(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プランジャーを有さないハンドルと、当該ハンドルに連結し、身体中の組織に挿入されるべき１組の電極とから成る組織を処理するための電気化学的プローブであって、当該１組の電極に低周波電圧を印加することにより身体中の組織内に、その場で電気分解を生じさせることが出来、前記その場で電気分解が、水素および水素イオンの少なくとも１つを形成すること及び酸素、オゾン及び酸素イオンの少なくとも１つを形成することにより組織を脱水することから成る特徴とする電気化学的プローブ。
【請求項２】
前記その場で電気分解が、組織の物質の電気酸化を生じさせることから成る請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項３】
前記その場で電気分解が、組織の物質の電気還元を生じさせることから成る請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項４】
前記その場で電気分解が、プロテオグリカンの電気酸化および電気還元の少なくとも１つを生じさせることから成る請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項５】
更に、上記１組の電極間に吸収性膜と、吸収性膜の少なくとも一部を満たす液体とを有し、当該吸収性膜は吸収性膜に吸収された液体を電解できるように構成されている請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項６】
吸収性膜の少なくとも一部を満たす液体が、組織からの水である請求項５に記載の電気化学的プローブ。
【請求項７】
吸収性膜の少なくとも一部を満たす液体が、組織の外部供給源からの水である請求項５に記載の電気化学的プローブ。
【請求項８】
吸収性膜の少なくとも一部を満たす液体が、有機溶媒である請求項５に記載の電気化学的プローブ。
【請求項９】
更に、上記１組の電極間に配置される前駆体物質を有し、当該前駆体物質は電解されて有効薬剤または有効薬剤構成成分を形成する請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１０】
前駆体物質が、空気、酸素、水、窒素、二酸化炭素、塩素、臭素およびこれらの組合せから選択される請求項９に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１１】
前駆体物質が、ＮａＩ、ＮａＦ、ＮａＣｌ、ＮａＢｒおよびこれらの組合せから選択されるから選択される塩溶液から成る請求項９に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１２】
前駆体物質が、Ｈ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋及びこれらの組合せから選択される少なくとも１つのカチオンを有する塩から成る請求項９に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１３】
前駆体物質が、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＯ４２−、ＮＯ３−、ＣＯ３２−、Ｏ２−、Ｓ２−、ＣＨ３ＣＯＯ−、及びこれらの組合せから選択される少なくとも１つのカチオンを有する塩から成る請求項９に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１４】
前駆体物質が、気体、液体、ゲル、固体およびこれらの組合せの形状を有する請求項９に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１５】
印加される低周波電圧が１〜３０Ｖの範囲である請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１６】
印加される低周波電圧が１〜６Ｖの範囲である請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１７】
印加される低周波電圧が６〜１２Ｖの範囲である請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１８】
印加される低周波電圧の周波数が２００ｋＨｚ未満である請求項１に記載の電気化学的プローブ。
【請求項１９】
印加される低周波電圧の周波数が０ｋＨｚ〜５０ｋＨｚの範囲である請求項１８に記載の電気化学的プローブ。
【請求項２０】
印加される低周波電圧の周波数が０．１ｋＨｚ〜１ｋＨｚの範囲である請求項１９に記載の電気化学的プローブ。
【請求項２１】
プランジャーを有さないハンドルと、当該ハンドルに連結し、身体中の組織を貫通するための先端部を有するニードルと；当該ニードルと連結し、当該ニードルの先端部内に配置され、第１電極および第２電極から成り、当該第１電極および第２電極間の電解質を電解する物質処理モジュールと；上記第１電極および第２電極に連結し、プランジャーを有さないハンドル内に配置され、上記第１電極および第２電極に低周波電圧を供給する電源とから成る組織を処理するための電気化学的プローブであって、電解質の電解が、水素および水素イオンの少なくとも１つを形成すること及び酸素、オゾン及び酸素イオンの少なくとも１つを形成することにより組織を脱水することから成ることを特徴とする電気化学的プローブ。
【請求項２２】
プランジャーを有さないハンドルと、当該ハンドルに連結する組織を貫通するためのニードルと、プランジャーを有さないハンドル内に配置される電源とから成る組織を処理するための電気化学的プローブであって、上記ニードルは先端部と第１電極とニードルの先端部またはその近くに配置される第２電極とから成り、上記電源は第１電極および第２電極に連結し、上記第１電極および第２電極間に低周波電圧を印加することにより身体中の組織内に、その場で電気分解を生じさせることが出来、前記その場で電気分解が、水素および水素イオンの少なくとも１つを形成すること及び酸素、オゾン及び酸素イオンの少なくとも１つを形成することにより組織を脱水することから成ることを特徴とする電気化学的プローブ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願は、２００５年８月１日出願の米国出願第１１／１９３，３３９号の一部継続出願および、２００６年１２月２６日出願の米国出願第１１／６１６，０４１号の一部継続出願であり、参照により本願に包含される。
【０００２】
本発明は、組織を処理するための装置に関し、特に、組織の物質の脱水、電気酸化または電気還元のための装置に関する。本発明は、更に、液体治療薬の組織における作成および投与にも関する。
【背景技術】
【０００３】
腰関節椎間板や腱の痛みは、共通で衰弱させる可能性のある慢性病であり、世界の人口の８０％の人が一生に少なくとも１度は経験すると推計される。多くの事例において、痛みの原因は変形した椎間板によるもので、更に悪化すれば椎間板ヘルニアとして知られている状態になる。これは椎間板外膜の裂傷や亀裂を通じて椎間板髄核が押出され、それにより脊髄神経に圧力が加わる時に起こる。この神経圧迫により、髄核ヘルニアが炎症を引起し、痛みを感じるという直接的な刺激になり、ある場合には、それは下肢に広がっていく（坐骨神経痛ともして参照される）。この種の背痛の可能な治療は、ヘルニアの重症度によって変る。軽度であれば、長時間の休息と非活動によって患者の状態を処置する。しかしながら、重度のヘルニアで苦しむ患者または非侵略的治療（薬理学および／または理学療法）では効果が無い患者の場合、外科的介入がしばしば推奨される。このような侵略的治療は、以下のようないくつかの短所がある：（１）不可逆的治療である、（２）瘢痕組織が形成される、（３）回復時間が遅い、（４）入院期間が長い、（５）感染症のリスクがある。
【０００４】
１９５０年頃から、外科手術を避けた最小限の侵略的経皮治療で椎間板の容積を減少させることによる坐骨神経痛の治療および背痛の軽減のための多くの試みがなされた。良く知られた治療法としては、例えば、経皮的椎間板切除術、経皮的プラズマ椎間板減圧術（高周波椎間板減圧術）、椎間板内高周波熱凝固法（ＩＤＥＴ）及び経皮的椎間板内ラジオ波熱焼却（ＰＩＲＴ）等が挙げられる。しかしながら、これらの治療は高額であり、研究者は他の代替法を探し続けてきた。残念ながら、これらの公知の治療法は、標的組織の体積を減少させようとしながら、しばしば標的組織およびその周囲の組織に対して比較的激しく切除、焼却、切断などを行う治療である。
【０００５】
間接リウマチ、変形性関節症、テニス肘、四十肩、家事膝などのスポーツや作業を通じた反復性損傷などの他の状況に関しては、腱、腱が動くための鞘または潤滑管などの間接機能を含む組織の２つの界面の間を炎症が広がっていく。炎症は、膝、肩、股などの滑液包炎などの炎症、または解剖学的滑液包は、酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などの治療薬の投与から効果が得られる。そのような炎症は、手首、手および手や手首の腱鞘を含む上顆炎および他の腱炎および滑液包炎を含む。炎症は、外傷、応力、酷使、疾患などにより、腱や靭帯が骨を挿入する場所または鞘を介して通る場所で生じる。
【０００６】
炎症は、間接の病理を介して広まり、これらは、間接リウマチ、乾癬性関節炎など、又は変形性関節症の間接炎状態を含む。これらの病気にかかっている間接、および、酸素−オゾン混合物、励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などの治療薬の投与による影響を受けやすい間接は、顎関節、股関節、膝関節、足首間接、肘関節、仙腸間接などの滑膜間接を含む。脊椎間接および仙腸間接も有効である。リウマチ間接、変形性間接症または毛根管症候群などの損傷により生じるスポーツや作業を通じた反復性損傷を有する手、手首、足の間接の炎症もまた、この処理による効果があるかもしれない。
【０００７】
上述した炎症、関節炎または変性性疾患は、通常、イブプロフェン又はより強力なステロイド系薬剤あるいはメトトレキサート等の化学療法剤などの抗炎症薬を組合せて治療する。ステロイド系薬剤またはリドカインを炎症組織や間接に直接投与するのが一般的な医療行為である。これは、しばしば繰返して行われる。これらの薬剤は感染症などの副作用を伴い、出血性胃潰瘍または免疫抑制および感染症から死に至ることさえある。本分野に精通した当業者は、ガスとして又は液体中に溶解している酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などのオゾン治療薬は現在実施する治療において有利であると考えている。
【０００８】
人工股関節、義足、ペースメーカーなどを永続的な外科的移植手術で設置する際または
感染間接の治療の際の前に外科手術スペースの洗浄を行う際、酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などの殺菌剤を使用すると容易に行うことが出来るであろう。同様に人工肛門造設した開口部は、ガス又は液体中に溶解させた酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などを粘着性円板に注入することにより、治療の助けとなり感染防止することができるであろう。心臓手術における胸骨切開の術後の回復はしばしば傷口感染により面倒となることがある。ガス又は液体中に溶解させた酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などを傷口に注入して再吸収可能なカテーテルの設置することにより、治療の助けとなるであろう。傷口には、酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素を投与できる複数の孔を有する再吸収可能なカテーテルを有することが出来るであろう。耐感染、鎮痛性、傷を治癒する性質を有し、それにより回復時間や術後の面倒な問題も減るであろう。
【０００９】
オゾンの内視鏡的注入および経カテーテル的注入は、内視鏡的医療介入または例えば膵管内視鏡的評価におけるような画像誘導または非画像誘導カテーテル医療介入などからの複雑さを防ぐために使用できる。
【００１０】
ガスとして又は液体中に溶解している酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素などの歯科的注入は、歯腔の形成や再生を増長させ、歯根管炎または歯周病の減少に有効かもしれない。
【００１１】
椎間板疾患や変性疾患の動物に、ガスとして又は液体中に溶解している酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素の低侵襲注入する獣医学への応用もある。競技場などにおいての他の応用もある。ある種の動物は、椎間板疾患や関節炎からの痛みで衰弱することにより殺処分される。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
本発明は、組織を処理するための装置、特に、組織の物質の脱水、電気酸化または電気還元のための装置を提供する。本発明は、更に、液体治療薬の組織における作成および投与を提供する。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明は、特に、肉体に影響を及ぼす椎間板ヘルニア及び他の病状（内科的疾患）の治療のために設計された装置の実施態様を開示する。そのような装置は、酸素−オゾン混合物または励起酸素、エネルギー酸素、純粋酸素を使用して、治療が効率的に殺菌手法において行われる。ある実施態様において、携帯型、使い捨て又は再使用可能な装置のセットが記載され、炎症や変性疾患の治療介入のために、殺菌性で、安定で、必要に応じてオゾンを急速に供給できる。装置の実施態様において、従来の治療法と比較して苛酷さが少なく標的組織の治療を容易にし、組織や付随する膜のヘルニア及び／又は炎症による体積を減少させる能力を有する。
【００１４】
本方法の実施態様も記載される。ある実施態様において、本方法は、組織の治療方法である。本方法の実施態様は、体内の組織に一対の電極を挿入することを含む。本方法は、更に、一対の電極に低周波電位を印加し、体内の組織内のその場で電解を生じさせる工程を含む。ある実施態様において、電解を生じさせる工程は、水素および水素イオンの少なくとも１つを形成すること、及び、酸素、オゾン及び酸素イオンの少なくとも１つを形成することによる脱水を含む。また、その場での電解は、組織の物質の電気還元を生じる。ある実施態様において、本方法は、一対の電極間に吸収膜が配置され、吸収膜の少なくとも一部が流体を含み、吸収膜中でその流体の電解を行う工程を含む。流体は、組織内または組織外の供給源からの水であってもよい。本方法の他の実施態様も更に記載する。
【００１５】
装置の実施態様もまた記載される。ある実施態様において、そのような装置は、体内の組織を治療する電気化学的プローブである。電気化学的プローブの実施態様は、ニードル、物質処理モジュール及び電源を含む。ニードルは、体内の組織を貫通するチップを有する。物質処理モジュールは、ニードルのチップ内に配置される。物質処理モジュールは、第１及び第２電極を有し、第１及び第２電極の間の電解質を電解する。電解質は、組織内または組織外からの水、あるいは他の有機溶媒などの流体を含む。電源は低周波電位を第１及び第２電極に供給する。ある実施態様において、吸収膜が第１及び第２電極の間に配置される。吸収膜の少なくとも一部が電解質を含む構成を有する。装置の他の実施態様も記載される。
【００１６】
本発明の他の実施態様の要旨および効果は、本発明の種々の原理や実施態様の例を示した添付の図面を伴って、以下の詳細な説明から明らかになるであろう。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、組織を処理するための装置、特に、組織の物質の脱水、電気酸化または電気還元のための装置を提供できる。本発明は、更に、液体治療薬の組織における作成および投与を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】図１は、本発明の実施態様に従った治療薬の投薬のための装置の部分切り取り斜視図である。
【図２】図２は、図１に示す装置の拡大斜視図である。
【図３】図３は、図１の物質処理モジュールの横断面図である。
【図４】図４は、図１の物質処理モジュールの他の実施態様の横断面図である。
【図５】図５（ａ）は、図１に示す装置の充填位置での平面図であり、図５（ｂ）は、図５ａに示す装置の投薬位置での平面図である。
【図６】図６（ａ）は、本発明の他の実施態様の断面平面図であり、図６（ｂ）は、図６（ａ）の全Ａ−Ａに沿った切り取り平面図であり、図６（ｃ）は、図６（ａ）の断面Ｂの平面図である。
【図７】図７（ａ）は、本発明の他の実施態様の切り取り平面図であり、図７（ｂ）は、図７（ａ）の線Ａ−Ａに沿った横断面図であり、図７（ｃ）は図７（ａ）の断面Ｂの詳細な平面図である。
【図８】図８（ａ）は、電気化学的プローブの一実施態様の断面線図であり、図８（ｂ）は、図８（ａ）の断面Ａ−Ａに沿った電気化学的プローブの横断面線図である。
【図９】図９（ａ）は、電気化学的プローブの他の実施態様の断面線図であり、図９（ｂ）は、図９（ａ）の断面Ａ−Ａに沿った電気化学的プローブの横断面線図である。
【図１０】図１０（ａ）は、電気化学的プローブの他の実施態様の断面線図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の断面Ａ−Ａに沿った電気化学的プローブの横断面線図である。
【図１１】図１１（ａ）は、図１０（ａ）の破線領域Ｂに対応する電気化学的プローブの他の実施態様の部分断面線図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の断面Ａ−Ａに沿った電気化学的プローブの横断面線図（または端面図）である。
【図１２】図１２（ａ）〜（ｃ）は、図８（ａ）〜１１（ｂ）に示される実施態様の何れかに置換してもよい代替実施態様の横断面線図（または端面図）である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
添付の図面を併用して、本実施態様を以下の記載および添付の請求の範囲からより明らかにする。添付の図面は代表的な実施態様を描いているにすぎず、本発明の要旨を限定するものではないことを理解すべきである。実施態様は、図を伴って参照して、以下に特異性や詳細について説明される。
【００２０】
明細書を通じて、類似の符号は類似の構成部材を扱うために使用される。
【００２１】
以下に、種々の実施態様の具体的詳細の説明を行う。しかしながら、ある実施態様において、これらの具体的詳細説明の少なくとも幾つかが無くて実施してもよい。他の事例において、ある方法、手順、構成部材および回路は簡潔および明瞭な記載目的からその詳細を記載してない。
【００２２】
電気化学的プローブまたは他の組織処理装置またはシステムにおける記載された構成部材それぞれに関して、ここではある機能が記載されているが、他の装置や方法の実施態様において、より少ない又はより多い構成部材を使用して類似の機能が実施されてもよい。更に、ここに記載される装置やシステムのある実施態様が、ここに記載されるよりも多い又は少ない機能で実施されてもよい。
【００２３】
本発明の要旨または基本性質から逸脱しない範囲で、他の特定形態で本発明を実施してもよい。記載された実施態様は、あらゆる点において例示であってこれに限定するものではないと考えるべきである。実施態様の種々の要旨が図中に存在するが、図面は特に言及しない限りスケールを表示する必要はない。本発明の要旨は、それ故、上述の記載によってよりも、添付の請求の範囲によって示される。請求の範囲の均等な意味および範囲内での全ての変更も、本発明の範囲内に含まれるべきである。
【００２４】
本明細書を通じて参照される要旨、技術効果および類似の語は、本発明により実現される要旨および技術効果のすべてが本発明の単一実施態様においてであるべきと言うことを暗示するわけではない。むしろ、要旨および技術効果に関する語は、実施態様に関連して記載される特定の要旨、技術効果および性質は本発明の実施態様の少なくとも１つを含むことを意味すると理解される。それ故、本明細書を通じた要旨、技術効果および類似の語の議論は、必ずしも同じ実施態様を参照する必要はない。
【００２５】
本発明の記載された要旨、技術効果および性質は、１つ以上の実施態様において適切な手法で組合されてもよい。本発明は、特定の実施態様の１つ以上の特定の要旨および技術効果無しで実施することが出来ることは当業者に理解できるであろう。他の事例において、付加的な要旨および技術効果が、本発明の全ての実施態様において存在しないようなある実施態様において理解されるかもしれない。
【００２６】
本明細書を通じて、「１つの実施態様」、「ある実施態様」または類似の語は、本発明の少なくとも１つの実施態様に、実施態様と関連して記載された特定の要旨、構造または性質が含まれていることを意味する。それ故、本明細書を通じて、「１つの実施態様において」、「ある実施態様において」または類似の語は、必ずしも同じ実施態様として参照される必要はない。
【００２７】
以下の記載において、本発明の実施態様の理解を与えるために、ハウジング、隔壁、室の例などの多くの具体的詳細が与えられる。しかしながら、これらの具体的詳細、他の１つ以上無しで、または他の方法、構成部材、材料などを有して実施できることは当業者に理解できるであろう。他の事例において、公知の構造、材料または真空源などの操作は本発明の要旨を不明瞭にするのを避けるためにその詳細を記載せず示してない。
【００２８】
図１は、本発明に従った携帯型投薬装置１０を示す。装置１０は、室１４を規定するハウジング１２を有する。ある実施態様において、装置１０またはハウジング１２は、室を規定するプランジャー１６及びバレル１８を有する。プランジャーは第１の端部２０及び第２の端部２２を有する。バレル１８は第１の端部２４を有し、バレル１８がプランジャー１６と可動係合できるようにプランジャー１６の第１の端部２０を受け入れるための開口部となっている。バレル１８は、更に第２の端部２６を有する。図示された実施態様において、プランジャー１６の第１の端部２０及びバレル１８の第２の端部２６は室１４を形成する。ハウジング１２は、約１５０ｃｍ３未満の容積を有する。ある実施態様において、室１４は約１５０ｃｍ３未満の容積の物質を保持できる。ある実施態様において、室１４は約０．１ｃｍ３以上の容積の物質を保持できる。容積の範囲はバレル１８内のプランジャー１６の位置と一致することが好ましい。例えば、プランジャー１６はバレル１８内を、プランジャー１６の第１の端部２０がバレル１８の第１の端部２４以内でバレル１８から完全に出ない範囲である充填位置と、プランジャー１６の第１の端部２０が、プランジャー１６の第１の端部２０がバレル１８の第２の端部２６に近接しているような実質的にバレル１８内にある投薬位置との間で可動してもよい。
【００２９】
室１４は物質を保持するように構成される。本明細書を通じて使用される「物質」とは、気体、液体、ゲル、固体またはこれらの組合せを意味する。物質は、更に、液体、気体またはゲル中に懸濁または分散する固体であってもよい。前駆体物質または出発物質は、有効薬剤または治療薬を生成する装置の作動によって処理されるべき装置内に充填されてもよい。従って、装置１０は、有効薬剤としての効果を有する処理された物質を生成するために使用できる。本開示を通じて使用される「前駆体」、「前駆体物質」および「出発物質」は同意語として使用される。更に、「処理された物質」、「有効薬剤」および「治療薬」も同意語として使用される。装置は、前駆体物質を有効薬剤にし、そして有効薬剤を、通常体内などの所望の場所に送出するために使用される。
【００３０】
ある実施態様において、プランジャーの第１の端部２０は、室１４内に物質の滞留を容易にするシール２８で構成されていてもよい。シールはガスケット又は可撓性フランジ或いは他の本技術分野における公知の機械的手段であってもよい。室１４内に物質を滞留させる方法には種々あり、それぞれが本発明の範囲内であることは当業者には自明であろう。バレル１８の外面２０には、室１４内の物質量を計測するための目盛り３２を有していてもよい。装置１０は、プランジャー１６が充填位置と分注位置の間を容易に移動できるような構成を有する。例えば、バレル１８はハンドルや指取っ手３４を有していてもよく、プランジャー１６はハンドル３６を伴って形成されていてもよい。
【００３１】
ある実施態様において、装置１０は物質処理モジュール４０を有する。詳細について図３及び４を用いて以下に説明する。物質処理モジュール４０は種々の構成を取り得る。物質処理モジュール４０は、ハウジング１２またはバレル１８の中に配置する。ある実施態様において、物質処理モジュール４０はプランジャー１６の中に配置する。他の実施態様において、物質処理モジュール４０はバレル１８の中に配置する。そして、他の実施態様において、物質処理モジュール４０はハウジング１２の中に配置する。
【００３２】
物質処理モジュール４０は、室１４内の前駆体物質が物質処理モジュール４０と接触して処理できるように室１４に連結している。本明細書を通じて使用される「物質の処理」の語は、物質の全部または一部の組成または性質を変えることを意味する。同様に、「処理された物質」は、その化学組成または他の性質を変更または改質された物質を意味する。例えば、ある実施態様において、前駆体物質が酸素の場合、物質処理モジュール４０はオゾンを製造するオゾン発生器であり、結果物質または処理された物質が酸素とオゾンとの混合物であってもよい。同様に、前駆体物質が水の場合、物質処理モジュール４０は水を酸化して酸素とオゾンを含む処理された物質を製造してもよい。前駆体物質が塩水溶液の場合、物質処理モジュール４０は溶液中のイオンを酸化して溶液中に溶ける又はガスとして発生する有効薬剤を製造してもよい。例えば、前駆体物質中の塩素イオンは、物質処理モジュール４０との相互反応の後、以下の反応式に示すように塩素ガスを発生する。
【００３３】
２Ｃｌ−→Ｃｌ２＋２ｅ−            （１）
【００３４】
塩素ガスは装置から所望の場所に放出され、有益な効果をもたらす。同様に、臭素イオンの場合は、以下の反応式に示すように臭素を発生する。
【００３５】
２Ｂｒ−→Ｂｒ２＋２ｅ−            （２）
【００３６】
反対に、物質処理モジュール４０は前駆体物質を還元して有効または薬効処理物質を形成する。
【００３７】
原料または前駆体物質は、物質処理モジュール４０によって処理され、前駆体物質の種々の性質を改質するが、それに際して酸素などの特定元素の濃度、物質のｐＨ、物質の温度、物質の粘度などに制限がないことは自明である。物質処理モジュール４０は、貯蔵が容易で薬効のある反応物質を産み出せる良性物質を取り入れる。更に物質処理は種々の方法で達成でき、例えば、これに限定されないが、物質の還元、物質の酸化、電気化学的な物質の変換、化学的な物質の変換、熱的な物質の変換、光を利用した物質の変換などが挙げられる。処理された物質は、種々の性質を有する又は使用者の治療に寄与する有効薬剤である。装置１０は輸送可能であり、単点または複数点の有効薬剤投与が可能である。
【００３８】
以下に図２を用いて詳細に説明するが、装置１０は液体物質処理モジュール４０を制御する手段を有していてもよい。例えば、装置２０はオン／オフスイッチ４２又は他のレギュレータを有してもよい。更に、装置１０は、使用者が液体物質処理モジュール４０の状態を把握するために可視的および／または音響的なディスプレー又はインジケーター４４を有していてもよい。例えば、装置１０は、装置が物質を処理している時または物質処理を止めた時を表示してもよい。更に、室１４内に処理物質が存在するかを表示してもよい。
【００３９】
ハウジング１２は、ハウジング１２から処理された物質を放出するための、室１４と物質が連結するように排出口４６を有していてもよい。ある実施態様において、排出口４６は、バレル１８の第２の端部２６にポートとして構成される。排出口４６はニードル４８
を受け入れるように構成される。例えば、排出口４６は、排出口４６にニードル４８を圧着するように構成されていてもよい。排出口４６は、ニードル４８にネジを受け入れるようなネジ構造を有していてもよい。ニードル４８は、排出口４６にルアー又は他の機械的接続手段により接続されてもよい。排出口４６とニードル４８はお互いに連結できるように種々の構成が取り得ることは当業者に自明であろう。ニードルは排出口と物質の連結手段であり、室は処理物質を体内および使用者にとって最も薬剤効果の高い特定部位に導入させる。
【００４０】
装置１０は室１４とニードル４８との間の物質の移動を制御するためのバルブ５０を有していてもよい。ある実施態様において、バルブは活栓バルブである。物質の漏れを防いで処理される際はバルブを「閉じる」の状態とする。一度所定量の物質が処理されたらバルブを「開く」の状態にして、処理された物質を装置１０から排出させる。
【００４１】
図２は、図１に示す本発明の実施態様の分解斜視図を示す。装置１０は、更に、物質処理モジュール４０によって処理される物質の量を制御するコントローラー５２を有してもよい。ある実施態様におけるコントローラー５２は、物質処理モジュール４０の処理時間を制御するためのタイミング回路５４を有していてもよい。物質処理モジュール４０がオゾン発生器であり、前駆体物質が酸素または空気である場合の実施態様において、コントローラー５２は、オゾンの発生を制御するオゾン回路５６を有していてもよい。コントローラー５２は物質処理モジュール４０と電気的に連通している。ある実施態様において、コントローラー５２はプランジャーハウジング５３の中に配置され、オゾン発生器であってもよい物質処理モジュール４０によって発生させるオゾンの量を制御するために使用される。コントローラー５２は、更に、コントローラー５２が物質処理モジュール４０の機能を適切に制御できるためにリレー回路（図示せず）を有していてもよい。
【００４２】
電源８０は物質処理モジュール４０及びコントローラー５２と電気的に連通している。電源８０は直流であっても交流であってもよい。ある実施態様において、電源８０は、プランジャー１６内の同軸上に位置する電池または直列電池である。コントローラー５２は、高圧、高周波電気信号の発生および物質処理モジュール４０に供給することが出来るような電子機器を有していてもよい。信号の周波数は約１／１０ｋＨｚから約１０００ｋＨｚの間である。ある実施態様において、周波数は約２０ｋＨｚから約６０ｋＨｚの間である。電気信号の電圧は、約１ｋＶから約２０ｋＶの間である。ある実施態様において、電気信号は約３ｋＶから約６ｋＶの間である。他の実施態様において、電源８０は、電圧約１Ｖから約３０Ｖの間で電流を供給することも出来る。
【００４３】
スイッチ４２は、電源８０からの電力供給を制御するために使用されてもよい。スイッチ及び他の電子機器は電線またはケーブル６０を介して電気的に連通する。スイッチ４２がオンの場合、電流が物質処理モジュール４０に供給され、スイッチ４２がオフの場合、電流は供給されない。スイッチ４２は、本技術分野で知られている多くの電気スイッチが使用できる。例えば、スイッチは、使用者が複数回電気回路の連通および遮断を行うためのトグルスイッチであってもよい。ある実施態様において、スイッチは、装置１０からプルタブを外すと回路が連通して電流が物質処理モジュール４０に供給されるようなプルタブ型スイッチでもよい。タイミング回路５４は、所定時間において自動的に電流の発生や供給を停止してもよい。コントローラー５２又はコントローラー５２の個々の部材５４及び５６は、装置１０がオン状態かオフ状態か或いは物質処理モジュール４０の状態を表示するための音響的または視覚的な信号または表示をするために、ブザーや光源を有していてもよい。装置１０はディスプレイを有していてもよい。装置１０の電子機器は、図示されている回路基板６２に配線で接続されていてもよく、又、プログラミング可能なマイクロプロセッサー（図示せず）によって制御されていてもよいことは当業者にとって自明のことであろう。
【００４４】
制御素子および他の電子機器は、ハンドル３６及びプランジャー１６の本体に含まれていてもよい。プランジャー１６は、第１の端部６４と第２の端部６６を有するプランジャーハウジング６２を含んでいてもよい。ハウジング６２の部分６４及び６６は、コントローラー５２及び電源８０が配置される中空の内部を形成する。端部キャップ６５は、内部の部材を所定の位置に保持するようにプランジャー１６の第１の端部２０で構成される。端部キャップ６５は、バレル１８の内部シール２８と密閉係合するためのシール２８を伴って構成されていてもよい。端部キャップ６５は、バレル１８とプランジャー１６とが順にはめ込まれるような係合を制御するように構成されていてもよい。プランジャーハウジング部材６４及び６６は、ナット、ボルト、ワッシャ、位置決めネジ等の本技術分野で知られている金属製品（ハードウエア）６８を締めつけることによって固定される。プランジャー１６の半分の部材およびバレル１８のような装置１０の他の部品はプラスチックの成形品から作られていてもよく、動作状態で互いに接続されてもよい。接続は種々の方法で達成でき、例えば、これに限定されないが、接着またはほかの結合材、溶着、圧着、超音波による結合、熱による結合などが挙げられる。ハウジングの半体は、圧着、スナップ止め等の係合構造を有していてもよい。締め付け部材６８は公知のあらゆる種類の部材が使用できる。個々の構成部材は、本発明の教示を実施するための種々の方法、組合せで作られていてもよいことは、当業者には自明であろう。ある実施態様において、電子部品および制御部品はバレル１８内に配置してもよい。更に他の実施態様において、電子部品および制御部品は、プランジャー１６又はバレル１８とは別のハウジング又はモジュールないに配置してもよい。
【００４５】
プランジャー１６及びバレル１８は、ガラス、ステンレススチール、ポリカーボネート、高密度ポリエチレン塩素化ポリ塩化ビニル、シリコン、エチレン−プロピレンターポリマー、フッ素化ポリマー材料（ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレン）等のような実質的に剛性な適当な材料から成る。装置１０を形成する材料は、物質処理モジュール４０によって行われる物質処理の種類に対して、適切な機能を有するべきである。例えば、物質処理モジュール４０がオゾン発生器の場合、物質と接触するプランジャー１６、バレル１８及び他の部材は、オゾンに曝された祭に上記の不活性材料で作られるべきものである。物質が熱によって処理される場合、使用する熱の温度範囲で耐えられる材料とすべきである。同様に、前駆体物質が紫外線によって処理される場合、ハウジングは紫外線に対する適応が必要である。
【００４６】
物質処理モジュール４０はプランジャー１６の端部２０内に配置してもよい。ある実施態様において、物質処理モジュール４０は、カソード７０、アノード７２及び電解質を有する電気化学的セル４０である（図３参照）。チップ４０は、プランジャー１６内に構成される空洞（キャビティー）６９内に配置される。物質処理モジュール４０はプランジャーに同軸上にあり、プランジャー１６の第１の端部２０及びバレル１８の第２の端部２６によって規定される室１４に連通し開放している。更に、物質処理モジュール４０は装置１０のハウジング１２に関連して、いかなる適当な場所に配置してもよいことは理解できるであろう。ハウジング１２がプランジャー１６／バレル１８の組合せで形成される場合、物質処理モジュール４０は、プランジャー１６の第１の端部２０と第２の端部２２の間、またはバレル１８の第１の端部２４と第２の端部２６の間のいかなる適当な場所に配置してもよい。更に、物質処理モジュール４０は、装置１０の外側面のいかなる適当な場所に配置してもよく、また、物質処理モジュール４０は、装置に非接続で連通するように装置の外部に配置してもよい。
【００４７】
物質処理モジュール４０はコロナ放電装置であってもよい。また、物質処理モジュール４０は紫外線（ＵＶ）光源であってもよい。これらの実施態様において、電源８０、電子回路５４及び５６、回路基板６２、ケーブル６０及びコントローラー５２は、コロナ放電装置やＵＶ光源の適切な機能を発揮する様に変更されるであろう。例えば、ＵＶ光源装置用の場合、電子機器は、波長約２００ｎｍから約７００ｎｍ又は約１４０ｎｍから約２００ｎｍの光線を供給する必要がある。
【００４８】
本発明の他の要旨として、物質処理モジュール４０は、オゾン化されたゲル及び加熱素子を貯蔵する開放容器であり、加熱素子の活性により、ゲルの温度が上昇し、ゲルからオゾン−酸素混合物が脱着するような構成であってもよい。オリーブオイルを介してオゾン散布し、そしてオリーブオイルを冷却することによってゲルが構成される。オリーブオイルは約−１５℃から約１０℃の温度に冷却される。物質処理モジュール４０の種類は、本発明の教示を実施するために、単独でも、必要であれば組合せて使用されてもよいことは、当業者にとって自明であろう。
【００４９】
排出口４６に接続しているニードル４８は、処理された物質の送出に応じて如何なる所望の材料、長さ又はゲージであってもよい。ある実施態様において、処理された物質は、治療効果のある酸素−オゾン混合物であり、以下にその詳細を説明する。酸素−オゾン混合物が椎間板脱離部分に送出される場合、ニードル４８はＣｈｉｂａ社ニードル又はＦｒａｎｃｅｅｎニードル或いはこの分野での他の適切なニードルである。
【００５０】
図３は、本発明の物質処理モジュール４０の詳細図を示す。物質処理モジュール４０は、カソード７０、アノード７２及び電解質７４から成る電気化学的セルである。電解質７４の少なくとも一部は、カソード７０とアノード７２との間に配置される。電源（図示せず）は、電線７６の手段により、カソード７０及びアノード７２の間に電圧を付与する。この実施態様において、物質処理モジュール４０は電気化学的オゾン発生器である。酸素または空気前駆体物質は、酸素−オゾン混合物が生成するように物質処理モジュール４０で相互反応する。アノード７２において、水の電解および酸素とオゾンの生成により、混合物が物質処理モジュール４０の構成である電気化学的せるから放出される。ある実施態様において、電流が約３Ｖから約１２Ｖの間の印加電圧と供に使用される。他の実施態様において、約２Ｖから約１０Ｖの間の印加電圧が使用される。
【００５１】
図４は、物質処理モジュール４０の他の実施態様を示す。物質処理モジュール４０はコロナ表面放電器である。この実施態様において、誘電体１７４は対電極１７０及び１７２の間に配置される。電線１７６を使用して放電電極１７０と誘導電極１７２とを接続する。電極が高純度アルミナ又はシリカの誘電体１７４内に入れられる。ある実施態様において、電極１７０及び１７２は、特にこれに制限されないが、タングステン、白金、ニクロム、ステンレススチール又はこれらの組合せを含む。高周波高電圧電源から２つの電極１７０及び１７２に印加する場合、安定な高周波表面コロナ放電が電極１７０上に行われる。
【００５２】
別の実施態様において、より従来的な方法である間隙からの放電を使用し、ガラス誘電体および低周波高電圧電源を使用したコロナ物質処理モジュール４０を使用する。この構成において、装置１０は酸化ガスの形状でガスを生成するために使用される。例えば、室１４（図１を参照）は、原料ガスを純粋な酸素ガスの形状で含んでいてもよい。約１／１０ｋＨｚから約１０００ｋＨｚの周波数で、装置４０から電場発生部を介して酸素含有ガスを透過させることによって、酸素−オゾン混合物がコロナ放電装置４０から放出される。ある実施態様において、周波数約２０ｋＨｚから約６０ｋＨｚを使用する。電流は約１ｋＶから約２０ｋＶの間の印加電圧と供に使用され、より好ましくは、約３ｋＶから約６ｋＶの間の印加電圧が使用される。
【００５３】
図５（ａ）及び図５（ｂ）は、本発明の装置１０を図示したものである。図５（ａ）において、バレル１８を満たすためにプランジャー１６の第１の端部が後寄りに配置される、装置１０の充填状態を示す図である。一方、図５（ｂ）は、プランジャー１６の第１の端部２０が、バレル１８の第２の端部の近傍に位置するように実質的にバレル１８内に配置される装置１０の投薬状態を示す図である。バレル１８内のプランジャー１６の可動範囲は、上記の充填状態から投薬状態までであり、プランジャー１６に形成されている溝１７によって規定される。ストップ（止め）１９がバレル１８に形成され、溝１７内に配置されてバレル１８の最大充填容量を制御する。他の実施態様において、バレル１８の充填および送出容積の両方を制御するために、複数の止め１９を導入することも出来る。バレル１８内のプランジャー１６の可動は、本分野で公知の種々の方法によって達成できることは当業者に自明であろう。図１に関連して上述したように、プランジャー１６の第１の端部およびバレル１８の第２の端部は、室１４または貯蔵室を形成する。室１４の容積は、プランジャーが充填状態から投薬状態に移動するにつれて減少する。
【００５４】
使用時において、装置１０は、室（図１が最も見やすい）が所定量の物質を保持できるように設定する。本明細書を通じて参照される前駆体物質は、装置によって処理される如何なる容積の物質であってもよい。ほとんどの実施態様において、前駆体物質は、有効薬剤を発生させるために装置で処理される液体、気体、ゲル又はこれらの組合せである。排出口４６又は排出口に装着されるニードル等を前駆体物質供給源につけ、プランジャー１６を充填位置の方に引くことにより、前駆体物質を室１４内に導入する。前駆体物質は、装置１０に接続されている又は装置１０から離れている外部供給源から室１４に充填されてもよい。前駆体物質は包装前に室１４に充填されても、使用者が装置１０を得た後に充填されてもよい。前駆体物質を装置１０又は室１４に充填する方法が種々あることは、当業者には自明であろう。
【００５５】
前駆体物質としては、特に制限されないが、空気、酸素、水、窒素、二酸化炭素、塩素、臭素およびこれらの組合せが挙げられる。更に、以下の塩溶液を単独または組合せて含んでもよい。塩溶液としては、例えば、ＮａＩ、ＮａＦ、ＮａＣｌ、ＮａＢｒ等が挙げられる。ある実施態様において、前駆体物質は、特に制限されないが、少なくともＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋又はこれらの組合せの１種または２種の１価または２価のカチオンを含む。他の実施態様において、前駆体物質は、特に制限されないが、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＯ４２−、ＮＯ３−、ＣＯ３２−、Ｏ２−、Ｓ２−、ＣＨ３ＣＯＯ−（酢酸イオン）又はこれらの組合せの１種または２種の１価または２価のアニオンを含む。
【００５６】
前駆体物質は、気体、液体、ゲル、固体またはこれらの組合せの形状であってもよい。例えば、前駆体物質が塩、氷または他の固体形状であってもよい。ある実施態様において、前駆体物質は液体またはゲル中に懸濁分散する粒子形状の固体である。処理された物質は、更なる処理、更なる有効薬剤の生成のため、或いはある種の有効薬剤において濃度を高くして生成させる前駆体物質が処理された物質を含んでいてもよい様な場合、リサイクルされてもよいことは当業者に自明であろう。それ故、プローブ及び組織を処理する方法はモジュールを含み、有効薬剤を生成するための工程を含んでいてもよく、又は後続反応の一部として有効薬剤となるような有効薬剤の構成要素を含んでいてもよい。
【００５７】
スイッチ４２（図１及び図２参照）を接続状態として電源８０（図２参照）を起動させることによって装置１０を起動し、室１４内で物質処理モジュール４０と前駆体物質との相互搬送を開始する。物質処理モジュール４０の種類にもよるが、装置１０の作動により、出発の処理によって処理された物質が生成し、有効薬剤を生成する。例えば、物質処理モジュール４０がコロナ発生器の形状のオゾン発生器であり、前駆体物質が酸素であれば、装置１０の作動により、物質処理モジュール４０は室１４中に酸素を相互反応する場を発し、それにより有効薬剤としてのオゾン／酸素混合物が生成する。一度オゾン発生サイクルが完成されれば、プランジャー１６は押下げられて排出口４６からオゾンを送出する。注目すべき点は、ある実施態様において、プランジャー１６の１工程が、完全に押下げられた時に、物質処理モジュール４０が、実質的に接触することなくバレル１８の第２の端部２６に近接してもよい。
【００５８】
本明細書を通じて使用されるが、処理された物質は、装置１０の作動による何らかの方法において変化または改変されている物質であってもよい。それ故、前駆体物質および処理された物質という語は、装置１０の単一の動作の異なる場面における物質を参照する。上記の例を使用し、前駆体物質が酸素であり、物質処理モジュール４０がオゾン発生器である場合、装置１０の作動により、オゾンと酸素との混合物から成る処理された物質を生成する。この混合物が貯えられ、そして後に第２の処理のために装置に充填される場合は、この処理された物質は装置１０の第２の処理のための前駆体物質となる。
【００５９】
処理された物質は、患者に投与されるべき所望の治療薬である。処理された物質は、特に制限が無いが、オゾン、酸素、一酸化窒素（窒素酸化物）、塩素、フッ素、二酸化塩素、ヨウ素、二酸化炭素、臭素、二酸化臭素、酸素ラジカル、水酸基、イオン化酸素、エネルギー処理された酸素およびこれらの組合せが例示される。処理された物質の少なくとも一部は前駆体物質を含んでいてもよい。処理された物質は、更に、不活性ガスを含んでいてもよく、その例としてはこれらに制限されないが、窒素、ヘリウム、二酸化炭素および／またはこれらの混合物が挙げられる。
【００６０】
図６（ａ）は装置３１０の他の実施態様を示す。装置３１０は、プランジャー（ピストン）３１６と、前駆体物質を保持する室３１４を規定するバレル（シリンダー）３１８とから成る。プランジャー３１６は、第１の端部３２０と第２の端部３２２とを有する。バレル３１８は第１の端部３２４を有し、当該第１の端部３２４は、プランジャー３１６がバレル３１８を可動出来るように係合してプランジャー３１６の第１の端部３２０を受け入れるための開口部である。バレル３１８は、第２の端部３２６を有する。バレル３１８の第２の端部３２６は、室３１４のための排出口３４６として機能する排出口３４６の構成を有する。ニードル（針）３４８は、第１の端部３８２と第２の端部３８４とを有する。ニードル３４８の第２の端部３８４は、ルアー（Ｌｕｅｒ）接続または他の機械的接続法を使用して接続されてもよい。
【００６１】
この実施態様において、物質処理モジュール４０はニードル３４８内に位置するか、ニードル３４８それ自身でもよい。図６（ｂ）は、線Ａ−Ａに沿った図６（ａ）の断面図を更に見やすくしたものであり、図６（ｃ）は領域Ｂの拡大図であり、ニードル３４８は、治療剤との形として処理材料を作るための電気化学的セルを介する流体に使用されるものである。電気化学的セルニードル３４８はアノード３７０及びカソード３７２を有する。電源３８０に接続された電線３７６によって電流をアノード３７０及びカソード３７２に流す。室３１４は前駆体物質または前駆体あるいは電解質３７４が充填される。ここに示される他の実施態様としては、物質処理もモジュール３４０と前駆体物質との間の電気化学的反応は電極また電解液を選択することによって調節することが出来る。電極３７０及び３７２は、電極３７０及び３７２の間の電気酸化／電気還元反応の電気化学的反応速度に影響を及ぼす。
【００６２】
電源は、アノード３７０及びカソード３７２の分極化を開始し、室３１４から落ちてニードル３４８の内部に入る前駆体それ自身を電気酸化または電気還元して治療剤を発生させる。他の実施態様において、アノード３７０はニードルの金属壁である。アノード３７０及びカソード３７２は全ての実施態様において逆に設定してもよい。上述のように、印加される電源電圧および／または電流のタイミング及びコントロールは、物質処理モジュール４０によって作られる有効薬剤の量をコントロールし、これは手動制御であっても自動制御（例えば、プログラミング可能なマイクロプロセッサーによる制御）であってもよい。
【００６３】
それぞれの操作に関し電線を室３１４の内部に印刷された導電体とすることが出来ることは当業者に自明であろう。ある実施態様において、電線３７６は絶縁され、電極３７０及び電極３７２は導電体であり、所望の有効薬剤を選択できる。ガス状前駆体に関しては、電極３７０及び電極３７２は、ニードル３４８内にタングステン、白金、ステンレススチール、ニクロム又はアルミニウムで形成されてもよい。ニードル３４８内の物質処理モジュール４０は、通常の間隙間の放電を行うに類似のコロナ放電装置として、組立てられていてもよいことは当業者に自明であろう。このような構成において、ニードルは、高電圧電極上のガラス誘電を使用し、低周波高電圧による電源付与されるガス処理モジュールであってもよい。液体前駆体においては、類似の電極を使用してもよいが、低電圧による電力供給でよく、誘電体のような高圧電極は必要としない。
【００６４】
図７（ａ）は本発明に従った他の実施態様による装置４１０を示す。装置４１０は、前駆体物質を保持する室４１４を規定するプランジャー４１６及びバレル４１８を有する。プランジャー４１６は第１の端部４２０及び第２の端部４２２を有する。バレル４１８は第１の端部４２４を有し、当該第１の端部４２４は、プランジャー４１６がバレル４１８を可動出来るように係合してプランジャー４１６の第１の端部４２０を受け入れるための開口部である。バレル４１８は、第２の端部４２６を有する。バレル４１８の第２の端部４２６は、室４１４のための排出口４４６として機能する排出口４４６の構成を有する。ニードル（針）４４８は、第１の端部４８２と第２の端部４８４とを有する。ニードル４４８の第２の端部４８４は、ルアー（Ｌｕｅｒ）接続または他の機械的接続法を使用して接続されてもよい。
【００６５】
この実施態様において、物質処理モジュール４０はニードル３４８である。図７（ｂ）は、線Ａ−Ａに沿った図７（ａ）の断面図を更に見やすくしたものであり、図７（ｃ）は領域Ｂの拡大図であり、ニードル４４８は、治療剤としての形として処理材料を作るための電気化学的セルを介する流体に使用されるものである。電気化学的セルニードル４４８はアノード４７０及びカソード４７２を有する。電源４８０に接続された電線４７６によって電流をアノード４７０及びカソード４７２に流す。室４１４は前駆体物質または前駆体あるいは電解質３７４が充填される。
【００６６】
この実施態様において、ニードル４４８は電極４７０及び電極４７２を収納し、有効薬剤をその場で、換言すれば体内で作るために使用される。この実施態様において、追加の電解質が室４１４に供給されていてもされていなくてもよい。この実施態様において、有効薬剤と成り得る処理物質をその場で発生させ、体液流により接近させるために、電極４７０及び電極４７２は開口部４８６を超えて伸びていてもよい。処理物質がニードル４４８の端部４８６を超えて発生させられるので、プランジャー４１６／バレル４１８の構成は特に規定されないことは自明であろう。しかしながら、プランジャー４１６をバレル４１８に押し込むことによって追加の食塩水や他の液体前駆体を、乾燥した部分または多くの物質を有さない患者の体内に部分に供給するために、シリンジ型の形状を有することが望ましい。ニードルの第１の端部４８２は、電極４７０及び電極４７２の挿入時の損傷から保護するために、保護シールド又は覆い（図示せず）を有してもよい。
【００６７】
図８（ａ）は本発明の実施態様に従った電気化学的プローブ５１２の断面概略図を示す。電気化学的プローブ５１２は、ハンドル５１８中に支持されるニードル５１５を有する。ハンドル５１８は、取扱を容易にするために反対位置の指と接触する１対のグリップ５２４、５２５を伴う指板５２１のシリーズと同じである。図８（ａ）には図示しないが、ハンドル５１８は、上述の前駆体物質および／または有効薬剤を追加供給するためのシリンジを有していてもよい。また、ハンドル５１８は、図１〜７（ｃ）に記載の実施態様に関連して記載される装置１０、３１０、４１０の何れかと置換えることも出来る。例えば、ニードル５１５は、排出口４６、３４６、４４６の何れかと流通して支持されることが出来る。電源５２８は、電池または他のＤＣ出力を含んでいてもよく、ハンドル５１８内に支持されるように示される。ハンドル５１８は、更に、図１〜７（ｃ）の装置に記載される電子部品と同様に、プローブ５１２の機能制御のための電子部品を有していてもよい。
【００６８】
ニードル５１５は、ハンドル５１８をルアー又は他の機械的接続手段により接続するための頭部５３４を有する第１の端部５３１を有する。ハンドル５１８は、摩擦による嵌め込み、ネジ止め又は他の接続手段によりニードルを受け入れるソケット５２９を有していてもよい。更に、頭部５３４は、ハンドル５１８無しでプローブを操作される場合のハンドルとしての機能を有してもよい。いかなる場合でも、第１及び第２の線または電線５３７、５３８は、電源５２８に伸びている又はニードルとは別の電源に伸びている絶縁された電線であってもよい。第１の電線５２７は、１対の電極の第１電極を供給するためのニードルへの電源の１つの端子に接続される。第２の電源５３８は、第２電極５４１のための他の電源端子に接続される。第２電極５４１は、１つ以上の絶縁体５４４で第１の電極（ニードル５１５）から絶縁される。図示されるように、第２の電極５４１は、ニードル５１５の中空内部に配置され、絶縁体５４４は、ニードル５１５の内壁から第２電極を受け入れ、配置する貫通開口部５４７を有する。
【００６９】
ニードル５１５はチップ５５３を有する第２の端部を有する。図８（ａ）に示す実施態様において物質処理モジュール５５６はチップ５５３の中に配置される。物質処理モジュール５５６は、電解質を第１の電極（ニードル５１５）と第２の電極５４１との間に配置するのを容易にするように適応する。物質処理モジュールは種々の機構の何れかによって前駆体物質を充填する。例えば、ニードル５１５はチップ５５３に毛細管現象によって流体を引き込むように流体中につけてもよい。その代わりに又は付加的に、吸収膜または吸収材５５９を第１及び第２電極５１５、５４１間に配置し、前駆体物質を物質処理モジュール５５６に引き込む助けとしてもよい。他の機構として前駆体物質をチップ５５３を介して引き込むために、プランジャーによって付与される吸引を含んでもよい。また、前駆体物質は上記の実施態様に関連して記載された前駆体物質と同様に第１の端部５３１を介して圧力または重力によって供給されてもよい。
【００７０】
図８（ｂ）は、図８（ａ）のＡ−Ａに沿った断面概略図を示す。吸収材５５９は、種々の形状を取り得る。しかしながら、図８（ｂ）において、吸収材は曲がって示され、第１及び第２電極５１５、５４１の間に関連して取付けられ、摩擦または曲げ弾性によって支持される。他の構成も制限無く取り得る。例えば、第２電極はニードル５１５内の中心に位置し、吸収材はチューブ状の芯に形成できる。
【００７１】
ある実施態様において、電解質は流体である。流体は組織内からの又は組織外の外部供給源からの水であってもよい。水は分かれて水素ガス及び酸素ガスを生じる。第１電極５１５がカソードである場合、吸収材５５９の界面および第１電極５１５に水素が形成される。酸素およびオゾンガスは、アノードおよび吸収材５５９と第２電極５４１との間の界面において形成される。また、第１電極５１５がアノードの場合、酸素およびオゾンガスは、ニードル５１５の側壁を介して主開口部５６２及び補助開口部５６５から標的とする組織に排出できるようにする。この構成において、カソードとしての第２電極を有し、水素ガスは、絶縁体５４４中の開口部５６８を介してニードル５１５の第１の端部５３１の軸方向に向けて排出できる。水素ガスの放出を容易にするため、補助開口部５６５と類似の追加の開口部を、ニードル５１５の長さ方向に沿って設けてもよい。電解質は、メタノール、エタノール、イソプロパノール、又は他のアルコール、グリコール等の有機溶媒であってもよい。
【００７２】
図９（ａ）は、本発明の実施態様に従った電気化学的プローブ５７１の横断面線図を示す。プローブ５７１はニードル５７４とハンドル５１８とを有していてもよい。また、ニードル５７４は、上記の図８（ａ）に関する記載のように、他のハンドルを利用しても、また、ハンドル無しとすることも出来る。ハンドル５１８は、指板５２８及び指取っ手５２、５２５を有する。ハンドル５１８は、電源５２８及び電子部品を格納してもよい。ハンドル５１８は、ニードル５７４の頭部５３４を受け入れるためのソケット５２９を形成してもよい。ハンドルはプランジャーとバレルを有するシリンジを有していてもよく、又、使用中にプローブ５７１の操作を容易にするためのハンドルとしての主機能を有していてもよい。
【００７３】
図９（ａ）のニードル５７４は、図８（ａ）及び８（ｂ）のニードル５１５に対して、ニードル５７４が電極の１つで無い点が異なる。むしろ、図９（ａ）のニードル５７４は、ニードル５７４の内部に両方とも配置される第１の電極５７７及び第２の電極５７８を有する。電線５３７、５３８は、それぞれ、第１及び第２電極５７７、５７８と電源５２８の端子を結ぶ。１つ以上の絶縁体５８１は、第１及び第２電極５７７、５７８を受用し、両電極同士およびニードル５７４の内壁と接触しないようにする。構造的に、ニードル５７４は実質的に上述のニードル５１５と同じである。その代わりに、ニードル５７４は、第１及び第２電極５７７、５７８のための場所を提供していることが構造的な違いである。絶縁体５８１は図８（ａ）に関連して示され記載される絶縁体と類似である。図示されるように、絶縁体５８１は、ニードル５７４の長さ方向の軸に沿ってガスを放出できる通路５８４を有する。
【００７４】
図９（ａ）に示すように、ニードル５７４は、第１の端部５３１及び第２の端部５５０を有し、これらは、図８（ａ）に関連する同じ語で記載されているものと機能的にも構造的にも類似している。第２の端部５５０は、第１及び第２電極５７７、５７８の配置の理由により、構造的に異なるチップ５８７を有していてもよい。しかしながら、図９（ａ）のチップ５８７は、図８（ａ）に示すのと類似の軸端部を貫通する主開口部５６２と補助開口部５９０とを有していてもよい。
【００７５】
図８（ａ）のニードル５１５において、図９（ａ）のニードルチップ５８７が、種々の方法の何れかにおいて電解質を充填できるような物質処理モジュール５９３を格納している。吸収膜または吸収材５９６は、第１及び第２電極５７７、５７８の間に配置してもよく、電解質の保持および、吸収材５９６と第１及び第２電極５７７、５７８との間の電解質の反応が起こる界面において反応場表面積を増加させる働きがある。それ故、吸収膜または吸収材５９６は、少なくともある種の電解質およびある種の電解反応を容易にし及び／又は高める界面を形成する。
【００７６】
図９（ｂ）は、図９（ｂ）のＡ−Ａ断面に沿った横断面線図を示す。図に示すように、吸収材５９６は、摩擦または、吸収膜または吸収材５９６の曲げ弾性によって支持されてもよく、第１及び第２電極５７７、５７８の間に、物質処理モジュール５９３から吸収材が不意に落ちないように保持してもよい。更に、第１及び第２電極５７７、５７８は、平面形状を有し、吸収材５９６及び／又は電解質に棒電極よりも広い界面を供給出来るような形状であってもよい。
【００７７】
電極５７７、５７８はニードル５７４の内部に別々のヨウ素として配置されているように示されているが、ニードルの外側に１つまたは両方の電極を配置してもよく、及び／又は、ニードルの構造と一体化していてもよい。例えば、ニードル５７４の内側および／または外側の表面上に電極を印刷することが出来る。この場合の電極は、絶縁層によりお互いを絶縁するか、それ自身が絶縁体であるニードルを使用することが出来るが、どちらの実施態様においても、絶縁体はニードルから導電体を絶縁する。電気化学的プローブは絶縁体中に通路を有してもよい。通路はニードル中に配置してもよい。通路は、ニードル及び／又は絶縁体を介して電気化学的プローブの外への電解生成物の通り道としての機能を有する。ニードルはまた、流体が組織とニードルとを連通する開口部を複数有していてもよい。
【００７８】
図１０（ａ）は、上記と類似の符号を付した構成要素を有する本発明の実施態様に従った電気化学的プローブ６０２の横断面線図を示す。例えば、指板５２１および指グリップ５２４、５２５を有するハンドル５１８は、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すそれと同じである。電源５２８は、ハンドル５１８の中に同様に格納される。しかしながら、線または電線５３７、５３８は、ニードル６０５の長さとほぼ同じくらいに長く広げられている。ニードル６０５は、図８（ａ）及び図９（ａ）に示す実施態様のニードルとは異なった形状をとる。図１０（ａ）のある実施態様において、第１及び第２電極６０８、６０９は、ニードル６０５と一体化してもよい支持体６１２上に配置され、支持される。また、支持体６１２は別に形成され、ニードル６０５の第２の端部６１８におけるチップ６１５内に設置されてもよい。この場合、支持体６１２は、物質処理モジュール６１８を形成する補助として機能してもよい。上述の絶縁体に設ける開口部と類似の１つ以上の開口部（図示せず）を、電解中の気体および／または液体の排出を容易にするために、支持体を介して設けてもよい。これらの開口部は、物質処理モジュール６１８において、選択的に一つの電気化学的生成物の排出を促進し、一方で他の電気化学的生成物を蓄積させるために設けられてもよい。瓦斯などの処理された物質は、主開口部５６２又は補助開口部６２１を介して標的組織に送出されてもよい。上述の実施態様と同様に、電極６０８、６０９の間に吸収膜または吸収材６２４を配置してもよい。
【００７９】
図１０（ｂ）は、図１０（ａ）のＡ−Ａ断面に沿った横断面線図を示す。吸収材６２４は、電極６０８、６０９の間に、摩擦または、吸収膜または吸収材６２４の材料の曲げ弾性によって支持されてもよい。電解は、上述と同様に容易である。
【００８０】
図１１（ａ）は、電気化学的プローブの他の実施態様の部分断面線図（図１０（ａ）の破線領域Ｂの他の実施態様に対応）を示す。図１１（ａ）の実施態様において、ニードル６２７は、ニードル６２７の末端６３３において又はその近傍で支持体６３０を支持する。それ故、この実施態様において、物質処理モジュールは非常に小さく出来るか又は存在しなくてもよい。むしろ、図１１（ａ）の実施態様において、第１及び第２電極６３６、６３７は、支持体６３０中に支持される。支持体６３０は、末端６３３において又はその近傍に面を有し、電極６３６、６３７はその面およびニードル６２７から若干突出している。この構成において、電解は標的組織それ自身の中で実質的に起こる。そうでない場合、図１１（ａ）の実施態様は図１０（ａ）の実施態様と類似になる。
【００８１】
図１１（ｂ）は、図１１（ａ）の断面Ａ−Ａに沿った横断面線図である。それ故、電極６３６、６３７は、電極間に吸収材を配置せず離れて配置されているように示される。
【００８２】
図１２（ａ）〜（ｃ）は、図８（ａ）〜１１（ｂ）に示される実施態様の何れかに置換してもよい代替実施態様の横断面線図である。電極に関して種々の構成が実施し得る。例えば、図１２（ａ）は第１のチューブ状電極６４０及び第２の棒状電極６４１を示し、棒状電極６４１はチューブ状電極６４０の内側に同心円状に配置されていることを示す。吸収材６４４は、電極６４０、６４１の間の電解質の保留を容易にするためにチューブ状に形成される。図１２（ｂ）は、外側の弓形第１電極６４７及び内側の棒状第２電極６４８の構成を示す。図１２（ｃ）は、Ｕ字通路型第１電極６５４及び平板第２電極６５５を有する長方形ニードル６５１を示す。これらの如何なる構成であっても吸収膜や吸収材が適合する。図１２（ａ）〜（ｃ）に示される構成は、図８（ａ）〜１１（ｂ）に示される実施態様のいかなる組合せにおいて、その全て又は一部を制限なく応用してもよい。
【００８３】
有効薬剤を組織に送出する方法の操作のそれぞれに関し、その機能を以下に説明するが、本方法の他の実施態様においても、より多くの又はより少ない操作を使用して同様な機能として実施されてもよい。更に、本方法のある実施態様が、ここに記載される機能よりも多くて又は少なくて実施されてもよい。本方法が、ここに記載されるものと異なる構成要素を有してもよい様な他の装置において実施されてもよい。それ故、以下の方法の実施態様の記載は例示であって、記載されている構成要素は、上記の装置や器具に関して記載されている構成要素と一致させる必要は無い。
【００８４】
図１〜７（ｃ）に示す装置および類似の装置を使用するに関し、携帯型投薬装置を使用した物質の投与方法を記載する。上述の投与装置または器具１０、３１０、４１０は、物質投与に使用される。本方法は、室１４、３１４、４１４内に前駆体物質を供給する工程を有する。物質処理モジュール４０、３４０、４４０を作動させる。室１４、３１４、４１４内に供給された前駆体物質は物質処理モジュールにより処理され、処理された部室を生成する。ニードル４８、３４８、４４８は体内に挿入される。処理された物質は、装置１０、３１０、４１０又は室からニードルを介して体内に投与される。図８（ａ）〜１２（ｃ）の実施態様のプローブ５１２、５７１、６０２を使用した方法は、前駆体物質を供給する工程を省略してもよいことを除いては実質的に同じである。
【００８５】
ある実施態様において、前駆体物質としては、特に制限されないが、空気、酸素、水、窒素、二酸化炭素、塩素、臭素、ヨウ素、フッ素、およびこれらの組合せが挙げられる。更に、以下の塩溶液を単独または組合せて含んでもよい。塩溶液としては、例えば、ＮａＩ、ＮａＦ、ＮａＣｌ、ＮａＢｒ等が挙げられる。塩は、特に制限されないが、少なくともＨ＋、Ｌｉ＋、Ｎａ＋、Ｋ＋、ＮＨ４＋、Ｃａ２＋、Ｍｇ２＋、Ｓｒ２＋、Ｂａ２＋又はこれらの組合せの１種または２種の１価または２価のカチオンを含む。他の実施態様において、前駆体物質は、特に制限されないが、Ｆ−、Ｃｌ−、Ｂｒ−、Ｉ−、ＳＯ４２−、ＮＯ３２−、ＣＯ３２−、Ｏ２−、Ｓ２−、ＣＨ３ＣＯＯ−（酢酸イオン）又はこれらの組合せの１種または２種の１価または２価のアニオンを含む。
【００８６】
塩溶液は、酸の水素を金属に置換して形成されることについては当業者には自明であろう。
【００８７】
ある実施態様において、本方法は、一対の電極に低周波電圧を印加する工程を有する。本発明において、低周波は０〜２００ｋＨｚの範囲の周波数範囲を意味する。低周波はＤＣ電圧も含む。最適周波数は電気化学的プローブの抵抗−電気容量（Ｒ−Ｃ）時間定数や波形の種類によって導かれる。波形は単純な単極正方、三角、サイン波形またはより複雑な２極波形である。本方法は、更に、その一対の電極に低周波電圧を印加することによって体内の組織内でその場で電解を行う工程を含む。その方法のある実施態様においては、電解質を電極内に留保するために吸収膜５５９、５９６、６２４を配置する工程を含む。
【００８８】
本方法のある実施態様において、有効薬剤は、酸素、オゾン及び酸素イオンの少なくとも１つを形成することにより組織に付与させる。その代りに又は付加的に、本方法の実施態様において、電気酸化および電気還元の少なくとも１つの工程を含む。また、酸化または還元は、電解の生成物によって非直接的に生じてもよい。ある実施態様に従えば、組織の材料のその場での電解は、プロテオグリカン又は他の組織の構成要素の電気酸化および電気還元の少なくとも１つを生じさせる工程を有する。標的組織の化合物の酸化および／または還元は、標的組織からより簡単に消失または除去できる気体や他の生成物を生成する効果を有する。これは、標的組織の炎症を起こした領域における容積や圧力を減少させる効果を有することが出来る。
【００８９】
本方法のある実施態様において、吸収膜または吸収材５５９、５９６、６２４は少なくとの一部が、水などの標的組織からの流体で満たされている。ある組織は他の組織に比べてより容易に水分が抜けやすい傾向がある。それ故、ある応用において、吸収膜５５９、５９６、６２４が満たされる前に、その組織を小さくする必要がある。水の抽出を容易にする目的で、組織を小さくするために、より高い上記の電圧および／または高周波電圧を実施してもよい。また、吸収膜５５９、５９６、６２４は、少なくとも一部が組織の外部の供給源からの流体に満たされていてもよい。すなわち、体外または体の別の部分からの水が、吸収膜５５９、５９６、６２４内および／または標的組織それ自身で分解するために供給されてもよい。吸収膜５５９、５９６、６２４はまた、少なくとも一部がメタノール、エタノール、イソプロパノール、又は他のアルコール、グリコール等の有機溶媒で満たされていてもよい。
【００９０】
ある実施態様において、低周波電圧を印加する工程は、１〜３０Ｖの範囲の電圧を印加することを含む。他の実施態様において、本方法は、１〜６Ｖの範囲の電圧を印加する。更に、別の実施態様において、本方法は６〜１２Ｖの低周波電圧を印加する。脱水および酸化／還元反応を生じるための電圧は０ｋＨｚ〜２００ｋＨｚの範囲の周波数を有する電圧を印加する工程を含む。ある実施態様において、低周波電圧は約０ｋＨｚ〜約５０ｋＨｚの間の範囲で印加する。ある実施態様において、周波数範囲は約０．０５ｋＨｚ〜約５ｋＨｚの間の範囲である。他の実施態様において、周波数範囲は約０．１ｋＨｚ〜約１ｋＨｚの間の範囲である。
【００９１】
図１〜７（ｃ）の実施態様に関し、物質処理モジュール４０を作動させる工程は、スイッチを接続させる工程は、スイッチを接続にして電源から電力を物質処理モジュールに供給する。本方法は、物質処理モジュールを手動または自動で停止させる工程を含む。本方法は、更に、モジュール４０又は装置１０をいつ停止させるかを決定するための物質処モジュールによって処理された物質の量を検知する工程を含む。これは、ディスプレイによって監視することによって達成される。同様の操作は、図８（ａ）〜１２（ｃ）のプローブ５１２、５７１、６０２のためのスイッチ（図示せず）を接続にすることによっても達成できる。類似の監視は、プローブ５１２、５７１、６０２でもじっしされる。更に、処理された物質の量を検知するために、１つ以上のセンサー６５８、６５９を電極と電解質との間の界面に配置してもよい。例えば、プローブの電子装置で重量％の分析を行うため、オゾン及び／又は酸素センサーを使用して検知し、信号を送ってもよい。センサーは、他の場所に配置してもよく、特に制限はない。
【００９２】
水の分解を含む態様において、酸素、オゾン及び／又は酸素イオンの発生を制御するために、これらのパラメーターは変更してもよい。上述のように、オゾンの場合は、例えば、アノードにおいて又はその近傍に１つ以上のセンサー６５８、６５９によって監視することが出来る。センサー６５８、６５９は、重量％を決定する分析機器と連結または含んでいてもよい。圧力は圧力センサー又は圧力計によって測定してもよい。１つ以上の温度測定装置は、熱電対線、薄膜または厚膜熱電対、抵抗器、抵抗温度検知器（ＲＴＤ）、又は他の温度測定装置の形であってもよい。センサー又は測定装置からの信号は、回路またはコンピューター読取り可能媒体における所定のロジックを使用した電子制御器に接続し、オゾン発生レベルを制御する電圧またはその他のパラメーターを調節してもよい。
【００９３】
ある実施態様において、ハウジングが、バレル１８、３１８、４１８内に可動係合するプランジャー１６、３１６、４１６の構成を有するシリンジの場合、薬剤の投与は、処理された物質がニードルを介して体内に送出されるようにプランジャーをバレルと関連して動かす工程を含んでもよい。
【００９４】
多数の記載された実施態様により、組織内でその場で電解反応を生じさせることが出来るが、異なる実施態様の間で電解による効果は異なってもよく、またその効果を使用中に調節してもよい。更に、装置や器具のある実施態様においては、ここに記載された器具の全て又は一部を含んでいてもよく、更に他の構成要素を含んでいてもよい。同様に、本方法の実施態様、は記載した装置およびプローブ中の構成要素を組合せて使用してもよい。例えば、所定の実施態様で、自動化および携帯性によっては、コントローラー、コンピューター読取り可能媒体および／または別電源を有していても有していなくてもよい。
【００９５】
本明細書を通じて、「１つの実施態様」、「ある実施態様」または類似の語は、記載された要旨、操作、構造、性質が少なくとも１つの実施態様において実施されることを意味する。それ故、本明細書を通じて、「１つの実施態様において」、「ある実施態様において」または類似の語は、必ずしも同じ実施態様として参照される必要はない。
【００９６】
更に、記載された実施態様の要旨、操作、構造または性質は、種々の適切な方法によって組合わされてもよい。それ故、電極形態、ハウジング形態、支持体形態、通路形態、触媒形態など数多くの詳細な記載は、本発明の数多くの実施態様の理解を与えるであろう。例えば、図１０（ａ）〜１１（ｂ）の支持体６１２、６３０は、シリカ、アルミナ又は他の公知のチップ形成材料から成る群から選択される１つ以上の材料を有する電子チップとして形成されてもよい。しかしながら、ある実施態様では、特定の詳細部分または他の要旨、操作、部品、材料などの１つ以上を有さずに実施してもよい。他の事例において、公知の構造、材料または操作は、簡潔性および明瞭性の目的で少なくともいくつかの図において記載または示されていない。
【００９７】
以上、本発明の具体例を図解し記載したが、本発明は、記載し図示されている部材の特定の形状や配列に限定されない。本発明の権利範囲は請求の範囲およびその均等範囲によって規定されるべきである。
【００９８】
更なる詳述無しでも、当業者は、上述の記載を利用して、本開示を最大限まで拡張できると信ずる。ここに記載されている実施例および実施態様は単なる例示であって、本発明の開示の要旨を限定するものでは内と理解されるべきである。ここに記載されている本発明の基本理念を大きく逸脱することなく上述の実施態様の詳細を変更できることは当業者には自明であろう。換言すれば、本明細書に記載される実施態様の種々の変更および改良も本発明の請求の範囲内である。本発明の範囲は、添付の請求の範囲によって規定される。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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