(57)【要約】一態様において、コンポジット組成物が本明細書において記載される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含み、ナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している。
2014528000.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
塞栓剤と、
塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子
とを含み、
ナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している、コンポジット組成物。
【請求項２】
ナノ粒子が塞栓剤の全体に亘って分散されている、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項３】
ナノ粒子が塞栓剤の全体に亘って実質的に均一に分散されている、請求項２に記載のコンポジット組成物。
【請求項４】
ナノ粒子のアスペクト比が10〜1,000である、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項５】
ナノ粒子の長さが500 nm〜1.5 mmである、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項６】
ナノ粒子がカーボンナノチューブを含む、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項７】
ナノ粒子が0.1 μg/ml〜 5 mg/mlの量で塞栓剤中に存在する、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項８】
塞栓剤が、内径100μm〜1500μmのマイクロカテーテルを通したコンポジット組成物の血管内導入を可能にする動粘度を有する、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項９】
塞栓剤が、コラーゲン、トロンビン、リピオドール、ゼラチン、もしくはアルギン酸、またはこれらの組み合わせを含む、請求項１に記載のコンポジット組成物。
【請求項１０】
高周波エネルギー源と、
病変組織における位置決めに使用可能な熱誘導剤であって、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を含む、熱誘導剤
とを含む、病変組織の治療システム。
【請求項１１】
前記熱誘導剤中の前記物質が、塞栓剤と塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含むコンポジット組成物を含み、
前記ナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している、請求項１０に記載の治療システム。
【請求項１２】
ナノ粒子が塞栓剤の全体に亘って分散されている、請求項１１に記載の治療システム。
【請求項１３】
ナノ粒子が塞栓剤の全体に亘って実質的に均一に分散されている、請求項１２に記載の治療システム。
【請求項１４】
ナノ粒子のアスペクト比が10〜1,000である、請求項１１に記載の治療システム。
【請求項１５】
ナノ粒子の長さが500 nm〜1.5 mmである、請求項１１に記載の治療システム。
【請求項１６】
ナノ粒子がカーボンナノチューブを含む、請求項１１に記載の治療システム。
【請求項１７】
ナノ粒子が0.1 μg/ml〜 5 mg/mlの量で塞栓剤中に存在する、請求項１１に記載の治療システム。
【請求項１８】
高周波エネルギー源が高周波プローブである、請求項１０に記載の治療システム。
【請求項１９】
病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を病変組織に配置して、病変組織中において予め決定された細胞死滅領域を画定するステップと、
病変組織と前記物質とを高周波エネルギーに暴露することにより、熱エネルギーを病変組織に供給するステップ
とを含む、病変組織を治療する方法。
【請求項２０】
前記予め決定された細胞死滅領域が、より大きい誘電損率を有する物質の領域に限定される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
前記予め決定された細胞死滅領域が、より大きい誘電損率を有する物質の領域を含み、病変組織中の隣接領域が、より大きい誘電損率を有する物質の領域の直径の最大約50％の大きさを有する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
より大きい誘電損率を有する物質が、塞栓剤と塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含むコンポジット組成物を含み、
前記ナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
前記予め決定された細胞死滅領域中の少なくとも一部の細胞を焼灼するステップをさらに含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
高周波エネルギーが高周波プローブによって供給される、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】
ラジオ波熱焼灼により生じる非病変組織中のアポトーシス細胞領域の形成を限定することにより、焼灼領域における病変組織のラジオ波熱焼灼中における、病変組織に隣接する非病変組織の損傷を低減するステップを含む方法であって、
前記限定することが、高周波エネルギーを施用する前に、病変組織の誘電損率よりも大きい誘電損率を有する物質を病変組織に配置することを含む、方法。
【請求項２６】
前記物質が、病変組織の少なくとも一部を熱焼灼するのに充分な量で病変組織中に存在する、請求項２５に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
＜関連出願のデータ＞
本発明は、2011年9月28日に出願された米国仮特許出願第61/540,252号に基づき、35 U.S.C. § 119(e)に規定する優先権を主張するものとする。この米国仮特許出願は、参照することによりその全体が本明細書に取り込まれる。
＜技術分野＞
本発明は、病変組織を治療するためのコンポジット組成物、および病変組織を治療するためのコンポジット組成物を用いる方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
癌の治療において最も困難であることの１つは、標的とされる病変組織に加えて、健康な組織を破壊してしまうことである。たとえば、ラジオ波焼灼(RFA)療法では、標的組織に挿入されるブローブ（例えば、針電極）を用いて、患者における標的領域に、交番電界が使用される。標的領域中の組織の焼灼は、電極を用いて高周波エネルギーを施用している間に加熱することによって生じる。しかしながら、RFAは非特異的であり得、これは、標的領域内の、または標的領域に隣接する健常組織を望ましくなく死滅させてしまうことになる。さらに、化学療法および放射線療法もまた、癌細胞を死滅させることに加えて、多くの健常細胞を死滅させ得る。このように非健常組織に加えて健常組織を破壊することは、多くの癌療法の主要な短所であり、多くの例において患者にとってのその有利な効果を著しく減じている。
【発明の概要】
【０００３】
一態様において、癌組織を含む病変組織の治療に用いることができるコンポジット組成物が、本明細書に記載される。本明細書に記載されるコンポジット組成物は、いくつかの実施形態において、病変組織を破壊する間の、健常組織に対する損傷を減少または緩和させ得る。
【０００４】
いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含み、これらのナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している。ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って分散され得る。いくつかの実施形態において、例えば、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って均一に、または実質的に均一に分散され得る。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中で凝集していないか、または実質的に凝集していない。塞栓剤は、コンポジット組成物の血管内導入を可能にする動粘度を有する。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、少なくとも１つの放射線不透性物質をさらに含む。
【０００５】
別の態様では、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、担体と、少なくとも１つのナノ粒子凝集体とを含み、担体は、塞栓剤と、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域とを含み、ナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子凝集体は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される、複数のナノ粒子凝集体を含む。１つ以上のナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められ得る。さらに、いくつかの実施形態において、塞栓剤中の凝集体のナノ粒子は、実質的に分解または焼灼されていない。
【０００６】
別の態様では、生物学的環境が本明細書において記載される。いくつかの実施形態において、生物学的環境は、病変組織と、病変組織中に配置されるコンポジット組成物とを含み、このコンポジット組成物は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含み、これらのナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って分散される。ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って均一に、または実質的に均一に分散され得る。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中で凝集していないか、または実質的に凝集していない。さらに、いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められており、塞栓剤から病変組織または周囲の任意の健常組織中には放出されない。
【０００７】
別の実施形態において、生物学的環境は、病変組織と、病変組織中に配置されるコンポジット組成物とを含み、このコンポジット組成物は、担体と、少なくとも１つのナノ粒子凝集体とを含み、担体は、塞栓剤と、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域とを含み、ナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子凝集体は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される、複数のナノ粒子凝集体を含む。いくつかの実施形態において、１つ以上のナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められており、塞栓剤から病変組織または健常組織中には放出されない。さらに、塞栓剤中の凝集体のナノ粒子は、実質的に分解または焼灼されていない。
【０００８】
本明細書に記載されるコンポジット組成物を含む病変組織についてのいくつかの実施形態において、少なくとも一部の病変組織は、焼灼領域内で焼灼されているか、または死滅している。
【０００９】
別の態様では、病気を治療する方法が本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、病気を治療する方法は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散された複数のナノ粒子とを含むコンポジット組成物を提供するステップと、このコンポジット組成物を生物学的環境に配置するステップと、コンポジット組成物を高周波エネルギーに暴露することにより、コンポジット組成物を含む生物学的環境に熱エネルギーを供給するステップとを含む。いくつかの実施形態において、高周波エネルギーは交番電界を含む。高周波エネルギーは、高周波プローブによって供給され得る。また、生物学的環境は病変組織を含み得る。
【００１０】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される病気を治療する方法は、熱エネルギーを用いて少なくとも一部の病変組織を焼灼するかまたは死滅させることにより、焼灼領域を提供するステップをさらに含む。本明細書に記載される病気を治療する方法は、少なくとも1つの塞栓剤領域を分解するステップと、分解されなかった塞栓剤からなる１つ以上の領域中のナノ粒子を凝集させるステップとをさらに含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、ナノ粒子は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中において凝集する。1つ以上のナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められており、塞栓剤から病変組織または健常組織中には放出されない。さらに、いくつかの実施形態において、塞栓剤中の凝集体のナノ粒子は、実質的に分解または焼灼されていない。
【００１１】
別の態様では、ラジオ波熱焼灼により病変組織を治療する方法は、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を病変組織に配置して、病変組織中において予め決定された細胞死滅領域を画定するステップと、病変組織と前記物質とを高周波エネルギーに暴露することにより、熱エネルギーを病変組織に供給するステップとを含む。いくつかの実施形態において、組織中において予め決定された細胞死滅領域は、より大きい誘電損率を有する物質からなる領域に限定される。いくつかの実施形態において、予め決定された細胞死滅領域は、より大きい誘電損率を有する物質からなる領域を含み、組織中の隣接領域が、より大きい誘電損率を有する物質からなる領域の直径の最大約50％の大きさを有する。いくつかの実施形態において、隣接領域は、より大きい誘電損率を有する物質からなる領域の直径の最大約40％または最大約20％の大きさを有する。いくつかの実施形態において、高周波エネルギーの施用により病変組織に供給される熱エネルギーは、予め決定された細胞死滅領域中の細胞を焼灼するか、あるいはまた死滅させるのに充分である。いくつかの実施形態において、予め決定された細胞死滅領域外の細胞は、死滅または損傷しておらず、これにより、RF焼灼法を行う間に健常組織を損傷することを減少または防止する。本明細書に記載されるように、高周波エネルギーは、高周波プローブにより供給され得る。
【００１２】
別の態様では、病変組織の治療中に非病変組織を損傷することを減らす方法が、本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、方法は、ラジオ波熱焼灼により生じる非病変組織中のアポトーシス細胞領域の形成を限定することにより、焼灼領域における病変組織のラジオ波熱焼灼中における、病変組織に隣接する非病変組織の損傷を低減するステップを含み、前記限定することが、高周波エネルギーを施用する前に、病変組織の誘電損率よりも大きい誘電損率を有する物質を病変組織に配置することを含む。いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率よりも大きい誘電損率を有する物質は、高周波エネルギーに暴露される際に、少なくとも一部の病変組織を加熱するのに充分な量で、病変組織中に存在する。いくつかの実施形態において、例えば、この物質は、周波エネルギーに暴露される際に、少なくとも一部の病変組織を熱焼灼するのに充分な量で存在する。
【００１３】
本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含むコンポジットを含む。いくつかの実施形態において、より大きい誘電損率を有する物質は、本明細書に記載される任意のコンポジット組成物を含む。
【００１４】
別の態様では、病変組織の治療システムが提供される。いくつかの実施形態において、病変組織の治療システムは、高周波エネルギー源と、病変組織における位置決めに使用可能な熱誘導剤であって、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を含む、熱誘導剤とを含む。いくつかの実施形態において、熱誘導剤である物質は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含む。いくつかの実施形態において、この物質は、少なくとも１つの放射線不透性物質をさらに含む。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って分散され、これらのナノ粒子の少なくとも一部は塞栓剤中に個々に分散している。いくつかの実施形態において、例えば、ナノ粒子は、塞栓剤中で凝集していないか、または実質的に凝集していない。塞栓剤は、コンポジット組成物の血管内導入を可能にする動粘度を有し得る。
【００１５】
いくつかの実施形態において、高周波エネルギー源は、高周波プローブである。いくつかの実施形態において、高周波プローブは、患者への挿入に適する構造を有する。一実施形態において、例えば、高周波プローブは、患者への挿入のために針様または管状の構造を有する。あるいは、いくつかの実施形態において、高周波プローブは、患者に挿入されることを意図していない構造を有する。そのような実施形態においては、高周波プローブは、患者の外側から高周波エネルギーを供給する。
【００１６】
これらの実施形態および他の実施形態が、下記の詳細な説明においてより詳細に説明される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本明細書に記載されるいくつかの実施形態によるコンポジット組成物を使用するための多層カーボンナノチューブについての透過型電子顕微鏡（TEM）画像である。
【図２】図２は、本明細書に記載されるいくつかの実施形態によるコンポジット組成物を調製するための装置の写真である。
【図３】図３は、本明細書に記載されるいくつかの実施形態に従って塞栓剤中に分散された、個別化された多層カーボンナノチューブのTEM画像である。
【図４】図４は、本明細書に記載されるいくつかの実施形態に従って塞栓剤中に分散された、多層カーボンナノチューブのSEM画像である。
【図５】図５は、高周波エネルギーへの暴露後の、本明細書に記載される一実施形態によるコンポジット組成物のTEM画像である。
【図６】図６は、本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態による、RF焼灼(RFA)実験のいくつかの結果を示す。
【図７】図７は、本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態による、RFA実験のいくつかの結果を示す。
【図８】図８は、本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態による、RFA実験のいくつかの結果を示す。
【図９】図９は、本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態による、RFA実験のいくつかの結果を示す。
【図１０】図１０は、本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態による、RFA実験のいくつかの結果を示す。
【図１１】図１１は、本明細書に記載される一実施形態に従って、隣接する病変組織のRF焼灼により生じる非病変組織中のアポトーシス細胞領域の形成を制限することを説明する。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書に記載される実施形態は、下記の詳細な説明、実施例、および図面を参照することにより、より容易に理解され得る。しかしながら、本明細書に記載される構成要素、装置、および方法は、下記の詳細な説明、実施例、および図面において示される特定の実施形態には限定されない。これらの実施形態は、本発明の原理を単に例示するものであることが認識されるべきである。本発明の精神および範囲から逸脱することなく、多くの変更や適合化が、当業者にとって容易に明らかとなるであろう。
【００１９】
また、本明細書に開示されるすべての範囲が、その範囲に包含される任意のおよびすべての部分範囲を含むものであることを理解されたい。例えば、「1.0〜10」であることが記載される範囲は、1.0以上の最小値から始まって10.0以下の最大値で終了する任意のおよびすべての部分範囲（例えば、1.0〜5.3、または4.7〜10.0、または3.6〜7.9）を含むものであると考えられるべきである。
【００２０】
I.  コンポジット組成物
一態様では、コンポジット組成物が本明細書において記載される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含み、これらのナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って分散される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って均一に、または実質的に均一に分散される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中で凝集していないか、または実質的に凝集していない。さらに、いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中での動きについて実質的な自由を有する。いくつかの実施形態において、動きについての自由とは、例えば高周波エネルギーに関連する電界のような、適用される電界に反応して、ナノ粒子が方向を変化させる能力を指す。
【００２１】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、高周波エネルギーを照射される時または高周波エネルギーに暴露される時に、コンポジット組成物の周囲に熱エネルギーを移動させるのに使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、周囲の生体組織に熱エネルギーを移動させるのに使用することができる。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、コンポジット組成物の１つ以上の構成成分を周囲に放出することなく、コンポジット組成物の周囲を加熱するのに使用することができる。例えば、いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、周囲にナノ粒子またはナノ粒子凝集体を放出することなく、コンポジット組成物の周囲を加熱するのに使用することができる。いくつかの実施形態において、ナノ粒子および／またはナノ粒子凝集体は、コンポジット組成物を構成する塞栓剤中に固定されるかまたは閉じ込められたままである。
【００２２】
本明細書に記載されるコンポジット組成物を構成するナノ粒子は、本発明の目的と矛盾しない任意の量で、塞栓剤中に存在し得る。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約0.1 μg/ml〜約5 mg/mlの量で塞栓剤中に存在する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約1 μg/ml〜約1 mg/mlまたは約10 μg/ml〜約1 mg/mlの量で塞栓剤中に存在する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約50 μg/ml〜約0.5 mg/mlまたは約0.1 mg/ml〜約0.5 mg/mlの量で塞栓剤中に存在する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約0.1 μg/ml未満または約5 mg/ml超の量で塞栓剤中に存在する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約10 mg/ml超の量で塞栓剤中に存在する。さらに、いくつかの実施形態において、塞栓剤中のナノ粒子の濃度は、コンポジット組成物が配置される環境の特性、ナノ粒子の特性、塞栓剤の特性、および／または周囲環境に供給されるべき熱の所望される量を含むが、これらに限定されない１つ以上の考慮事項によって変化し得る。
【００２３】
ここで本明細書に記載されるコンポジット組成物を構成する構成成分に目を向けると、本明細書に記載されるコンポジット組成物は塞栓剤を含む。本発明の目的と矛盾しない任意の塞栓剤が、本明細書に記載されるコンポジット組成物において用いられ得る。
【００２４】
本明細書に記載されるコンポジット組成物のいくつかの実施形態において、塞栓剤は、コンポジット組成物を組織へと血管内導入することを可能にする動粘度を有する。例えば、いくつかの実施形態において、塞栓剤は、マイクロカテーテルを通してコンポジット組成物を血管内導入することを可能にする動粘度を有する。いくつかの実施形態において、マイクロカテーテルは、内径が約100μm〜約1500μm、約200μm〜約1200μm、約500μm〜約800μmの範囲である。
【００２５】
本明細書に記載されるコンポジット組成物のいくつかの実施形態において、塞栓剤は、内径が最大約3 mmのカテーテルを通してコンポジット組成物を血管内導入することを可能にする動粘度を有する。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物の動粘度は、送達されるコンポジット組成物の量、治療される組織の特性、および／または治療される組織の体積を含むがこれらに限定されない１つ以上の考慮事項に従って、変化し得る。
【００２６】
いくつかの実施形態において、塞栓剤は液体または流体である。いくつかの実施形態において、塞栓剤は半固体である。いくつかの実施形態において、塞栓剤は非粘着性塞栓剤である。いくつかの実施形態において、塞栓剤は粘着性塞栓剤である。
【００２７】
いくつかの実施形態において、塞栓剤はポリマー材料を含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤は架橋ポリマー材料を含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤はゲルあるいはゼラチンを含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤はヒドロゲルを含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤はゲル発泡体などの発泡体を含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤はエマルションを含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤は脂質エマルションを含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤は自己凝集塞栓材料を含む。
【００２８】
いくつかの実施形態において、塞栓剤は、コラーゲン、トロンビン、リピオドール、ゼラチン、ゼラチンアクリラート（acrylic gelatin）、トリス−アクリルゼラチン（tris-acryl gelatin）、アルギン酸、アルギナート、酢酸セルロース、ポリビニル酢酸、ポリエチレンビニルアルコール、エチレンビニルアルコール コポリマー(EVOH)、生分解性ポリヒドロキシル酸、またはポリビニルアルコール(PVA)、またはこれらの様々な混合物を含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤はMarsembolを含む。いくつかの実施形態において、塞栓剤はアルキルシアノアクリラート（例えばn-ブチル シアノアクリラート）を含む。
【００２９】
いくつかの実施形態において、塞栓剤は、マイクロスフェアおよび／または非球状粒子を含む、粒状材料を含む。塞栓剤の粒状材料は、本発明の目的と矛盾しない任意のサイズを有し得る。いくつかの実施形態において、粒状材料は変形可能または圧縮可能な粒子である。いくつかの実施形態において、粒状材料は、マイクロカテーテルを通して塞栓剤を送達することを可能にする、粒子サイズおよび／または圧縮性を有する。
【００３０】
本明細書に記載されるように、コンポジット組成物は、塞栓剤中に分散された複数のナノ粒子を含む。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の少なくとも一部は、塞栓剤中に個々に分散している。いくつかの実施形態において、塞栓剤中に分散されるナノ粒子の表面は、分散を助けるように官能化される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の表面は官能化されない。
【００３１】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物を構成するナノ粒子は、1超のアスペクト比を有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約1.1〜約10,000のアスペクト比を有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約10〜約1,000、または約10〜約100のアスペクト比を有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約5〜約50、または約15〜約40のアスペクト比を有する。
【００３２】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物を構成するナノ粒子は、約100 nm〜約3 μm、または約400 nm〜約2 μmの長さを有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約500 nm〜約1.5 μm、約700 nm〜約1 μmの長さを有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約800 nm〜約1 μm、または約850 nm〜約950 nmの長さを有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約1 μm超、または約1 μm〜約2 μmの長さを有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約1.5 μm〜約2 μm、または約2 μm〜約2.5 μmの長さを有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約2.5 μm〜約3 μm、または約3 μm超の長さを有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、 約1 μm〜約20 μmの長さを有する。
【００３３】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約200 nm未満の直径を有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約5 nm〜約150 nm、または約10 nm〜約100 nmの直径を有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約20 nm〜約80 nmの直径を有する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、約30 nm〜約50 nmの直径を有する。
【００３４】
本明細書に記載されるコンポジット組成物を構成するナノ粒子は、本発明の目的と矛盾しない任意の種類のナノ粒子を含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、ナノ粒子はカーボンナノ粒子を含む。いくつかの実施形態において、カーボンナノ粒子は、単層カーボンナノチューブ(SWNT)および多層カーボンナノチューブ(MWNT)を含む、カーボンナノチューブを含む。いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、分岐構造を有する。いくつかの実施形態において、分岐構造には、多分岐型、Y分岐型、多分岐を有するY分岐型、およびマルチレベルY分岐型が含まれる。
【００３５】
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、ホウ素、窒素、またはこれらの組み合わせによってドープされ得る。いくつかの実施形態において、例えば、ドープされたカーボンナノチューブは、約0.01 重量％〜約10 重量％の範囲の量でホウ素を含む。いくつかの実施形態において、ドープされたカーボンナノチューブは、約5 重量％の量でホウ素を含む。いくつかの実施形態において、ドープされたカーボンナノチューブは、約0.01 重量％〜約30 重量％、または5 重量％〜約25 重量％の範囲の量で窒素を含む。いくつかの実施形態において、ドープされたカーボンナノチューブは、約30 重量％超の量で窒素を含む。いくつかの実施形態において、ドープされたカーボンナノチューブは、約10 重量％〜約20 重量％の量で窒素を含む。いくつかの実施形態において、ドープされたカーボンナノチューブは、約1 重量％未満の量で窒素を含む。
【００３６】
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、鉄、コバルト、ニッケル、銀、またはこれらの組み合わせを含む、遷移金属を含む。いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、少なくとも約0.01 重量％の遷移金属を含む。いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、約0.5 重量％〜約3 重量％、または約1 重量％〜約2 重量％の範囲の量で遷移金属を含む。いくつかの実施形態において、遷移金属は、ナノチューブの空洞、またはMWNTの壁間に配置される。いくつかの実施形態において、遷移金属は、ナノチューブの表面に付着されるか、またはナノチューブの格子中に取り込まれる。さらに、いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは抗菌特性を有する。いくつかの実施形態において、例えば、銀を含むカーボンナノチューブは、抗菌特性を有する。
【００３７】
いくつかの実施形態において、カーボンナノチューブは、少なくとも１つの磁気共鳴ポジティブコントラストT1造影剤を含む。いくつかの実施形態において、ポジティブコントラスト造影剤には、ガドリニウムを含む化学種（例えば、塩化ガドリニウム）が含まれる。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの磁気共鳴コントラスト造影剤が、ナノチューブ内に配置される。いくつかの実施形態において、少なくとも1つの磁気共鳴コントラスト造影剤が、カーボンナノチューブの表面上に配置される。いくつかの実施形態において、鉄および／またはポジティブコントラスト造影剤を含むカーボンナノチューブは、窒素および／またはホウ素でドープされる。
【００３８】
いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、グラフェン、ナノホーン、フラライト、またはこれらの混合物を含む。
【００３９】
さらに、いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物を構成するナノ粒子は、無機ナノ粒子を含む。いくつかの実施形態において、無機ナノ粒子には、ナノシェル、ナノロッド、ナノワイヤー、ナノチューブ、またはこれらの混合物が含まれる。いくつかの実施形態において、無機ナノ粒子は、遷移金属、貴金属、アルカリ金属、およびアルカリ土類金属を含む、金属を含む。いくつかの実施形態において、無機ナノ粒子は、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化チタン、またはこれらの組み合わせなどの金属酸化物を含む。いくつかの実施形態において、無機ナノ粒子は、窒化ホウ素を含む。いくつかの実施形態において、無機ナノ粒子は、II-VI族半導体およびIII/V族半導体を含む半導体材料を含む。いくつかの実施形態において、無機ナノ粒子は、ナノチューブまたはナノロッドを含む。いくつかの実施形態において、無機ナノチューブまたはナノロッドは、酸化タングステン、酸化バナジウム、酸化チタン、または窒化ホウ素のうちの1つ以上を含む。
【００４０】
別の態様では、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、担体と、少なくとも1つのナノ粒子凝集体とを含み、担体は、塞栓剤と、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域とを含み、ナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子凝集体は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される、複数のナノ粒子凝集体を含む。いくつかの実施形態において、コンポジットを構成するすべての、または実質的にすべてのナノ粒子は、塞栓剤中の１つ以上の凝集体の一部である。本明細書にさらに記載されるように、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、コンポジット組成物を高周波エネルギーに暴露することにより生成され得る。
【００４１】
いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、熱分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、化学的に分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、物理的に分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、相分離された塞栓剤を含む。
【００４２】
いくつかの実施形態において、１つ以上のナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められる。さらに、いくつかの実施形態において、塞栓剤中の凝集体のナノ粒子は、実質的に分解または焼灼されていない。
【００４３】
II.  生物学的環境
別の態様では、生物学的環境が本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、生物学的環境には、病変組織と、病変組織中に配置されるコンポジット組成物とが含まれ、このコンポジット組成物は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含み、これらのナノ粒子の一部は塞栓剤中に個々に分散している。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って分散される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って均一に、または実質的に均一に分散される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中で凝集していないか、または実質的に凝集していない。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められており、塞栓剤から病変組織または周囲の任意の健常組織中には放出されない。
【００４４】
別の実施形態において、生物学的環境には、病変組織と、病変組織中に配置されるコンポジット組成物とを含み、このコンポジット組成物は、担体と、少なくとも１つのナノ粒子凝集体とを含み、担体は、塞栓剤と、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域とを含み、ナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子凝集体は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域に隣接する塞栓剤中に配置される、複数のナノ粒子凝集体を含む。いくつかの実施形態において、１つ以上のナノ粒子凝集体は、塞栓剤中に固定されるか、または塞栓剤に閉じ込められ、病変組織中または健常組織中には放出されない。
【００４５】
いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域は、熱分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域は、化学的に分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域は、物理的に分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域は、相分離された塞栓剤を含む。
【００４６】
生物学的環境のいくつかの実施形態において、上記のセクションIで説明された塞栓剤はいずれも、コンポジット組成物を構成する塞栓剤に用いることができる。さらに、いくつかの実施形態において、上記のセクションIで説明されたナノ粒子はいずれも、コンポジット組成物を構成するナノ粒子成分として用いることができる。
【００４７】
いくつかの実施形態において、生物学的環境を構成する病変組織には、腫瘍組織が含まれる。いくつかの実施形態において、腫瘍組織には類線維腫が含まれる。いくつかの実施形態において、腫瘍組織には筋腫が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には癌組織が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には、肝臓癌、肺癌、または骨癌が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には、腎臓癌が含まれる。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、癌組織の血管内に配置される。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物で治療される癌組織は、悪性である。いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物で治療される癌組織は、良性である。
【００４８】
生物学的環境のいくつかの実施形態において、少なくとも一部の病変組織は、焼灼領域内で焼灼される。いくつかの実施形態において、実質的にすべての病変組織が、焼灼領域内で焼灼される。いくつかの実施形態において、焼灼領域は、すべての、または実質的にすべての組織が焼灼されている空間的領域を含む。いくつかの実施形態において、焼灼領域は熱焼灼領域を含む。
【００４９】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載されるコンポジット組成物は、周囲の健常組織に及ぼす悪影響を減らしつつ、病変組織を焼灼することを可能にする。少なくとも一部の病変組織が焼灼領域内で焼灼される、本明細書に記載される生物学的環境のいくつかの実施形態において、生物学的環境は、病変組織に隣接する非病変組織をさらに含む。いくつかの実施形態において、非病変組織には、焼灼領域に隣接するアポトーシス細胞領域、焼灼領域の直径の約50％未満の距離にある非病変組織へと拡がるアポトーシス領域が含まれる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、焼灼領域の直径の約40％未満または約30％未満の距離にある非病変組織へと拡がる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、焼灼領域の直径の約20％未満または約15％未満の距離にある非病変組織へと拡がる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、病変組織の焼灼の結果として形成または誘導される。
【００５０】
いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の非病変組織のうち約50％未満が、アポトーシス挙動を示す。いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の非病変組織のうち約40％未満または約30％未満が、アポトーシス挙動を示す。いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の非病変組織のうち約20％未満または約10％未満が、アポトーシス挙動を示す。
【００５１】
III.  病気を治療する方法
別の態様では、病気を治療する方法が本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、病気を治療する方法は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散された複数のナノ粒子とを含むコンポジット組成物を提供するステップと、このコンポジット組成物を生物学的環境に配置するステップと、コンポジット組成物を高周波エネルギーに暴露することにより、コンポジット組成物を含む生物学的環境に熱エネルギーを供給するステップとを含む。コンポジット組成物は、上述のセクションＩで説明された任意のコンポジット組成物を含み得る。
【００５２】
いくつかの実施形態において、生物学的環境は病変組織を含む。いくつかの実施形態において、病変組織には、腫瘍組織が含まれる。いくつかの実施形態において、腫瘍組織には類線維腫が含まれる。いくつかの実施形態において、腫瘍組織には筋腫が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には癌組織が含まれる。いくつかの実施形態において、例えば、病変組織には、肝臓癌、肺癌、または骨癌が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には、腎臓癌が含まれる。
【００５３】
本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、病変組織の血管内に配置される。いくつかの実施形態において、コンポジット組成物は、癌組織の血管内に配置される。いくつかの実施形態において、病変組織の血管内に配置されている間、コンポジット組成物は、病変細胞に進入したり、病変細胞の細胞膜の受容体と結合したりはしない。
【００５４】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される方法は、高周波(RF)暴露時間を短縮してRFAを用いて、病変組織の焼灼または実質的な焼灼を可能にする。いくつかの実施形態において、RF暴露時間の短縮は、本明細書の実施例４においてさらに説明されるように、ロールオフ時間の短縮によって実証される。本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態において、ロールオフ時間は、コンポジット組成物が病変組織に配置されていない場合のRF治療方法と比較して、少なくとも5％短縮される。いくつかの実施形態において、ロールオフ時間は、少なくとも約10％、または少なくとも20％短縮される。いくつかの実施形態において、ロールオフ時間は、少なくとも約30％、または少なくとも約40％短縮される。いくつかの実施形態において、ロールオフ時間は、少なくとも約5％〜約50％短縮される。いくつかの実施形態において、RF暴露時間の短縮は、病変組織の近傍にある健常組織や非病変組織に与える損傷を制限することができる。
【００５５】
生物学的環境が病変組織を含むいくつかの実施形態において、本明細書に記載される病気を治療する方法は、少なくとも一部の病変組織を焼灼して焼灼領域を作り出すステップをさらに含む。いくつかの実施形態において、焼灼領域は、すべての、または実質的にすべての組織が焼灼される空間領域を含む。いくつかの実施形態において、焼灼領域は熱焼灼領域を含む。本明細書に記載される方法のいくつかの実施形態において、コンポジット組成物によって提供される熱エネルギーは、病変組織を焼灼するか、または病変組織の焼灼を助ける。
【００５６】
いくつかの実施形態において、生物学的環境は、非病変組織をさらに含む。いくつかの実施形態において、非病変組織には、焼灼領域に隣接するアポトーシス細胞領域、焼灼領域の直径の最大約50％の距離にある非病変組織へと拡がるアポトーシス領域が含まれる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、焼灼領域の直径の最大約40％、最大約20％、または最大約15％の距離にある非病変組織へと拡がる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、病変組織の焼灼の結果として形成または誘導される。
【００５７】
いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の非病変組織のうち約50％未満が、アポトーシス挙動を示す。いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の非病変組織のうち約40％未満、約30％未満、約20％未満、または約10％未満が、アポトーシス挙動を示す。
【００５８】
いくつかの実施形態において、本明細書に記載される病気を治療する方法は、コンポジット組成物を構成する塞栓剤からなる１つ以上の領域を分解するステップと、分解されていない塞栓剤からなる１つ以上の領域においてナノ粒子を凝集させるステップとをさらに含む。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、分解された塞栓剤からなる領域に隣接する、分解されていない塞栓剤中で凝集する。いくつかの実施形態において、ナノ粒子の凝集体は、分解されていない塞栓剤からなる１つ以上の領域において、閉じ込められているかまたは固定されている。分解されていない塞栓剤において閉じ込められているかまたは固定されている間、ナノ粒子の凝集体は、塞栓剤から病変組織または周りの任意の健常組織へとは放出されない。
【００５９】
いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤からなる１つ以上の領域は、熱分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、化学的に分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、物理的に分解された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、分解された塞栓剤の１つ以上の領域は、相分離された塞栓剤を含む。いくつかの実施形態において、例えば、塞栓剤の１つ以上の領域は、高周波エネルギーにコンポジット組成物を暴露している間に、熱分解される。
【００６０】
別の態様では、ラジオ波熱焼灼により病変組織を治療する方法は、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を病変組織に配置して、病変組織中において予め決定された細胞死滅領域を画定するステップと、病変組織と前記物質とを高周波エネルギーに暴露することにより、熱エネルギーを病変組織に供給するステップとを含む。いくつかの実施形態において、組織中において予め決定された細胞死滅領域は、より大きい誘電損率を有する物質からなる領域に限定される。いくつかの実施形態において、予め決定された細胞死滅領域は、より大きい誘電損率を有する物質の領域を含み、隣接領域は、より大きい誘電損率を有する物質の領域の直径の最大約50％の大きさを有する。いくつかの実施形態において、隣接領域は、より大きい誘電損率を有する物質の領域の直径の最大約40％または最大約20％の大きさを有する。いくつかの実施形態において、高周波エネルギーの施用により病変組織に供給される熱エネルギーは、予め決定された細胞死滅領域中の細胞を焼灼するか、あるいはまた死滅させるのに充分である。いくつかの実施形態において、予め決定された細胞死滅領域外の細胞は、死滅または損傷しておらず、これにより、RF焼灼法を行う間に健常組織を損傷することを減少または防止する。本明細書に記載されるように、高周波エネルギーは、高周波プローブにより供給され得る。いくつかの実施形態において、予め決定された細胞死滅領域内の病変組織は、癌組織である。
【００６１】
別の態様では、病変組織の治療中に非病変組織に与える損傷を減らす方法が、本明細書に記載される。いくつかの実施形態において、方法は、ラジオ波熱焼灼によって生じる、非病変組織中のアポトーシス細胞領域の形成を制限することにより、焼灼領域中の病変組織のラジオ波熱焼灼の間に、病変組織に隣接する非病変組織中に与える損傷を減らすステップを含み、上記制限することは、高周波エネルギーを施用する前に、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を病変組織に配置することを含む。いくつかの実施形態において、より大きい誘電損率を有する物質は、高周波エネルギーに暴露する際に、少なくとも一部の病変組織を加熱するのに充分な量で、病変組織中に存在する。いくつかの実施形態において、例えば、この物質は、高周波エネルギーに暴露する際に、少なくとも一部の病変組織を熱焼灼するのに充分な量で存在する。
【００６２】
いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、本明細書に記載されるコンポジット組成物を含み、このコンポジット組成物は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散される複数のナノ粒子とを含む。いくつかの実施形態において、この物質は、上記のセクションＩにおいて記載される任意のコンポジット組成物を含む。さらに、いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、本発明の目的と矛盾しない任意の物質を含み得る。いくつかの実施形態において、例えば、適合する物質は、高周波エネルギーに暴露する際に、この物質が、焼灼領域内の病変組織を焼灼するかまたは焼灼領域内の病変組織を焼灼するのを助けるのに充分な熱エネルギーを供給することを可能にする、誘電損率を有する。
【００６３】
いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、ポリマー材料またはポリマー コンポジットを含む。いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、ヒドロゲルを含む、１つ以上のゲルを含む。いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、１つ以上のイオン性成分または双極子成分を含む。いくつかの実施形態において、例えば、物質を構成するポリマー種は帯電され得る。いくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質は、１つ以上の塩を含み得る。
【００６４】
病変組織を治療する方法およびRF焼灼中に非病変組織に与える損傷を減らす方法のいくつかの実施形態において、病変組織の誘電損率は、S. Seker および H. Abatay, “New frequency-dependent parametric modeling of dielectric materials,” Int. J. Electron. Commun. (AEU) 60 (2006), 320-327（参照することによりその全体が本明細書に取り込まれる）に開示される方法および技術に従って、概算され得る。いくつかの実施形態において、例えば、Seker らの式（２）および（３）が、病変組織の誘電損率を概算するのに用いられ得る。
【００６５】
いくつかの実施形態において、高周波エネルギーの施用前に病変組織に配置される物質は、病変組織の誘電損率よりも少なくとも約10％大きい誘電損率を有する。いくつかの実施形態において、この物質は、病変組織の誘電損率よりも少なくとも約30％または少なくとも約50％大きい誘電損率を有する。いくつかの実施形態において、この物質は、病変組織の誘電損率よりも少なくとも約70％または少なくとも約100％大きい誘電損率を有する。いくつかの実施形態において、この物質は、病変組織の誘電損率よりも約10％〜約1000％大きい誘電損率を有する。
【００６６】
病変組織を治療する方法およびRF焼灼中に非病変組織に与える損傷を減らす方法のいくつかの実施形態において、病変組織は腫瘍組織を含む。いくつかの実施形態において、腫瘍組織には類線維腫が含まれる。いくつかの実施形態において、腫瘍組織には筋腫が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には癌組織が含まれる。癌組織には、本発明の目的と矛盾しない任意の癌組織が含まれ得る。いくつかの実施形態において、例えば、病変組織には、肝臓癌、肺癌、または骨癌が含まれる。いくつかの実施形態において、病変組織には、腎臓癌が含まれる。
【００６７】
いくつかの実施形態において、非病変組織に与える損傷を減らす方法についての焼灼領域は、すべての、または実質的にすべての組織が焼灼されている空間領域を含む。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域の形成は、焼灼領域に隣接する領域に限定され、焼灼領域の直径の最大約50％の距離にある非病変組織へと拡がる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、焼灼領域に隣接する領域に限定され、焼灼領域の直径の最大約40％または最大約20％の距離にある非病変組織へと拡がる。いくつかの実施形態において、アポトーシス細胞領域は、焼灼領域の直径の最大約15％の距離にある非病変組織へと拡がる。
【００６８】
さらに、いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の細胞のうち約40％未満が、アポトーシス挙動を示す。いくつかの実施形態において、アポトーシス領域内の細胞のうち約30％未満、約20％未満、または約10％未満が、アポトーシス挙動を示す。
【００６９】
IV.  病変組織の治療システム
別の態様では、病変組織の治療システムが提供される。いくつかの実施形態において。病変組織の治療システムは、高周波エネルギー源と、病変組織における位置決めに使用可能な熱誘導剤であって、病変組織の誘電損率より大きい誘電損率を有する物質を含む、熱誘導剤とを含む。いくつかの実施形態において、熱誘導剤からなる物質は、塞栓剤と、塞栓剤中に分散された複数のナノ粒子とを含む。いくつかの実施形態において、この物質は、少なくとも１つの放射線不透性物質をさらに含む。熱誘導剤とは、高周波エネルギーに暴露されるときに、その周囲の環境に熱エネルギーを運ぶのに用いることができる化学種である。
【００７０】
本明細書に記載される治療システムのいくつかの実施形態において、少なくとも一部のナノ粒子が、塞栓剤中に個々に分散している。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤の全体に亘って均一に、または実質的に均一に分散される。いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中で凝集していないか、または実質的に凝集していない。さらに、いくつかの実施形態において、ナノ粒子は、塞栓剤中での動きについて自由を有する。いくつかの実施形態において、動きについての自由とは、例えば高周波エネルギーに関連する電界のような、適用される電界に反応して、ナノ粒子が方向を変化させる能力を指す。
【００７１】
いくつかの実施形態において、熱誘導剤からなる物質は、コンポジット組成物について上記のセクションIにおいて記載された任意の構成を有し得る。いくつかの実施形態において、高周波エネルギー源は、高周波プローブである。
【００７２】
本明細書において記載されるいくつかの実施形態は、下記の非限定的な実施例においてさらに説明される。
【実施例】
【００７３】
［実施例１］多層カーボンナノチューブ（MWNT）
多層カーボンナノチューブ（MWNT）は、化学蒸着(CVD)により製造された。MWNTの合成は、二段式石英炉（直径~45 mm、ワーク長さ~45 mm）において実施された。水素が、キャリアガスとして、流速約320 sscmで用いられ、二段式炉の予備加熱器は160℃に維持された。約2.7重量％のフェロセンをトルエンに溶解させ、得られる液体を予備加熱器に流速5 ml/hrで注入した。炉の温度は600℃〜900℃の範囲であり、成長時間は１時間に設定された。得られるMWNTは、直径が50 nmであり、超音波を用いて長さが約900 nmになるように切断した。
【００７４】
3 mgのMWNTは、0.1 mlの蒸留水中でボルテックス攪拌し、超音波処理を5回行った。ここで、各超音波処理時間は15秒間であり、超音波処理と超音波処理との間に10秒間のボルテックス攪拌を行って、MWNTの水性懸濁液を作製した。図１は、一実施形態によるMWNT水性懸濁液のTEM画像を示す。
【００７５】
［実施例２］塞栓剤（Marsembol）の調製
塞栓剤（Marsembol）を下記のように調製した。まず、1.25 gの塩化カルシウムを含む48.75 mlの蒸留水に、37.5 g のRousselot 250 bloom PS ゼラチンと2.5 gのレゾルシノールとを加えることにより、ゼラチン-レゾルシノール混合物を調製した。この混合物を40℃の水浴中に起き、少なくとも１時間穏やかに攪拌して、清澄な、ハチミツ状の、濃厚な粘性混合物を得た。
【００７６】
次に、40℃に温度調節した水浴中で15分間以上の間、所望の体積のゼラチン-レゾルシノール混合物をリピオドール（ヨード化ケシ油脂肪酸エチルエステル，Guerbet, Roissy, フランス）と体積比0.5：2で混合して、リピオドールを装填した架橋ゼラチンを得た。このゼラチンは、ゼラチン混合物を40℃にて１時間、0.9% のグルタルアルデヒドと15.5% のホルムアルデヒドとを含む水溶液と体積比2.5：0.1で混合することにより、さらに架橋結合を形成させた。
【００７７】
最後に、混合物中の過剰または未反応のアルデヒドは、100 mMのグリシン水溶液（遊離型または塩酸塩型）を体積比1：5で加えることにより、中和した。Marsembolの調製および特徴評価に関するさらなる詳細は、Vidal ら, “Effectiveness of endovascular embolization with a collagen-based embolic agent (Marsembol) in an animal model,” J. Vasc. Interv. Radiol.(September 2010), 21 (9), 1419-1423（参照することによりその全体が本明細書に取り込まれる）に見いだすことができる。
【００７８】
［実施例３］Marsembol中に分散されるMWNT
実施例１で得られるMWNT水性懸濁液100 μlは、実施例２で得られる塞栓剤Marsembol 2.5 mlと下記のように混合し、本明細書に記載されるいくつかの実施形態によるコンポジット組成物を生成した。図２に説明されるように、三ツ又バルブと連結された２本の5 mlシリンジを用いて、100 μl のMWNTサンプルと、2.5 ml のMarsembolとを混合した。MWNT水性懸濁液を第一のシリンジに装填し、Marsembolを第二のシリンジに装填した。MWNT水性懸濁液およびMarsembolはその後、シリンジ間で少なくとも10回組成物を移動させることにより混合した。
【００７９】
図４に示されるように、少なくとも一部のMWNTは、塞栓剤Marsembol中に個々に分散している。これは、MWNTが凝集している図２のMWNT水性分散物とは対照的である。さらに、図４に示されるように、MWNTは、塞栓剤Marsembolと密接に接触していることが実証された。
【００８０】
［実施例４］ラジオ波焼灼
動物モデルにおける一連のラジオ波焼灼実験が下記の通り実施された。すべての動物は、全米研究評議会（U.S. National Research Council）から出されている「実験動物の管理と使用に関する指針（Guide for the Care and Use of Laboratory Animals）」に従って取り扱われた。さらに、実験研究に関する管理および使用についての地区の委員会が、使用された実験プロトコルを承認した。３匹のメスのヒヒ（アヌビスヒヒ（Papio Anubis）、5〜7歳、体重15〜17 kg、Station de primatologie CNRS, D56 Rousset 13790、フランスから入手）と、６匹のブタ（8ヶ月齢、初期体重65 ± 3 kg 、Blossin SA, 13-Aubagne、フランスから入手）は、処置前の馴化期間２週間の間、水を自由に飲める、自然光下の環境を有する設備内で放し飼いにした。すべての工程は、動物にチレタミン(2.5 mg/kg)、ゾラゼパム(2.5 mg/kg)、およびアトロピン(50 μg)を筋肉内投与（IM）して麻酔し、その後、プロポフォールを0.6 mg/kg/10 ml (ブタ)または2 mg/kg/10 ml (ヒヒ)を等張リンゲル-乳酸溶液中で静脈内（IV）投与(2 ml/min)した。動物は、挿管して肺換気を行い、麻酔状態は、気体状のセボフルラン(1.2 %)およびスフェンタニル(2.5 μg/kg/h)を用いて、全工程を通して維持された。一般的に、経皮経路によるアクセスは、ドップラー超音波ガイドの下で右側の浅大腿動脈に穿刺し、長さ10 cmの標準型5F血管シース（Radiofocus Terumo Corporation、東京、日本）を挿入することにより、Seldinger法によって獲得された。全行程を通して、無菌処理方法が用いられた。工程の前後両方において、抗生物質（20 ml中、アモキシシリン：クラブラン酸＝1 g：200 mg）がIV投与された。
【００８１】
ラジオ波焼灼(RFA)実験は、動物モデルの１つ以上の腎臓領域で実施された。実験は下記のステップを含むが、すべての実験がすべてのステップを含むわけではなかった：
（１）動物のRFA前の画像診断を行うステップ；
（２）特定の腎臓領域の塞栓を形成するステップ；
（３）塞栓形成後の画像診断により生じた塞栓形成を評価するステップ（このステップは、塞栓形成が実施される実験においてのみ実施された）；
（４）特定の腎臓領域をラジオ波焼灼(RFA)するステップ；
（５）RFA後の画像診断を行うステップ；
（６）動物を安楽死させ、腎臓を外科的に切除するステップ；および
（７）摘出された腎臓を電子顕微鏡で検査し組織学的に解析するステップ。
【００８２】
RFA前の画像診断は、下記の通り実施された。麻酔された動物は、標準的な放射線医学における体位で、台の上に下肢を折り曲げた状態で、背臥位になるように置いた。デジタルサブトラクション血管造影撮影法（DSA）による血管造影画像は、デジタルサブトラクション血管造影撮影ステノスコープシステム（General Electric Medical Systems, Minneapolis, Minnesota）を用いることにより得られた。5F (65 cm)血管造影用UFカテーテル(Cordis, Miami, Florida)は、0.035 インチ 親水性ガイドワイヤー(Radiofocus Terumo Corporation、東京、日本)によって腹部大動脈内に進め、大動脈腎動脈血管造影画像は、25 ml Hexabrix (GuerbetInc.)を12 ml/sec(ブタ)で、あるいは10 ml Hexabrixを10 ml/sec(ヒヒ)で注入することにより得られた。動物はまた、へリックスCTスキャナー Tomoscan M (Philips, The Netherlands)を用いて、自動コントラスト調整下でCTスキャンした。
【００８３】
塞栓形成は、下記の通り実施された。左側または右側の腎臓の小葉間動脈は、標準的な放射線医学的方法によりカテーテルを導入され、その後、Rapid Transit マイクロカテーテル (Cordis, Miami, Florida)を介して、Marsembolまたは実施例３で得られた組成物を用いて塞栓を形成させた。完全な塞栓形成を達成するのに必要とされる組成物の量は、1.7 ± 0.2 mlであった。マイクロカテーテルは、組成物を注入した後、生理食塩水で洗い流した。
【００８４】
ラジオ波焼灼は、下記の通り実施された。動物は、通常の麻酔をかけられ、挿管して肺換気を行い、その後、RF焼灼システム(RF 3000, Boston Scientific)のRF発生装置に連結される４本の戻り電極を付けた状態で腹這い位に置いた。末梢静脈路は、流体、薬剤、およびコントラスト造影剤を注入するために設置した。針電極（LeVeen Superslim, 2 cm アレイ, Boston Scientific）の位置、および腎皮質におけるその配置は、超音波およびCTスキャンによって評価した。RF焼灼の熱プロトコルは、最初のロールオフが観測されるまで、20ワットから開始して毎分10ワット増加させてエネルギーを増加させた。その後、最初のロールオフ時のエネルギーの半分から開始して、2回目のロールオフが観測されるまで、同じ増加率でエネルギーを増加させた。塞栓形成なしの場合、Marsembolのみによる塞栓形成の場合、および実施例３で得られた組成物のみによる塞栓形成の場合の実験について、表１にロールオフが示されている。
【００８５】
【表１】
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【００８６】
ブタ(N=6)において、RF処置方法は、左側および右側の腎臓（事前に塞栓形成されたか、または塞栓形成されていない）の腎下極に、下記の通り適用された。すなわち、対照（塞栓形成なし）対 Marsembolによる塞栓形成あり(N=2)；対照 対 Marsembol-MWCNTによる塞栓形成あり(N=2)；およびMarsembolによる塞栓形成あり 対 Marsembol-MWCNTによる塞栓形成あり(N=2)、である。６匹によるプロトコルと同様のプロトコルを３匹のヒヒに適用したが、それぞれのヒヒのそれぞれの腎臓において上葉および下葉の両方にて適用した。
【００８７】
RFA後の画像診断は、下記の通り実施された。デジタルサブトラクション血管造影撮影法による腎臓の血管造影は、上述の通り実施された。いくつかの実施形態において、放射線医学的スクリーニングで腎臓が検出されるレベル（注入１回当たり1.5 ml/kg）でコントラスト造影剤を用いた腎造影段階での注入有りまたは注入無しで、２回の監視 CTスキャンもまた、１回目は工程の直後(D0)に、もう１回は４週間後(D28)に実施され、焼灼領域の形状、大きさ、および拡大を調べて、局所的または局部的な合併症の有無を評価した。腎実質萎縮は、多断面および体積表示の再構成による、平板パネルの三次元回転試験（Innova 3100 imaging, General Electric Medical Systems, Minneapolis, Minnesota）を用いて調べた。
【００８８】
腎動脈の上流の大動脈では、コントラスト造影剤は、へリックス CT 収集（軸方向 2.5 mm スライスを180秒間）条件下で、ピッグテールカテーテルから(90 ml、流速 4 ml/secで)送達された。
【００８９】
安楽死および腎臓の切除は、一般的に、下記の通りに実施した。RFA処置の後、動物は、約４時間休ませて、カスパーゼ３などのカスパーゼが活性化するための時間を与えた。安楽死はその後、15 mgのミダゾラムと25 mgのクロルプロマジンを15%の KCl 20 mlと共に静脈内にボーラス注入することにより実施した。塞栓が形成された腎臓領域は、放射線医学的ガイドの下で位置を突きとめた。その後、正中開腹術（median laparotomy）を実施し、腎臓を外科的に切除し、固定用10％緩衝ホルマリン液に２日間浸しておいた。腎臓は、走査型電子顕微鏡検査法および従来の組織学的研究の場合と同様の方法で摘出した。
【００９０】
組織学的解析は、下記の通り実施された。放射線医学的ガイドおよび顕微鏡検査の下で、塞栓形成領域と見かけ上無傷の近接する腎臓との両方を含む、連続カットされた5 mmの矢状方向の切片を得た。第二の切片（厚さ6-7mm）は、焼灼領域に対して25、50、および100%の距離にある焼灼領域の中央部、周辺部、および外側でカットされた。その後、切片は、ヘマトキシリン・エオジン染色(HES)、ならびに２つの免疫組織化学的マーカーである抗-CD10（近位尿細管曲部の微絨毛のマーカー）および精製ウサギ抗-活性カスパーゼ-3（抗カスパーゼ アポトーシス マーカー）を用いて、専門の腎臓組織学者によって調べられた。
【００９１】
TEM試験用の断片は、0.1Mのカコジル酸(ph7.4)緩衝液中のグルタルアルデヒド(2.5%,v/v)において１時間再固定し、進行するアルコールの脱水の前に、OsO4 2.4%において後固定した。エポキシ樹脂Epon812中の準超薄切片(1μm)および超薄切片は、ダイアモンドナイフ（Leica UltracutE）でカットし、酢酸ウラニル(5% 水溶液)およびクエン酸鉛(M in NaOH,1M)で染色した。TEM試験は、Jeol JEM 1400 顕微鏡(80キロボルト)を用いて実施され、MegaView3 システム (Olympus)を用いて画像が記録された。
【００９２】
病理学的試験およびIHC試験は、連続カットされた4μmの薄片について、パラフィン(56°CHistowax, Goteborg, Sweden)中で実施され、ヘマトキシリン・エオジン・サフラニン染色(HES)およびマッソントリクローム染色を行った。Histostain（登録商標）キットシステム（ストレプトアビジン-アルカリホスファターゼ、DABクロモゲン）が、活性カスパーゼ-3 (Zymed Laboratories Inc., SanFrancisco, USA) の活性を検出するために用いられた。形態計測解析は、自動ビデオ分析装置Nikon Elipse H600L (21-23)を用いて実施された。
【００９３】
データ処理および統計的解析(ノンパラメトリックANOVA手法によるクラスカル・ウォリス検定、およびマン・ホイットニーのU検定）は、Systat12 (SPSS Inc, Chicago, IL)を用いて実施された。ノンパラメトリック手法によるカーネル密度推定量は、分配関数曲線についての関数形式を除外するのに好ましいものであった。結果は、平均値±SD (23)として表される。
【００９４】
実施例3で得られる組成物に対するRF処置のいくつかの影響が、図５に示されている。図５は、MWCNT 含有部分の近傍にある炭化の増加を伴う、Marsembolマトリックスが炭化した領域を示す。
【００９５】
RFA実験のいくつかの結果が図6に示されている。図６Aは、塞栓形成前の右側腎動脈のDSA血管造影画像を示す。図６Bは、Marsembolによる塞栓形成後の同じ動脈のDSA血管造影画像を示す。図６Aと図６Bを比較することにより、右側の腎臓の腎下極は、塞栓形成後にはもはや灌流しておらず、その代わりに塞栓剤によって閉塞していたことが示されている。図６Cは、左側の腎臓のDSA血管造影画像を示しており、これは、腎下極が、造影剤を用いて灌流する時点まで灌流されていなかったことを示している。RFAについては、RF針は、超音波ガイドおよび放射線医学的ガイドの両方の下で、塞栓領域に正確に配置された。図６Dは、RF LaVeen針のCTスキャン画像である。図６Eは、右側の腎臓におけるRF針を用いた塞栓形成された腎臓の三次元再構成画像を示す。図６Fは、塞栓形成された腎臓の三次元再構成および体積表示解析を示し、図中、Vtは 総体積であり、Veは右側の腎臓の塞栓形成された体積である。左側の腎臓の結果も同様であった（結果は示されていない）。
【００９６】
図７は、実施例３に従って調製されたコンポジット組成物を用いる塞栓形成有りまたは無しのRFAの後における、腎臓の断面切片を肉眼で観察した外観を示す。図７Aは、縦方向に切り開いた、塞栓形成無しのブタの腎臓を示す。腎下極に、明るい薄茶色のRFA焼灼が観察された。図７Bは、縦方向に切り開いた、塞栓形成無しのヒヒの腎臓を示す。ブタ腎臓の皮質の厚さは、ヒヒ腎臓の皮質の厚さよりも薄く、腎臓の大部分をネフロン構造が占めていた。また、ヒヒ腎臓は、腎臓全体に亘ってアーチ形の放射状に腎動脈が分岐していることが示されたが、これは、ブタ腎臓では観察されなかったことである。図７Dは、実施例３で得られたコンポジット組成物の存在下でRFにより処置されたヒヒの腎臓における二次元の直角の切片を示す。図７C（RF処置領域の外側にある閉塞血管）および図７E（RF処置領域の内側にある閉塞血管）に示されるように、RF処置領域それ自体の中における閉塞された血管が黒色であるのに対し、RF処置領域の境界における閉塞された血管は薄茶色であった。このように、図７C〜７Eは、塞栓剤が、特定のRF処置領域では炭化（分解）されたが、処置領域の外側では炭化されなかったことを示す。図７Eはさらに、RF処置が特定の処置領域の焼灼をもたらしたことを示す。
【００９７】
図８〜図１０は、異なる処置を受けた摘出腎臓についてのSEMおよび従来の組織学的解析を示す。図８は、Marsembolと実施例３で得られたコンポジット組成物とを用いた塞栓形成を含むが、RFAを含まない処置に相当する。図９は、Marsembolによる塞栓形成後にRFAを行った処置に相当する。図１０は、実施例３で得られた組成物による塞栓形成後にRFAを行った処置に相当する。
【００９８】
図８Aおよび図８CはSEM画像であり、図８Bと図８Dは従来の組織学的解析画像である。図８Aと図８Bは、腎臓血管におけるMarsembolの非晶質特性を示す。図８Cは、対照腎臓において尿細管およびネフロンのすべてが保存されていることを示す。図８Dは、超遠位腎輸入細動脈（very distal afferent renal artery）における、実施例３の組成物を含むネフロンの組織学的外観を示す。
【００９９】
図９Aおよび９CはSEM画像であり、図９Bと図９Dは従来の組織学的解析画像である。図９Aは、RF焼灼領域と、密接に隣接する腎組織との間の境界を示す。RF処置領域における組織が大部分破壊されたことが観察された。図９Bは、RF処置領域内に塞栓剤による栓（plug）を含む血管の断面切片を組織学的に観察した外観を示す。栓は、少なくともいくつかの場所において空洞になっており、これは、RFによって塞栓剤を部分的に分解することができたことを示す。図９Cは、ネフロンの尿細管構造に対するRFの破壊的影響を示す。図９Dは、RF針の境界におけるHES染色を示す。画像中の白色の部分は、焼灼された腎組織に相当する（灰（ashes）は、組織処理工程の間に失われた）。また、尿細管構造は、その基底ブレード（basal blade）から解離しているのが観察された。
【０１００】
図１０Bおよび図１０DはSEM画像であり、図１０Eおよび図１０FはTEM画像であり、図１０Aおよび図１０Cは従来の組織学的解析画像である。図１０Aは、RF処置領域における、塞栓剤による栓を含む血管の断面切片の組織学的外観を示す。高度に空洞化された栓は、Marsembol塞栓剤中にMWNTが存在したが故に、栓がかなり多く破壊されたことを示す。図１０Bは、画像中の血管壁が、その厚みが増すにつれて、処置に対して反応したことを示す。また、塞栓剤が高度に不均一であったことも観察することができる。図１０Cは、RF処置後のネフロン構造の準超薄切片(0.5μm)を組織学的に観察した外観を示す。塞栓剤（濃い青色）が超遠位細動脈（very distal arterioles）をもはや完全には閉塞させていないことを理解することができる。また、近位尿細管において、原形質細胞膜は断裂しているが、核膜は検出可能なままであった。図１０Dは、ネフロン構造および尿細管構造がその形状を保存したことを示す。図１０Dは、２本の隣接する尿細管の外観を示し、これは、細胞膜が破壊された一方で、核膜は保存されたことを示す。細胞および核の内容物とオルガネラとは両方とも、凝集していなかった。中間尿細管（central tubules）の上位および左側において、均一な灰色の中に２つの小さい点が観察された。図１０Eは、これらの点のうちの１つを示しており、これは、塞栓剤からなる残余の血管内容物に相当する。この残った点は、集合および凝集してMWNTの大きさと外観を有する構造によって、取り囲まれており、これは、一旦Marsembol塞栓剤が凝集しなくなるかまたは分解すると、MWNTの凝集体が形成されることを示唆している。図１０は、腎尿細管のオルガネラ構造は保存される（外膜および核膜は無傷である）が、細胞内構造は破壊されたことを示す。
【０１０１】
図１１には、いくつかの異なる処置の後における、腎組織内の早期に（2h）活性化されたカスパーゼ-3の分配が、焼灼領域からのラジアル距離（焼灼領域の直径に対する割合を単位として）の関数として示され、対照実験（すなわち、塞栓形成無しでRF処置、☆で示される一番上の線）、Marsembolによる塞栓形成後RF処置（十字で示される真ん中の線）、および実施例３のコンポジット組成物による塞栓形成後RF処置（○で示される一番下の線）の場合が示される。活性化カスパーゼ-3陽性核の割合がｙ軸に、細胞総数に対する陽性染色された細胞核の割合として示される。ｘ軸は、焼灼領域からの核のラジアル距離に相当する。焼灼領域においては、処置に関係なく、事実上すべての細胞が死滅した。しかしながら、図１１は、焼灼領域の直近の周囲においては、アポトーシスのレベルが、処置の種類によって異なることを示す。対照処置については、ほぼ100％の細胞が、焼灼領域の直径に対して約25％以内の距離にある焼灼領域外において、アポトーシスになったが、焼灼領域を取り囲むアポトーシス最大領域（apoptotic crown）の外側でアポトーシスレベルの減少が見られる。対照的に、実施例３のコンポジット組成物を用いる処置は、周辺組織においてアポトーシス誘導の劇的な減少に対応した。
【０１０２】
本発明の様々な実施形態が、本発明の様々な目的の実現に際して説明されてきた。これらの実施形態が本発明の原理を単に例示するものであることを理解されたい。その多くの変更や適合は、本発明の精神および範囲から逸脱することなく、当業者に容易に明らかとなるであろう。
【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６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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【図６Ｄ】
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【図６Ｅ】
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【図６Ｆ】
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【図７】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図８Ｃ】
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【図８Ｄ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図９Ｄ】
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【図１０Ａ】
2014528000.tif 000024
【図１０Ｂ】
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【図１０Ｃ】
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【図１０Ｄ】
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【図１０Ｅ】
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【図１０Ｆ】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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