(57)【要約】  ここに記載されるのは、角膜の屈折切除術のための外科手術手法において利用するための、方法並びに組成物であり、これらは、近視、遠視、乱視、および老眼等の広範囲の光学的状態に対して、最低限の望ましからぬ副作用のみを伴って、視力の矯正を達成する。具体的に開示されるのは、組成物およびその使用を含む方法であり、ここで該組成物は、角膜上皮層を可逆的に取出して、該角膜の屈折特性を操作するに際して、UV輻射へのアクセスを与えるための薬剤として作用する。本発明の方法並びに組成物は、該角膜ストロマを遠-UVレーザー輻射に暴露するための従来の方法では達成不可能な、矯正外科手術における所定の結果の達成を可能とする。
2009539556.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
角膜の屈折レーザー矯正手術の結果を最適化する方法であって、該方法が以下の工程：
a. 治療すべき患者のヒト角膜内の、ヘミデスモソーム結合をゆるめるのに有効な、剥離剤を選択する工程、ここで該結合は、該角膜の前方上皮層と、該上皮層に対して後方の、前記角膜のストロマ層との間で機能しており、および
b. 前記角膜を、眼科学的に有効な条件下で、前記剥離剤に暴露して、完全な上皮細胞膜および前記上皮層における完全な細胞間接合に関して、継続する生存能力の維持を可能とし、また迅速、強力かつ安定な再固定術を可能とするように、該上皮層を、可逆的に該角膜から取出す工程、
を含むことを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
前記剥離剤が、長鎖、高分子量溶媒；長鎖、高分子量アルコール；多価アルコール；および多価アルコールのポリマーからなる群から選択される、請求項1記載の方法。
【請求項３】
前記剥離剤が、多価アルコールまたはそのポリマーである、請求項2記載の方法。
【請求項４】
前記多価アルコールが、4〜6個の炭素原子および2または3個のヒドロキシル基を含む、請求項3記載の方法。
【請求項５】
前記ポリマーが、約6,000ダルトン〜約90,000ダルトンなる範囲の分子量をもつ、請求項3または4記載の方法。
【請求項６】
角膜に、治療的に有効な量の剥離剤を適用する工程を含む、レーザー屈折矯正手術中における、該角膜内の基底上皮細胞および基底膜の少なくとも前方層の破壊を回避する方法であって、該剥離剤が、HD-固定複合体を破壊する上で有効であって、均一な開裂面が、該角膜のラミナルシダとラミナデンサとの間、または該角膜のラミナデンサとボウマン層との間に生成されることを特徴とする、前記方法。
【請求項７】
前記均一な開裂面が、前記ラミナルシダと前記ラミナデンサとの間に生成され、また前記剥離剤が、長鎖、高分子量溶媒；長鎖、高分子量アルコール；多価アルコール；および多価アルコールのポリマーからなる群から選択される、請求項6記載の方法。
【請求項８】
前記剥離剤が、多価アルコールまたはそのポリマーである、請求項7記載の方法。
【請求項９】
前記多価アルコールが、4〜6個の炭素原子および2または3個のヒドロキシル基を含む、請求項8記載の方法。
【請求項１０】
前記ポリマーが、約6,000ダルトン〜約90,000ダルトンなる範囲の分子量をもつ、請求項7または8記載の方法。
【請求項１１】
a. 目から上皮組織弁またはシートを、取出しまたは持上げ；
b. 該目の露出したストロマ表面を、遠-UV輻射光で処理し；および
c. 該目に対して、該露出した上皮組織弁またはシートを置換し、または再配置する工程を含み、
改善が、該上皮組織弁またはシートを取出しまたは裏返す前に、剥離剤を適用する工程を含み、
該剥離剤が、角膜内の、ヘミデスモソーム結合をゆるめるのに有効であり、該結合は、該角膜の前方上皮層と、該上皮層に対して後方の、ストロマ層との間で機能していることを特徴とする、前記方法。
【請求項１２】
前記剥離剤が、長鎖、高分子量溶媒；長鎖、高分子量アルコール；多価アルコール；および多価アルコールのポリマーからなる群から選択される、請求項11記載の方法。
【請求項１３】
前記剥離剤が、多価アルコールまたはそのポリマーである、請求項12記載の方法。
【請求項１４】
前記多価アルコールが、4〜6個の炭素原子および2または3個のヒドロキシル基を含む、請求項13記載の方法。
【請求項１５】
前記ポリマーが、約6,000ダルトン〜約90,000ダルトンなる範囲の分子量をもつ、請求項13または14記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願との相互引照）
本件特許出願は、2007年1月19日付で出願された米国特許出願第11/624,945号の一部継続出願であり、かつ2006年12月31日付で出願された米国特許出願第11/618,860号の一部継続出願である。本件特許出願は、また2006年6月15日付で出願された米国仮特許出願第60/814,097号に基く優先権を主張するものである。これら全特許出願の内容全体を、参考としてここに組入れる。
本発明は、一般的に角膜の遠-UVレーザー外科手術の結果を最適化するための方法並びに組成物に関するものであり、ここで該方法は、屈折矯正のために、最適で平滑な露出角膜表面を与え、またその上皮層の迅速で堅牢な再固定術もたらすように、角膜上皮を可逆的に取出すための、化学薬剤および/または薬剤の使用を含み、一方で同時に、このような外科手術に起因して観測される、望ましからぬ副作用に関連する、回避可能な、有害な創傷治癒応答を最小化または排除することに関する。
【背景技術】
【０００２】
遠-UVエキシマーレーザー由来の光エネルギーを利用する、レーザー屈折矯正手術は、最近の20年間に著しい発展を遂げ、真の眼科学的な下位専門分野として出現した。この型の外科手術手順は、今や、今日の医学において、最も一般的に実施されている手順となっている。
【０００３】
如何なる角膜透明度の減損をも伴わずに、生存眼組織に、広域表面光線剥離術を施すための、遠-UVレーザー、例えば193nmにおいて発光するAr-Fエキシマーレーザーの使用は、1985年に初めて報告された(Serdarevic, O.N.等, 「実験的カンジダ角膜炎のエキシマーレーザー理論(Excimer Laser Therapy for Experimental Candida Keratitis)」, Am. J. Ophthalmol. 99: 534-538 (1985))。その時点より、多大な努力が、角膜の屈折視力矯正および光線療法的再建術両者を包含する、様々な眼科的外科手術における、その用途の洗練に払われてきた。結果として、遠-UVレーザー手法は、猛烈な勢いを得ている。並行して進歩がなされているが、治療結果を最適化するための、治療手順と共に、益々増大する分析手順の利用を包含する、外科的技術と機器開発上の技術両者間で、その進歩が、必ずしも一致している訳ではない。処置された患者における視力の安定な改善、並びにこのような外科手術に起因して生じる負の副作用の最小化両者によって規定される、このような外科手術の全体的な結果の改善は、劇的なものであった。しかし、増大する患者データ群の分析を通して同定された、特定の欠点を処理するように設計された、別の外科的手順の出現によっても、また角膜創傷治癒および眼科光学機器等の、本質的な問題に関する知見の一般的な進展状態にも拘らず、負の結果の発生は、小さいものであるが、測定可能な状態にある。徐々に増大する大量の患者に、これらの手順を施すと、低比率の負の結果でさえも、極めて多数の患者に、多大な影響を及ぼす。
【発明の概要】
【０００４】
本明細書には、屈折視力矯正の結果を最適化するように設計された方法並びに組成物が記載され、これらの結果は、従来技術において利用可能な技術および手順により可能となる視力を越える、視力の改善された性能を与える、高次および低次の光学収差の、安定かつ最適の矯正によって規定される。更に、本発明の方法の実施は、このような手順を受け入れることのできる患者群を、特に例えばアジア人種の構成員等の、従来の組織弁を基本とする技術に対して理想的に適しているとは言えないものを包含するまでに、拡張できるものであるべきである。
【０００５】
エキシマーレーザー(遠-UV)の初期モデルは、広いビームを使用し、球状または球-円筒状除去パターンにある、小さな光学領域を生成するためのダイアフラムを備えていた。走査系およびスリットビームを用いた、より洗練されたレーザーが出現した。レーザーのハードシステムにおける更なる改善が、視標追跡装置と組合された、小ビーム放出システムの開発と共に行われた。更に、より滑らかな非-球形の除去部を生成するために、より洗練されたアルゴリズムが開発された。レーザー光源と、患者の角膜局所学からの、または波面解析(全体としての目の異常に関する尺度)からの情報とがリンクされている、習慣的な角膜切除は、平凡な事実となっている。
【０００６】
遠-UVレーザー視力矯正術は、最も一般的な型の視力障害である、屈折率誤差を矯正するために、最も頻繁に実施される手法としての地位を得ている。エキシマーレーザー再輪郭形成は、近視、遠視、乱視、および老眼の矯正のために行われる。光学的角膜屈折矯正(PRK)、その場でのレーザーによる角膜曲率形成術(LASIK)、レーザー-アシスト上皮下角膜切除(LASEK)、エピ(Epi)-LASIK、およびサブ-ボウマン層角膜曲率形成術(SBK)を含む、露出した角膜表面の遠紫外レーザー切除の幾つかの変法が、開発されている。これらの手法は、以下のような条件下で、露出した角膜表面のレーザー切除を含む：レーザーによる角膜上皮の除去後、化学的に、または機械的に(PRK)；置換可能な上皮組織弁の化学的な持上げ(LASEK)後；置換可能なストロマ組織弁の機械的またはレーザーによる持上げ(LASIK)；置換可能な「上皮」組織弁の機械的な持上げ(これは、実際には、組合された上皮、ボウマンおよびストロマ組織弁であると観測されている)(Epi-LASIK)；またはフェムト秒IRレーザー微小角膜切開刀の使用によって切開した、置換可能なサブ-ボウマン層組織弁の持上げ(これは、実際に、開裂面の位置に関して、処置した患者毎にかなりの変動を示す)。
【０００７】
眼科手術において使用するための遠-UVレーザーにおける初期の興味は、角膜組織を介してスライスするための鋼製ブレード(放射状角膜切除(RK)の一変形)に代わるものとしてのレーザーに向けられていたが、遠-UVレーザーから発せられる干渉性の光の固有の特性は、角膜表面の視覚的に重要な中心領域の、広い面積の、制御された、浅い表面切除を介して、該角膜における屈折率変化を達成する上で、この光源を理想的なものとしている。眼科学的外科手術手順における、遠-UV光(200nm未満の波長)利用法の出現に先立って、眼科学的外科手術におけるレーザー光源の使用は、標準的なものとなった。しかし、これらレーザー外科手術手段の大多数が、電磁スペクトルのより低-エネルギー領域、即ち赤外(IR)、および可視(VIS)バンドからの光を利用した。これら波長の光は、その低エネルギー等のファクタ、並びにその放出の典型的なメカニズムのために、目の深部にまで透過し、その結果として、例えば網膜の外科手術における多大な利用性が認められる。しかし、この領域における波長の使用は、標的点から周りの組織まで、また周辺組織のかなりの損傷を生じる点にまで至る、かなりのエネルギーの透過によっても特徴付けられる。これとは対照的に、スペクトルの遠-UV領域からの光は、角膜の数層の細胞層のみを透過し、視覚的には該標的領域周辺の組織に対して、何ら損傷を生じない。これは、該遠-UV輻射のエネルギーと、組織細胞の生化学的成分を構成する分子の結合エネルギーとの間の、かなりの適合性によるものである。該入射UV輻射のエネルギーは、細胞内に見出される生体分子を構成する炭素-水素結合および炭素-酸素結合の比較的高い結合強度と同程度である。従って、エネルギーは、角膜の透明な組織を透過するのではなく、寧ろ十分な効率で吸収されて、該細胞の分子を一緒に維持している化学的結合を破壊し、該組織サイトから、このような分解によって生じる高エネルギー分子フラグメントを射出する。光エネルギーと組織との間のこの相互作用は、該角膜組織の「切除」(または除去)に導く。かくして、この用語「切除」が、この分野において使用されるようになった。従って、該露出したストロマ表面から極めて浅い深度で相互作用する、エキシマーレーザー由来の遠-UV輻射は、極めて低い周辺組織に対する損傷の危険性にて、該角膜表面の標的領域において、屈折率変化を生じることができる。対照的に、低エネルギー光源(IR、VIS)を含むレーザー手術手順は、該組織と様々に相互作用し、また遠-UV手順に関連するものとは極めて異なるメカニズムによって、標的組織に変化をもたらす。
【０００８】
角膜は、目の最外層であり、また最初の屈折媒体として機能し、これを通して光が眼と相互作用する。その透明度は、あらゆる生物学的な組織の中でも、独特である。図1を参照すると、該角膜の最外(前部)層は、上皮である。厚み約50〜100μm(6-7細胞層)の該上皮は、非-ケラチン性扁平上皮細胞である。結果的に該上皮は、多数の別々の層を含み、これらは扁平細胞の外側層、多面型細胞層、基底胚芽細胞層、および基底膜(通常、その厚みは、110〜550nmなる範囲にある)を含み、これは更に2つの層、即ち該基底上皮細胞層の下側にあるラミナルシダ(lamina lucida)、およびボウマン層に隣接するラミナデンサ(lamina densa)を含む。露出した角膜神経線維が、該上皮細胞層における該基底細胞間で終端しており、これが、実際に機械的な摩擦、またはあらゆる種類の外傷に対する、該目の最外層の極度の鋭敏さを説明している。該基底膜は、該ボウマン層と接触し、該角膜ストロマの最外部と圧縮状態にあり、従ってこれを覆っている該上皮層ではなく、寧ろストロマ層により類似している。
【０００９】
該角膜の次の層、即ち該ストロマ層は、該角膜の厚みの約90％を占めている。これは、薄層状アレイとして配置された、タイプIおよびタイプVコラーゲンの長いバンドで構成されている。これらの薄層は、2μmなる平均の厚みを持ち、また該角膜の幅を横切って伸びている。該薄層を形成する該コラーゲン繊維は、主としてグルコースアミノグリカン(GAG)で形成される親水性マトリックス中に埋設されている。該ストロマ層の後方には、高度に弾性に富む層であるデスメ(Descemet's)膜があり、これは、該ストロマ層と内皮との間の界面として機能する。該角膜の最後の、後方の層は、単一細胞相当の厚みを持つ層であり、内皮と呼ばれる。
【００１０】
光学的角膜屈折矯正術(PRK)において、該角膜の上皮層を、先ず様々なメカニズム(化学的または機械的手段の何れか、または光を利用する)の1種によって取出し、引続き遠-UVレーザー光源からの光エネルギーを、該露出した角膜表面に集束させ、屈折率の矯正を行う。その場でのレーザー角膜曲率形成(LASIK)は、初めに術後の痛みを減じ、迅速に視力を回復させ、かつPRKよりも創傷治癒由来の角膜の曇り発生の危険性を減じるために開発された。また、LASIKは、最近の手法において、該ストロマにおける、該上皮表面背後のより下方の層において、遠-UV輻射が、該角膜の露出表面に影響を及ぼす方法である。このレベルの透過に達するためには、該ストロマに至るまで、ストロマ層を該衝撃輻射に暴露するために、組織弁として、角膜の中心部分を可逆的に取出す必要がある。これは、機械的またはレーザー微小角膜切開術の何れかによって達成される。
【００１１】
LASIKの提唱する、PRKを越える主な利点は、中心部の角膜上皮の保全性を維持することに関連する。これは、初期術後期間中の高い快適性の保持に導き、またより迅速な視力回復を可能とし、更に創傷治癒応答、少なくとも該上皮の中心部(組織弁)領域における上皮細胞に対する損傷によって誘発される応答を、潜在的に減じるものと考えられている。しかし、比較的完全な上皮(機械的または光学的微小角膜切開術により、該上皮を介して切開される、該組織弁の縁部を除いて)を維持しているにも拘らず、該ストロマ組織弁の生成過程は、かなりの創傷治癒応答を誘発する可能性があり、またPRKと関連する場合よりも一層深く長い光学的処置の結果を伴う、他の合併症の発生に導く。角膜のあらゆるレーザー外科手術の主な目標である、低い創傷治癒は、高い矯正率および合併症、例えば曇りの発生率、または角膜透明度の低下に導くあらゆる現象等の低い発生率に関する、低い回帰性と、極めて良好に相関している。角膜ストロマの屈折特性の光線剥離術による再建が成功裏に達成されたとしても、あらゆる外科手術手順は、角膜実質細胞の活性化、ストロマ線維症、および上皮過形成等のファクタに起因する、角膜不透明度の増大として出現する、細胞応答型の最小化をも可能としなければ、視力矯正のための最適の選択ではあり得ない。このような透明度の喪失は、患者に対して低水準の光学的特性の結果に導くであろう。しかし、最適手順は、上記の臨床的な目標の達成であり、しかも同時に角膜生体力学の予想不可能な変更および/または光学的異常の意図されたレーザー矯正の変更を回避することである。
【００１２】
PRKおよびLASIKに伴う、上記創傷治癒事象の位置および強度においては、幾つかの基本的な差がある。例えば、PRK後に、角膜実質細胞のアポトーシス(あらゆる手法において回避不可能の)および治癒カスケードのその後の事象が、該上皮の直ぐ背後にて、かつ全切除領域を横切って発生する。これは、LASIKと対照的であり、LASIKにおいて、角膜実質細胞のアポトーシスは、(該ストロマ内の)組織弁界面レベルにて、またブレードが周辺の上皮に侵入した部位にて起こる。しかし、LASIKにおいて、該組織弁の周辺に沿った上皮の損傷に起因する負の結果は、該ストロマ内で発生する創傷治癒応答(例えば、細胞アポトーシス)の、これら結果に対する寄与を上回る可能性がある。該細胞アポトーシスに加えて、低度の近視のためのPRKと、高度の近視のためのLASIKとの間および高度の近視のためのPRKと、高度の近視のためのLASIKとの間には、角膜実質細胞の増殖、および筋線維芽細胞の置換において重大な差異(さほど洗練されていないレーザーシステムを構成する、初期の機器構成においてより明白)がある。一般に、より高度のPRK矯正(より高い球形収差を矯正するために、より深部の切除/より大きな角膜組織の除去を必要とするもの)は、低度のPRK矯正よりも、より多くの角膜実質細胞のアポトーシス、角膜実質細胞の増殖、および筋線維芽細胞の置換を誘発し、またこれらの事象は、近視に対するより高度の矯正に対してさえも、LASIKにおいてはさほど顕著ではない。細胞レベルにおけるこれらの観測は、臨床上の結果および合併症、例えばLASIKおよびPRK後に発生する曇りにおける差、並びに様々な矯正レベルに関する説明を、我々に与えてくれる。
【００１３】
改善された切除プロフィールを含む、PRK、特にレーザーシステムにおける進歩の結果としてのPRKは、マイルド乃至穏やかな波面-案内矯正、特に薄い角膜、再発性糜爛、または傷害に関する素因を含む活性(武道、軍務、密着型のスポーツ)に関して、LASIKと比較すると、現時点でより良好な選択肢であり、該ストロマ組織弁の可能な離脱を越える特別な心配、即ち外科手術後長年に渡り続く可能性のある問題を生じる。
【００１４】
LASIKの人気は高まっているので、その利用頻度は、患者データの莫大な集積へと導いた。この豊富なデータは、次には、特にこのような組織弁における機械的な欠陥が起こった場合に、該ストロマ組織弁の生成に関連する合併症へと注意を導いた。微小角膜切開技術における進歩が、これら合併症の幾つかを最小化し、あるいは軽減したが、多数の合併症-関連状態が、観測され、また特徴付けされている：LNE-LASIK誘発性神経親和性上皮症、DLK-拡散表層角膜炎、表層日和見感染、および進行性拡張症(角膜拡張症)。その上、該ストロマ組織弁の生成および取扱いは、光学的収差、例えばコマの誘発、および角膜に対する生体力学的修正に起因して発生する球面収差に導く恐れがある。従って、この関連する分野の当業者は、これら考察により、LASIKによって達成し得るものと認識されている多くの利点を放棄することなしに、ストロマ組織弁の必要性を排除し、あるいは実質的に減じ、外科学的合併症の数を減じ、かつ望ましからぬ効果を減じる、外科学的手順を開発することが望ましいことを認識するであろう。
【００１５】
これら合併症の発生を排除しあるいは大幅に減じようとの要望は、上皮組織弁を用いた別の手順、例えばここで請求しているような本発明について記載された手順を考察し、これらの問題を軽減し、同時にPRKに通常関連する安全性を維持することを指示する。レーザー切除後のストロマを覆うために、角膜上皮を使用することは、理論的には痛みおよび創傷治癒応答を減じ、結果として角膜の透明性の低下に導く過程を軽減するべきである。しかし、非-上皮化のための一般的に利用可能な方法は、上皮組織弁を用いた手順由来の理論的に達成可能な利点を達成することのできる度合いを、実際上制限してしまう、固有の欠点を被る。その主な問題は、損傷を受けた基底細胞、並びに外科医が組織弁を育てることが困難な、該組織弁の不完全なまたは不十分な再結合、取扱中の該組織弁の損傷/裂け、該組織弁の乾燥、および該組織弁の非-接着性に起因する、上皮-ストロマ相互作用に関連している。しかし、該組織弁に関連して起こり得る問題、例えば裂けまたは非-接着性の問題は、該上皮が標準的なPRKにおけるように記載されている場合と全く同様な結果(該損傷を受けた組織弁の棄却)をもたらす恐れがある。
【００１６】
上皮除去に関する幾つかの技術が、PRKにおいて利用されており、その例は、機械的な創面切除、レーザー経上皮切除、回転ブラシ、およびエタノール創面切除技術を含む。これら技術全ては、即時的目的にとって効果的であるものとして報告されている。しかし、迅速、かつ安全な上皮除去法は、最適の外科的結果によって定義された、より高度な目標を達成するためには、必須である。該レーザー-切除すべき、平滑な露出表面は、PRKからの、または非-上皮化を利用する同様な手順からの首尾良い結果を得る上で重要であると考えられる。完全な上皮組織弁またはシートの可逆的な除去を利用する手法(以下の説明参照)は、該上皮層の除去工程により一層の要求を課する。屈折矯正のための最適の表面を露出させ、しかも同時に迅速で、堅固な上皮の再付着を可能とし、また該ストロマまたは上皮における回避可能な創傷治癒応答の結果を軽減しまたは排除する方法で、該基底上皮細胞および該基底膜の少なくとも一つの層を完全な状態に維持しつつ、該上皮を除去することは、従来技術においては遭遇することのなかった、一つの課題を残す。
【００１７】
剥離層(好ましくは、界面への上皮破片およびサイトカインの最小限の導入を伴う)を、均一に横切る上皮組織弁を製造する上で効果的な、外科手法が著しく有利であろう。その上、基底膜内の、または該基底膜とボウマン層との間の、該剥離面の位置は、付随的な利点をもたらす。(該基底膜を介して)ヘミデスモソーム付着面における上皮層を分離することによって、最適の平滑層が露出し、該基底上皮層は、最適の生存性を維持し、また該上皮層の再結合は、ヘミデスモソーム結合が再度樹立された際に、かなり迅速に起こる、強力な結合の結果として最適化される。これは、従来技術において利用可能な技術と比較して、長期および短期両者の利点を与えるであろう。短期間において、該上皮層と該ストロマとの間の強力な結合の、迅速な再樹立は、痛みを減じ、該切除表面の涙液膜および治癒上皮に対する暴露を防止し、しかも光学的特性の回復率を高めるであろう。長期間においては、特に、肉体的活動が、外科手術により生成された角膜組織弁に対する障害の危険性を高める、生活または仕事の高い危険場(risk fields)にある患者に関して、該再結合された上皮層の改善された安定性は、極めて有益である。更に、LASIK手法において生成されるストロマ組織弁とは対照的に、上皮組織弁は、屈折切除に対して利用可能なより多くのストロマ組織を残し、角膜拡張の危険性を最小化するであろう。また、ヘミデスモソーム結合のレベルを通る開裂面は、該上皮の基底膜が、そのバリア/膜機能を維持するのに十分に完全性を維持し、従って角膜の透明性の喪失等の重大な負の副作用に導く、該ストロマ内での創傷治癒メカニズムを誘発することが知られている、上皮細胞破片と、該ストロマとの接触を遮断するという、更なる利点を与える。
【００１８】
レーザー-アシスト上皮下角膜切除術(LASEK)が、LASIKと同様な理由(PRKを越える改善として)で、但し該ストロマ組織弁の生成に関連するLASIK-型の合併症の危険性を取り除くという、付随的な目的で開発された。LASEKは、希薄エタノール溶液(典型的には、20％水性溶液)の意図的な適用を通して、角膜上皮の中央部分を、意図的に、可逆的に除去する点において、PRKとは異なる。LASIKにおけると同様に、該剥離された組織は、角膜の該露出表面における屈折率変化が、遠-UVレーザー照射によって達成された後に、該角膜表面上で置換される。
【００１９】
希薄エタノールによる非-上皮化は、主としてEDTA、塩水等の代替剥離剤との、経験的な比較により、その発端から、LASEK手法において選択された方法であった。この総意によるエタノールの選択は、非-上皮化が、ボウマン層およびストロマを本質的に完全な状態に維持したまま、該上皮基底膜内で起こることが確認される前になされた。研究は、該基底膜の該ラミナルシダとラミナデンサとの間における、極めて平滑な開裂面の存在を確認した。該組織弁が、処理された角膜表面上で置換される、LASEK等の手法において、該上皮組織弁の後部表面と共に、該露出したストロマ表面の状態は、より一層重大である。該上皮の結合が、ヘミデスモソーム結合を介して達成される該メカニズムは、これらの対向する表面の平滑性に対して特に敏感である。該露出したストロマと、該上皮組織弁との間に形成される、該ヘミデスモソーム結合の迅速性および強度(または堅牢性)両者を最適化するためには、これら両表面が、最適に作成されていることが必要である。該上皮組織弁の生成のみでは、該外科的手順に最適の結果は保証されない。更に、最適の平滑性からのずれは、負の光学的結果に導く可能性のある、角膜における望ましからぬ創傷治癒応答に導く恐れがある。
【００２０】
上で示した如く、もっと重要なことに、あらゆる利益が、該上皮層の意図的な再結合に由来するものである場合、該上皮細胞は、特に、完全でない場合にはストロマ細胞と相互作用して、高い創傷治癒応答に導く、基底胎芽細胞の生存性および保全性を維持する必要がある。しかし、上皮細胞の単一細胞層を含むモデル系に関するインビトロでの研究は、該上皮組織弁製造用の該角膜表面に対して、エタノールを適用(18％エタノールを25秒間)する最も一般的な条件は、有害な創傷応答メカニズムを発生する等の、上皮細胞に対して、アルコールの有害な作用の発生をもたらすのに十分なものであることを示した。従って、エタノールによる剥離が、上皮組織弁の堅実な生成のための、理想的な基準の多くを満足していると言うことができる。しかし、この肯定的な結果は、同時にエタノールの細胞毒性活性に起因して起こる、否定的な作用をも経験することなしに、非-上皮化のためにエタノールを使用することは不可能であるという認識によって、打ち消されてしまう。
【００２１】
これまでに入手できたデータは、LASEKにおけるレーザー切除後に、保護層として上皮のシートを残すことに起因する利益を得るためには、上皮、特に基底上皮層の生存性が、決定的であることを明らかにしている。使用したアルコールの濃度が、約20％に維持されている場合、アルコールに対する暴露期間が、最も決定的なファクタである。他のファクタ、例えばアルコールの型、希釈媒体(蒸留水または平衡化塩溶液(BSS))、および溶液温度は、この現象に寄与する。該上皮組織弁が良好な生存性を持たない場合には、死細胞および細胞破片が、上皮治癒に対する物理的バリアをもたらし、また創傷治癒応答によって誘発されるこれら手順における、否定的な結果の原因となることが明らかにされた。しかし、適正に生成された場合には、LASEKにおける該上皮組織弁は、創傷治癒に正の影響を与え、さほど活動的でない応答を誘発し、また恐らく低い曇り度を誘発するが、但しエタノール毒性に対する細胞の応答は、上皮組織弁の使用に起因する利点を、無効にすることはない。事実、最近のデータは、上皮細胞の生存性の喪失を結果し、該上皮層が置換されず、正常な治癒過程を通して再生される技術と比較した場合に、該上皮を取出すために利用されている通常の方法が、有益な治癒過程を促進するというよりも、寧ろ該上皮層の再度の適用(死細胞または死にかけている細胞)が、事実上術後の回復を妨害する恐れがあることを示している。該上皮組織弁の製造および取扱いにおける、外科医の熟練度とは無関係に、あるいは任意の機械的な組織弁の合併症が、外科手術中に起こるか否かとは無関係に、上記結果は起こるであろう。
【００２２】
LASEKの提唱者は、短期間の展望から、同様なレベルの屈折率誤差を矯正するための標準的なPRKと比較して、術後期間の初期における低い不快感、速やかな視力回復、および低い曇り度が見られることを示唆している。しかし、この分野においては、多量の蓄積されたデータ、特に長期の作用に関するデータの解釈におけるかなりの不一致があり、該長期の作用においては、他の表面切除術を越える、LASEK由来のあらゆる顕著な臨床的利点を、説明できない。更に、提唱者の主張、およびストロマ組織弁の製造ではなく、寧ろ明らかに好ましい上皮を製造しているにも拘らず、LASEKは、化学試薬であるエタノールの適用に縋らざるを得ず、この化学試薬は本来有害であり、その僅かな誤使用でさえも細胞破壊に導く恐れがあり、レーザー屈折矯正外科手術と関連する最も一般的な多くの負の作用に導くものと認識されている型の、治癒応答のカスケードを誘発する可能性がある。LASEKの、負の外科手術の結果につながる生理的な過程の多くを回避する能力にも拘らず、最近のデータは、表面切除のための様々な外科的技術において観測される、有害な創傷治癒応答のレベルには、実際の差が存在しないことを示している。
【００２３】
上皮組織弁の製造におけるエタノールの必要性を排除するための一試みにおいて、エピ-LASIKは、アプラネータ(applanator)を備えたまたは備えていないデバイス上で、平滑なプラスチック分離機を用いて、また低レベルの吸引の下で操作して、機械的に角膜上皮を分離するために開発された。エピ-LASIKの目標は、生きた上皮の、再現性のある完全なシートの製造を含んでいた。しかし、このエピ-LASIK機械的分離技術が、時として上皮細胞を介して、また時として基底膜の様々な層を通して、またしばしばボウマン層およびストロマを介して分離を行うことが、文献において多数報告されている。限られたヒトに関する症例研究において、基底膜のラミナルシダおよびラミナデンサ部分両者、並びにヘミデスモソームが、多くの領域において完全であることが報告された。更に、パリカリス(Pallikaris)分離機並びに他の市販品として入手できる分離機を用いた、実験的並びに臨床的研究は、ストロマ、ボウマン層および損傷を受けた上皮細胞を含む「上皮」組織弁を明らかにした。この型の相反する分離は、ボウマン層およびストロマの望ましからぬおよび/または再現不能な保持と関連する合併症の危険性、および極めて望ましくない上皮細胞に対する損傷の危険性を増すであろう。高次の収差を高め、また曇りを増大する、信頼度の低い屈折作用も、エピ-LASIKに起因して生じる可能性がある。
【００２４】
同様な様式で、該ボウマン層下方の上皮を除去するための、フェムト秒IRレーザーの利用は、患者に対する、最適の光学的結果の達成を妨害するという、付随的な問題を発生する。これら手順の大多数は、厚み約60μmにて上皮層を取出すように設計されている。更に、これら光学的微小角膜切開術について報告された、最大レベルの位置的精度は、5-10μm程度であるが、実際には正常な手術条件下では、精度は、15-20μm程度の低いものであり得る。40-70μmなる範囲の、上皮の厚みにおける変動の許容度を与えることにより、60μmのフェムト秒レーザーによる基準の設定は、開裂面の位置に関する、患者におけるかなりの変動をもたらすであろう。あるいは、該レーザーの制御および該上皮の厚みの測定の何れかにおける空間的な解像度に、通常の制限を与えない場合には、これらの固有の制限が、十分に扱えない可能性がある。該上皮/ボウマン下層の開裂面のより正確な位置が与えられない場合には、光学的非-上皮化由来の、理論的に利用可能な利点を実現することは不可能であろう。
【００２５】
レーザー屈折外科手術による、益々厖大化する蓄積データは、表面切除または「進歩した表面切除」技術の一つと、他の技術の結果における差は、漸減的に小さくなっている。同様に、上で言及した通り、このような技術に起因して起こる合併症の発症およびその強さは、これらの手順が最初に利用可能となった際に、その初期の状態から、格段に減少した。しかし、合併症の発症が少なくなりはしたが、依然として無視できず、これまでの進歩が、負の結果のこの最終的なレベルを、更に減じる保証を与えることができるとは考えられない、という事実が依然として残されている。それにも拘らず、より正確な波面-案内レーザー外科手術の結果が、LASIKではなく表面切除技術によって得られることが明らかとなっている。
【００２６】
このことは、遠-UVレーザーによる角膜処理手順が、ここから何処に進むのか、という避けられない疑問をもたらす。これまでのデータは、従来の外科手術の結果生じる光学的な収差における減少によって示されるように、好ましい結果を最適化するために、技術およびテクノロジーにおける最近の進歩を活用し、しかも同時に従来利用可能であった手順の１またはそれ以上の局面における固有の限界を回避する手段を与える方法の利用が、必須であることを示している。当分野において採られている傾向は、単純にこのように動いているわけではない。レーザー切除に伴う、上皮化されていない角膜に適用するための、遺伝的に変性された上皮細胞をインビトロで製造するための複雑な手順が、LASEK-型の手法に固有の欠点を処理する一つの方法を与えることを示唆している。従って、本発明の目的の一つは、上皮の生存性およびその迅速に再結合する能力両者を維持するために、該上皮の可逆的な取出しを可能とし(また、基底膜の少なくとも一つの層が、十分なバリア機能を維持して、ストロマを、涙液膜および上皮細胞の破片から遮ることを可能とし)、また同時にレーザー切除を最適化し、かつ該上皮の上首尾の、迅速かつ最適の強度での再結合を促進する、露出したストロマ表面を生成し、一方で有害な創傷治癒応答を誘発する可能性を最小限にする方法を提供することにある。この目標を完全に実現するためには、またこれらの外科学的手法におけるかなりの技術的進歩からの潜在的な利益を実現するために、現在利用されている方法を、屈折率矯正のための角膜表面を調製するように変更する必要がある。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図1はヒト角膜の断面であり、該角膜を構成している層を示すものである。
【図２】図2はヘミデスモソームの構造的要素を例示するものであり、結合のメカニズムを示している。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本発明の方法は、角膜から上皮組織弁またはシートを可逆的に取出すことを意図しており、該可逆的な取出しは、以下のようにして行われる：引続き行われる遠-UVレーザー切除および該取出された上皮層の迅速で、堅牢な結合両者にとって最適化され、かつ露出された角膜組織の平滑な表面を生成し、一方で同時に基底上皮細胞層および基底膜の少なくとも一つの完全な層を維持することによって、屈折レーザー矯正手術の最も顕著な合併症の幾つかに、直接寄与しているものと認識されている、創傷治癒に関与する生化学的事象のカスケードを誘発する型の細胞損傷を、排除または実質的に減じる。臨床的および実験的研究からの増え続ける莫大なデータは、レーザーによる視力矯正後の、改善される結果における決定的なファクタが、基底上皮細胞および/または涙液膜の、ストロマとの相互作用を回避して、該ストロマにおける正常な細胞「修復」応答を阻害することであることを示しており、該応答は、不透明化(角膜の透明性の喪失)および術後の「曇り」と強く関連している。該基底膜の保全性は、「線維症性スイッチ(fibrotic switch)」として作用し、またストロマのホメオスタシスを維持できる。即ち、本発明の実施に係る目標は、該基底上皮細胞層の後方の、結合部位における攻撃に基いて上皮層を除去することにより、基底上皮細胞膜の破壊を回避し、またはこれを完全に最小化することである。
【００２９】
角膜に対して一般的に行われている屈折率矯正手順の大部分は、共通して、該上皮を傷付けてしまう。上皮の傷害は、視力を保存するための防御系の一部として発生する、一連の事象を開始させる。例えば、あらゆる型の上皮の損傷後に、最初に検出できる事象である、角膜実質細胞のアポトーシスは、機械的な障害、角膜の外科手術手順、またはヘルペス(HSV)角膜炎と関連しており、ここで細胞の自滅は、目および中枢神経系へのウイルスの侵入に対する、早期の防壁を与えることができる。
【００３０】
動物研究は、表層角膜実質細胞が、損傷を受けた上皮から遊離されるサイトカイン、例えばインターロイキン(IL)-1α、Fas/Fas-リガンド、骨形成タンパク質(BMP) 2、BMP4、および腫瘍壊死因子(TNF)αによって媒介される、プログラムされた細胞の死に従うことを立証した。冗長性は、恐らく、ウイルス性病原体が、単一のアポトーシス活性化系を克服することを困難にすることによって、自然の防御系を増大しようとすることである。これらのサイトカインは、また該涙液膜にも存在し、従って処置された角膜表面または上皮細胞の、該涙液膜への暴露を回避して、サイトカインにより誘発される有害な応答を回避することは重要なこことなる。角膜実質細胞のアポトーシスは、該角膜上皮およびストロマにおいて起こる、複雑な事象のカスケードを伴う。これら事象は、上皮細胞、ストロマ細胞、炎症性細胞、神経、および涙腺間の、サイトカイン-媒介相互作用によって調節される。幾つかのアポトーシスは、従来の発明の実施によっても防止できないが、本発明の目的は、このアポトーシスに伴う一連の事象のカスケードを排除または少なくとも実質上軽減し、また該角膜の、修復活性ではなく寧ろ正常な再生活性を持つ、正常な生理的状態への迅速な復帰を可能とすることにある。
【００３１】
角膜実質細胞の死に伴って、この消耗領域を取り巻く、残留角膜実質細胞は、上皮の損傷後12〜24時間以内に、増殖を開始する。この時点において、炎症性細胞は、化学走性ファクタ、例えば単球化学走性および活性化ファクタ(MCAF)によって引付けられる。MCAFの生成は、IL-Iαによって、角膜実質細胞において、うまく調節される。IL-Iは、傷害を受けた後に上皮から放出されるが、同様に涙液膜中にも存在する。これは、このカスケードに関与する該事象の多くの主な調節剤であると思われる。眼内メラノーマのために、その摘出を行うことになっている患者由来の目について行った実験において、角膜実質細胞のアポトーシスおよび増殖が、上皮の切屑(PRK)後のヒト角膜において起こることを確認した。これらの事象は、該上皮欠陥の閉塞と並行して起こり、該閉塞は、涙腺および角膜実質細胞両者によって製造される成長因子、例えば表皮増殖因子(EGF)、肝細胞増殖因子(HGF)、およびケラチノサイト増殖因子(KGF)によって増強される。
【００３２】
筋線維芽細胞は、α型平滑筋アクチン(SMA)の発現により特徴付けられる、生着したストロマ中に存在する、角膜実質細胞-由来の細胞である。他の活性化された角膜実質細胞と共に、これらの細胞は、無秩序なコラーゲン、グリコサミノグリカンおよび上に横たわる上皮の治癒を刺激する成長因子を製造する。筋線維芽細胞は、またインビボにおいて変更された透明性を有し、これは角膜クリスタリン発現と関連している。これらは、術後に見られるストロマの曇り生成の原因であり、あるいは少なくともこれに関与していると考えられる。筋線維芽細胞の分化は、トランスフォーミング成長因子(TGF)βによって誘発され、また線維芽細胞の表現型への反転は、線維芽細胞成長因子(FGF)の存在下で、インビトロにて観測されている。上皮の閉塞中に該上皮の基底層に見られる、TGF-βは、角膜の修復中に、ストロマ筋線維芽細胞の変換を調節するものと思われる。更に、基底膜の形成は、該角膜ストロマへのTGF-βの放出の程度を調節することによって、該筋線維芽細胞の変換に、間接的な作用を及ぼすものと考えられる。
【００３３】
損傷を受けた数カ月後に、該角膜ストロマにおける正常な生理的状態への復帰がみられる。この復帰過程は、プログラムされた細胞死または静止性の角膜実質細胞への表現型の逆転を通して、筋線維芽細胞の根絶と関連している。該創傷治癒過程において、筋線維芽細胞または活性化された角膜実質細胞により生成される不良のコラーゲンの改造作用も、角膜実質細胞によって媒介される。該角膜上皮は、活性化された角膜実質細胞または筋線維芽細胞により生成される成長因子の作用の結果として、角膜の損傷に伴って過形成を行う可能性がある。ストロマの改造作用および上皮の過形成は、PRKまたはLASIK外科手術に関する屈折作用復帰のための最も重要なメカニズムであると考えられる。
【００３４】
上皮組織弁の下側由来の組織の、免疫組織化学的分析は、該組織が、構造要素であるコラーゲンVIIおよびヘパリンサルフェート、並びにヘミデスモソームによる、上方に横たわる細胞の、下方に存在するストロマに対する結合に関与する成分を含むことを示した。これらは、ラミニン、フィブロネクチン、およびエンタクチン-ナイドジェンを含む。ヘミデスモソームは、上皮細胞の細胞骨格と、基底膜の細胞外マトリックスとの間の分化された貫膜細胞-マトリックス接合である。細胞-マトリックス接着に関与する該ヘミデスモソームの主成分は、インテグリンヘテロダイマーα6β4、即ち該基底膜中のラミニンに付着できる貫膜タンパク質である。
【００３５】
次に図2を参照すると、ヘミデスモソーム(HD) 10は、ケラチノサイトの内部基底表面上に、極めて小さなスタッド-またはリベット-様の構造を含む。具体的には、該HDは、2つのリベット-様のプラーク(内側および外側プラーク)を含む。アンカーフィブリル12およびアンカーフィラメント14と共に、これらは、総括的にHD-安定接着複合体、またはHD-アンカーフィラメント複合体と呼ばれる。該外側プラークは、α6-β4(α6β4)インテグリン16を含み、該インテグリンは、該基底膜中のラミニン18に付着することにより、接着に関与する主な構造要素として機能する。該アンカーネットワークは、アンカーフィラメント14(ラミニン5)、アンカーフィブリル12(コラーゲンVII)、およびアンカープラーク(コラーゲンIV) 20によって構成される。一緒に、該HD-アンカーフィラメント複合体は、該基底ケラチノサイトフィラメントと、隣接する基底膜との間に、連続な構造性の結合を形成する。アンカーフィラメントは、ラミナルシダを横切り、またラミナデンサに挿入されるものと思われる。ラミナデンサの下方には、アンカーフィブリルが、ストロマ内で広がることができ、また該ストロマの薄層内で、コラーゲン繊維と相互作用し、または取囲んで、該角膜相間で、そのアンカー作用を果たすことができる。かくして、該上皮組織弁の意図された開裂面は、アンカーフィブリルのレベルにおいて、該上皮基底膜と前方ストロマ(ボウマン層)との間、または該基底膜の該ラミナルシダと、該ラミナデンサとの間で起こる。
【００３６】
角膜のこれら相間の該HD-媒介相互作用は、上皮細胞膜成分と細胞外マトリックス成分との間の、強力な共有結合に基くものではない。これとは対照的に、関連する分子的な相互作用は、本質的に、一層弱い引力、例えば水素結合、ファンデルワールス相互作用、および疎水性相互作用に基くものである。これらの相互作用は、繊維性の巨大分子と、細胞膜レセプタおよび他の膜成分との機械的な絡合いによって強化される。これら相間作用する力の化学的特性およびエネルギーの大きさが、化学的な剥離の有用性および適当な剥離剤の選択基準両者の原因であることを理解することが重要である。
【００３７】
該角膜上皮の取出しは、ストロマ角膜実質細胞に損傷を与えることが分かっており、該損傷は15〜30分以内に、ウサギおよびサルの角膜において、機械的な非-上皮化の開始を変更する。他の研究は、角膜実質細胞の密度における初期の減少が、下方のストロマにおける細胞数の増加、およびコラーゲンおよび細胞外マトリックスの生成後に起こることを示した。角膜実質細胞の変化が、再生中の上皮(サイトカイン)によって影響されることを示唆する証拠がある。表面型の手順直後の、剥ぎ取られた角膜表面の、上記角膜上皮組織弁による被覆は、該ストロマ角膜実質細胞における変化を減じ、また細胞外マトリックスおよびコラーゲン生成の可能性を最小化し、かつこのような過程に起因して起こる角膜の望ましからぬ不透明化を最小化することを可能とする。LASEKおよびエピ-LASEK等の手順は、該光学的に切除されたストロマ表面上での上皮組織弁の置換を含むが、まさに該上皮細胞層の製造工程のために、該細胞層が生存性に欠如(該基底上皮細胞の破壊により)することから、このような段階からの利得は著しく制限される。このような再結合された上皮層の、不可避の死亡の殆どにおいて、これらの技術は、以前に論じられたその限界と共に、PRKの変動を被ることになる。
【００３８】
LASEKによって、有利に低減された創傷治癒応答が得られる可能性があることが立証され、予備的なウサギを用いた研究におけるPRKと比較した際に、LASEK処理後に、角膜実質細胞の喪失が、低下されることが観測された。これは、涙液膜中にも存在する、プロ-アポトーシス性サイトカインに対する、該基底膜由来のバリア作用によって起こり得る。例えば、コラーゲンシールドの使用は、ウサギにおける角膜上皮切屑後の、角膜実質細胞の喪失を減じた。また、低濃度のTGF-βが、反対側の目におけるPRKと比較して、LASEK後の第一週中に、該涙液膜中で検出された。更に、最近の研究は、筋線維芽細胞の変換のために治癒過程中の上皮によって遊離されるTGF-β、並びにこの相互作用に対するバリアとしての該基底膜の作用の重要性を指摘した。従って、上皮組織弁が、適正に製造された場合には、筋線維芽細胞の変換が殆ど発生せず、結果として曇りの低下をもたらすと仮定することは、論理的である。
【００３９】
本発明の実施において認められるように、該基底上皮細胞の最低限の損傷を伴い、またこのような最低限の損傷の発生が、該手順の単なる付随的な作用であって、使用した該技術の固有かつ不可避的な結果ではないような方法によって、上皮組織弁を生成することが重要である。光学収差の導入を首尾良く防止し、完全に防止されないとしても、少なくとも該収差を制限することにより、上皮組織弁を用いて、本発明の手順を利用して、屈折矯正手術を行った後の、回避可能な修復/創傷治癒応答は、LASEK手法におけるように、エタノールによる非-上皮化を利用したとしても、従来技術の手順によっては、現時点で達成できない、極めて重要な目標の一つである。
【００４０】
その上、エタノール-アシスト上皮分離は、用量-および時間-依存性の方法両者において、上皮細胞にとって有害であることが確認されている(Invest Opthalmol Vis Sci, 43: 2593-2602 (2002)；およびJ Cataract Refract Surg, 28: 1841-46 (2002)を参照のこと)。分離に必要な最低暴露時間を越える、僅かに数秒の増加が、細胞死へと導き、その理由は、エタノールが、該細胞膜の脂質成分の溶媒であり、また細胞壁の収縮を引起すからである。エタノールは該上皮細胞内に侵入し、その細胞化学的性質の破壊を生じる。多数の臨床的研究が、上皮組織弁を再配置して、上皮の治癒を容易化し、化学走性を減じ、炎症を軽減し、痛みを減じ、曇りの発生を低減させ、かつ視力の回復を促進することの理論的な目標は、エタノールの毒性作用のために、無効になり、また少なくとも妨害しているものと、文書によって明らかにした。
【００４１】
上皮細胞、特に基底上皮細胞の健康並びに生存性は、UVレーザー屈折矯正手順の、最も一般的な副作用の低減または排除を包含する、最適な臨床的結果を得るために、維持されるべきである。本発明の方法の開発前には、これを達成することは不可能であった。
【００４２】
機械的に上皮組織弁を再現性良く分離し、一方同時に、異なる軸における角膜の様々な厚みおよび曲率のために、生きた上皮層を維持することが不可能であることが明らかにされた。比較的一定の厚みにおける剥離は、角膜の異なる領域における様々なレベルの、組織シートの分離を、不可避的にもたらすであろう。低温破壊のみが、該基底膜から、上皮を再現性良く分離できるが、この実験室限定の方法は、インビボにおいて実施することができない。従って、生きた、損傷を受けていない上皮組織弁の再現性良好な製造は、最適には、機械的ではなく寧ろ薬理学的に達成できることが、本発明の基本原則である。
【００４３】
従って、本発明の方法は、以下のような方法により、角膜上皮組織弁またはシートの可逆的な取出しを意図するものであり、該方法では、光学的切除のための平滑な表面および該上皮組織弁後方の、平滑な対向表面両者を露出させて、生きた上皮組織弁の、迅速、強力、かつ安定な再結合に対して、これら両表面を最適化させる。この方法により、該上皮細胞は、生きた状態に維持され、完全な細胞膜および完全な細胞内接合を有する。更に、該基底上皮細胞層および該基底膜の少なくとも一層は、最適に完全な状態で保存され、創傷治癒応答が、上皮細胞に対する機械的な損傷、あるいは該上皮を除去するのに使用した化学薬物の細胞毒性作用、あるいは涙液膜の何れによって誘発されようが、典型的な創傷治癒応答が減じられる。このような方法によってのみ、上皮の生存性を維持することができ、これは更に、レーザー屈折矯正術の最も一般的な負の副作用を、回避または実質的に最小化することを可能とする。更に、該上皮の効果的な取出しは、近視、遠視、乱視、および老眼を被る患者を含む、レーザー矯正手術によって視力矯正可能な患者群を、大幅に拡大するという、付加的な利益を得るはずである。
【００４４】
本発明の方法は、上皮を、基底膜とボウマン層との間から、あるいは基底膜のラミナルシダとラミナデンサとの間から、化学的/薬理的分離を行い、一方で1) レーザー-切除すべき極めて平滑な表面；および2) 基底膜の少なくとも一層および生きた、損傷を被っていない上皮細胞を含む上皮組織弁を残し、該上皮組織弁とその下部の表面との堅固な付着を伴う、迅速なヘミデスモソームの再構成を可能とする。
【００４５】
従来技術の実施は、殆ど排他的に、剥離剤としてエタノールの使用に主眼が置かれている。これは、交換可能な上皮層を製造する目的、例えば屈折矯正のための平滑な表面の取得、およびストロマおよび角膜解剖術の他の要素に対する損傷の最小化等の多くを達成することを可能とするが、高い経費なしに、これらの達成はない。経験的な方法において、非-上皮化用の化学試薬が検討されているが、最適の上皮組織弁の生成における、同様な有用性は立証されていない。比較的弱い、非-共有結合性の相互作用を攻撃する、同様な活性について選択される、化学試薬または組成物を使用することが、本発明の方法の実施の基本原則であり、該相互作用を通して、ヘミデスモソームが、該基底膜内の層を結合し、並びに該基底膜と下方のボウマン層とを結合するように作用する。化学的/薬理的試薬は、エタノールと類似する化学的な活性をもつか否かに基いて選択することができ、ここで該試薬は、水素結合および/または疎水性/ファンデルワールス力に関連する比較的弱い結合力を遮断することができる。勿論、これらの試薬は、アルコール系試薬に帰せられる有害な作用、例えば該上皮細胞内に侵入して、主な細胞成分に損傷をもたらす等の作用を回避するように選択すべきである。これら細胞毒性のメカニズムに関連するものは、エタノールによる細胞内の脂質二重層の破壊であり、このメカニズムは、該アルコールの比較的短い鎖長と関連しているものと推測されている。従って、より鎖長の長いアルコール並びに多価アルコールが、本発明の化学試薬に対する好ましい候補である。同時に、これらの試薬および/または組成物は、比較的細胞毒性活性が低い点を基準として選択すべきである。
【００４６】
一例として、また本発明の範囲を限定することなしに、化学的/薬理的試薬は、関連分野における当業者には認識されているように、強力な分子疎水性相互作用の効果的な不安定化と共に、ペプチド結合に対して、より穏やかな加水分解活性を呈する、長鎖、高分子量有機溶媒から選択することができる。あるいはまた、効果的な上皮剥離剤は、該上皮の基底膜と該ストロマのボウマン層との接着の原因となる繊維状の巨大分子の特定の開裂サイトに関連する酵素学的アプローチ、又は上記双方のアプローチの組合せに基づいて、単一または周期的に投与される薬剤または組成物として選択することもできる。
【００４７】
本発明の適当な剥離剤は、長鎖、高分子量有機溶媒から選択される。この種の溶媒は、ペプチド結合に対して穏やかな加水分解活性を呈し、従ってLASEK手順のために選択される従来の薬剤である、アルコールよりもより一層弱い毒性作用を持つ。同時に、このような種は、ヘミデスモソーム複合体のアンカー機能を妨害するのに十分な、分子疎水性相互作用および/または水素結合を効果的に不安定化する能力を示すであろう。例示の目的で、またここに開示する本発明の範囲を限定することなしに、多価アルコールおよび/またはそのポリマーは、角膜層間のHDアンカー作用を包含する、結合力を遮断するための上記の必要な化学的基準を満たす。この種の物質の潜在的な細胞毒性作用は、小分子種に関しては、その分子鎖上の炭素鎖長およびヒドロキシル基の数の調節/選択によって、またポリマー種に対しては分子量の調節/選択によって調節することができる。好ましくは多価アルコールに関連して、最適の炭素鎖長は、4-6炭素原子相当の鎖長であり、該炭素鎖上に2-3個のヒドロキシル基を持つ。ポリマー種に関連して、好ましい分子量範囲は、6,000〜90,000Da程度である。
【００４８】
他の用途の中でも、眼科学的用途に対してFDAの承認を、既に受けている、本発明において有用な多くの化合物は、ベンジルアルコール、セチルアルコール、ラノリンアルコール、フェネチルアルコール、およびポリビニルアルコールを包含する。これについては、CDER インアクティブイングレーディエントサーチフォーアプルーバルドラッグプローダクツ(CDER Inactive Ingredient Search for Approval Drug Products)を参照のこと。この文献の内容全体を、参考としてここに組入れる。
【００４９】
本発明の範囲内の多価アルコールは、当分野において公知である。これらは、エチレングリコール、プロピレングリコール、グリセロール、1,2-プロパンジオール、ソルビタール(sorbital)、マニトール、イノシタール(inosital)、ペンタエリスリトール等を含み、最後の5つの化合物は、4〜6個の炭素原子を持つ多価アルコールの例である。同様に本発明の範囲内に入る、これら多価アルコールのポリマーも、当分野において公知である。これらは、ポリエチレングリコール(PEG、例えばPEG 300およびPEG 400)、ポリプロピレングリコール、ポリグリコール、ポリソルビタール(polysorbital)、ポリマニトール、ポリマミトール(polymamitol)等を包含する。
【００５０】
上記剥離剤の濃度は、角膜内のヘミデスモソーム結合の解放を引起すのに十分な値とすべきである。これらの結合は、該角膜の前部上皮層と、該上皮層後方の、該角膜のストロマ層との間で機能している。しかし、該濃度は、細胞毒性となるほどに、高くすべきではない。
【００５１】
目論見通りに、該剥離剤の濃度は、約0.1%〜約60％なる範囲とすべきである。より好ましくは、該濃度は、約5％〜約30％なる範囲とすべきである。
【００５２】
一態様において、該剥離剤のpHは、約7.4に等しい、目のpHとほぼ同程度とされる。他の態様においては、該剥離剤は等張性(isotomic)である。
【００５３】
予測的実施例
当業者には認識されているように、本発明の方法は、エチルアルコールによる非-上皮化(LASEK)のために一般的に利用されている方法に適用される、手順によって実施することができる。従って、以下に説明するような手順は、本明細書における説明並びに教示に従って選択される化学的剥離剤と共に使用する場合、遠-UVレーザー輻射を用いた屈折視力矯正に対して、患者に最適の結果(上で規定した如き)を与えるであろう。
【００５４】
実施例A：上皮の化学的剥離
患者を、適当な治療椅子に快適な状態で着席させる。差し迫っている処置に関して強い不安感を抱いている患者に対しては、承認された抗不安薬の、予備的な投与を必要とする可能性がある。典型的には、機械的な手段、例えば検鏡を使用して、治療する医師を、患者の目から隠蔽することが可能である。このような補助具を使用し、または使用せずに、適当な局所麻酔剤の1またはそれ以上の用量を、治療すべき目に適用する。好ましくは、該局所麻酔剤に加えて、該患者の目を、眼科用の抗生物質で処置する。抗生物質による治療法は、手術前の投薬と同時の、その場での投与に制限することができ、あるいは手術の数日前に開始される1クールの投薬を含むことも可能である。更に、非-ステロイド系の抗炎症剤を使用することができ、あるいは局所的に適用することができる。
【００５５】
一旦、該患者および治療すべきその目を調整した後に、本発明の化学薬剤または薬理組成物の1種またはそれ以上をその目に適用することができる。該剥離剤の適用法または装置は、必ずしも本発明の成分を含む必要はないが、レーザーによる視力矯正のための同様な手法において、通常利用されている技術および装置に頼ることができる。本発明の任意の組成物の濃度、希釈剤、適用時間、適用中止法、該治療した目の洗浄期間および厳密性が、使用する該剥離剤の特定の化学的同一性に依存する、適当な技術分野における熟練者に認識されているであろう、全てのファクタである。比較のために、上で論じたようなLASEK手法は、典型的に15〜20容量％なる範囲の濃度の、エタノール溶液を使用する。この濃度において、該上皮の剥離を最適化するに要する暴露時間は、20-30秒なる範囲内にある。あらゆるより長い暴露時間は、該上皮が、不可逆的な細胞毒性による損傷を被る危険性、またはこれを被る可能性を大幅に高め、ここで該損傷は、著しい負の影響を、再固定術を施す際の該上皮の継続する生存性に対してばかりか、視力矯正手順の最終的な結果に対しても及ぼす可能性がある。しかし、本発明の方法の実施および本発明の組成物の利点の一つは、該剥離剤が、無毒であり、従って該角膜を該薬剤に暴露する時間の臨界性は、最早問題とならないことにある。暴露時間は、専ら、時間領域の一端においては、該薬剤が、該ヘミデスモソーム結合に作用して、剥離を確実にするために必要とされる暴露時間により、また他端においては、該患者および/または治療している医師の便宜を考慮することによって指定される。本発明は、また以下のことをも意図している。即ち、本発明の剥離剤は、その剥離機能においてある効力範囲を持ち、結果的に暴露時間並びに使用する他のパラメータは、特定の薬剤の選択に従って調節されなければならないであろう。しかし、上で扱ったように、これら薬剤が本質的に毒性を持たないことにより、手順上のプロトコールの重大な決定因子としての、暴露時間は排除される。
【００５６】
該剥離剤に対する暴露の完了時点において、該治療された目は、適当な洗浄液で濯がれおよび/または過剰量の剥離剤は、メロセル(merocel)スポンジで穏やかに拭うことによって除去することができる。該洗浄液は、またNSAID鎮痛薬、例えばジクロフェナクナトリウムまたはケトロラク(ketoroloac)トロメタミンを含むことができる。この手順の別の付随的な段階は、該剥離剤で処置する前、その後の何れかにおいて、適当な抗生物質を適用することである。該手順のこの時点において、今や開放されている上皮組織弁またはシートは、注意深く取出され、保存され、あるいは組織弁の製造を含む手順に対しては、露出したストロマのレーザー治療に必要な期間中、ひっくり返される。使用されるデバイスおよび従うべき手順の詳細は、エピ-LASIK等の角膜層の取出しを含む、従来技術において使用されるものと類似しており、また必ずしも本発明の方法の実施の必須要素を含む必要はない。
【００５７】
治療すべき目の露出したストロマ表面は、今や遠-UV輻射(好ましくは、波長193nmにおけるエキシマーレーザーからの)処理にかけられる。この時点において、該保存された上皮組織弁またはシートを、該治療された目の表面に戻し、また金属製スパチュラまたはカニューレからメチルセルローススポンジに至る従来から利用できるデバイスの助けによって、適切に再配置し、あるいは該上皮組織弁を再配置することができる。場合により、非-ステロイド系の抗-炎症性(NSAID)組成物を、該治療した目に添加することができる。NSAID治療の代わりに、またはこれとの組合せで利用される、もう一つの随意の手立ては、眼科学的に効果的なステロイドの投与を含む。最後に、バンデージコンタクトレンズ(bandage contact lens)を適用し、また該患者に、該治療した目の術後の手当につき、指示を与える。
【００５８】
好ましい一態様において、場合により本発明の実施において有用性を持つ、他の組成物またはデバイスを含むことができる、キットの一部として、該化学的剥離剤は、予め分割された単一用量で包装される。特別な好ましいもう一つの態様は、バンデージコンタクトレンズを含み、これは、該剥離した上皮組織シートの取出し、一時的な保存および再適用のための補助器具として機能させるのに適している。この態様は、該上皮組織シートの取出し、取扱い、保存および再適用との組合せで使用した場合、該必須のバンデージコンタクトレンズは、該組織の取扱いまたは操作の程度を大幅に減らし得る点において、特別な有用性をもたらす。特に、当業者には理解されるであろうが、該剥離された上皮層の取扱いまたは操作のあらゆる低減は、該組織が損傷を受けるであろう機会を大幅に減じ、該損傷は、不快さの軽減および生きた上皮層の再付着によってのみ実現できる、短期間での視力回復という利点を得ることを制限し、あるいはこれを阻害することさえもある。
【００５９】
一態様において、本発明のバンデージコンタクトレンズは、僅かに真空引きするのに適した機械的なデバイスまたは外科手術用器具に取り付けることができ、該真空引きを通して、該レンズの該器具への取付けを達成し、あるいはこれを補助する。該バンデージコンタクトレンズが、その有孔率を高めるのに適している場合には、該器具を介する真空引きは、該レンズを通して行うことができ、従って該レンズを、該患者の目の上の、開放された上皮層に適用する場合に、該吸引は、該患者の目から該層を引上げるのに、また逆に該層を、該バンデージコンタクトレンズの内側表面に付着させるのに十分である。このように、該組織層の機械的な取扱いは、更に簡略化され、該剥離された上皮層に対する損傷を起こす可能性が低いという利点を与える。
【００６０】
これらの態様は、本発明の実施を、単に例示するためのものであり、上記特許請求の範囲に規定された本発明の範囲を何ら限定するためのものではない。
【符号の説明】
【００６１】
10  ヘミデスモソーム(HD)
12  アンカーフィブリル
14  アンカーフィラメント
16  α6-β4(α6β4)インテグリン
18  ラミニン
20  アンカープラーク(コラーゲンIV)
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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