JP2004041434A - エレクトロポレーション装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電極同士の間隔を広くとれるエレクトロポレーション装置を提供する。
【解決手段】ＤＣパルスを発生するパルス印加手段１２と、ガイド筒３の内部に突没可能に収納され、かつ、パルス印加手段が発生するＤＣパルスが印加される、対をなす電極１０、１１を持つ、電極部と、電極部をガイド筒の先端部から突没させ得るように形成された操作部とを備え、電極の基端部は、超弾性合金からなるアーム部８、９の先端部に連結され、電極部がガイド筒から突出する際、対をなす電極の先端部は、アーム部が、その形状が復元して開くことにより、ガイド筒の外径よりも、大なる間隔Ｄを持つ。
【選択図】　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、対をなす電極を、局部に接触させ、この対をなす電極にパルスを印加して、局部に、薬剤または遺伝子等を、導入するエレクトロポレーション装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
局部に、薬剤または遺伝子等を導入する手法として、エレクトロポレーション法が注目を集めている。
【０００３】
従来のエレクトロポレーション装置では、１０００〜３０００ｖ／ｃｍ程度の高電圧を、１秒間に１回印加するものであった。これによると、高い電圧を印加するため、細胞に対する損傷が大きい。
【０００４】
したがって、内視用装置（内視鏡、腹腔鏡、膀胱鏡等を含む。以下同じ。）に、エレクトロポレーション法を応用し、体内に、薬剤や遺伝子などを導入することは、行われていない。
【０００５】
一方、本出願人らは、特開２００１−３７４７６号公報において、より低電圧（数１００ｖ／ｃｍ程度）で、エレクトロポレーションを行う手法を、提案した。
【０００６】
さらに、本発明者らは、このような低電圧のエレクトロポレーション法と、内視鏡等とを組み合わせ、実用に供しうるエレクトロポレーション装置を、開発すべく、鋭意研究した。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、次に述べるように、通常の電極部を用いたのでは、電極同士の間隔が小さすぎて実用にならないという、問題点がある。
【０００８】
即ち、内視用装置の鉗子孔の直径は、２ｍｍ〜５ｍｍ程度である。したがって、この鉗子孔に挿通されるガイド筒の内径は、それよりもやや細く、結局、普通に電極部を、ガイド筒の内部に収納し、これを突没させるだけでは、電極同士の間隔が、高々３ｍｍ程度になってしまう。
【０００９】
この間隔は、ＤＣパルスを印加する上での重要なファクターであり、また、局部が成長した悪性腫瘍などであるときには、より広い間隔で、ＤＣパルスを印加できることが、求められる。
【００１０】
そこで本発明は、電極同士の間隔を広くとれ、体内の局部に対し、内視的に薬剤または遺伝子等を導入できる、エレクトロポレーション装置を提供することを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のエレクトロポレーション装置では、ＤＣパルスのオン時間とオフ時間との時間和を一周期とし、１秒間に複数回連続して周期によるＤＣパルスを発生するパルス印加手段と、内視用外筒の鉗子孔に挿通可能に形成されるガイド筒と、ガイド筒の内部に、ガイド筒の先端部から突没可能に収納され、かつ、パルス印加手段が発生するＤＣパルスが印加される、対をなす電極を持つ、電極部と、電極部をガイド筒の先端部から突没させ得るように形成された操作部とを備え、電極の基端部は、超弾性合金からなるアーム部の先端部に連結され、電極部がガイド筒から突出する際、対をなす電極の先端部は、アーム部が、その形状が復元して開くことにより、ガイド筒の外径よりも、大なる間隔を持つ。
【００１２】
この構成において、パルス印加手段が、ＤＣパルスのオン時間とオフ時間との時間和を一周期とし、１秒間に複数回連続して周期によるＤＣパルスを発生することにより、比較的低電圧でエレクトロポレーション法を実施でき、体内の局部に対し、内視的に薬剤または遺伝子等を導入できる。
【００１３】
また、電極の基端部は、超弾性合金からなるアーム部の先端部に連結され、電極部がガイド筒から突出する際、対をなす電極の先端部は、アーム部が、その形状が復元して開くようにしたため、電極同士の間隔を、従来よりも広く設定できる。
【００１４】
その結果、従来よりも大きな局部に対して、薬剤または遺伝子等を導入できる。
【００１５】
請求項２記載のエレクトロポレーション装置では、アーム部と、ガイド筒との間に、ガイド駒が設けられ、このガイド駒は、アーム部が、その形状が復元し開く際、アーム部に当接してアーム部の開き角を規制するテーパ面を持つ。
【００１６】
この構成により、アーム部が、ガイド駒のテーパ面に当接することにより、アーム部の開き角が規制され、電極同士の間隔の精度を向上できる。
【００１７】
請求項３記載のエレクトロポレーション装置では、ＤＣパルスのオン時間の電圧は、１〜２００ｖ／ｃｍである。
【００１８】
この構成により、より低電圧で、安全かつ局部の損傷が少なく、薬剤または遺伝子等を導入できる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら、本発明の実施の形態を説明する。図１は、本発明の一実施の形態におけるエレクトロポレーション装置のブロック図である。
【００２０】
図１において、局部１は、悪性腫瘍などである。局部１が、悪性腫瘍であれば、抗癌剤などの薬剤を導入することが考えられるし、また、この局部１に遺伝子治療を実施するのであれば、遺伝子等を含む液体を局部１に導入することが考えられる。
【００２１】
そして、局部１には、このエレクトロポレーション装置による、ＤＣパルスの印加に先立ち、これらの薬剤または遺伝子等を、局注、動注または静注などにより、分布させておく。
【００２２】
本形態の、エレクトロポレーション装置は、概ね内視用装置に似た構成を持ち、その内視用外筒２が、体外から体内に入れられる。内視用外筒２は、その中心軸に、直径約２ｍｍ〜５ｍｍ程度の、鉗子孔２ａを持つ。
【００２３】
鉗子孔２ａには、ガイド筒３が、挿通されている。内視用外筒２及びガイド筒３は、フレキシブルに形成され、体内で適宜曲がりながら、ガイド筒３の先端部が、局部１へ臨むようになっている。
【００２４】
より詳しくは、内視用外筒２及びガイド筒３は、塩ビチューブ、ナイロンチューブ、テフロン（登録商標）チューブ、シリコンチューブ、絶縁されたステンレス管、超弾性合金及びアクリル棒、テフロン（登録商標）棒などから形成される。ガイド筒３は、このエレクトロポレーション装置を、内視鏡的な構成にするときは、ガイドチューブと呼ばれるが、腹空鏡的な構成にするときは、ガイドパイプと呼ばれる。本形態のガイド筒３は、どういう称呼で呼ばれるにせよ、内視用外筒２の鉗子孔２ａに挿通可能に形成されていればよい。
【００２５】
また、ガイド筒３の基端部には、操作部としての、注射器１００が取り付けられる。
【００２６】
注射器１００は、シリンジ１０１と、ガイド筒３の基端部が装着されるハブ１０２と、シリンジ１０１の内面に摺動自在に内接するピストン１０３と、ピストン１０３にその先端部が連結され、シリンジ１０１に対して突没するピストン桿１０４とを有する。
【００２７】
ピストン桿１０４、ハブ１０２及びガイド筒３を貫通して、一対の導線４、５がガイド筒３の先端部付近まで配置され、導線４、５は、後述するように、一対の電極１０、１１に、それぞれ電気的に接続される。また、導線４、５は、コネクタ６によって、パルス印加手段１２に接続される。
【００２８】
パルス印加手段１２のうち、矩形波印加手段１３は、電極１０、１１に接続され、これらの電極１０、１１にＤＣパルスを印加するものであって、オン時間及びオフ時間を１００μｓ〜１０００ｍｓｅｃの範囲で設定でき、オン時の電圧（電場強度）を１〜２００ｖ／ｃｍの範囲で設定可能なものを用いる。
【００２９】
また、インピーダンス測定手段１４は、ＤＣパルス印加前後において、細胞の損傷程度を知るために、電極１０、１１のインピーダンスを測るのに使用される。このインピーダンスを適正にすると、矩形波印加手段１３の印加条件を最適化できる。
【００３０】
次に、図３及び図４を用いて、電極部の詳細を説明する。図３は、電極部が、ガイド筒３の先端部内にあり、未だ突出していない状態を示し、図４は、電極部がガイド筒３から突出した状態を示す。
【００３１】
まず、図３に示すように、ガイド筒３の内部には、ガイド駒７が摺動自在に挿入されている。ガイド駒７は、円管状になっている。
【００３２】
ガイド駒７の内面７ａには、一対のアーム部８、９が連結される。即ち、内面７ａには、導入部８ａ、９ａが、はめ込まれ、さらにその内側には、内管１５が、はめ込まれている。
【００３３】
また、ガイド駒７の電極１０、１１側には、ハ字状に開くテーパ面７ｂが形成されている。導入部８ａ、９ａのテーパ面７ｂ付近は、一対のアーム部本体８ｂ、９ｂとして連続しており、さらに、アーム部本体８ｂ、９ｂの先端部８ｃ、９ｃは、連結部１０ａ、１１ａにより、電極１０、１１の基端部に連結されている。
【００３４】
そして、一対の電極１０、１１の先端部１０ｂ、１１ｂは、鋭い針状に形成されている。
【００３５】
ここで、ガイド駒７は、円柱状に形成した、アクリル、塩ビ、ナイロン、シリコンあるいはエポキシ樹脂などから構成する。
【００３６】
一対のアーム部８、９は、超弾性合金を主材とする。例えば、ＮｉＴｉやＮｉＴｉＦｅ等のニッケルチタン合金、Ｃｕ−Ｍｎ−ＡｌやＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ等の銅基合金等に、アクリル、エポキシフッ素等の絶縁を施したものや、ＮｉＴｉやＮｉＴｉＦｅ等のニッケルチタン合金、Ｃｕ−Ｍｎ−ＡｌやＣｕ−Ｚｎ−Ａｌ等の銅基合金等に、テフロン（登録商標）チューブ、塩ビチューブ、ナイロンチューブ、シリコンチューブで絶縁を施したもの等を、用いることができる。なお、体温程度で、形状を復元できるものを用いる。
【００３７】
連結部１０ａ、１１ａは、半田付け、パイプかしめ等により、先端部８ｃ、９ｃの導電部を電極１０、１１に電気的に接続し、さらに、アクリル、エポキシ等の樹脂により、コーティングして形成する。
なお、電極１０、１１を、局部１に刺す態様によっては、連結部１０ａ、１１ａを省略できる場合もある。
【００３８】
電極１０、１１は、ステンレス、タングステン、その他の合金等を針状に形成したものや、その表面を金メッキまたは白金メッキしたもの等を用いる。
【００３９】
次に、動作を説明する。まず、図１に示す状態から、ピストン桿１０４を矢印Ｎ方向に押すと、電極１０、１１がガイド筒３の先端部から突出し、図４に拡大して示しているようになる。
【００４０】
即ち、超弾性合金からなる、アーム部本体８ｂ、９ｂが、その形状を復元し、ハ字状に開く。また、アーム部本体８ｂ、９ｂが、テーパ面７ｂに当接することにより、この開き角が、一定の角になるように、規制される。また、図５を用いて後述するように、アーム部本体８ｂ、９ｂのガイドチューブ３の中心軸周りの回転方向については、テーパ面７ｂに形成された溝７ｃにより位置規制される。
【００４１】
その結果、図４に示すように、先端部１０ｂ、１１ｂの間隔Ｄは、所定値となる。図４を見れば明らかなように、この間隔Ｄは、ガイド筒３の外径よりも大にすることができ、従来技術では困難であった、３ｍｍ以上にすることができる。
【００４２】
また、アーム部本体８ｂ、９ｂに記憶させる形状やテーパ面７ｂの角度を調節すれば、間隔Ｄを、様々な値に設定できる。
【００４３】
したがって、図２に示しているように、比較的大きな悪性腫瘍などについても、局部１にあわせて、エレクトロポレーションを実施でき、治療効率や治療効果の向上に資することができる。
【００４４】
そして、図２に示しているように、電極１０、１１の先端部１０ｂ、１１ｂを、局部１あるいはその付近に刺し、上述したＤＣパルスを印加して、薬剤または遺伝子等の導入を行う。
【００４５】
なお、図５に示しているように、テーパ面７ｂには、アーム部本体８ａ、９ａに係合する溝７ｃが形成され、アーム部本体８ａ、９ａが、ガイド筒３の中心軸周りに、回転しないようになっている。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１によれば、電極同士の間隔を広くとれ、体内の局部に対し、内視的に薬剤または遺伝子等を導入できる。即ち、比較的低電圧でエレクトロポレーション法を実施でき、体内の局部に対し、内視的に薬剤または遺伝子等を導入でき、電極同士の間隔を、従来よりも広くして、従来よりも大きな局部に対して、薬剤または遺伝子等を導入できる。
【００４７】
請求項２によれば、アーム部の開き角が規制され、電極同士の間隔の精度が向上するし、アーム部が、テーパ面に形成された溝に契合することにより、アーム部の回転方向についての位置精度が向上する。その結果、エレクトロポレーションにおいて重要なパラメータ（アーム部の位置）を精度良くコントロールして、エレクトロポレーションの効率及び精度を高めることができる。
【００４８】
請求項３によれば、より低電圧で、安全かつ局部の損傷が少なく、薬剤または遺伝子等を導入できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態におけるエレクトロポレーション装置のブロック図
【図２】同エレクトロポレーション装置のブロック図
【図３】同エレクトロポレーション装置の一部拡大図
【図４】同エレクトロポレーション装置の一部拡大図
【図５】図４Ａ−Ａ矢視図
【符号の説明】
１　局部
２　内視用外筒
２ａ　鉗子孔
３　ガイド筒
４、５　導線
６　コネクタ
７　ガイド駒
７ａ　内面
７ｂ　テーパ面
８、９　アーム部
８ａ、９ａ　導入部
８ｂ、９ｂ　アーム部本体
８ｃ、９ｃ　先端部
１０、１１　電極
１０ａ、１１ａ　連結部
１０ｂ、１１ｂ　先端部
１２　パルス印加手段
１３　矩形波印加手段
１４　インピーダンス測定手段
１５　内管
１００　注射器
１０１　シリンジ
１０２　ハブ
１０３　ピストン
１０４　ピストン桿

Claims (3)

1. ＤＣパルスのオン時間とオフ時間との時間和を一周期とし、１秒間に複数回連続して前記周期によるＤＣパルスを発生するパルス印加手段と、
   内視用外筒の鉗子孔に挿通可能に形成されるガイド筒と、
   前記ガイド筒の内部に、前記ガイド筒の先端部から突没可能に収納され、かつ、前記パルス印加手段が発生するＤＣパルスが印加される、対をなす電極を持つ、電極部と、
   前記電極部を前記ガイド筒の先端部から突没させ得るように形成された操作部とを備え、
   前記電極の基端部は、超弾性合金からなるアーム部の先端部に連結され、前記電極部がガイド筒から突出する際、前記対をなす電極の先端部は、前記アーム部が、その形状が復元して開くことにより、前記ガイド筒の外径よりも、大なる間隔を持つ、エレクトロポレーション装置。
2. 前記アーム部と、前記ガイド筒との間に、ガイド駒が設けられ、このガイド駒は、前記アーム部が、その形状が復元し開く際、前記アーム部に当接して前記アーム部の開き角を規制するテーパ面を持ち、かつ、前記テーパ面には、前記アーム部に係合する溝が形成されている、請求項１記載のエレクトロポレーション装置。
3. 前記ＤＣパルスのオン時間の電圧は、１〜２００ｖ／ｃｍである請求項１から２記載のエレクトロポレーション装置。

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