(57)【要約】  【課題】組織、特に眼の強膜のような薄い組織に薬剤を注射する装置。所定の侵入接近角度と侵入距離で組織に針を効果的に埋め込むことにより、組織の厚み全体を突き刺す危険性が低減する。  【解決手段】支持要素と、この支持要素に配置された針案内プラットフォームとを備え、この針案内プラットフォームは外部支持面と内部を通るチャネルとを有し、チャネルの終端は外部支持面で開口部になっている。チャネル内に配置された針は、チャネルを通って注射軸に沿って軸方向に動くことができる。針は、注射軸に沿って、後退した第一位置から、侵入距離に対応して突き出た位置まで移動可能である。１側面において、針は、その側壁に針からの出口が設けられ、この出口から薬剤を組織内に注入する時に、薬剤が組織の第一表面と第二表面の一方の表面の方を向くようになっている。【選択図】図１ａ
2008062088.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
下記を備えた、体内の管の管壁に注射するための装置：
外部支持面を有し、内部に直線チャネルと曲線チャネルとが通っており、曲線チャネルの終端が外部支持面で開口部になっているカテーテル本体、
膨張導管、
カテーテル本体に配置され、膨張導管と流体流連通している膨張部材、
前記曲線チャネル内に配置され、このチャネルを通って後退位置から突き出た位置まで注射軸に沿ってに移動可能な針、この針は前方出口と、この前方出口に対して後方に位置する入口とを有し、前方出口は入口と流体流連通しており、この針は、後退位置から突き出た位置まで移動した時に前記開口部から突き出る、および
前記カテーテル本体内に配置された、前記針の入口と流体流連通している薬剤貯槽、
それによって、カテーテル本体の外部支持面は、前記膨張部材を膨らませることにより、前記針を支持面の開口部から体内管の管壁内に突き出させることができるように体内管に位置させることができる。
【請求項２】
下記を備えた、組織に薬剤を送り込む装置：
支持要素、
前記支持要素に配置された、外部支持面と内部を通るチャネルとを有し、このチャネルの終端は外部支持面で開口部になっている針案内プラットフォーム、
第一端部と第二端部とを有する針、この針は、針からの出口が設けられている側壁と針に配置された入口とを備え、入口は出口と流体流連通している。
【請求項３】
前記針は、前記チャネルを通って後退位置から突き出た位置まで軸方向に移動可能である請求項２記載の装置。
【請求項４】
さらに下記を備えた請求項３記載の装置：
前記針を前記チャネルを通って後退位置から突き出た位置まで移動させるアクチュエータ。
【請求項５】
さらに下記を備えた請求項２記載の装置：
前記支持要素上に配置された、前記針の入口と流体流連通した薬剤貯槽。
【請求項６】
外部支持面が眼の強膜の外部表面に実質的に適合した形状を有する請求項２記載の装置。
【請求項７】
前記針の第一端部が尖った先端部を有する請求項２記載の装置。
【請求項８】
下記工程を含む注射方法に使用するための、請求項２〜７のいずれか１項に記載の装置：
組織厚みを規定する第一表面と第二表面とを有する組織に、略その組織厚みより大きい侵入距離で、但し針が突き出ても組織の第二表面と交差しないように針を配置する、そして
針の側壁に設けた出口から薬剤を、針を組織内に配置した時に前記出口から出た薬剤が針内で組織の第一表面と第二表面の一方の表面の方を向くように組織に注入する。
【請求項９】
下記工程を含む、組織厚みを規定する第一表面と第二表面とを有する標的組織に薬剤を注射する方法に使用するための、請求項２〜７のいずれか１項に記載の装置：
針を請求項２に記載の注射装置に装着する工程、
針を薬剤貯槽と流体流連通状態にする工程、
注射装置を組織表面に隣接して配置する工程、
針をチャネルを通って外側に前進させる工程、
針を、その出口が組織の第一表面および第二表面の一方に隣接し、かつその表面の方に実質的に向くように標的組織に埋め込む工程、および
組織に薬剤を移送する工程。
【請求項１０】
注射方法が、針を標的組織の略厚みより大きい侵入距離で標的組織に埋め込む方法である、請求項９記載の装置。
【請求項１１】
注射方法が、前記針が突き出ても標的組織の第二表面と交差することがない方法である、請求項10記載の装置。
【請求項１２】
注射方法が、針を約1.5 mmから約4 mmの侵入距離で標的組織に埋め込む方法である、請求項10記載の装置。
【請求項１３】
注射方法が、針を約2 mmから約3 mmの侵入距離で標的組織に埋め込む方法である、請求項10記載の装置。
【請求項１４】
注射方法が、移送工程において薬剤を約１〜約10μL/秒の流量で移送する方法である、請求項９記載の装置。
【請求項１５】
注射方法が、移送工程において薬剤を約１〜約４μL/秒の流量で移送する方法である、請求項14記載の装置。
【請求項１６】
注射方法が、移送工程において薬剤を約４μL/秒の流量で移送する方法である、請求項14記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、組織に薬剤を注射するための装置に関し、より詳しくは眼の強膜などの薄い組織に薬剤を注射するための装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
薬品(drug)および診断剤(diagnostics) といった外来性薬剤を特定の種類の体内組織に送り込むための基本的メカニズムは２つある。最も普通なのは全身投与を経た送給である。
【０００３】
全身投与では、経口摂取、注射または吸入によって薬剤が全身、即ち、一般循環系に導入される。循環する血液は、受動または能動輸送のいずれかにより標的組織にその薬剤を送り込む。この方法の利点は、全身投与、特に摂取による投与が簡単であることである。しかし、欠点の１つは、標的部位に十分な量を到達させるために、その薬品または薬物を比較的高い投与量で送給しなければならないことである。別の欠点は、薬剤が全身に送給され、その薬剤が著しい副作用を生ずる可能性のある身体部位が含まれる場合があることである。このことは、特に毒性が強いことが多い化学療法剤の場合にあてはまる。
【０００４】
別の大きな欠点は、脳または眼の組織といった或る種の組織は、或る種の化学物質を血液から十分に移送させることができないことである。
全身投与に代わる別の方法は、薬品を標的組織またはその近傍に直接注射することにより組織に送り込むことである。薬剤を特定の組織に直接送り込むためには、まず適当な配給(deposit) 部位が存在しなければならない。好ましくは、この配給部位は標的部位の近傍である。
【０００５】
この種の直接送給法の一般的な例は、足もしくは腕の筋肉または特定の関節といった痛みの部位への薬剤の注射である。より特異的なこの種の直接送給法の例は、徐放性の薬品を含む生体適合性の粒子インプランツ(particle implants) を眼の前部および／または後部に直接導入する方法である。一般に、このようなインプランツは硝子体内注射により眼の硝子体液に送給されてきた。これは、全身への負荷を軽減しながら標的部位に薬剤を送り込むための効果的な方法であるが、眼の後部の組織を損なう著しい危険性を伴う。さらに、苦痛を伴うため、長期投与に対する患者の我慢は問題が多い。
【０００６】
眼へのこの種の送給法の別の従来例は、点眼剤の眼への送給である。点眼剤は盲嚢 (cul de sac, 結膜円蓋) への滴下により眼の前部に薬品を直接送り込む作用がある。薬品はその後、まず全身循環路に入ることなく、眼の涙液から角膜を通って前眼房に移動する。この送給方式の利点は、全身への負荷をずっと少なくして、標的組織に薬品が濃縮されることである。これは、上述した全身への影響を軽減する傾向がある。この種の投与法の欠点は、全ての組織がこの投与経路により接近可能ではないことと、涙液が薬品のかなりの部分を比較的すばやく標的部位から流しさってしまう場合があることである。
【０００７】
送給法にかかわらず、どの部位でも、薬品および他の外来性化学物質は複数のメカニズムの組合わせにより注射部位から排除される。これらのメカニズムとしては、酵素分解、周囲組織への拡散、および全身循環系による輸送がある。これらのうち、全身循環系による輸送が通常は最も主要なメカニズムである。従って、全身への負荷を軽減するには、配給部位を、全身循環系への排除の比率が比較的低い部位とすべきである。
【０００８】
血管や卵管(fallopian tube)の壁の一部の層、ならびに眼の強膜といった、多くの生物学的組織は、細胞および血管の数が比較的少なく、望ましい配給部位となる性質を示す傾向がある。この種の組織は、絡み合った繊維と液体とから構成される。この種の組織それ自体は、繊維間の部分が一つにつながった連続網目状の「チャネル」 (隙間空間) を形成するという点で、多孔質媒体であると考えられる。これらの組織はまた、酵素活性または血液流がほとんど或いは全くないため、主要な排出メカニズムは拡散になり、薬品の全排除率は比較的低くなる。
【０００９】
従って、この種の組織内に配給された薬品は、皮膚のような、細胞および血管の割合がより高い組織におけるより、通常は注射部位により長時間局在化して残留することになる。しかし、これらの組織に伴う問題点は、それらの大部分が薄く (例、約0.3 mmから約1.5 mmまで) 、この薄い組織の内部に注射するために多くの障害があることである。
【００１０】
一般に、外来性液体を眼の強膜のような多孔質組織に注射する場合、液体はその組織のチャネル (即ち、隙間空間) 内にある内在性液体を押し退けなければならない。外来性液体が組織に導入されうる比率は、チャネルにより引き起こされる抵抗に反比例する。また、針を組織に配置する時に、針の外面に沿って、組織の外部への流体路が作られる。
【００１１】
注射をする時、１つの考慮すべき点は、この外部への経路に沿った液体の漏れを最小限にすることである。この液漏れについて考察したところ、針の経路に沿った液流れに対する抵抗は、組織と接触している針の長さ (即ち、組織に貫入している針の長さ) に正比例することが判明した。この液漏れの考察では、組織を通過する流量に対する針に沿った流量の比率が、それぞれの抵抗の比率に反比例することもさらに判明した。従って、組織内への針の侵入距離を増大させて針に沿った流れへの抵抗を増大させることが有益であろう。しかし、このような注射の際に人間が介入して針の侵入距離をコントロールするのは不正確で、変動幅がつきまとうので、特に薄い組織において針の侵入距離についてのコントロールは多くの障害をもたらす。
【００１２】
眼の網膜および脈絡膜領域への薬品送給では多くの問題点に遭遇することがある。例えば、直接注射では、網膜剥離に到る脈絡膜出血が起こる可能性がある。また、全身投与では、副作用と分子の大きさが、解決しなければならない問題を与える。さらに、結膜円蓋への局所投与には輸送の困難性という問題がある。
【００１３】
また、眼の後ろ側 (網膜および脈絡膜) への、抗体、ウイルス性ベクター等の大きな分子または粒子 (本明細書では「大きな薬剤」という) の送給は、注射を眼の硝子体液に直接行わない限り、非常に困難である。このような方法の代替法は、眼の後ろ側で強膜を穿孔し、網膜または脈絡膜組織に直接注射することである。上述したように、このような操作は、眼組織の損傷を引き起こす危険性がかなりある。さらに、強膜または結膜下空間といった離れた補給場所からのこの種の薬剤の送給は、薬剤が注射部位から非常にゆっくり拡散する傾向があるので問題が多い。
【００１４】
網膜および脈絡膜領域への薬品または他の治療剤の注射に伴う問題点を克服するために多くの手法が提案されてきた。一般に、網膜への薬品の送給は、硝子体内注射によって硝子体液を介して行われてきた。上述したように、この方法は効果的な方法であるが、網膜剥離および／または感染の危険性がかなりある。さらに、苦痛を伴うため、長期投与の場合の患者の我慢にも問題が多い。従って、特にタンパク質、抗体、ウイルス性ベクター等の大きな分子、または全身毒性が高い薬品の長期的送給にとって、別の送給方法が望まれている。
【００１５】
網膜へのサンプルの送給と網膜からのその取り出しのための提案された方法が米国特許第5,273,530号および米国特許第5,409,457号に示されている。この装置は、網膜または網膜下領域にサンプルを直接送給するか、又はそこからサンプルを取り出すためのものである。この装置は、先端が眼内または網膜下領域に侵入する深さを調節するためのカラー (つば部) を開示しているが、このカラーと先端は、網膜にサンプルを送り込む際に、強膜および脈絡膜組織の厚み全体の貫通を防止するようにはなっていない。実際、この装置は、網膜または網膜下領域へのサンプルの送給と取り出しの前に、先端が強膜および脈絡膜を横断することを必要とする。脈絡膜および網膜への侵入は、出血や、より蓋然性は低いが網膜剥離を引き起こすことがある。さらに、ユーザーは、眼のいくつかの層を通して先端または針を操作しなければならない。このような不正確な動きは、眼の各層の通過中に潜在的な合併症を引き起こす可能性がある。さらに、この装置は、針の経路と針の動きを人間の介入によりコントロールする組織への注射につきまとう、不正確さと変動幅の問題を克服していない。実際、このような不正確さにより、この薄層組織の厚み全体が針が貫通して合併症を引き起こしたり、下に述べるような薬品送給の問題を生ずることがある。
【００１６】
眼の強膜や血管壁といった薄い組織への注射は、このような装置に対して問題を生ずる。この組織への針の侵入距離は、組織の厚み、組織表面への針の直交接近、およびに人間による針のコントロールよって制限される。実際、フリーハンドの状態でユーザーが針の角度と侵入距離をコントロールすることは、特に薄層組織への注射の場合は困難である。
【００１７】
例えば、ヒトの眼の強膜は、一般に約0.3 mmから約1.5 mmまでの厚みの幅がある。従って、組織の表面に対してほぼ直交関係に向けた針で行った注射は、注射部位からの液体の漏れのために失敗に終ったり、その薄い組織全体を針が貫通してしまい、下層の組織への合併症を引き起こしたり、または標的位置から離れたところで薬剤を放出する可能性がある。
【００１８】
強膜注射の場合、強膜が網膜に近接しているということは、強膜内空間に注射した薬剤のかなりの部分が受動拡散によって網膜に到達することがあるということを意味する。強膜の非細胞性および無血管性という性質のため、酵素分解、血液流への排除、または涙液による除去に起因する薬剤の直接除去がほとんど起こりえない。さらに、下層の脈絡膜層および網膜層の損傷による合併症も解消されうる。
【００１９】
直接注射から利益を受ける別の分野は、血管壁、特にアテローム硬化プラークを持つ血管壁である。多くの血管の外面への接近は困難であるが、血管の内面への接近はそうではなく、その目的に利用可能な多くの装置がある。しかし、血管内の高い流量の血流が外来性薬剤の内面への付着を妨げる傾向があるため、治療剤をこれらの部位に直接送り込むことは問題が多い。全身投与は、可能ではあるが、治療剤から利益を受ける組織領域は血管系全体の大きさに対して小さいため、問題が多い。即ち、治療効果を得るには治療剤を大過剰に投与しなければならない。
【００２０】
ある種の血管の壁、特に心臓のそれは、一般に厚みが１mmより小さい。そのような血管壁の内部への針の正確な配置は困難である。血管壁への針の挿入は、血管を穿孔（貫通）してしまい、周囲組織への出血を引き起こすことがある。心臓の血管では、このような穿孔は生命にかかわることがある。
【００２１】
血管系への液体の直接投与用の器具は従来技術において知られている。これらは血管の内壁への実質的な直交接近を利用するが、その欠点は既に上述した通りである。また、これらの器具は、外部の薬物貯槽を利用する。針をより遠くまで組織内に挿入する、より良好な注射法は、注射部位から漏れ出る薬物の量を低減させる筈である。さらに、針のより近くに配置した薬物貯槽を持つ器具は、液体の量が実質的に少なくてすみ、従って廃棄液体の量も少なくなるであろう。
【００２２】
かくして、上述したように、例えば強膜などの薄い組織に、直接送給されるか、または例えば網膜などの標的部分に拡散させる種類の治療剤を注射するのを、確実かつ安全に助ける装置および方法が求められている。また、組織と針との間の流体力学的シールによって、注射された液体が注射の力により組織から排出されるのを制限するように、所定の侵入接近角度および侵入距離での案内つき注射において、針を組織内部に埋め込むのに有効な器具も求められている。さらに、下層の組織を傷つけることのある組織層の全厚みを貫通することなく、少なくとも組織の厚みより大きな侵入距離で針を埋め込むための方法も求められている。その上、抗体、ウイルス性ベクターなどの大きな分子または粒子、即ち、大きな薬剤を、眼の後部、例えば、網膜または脈絡膜に送り込むための安全かつ効果的な方法および装置も求められている。
【特許文献１】米国特許第5,273,530号
【特許文献２】米国特許第5,409,457号
【発明の開示】
【００２３】
従って、本発明は、関連技術の制限や欠点に起因する１または２以上の問題点が実質的に排除された、組織への薬剤の注射、より具体的には眼の強膜のような薄い組織への薬剤の注射のための注射装置および方法に関する。
【００２４】
本発明の目的の１つは、針が組織表面に実質的に平行に組織内を移動するように針を組織に挿入する方法および装置を提供することである。これは、組織に埋め込むことができる針の長さを増大させる。この増大は、今度は、埋め込まれた針に沿った流れに対する抵抗を増大させ、注射部位からの漏れを減少させる。その結果、より多量の液体を注射することが可能となり、また人間によるコントロールの変動幅も許容されるようになる。
【００２５】
本発明は、ヒトの眼の強膜といった薄い組織への治療剤の注射を確実かつ安全に助ける装置および方法を提供する。注射された治療剤は、その後、標的部位、例えば、網膜に拡散させられる。本発明はまた、注射された液体が注射の力により組織から排出されるのを最小限に抑えるように、組織と針との間の流体力学的シールを与えるのに十分な所定の侵入接近角度および侵入距離で、案内つき注射において針を組織に効果的に埋め込むための装置および方法も提供する。さらに、本発明は、下層の組織を傷つけることのある組織の全厚みを貫通する危険性を低減させるように針を埋め込むための改善された方法も提供する。本発明はまた、人間がコントロールする注射装置の動きにつきまとう不正確さや変動幅を軽減する。
【００２６】
本発明のさらなる特長および利点は以下の説明に示されており、また一部は以下の説明から明らかとなるか、本発明の実施により知覚されることもあろう。本発明の目的および他の利点は、特に本明細書における説明と特許請求の範囲ならびに添付図面に指摘された装置および方法により実現および獲得されよう。
【００２７】
本発明は、薬剤を組織に送り込むための装置に関する。この装置は、支持要素と、この支持要素上に配置された針案内プラットフォームとを備える。針案内プラットフォームは外部支持面と内部を通るチャネルとを有する。このチャネルの終端は外部支持面で開口部になっている。この装置はさらに、第一端部と第二端部とを有する針を備える。この針は、針からの出口が設けられている側壁と、針に配置された入口とを備える。出口は側壁自体に設けてもよく、あるいは針の末端に設けてもよい。好ましくは、出口は、直接注射の場合は針の末端 (先端) に、「間接」注射 (後で定義) の場合は側壁に設ける。入口は好ましくは出口と流体流連通している。
【００２８】
別の側面において、本発明は注射方法に関する。この方法は、針を組織に配置する (突き刺す) ことを含み、組織は好ましくは組織厚みを規定する第一表面と第二表面とを有する。針は、略組織厚みより大きい侵入距離で、但し針が突き出ても組織の第二表面と交差しないように組織に配置する。この方法はさらに、針の側壁に設けた出口から薬剤を組織に注入することを含む。薬剤は、針を組織内に配置した時に、前記出口から出た薬剤が針内で組織の第一表面と第二表面の一方の表面の方を向くように、出口を通して組織内に注入される。
【００２９】
別の側面において、本発明は、標的組織に薬剤を注射する方法に関する。標的組織は組織厚みを規定する第一表面と第二表面とを有する。この方法は好ましくは針を注射装置に配置することを含む。この注射装置は好ましくは、支持要素と、この支持要素上に配置された針案内プラットフォームとを備える。針案内プラットフォームは外部支持面と内部を通るチャネルとを有する。好ましくはこのチャネルに針が配置され、針はチャネルを通って注射軸に沿って動くことができる。針は好ましくは第一端部と第二端部とを有し、針からの出口が設けられている側壁と、針に配置された入口とを備える。入口は好ましくは出口と流体流連通している。
【００３０】
この方法はさらに、針を薬剤貯槽と流体流連通状態にすることを含む。また、この方法は、注射装置を組織表面に隣接して配置すること、針をチャネルから外向きに前進させること、および、針を、その出口が組織の第一表面および第二表面の一方に隣接し、かつその表面の方に実質的に向くように標的組織に埋め込むことも含む。この方法はさらに組織に薬剤を移送することも含む。
【００３１】
別の側面において、本発明は、組織に薬剤を注射するための装置に関する。この装置は、前方端部と後方端部とを有する支持要素を備える。この装置はさらに、支持要素の前方端部に配置された針案内プラットフォームを備える。この針案内プラットフォームは好ましくは、外部支持面と内部を通るチャネルとを有し、このチャネルの終端は好ましくは外部支持面で開口部になっている。
【００３２】
この装置は好ましくは、チャネル内に配置された針もまた備える。この針は、チャネルを通って後退位置から突き出た位置まで軸方向に移動可能である。この針は、第一端部と第二端部とを有する。この針はまた、針からの出口が設けられている側壁と針に配置された入口とを備える。入口は出口と流体流連通している。この針は好ましくは、後退位置から突き出た位置まで移動した時に、前記開口部から突き出る。それにより、前記針の注射軸は、針の軸線と開口部を通る支持面の投影面との交点において、支持面の接線と約60°までの鋭角の侵入接近角度を形成する。
【００３３】
別の側面において、本発明は、体内の管の管壁に注射するための装置に関する。本発明のこの装置は、前方端部と後方端部と膨張用通路とを有するカテーテル本体を備える。針案内プラットフォームがカテーテル本体の前方端部に配置されて設けられ、これは外部支持面と内部を通るチャネルとを有する。このチャネルの終端は外部支持面で開口部となっている。
【００３４】
本発明のこの装置はさらにカテーテル本体の前方端部付近に配置された膨張部材を備える。この膨張部材は膨張用通路と流体連通している。
さらに、本発明のこの装置は、チャネル内に配置された針を備える。この針は、チャネルを通って後退位置から突き出た位置まで注射軸に沿って移動可能である。この針は、前方出口と、この前方出口に対して後方に位置する入口とを有する。前方出口は入口と流体流連通している。この針は、後退位置から突き出た位置まで移動した時に、開口部から突き出る。針案内プラットフォームは、膨張部材を膨らませることにより、前記針を支持面の開口部から体内管の管壁の中に突き出させることができるように体内管に位置させることができ、さらにこの時、針は、針の軸と前記開口部を通る前記支持面の投影面との交点において、支持面の接線と約60°までの鋭角の侵入接近角度を形成する注射軸に沿って動く。
【００３５】
別の態様において、本発明は針を組織に配置する方法に関する。この組織は組織厚みを規定する第一表面と第二表面とを有する。針は、略組織厚みより大きい侵入距離で組織の第一表面の内部側に配置するが、但し針が突き出ても組織の第二表面と交差しないようにする。
【００３６】
別の態様において、本発明は、第一表面と第二表面とを有する組織に、注射地点で薬剤を注射する方法に関する。第一表面と第二表面は組織厚みを規定する。本発明のこの方法は、前方端部と後方端部とを有する支持部材を備えた注射装置に針を配置することを含む。この注射装置は、支持要素の前方端部に配置された針案内プラットフォームをさらに備える。針案内プラットフォームは外部支持面と内部を通るチャネルとを有する。このチャネルの終端は外部支持面で開口部になっている。針はチャネル内に配置され、後退位置から突き出た位置までチャネル内を注射軸に沿って動くことができる。針は前方出口とこの前方出口より後方に位置する入口とを有する。前方出口は入口と流体流連通している。針は後退位置から突き出た位置まで動いた時に、支持面の開口部から突き出る。この装置は針をチャネルに沿って前進および後退させるアクチュエータをさらに備える。
【００３７】
この方法はさらに、針を薬剤貯槽と流体流連通状態にすることと、注射装置を支持面が組織と実質的な接触関係になるように組織に隣接して配置することを含む。支持面は、組織の第一表面の幾何学的形状に実質的に適合するように形作られている。本発明のこの方法はさらに、針を開口部から外向きに前進させて、組織内に埋め込むことも行う。最後に、薬剤を薬剤貯槽から針を通して組織内に移送する。
【００３８】
本明細書で用いた「間接注射」とは、標的組織の近傍にあるか、これと実質的に接触している別の組織に対して、好ましくはカニューレ、針または他の適当な器具により薬剤を注射することにより、標的組織に薬剤を送り込むことを一般に意味する。
【００３９】
以上の一般的な説明および以下の詳細な説明のどちらも、例示または例証であって、特許請求の範囲に記載された通りの本発明のさらなる説明を与えるものであることは理解されよう。
【００４０】
添付図面は、本発明のさらなる理解を与えるために示すものであり、ここに添付されている。これらの図面はこの明細書の一部を構成し、本発明のいくつかの態様を図示し、明細書の説明と一緒に本発明の原理を説明する役割を果たす。
【００４１】
本明細書に添付され、その一部を構成する添付図面は、本発明のいくつかの態様を図示し、明細書の説明と一緒に本発明の特徴、利点、および原理を説明する役割を果たす。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４２】
以下、そのいくつかの例が添付図面に示されている本発明の好適態様に関して詳細に説明する。添付図面には、本発明の例示用の態様がある程度詳しく示されているが、当業者には明らかなように、簡明さのために本発明に関係しない一部の特徴は示されないことがある。
【００４３】
図1aおよび1bを参照すると、全体が参照番号10で表される本発明の例示装置が、側断面図として示されている。図1a〜1dに示されている例示態様の装置10と組織50は、本発明の説明をわかりやすくするため、スケールが拡大されており、その寸法または特性に制限を設けるものと解すべきではない。さらに、装置10および組織50は、明瞭さを増すため、異なるスケールで示されている。
【００４４】
装置10は、遠方側の前方端部14と手前側の後方端部16とを有する支持要素12を備える。支持要素12は、ユーザーが、片手で注射の部位を操作しながら、反対側の片手で装置をつかんで位置決めするのを可能にする。あるいは、支持要素12は、注射プロセス全体を通して安定性を高めるか、または他の方法でユーザーの手の自由度を高めるために、保持器具または他の周知の支持構造内に配置してもよい。
【００４５】
支持要素12は、ステンレス鋼もしくはアルミニウムといった金属製とすることができるが、他の適当な材料から作製してもよい。あるいは、支持要素12はプラスチックから作製することができる。支持要素12の作製材料は、注射する標的組織に対して非刺激性であることが好ましい。支持要素12は、その適用部位に応じて不透明でも透明でもよい。
【００４６】
支持要素12の前方端部14には針案内プラットフォーム18が配置されている。好ましくは、支持要素12と針案内プラットフォーム18のそれぞれの長手軸 (軸線) がほぼ平行な関係にあるが、しかし、当業者には明らかなように、この２つの軸線は完全に一致していても、あるいは互いに角度をなしていてもよい。これは、本発明の器具を使用する具体的な適用部位に依存しよう。
【００４７】
針案内プラットフォーム18は外部支持面20を有し、この外部支持面20は、以下により詳しく説明するように、注射を行うべき組織の表面に実質的に適合するように形状付与されている。針案内プラットフォーム18は、支持要素12と同じ材料から作製してもよく、あるいは必要に応じて別の材料から作製してもよい。例えば、支持要素12は、アクリルまたは他の適当なプラスチックといった軽量で透明なプラスチックから作製することができる。これに対して、針案内プラットフォーム18は、器具が使用中に滑らないように、標的の注射組織に対する摩擦係数が高い材料から作製することができる。これらに制限されないが、天然または合成ゴムのような材料が好適となりうる。刻み目もしくは表面模様を付けた金属もそうであろう。また、針案内プラットフォーム18には、組織50を針案内プラットフォーム18に対して固定された関係に保持するように、先のとがった突起15 (その１例が図1eに示されている) といった組織を突き刺すための手段、またはテーパーを付けたミゾ17 (図5a〜5cに示されている) といった組織をつかむか、挟むための手段を設けてもよい。
【００４８】
図5a〜5cを参照すると、テーパー付きミゾ17が針案内プラットフォーム18の一部として示されている。テーパー付きミゾ17は、眼の結膜55のような上にかぶさっている組織を、器具をこの結膜55に沿って、例えば眼の強膜54への注射のための所定位置に動かした時に、テーパー付きミゾ17の中につかみ入れるか、および／またはつまみ入れることを可能にしうる。これは、一例として、図5aおよび5cに示されている。これにより、上記したように、器具がその後の注射中に滑らないようになる。
【００４９】
針案内プラットフォーム18を通る軸線に沿ってチャネル22が延設されている。チャネル22の終端は外部支持面20で開口部24となっている。
針案内プラットフォーム18の内部には、針26または他の適当なカニューレ器具が配置されている。好ましくは、針26はチャネル22の中に配置されていて、針26の軸線78に沿って、後退した (引っ込んでいる) 第一位置から突き出た第二位置へと、チャネル22の中で移動可能である。針の軸線78は、チャネル22の軸線と一致しているのが好ましい。しかし、当業者には明らかなように、針の軸線78はチャネル22の軸線と一致しないように配置することも可能である。
【００５０】
針26を後退した第一位置から突き出た第二位置に前進させるのは、手動アクチュエータ28により行うことができ、このアクチュエータは支持要素12に軸方向に移動可能に配置され、針26に取り付けられている。アクチュエータ28は、支持要素12に設けたミゾ (図示せず) の中に置いただけでもよく、または周知の方法で軸方向移動が可能なように取り付けてもよい。アクチュエータ28は、装置10のオペレータからの外部作動力を直接受けるために、アクチュエータ28の後方末端に接続されたハンドル30を備えていてもよい。支持要素12に装着された圧縮ガス／ピストン設備または圧縮バネといった他の手段を使用して、針26に外部作動力を付与することもできる。これらの手段も同様にオペレータが外部から発動させることができる。
【００５１】
針26は、第一の針部分26a と第二のカニューレ部分26b とを含んでいることが好ましい。第二部分26b は、硬質でも、柔軟でも、両者の組合わせでもよい。あるいは、針26は、一定直径の単一の針部分からなるものでもよい。しかし、好ましくは、第一部分26a は第二部分26b より大きなゲージ (従って、小さな直径) のものである。例えば、第一部分26a は33または30ゲージで、第二部分26b は22ゲージでよい。一般に、当業者には理解されるように、第一部分26a は約26〜37ゲージの範囲内でよく、第二部分26b は約12〜22ゲージの範囲内でよい。しかし、注射する組織、患者または処置法に応じて、あるいは医師の好みや必要性に応じて、別のゲージサイズの他の針が適当となる場合もあることは理解されよう。一般に、針26の直径は、標的組織50の厚みより小さい。部分26a と部分26b は、周知の方法、例えば、これらに制限されないが、ハンダ付けまたは溶接 (融着) により接合することができる。あるいは、部分26a と26b は、ネジ接続、または別個のネジ付きコネクタのような取り外し可能な継手によって接合することもできる。
【００５２】
組織50に薬剤を送給、即ち、注射するために、針26は中空であり、その前方出口32 (図1cに示される) は、この前方出口32に対して後方に位置する入口34と流体流連通している。一般に、針26の内腔、即ち、中空空間は、過大な力を加えずに比較的粘稠な薬剤または液体の流れを可能にするのに十分な大きさでなければならない。図1aおよび1bに示した例示態様では、入口34は針26の第二部分26b の後部に位置している。入口34は、針26の側面のように、針26に沿って任意の位置に配置しうることは理解されよう。さらに、入口34と出口32との間の液体保留を最小限に抑えることができるように、入口34と出口32との間の距離は可能な限り短くすることが好ましい。
【００５３】
図1a、1bおよび1dにさらに示すように、ミゾ36が、針案内プラットフォーム18の内部の凹んだ後部に沿って伸びている。外側フランジ部分40と本体部分42とを有するフランジ部材38が、ミゾ36のなかに軸方向に移動可能に配置されている。フランジ部材38は、好ましくは本技術分野で周知の任意の方法により、針26にしっかり連結されている。ミゾ36は、図1dに示すように半円形とすることができ、フランジ部材38は円形形状とすることができる。しかし、当業者には理解されるように、他の形状、例えば、これらに制限されないが正方形または長方形の形状を使用することもできる。フランジ部材38は、後でより詳しく説明するように、針26が開口部24を通りすぎて支持面20から突き出る距離を制限するために設けられている。例えば、フランジ部材38は別の位置で針26に取り付けることもできるが、その位置は、針26が後退している第一位置にある時に針26が支持面20から突き出るのを可能にしてはならない。
【００５４】
組織50に送給、即ち、注射すべき治療剤を入れた薬剤貯槽44が、導管46を介して針26の入口34に接続されている。導管46は、任意の周知のチューブまたは液体輸送用の他の手段でよい。好ましくは、導管46は柔軟性で、それによりオペレータに完全な移動性を付与する。図1aおよび1bに示すように、好ましくは導管46は柔軟なチューブである。導管46は、入口34を介して針26を貫通する中空通路と選択的に流体流連通しており、針26の前方出口32から、標的組織50の中に治療剤を送り込むことができる。例えば、導管46に所望量の薬剤または液体を送り出す、シリンジポンプなどのポンプ48を駆動するスイッチ (図示せず) の手動操作に応答して、所定量の治療用薬剤または液体を送り込むことができる。薬剤貯槽44は、ポンプ48に薬剤または液体を供給する。
【００５５】
個々の要素間の相互関係ならびに全体の注射サイクルをより明確に説明するため、図1aおよび1bに具体的に示されている装置10の操作について、次に述べる。まず図1aを参照すると、装置10は、支持面20を介して組織50 (拡大スケール) とほぼ接触した関係で示されている。しかし、１または２以上の介在層の組織によって標的組織50が装置10から離されている場合には、装置10は組織の最も外側の層とほぼ接触した関係にあるだろう。針26は後退位置 (即ち、針の26a 部分が支持面20の開口部24から突き出ていない) にある。フランジ部材38はミゾ36の後方端部に位置している。
【００５６】
装置10を組織50に対して所望の位置に配置し、具体的には、支持面20が組織50 (または組織の介在層) と実質的な接触関係にあり、かつその組織に対して安定化されたら、オペレータはアクチュエータ28のハンドル30を、支持要素12に沿ってほぼ軸方向前方に動かすか、スライドさせることができる。これは、すぐ次に説明するように、針26を、図1aの後退 (引っ込んだ) 位置から、図1bに示す突き出た位置に前進させる。
【００５７】
ユーザーがハンドル30を支持要素12に沿って軸方向に動かすと、フランジ部材38はミゾ36に沿って軸方向前方に移動し、それに応じて、取り付けられている針26も、針案内プラットフォーム18のチャネル22に沿って軸方向に動く。針26およびフランジ部材38の前進または前方への軸方向移動は、外側フランジ部分40の前面がミゾ36の隆起部分25に接触するまで続く。この接触時点で、フランジ部材38は距離ｙだけ移動しており (図1aに示すように) 、針26は支持面20の開口部24から前方に突き出て、対応する侵入距離ｙだけ組織50の内部に入り込んでいる。図1fに示すように、１または２以上の組織の層により装置10が標的組織50から離されている場合には、対応する侵入距離は、挿入地点における介在層の組織100 の厚みｘをｙから差し引いた長さとなろう。侵入距離は、多様な適用例ごとに個別的に選択することができ、それに応じて、目標とする侵入距離に適合するように針26へのフランジ部材38の取り付け位置を変化させることができることは理解されよう。
【００５８】
図1bに示すように、フランジ部材38の外側フランジ部分40の前面がミゾ36の隆起部分25に接触する。こうして、針26の前方への軸方向移動が阻止される。この時点で、ユーザーは別に、ポンプ48を駆動するスイッチ (図示せず) に触れることができる。スイッチに応答して、ポンプ48は、所望量の液体または薬剤を、薬剤貯槽44から導管46と針26とを経て、組織50内部の目標とする注射部位に送り込む。
【００５９】
上述したようにして液体を注射した後、ユーザーは通常はハンドル30を支持要素12に沿って軸方向後方 (手前側) に動かすか、スライドさせればよい。それにより、フランジ部材38と針26が同じ方向に動くことになる。ユーザーは、フランジ部材38の本体部分42の後端がチャネル22の後方壁面41に接触するまで、ハンドルを軸方向後方に動かし続けることができる。この時点で、その特定の適用例に対して選択した要素、特にフランジ部材38の寸法のために、針26は針案内プラットフォーム18の内部に安全に引っ込められており、装置10を組織50および／または介在層の組織から引き離すことができる。あるいは、ユーザーは針26を組織50から直接引き抜くこともできる。
【００６０】
図2aないし2cを参照すると、本発明の第二の例示態様が示されている。上と同じ参照番号が適宜使用されている。
この第二の例示態様の装置は全体として番号13で表される。図2a〜2cに示されている例示態様の装置13と組織50は、本発明の説明を明確にするため拡大されており、その寸法または特性を制限するものと解すべきではない。この第二の態様は、装置13と標的組織50との間の介在層の組織にも使用することができる。しかし、簡明にするため、第二の態様については、介在層に言及せずに説明する。しかし、当業者であれば、残りの態様も複数の層を持つ組織に対して使用できることは理解しよう。また、より明確にするため、装置13と組織50は異なるスケールで示してある。
【００６１】
装置13は、支持要素12 (部分図で示す) を備え、それに針案内プラットフォーム18が配置されている。上述したように、支持要素12と針案内プラットフォーム18のそれぞれの軸線がほぼ平行な関係にあることが好ましいが、しかし、当業者には明らかなように、この２つの軸線は完全に一致していても、あるいは互いに角度をなしていてもよい。これは、本発明の器具を使用する具体的な適用部位に依存しよう。
【００６２】
針案内プラットフォーム18は外部支持面20を有し、この外部支持面20は、注射する組織50の表面に実質的に適合するように形状付与されている。針案内プラットフォーム18は、その中に配置された案内チャネル22をさらに備える。チャネル22は後部22a と前部22b とを含む。前部22b は、好ましくは断面積が後部22a より小さく、その終端は外部支持面20で開口部24となっている。後部22a と前部22b は、任意の実用的な形状および／または断面を有するものでよいが、好ましくは各部分は円筒形で、従って断面は円形である。
【００６３】
薬剤貯槽44が、チャネル22の前部22b の中に軸方向移動可能に配置されている。好ましくは、薬剤貯槽44は円筒形であるが、任意の他の実用な形状も使用でき、例えば、これらに制限されないが、正方形または三角形でもよい。薬剤貯槽44は、ハウジングまたは本体45とピストン47とを有しており、ピストンは容積が可変のチャンバー49を形成するように、本体45の内部でシールしながら軸方向に移動可能である。ピストン47は、適当なエラストマー、または薬剤貯槽44の本体45とシール接触させるのに適した他の材料から形成することができる。チューブ状 (中空) の針26は、その後方端部が薬剤貯槽44に取り付けられ、それと流体流連通している。
【００６４】
図2a〜2cに示すように、アクチュエータ28が軸方向に移動可能に配置されている。アクチュエータ28は、部分的には針案内プラットフォーム18のチャネル22の内部に収容されているが、このチャネルの後方端部を突き抜けて、部分的には支持要素12の内部に収容される。図2a〜2cに示した例示態様では、アクチュエータ28はロッドまたはシャフト77を備え、このシャフト77は、その前方端部に配置されたプランジャー29と、その後方端部に配置された延長アーム31とを有する。針案内プラットフォーム18のチャネル22内に位置する部分のシャフト77にはラセン圧縮バネ35が配置され、プランジャー29とチャネル22の後方壁面37との間に挟まれている。延長アーム31は、好ましくはシャフト77からほぼ垂直に支持要素12の外側まで伸びていて、後でより詳しく説明するように、シャフト77がほぼ軸方向に動くにつれて、支持要素12を通るスロット (図示せず) 内を自由に動くことができる。好ましくは、後でより詳しく説明するように、ユーザーが注射後にシャフト77と、それに伴って針26とを後退させることができるように、延長アーム31の反対側の端部にはタブ33または他の適当な手段が配置されている。
【００６５】
針案内プラットフォーム18の外面にはトリガー64が配置されており、これはボタンまたは他の適当な器具でよい。トリガー64は、レバー66の一方の端部 (第一の端部) 71に周知の方法で取り付けることができる。レバー66は、ピン70または他の適当な手段を回転軸としてピボット旋回するように作られている。レバー66の他端である第二の端部72は、好ましくは図2aに示すように、カム面73と、針26が後退位置にある時にプランジャー29と実質的に係合状態になることができる平らな平面表面74とを有する。トリガー64は、本技術分野で周知の他の方法により放出を発動させることもできる。
【００６６】
個々の要素間の相互関係ならびに全体の注射サイクルをより明確に説明するため、装置13の操作について次に述べる。まず図2aを参照すると、装置13は、支持面20を介して組織50 (明瞭にするため拡大スケール) とほぼ接触した関係で示されている。針26は後退位置 (即ち、支持面20の開口部24から突き出ていない位置) にある。薬剤貯槽44はチャネル22の後方端部に位置している。レバー66の第二の端部72、より具体的には平面表面74は、プランジャー29と実質的に係合しており、プランジャーの軸方向の移動を禁止し、バネ35を圧縮状態に保持している。さらに、ピストン47はハウジング45の後方端部に位置している。
【００６７】
装置13を組織50に対して所望の位置に配置し、具体的には、支持面20が組織50と実質的な接触関係にあり、かつその組織に対して安定化されたら、オペレータはトリガー64を押し下げることができる。これは、すぐ次に説明するように、針26を、図2aの後退 (引っ込んだ) 位置から、図2bに示す突き出た位置に前進させる。
【００６８】
ユーザーがトリガー64を押し下げると、レバー66がピン70を中心として回転し、この回転により、レバー66の第二の端部72が滑り上がって、アクチュエータ28のプランジャー29との係合から外れる。これが次に圧縮バネ35を開放し、バネにより押されて、プランジャー29は前方に向かって軸方向に移動する。圧縮バネ35は、プランジャー29を軸方向前方に駆動する力を付与する任意の圧縮手段に置き換えてもよい。プランジャー29はピストン47と接触し、薬剤貯槽44をチャネル22の後部22a に沿って軸方向に動かし、それに伴って、貯槽に取り付けられている針26もチャネル22の前部22b に沿って軸方向に動く。針26と薬剤貯槽44の前方への軸方向の移動は、ハウジング45の前端がチャネル22の前方壁部53に接触するまで続く。この接触時点で、薬剤貯槽44は距離ｘだけ移動しており (図2aに示すように) 、針26は支持面20の開口部24から前方に突き出て、対応する侵入距離ｘだけ組織50の内部に入り込んでいる。侵入距離は、多様な適用例ごとに個別的に選択することができ、それに応じて、選択した侵入距離に適合するように、部材、例えば、これらに制限されないが、薬剤貯槽44およびチャネル22の寸法を変化させることができることは理解されよう。チャネル22の内部で薬剤貯槽44および針26を軸方向に動かすのに要する力は、薬剤貯槽44のハウジング45にシールするように配置されているピストン47を動かすのに要する力より小さいことも当業者には理解されよう。
【００６９】
図2cに示すように、薬剤貯槽44はチャネル22の前方壁部53と接触している。こうして、針26と薬剤貯槽44の前方への軸方向移動は阻止される。しかし、プランジャー29は、バネ35の伸びのために前方に動き続け、薬剤貯槽44のハウジング45の中にシールするように配置されたピストン47の抵抗力に打ち勝つ。ピストン47が軸方向前方に動くにつれて、所定量の液体または薬剤76が、針26を経て組織50内部の目標とする注射部位に押し込まれる。
【００７０】
上述したようにして液体を注射した後、ユーザーは通常は、タブ33をバネの力に抗して軸方向後方 (手前側) にスライドさせることができる。それにより、薬剤貯槽44と針26は同じ方向に動くことになる。プランジャー29が後方に向かって軸方向に滑り動くと、これがレバー66の第二の端部72のカム面73に接触するようになり、この接触によって、レバー66がピン70を中心にして逆時計方向に (図2a〜2cに関して) 回転する。同時に、バネ35はプランジャー29により圧縮される。プランジャー29がレバー66の第二の端部72を通りすぎたとたん、レバー66は順時計方向に回転して、レバー66の平面表面74は、当初の図2aに示したようなプランジャー29との実質的な係合状態に戻る。あるいは、ユーザーは針26を組織50から直接引き抜くこともできる。
【００７１】
当業者には理解されるように、各種のアクチュエータ手段 (メカニズム) を本発明で採用できる。例えば、プランジャー29は、上記の代わりに、トリガー64により動作させることのできるバルブにより圧縮ガスの供給源に接続してもよい。あるいは、プランジャー29をユーザーが手で作動させてもよい。また、針26の突き出しと、薬剤貯槽44内部と針26を通って標的注射部位への液体の移動とを達成するために、別々のアクチュエータを組合わせたアセンブリを採用することも可能である。
【００７２】
次に3a図を参照すると、支持面20の詳細図が人体の代表的組織50との関係で示されている。図3aに見ることができ、また上述したように、支持面20は組織50の表面と実質的に接触する形状が付与されている。組織50は、外面51と内面52とを含む。図3aに装置10の針案内プラットフォーム部分18に対して異なるスケールで示すように、外面51と内面52は一緒に組織厚みｔを規定している。
【００７３】
本発明の装置10は、多様な組織50、特に曲率半径が変動する形状を持つ薄層組織に有用であることは当業者には理解されよう。さらに、本発明の技術思想は、平たい組織も包含しうる。本発明が特に適している多くの生物学的組織としては、これらに限られないが、血管および卵管の管壁の一部の層、ならびに眼の強膜が挙げられる。
【００７４】
特に薄層組織型の組織50への注射は、外面51と内面52とで規定される厚みｔ、ならびに曲率半径ｒによる制約を受けることがある。厚みｔは、ヒトの眼の強膜の場合、約0.3 mmから約1.5 mmの範囲となりうる。このような薄い層への注射に対する主要な制約は、薄い組織50内への針26の侵入距離が不十分であるために、普通は針26に沿って外面51の方向に起こる液漏れである。別の制約は、案内された注射経路を与え、人間の操作によるエラーを防ぐ目的で、標的組織50、特に曲率半径ｒの小さい組織に対して、器具を安定化させられないことである。また、組織が柔らかくて動くことも、人間による針の侵入距離のコントロールや標的配給部位内での針の配置全体のコントロールに関して多くの問題を生ずる。
【００７５】
図3aに示し、また既に上述したように、本発明の例示態様はこれらの制約を克服する。まず、次により詳しく説明する、針26を一定の侵入接近角度αで挿入することで、針26を組織50の外面51にほぼ平行に進めることが可能となる。針26は、実質的に外面51と内面52との間、より具体的には、好ましくは外面51と内面52の中ほどに配置される。この配置により、組織50への針26の侵入距離は、漏れを少なくするのに十分な長さ、例えば、次により詳しく説明するように、少なくとも組織厚みｔより大きな長さまで増大する。
【００７６】
まっすぐな針を持つ態様の場合、図3aに見られるように、注射軸27は針26の軸線と一致する。注射軸27は、開口部24を通る支持面20の投影面と交差する。この注射軸27と開口部24を通る支持面20の投影面との交差は、交点Ｐを規定する。周知のようにして、支持面20に対して交点Ｐの位置で接線Ｔ−Ｔを規定することができる。接線Ｔ−Ｔと注射軸27とが一緒になって、侵入接近角度αを規定する。角度αは、接線Ｔ−Ｔ、注射軸27および交点Ｐで接線Ｔ−Ｔに垂直に引いた線により規定される平面内で測定される。当業者には明らかなように、支持面20を標的組織50の外面51と実質的に接触させる時に組織50の形状に実質的に適合させるため、支持面20は、例えば、これらに限られないが、湾曲面または平面といった変化する形状を含むことができる。支持面20の形状に関係なく、交点Ｐでの接線Ｔ−Ｔは周知の方法で規定することができる。支持面20が平面である場合は、接線Ｔ−Ｔは支持面20とほぼ一致することになり、交点Ｐは注射軸27と開口部24を通る支持面20の投影面との交点で規定することができることは理解されよう。
【００７７】
別の態様において、本発明の技術思想は、湾曲したチャネル22内に、その中を移動するように湾曲した針26が配置されている場合を包含しうることは理解されよう。このような態様の１例を、図3bに部分図として示す。図3bに見られるように、針26の軸線78は、好ましくは湾曲したチャネル22の湾曲した軸と対応するように湾曲している。針26は湾曲した軸線78に沿って移動可能である。軸線78は、開口部24を通る支持面20の投影面と交差する。この軸線78と開口部24を通る支持面20の投影面との交差は、交点P'を規定する。周知のようにして、支持面20に対して交点Ｐ' の位置で接線Ｔ−Ｔを規定することができる。また、湾曲した針26の注射軸を、針26の湾曲した軸線78に対する交点P'での第二の接線T'−T'として規定することができる。接線Ｔ−Ｔと注射軸27 (接線T'−T') は一緒に、侵入接近角度αを規定する。角度αは、接線Ｔ−ＴおよびT'−T'、軸線78および交点P'で接線Ｔ−Ｔに垂直に引いた線により規定される平面内で測定される。当業者には明らかなように、支持面20は、上述したように、例えば、これらに限られないが、湾曲面または平面といった変化する形状を含むことができる。
【００７８】
上述し、また図1fにも示したように、本発明は１または２以上の介在層の組織100 によって装置10と標的組織50とが隔離されている場合にも使用することができる。図3cは、多層の組織100, 50 の場合に使用する、まっすぐな針を持った装置10の針案内プラットフォーム18の部分を示す。侵入接近角度は上に説明したように求められる。さらに、図3bに示したような湾曲した針を含む別の態様も、介在層の組織100 を持つ場合に使用することができる。
【００７９】
特定の組織からの特定の液体または薬剤の漏れを防止するのに必要な針26の最小侵入距離は、その組織の透過性および弾性特性とその液体または薬剤の粘度とから推定することができる。組織の透過性は、Fatt and Hedbys, Exp. Eye Res., Vol. 10, p. 243 (1970) (その全体をここに援用する) に記載の方法といった、比較的単純な周知の実験方法を用いて多孔質媒体について測定することができる。
【００８０】
ある所望の埋め込み侵入距離に対して、針26を挿入することができる侵入接近角度にはある一定の範囲がある。ある特定の適用例に対して選択される侵入接近角度αはいくつかの因子に支配される。そのような因子としては、その組織の透過性、その液体または薬剤の粘度、組織50の厚みｔおよび曲率半径ｒ、針26のサイズ、ならびに人間のエラーの起こり易さが挙げられる。
【００８１】
一般に、ある特定の適用例について侵入接近角度αに影響を及ぼしうる全ての因子を考慮すると、約60°までの侵入接近角度αが一般に好ましい。角度αのこのような範囲は、注射部位からの漏れを、解消できなくても、最小限に抑える針侵入距離を与え、組織の全幅 (即ち、内面) を穿孔してしまう可能性が解消される。また、このような範囲は、組織の柔軟性の変動およびこれが組織内の針の配置のコントロールに及ぼす影響を実質的に解消する。さらに、このような範囲は、平らに近い組織表面を包含する多様な組織形状への適用を可能にする。
【００８２】
図4aおよび4bを参照すると、拡大詳細図で示されている、図2a〜2cに示した例示態様と同様の装置10が、ヒトの眼の強膜54と関連づけて示されている。ヒトの眼の強膜54 (図4aおよび4bにはスケール外れで＜拡大されて＞示されている) の厚みｔは、外面60と内面62とで規定され、その範囲は眼球赤道付近の約0.3 mmから約1.5 mmまでの範囲に及ぶ。強膜54は脈絡膜56および網膜58を覆っている。図4aおよび4bからさらにわかるように、装置の支持面20は、強膜54の外面60に適合するような形状に作られている。この強膜54の外面60の形状は、結局は典型的なヒトの眼球または眼11の曲率半径により規定される。一般に、ヒトの眼の強膜54の曲率半径は約1.2 cmである。
【００８３】
針26と強膜54との間に十分な流体力学的シールが形成され、それにより治療用の液体または薬剤の漏れが最小限に抑えられるように強膜54に針26を埋め込むには、針26の侵入距離はおよそ約1.5 mmから約4 mmの範囲内とすればよい。より好ましくは、この侵入距離は約2 mmから約3 mmの範囲内であろう。
【００８４】
強膜54の曲率半径および透過性、注射する液体または薬剤の粘度、ならびに強膜54内への標的注射地点を考慮すると、針26は約30°の概略侵入接近角度αで挿入するのが好ましいという結果が出るかもしれない。眼の円周方向における強膜の厚みの変動、強膜への液体または薬剤の適当な配置、および人間であるオペレータのエラーを考慮すると、強膜内への注射の侵入接近角度αの好ましい範囲は約20°から約40°となろう。
【００８５】
例えば、これに限られないが、より確実なシール性 (液漏れ防止性) を与えるか、または強膜54内の特定の位置で注射する目的で、針26の侵入距離を増大させることが必要となるか、望ましい場合がある。このような侵入距離の増大を容易にするために、侵入接近角度について相関的な変化も必要となることがある。
【００８６】
図6a〜6cを参照すると、本発明の第三の例示態様が示されている。この第三の例示態様の装置は、全体として参照番号80で表される。装置80は、カテーテル本体81を有しており、その内部を通って案内チャネル８が延設されている。
【００８７】
カテーテル本体81は、注射をする組織50の表面に実質的に適合するように形状付与された外部支持面５を含んでいる。アクチュエータ19がカテーテル本体81の内部に配置されており、これはピストンまたはプランジャー７と接続可能であって、そのプランジャーを案内チャネル８に沿って動かすことができる。アクチュエータ19は、例えば、アクチュエータ19に接続されたコントローラ21により手動または自動で操作しうることは、当業者には理解されよう。本発明には各種のアクチュエータ機構 (手段) を採用できることも当業者には理解されよう。例えば、アクチュエータ19は、ガス／ピストン装置、圧縮バネ、またはピストン７を案内チャネル８に沿って動かすための他の適当かつ実際的な装置でよい。
【００８８】
カテーテル本体81の内部の曲線チャネル23 (図6bおよび6cに見られる) の中に針４または他の適当なカニューレ装置が配置されている。針４はチャネル23を通って、第一の後退 (引っ込んだ) 位置から突き出た位置に移動可能である。針４は、次により詳しく説明するように、アクチュエータ19およびピストン７によって、後退位置から突き出た位置に前進させることができる。針４は、曲線形状に予め形成されているか、柔軟性であるか、またはその両者の組合わせのいずれでもよい。
【００８９】
針４は、好ましくはその後端部において、導管３と流体流連通可能に接続されている。導管３も同様に、好ましくはその後端部においてコラプシブル (潰すことができる) 薬剤貯槽６に取り付けられている。コラプシブル貯槽６は、好ましくはゴムまたはプラスチック等のベローズ (蛇腹) 式弾性材料から作製される。或いは、当業者には明らかなように、針４は、柔軟チューブ等の延長導管または他の適当な手段を介して離れた薬剤貯槽に接続してもよい。
【００９０】
図6dに示すように、カテーテル本体81の上にバルーン１または他の適当な膨張部材を配置することが好ましい。装置の具体的な適用部位に応じて、バルーン１は必要または不要となりうる。バルーン１は、膨張導管９と流体流連通しており、流体供給源 (図示せず) から膨張流体を受けることができる。
【００９１】
次に、図6a〜6dに具体的に示した装置80の操作について、個々の要素間の相互関係ならびに全体の注射サイクルをより明確に説明する目的で説明する。
装置80、より具体的にはカテーテル本体81を、体内の管、例えば、卵管の内腔に周知の方法で導入する。外部支持面５を、組織50の中で標的注射部位のごく近くに位置させる。カテーテル81が所望の位置に配置されたら、ユーザーは流体供給源を作動させて、一定量の流体を膨張導管９からバルーン１へと流す。バルーン１はその流体に応答して膨張し、支持面５を動かして、組織50に実質的に接触関係になるようにする。それにより、組織50は支持面５の外形 (輪郭) に順応した形状となる。
【００９２】
組織50が支持面５の外形に順応したら、オペレータはアクチュエータ19を作動させて、プランジャーまたはピストン７を案内チャネル８に沿って動かす。それにより、針４が予め設定した距離だけ曲線チャネル23に沿って動く。この距離は、針４を所望の侵入距離だけ組織50の中に埋め込むことができるように設定される。プランジャーまたはピストン７を引き続き変位させる (動かす) と、貯槽６が変形して、その中に入っている液体が針４から組織50に押し出される。
【００９３】
上述したようにして液体を注射した後、上記操作を逆転させて行うことにより針４を後退させ、カテーテル本体81を体内の管の内腔から取り出す。あるいは、複数の注射を行うことができることも当業者には理解されよう。
【００９４】
本発明の別の態様が図７に示されている。図示のように、針26は好ましくは、第一端部700aおよび第二端部700bとを有する単一の針部700 からなる。針部700 はさらに側壁705 を含んでいる。側壁705 は針26からの出口710 を形成している。好適態様にあっては、側壁705 は針26の第一端部700aの近くか、それに隣接して出口710 を形成する。当業者には明らかなように、出口710 は針26に沿って複数の位置に形成してもよい。入口720 も針26に配置されている。入口720 も同様に、針26の第二端部700bの近くか、それに隣接して配置することができる。上記と同様に、入口720 は側壁705 に形成することができる。しかし、好ましいのは、入口720 を、図７に示すように、第一端部700aの端面に形成することである。図７に示すように、入口720 が、針26の中を通っている内腔、即ち中空空間の軸線Ｚ−Ｚと実質的に同一線の関係にあることも好ましい。本例示態様においては、針26は上述した注射装置の一部として使用することが好ましいが、このような針の使用に制限されるものではないことは当業者には理解されよう。
【００９５】
針26はまた、好ましくは第一端部700aに設けた、尖った先端部730 を備えることが好ましい。当業者には明らかなように、尖った先端部730 は周知の方法で針26と一体に形成してもよく、あるいは任意の周知の技法を用いて針26に取り付けることもできる。また、尖った先端部730 は、これに制限されないが、三角形を含む任意の数の多角形、または図７に示すように円錐形から構成できることも、当業者には明らかであろう。
【００９６】
やはり図７に示すように、出口710 は入口720 と実質的に非同一線の関係にして、後でより詳しく説明するように、標的組織の１つの表面の方に向けて薬剤を放出できるようにすることが好ましい。当業者には明らかなように、出口710 は好ましい非同一線の関係に適合するように、針26に多様な形態で配置することもできる。これは、例えば、それに限られないが、尖った先端部730 の角度がついた表面に出口710 を形成することを含む。また、複数の出口710 を側壁705 に形成することもでき、その場合の複数の出口710 は、それらに限られないが、針26に沿って線状に配列したり、または針26の円周面に沿って放射線状に配置することを含む、多くの配置の形態としうることも当業者には理解されよう。
【００９７】
次に図８に転ずると、針26が眼の強膜のような組織50に埋め込まれた状態で示されている。組織50は第一表面51と第二表面52を有する。上記のように、複数の組織が組織50と隣接して存在しうる。そのような組織の例としては、これらに限られないが、眼の脈絡膜56および網膜58を挙げることができる。上述したように、針26は好ましくは、薬剤の漏れを最小限に抑えるのに十分な組織50への侵入距離を可能にする侵入接近角度で組織50に埋め込まれている。上記のように、針26は少なくとも組織厚みｔより大きな距離で組織50の中に埋め込まれていることが好ましい。
【００９８】
一般に、三つの基本的因子が間接注射の有効性に影響する。これらの因子は、組織50の標的表面 (図８では表面52) に対する針26からの薬剤流れの方向 (矢印Ｒで示す) 、表面52からの出口710 の距離、および出口710 を通って針26から出る時の薬剤の速度を含む。図７および８に示した例示態様は、眼の網膜58いった、下層の組織に薬剤を間接注射するのに極めて有効であることが判明した。
【００９９】
実際、図８に示すように、強膜といった組織50から脈絡膜56または網膜58に注射する時、出口710 を実質的に標的表面52の方に向けて、この表面に可及的に近づけて配置することが好ましい。出口710 を標的表面52のより近くに配置するほど、この注射法の効力が大きくなる。換言すると、出口710 が表面52に近づくほど、放出された全薬剤のうち、標的組織、例えば、脈絡膜56または網膜58、に到達する薬剤の割合が大きくなる。さらに、出口710 の幾何学的形状も注射の効率に重要な役割を果たす。流量が一定であれば、一般に、出口710 が小さいほど、薬剤の速度が大きくなる。
【０１００】
以上に説明したいくつかの例示態様を用いた実施例を次に提示する。下記の実施例は本発明を例証するためのものであり、本発明の範囲を制限するものと考えるべきではないことは当業者には理解されよう。
【実施例】
【０１０１】
実施例１
100 ミクロンのオリフィスを有する33ゲージの注射針を、眼の強膜組織内に、針の出口を強膜の内面の方に向けて、強膜の略厚みより大きな侵入深さで配置した。上述した方法を用いて、約１〜４μL/秒の流量で１％フルオレセイン染料溶液10μL の注射を行ったところ、直ちに網膜組織の着色を生じた。この着色は、針の尖った先端が強膜を貫通することなく起こった。網膜部分の着色に要した時間は、注射部位からのフルオレセインの拡散により生ずる着色から従来観察されてきた時間より短かった。また、その後で、針の出口を強膜の外面 (即ち、脈絡膜および網膜とは反対側の面) に向けて注射を行ったところ、網膜が直ちに着色することは観察されなかった。従って、フルオレセイン染料溶液は、針の出口から直接網膜に輸送されることにより送り込まれていたと判定された。
【０１０２】
実施例２
別の実験で、100 ミクロンのオリフィスを有する33ゲージの注射針を用いて、例えば、コロイド状炭素およびウイルス粒子 (そのどちらも粒径50〜150 nmの範囲内の微粒子懸濁液である) を、網膜のような強膜の下側にある組織に、強膜を完全に貫通することなく、直接送り込んだ。コロイド状炭素粒子の供給は約１〜４μL/秒の流量で行った。ウイルス粒子の供給は約４μL/秒の流量で行った。事前の実験は、これらのような薬剤は、その大きなサイズのために注射部位から非常にゆっくり拡散する傾向があることを示した。しかし、本実験においては、強膜を介した拡散により説明されうるよりずっと早くに下層の組織中に薬剤が認められた。
【０１０３】
実施例３
100 ミクロンのオリフィスを有する33ゲージの注射針を、眼の強膜組織内に、針の出口を強膜の内面の方に向けて、強膜の略厚みより大きな侵入深さで配置した。緑色蛍光タンパク質(GFP) に対する遺伝子を含有するアデノウイルスベクターを、0.6 の感染多重度(multiplicity of infection) で約４μL/秒の流量で注射した。ウイルスベクターの供給は、脈絡膜および網膜の細胞がGFP を発現することを実証することによって証明された。このような脈絡膜または網膜内の発現は、ウイルスが横断することなく達成することはできない。
【０１０４】
以上に本発明の各種態様を説明したが、これらは制限ではなく例示を目的とするものにすぎないことは理解されよう。即ち、本発明の範囲は上述した例示態様のいずれによっても制限されるものではなく、特許請求の範囲およびその均等物に従ってのみ規定される。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１ａ】後退位置にある針で示した本発明装置の１例示態様の縦断面図である。
【図１ｂ】突き出た位置にある針で示した本発明装置の１例示態様の縦断面図である。
【図１ｃ】本発明の装置の１例示態様の針の前方出口の詳細図である。
【図１ｄ】図１ｂのＡ−Ａ線に沿った本発明装置の１例示態様の交差縦断面図である。
【図１ｅ】本装置を組織に対して安定化させるための別の例示態様の部分図である。
【図１ｆ】介在層を持つ組織に用いた本発明装置の１例示態様の詳細図である。
【図２ａ】後退位置にある針で示した本発明装置の第二の例示態様の縦断面図である。
【図２ｂ】は薬剤貯槽から液体を送り込む前の針が突き出た位置にある時を示した本発明装置の第二の例示態様の縦断面図である。
【図２ｃ】薬剤貯槽から液体の送給した後の針が突き出た位置にある時を示した本発明装置の第二の例示態様の縦断面図である。
【図３ａ】針案内プラットフォームと例示組織との間の関係の詳細図である。
【図３ｂ】湾曲した針に関する別の態様の上と同様の詳細図である。
【図３ｃ】針案内プラットフォームと複数の層を持つ例示組織との間の関係の詳細図である。
【図４ａ】本発明装置の１例示態様を使用した眼の強膜領域への注射を示す。
【図４ｂ】本発明装置の１例示態様を使用した眼の強膜領域への注射を示す。
【図５】図５ａ〜５ｃは本装置を組織に対して安定化させるための別の態様を示す。
【図６ａ】本発明の第三の例示態様の縦断面図である。
【図６ｂ】突き出た針と共に示した本発明の第三の例示態様の端面断面図である。
【図６ｃ】後退した針と共に示した本発明の第三の例示態様の端面断面図である。
【図６ｄ】第三の例示態様の支持面の形状の部分詳細図である。
【図７】本発明の第四の例示態様の詳細図である。
【図８】本発明の第四の例示態様を用いた組織への注射を示す。
【符号の説明】
【０１０６】
１: バルーン、３: 導管、４: 針、５: 外部支持面、６: 薬剤貯槽、７: プランジャー、８: 案内チャネル、９: 膨張導管、10: 注射装置、11: 眼、12: 支持要素、13: 注射装置、14: 前方端部、15: 突起、16: 後方端部、17: テーパー付きミゾ、18: 針案内プラットフォーム、19: アクチュエータ、20: 外部支持面、21: コントローラ、22: チャネル、22a:チャネル後部、22b:チャネル前部、24: 開口部、26: 針、26a:第一針部分、26b:第二針部分、27: 注射軸、28: アクチュエータ、29: プランジャー、30: ハンドル、31: 延長アーム、32: 薬剤出口、33: タブ、34: 薬剤入口、35: 圧縮バネ、36: ミゾ、38: フランジ部材、40: 外側フランジ部分、42: フランジ本体部分、44: 薬剤貯槽、45: ハウジング、46: 導管、47: ピストン、48: ポンプ、50: 組織、51: 阻止外面、52: 組織内面、54: 強膜、55: 結膜、56: 脈絡膜、58: 網膜、60: 強膜外面、62: 強膜内面、64: トリガー、66: レバー、70: ピン、73: カム面、74: 平面表面、76: 薬剤、77: シャフト (ロッド) 、78: 針の軸線、80: 注射装置、81: カテーテル本体、100:組織、700:針部、710:出口、720:入口、730:先端部、ｔ：組織厚み、ｒ：組織の曲率半径、ｘ：介在層の厚み又は針の侵入距離、ｙ：針の移動（侵入）距離、  Ｔ−Ｔ: 接線、Ｐ :交点、α：針の侵入接近角度
【図１ａ】
2008062088.tif 000003
【図１ｂ】
2008062088.tif 000004
【図１ｃ】
2008062088.tif 000005
【図１ｄ】
2008062088.tif 000006
【図１ｅ】
2008062088.tif 000007
【図１ｆ】
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【図２ａ】
2008062088.tif 000009
【図２ｂ】
2008062088.tif 000010
【図２ｃ】
2008062088.tif 000011
【図３ａ】
2008062088.tif 000012
【図３ｂ】
2008062088.tif 000013
【図３ｃ】
2008062088.tif 000014
【図４ａ】
2008062088.tif 000015
【図４ｂ】
2008062088.tif 000016
【図５】
2008062088.tif 000017
【図６ａ】
2008062088.tif 000018
【図６ｂ】
2008062088.tif 000019
【図６ｃ】
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【図６ｄ】
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【図７】
2008062088.tif 000022
【図８】
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