(57)【要約】【課題】従来の光力学的治療において伴う種々の欠点を克服し、患者の苦痛なしに、病変部組織細胞の除去を促進し、効率よく治療を行うための装置を提供する。【解決手段】４００〜５５０ｎｍの波長域に極大吸収を有する光感受性物質をあらかじめ蓄積させた病変部異常組織に光を照射させて光力学的治療を施こす際に用いる治療用光照射装置であって、波長４００〜５５０ｎｍの範囲内の光を発光する高出力発光ダイオードと波長５９０〜６９０ｎｍの範囲内の光を発光する高出力発光ダイオードとからなる発光手段と、上記病変部に対し、所定の照射時間を与えるように照射光をパルスとして時分割するための制御手段とを具備した光力学的治療用照射装置とする。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
４００〜５５０ｎｍの波長域に極大吸収を有する光感受性物質をあらかじめ蓄積させた病変部異常組織に光を照射させて光力学的治療を施こす際に用いる治療用光照射装置であって、波長４００〜５５０ｎｍの範囲内の光を発光する高出力発光ダイオードと波長５９０〜６９０ｎｍの範囲内の光を発光する高出力発光ダイオードとからなる発光手段と、上記病変部に対し、所定の照射時間を与えるように照射光をパルスとして時分割するための制御手段とを具備したことを特徴とする光力学的治療用照射装置。
【請求項２】
高出力発光ダイオードが、少なくとも３ワット（Ｗ）の出力を有する請求項１記載の光力学的治療用照射装置。
【請求項３】
制御手段が所定の時間間隔で光を遮断するタイマー機構で構成されている請求項１又は２記載の光力学的治療用照射装置。
【請求項４】
制御手段がパルス信号により点滅発光する機構で構成されている請求項１又は２記載の光力学的治療用照射装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ガン組織、シュヨウ組織などの病変部異常組織に光感受性物質を蓄積させ、それに光を照射して病変部の治療を行う際に用いる光力学的治療用光照射装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
ガンや悪性シュヨウの治療には、早期発見、早期治療が最も必要とされる要件であるが、その治療法の１つとして、光感受性物質を利用した光力学的治療（Ｐｈｏｔｏｄｙｎａｍｉｃ  Ｔｈｅｒａｐｙ）が知られている。
この光力学的治療は、光感受性物質が病変部組織に特異的に蓄積される性質を利用し、病変部を早期発見するとともに、これらの物質に光を照射して光感受性物質を活性化し、活性酸素や酸素ラジカルを発生させ、これにより病変部の異常組織細胞を撲滅したり、増殖能力を消失させる治療方法である。
【０００３】
そして、このような光力学的治療方法又は装置としては、光感受性物質としてヘマトポルフィリン誘導体を用い、光源としてエキシマレーザで励起される色素レーザを用いる装置（特許文献１参照）、プロトポルフィリンＤをその代謝前駆体から選択的に蓄積する、急速に成長する組織の検出又は処理するための光化学的治療用又は診断用組成物を用いる方法（特許文献２参照）、先端側が被治療体内に挿入される先端が閉じたチューブと、先端側が上記チューブ内に配置された光ファイバとを備えたカテーテルと、複数個の発光ダイオードからなる光源とこの発光ダイオードをパルス駆動するパルス駆動回路と、発光ダイオードからの光を活性化光として上記光ファイバに入射する光学系とを含むガン治療器（特許文献３参照）、光感受性物質を活性化可能な波長の光を、生体にバルス照射する照射手段と、この照射手段により照射する光のピーク強度を制御する制御手段を有し、光感受性物質が活性化する生体内の深度を病変部近傍に制御し、この病変部より光照射手段に近い生体浅部では光感受性物質が活性化しないようにした光線力学的治療装置（特許文献４参照）、５‐アミノレブリン酸誘導体又はその塩を光感受性物質として用い、投与後ガン細胞に２以上の異なる波長の光を２回以上に分けて照射する光力学的ガン治療方法（特許文献５参照）、フォトリアーゼを病変部に塗布し、１００〜１１０００ｎｍの波長域を含む出力１０〜３０００ｍＷ／ｃｍの光を病変部に照射する光化学療法（特許文献６参照）、シュヨウ組織に光感受性物質を蓄積する工程と、このシュヨウ組織に第１の波長をもつ光を照射する工程と、第１光照射手段により光を照射されたシュヨウ組織に、第１の波長よりも長い波長をもつ光を照射する工程を含むシュヨウ治療方法（特許文献７参照）などがこれまでに提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開昭５９−４０８３０号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献２】特表平４−５００７７０号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献３】特開平９−１０３５０８号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献４】国際公開第０４／１１２９０２号パンフレット（特許請求の範囲その他）
【特許文献５】特開２００５−１３２７６６号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献６】特開２００５−２４６０１３号公報（特許請求の範囲その他）
【特許文献７】特開２００５−３４９０２６号公報（特許請求の範囲その他）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、これまで知られている光力学的治療法においては、光源としてＹＡＧレーザ励起色素レーザのような高出力レーザや必要な光を選択的にろ波したキセノンランプが用いられている。
しかしながら、上記の高出力レーザは大規模な装置及びそれを収納するための特別な部屋などを必要とするため、莫大な設備費を要する上に、操作に専門のオペレータを必要とするなどコスト面で多くの負担を伴うために利用が制限されるのを免れない。
【０００６】
一方、キセノンランプの場合、十分な治療効果を得るには、光感受性物質が吸収する光エネルギーを高くする必要があり、ランプ自体を高電力化しなければならず、操件の簡便性が著しく低下するとともに、排熱処理を付加しなければならない点で、設備費、処理費がかさむという欠点がある。
【０００７】
しかも、キセノンランプやハロゲン電球は、人体組織の表面付近にしか侵入できない波長域（６００ｎｍ以下）の光や熱感を与える波長域（８００ｎｍ以上）の光を大量に含んでいるため、必要とされる光感受性物質の吸収帯の波長域以外の波長域の光も強い放射強度で放射され、フィルタでろ波しても、その放射光の一部が直接患部に熱感を生じ、患部に苦痛を与えることになる。そして、これらの光の放射効果が不十分な場合には、長時間にわたって連続的に照射を継続しなければならないので、その苦痛はさらに加重されることになる。
【０００８】
そのほか、半導体レーザや発光ダイオードを光源として用いることも行われているが、いずれも十分な出力が得られず、光感受性物質が機能を果すまでに長時間を要する上に、光照射時間当りの病変部組織細胞の除去数が少なく、治療速度が遅いという欠点がある。
【０００９】
本発明は、このような事情のもとで、従来の光力学的治療において伴う種々の欠点を克服し、患者の苦痛なしに、病変部組織細胞の除去を促進し、効率よく治療を行うための装置を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者らは、光力学的治療装置について種々研究を重ねた結果、異なった波長域の光を発光する２種の高出力発光ダイオードを光源として用い、使用した光感受性物質に適合する波長を含む波長域とそれ以外の波長域との異なった２種の波長域の光を同時に、かつパルス照射することにより、その目的を達成しうることを見出し、この知見に基づいて本発明をなすに至った。
【００１１】
すなわち、本発明は、４００〜５５０ｎｍの波長域に極大吸収を有する光感受性物質をあらかじめ蓄積させた病変部異常組織に光を照射させて光力学的治療を施こす際に用いる治療用光照射装置であって、波長４００〜５５０ｎｍの範囲内の光を発光する高出力発光ダイオードと波長５９０〜６９０ｎｍの範囲内の光を発光する高出力発光ダイオードとからなる発光手段と、上記病変部に対し、所定の照射時間を与えるように照射光をパルスとして時分割するための制御手段とを具備したことを特徴とする光力学的治療用照射装置を提供するものである。
【００１２】
本発明装置を適用するために、病変部異常細胞に蓄積させるための光感受性物質としては、従来の光力学的治療に際し、慣用されている光感受性物質の中から４００〜７００ｎｍの波長域に吸収波長を有するものを任意に選んで用いることができる。このような光感受性物質としては、例えばヘマトポルフィリン誘導体、５‐アミノレブリン酸、プロトポルフィリンＩＸ、フェオホルバイデ（Ｐｈｅｏｐｈｏｒｂｉｄｅａ）、アルミニウム・フタロシアニンテトラサルフェート（Ａ１ＰｃＳ4）、スズ・エチオプルプリン（ＳｎＥＴ2）、亜鉛（ＩＩ）・オクタデシルフタロシアニン（ＺｎＯＰＰｃ）、プルプリンイミド、アザクロリン、亜鉛・エチオプルプリン（ＺｎＥＴ2）、フタロシアニン（Ｐｃ）、カドミウム・テクサフィリン（ＣｄＴＸ）、テクサフィリン、亜鉛・テトラフィプタロポルフィリン（ＺｎＴＮＰ）、ベルデイン、ベンゾポルフィリン誘導体モノ酸リングＡ（ＢＰＤＭＡ）、プルプリン、亜鉛・テトラスルホネーテッドフタロシアニン（ＺｎＴＳＰｃ）、ガリウム・フタロシアニン（Ｇａ−Ｐｃ）、インジウムフタロシアニン（Ｉｎ−Ｐｃ）、ベンゾポルフィリン誘導体（ＢＰＤ）、カルシウム・スルホネーテッドフタロシアニン（Ｃａ−ＳＰｃ）、亜鉛・フタロシアニン誘導体（ＺｎＰｃ）、アルミニウム・スルホネーテッドフタロシアニン（ＡｌＳＰｃ）、ベンゾポルフィリン派生体、Ｎ‐アスパルチルクロリンｅ６（Ｎｐｅ６）、メチレンブルー、ベルテポルフィン、ローダミン、テモポルフィリン、ポルフィセン、ハイペルシンなどがある。
【００１３】
また、これらの光感受性物質の吸収波長を含む波長域４００〜５５０ｎｍの光を発生する発光ダイオードとともに用いられるもう一方の波長域の光を発生する発光ダイオードとしては、赤色すなわち波長５９０〜６９０ｎｍの波長域の光を発生する高出力の発光ダイオードを挙げることができる。
【００１４】
本発明装置においては、発光手段として波長域４００〜５５０ｎｍの光を発光する発光ダイオードと波長域５９０〜６９０ｎｍの光を発光する発光ダイオードの２種の発光ダイオードを用いることが必要である。
この２種の発光ダイオードは高出力であることが必要であるが、この高出力とは、少なくとも３ワット（Ｗ）の出力を有することを意味する。この出力は大きければ大きいほど好ましく、特に上限はないが、実用的には１０ワット程度が上限になる。
【００１５】
次に、本発明装置においては、発光手段すなわち光源から病変部に照射する光を、パルスとして制御する手段を備えることが必要である。この制御手段は、病変部に供給する光の治療に必要な照射時間を時分割して適宜調節して与えられるような構成を有するものであればよく、特に制限はない。
【００１６】
このような手段は、例えば所定の時間間隔で光を遮断するタイマー機構に構成されていてもよいし、また慣用のパルス信号を発信するのに利用されている点滅発光の機構に構成されていてもよい。
【００１７】
本発明装置においては、２種の異なった波長域の光を発光する発光ダイオードを組み合わせて用いることが必要である。その一方としては、病変部異常組織に蓄積された光感受性物質が極大吸収を含む波長域と合致する光の波長域を有する発光ダイオードが用いられる。
【００１８】
他方は、その波長域とは異なる波長域の光を発光する発光ダイオードであり、このようなものとしては、青色ダイオード（波長域４３０〜５３０ｎｍ）、緑色ダイオード（波長域４８０〜６００ｎｍ）、赤色ダイオード（波長域５９０〜６９０ｎｍ）などが知られているが、特に赤色ダイオード（波長域５９０〜６９０ｎｍ）と組み合わせた場合にシュヨウ細胞の生存率の低下、すなわち壊死率の向上が著しい。
【００１９】
また、発光ダイオードによる光照射は、点滅照射すなわちパルス照射する方が連続照射するよりも、約２０％も高い殺細胞効果を示すことが分った。これは、光力学的治療においては、光照射によって異常細胞に溶存する酸素が消費されるが、この際点滅を行うことにより、細胞中に酸素が補給されるために治療効果が上昇したものと考えられる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると光源として高出力発光ダイオードを用いるため、装置全体を小型化することができ、かつ２種の異なる発光ダイオードを用いて異なる波長域の光を点滅的に照射することにより、シュヨウ細胞のような異常細胞を高い壊死率で処理することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
次に、実施例により、本発明を実施するための最良の形態を説明するが、本発明はこれによってなんら限定されるものではない。
なお、各例における試料及び光源は次のものを用いた。
【００２２】
（１）試料
ウシ胎児血清１０質量％を加えたＲＰＭＩ−１６４０培地で継体培養したヒト組織球性リンパシュＵ−９３７を５×１０5ｃｅｌｌｓ／ｍｌに調製した。このようにして調製Ｕ−９３７細胞３ｍｌを半径１５ｍｍのプラスチック製シャーレに分取し、１０質量％の５‐アミノレブリン酸生理食塩水を所定量加え、３７℃、ＣＯ2インキュベータで３時間培養した。
【００２３】
（２）光源
（イ）ロイヤルブルー色発光ダイオード；４００〜５００ｎｍの波長域の光を発光する高出力（出力３Ｗ）の発光ダイオード（ルミレッズ社製）
（ロ）青色発光ダイオード；４３０〜５３０ｎｍの波長域の光を発光する高出力（出力３Ｗ）の発光ダイオード（ルミレッズ社製）
（ハ）緑色発光ダイオード；４８０〜６００ｎｍの波長域の光を発光する高出力（出力３Ｗ）の発光ダイオード（ルミレッズ社製）
（ニ）赤色発光ダイオード；５９０〜６９０ｎｍの波長域の光を発光する高出力（出力３Ｗ）の発光ダイオード（ルミレッズ社製）
【実施例１】
【００２４】
赤色発光ダイオードを光照射装置に組み込み熱線カットフィルタを、試料を収容したプラスチック製シャーレの上に載置し、光照射した。照射後、生死細胞判定装置を用いて細胞の生死を判別し、細胞生存率を求めた。まず、連続照射を行い、照射エネルギー増加による細胞の生存率の変化を調べた。その結果を図１に示す。横軸が照射エネルギー、縦軸が生存率である。この図から分るように、照射エネルギーが増加するほど生存率は滅少した。
【００２５】
次に、前記シュヨウ細胞に対し、高出力の赤色発光ダイオードからの放射光を連続して照射した場合と、１分間間隔で放射光を点滅照射した場合で比較実験を行った。その結果を図２に示す。連続照射においては、生存率は約７０％であったが、点滅照射においては、生存率は約５４％であった。このように、点滅照射の方が連続照射より殺細胞効果が高いことが分った。
【実施例２】
【００２６】
赤色発光ダイオードと、ロイヤルブルー色発光ダイオード、青色発光ダイオード又は緑色発光ダイオードとを組み合わせて照射した。その結果を図３に示す。この図から分るように単波長では前記のロイヤルブルー色発光ダイオードが最も殺細胞効果が大きかった。２波長同時照射した場合、どの波長でも２波長同時照射の方が殺細胞効果が大きいことが分った。この理由は、高出力発光ダイオードの照射によって発生した一重項酸素とＰｐＩＸで酸化反応が起こり、フォトプロトポルフィリンが生成される。このフォトプロトポルフィリンは６７０ｎｍ付近に吸収ピークを有するが、赤色発光ダイオードは６７０ｎｍピークを持っているので、赤色発光ダイオードはフォトプロトポルフィリンに対しても光励起できるため、２波長同時照射による殺細胞効果は単波長照射よりも高くなったと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【００２７】
本発明装置は小型で携帯しやすいため、光力学的治療法において好適に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】実施例１における照射量と細胞生存率の関係を示すグラフ。
【図２】実施例１における連続照射と点滅照射の生存率の差を示す棒グラフ。
【図３】実施例２における発光ダイオードの異なる組み合わせについての生存率の差を示す棒グラフ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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