(57)【要約】      （修正有）【課題】新規な電極およびその用途を提供する。【解決手段】生物組織に目的物質を移送するための電極であって、導電体１２と、導電体１２の外面の少なくとも一部に密着する破壊部１４と、破壊部１４を介して導電体１２に結合し、目的物質を含む離脱部１５とを備え、破壊部１４は水性環境下において所定量の電気を通電することにより破壊されるものであり、離脱部１５は水性環境下において所定量の電気を通電することにより破壊されないものである電極。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生物組織に目的物質を移送するための電極であって、
導電体と、
前記導電体の外面の少なくとも一部に付着する破壊部と、
前記破壊部を介して前記導電体に結合し、前記目的物質を含む離脱部と
を備え、
前記破壊部は水性環境下において所定量の電気を通電することにより破壊される、電極。
【請求項２】
前記導電体は、導電体本体と、前記導電体本体の外面を覆う導電性被膜からなる、請求項１に記載の電極。
【請求項３】
前記導電体本体が半導体または絶縁体からなる、請求項２に記載の電極。
【請求項４】
前記導電性被膜が金属からなる、請求項２または３に記載の電極。
【請求項５】
前記導電体の前記破壊部が密着する部位以外の部分を被覆する絶縁膜を備えている、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電極。
【請求項６】
前記破壊部は通電により溶解することで破壊される、請求項１〜５のいずれか１項に記載の電極。
【請求項７】
前記破壊部はＡｕで構成されている、請求項１〜６のいずれか１項に記載の電極。
【請求項８】
前記生物組織が神経組織である、請求項１〜７のいずれか１項に記載の電極。
【請求項９】
前記離脱部が中実体である、請求項１〜８のいずれか１項に記載の電極。
【請求項１０】
前記目的物質を前記離脱部の構成材料として含む、請求項９に記載の電極。
【請求項１１】
前記離脱部は、導電性を有する、請求項１〜１０のいずれかに記載の電極。
【請求項１２】
前記目的物質がマーカーである、請求項１〜１１に記載の電極。
【請求項１３】
前記離脱部が中空部、及び中空部と外部を繋ぐ開口部を有し、前記導電体に結合している場合に開口部が前記破壊部によって閉鎖され、前記導電体から離脱した場合に開口部が開口するように構成されている、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の電極。
【請求項１４】
前記中空部に前記目的物質を含む、請求項１２に記載の電極。
【請求項１５】
前記目的物質が薬剤である、請求項１３に記載の電極。
【請求項１６】
生体組織において、所定の位置をマーキングするための方法であって、
請求項１２に記載の電極を生物組織（ヒト個体の組織を除く）に挿入して、前記離脱部を前記所定の位置に設置する工程と、
前記電極に通電することにより、前記破壊部を破壊し、前記離脱部を前記導電体から離脱させる工程と、
前記電極を抜去する工程と、
を含む方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極及びその用途に関する。
【背景技術】
【０００２】
脳神経科学の分野において、電極を脳に挿入して脳内の電気信号を記録する細胞外記録を行う場合、測定部位を特定するために電極先端の位置をマーキングすることがある。従来、測定部位をマーキングするためのマーカーとして、色素、電気破壊痕、鉄イオンが用いられてきた。
【０００３】
例えば、色素を用いて測定部位をマーキングする場合、色素を電極全体に塗布して電極を脳に挿入すると、電極の挿入痕が染色される（非特許文献１、非特許文献２参照）。また、電気破壊により測定部位をマーキングする方法では、電極を介した通電により生じる局所的な組織破壊痕がマーカーとして用いられる（非特許文献１参照）。鉄イオンにより測定部位をマーキングする場合は、通電によりステンレス電極に含まれる鉄を溶解させて、生体組織に鉄イオンを析出させ、析出させた鉄イオンを、プルシアンブルー錯体等で染色することで可視化する（非特許文献１、非特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００４】
【非特許文献１】Windhorst, U., and Johansson, H. （1999） Modern Techniques in Neuroscience Research, p138 overview: marking of electrode tracks
【非特許文献２】DiCarlo, J.J., Lane, J.W., Hsiao, S.S., and Johnson, K.O. （1996）. Marking microelectrode penetrations with fluorescent dyes. J Neurosci Methods 64, 75-81.
【非特許文献３】Snodderly D, M. Jr, （1973） Extracellular single unit recording, in Bioelectric Recording Techniques, Part A, Cellular Processes and Brain Potentials （Thompson R.F. and Patterson M.M., eds.）, Academic, New York, pp.137-163.
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、新規な電極およびその用途を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一実施態様は、生物組織に目的物質を移送するための電極であって、導電体と、前記導電体の外面の少なくとも一部に付着する破壊部と、前記破壊部を介して前記導電体に結合し、前記目的物質を含む離脱部とを備え、前記破壊部は水性環境下において所定量の電気を通電することにより破壊される、電極である。前記導電体は、導電体本体と、前記導電体本体の外面を覆う導電性被膜からなっていてもよい。前記導電体本体が半導体または絶縁体からなっていてもよい。前記導電性被膜が金属からなっていてもよい。前記導電体に前記破壊部が密着する部位以外の部分を被覆する絶縁膜を備えていてもよい。前記破壊部は通電により溶解することで破壊されてもよい。前記破壊部はＡｕで構成されていてもよい。前記生物組織が神経組織であってもよい。前記離脱部が中実体であってもよい。前記目的物質を前記離脱部の構成材料として含んでもよい。前記離脱部は、導電性を有してもよい。前記目的物質がマーカーであってもよい。前記離脱部が中空部、及び中空部と外部を繋ぐ開口部を有し、前記導電体に結合している場合に開口部が前記破壊部によって閉鎖され、前記導電体から離脱した場合に開口部が開口するように構成されていてもよい。前記中空部に前記目的物質を含んでもよい。前記目的物質が薬剤であってもよい。
【０００７】
本発明の他の実施態様は、生体組織において、所定の位置をマーキングするための方法であって、上記いずれかの電極を生物組織（ヒト個体の組織またはヒト個体以外の組織）に挿入して、前記離脱部を前記所定の位置に設置する工程と、前記電極に通電することにより、前記破壊部を破壊し、前記離脱部を前記導電体から離脱させる工程と、前記電極を抜去する工程と、を含む方法である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によって、新規な電極およびその用途を提供することができるようになった。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態における離脱部の縦断面図を示した図である。
【図２】本発明の実施例１における電極の縦断面図である。
【図３】本発明の実施例１における、電極の作成過程での縦断面図である。
【図４】本発明の実施例１の方法において、所定の位置をマーキングする工程を示す概略図である。
【図５】本発明の実施例２において、マウス大脳皮質に白金黒を留置させた工程を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
本発明の目的、特徴、利点、及びそのアイデアは、本明細書の記載により、当業者には明らかであり、本明細書の記載から、当業者であれば、容易に本発明を再現できる。以下に記載された発明の実施の形態及び具体的な実施例などは、本発明の好ましい実施態様を示すものであり、例示又は説明のために示されているのであって、本発明をそれらに限定するものではない。本明細書で開示されている本発明の意図並びに範囲内で、本明細書の記載に基づき、様々な改変並びに修飾ができることは、当業者にとって明らかである。
【００１１】
＝＝電極の構成＝＝
本発明の一実施形態に係る電極は、生物組織などの対象物に目的物質を移送するために用いることができる。この電極は、導電体と、導電体の外面の少なくとも一部に付着する破壊部と、破壊部を介して導電体に結合し、目的物質を含む離脱部とを備える。破壊部及び離脱部は、導電体の外面であれば、どの部分に付着していてもよく、例えば、導電体の基端部から先端部までの中間部の側面に付着していてもよいが、先端に付着していることが好ましい。導電体の中間部に破壊部及び離脱部を設ける場合、導電体の外周の一部に結合していてもよく、導電体に周設されていてもよい。破壊部が付着している場所に従い、離脱部の場所も決まる。例えば、破壊部を導電体の先端部に設けると、離脱部も先端部に設けられることになる。破壊部及び離脱部は、一つの電極に一つ設けても、複数設けてもよい。
【００１２】
目的物質を移送する生物組織は、どのような生物由来の組織であってもよく、動物由来であっても植物由来であってもよく、ヒト個体の組織であっても、ヒト個体以外の組織であっても良いが、具体的な動物としては、ヒト、マウス、ラット、イヌ、サルなどが例示できる。また、生体に限らず、生体から取り出された組織や、培養された組織などでもよい。組織の種類は特に限定されないが、神経組織、筋組織、上皮組織、結合組織などが例示できる。神経組織は、脳や、脊髄などの中枢神経系であってもよい。脳は、大脳、小脳、間脳、中脳、橋、延髄、髄膜などであってもよい。
【００１３】
導電体は、具体的には公知の導電性電極材料からなっていてもよい。導電性電極材料として、例えば、鉄、コバルト、ニッケル、亜鉛、銅、アルミニウム、クロム、タングステン、モリブデン、銀、金、白金、白金イリジウム、チタンやこれらの合金、グラファイトなどが例示される。合金としては、黄銅、エルジロイ、ニクロムなどが挙げられる。
【００１４】
あるいは、導電体は、導電体本体と、導電体本体の外面を覆う導電性被膜からなっていてもよい。この場合、導電体本体は、絶縁体、半導体、導電体のいずれの材料からなっていてもよい。半導体の例としては、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、窒化ガリウムが挙げられる。導電性被膜の材料は特に限定されないが、白金、白金イリジウム、タングステン、ニクロム、ステンレス、金、チタン、銅が例示できる。
【００１５】
導電体の形状は特に限定されず、例えば、ワイヤなどの線状であっても、フィルムなどの面状であってもよいが、シャフトなどの棒状であることが好ましい。導電体が線状や棒状である場合、枝分かれがあってもよい。また、電極を構成する導電体は単数であっても複数であってもよく、複数である場合、形状は特に限定されず、複数の導電体が、束状に構成されているものや、基板に対し直行方向に延びるように取り付けられているものなどが例示できる。その硬度も限定されず、軟性であっても剛性であってもよく、さらに可塑性や形状記憶性があってもよい。導電体の表面は、段差があってもよいが、段差がなくスムーズである方が好ましく、先端に向かって滑らかに細くなるのが好ましく、先端は尖っていても、丸みを帯びていてもよい。先端部が露出している場合、先端部の形状は、生物組織に挿入できる形状であればよく、例えば針型、平面型、球型、円錐型、三角錐型が挙げられる。その太さは特に限定されないが、挿入部の最大径が約０．５μｍ〜５０００μｍであることが好ましいが、約１μｍ〜５μｍ、約３０μｍ〜１００μｍ、約１００μｍ〜３００μｍ、約３００μｍ〜１０００μｍ、約１０００μｍ〜３０００μｍなど、用途によって、より好ましい範囲は異なる。導電体は、中空であっても、中実であってもよい。
【００１６】
導電体の外面のうち破壊部が付着している部分を除いて少なくとも一部は、絶縁膜により覆われていてもよい。絶縁膜は、絶縁性の被膜であれば当業者が適切に選択することができる。絶縁膜の例として、ガラスなどの無機被膜、パリレンＣ、パリレンＤ、パリレンＮ、パリレンＨＴ、パリレンＣ−ＵＶＦなどのパリレン被膜、アクリル系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリウレタン系樹脂、エポキシ樹脂、などのポリマー被膜、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）、パーフルオロアルコキシアルカン（PFA）、パーフルオロエチレンプロペンコポリマー（FEP）、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー（ETFE）、ポリビニリデンフルオライド（PVDF）、ポリクロロトリフルオロエチレン（PCTFE）、エチレン−クロロトリフルオロエチレンコポリマー（ECTFE）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロジオキソールコポリマー（TFE/PDD）、ポリビニルフルオライド（PVF）などのフッ素樹脂（テフロン（登録商標））被膜が挙げられる。絶縁膜は、生体適合性が高い被膜が好ましく、例えばパリレンＣ被膜が例示できる。
【００１７】
導電体が露出した部分に、破壊部が結合している。この破壊部は、水性環境において通電されると破壊される材料からなる。なお、本発明における破壊部の材料は、通電することで破壊部に何らかの変化が生じ、これに起因して離脱部が導電体から脱離するものであれば限定されない。このため、溶解のみならず、剥離、崩壊なども破壊に含まれる。
【００１８】
ここで、水性環境とは、水が存在する場であって、電流が流れるように、その水にイオン性の物質が溶解している場を意味する。具体的には、生理的食塩水などの塩の溶液や塩を含んだゲル、生物学的環境などが含まれる。生物学的環境とは、組織、生物に由来する系、生物体内と同様の環境を示すものであり、組織の単離物や培養物、細胞や組織の抽出液、または体液若しくは血液などが例示される。
【００１９】
本実施形態においては、例えば、破壊部には、導電性の物質が用いられる。好適には各種金属、合金が用いられる。より好適には、例えば、Ａｕ又はＡｕよりもイオン化傾向の大きな金属であるＡｌ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｃｕ、Ａｇが選択される。更に、生体毒性の点から、特に、ＡｕまたはＡｇであることが好ましい。破壊部がＡｕである場合、特に塩素イオンなどのハロゲンイオンの存在によりＡｕの溶解を促進すると考えられる。なお、破壊部の材質、形態は、後述する離脱部を構成する物質との関係によって適宜選択され、離脱部よりも早く溶解する材質など易破壊性のものが選択され、その形状が設計される。破壊部は、離脱部と導電体との間に局所的に形成された態様であっても良く、離脱部の筐体全体を破壊部で被覆した態様であっても良い。また、破壊部を局所的に形成する場合には、離脱部に比べて小さく形成されることが望ましい。破壊部を小さく形成することで、少ない通電量で離脱部の脱離を容易にし、更に、生体毒性の影響を軽減することができる。なお、後述するように、離脱部は導電体と同じ材質で形成されていても良い。
【００２０】
破壊部が破壊されるための最小の電圧や最短の通電時間は特に限定されないが、破壊部は、水の電気分解が生じる電圧以下（例えば５ｍＡ以下、好ましくは３ｍＡ以下、より好ましくは１ｍＡ以下）かつ通電時間（例えば、５分〜１時間）で通電することによって、破壊されることが好ましい。また、破壊部が、周囲の組織の損傷がない通電条件で破壊されることが好ましい。
【００２１】
破壊部の厚みとしては、組織に損傷が生じない通電条件下において、破壊部が破壊する限りにおいて特に限定されないが、例えば、原子１層の厚みを下限とし、約１０００μｍ以下であることが好ましく、約１０μｍ以下であることがより好ましく、約０．１μｍ以下であることがさらに好ましい。尚、破壊部がＡｕからなる場合、原子１層の厚みは約０．３ｎｍ程度である。
【００２２】
離脱部は、導電性物質で形成されており、破壊部を介して導電体に結合し、導電体と電気的に接続されている。また、離脱部は、材料の面から及び／又は形状の面から、破壊部よりも電気の通電により破壊されにくい物質、すなわち通電した時に離脱部は破壊されないか、破壊されても一部は残存するが、破壊部は破壊されるような電気量が存在するように構成されていればよい。例えば、所定量の電気の通電によって離脱部の方が破壊部よりも緩慢に破壊される物質（例えば、溶解速度の遅いものや、溶解度の小さいもの）で構成されていてもよく、あるいは同じ物質で離脱部の体積を破壊部の体積より大きくしてもよい。これらの性質により、電極に所定量の電気を通電すると破壊部が破壊され、離脱部が電極から離脱し、離脱部に含まれる目的物質が生体組織に解放される。
【００２３】
具体的には、離脱部の構成材料は、長期に安定して存在する物質で導電性を有しているものであれば特に限定されないが、例えば、導電性高分子、金属、合金などが例示される。好適には金属が用いられ、白金、白金黒、金、銀、銅、タングステン、ステンレス、イリジウム、ニッケル、チタンなどを主な構成要素として構成される。更に、好適には、生体に対して安定性の高い、白金、白金黒、金が用いられる。離脱部は、単一の物質から形成されているものに限られず、複数の物質から形成されてもよい。その場合、離脱部の構造としては、複数の物質が積層された積層構造や複数の物質が集合した集合体が例示できる。
【００２４】
離脱部は、目的物質を含む。ここで目的物質とは、本発明の各実施態様の目的を達成するための物質である。目的物質は、離脱部の構成材料として含まれてもよく、離脱部の構成材料とは独立した物質として離脱部が形成する空間に含まれていてもよい。何れにしても、離脱部が電極と一体化している間は目的物質も電極と挙動を同じくし、離脱部が電極から離脱すると、目的物質も電極から離脱する。目的物質が離脱部の構成材料である場合、離脱部が離脱した後は、目的物質は離脱部と挙動を同じくするが、目的物質が離脱部とは独立した物質である場合、離脱部が離脱した後は、目的物は離脱部が形成する空間にとどまってもよく、離脱部から離散してもよい。
【００２５】
離脱部の形状は、特に限定されないが、例えば、離脱部が金属製であって、目的物質が離脱部の構成材料である場合、具体的には離脱部が白金黒からなる場合などでは、図１（１）のように、孔部を有する球状であることが好ましい。その場合、離脱部は、孔部において導電体及び溶解層に密着して嵌まる形状であることが好ましい。離脱部が球状である場合、その最大径は特に限定されないが、約１ｎｍ〜１０００μｍであることが好ましく、約０．１μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、約１μｍ〜１０μｍであることがさらに好ましい。目的物質が離脱部とは独立した物質である場合、図１（２）のように、離脱部は、中空部、及び中空部と外部を繋ぐ開口部を有することが好ましい。そして、離脱部が電極に結合している時、開口部が破壊部によって閉鎖され、離脱部が電極から離脱した時、開口部が開口するように構成されていることが好ましい。それによって、中空部に目的物質を入れ、離脱部が電極から離脱した時、目的物質を生体内に解放することができる。中空部が球状の時、その最大径は、特に限定されないが、例えば約１μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、約１μｍ〜１００μｍであることがより好ましく、約１μｍ〜１０μｍであることがさらに好ましい。開口部の大きさも特に限定されないが、約０．１μｍ〜５００μｍであることが好ましく、約０．３μｍ〜５０μｍであることがさらに好ましく、約０．５μｍ〜５μｍであることがさらに好ましい。開口部の大きさを変えることにより、目的物質の拡散速度を調節することができる。
【００２６】
破壊部、離脱部を作製する方法は、特に限定されず、公知の方法を用いればよい。例えば、それらが金属から構成される場合、電解メッキ、無電解メッキ、溶融メッキ、衝撃メッキ、真空メッキ、化学蒸着などの常法を用いることができる。
【００２７】
また、離脱部は破壊部を介して導電体に結合するが、破壊部の破壊によって離脱部が導電体から離脱する限りにおいて、その一部が導電体に接していてもよい。
【００２８】
目的物質は、マーカーであってもよい。マーカーとは、生体組織において所定の位置を生体組織外から検出する際の目印となる物質である。マーカーは特に限定されず、公知のものを使用できるが、例えば、白金黒などの金属、色素、蛍光色素、酵素、放射性同位体、ウイルス、神経トレーサーなどが挙げられる。マーカーは、離脱部の構成材料として含まれていても、離脱部の構成材料とは独立した物質として含まれていても構わない。
【００２９】
ここで、マーカーが離脱部の構成材料として含まれている場合には、マーカーは固体であり離脱した場において拡散が殆ど生じないものとすることができる。一方、離脱部の構成材料とは独立した物質として含まれている場合としては、離脱部の中空部から外に出ない、または出にくい物質を保持する態様が例示される。例えば、開口部を、内部の物質が離散しない程度に小さくしたり、マーカーを中空部の内壁に結合させたりすれば、その内部に保持された蛍光色素などにより離脱部の位置を標識し得る。このようにすることにより、本実施形態の電極は、さらに精度に優れたマーカーとすることができる。
【００３０】
また、目的物質は、薬剤などの生体に投与したい物質であってもよい。薬剤の種類、剤形、量、などは特に限定されず、投与する患者に適したものや量を選択することができる。
【００３１】
＝＝測定電極としての使用＝＝
上述の電極は、脳や脊髄などの生物組織の細胞間隙に配置することによって、細胞の近傍に生じる電気的または電気化学的変化を記録する測定電極として、細胞外記録に用いることができる。この場合、離脱部は、白金および白金黒や、金、銀、銅、タングステン、ステンレス、イリジウム、ニッケル、チタンを含むことが好ましい。それによって、細胞外記録を行った後、後述のように離脱部に含まれる白金黒等をマーカーとして組織内に留置することができるためである。
【００３２】
電極先端に離脱部を設けた場合、侵入深さを指標とすることで、測定対象の組織において所望の位置へ簡便にマーカーとなる離脱部を到達させることができ、また、作業者が離脱部の位置を感覚的に把握し易い。
【００３３】
また、電極をシャフト形状とし、その先端部の断面を１μｍ以下の大きさとすることにより、細胞内記録を行うのが容易になる。
【００３４】
＝＝目的物質の生物組織への移送＝＝
上述の電極を用いて、目的物質を生物組織内に移送することができる。
【００３５】
目的物質を移送する対象の生物組織に電極を挿入し、外部電源装置から電圧を引加する。印加する電圧及び通電時間は、通電により破壊部が破壊され、離脱部が電極から離脱する電圧及び通電時間であればよく、特に限定されないが、電圧は、水の電気分解が生じる電圧以下で設定されることが好ましい。また、組織の損傷が生じないよう電流が適宜調整されてもよい。この電流は、例えば、１ｍＡ以下であることが好ましく、約５ｎＡ〜１０μＡであることがより好ましく、約５ｎＡ〜１０ｎＡであることがさらに好ましい。また、通電時間は、電流値に応じて適宜調整されるが、例えば、数秒〜６０分であることが好ましく、約１〜２０分であることがより好ましい。なお、好適には直流が用いられるが、離脱部を脱離させることができる限りにおいては交流を使用してもよい。
【００３６】
所定時間の通電により離脱部は導電体から離脱するので、電極を生物組織から抜去することにより、離脱部を生物組織に残すことができる。これにより、離脱部に含まれる目的物質、即ち離脱部そのもの又は離脱部に包含された物質を生物組織に移送することができる。
【００３７】
ここで、目的物質は、離脱部そのものであってもよい。例えば、離脱部をマーカーとして利用したり、適切な形状に設計した離脱部と適切な電磁波とを組み合わせ、生体組織に移送された離脱部を発熱可能な熱源としたりして利用してもよい。
【００３８】
なお、本電極を外部電源装置と組み合わせて、物質移送装置として構成することができる。例えば、本電極を生物組織のみならず生物組織以外の組織に応用し、水性環境下の対象物に目的物質を移送することに利用できる。
【００３９】
＝＝電極を用いたマーキング方法＝＝
本発明の一実施形態に係るマーキング方法は、上述の電極を生物組織に挿入して、マーカーを含む離脱部を所定の位置に設置する工程と、電極に通電することにより破壊部を破壊し、離脱部を電極から離脱させる工程と、離脱部が離脱した電極を抜去する工程と、離脱した離脱部に含まれるマーカーを検出する工程を含む。
【００４０】
このようにして電極を用いて生物組織にマーカーを留置することにより、生物組織の所定の位置をマーキングすることができる。例えば、上述のように、この電極を用いて細胞外記録を行った後、その場所で、白金、白金黒や、金、銀、銅、タングステン、ステンレス、イリジウム、ニッケル、チタンをマーカーとして含む離脱部を離脱させることにより、マーカーはその場にとどまり、細胞外記録を行った場所を正確に特定できる。
【００４１】
組織が生体組織の場合、マーカーは、組織を摘出処理せずに検出できるものが好ましい。例えば、マーカーが白金黒のようにＸ線不透過な物質である場合、Ｘ線にてマーカーを検出することができる。なお、必要に応じて周知の造影剤を適宜、生体組織に加え、マーカーの輪郭を造影させてもよい。そして、検出には、Ｘ線一般撮影装置、Ｘ線透視撮影装置、コンピュータ断層撮影装置、マンモグラフィによるＸ線撮影装置など、周知の装置を用いることができる。マーカーが金属など磁性を持つ物質である場合、核磁気共鳴画像法によってマーカーを検出することができる。あるいはマーカーが蛍光色素を用いたものの場合、励起光を照射して放射される蛍光を検出することによって、マーカーの位置を特定することができる。
【００４２】
組織が生体組織ではなく、in vitroで培養した組織などの場合、マーカーの検出に組織の固定が必要な検出方法を用いることができる。例えば、マーカーをＨＲＰなどの酵素にしておき、組織内に移送した後で組織を固定し、酵素の基質を投与して発色させてもよい。
【００４３】
このようにして、本実施形態の電極の使用方法によって、離脱部を位置精度、空間分解能に優れたマーカーとすることができる。更に、測定電極としての使用と組み合わせることにより、１〜数細胞程度の極小さなエリアの細胞の電気生理を測定し、かつその測定位置を精度よく特定することができる。
【００４４】
＝＝電極を用いた薬剤送達方法＝＝
本発明の一実施形態に係る薬剤送達方法は、離脱部が、中空部、及び中空部と外部を繋ぐ開口部を有する上述の電極を生物組織に挿入して、離脱部を所定の位置に設置する工程と、電極に通電することにより、破壊部を破壊し、離脱部を電極から離脱させる工程と、電極を抜去する工程とを含む。
【００４５】
本方法を用いて中空部に薬剤が含まれた離脱部を生体組織に移送すると、離脱部の開口部が組織内で開口し、薬剤が開口部を通じて、中空部から組織に拡散する。このようにして、組織に薬剤を送達することができる。この際、開口部の大きさを調節することによって、組織への拡散速度を調節することができる。例えば、開口部を小さくすることによって薬剤を徐放することができ、開口部を大きくすることによって、急速に薬剤を体内に送達させることができる。
【００４６】
この場合、薬剤が、体内を拡散しやすいものであれば、局所投与であっても体全体に薬剤を拡散させることができる。あるいは、薬剤が抗腫瘍剤であれば、電極を腫瘍に挿入し、腫瘍組織内に離脱部を留置することによって、中空部の薬剤を効率良く腫瘍に投与することが可能である。
【００４７】
本実施形態の電極は、電気生理を計測する電極として機能せず、生物組織に刺入するためのプローブとしてのみ機能させる場合、離脱部を離脱させるための通電機能を具有すれば足りる。このため、薬剤の送達など、目的物質を生物組織に送達することのみを目的とするには、離脱部は導電性物質で構成される必要はなく、導電体は絶縁被膜を必要としない。
【００４８】
このようにして、本実施形態の電極の使用方法によって、生物組織に電極を刺入させて離脱部を離脱させることにより、目的物質を生物組織に移送することができる。
【実施例】
【００４９】
以下、実施例により本発明をさらに具体的に説明するが、下記の実施例は本発明の範囲を限定するために記載されるものではない。
【００５０】
［実施例１］
本実施例では、図２に示す電極を作製し、作製した電極を用いて生理食塩水ゲルに白金黒を留置させた。
【００５１】
まず、直径５μｍ、長さ４００μｍのシリコンからなるシャフト本体１１の表面に導電性被膜として白金被膜１２を被覆し、白金被膜１２の外面に絶縁膜としてパリレンＣ被膜１３を被覆した。続いて、白金被膜１２、パリレンＣ被膜１３を被覆したシャフト本体１１の先端部を開口して白金被膜１２を露出させた（図３（１））。そして、白金被膜１２が露出したシャフトの先端部に電解メッキによりＡｕを被覆し、溶解層１４（破壊部）を形成させた（図３（２））。最後に、離脱部として、多孔質構造を有する白金黒１５を電解メッキにより被覆し、離脱部を形成した（図３（３））。
【００５２】
上記操作により得られた電極を生体組織に模した１％生理食塩水ゲル１６に挿入した(図４（１）)。１％生理食塩水ゲル１６は、生理食塩水２０ｍｌにアガロース０．２ｇを溶解させることにより作製した。電極を挿入した状態で、安定化電圧源（6487PICOAMMETER/VOLTAGE SOURCE，Keithley社製）１７及びアース線１８を用いて、電圧０．８Ｖ、電流３ｎＡで、２０分間電流を通電した（図４（２））。電極は、溶解層のＡｕがＡｕ２＋に陽イオン化されるように電源の正極と接続した。
【００５３】
通電が完了した後に電極をゲルから抜去すると、電極から離脱した白金黒１９が、ゲルに留置された(図４（３）)。
【００５４】
このように、生物組織に目的物質を移送することができる。
【００５５】
［実施例２］
本実施例では、図５に示すように、電極を用いてマウス大脳皮質に白金黒を留置させた。
【００５６】
まず、直径５μｍ、長さ４００μｍのシリコンからなるシャフト本体の表面に導電性被膜として白金被膜を被覆し、白金被膜の外面に絶縁膜としてパリレンＣ被膜を被覆した。続いて、白金被膜、パリレンＣ被膜を被覆したシャフト本体の先端部の１μｍを開口して白金被膜を露出させた。そして、白金被膜が露出したシャフトの先端部に電解メッキによりＡｕを被覆し、溶解層を形成させた。最後に、離脱部として、多孔質構造を有する白金黒を電解メッキにより被覆し、離脱部を形成した。
【００５７】
上記操作により得られた電極をマウスの脳組織に挿入した。マウス（オス、体重２４．３ｇ）は鎮静剤（０．５％クロルプロチキセン水溶液０．２４ｍｌ腹腔内注入）及び麻酔薬（１０％ウレタン水溶液０．１２ｍｌ腹腔内注入）を用いて痛覚等の苦痛がない麻酔下の状態にしたのち、イヤーバー（ナリシゲ社）と脳定位固定装置（ナリシゲ社）を用いて頭部を固定し、頭部の皮膚及び筋肉を切除した。対抗電極の設置のために、歯科用ドリルを用いて左半球頭頂葉上（ブレグマ基準点から尾側２ｍｍ、外側２ｍｍを中心とした位置）の頭蓋骨に開けた穴に、ステンレス製ビス電極（ユニークメディカル社）をはめ込み、先端を硬膜表面に接触させた状態で固定した。次に、右半球後頭葉（ブレグマ基準点から尾側２〜５ｍｍ、外側１〜４ｍｍの範囲）の頭蓋骨を歯科用ドリルを用いて切除し、その後、硬膜を切開して大脳皮質を露出させた。電極は油圧式マニピュレーター（ナリシゲ社）を用いておよそ毎秒１００μｍの速度で大脳皮質に垂直に刺入した。次に、安定化電源（6487PICOAMMETER/VOLTAGE SOURCE，Keithley社製）を用いて、直流電圧０．８Ｖ、電流１１ｎＡで、２０分間電流を通電した。電極は、溶解層のＡｕがＡｕ２＋に陽イオン化されるように電源の正極と接続し、ビス電極を負極に接続した。通電が完了したのち、電極は脳組織から抜去された。
【００５８】
その後、マウスを過剰麻酔（１０％ウレタン水溶液１ｍｌ腹腔内注入）によって安楽死にし、脳組織を採取した。ブレインマトリックス（ＡＳＩ社製）及びカミソリ刃（ＦＥＡＴＨＥＲ社製）を用いて０．５ｍｍ厚の冠状断切片を作成し、断面を顕微鏡（４０倍、オリンパス社製）で観察した結果、組織内に白金黒が留置されているのが確認された。
【００５９】
このように、脳組織に目的物質を移送することができる。
【符号の説明】
【００６０】
１１  シャフト本体
１２  白金被膜
１３  パリレンＣ被膜
１４  溶解層
１５  白金黒
１６  生理食塩水ゲル
１７  安定化電圧源
１８  アース線
１９  電極から離脱した白金黒
【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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