, 활성탄에 의해서 청정화된 냄새 성분이 없는 환경하에서 쥐를 사육하였다. 그리고, 수술 3주간 후에, 도 1에 도시하는 스크리닝 장치(1)의 실험 동물 고정기(32)에 쥐를 고정하였다. 체외로 끌어낸 터미널 라인(38)은, 실험 동물 고정기(32)의 외부에서, 신호 증폭 자극 장치(34)에 접속되어 있다.

이러한 상태에서, 스크리닝 장치(1)의 후점막 자극 화합물 수용 박스(31)내에, 후점막 자극 화합물로서, 소정 농도의 시네올(cineole)(C₁₀H₁₈O)을 충전하여, 후점막 자극 화합물 수용 박스(31)내의 시네올을, 통상의 공기와 같이, 5분간에 걸쳐, 실험 동물 고정기(32)내의 쥐에게 분무하여, 쥐의 후구에 있어서의 반응을, 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(16a)으로부터의 전기 신호로서 기록하였다. 측정 전극부(10)에서의 16개의 미소 전극(16a)의 전기 신호를, 도 5a에 도시한다. 동시에, 시네올이 분무되었을 때의 쥐의 혈압 및 심박수를 측정하였다. 그 측정 결과를 도 6a에 도시한다.

다음에, 시네올을 포함하지 않은 공기를 활성탄에 의해서 청정화하여, 실험 동물 고정기(32)에 30분간에 걸쳐 흘리어, 쥐의 후구의 반응이 안정할 때까지 대기하였다. 그리고, 쥐의 후구가 안정한 후에, 시네올을 통상보다 5% 산소 농도가 높은 공기와 함께 실험 동물 고정기(32)에 분무하고, 그 때의 쥐의 후구의 반응을, 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(16a)으로부터의 전기 신호로서 기록하였다. 측정 전극부(10)에 있어서의 16개의 미소 전극(16a)의 전기 신호를, 도 5b에 도시한다. 또한, 동시에 측정된 쥐의 혈압 및 심박수의 결과를 도 6b에 도시한다.

도 5a와 도 5b와의 비교에 의해, 시네올에 의해서 쥐의 후점막이 자극되어 있었음이 판명되었다. 또한, 도 6a과 도 6b와의 비교에 의해, 시네올에 의해서, 혈압 및 심박수가 상승한다고 하는 생리적 반응이 유기되어 있음도 분명하게 되었다. 더구나, 시네올을 통상의 산소 농도의 공기와 함께 후점막에 분무한 경우에, 시네올을 산소 농도가 통상보다 5% 높은 공기와 함께 후점막에 분무하였을 때보다도, 쥐의 혈압 및 심박수가 상승하는 것도 판명되었다.

이와 같이, 시네올은, 혈압 및 심박수의 상승에 유효하고, 특히, 고농도 산소 존재하가 아닌 경우에, 혈압 및 심박수의 상승에 유효함이 판명되었다.

<실시예 2>

도 3에 도시하는 측정 전극부(10)를, 실시예 1과 마찬가지로 쥐에 장착하였다, 상기 측정 전극부(10)에서의 링형상의 각 미소 전극(13)으로서, 도전성 재료인 ITO를 사용하여, 각 미소 전극(13)의 표면을, 각각 금에 의해서 도금하였다.또한, 기판(12)으로서는, 두께 100μm의 폴리이미드의 필름 재료를 사용하였다.

측정 전극부(10)가 장착된 쥐를, 도 1에 도시하는 스크리닝 장치(1)의 동물실험 고정기(32)에 고정하여, 소정의 전기 신호 패턴이 쥐의 후구에 주어지도록, 측정 전극부(10)의 뒷면에 설치된 16개의 미소 전극(13)에 대하여, 도 7에 도시하는 전기 신호를 각각 인가하였다. 그리고, 전기 신호 패턴이 후구에 주어진 경우에 있어서의 쥐의 혈압 및 심박수의 경시적 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 8에 도시한다.

측정 전극부(10)에서의 각 미소 전극(13)에 대하여, 도 7에 도시하는 전기 신호를 인가함으로써, 도 8에 도시하는 바와 같이, 혈압 및 심박수는 상승하여, 1시간 정도가 경과한 시점에서, 혈압치는 최대가 되며, 또한, 2시간 정도가 경과한 시점에서, 심박수는 최대로 되어 있었다.

이와 같이, 후구에 대하여 소정의 전기 신호 패턴을 인가함으로써, 뇌세포가 활성화되어, 혈압 및 심박수의 상승이라는 생리적 반응이 유기되어 있는 것이 분명하게 되었다.

<실시예 3>

도 2에 도시하는 측정 전극부(10)를 실시예 1과 같이 하여 쥐에게 장착하였다. 상기 측정 전극부(10)의 각 미소 전극(13)으로서, 도전성 재료인 ITO를 사용하여, 각 미소 전극(13)의 표면을, 각각 금에 의해서 도금하였다. 기판(12)으로서, 두께 100μm의 폴리이미드의 필름 재료를 사용하였다.

측정 전극부(10)가 장착된 쥐를, 도 1에 도시하는 스크리닝 장치(1)의 동물실험 고정기(32)에 고정하여, 소정의 자극 패턴이 쥐의 후구에 주어지도록, 측정 전극부(10)에 대하여, 도 9a에 도시하는 전기 신호를 인가하였다. 그리고, 이러한 전기 신호가 측정 전극부(10)에 인가된 경우에 있어서의 쥐의 혈당치의 경시적 변화를 측정하였다. 그 결과를 도 9b에 도시한다.

이와 같이, 후구에 대하여 소정의 전기 신호를 인가함으로써 혈당치의 저하라는 생리적 반응이 유기되어 있는 것이 확인되었다.

<실시예 4>

도 4에 도시하는 측정 전극부(10)를 실시예 1과 마찬가지로 쥐에 장착하였다. 상기 측정 전극부(10)의 바늘형상 도전선(16)의 도전 재료로서 백금을 사용하고, 그 도전 재료를 폴리이미드에 의해서 절연 피막 처리하였다. 바늘형상 도전선(16)의 직경은, 100μm, 전극열(17)에서의 인접하는 미소 전극(16a)의 간격은 500μm로 하였다. 또한, 미소 전극(16a)과 생체 조직의 밀착성을 양호하게 하기 위해서, 미소 전극(16a)을, 콜라겐으로 구성된 얇은 피막으로 피복하였다.

측정 전극부(10)가 장착된 쥐를, 도 1에 도시하는 스크리닝 장치(1)의 동물 실험 고정기(32)에 고정하여, 생육 환경 하에서, 측정 전극부(10)의 16개의 미소 전극(16a)에 대하여, 도 10에 도시하는 전기 신호를 각각 인가한, 후구에 대하여 전기 신호에 의한 자극 패턴을 인가한 경우에 있어서의 혈압 및 심박수의 경시적 변화를, 저산소 농도 조건하 및 고농도 산소 조건하의 각각에 대해서 측정하였다. 저산소 농도 조건으로서, 통상의 공기의 산소 농도보다도 산소 농도를 5% 낮게 하고, 고산소 농도 조건으로서, 통상의 공기에서의 산소 농도보다도 산소 농도를 5%가 높게 하였다. 그 측정 결과를 도 11에 도시한다.

도 11에 도시하는 바와 같이, 후구에 주어지는 전기 신호 패턴에 의해서, 혈압 및 심박수가 상승한다고 하는 생리적 변화가 유기되어 있고, 더구나, 저산소 농도 조건하에서, 혈압 및 심박수 모두, 고산소 농도 조건하보다도 크게 상승하고 있는 것이 확인되었다.

또한, 도 4에 도시하는 측정 전극부(10)를 대신하여, 도 3에 도시하는 측정 전극부(10)를 사용한 경우에도, 동일의 측정 결과가 얻어졌다.

본 실시예에 있어서는 표면 및 뒷면에 미소 전극을 복수 구비한 것을 사용하고 있지만, 표면만 전극을 갖는 전극부로부터 신호만을 검출하여, 스크리닝을 행하는 것도 가능하다.

각 실시예 1 내지 4에 각각 도시하는 바와 같이, 본 발명의 장치 및 방법에 의해, 생체의 후구에 대한 자극에 의해서, 생리적 반응이 유기된다. 더구나, 후구 에 대한 자극 패턴이 다름으로써, 유기되는 생리적 반응의 종류, 정도 등도 다르다. 따라서, 생체의 후점막을 자극하는 후점막 자극 화합물에 의해서 유기되는 생리적 반응의 종류, 정도등의 관련성에 기초하여, 후점막 자극 화합물이 스크리닝된다.

스크리닝된 후점막 자극 화합물은, 뇌세포에 직접적으로 작용하기 때문에 즉효성을 갖고 있고, 더구나, 내복, 혈관 주사, 근육 주사 등에 의한 약물 투여가 곤란한 환자에 대하여도 투여할 수 있는 신규의 약물로서 사용할 수 있다. 또한, 여러가지 환경 변화에 따라 출현하는 새로운 질병에 대하여 유효한 약물의 창출도 가능하다.

또한, 후점막 자극 화합물에 의한 후점막의 자극에 의해서, 후구에서 생기는 전기 신호 패턴과, 그 전기 신호 패턴에 의해서 유기되는 생체의 생리적 반응의 종류, 정도 등을 파악해 두고, 생체의 후구에 장착된 측정 전극부에 대하여, 소정의 생리적 반응이 유기되는 자극 패턴을 전기 신호의 패턴에 의해서 주어짐으로써, 측정 전극부가 장착된 생체에는, 소정의 생리적 반응이 유기되어지게 된다. 이것에 의해, 혈압, 혈당치의 강하 등과 같은, 생체의 치료가 가능하게 된다.

또한, 상기 각 실시예 1 내지 4는, 본 발명의 장치 및 방법의 유용성을 증명하기 위해서 이루어진 일례에 지나지 않고, 주어지는 화합물 및 산소 농도 등은, 특별히 한정되는 것이 아니다.

이상, 본 발명을 실시예를 참조하여 설명하였지만, 본 발명은 이들에 한정되는 것이 아니라, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위내에서, 당업자의 지식에 기초하여 다양한 개량, 수정, 변형을 가한 양태로 실시할 수 있다.

본 발명의 스크리닝 장치 및 방법은, 실험 동물의 후구에 매립된 측정 전극부에 의해서, 후점막 자극 화합물에 의해 후구에 생기는 전기적 신호를 측정하여, 실험 동물에 유기되는 생리적 반응에 기초하여, 후점막 자극 화합물의 유효성이 판정되기 때문에, 실험 동물에 대한 유효한 후점막 자극 화합물을 용이하게, 더구나, 확실하게 스크리닝할 수 있다.

또한, 본 발명의 치료 장치는, 인체의 뇌세포에 직접 자극을 주기 때문에,약물의 투여 등과 같이, 부작용 등이 생길 우려가 없다. 또한, 본 발명의 측정 전극부는, 이들 스크리닝 장치 및 치료 장치에 적합하게 사용할 수 있다.

Claims

실험 동물의 후점막을 향하여 후점막 자극 화합물을 투여하는 투여 수단과,

실험 동물의 후구에 매립되어, 후구에서 생기는 전기 신호를 측정하는 측정 전극부와,

상기 투여 수단에 의해서 실험 동물의 후점막에 후점막 자극 화합물이 투여된 경우에의 상기 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와 실험 동물에 유기되는 생리적 반응과의 상관 관계를 분석하는 처리 수단을 포함하는, 후점막 자극성 화합물 스크리닝 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 처리 수단은, 실험 동물로부터, 생리적 반응에 관한 데이터를 직접 얻어, 상기 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와의 상관 관계를 분석하는, 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치.
제 1 항에 있어서,

상기 처리 수단은, 실험 동물에 생리적 반응을 유기시키는 후구에서의 전기 신호에 관한 데이터를 미리 갖고 있고, 그 데이터에 기초하여, 상기 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와의 상관 관계를 분석하는, 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 투여 수단은, 후점막 자극 화합물을 수용하는 박스와, 상기 박스내에 수용된 후점막 자극 화합물을, 실험 동물의 후점막 부근에 분무하는 노즐을 갖는, 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 측정 전극부는, 후구의 신경 세포로부터의 전기 신호를 검출하는 적어도 1개의 미소 전극을 갖는, 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치.
제 5 항에 있어서,

상기 미소 전극이 복수 설치되어 있고, 각 미소 전극은, 실험 동물의 후점막 에 대한 후점막 자극 화합물의 투여에 의해 후구에 발생하는 전기 신호 패턴이 여러점에서 얻어지도록 배치되어 있는, 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치.
제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,

상기 각 미소 전극에는, 실험 동물이 생리적 반응을 유기시키는 전기 신호가 각각 주어지는, 후점막 자극 화합물 스크리닝 장치.
실험 동물의 후점막을 향하여 후점막 자극 화합물을 투여하는 단계와,

실험 동물의 후점막에 후점막 자극 화합물이 투여된 경우에, 실험 동물의 후구에 생기는 전기 신호를 측정하는 단계와,

측정되는 전기 신호와 실험 동물에 유기되는 생리적 반응과의 상관 관계에 관해서 분석하는 단계를 포함하는, 후점막 자극성 화합물 스크리닝 방법.
제 8 항에 따른 후점막 자극성 화합물 스크리닝 방법에 의해서, 측정 전극부에서 측정되는 전기 신호와 실험 동물에 유기되는 생리적 반응과의 상관 관계가 인정되는, 후점막 자극성 화합물.
생체의 후구에 매립되는 측정 전극부와,

생체가 생리적 반응을 유기시키는 후구에서의 자극 패턴을, 상기 측정 전극부에 대하여 전기 신호 패턴으로서 공급하는 수단을 포함하는 치료 장치.
실험 동물의 후구에 매립되어, 후구에서 생기는 전기 신호의 측정 또는 후구에 전기 신호를 인가하기 위해서 사용되는 측정 전극부로서,

후구의 신경 세포로부터의 전기 신호를 각각 검출하는 복수의 미소 전극이 설치되어 있고, 각 미소 전극이, 실험 동물의 후점막에 대한 후점막 자극 화합물의 투여에 의해 후구에 발생하는 전기 신호 패턴에 기초하여 배치되어 있는, 측정 전극부.
제 11 항에 있어서,

상기 각 미소 전극이, 1μm²내지 100,000,000μm²의 면적으로 되어 있는, 측정 전극부.
제 12 항에 있어서,

상기 미소 전극이 매트릭스 형상으로 배치되어 있는, 측정 전극부.
제 13 항에 있어서,

인접하는 미소 전극의 간격이, 10 내지 10,000μm로 되어 있는, 측정 전극부.
제 11 항에 있어서,

상기 각 미소 전극은, 필름형상의 기판 상에 배치되어 있는, 측정 전극부.
제 15 항에 있어서,

상기 각 미소 전극은, 각각 링형상을 하고 있고, 상기 기판에 설치된 관통 구멍의 주변 테두리부에 각각 배치되어 있는, 측정 전극부.
제 16 항에 있어서,

상기 기판에 형성된 관통 구멍의 내경이 10,000μm 이하인, 측정 전극부.
제 11 항에 있어서,

상기 미소 전극은, 상기 기판의 표면 및 뒷면의 동일 위치에 배치되어 있고, 상기 기판의 한쪽면에 설치된 각 미소 전극은, 실험 동물이 생리적 반응을 유기시키는 전기 신호 패턴을 검출하고, 다른쪽은, 검출한 신호와 동일, 또는 다른 신호를 인가하는, 측정 전극부.
제 15 항에 있어서,

상기 미소 전극이, 금, 백금, ITO, 질화티타늄, 구리, 은, 텅스텐 중 어느 하나로 형성되어 있는, 측정 전극부.
제 15 항에 있어서,

상기 기판이, 생체 재료에 의해서 구성되어 있는, 측정 전극부.
제 15 항에 있어서,

상기 기판이, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 테플론, 실리콘 고무, 반도체 재료, 도전성 고무 중 어느 하나로 구성되어 있는, 측정 전극부.
제 13 항에 있어서,

상기 미소 전극은, 바늘형상 도전선의 선단부에 각각 형성되어 있고, 소정개수의 바늘형상 도전선이, 각 미소 전극이 각각 소정의 간격을 둔 상태로 묶여져 전극열을 구성함과 동시에, 복수의 전극열이, 소정의 간격을 두고 평행하게 배치되어 있는, 측정 전극부.
제 22 항에 있어서,

상기 바늘 형상 도전선은, 직경 1μm 내지 1,000μm로 되어 있는, 측정 전극부.
제 22 항에 있어서,

상기 바늘 형상 도전선은, 바늘형상의 도전 재료를, 선단부의 미소 전극을 제외하고 절연피막으로 피복되어 구성되어 있는, 측정 전극부.
제 24 항에 있어서,

상기 바늘 형상 도전선의 도전 재료가, 금, 백금, ITO, 질화티타늄, 구리, 은, 텅스텐, 도전성 고무 중 어느 하나로 구성되어 있는, 측정 전극부.
제 24 항에 있어서,

상기 바늘 형상 도전선의 절연피막이, 폴리스티렌, 아크릴, 폴리카보네이트, 폴리이미드 중 어느 하나로 구성되어 있는, 측정 전극부.
제 11 항에 있어서,

상기 미소 전극은, 생체 재료로 구성된 피막에 의해서 피복되어 있는, 측정 전극부.
제 22 항에 있어서,

상기 바늘 형상 도전성 재료의 선단부가 생체 재료의 피막에 의해서 피복되어 있는, 측정 전극부.
실험 동물의 후점막을 향하여 후점막 자극 화합물을 투여하는 단계와,

실험 동물의 후점막에 후점막 자극 화합물이 투여된 경우에, 실험 동물의 후구에 생기는 전기 신호를 측정하는 단계와,

측정되는 전기 신호의 패턴과, 상기 전기 신호의 패턴에 의해서 실험 동물에 유기되는 생리적 반응의 종류 및 정도를 파악하는 단계와,

목적의 생리적 반응을 일으키는 데에 충분한 전기 신호 패턴을 자극 패턴으로서 상기 실험 동물의 후구에 공급하는 단계를 포함하는, 치료방법.
제 29 항에 있어서,

상기 목적의 생리적 반응이 혈압 강하인, 치료 방법.
제 29 항에 있어서,

상기 목적의 생리적 반응이 혈당치의 저하인, 치료 방법.