(57)【要約】  本明細書には、薬剤を固形組織に送達するためのデバイスおよび方法が開示されている。
2015533522.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する前記上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する前記底部ブロックとを含み、前記上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、前記第１および第２の複数の穴は、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で前記上部ブロックおよび前記底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされている、デバイス。
【請求項２】
少なくとも１つの調節可能な脚部をさらに含み、前記少なくとも１つの調節可能な脚部が前記底部ブロックに取着されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項３】
４つの調節可能な脚部がある、請求項２に記載のデバイス。
【請求項４】
前記少なくとも１つの脚部が垂直および水平に調節可能である、請求項２に記載のデバイス。
【請求項５】
前記底部ブロックが固定されている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項６】
前記上部ブロックが、前記底部ブロックに対して垂直に移動する、請求項１に記載のデバイス。
【請求項７】
前記上部ブロックが、前記底部ブロックに取着されたガイド棒に沿って移動する、請求項６に記載のデバイス。
【請求項８】
前記上部ブロックの垂直移動を制御するシステムをさらに含む、請求項６に記載のデバイス。
【請求項９】
前記第１および第２の複数の穴が、実質的に平行な列に並べられている、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１０】
少なくとも１本の針をさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１１】
制御アタッチメントが前記少なくとも１本の針に取着されている、請求項１０に記載のデバイス。
【請求項１２】
前記制御アタッチメントが前記少なくとも１本の針の挿入を停止し、それによって固形組織への針の挿入深さが制御される、請求項１１に記載のデバイス。
【請求項１３】
少なくとも１つのばねをさらに含み、前記少なくとも１つのばねが、前記調節可能な脚部と前記底部ブロックとに実質的に接触している、請求項２に記載のデバイス。
【請求項１４】
前記底部ブロックを貫通するガイド棒をさらに含む、請求項１に記載のデバイス。
【請求項１５】
前記ガイド棒が固形組織に挿入される、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１６】
前記ガイド棒が、前記針を固形組織上に位置決めする、請求項１４に記載のデバイス。
【請求項１７】
上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する前記上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する前記底部ブロックとを含み、前記上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、前記第１および第２の複数の穴は、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で前記上部ブロックおよび前記底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされている、デバイス。
【請求項１８】
請求項１に記載のデバイスを操作する方法であって、
ａ．１本または複数の針を、前記上部ブロックおよび前記底部ブロック内に通して固形組織内に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、
ｂ．同時に前記上部ブロックを前記底部ブロックから離すように移動させかつ少なくとも１種の薬剤を前記固形組織内に注入するステップと
を含む方法。
【請求項１９】
前記少なくとも１本の針が、ｉｎ ｖｉｖｏで前記固形組織に挿入される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
前記固形組織が腫瘍である、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
前記制御アタッチメントが、針の挿入深さを制御する、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
前記少なくとも１種の薬剤がカラム内に注入される、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記カラムの長さが１〜１０ミリメートルである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記１本または複数の針が、少なくとも２本の針を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２５】
前記１本または複数の針が、少なくとも５本の針を含む、請求項１８に記載の方法。
【請求項２６】
固形組織内の少なくとも１種の薬剤を評価する方法であって、
ａ．請求項１に記載のデバイスの下に、前記固形組織の少なくとも一部を配置するステップと、
ｂ．１本または複数の針を、前記上部ブロックおよび前記底部ブロックに通して前記固形組織に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、
ｃ．同時に、前記上部ブロックを前記底部ブロックから離すように移動させるステップと、
ｄ．少なくとも１種の薬剤を前記固形組織内に注入するステップと、
ｅ．前記少なくとも１種の薬剤の効果を評価するステップと
を含む方法。
【請求項２７】
前記固形組織が、ヒト、マウス、またはラット由来である、請求項２６に記載の方法。
【請求項２８】
前記複数の薬剤が、タンパク質剤、ペプチド剤、ポリペプチド剤、ペプチド模倣剤、抗体剤、小分子剤、低分子干渉ＲＮＡコード化ポリヌクレオチド、アンチセンスＲＮＡコード化ポリヌクレオチド、またはリボザイムコード化ポリヌクレオチドから選択された薬剤を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項２９】
前記少なくとも１種の薬剤が、複数の薬剤を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項３０】
生物体内で行われる、請求項２６に記載の方法。
【請求項３１】
前記少なくとも１種の薬剤が、前記生物体の全身に送達された、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記複数の薬剤が化学療法剤を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３３】
前記複数の薬剤が小分子薬を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３４】
前記複数の薬剤が、ＲＮＡ活性に干渉する薬剤を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３５】
前記複数の薬剤が、抗がん剤を含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３６】
前記複数の薬剤が、少なくとも１つの位置マーカーをさらに含む、請求項２９に記載の方法。
【請求項３７】
前記少なくとも１つの位置マーカーが、蛍光色素、ナノ粒子、ＧＣＭＳタグ分子、陽性対照、および陰性対照からなる群から選択される、請求項３６に記載の方法。
【請求項３８】
前記少なくとも１つの位置が、蛍光色素を含む、請求項３６に記載の方法。
【請求項３９】
少なくとも２種の薬剤が、同じ場所に注入される、請求項２６に記載の方法。
【請求項４０】
少なくとも１種の薬剤の注入速度が少なくとも０．１μｌ／分である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４１】
少なくとも１種の薬剤の注入速度が、約０．４から約４μｌ／分の範囲である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４２】
前記上部ブロックの移動速度が少なくとも０．１ｍｍ／分である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４３】
前記上部ブロックの移動速度が約０．５から約５ｍｍ／分の範囲である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４４】
前記固形組織が腫瘍である、請求項２６に記載の方法。
【請求項４５】
前記腫瘍が、前立腺がん細胞、乳がん細胞、結腸がん細胞、肺がん細胞、脳がん細胞、および卵巣がん細胞からなる群から選択された少なくとも１種のがん細胞を含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４６】
前記腫瘍が、腺腫、腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、軟骨肉腫、および線維肉腫からなる群から選択されたがんを含む、請求項４４に記載の方法。
【請求項４７】
前記複数の薬剤が、前記固形組織内の空間的に画定された場所に送達される、請求項２９に記載の方法。
【請求項４８】
前記複数の薬剤が、前記固形組織内の平行軸に沿って送達される、請求項２９に記載の方法。
【請求項４９】
前記複数の薬剤が、前記固形組織内の平行軸に沿ったカラム形状領域に送達される、請求項２９に記載の方法。
【請求項５０】
前記１本または複数の針が、少なくとも２本の針を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５１】
前記１本または複数の針が、少なくとも５本の針を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５２】
前記１本または複数の針が、少なくとも１０本の針を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５３】
前記評価が、前記固形組織の変化した生理学的状態を検出するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５４】
前記評価が、前記固形組織上での前記少なくとも１種の薬剤の活性または毒性を検出するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５５】
前記評価が、前記固形組織を撮像するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５６】
前記撮像するステップが、放射線撮像、磁気共鳴撮像、ポジトロン放出断層撮影、または生物フォトン撮像を含む、請求項５５に記載の方法。
【請求項５７】
前記撮像するステップが、前記複数の前記少なくとも１種の薬剤を導入する前、最中、または後に行われる、請求項５５に記載の方法。
【請求項５８】
前記評価が、組織切除を含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項５９】
前記評価が、前記固形組織の前記領域内の、同じ位置に対する少なくとも２種の薬剤の効果を決定するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項６０】
前記評価が、前記固形組織の前記領域内の、隣接する位置に対する少なくとも２種の薬剤の効果を決定するステップを含む、請求項２６に記載の方法。
【請求項６１】
前記針が、針アレイデバイスの一部である、請求項５０から５２に記載の方法。
【請求項６２】
ａ．複数の針の１本または複数の針が第１の端部および第２の端部を有する前記複数の針と、
ｂ．前記１本または複数の針の前記第１の端部に流体連絡しているリザーバと、
ｃ．前記リザーバに連結されたプランジャと、
ｄ．前記１本または複数の針が前記固形組織から引き抜かれるときに、流体送達速度を制御するコントローラと
を含む、薬剤を固形組織に送達するためのデバイス。
【請求項６３】
中心留置針をさらに含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項６４】
前記留置針が、腫瘍上の前記デバイスの正しい向きを決定する、請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６５】
前記留置針が、前記リザーバと流体連絡している、請求項６３に記載のデバイス。
【請求項６６】
前記コントローラが前記プランジャに連結される、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項６７】
前記薬剤が、前記プランジャがロックされた状態で前記固形組織に送達される、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項６８】
投入機構をさらに含み、前記投入機構が前記１本または複数の針の前記第２の端部に流体連結される、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項６９】
前記投入機構が閉システム移送デバイス（ＣＳＴＤ）を含む、請求項６８に記載のデバイス。
【請求項７０】
手持ち式である、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７１】
深さ制御機構をさらに含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７２】
前記深さ制御機構が針の挿入深さを制御する、請求項７１に記載のデバイス。
【請求項７３】
前記１本または複数の針が２本以上の針を含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７４】
前記１本または複数の針が５本以上の針を含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７５】
前記１本または複数の針が１０本以上の針を含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７６】
前記針が、平行軸に沿って並べられている、請求項７３から７５のいずれか一項に記載のデバイス。
【請求項７７】
前記１本または複数の針がエンドポート針である、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７８】
前記リザーバが２個以上のリザーバを含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項７９】
前記リザーバが５個以上のリザーバを含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項８０】
前記リザーバが１０個以上のリザーバを含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項８１】
前記１本または複数の針が２本以上の針を含み、前記リザーバが２個以上のリザーバを含み、前記２個以上のリザーバのそれぞれが、前記２本以上の針の異なる１本に流体連絡している、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項８２】
前記２個以上のリザーバのそれぞれが、異なる薬剤を含む、請求項８１に記載のデバイス。
【請求項８３】
脱気機構をさらに含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項８４】
前記脱気機構が、前記薬剤の投入中に、前記リザーバから気泡の少なくとも一部を除去する、請求項８３に記載のデバイス。
【請求項８５】
前記脱気が、前記リザーバに接続された少なくとも１つの区画を含む、請求項８３に記載のデバイス。
【請求項８６】
前記少なくとも１つの区画が、前記薬剤の投入中に換気および均圧化をもたらす、請求項８５に記載のデバイス。
【請求項８７】
前記少なくとも１つの区画が、薬剤送達中に封止される、請求項８６に記載のデバイス。
【請求項８８】
前記底部ブロックを貫通するガイド棒をさらに含む、請求項６２に記載のデバイス。
【請求項８９】
前記ガイド棒が前記固形組織に挿入される、請求項８８に記載のデバイス。
【請求項９０】
前記ガイド棒が、前記針を前記固形組織上に位置決めする、請求項８８に記載のデバイス。
【請求項９１】
対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、
ａ．複数の針を前記固形組織に挿入するステップと、
ｂ．前記薬剤を前記固形組織に送達するステップであり、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御される、ステップと
を含む方法。
【請求項９２】
前記送達するステップが、請求項６２、６７、および８３のいずれか一項に記載のデバイスで実施される、請求項９１に記載の方法。
【請求項９３】
前記薬剤が、前記固形組織からの針引抜き中に送達される、請求項９１に記載の方法。
【請求項９４】
前記薬剤が、前記固形組織からの針引抜き中にのみ送達される、請求項９１に記載の方法。
【請求項９５】
前記針が針アレイデバイスの一部である、請求項９１に記載の方法。
【請求項９６】
前記針アレイデバイスが２本以上の針を含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９７】
前記針アレイデバイスが５本以上の針を含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９８】
前記針アレイデバイスが１０本以上の針を含む、請求項９５に記載の方法。
【請求項９９】
前記薬剤が、前記固形組織内の軸に沿って送達される、請求項９１に記載の方法。
【請求項１００】
前記軸が、複数の平行軸の１つである、請求項９９に記載の方法。
【請求項１０１】
前記薬剤が抗がん剤を含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１０２】
前記抗がん剤が小分子剤である、請求項１０１に記載の方法。
【請求項１０３】
前記薬剤が位置マーカーを含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１０４】
前記薬剤が陰性対照を含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１０５】
前記薬剤が陽性対照を含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１０６】
前記針のそれぞれが異なる薬剤を含む、請求項９６から９８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０７】
前記針の少なくとも２本が、同じ薬剤を異なる濃度で含む、請求項９６から９８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０８】
前記送達するステップが、前記固形組織に２種の薬剤を送達するステップを含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１０９】
前記２種の薬剤が、前記固形組織内の同じ領域に送達される、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１０】
前記２種の薬剤が、前記固形組織内の異なる領域に送達される、請求項１０８に記載の方法。
【請求項１１１】
前記薬剤が、治療有効濃度で前記固形組織に存在する、請求項９１に記載の方法。
【請求項１１２】
前記固形組織の外側には、前記薬剤が、前記治療有効濃度の約７５％未満である濃度で存在する、請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１３】
少なくとも１種の薬剤が、治療有効濃度で前記固形組織に存在し、前記固形組織の外側には、前記薬剤が、前記治療有効濃度の約９０％未満である濃度で存在する、請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１４】
前記薬剤が、前記固形組織の外側では検出不可能である、請求項１１１に記載の方法。
【請求項１１５】
前記固形組織が、腫瘍を含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１１６】
前記腫瘍が、良性腫瘍および悪性腫瘍からなる群から選択される、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１７】
前記腫瘍が、原発性腫瘍、浸潤性腫瘍、および転移性腫瘍からなる群から選択される、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１８】
前記腫瘍が、前立腺がん細胞、リンパ節細胞、乳がん細胞、結腸がん細胞、肺がん細胞、脳がん細胞、メラノーマ細胞、肉腫細胞、および卵巣がん細胞、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択された少なくとも１種のがん細胞を含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１１９】
前記腫瘍が、リンパ腫細胞、乳がん細胞、メラノーマ細胞、および肉腫細胞、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択された少なくとも１種のがん細胞を含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２０】
前記腫瘍が、腺腫、腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、軟骨肉腫、リンパ腫、肉腫および線維肉腫からなる群から選択されたがんを含む、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２１】
前記固形組織が、脳、肝臓、肺、腎臓、前立腺、卵巣、脾臓、リンパ節、甲状腺、膵臓、心臓、骨格筋、腸、喉頭、食道、皮膚および胃からなる群から選択される、請求項１１５に記載の方法。
【請求項１２２】
前記固形組織に対する前記薬剤の効果を評価するステップをさらに含む、請求項９１に記載の方法。
【請求項１２３】
前記評価するステップが、ｉｎ ｖｉｔｒｏで行われる、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２４】
前記評価するステップが、ｉｎ ｖｉｖｏで行われる、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２５】
前記評価するステップが、組織切除を含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２６】
前記評価するステップが、前記固形組織を撮像するステップを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１２７】
前記撮像するステップが、放射線撮像、磁気共鳴撮像、ポジトロン放出断層撮影、または生物フォトン撮像を含む、請求項１２６に記載の方法。
【請求項１２８】
前記撮像するステップが、前記薬剤の導入の最中または後に行われる、請求項１２６に記載の方法。
【請求項１２９】
前記評価するステップが、腫瘍細胞死、細胞シグナル変化、または増殖／有糸分裂の変化に関する少なくとも１つのバイオマーカーを収集し分析するステップを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３０】
前記評価するステップが、前記固形組織の増殖勾配または多数の微小環境に対する前記１種または複数の薬剤の効果を検出するステップを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３１】
前記評価するステップが、質量分析を使用して少なくとも１つのバイオマーカーを検出するステップを含む、請求項１２２に記載の方法。
【請求項１３２】
前記質量分析が、イメージング質量分析である、請求項１３１に記載の方法。
【請求項１３３】
前記位置マーカーが赤外色素を含む、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１３４】
前記位置マーカーが蛍光インクを含む、請求項１０３に記載の方法。
【請求項１３５】
前記位置マーカーが、ニューメチレンブルー、イソスルファンブルー、またはローダミナＷＴを含む、請求項１０３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
一般に、開示された実施形態は、固形組織への薬剤の導入とその後の評価のための方法およびデバイスに関し、詳細には、この組織へのｉｎ ｖｉｖｏでの複数の薬剤の同時導入に関する。
【背景技術】
【０００２】
発見から第ＩＩＩ相試験までにかかる新薬開発の費用は、８億ドル〜１７億ドルの間であることが推定され、そのプロセスは、８年〜１０年間を要する可能性がある。古典的な抗がんモデルでの成功にも関わらず、多くのがん治療薬は、臨床にまで到達しない。数多くの薬物候補が臨床試験中に不合格になる。がん関連治療薬の９０％超が、第Ｉ相または第ＩＩ相臨床試験評価で不合格になると推定される。第ＩＩＩ相試験における失敗率はほぼ５０％である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
がん治療薬を送達し評価するための改善された方法およびデバイスが、当技術分野で求められている。本発明は、これらおよび必要性に取り組み、他の関連する利点を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
一態様では、本開示は、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴は、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされている、デバイスを提供する。いくつかの実施形態では、デバイスはさらに、底部ブロックに取着された少なくとも１つの調節可能な脚部を含む。いくつかの実施形態では、４つの調節可能な脚部がある。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの脚部が垂直および水平に調節可能である。いくつかの実施形態では、底部ブロックが固定されている。いくつかの実施形態では、上部ブロックが底部ブロックに対して垂直に移動する。いくつかの実施形態では、上部ブロックが、底部ブロックに取着されたガイド棒に沿って移動する。いくつかの実施形態では、デバイスがさらに、上部ブロックの垂直移動を制御するシステムを含む。いくつかの実施形態では、第１および第２の複数の穴が、実質的に平行な列に配置されている。いくつかの実施形態では、デバイスがさらに、少なくとも１本の針を含む。いくつかの実施形態では、制御アタッチメントが少なくとも１本の針に取着される。いくつかの実施形態では、制御アタッチメントが少なくとも１本の針の挿入を停止させ、それによって、固形組織内への針の挿入深さが制御される。いくつかの実施形態では、デバイスがさらに、調節可能な脚部および底部ブロックに実質的に接触している少なくとも１つのばねを含む。いくつかの実施形態では、デバイスがさらに、底部ブロックを貫通するガイド棒を含む。いくつかの実施形態では、ガイド棒が固形組織内に挿入される。いくつかの実施形態では、ガイド棒が固形組織上に針を位置決めする。
【０００５】
一態様では、本開示は、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴は、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされている、デバイスを提供する。
【０００６】
一態様では、本開示は、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴は、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされている、デバイスを操作する方法であって：１本または複数の針を、上部ブロックおよび底部ブロックを通して固形組織内に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、同時に上部ブロックを底部ブロックから離すように移動させかつ少なくとも１種の薬剤を固形組織内に注入するステップとを含む方法を提供する。いくつかの実施形態では、少なくとも１本の針が、固形組織内にｉｎ ｖｉｖｏで挿入される。いくつかの実施形態では、固形組織が腫瘍である。いくつかの実施形態では、制御アタッチメントが針の挿入深さを制御する。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤がカラムに注入される。いくつかの実施形態では、カラムの長さが１〜１０ミリメートルである。いくつかの実施形態では、１本または複数の針が少なくとも２本の針を含む。いくつかの実施形態では、１本または複数の針が少なくとも５本の針を含む。
【０００７】
一態様では、本開示は、固形組織内の少なくとも１種の薬剤を評価する方法であって、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴が、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされているデバイスの下に、固形組織の少なくとも一部を配置するステップと、１本または複数の針を、上部ブロックおよび底部ブロックを通して固形組織内に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、同時に上部ブロックを底部ブロックから離すように移動させかつ少なくとも１種の薬剤を固形組織内に注入するステップと、少なくとも１種の薬剤の効果を評価するステップとを含む方法を提供する。いくつかの実施形態では、固形組織は、ヒト、マウス、またはラット由来である。いくつかの実施形態では、複数の薬剤は、タンパク質剤、ペプチド剤、ポリペプチド剤、ペプチド模倣剤、抗体剤、小分子剤、低分子干渉ＲＮＡ−コード化ポリヌクレオチド、アンチセンスＲＮＡ−コード化ポリヌクレオチド、またはリボザイム−コード化ポリヌクレオチドから選択された薬剤を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤が複数の薬剤を含む。いくつかの実施形態では、方法が生物体内で行われる。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤が、生物体に全身送達されている。いくつかの実施形態では、複数の薬剤が、化学療法剤を含む。いくつかの実施形態では、複数の薬剤が、小分子剤を含む。いくつかの実施形態では、複数の薬剤が、ＲＮＡ活性に干渉する薬剤を含む。いくつかの実施形態では、複数の薬剤が、抗がん剤を含む。いくつかの実施形態では、複数の薬剤がさらに、少なくとも１つの位置マーカーを含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの位置マーカーは、蛍光色素、ナノ粒子、ＧＣＭＳタグ分子、陽性対照、および陰性対照からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの位置マーカーが蛍光色素を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも２種の薬剤が同じ場所に注入される。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤を注入速度が少なくとも０．１μｌ／分である。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤を注入速度が、約０．４から約４μｌ／分の範囲である。いくつかの実施形態では、上部ブロックの移動速度が少なくとも０．１ｍｍ／分である。いくつかの実施形態では、上部ブロックの移動速度が約０．５から約５ｍｍ／分の範囲である。いくつかの実施形態では、固形組織が腫瘍である。いくつかの実施形態では、腫瘍は、前立腺がん細胞、乳がん細胞、結腸がん細胞、肺がん細胞、脳がん細胞、および卵巣がん細胞からなる群から選択された少なくとも１種のがん細胞を含む。いくつかの実施形態では、腫瘍は、腺腫、腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、軟骨肉腫、および線維肉腫からなる群から選択されたがんを含む。いく��かの実施形態では、複数の薬剤は、固形組織内の空間的に画定された場所に送達される。いくつかの実施形態では、複数の薬剤が、固形組織内の平行軸に沿って送達される。いくつかの実施形態では、複数の薬剤が、固形組織内の平行軸に沿って、カラム形状領域に送達される。いくつかの実施形態では、１本または複数の針が少なくとも２本の針を含む。いくつかの実施形態では、１本または複数の針が少なくとも５本の針を含む。いくつかの実施形態では、１本または複数の針が、少なくとも１０本の針を含む。いくつかの実施形態では、評価は、固形組織の変化した生理学的状態を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価は、固形組織での少なくとも１種の薬剤の活性または毒性を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価は、固形組織を撮像するステップを含む。いくつかの実施形態では、撮像するステップには、放射線撮像、磁気共鳴撮像、ポジトロン放出断層撮影、または生物フォトン撮像が含まれる。いくつかの実施形態では、撮像は、複数の、少なくとも１種の薬剤を導入する前、最中、または後に行う。いくつかの実施形態では、評価には組織切除が含まれる。いくつかの実施形態では、評価は、固形組織の領域内の同じ位置に対する少なくとも２種の薬剤の効果を決定するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価は、固形組織の領域内の隣接位置に対する少なくとも２種の薬剤の効果を決定するステップを含む。
【０００８】
一態様では、本開示は、固形組織内の少なくとも１種の薬剤を評価する方法であって、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴が、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされているデバイスの下に、固形組織の少なくとも一部を配置するステップと、１本または複数の針を、上部ブロックおよび底部ブロックを通して固形組織内に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、同時に上部ブロックを底部ブロックから離すように移動させるステップと、少なくとも１種の薬剤を固形組織内に注入するステップと、少なくとも１種の薬剤の作用を評価するステップとを含み、１本または複数の針が少なくとも２本の針を含み、これらの針が針アレイデバイスの部分である方法を提供する。
【０００９】
一態様では、本開示は、固形組織内の少なくとも１種の薬剤を評価する方法であって、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴が、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされているデバイスの下に、固形組織の少なくとも一部を配置するステップと、１本または複数の針を、上部ブロックおよび底部ブロックを通して固形組織内に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、同時に上部ブロックを底部ブロックから離すように移動させるステップと、少なくとも１種の薬剤を固形組織内に注入するステップと、少なくとも１種の薬剤の効果を評価するステップとを含み、１本または複数の針が少なくとも５本の針を含み、これらの針が針アレイデバイスの一部である方法を提供する。
【００１０】
一態様では、本開示は、固形組織内の少なくとも１種の薬剤を評価する方法であって、上部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第１の複数の穴を有する上部ブロックと、底部ブロックに針を通過させるようにサイズが決められた第２の複数の穴を有する底部ブロックとを含み、上部および底部ブロックが実質的に平行な構成にあり、第１および第２の複数の穴が、両方のブロックの平面に実質的に垂直な経路で上部ブロックおよび底部ブロックの穴に１本または複数の針を通過させるように位置決めされているデバイスの下に、固形組織の少なくとも一部を配置するステップと、１本または複数の針を、上部ブロックおよび底部ブロックを通して固形組織内に挿入するステップであり、少なくとも１本の針が制御アタッチメントを有する、ステップと、同時に上部ブロックを底部ブロックから離すように移動させるステップと、少なくとも１種の薬剤を固形組織内に注入するステップと、少なくとも１種の薬剤の効果を評価するステップとを含み、１本または複数の針が少なくとも１０本の針を含み、これらの針が針アレイデバイスの一部である方法を提供する。
【００１１】
一態様では、本開示は、薬剤を固形組織に送達するためのデバイスであって：複数の針の１本または複数の針が第１の端部および第２の端部を有する前記複数の針と、前記１本または複数の針の前記第１の端部に流体連絡しているリザーバと、前記リザーバに連結しているプランジャと、前記１本または複数の針が前記固形組織から引き抜かれるときに流体送達速度を制御するコントローラとを含む、デバイスを提供する。いくつかの実施形態では、デバイスはさらに、中心留置針を含む。いくつかの実施形態では、留置針は、腫瘍上のデバイスの正しい向きを決定する。いくつかの実施形態では、留置針は、リザーバに流体連絡している。いくつかの実施形態では、コントローラが前記プランジャに連結している。いくつかの実施形態では、薬剤は、前記プランジャがロックされた状態で前記固形組織に送達される。いくつかの実施形態では、デバイスはさらに、前記１本または複数の針の第２の端部に流体により連結されている投入機構を含む。いくつかの実施形態では、投入機構は、閉システム移送デバイス（ＣＳＴＤ：Ｃｌｏｓｅｄ  Ｓｙｓｔｅｍ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）を含む。いくつかの実施形態では、デバイスが手持ち式である。いくつかの実施形態では、デバイスはさらに、深さ制御機構を含む。いくつかの実施形態では、深さ制御機構は、針の挿入深さを制御する。いくつかの実施形態では、１本または複数の針は、２本以上の針を含む。いくつかの実施形態では、１本または複数の針は５本以上の針を含む。いくつかの実施形態では、１本または複数の針は１０本以上の針を含む。いくつかの実施形態では、針が平行軸に沿って配置される。いくつかの実施形態では、１本または複数の針がエンドポート針である。いくつかの実施形態では、リザーバが、２つ以上のリザーバを含む。いくつかの実施形態では、リザーバが５つ以上のリザーバを含む。いくつかの実施形態では、リザーバが１０個以上のリザーバを含む。いくつかの実施形態では、請求項６２に記載のデバイスは、１本または複数の針が２本以上の針を含み、リザーバが２つ以上のリザーバを含み、前記２つ以上のリザーバのそれぞれは、前記２本以上の針の異なる１本に流体連絡している。いくつかの実施形態では、２つ以上のリザーバのそれぞれが、異なる薬剤を含む。いくつかの実施形態では、デバイスはさらに、脱気機構を含む。いくつかの実施形態では、脱気機構は、前記薬剤の投入中に前記リザーバから気泡の少なくとも一部を除去する。いくつかの実施形態では、脱気は、前記リザーバに接続される少なくとも１つの区画を含む。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの区画は、前記薬剤の投入中に換気および均圧化を行う。いくつかの実施形態では、少なくとも１つの区画は、薬剤送達中に封止される。いくつかの実施形態では、デバイスはさらに、底部ブロックを貫通するガイド棒を含む。いくつかの実施形態では、ガイド棒は、固形組織に挿入される。いくつかの実施形態では、ガイド棒は、針を固形組織上に位置決めする。
【００１２】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと、前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御される方法を提供する。いくつかの実施形態では、送達は：複数の針の１本または複数の針が第１の端部および第２の端部を有する前記複数の針と、前記１本または複数の針の前記第１の端部に流体連絡しているリザーバと、前記リザーバに連結されたプランジャと、前記１本または複数の針が前記固形組織から引き抜かれるときに流体送達速度を制御するコントローラとを含むデバイスで実施される。いくつかの実施形態では、送達は：複数の針の１本または複数の針が第１の端部および第２の端部を有する前記複数の針と、前記１本または複数の針の前記第１の端部に流体連絡しているリザーバと、前記リザーバに連結されたプランジャと、前記１本または複数の針が前記固形組織から引き抜かれるときに流体送達速度を制御するコントローラとを含み、薬剤が、前記プランジャがロックされた状態で前記固形組織に送達されるデバイスで実施される。いくつかの実施形態では、送達は：複数の針の１本または複数の針が第１の端部および第２の端部を有する前記複数の針と、前記１本または複数の針の前記第１の端部に流体連絡しているリザーバと、前記リザーバに連結されたプランジャと、前記１本または複数の針が前記固形組織から引き抜かれるときに流体送達速度を制御するコントローラとを含み、脱気機構をさらに含むデバイスで実施される。いくつかの実施形態では、薬剤は、前記固形組織からの針の引抜き中に送達される。いくつかの実施形態では、薬剤は、前記固形組織からの針の引抜き中にのみ送達される。いくつかの実施形態では、針は、針アレイデバイスの一部である。いくつかの実施形態では、針アレイデバイスは、２本以上の針を含む。いくつかの実施形態では、針アレイデバイスは、５本以上の針を含む。いくつかの実施形態では、針アレイデバイスは、１０本以上の針を含む。いくつかの実施形態では、薬剤は、前記固形組織内の軸に沿って送達される。いくつかの実施形態では、軸は、複数の平行軸の１つである。いくつかの実施形態では、薬剤が抗がん剤を含む。いくつかの実施形態では、抗がん剤が小分子剤である。いくつかの実施形態では、薬剤が位置マーカーを含む。いくつかの実施形態では、薬剤が陰性対照を含む。いくつかの実施形態では、薬剤が陽性対照を含む。いくつかの実施形態では、送達は、前記固形組織に２種の薬剤を送達するステップを含む。いくつかの実施形態では、２種の薬剤は、前記固形組織内の同じ領域に送達される。いくつかの実施形態では、２種の薬剤は、前記固形組織内の異なる領域に送達される。いくつかの実施形態では、薬剤は、治療有効濃度で前記固形組織に存在する。いくつかの実施形態では、前記固形組織の外側に、前記薬剤が治療有効濃度の約７５％未満の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤は、治療有効濃度で前記固形組織に存在し、前記固形組織の外側に、前記薬剤は治療有効濃度の約９０％未満の濃度で存在する。いくつかの実施形態では、薬剤は、前記固形組織の外側で検出することができない。いくつかの実施形態では、固形組織は腫瘍を含む。いくつかの実施形態では、腫瘍は、良性腫瘍および悪性腫瘍からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、腫瘍は、原発性腫瘍、浸潤性腫瘍、および転移性腫瘍からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、腫瘍は、前立腺がん細胞、リンパ節細胞、乳がん細胞、結腸がん細胞、肺がん細胞、脳がん細胞、メラノーマ細胞、肉腫細胞、および卵巣がん細胞、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択された少なくとも１種のがん細胞を含む。いくつかの実施形態では、腫瘍は、リンパ腫細胞、乳がん細胞、メラノーマ細胞、および肉腫細胞、またはこれらの任意の組合せからなる群から選択された少なくとも１種のがん細胞を含む。いくつかの実施形態では、腫瘍は、腺腫、腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、軟骨肉腫、リンパ腫、肉腫、および線維肉腫からなる群から選択されたがんを含む。いくつかの実施形態では、固形組織は、脳、肝臓、肺、腎臓、前立腺、卵巣、脾臓、リンパ節、甲状腺、膵臓、心臓、骨格筋、腸、喉頭、食道、皮膚、および胃からなる群から選択される。いくつかの実施形態では、方法はさらに、前記固形組織に対する前記薬剤の効果を評価するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価するステップはｉｎ ｖｉｔｒｏで行われる。いくつかの実施形態では、評価するステップはｉｎ ｖｉｖｏで行われる。いくつかの実施形態では、評価するステップは、組織の切除ステップを含む。いくつかの実施形態では、評価するステップは、前記固形組織を撮像するステップを含む。いくつかの実施形態では、撮像するステップは、放射線撮像、磁気共鳴撮像、ポジトロン放出断層撮影、または生物フォトン撮像を含む。いくつかの実施形態では、撮像は、前記薬剤を導入する最中または後に行う。いくつかの実施形態では、評価するステップは、腫瘍細胞死、細胞シグナル変化、または増殖／有糸分裂の変化に関する少なくとも１つのバイオマーカーを収集し分析するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価するステップは、前記固形組織の増殖勾配または多数の微小環境に対する前記１種または複数の薬剤の効果を検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、評価するステップは、質量分析を使用して少なくとも１つのバイオマーカーを検出するステップを含む。いくつかの実施形態では、質量分析は、イメージング質量分析である。いくつかの実施形態では、位置マーカーは赤外色素を含む。いくつかの実施形態では、位置マーカーは蛍光インクを含む。いくつかの実施形態では、位置マーカーは、ニューメチレンブルー、イソスルファンブルー、またはローダミナＷＴを含む。
【００１３】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと；前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御され、前記針が針アレイデバイスの一部であり、前記針アレイデバイスが２本以上の針を含み、前記針のそれぞれが異なる薬剤を含む方法を提供する。
【００１４】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと；前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御され、前記針が針アレイデバイスの一部であり、前記針アレイデバイスが５本以上の針を含み、前記針のそれぞれが異なる薬剤を含む方法を提供する。
【００１５】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと；前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御され、前記針が針アレイデバイスの一部であり、前記針アレイデバイスが１０本以上の針を含み、前記針のそれぞれが異なる薬剤を含む方法を提供する。
【００１６】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと；前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御され、前記針が針アレイデバイスの一部であり、前記針アレイデバイスが２本以上の針を含み、前記針の少なくとも２本が、同じ薬剤を異なる濃度で含む方法を提供する。
【００１７】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと；前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御され、前記針が針アレイデバイスの一部であり、前記針アレイデバイスが５本以上の針を含み、前記針の少なくとも２本が、同じ薬剤を異なる濃度で含む方法を提供する。
【００１８】
一態様では、本開示は、対象の固形組織に薬剤を送達する方法であって、複数の針を前記固形組織に挿入するステップと；前記薬剤を前記固形組織に送達するステップとを含み、薬剤送達速度が、前記固形組織からの針引抜き速度によって実質的に制御され、前記針が針アレイデバイスの一部であり、前記針アレイデバイスが１０本以上の針を含み、前記針の少なくとも２本が、同じ薬剤を異なる濃度で含む方法を提供する。
参照による組込み
【００１９】
本明細書において言及されているあらゆる刊行物、特許および特許出願は、あたかも個々の刊行物、特許または特許出願それぞれが、特におよび個々に、参照により本明細書に組み込まれることが示されていたのと同じ程度まで、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】いくつかの非効率的な実験の、蛍光顕微鏡画像を示す図である。
【図２】プラットフォームのばらつきの潜在的な原因を示す図である。
【図３】本開示の原理を具体化した、例示的なデバイスの図である。
【図４】本開示の原理を具体化した、ばねを使用した腫瘍安定化のためのプラットフォームの一例を示す図である。
【図５】本開示の原理を具体化した、制御アタッチメントを備えた針の上面図である。
【図６】本開示の原理を具体化した、上部ブロックの垂直移動を制御するためのシステムを備えた例示的なデバイスを示す図である。
【図７】例示的な針アレイデバイスを示す図である。
【図８】薬剤を針に送達する例示的なシステムおよび方法を示す図である。
【図９】単純化した実験システムによる種々の注入方法を評価した結果を示す図である。
【図１０】３つの異なる注入方法の、蛍光顕微鏡画像を示す図である。
【図１１】効率、腫瘍内シグナル均一性、およびカラム長に関する、標準的な注入方法および押出し方法の結果を示す図である。
【図１２】３つの異なる注入方法の、断片当たりの陽性領域の平均数を示す図である。
【図１３】３つの異なる注入方法の、断片内の平均分散を示す図である。
【図１４】本開示の原理を具体化した、手持ち式デバイスの概略を示す図である。
【図１５】薬物送達デバイスを使用した、充実性腫瘍の注入を示す図である。
【図１６】本発明の原理を具体化するに際し示された、薬物送達デバイスに１種または複数の薬剤を投入するための移送アセンブリを示す図である。
【図１７】圧力チャンバー内への薬剤の投入を示す図である。
【図１８】本開示の例示的な実施形態を示す図である。
【図１９】デバイスの移送容器を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
概説
本開示のデバイスは、１つまたは複数の組織で治療剤をスクリーニングするのに使用することができる。デバイスは、複数の針で構成され得る。本開示のデバイスは、様々構成をとることができる。
【００２２】
本開示は、それぞれが複数の穴を有している、実質的に平行に構成された１つの底部ブロックと１つの上部ブロックとを含む、少なくとも１種の薬剤を固形組織に送達するためのデバイスを提供する。底部および上部ブロックの複数の穴は、針の挿入を案内してもよい。ある場合には、穴のサイズは、特定のサイズの針を通過させるように制御してもよい。デバイスは、針挿入の改善された精度と、少なくとも１種の薬剤の固形組織への送達の優れた制御とをもたらしてもよい。いくつかの実施形態では、構成は、２つのブロックで構成することができ、組織は、複数の針による注入の前に、これらブロックの間に配置されている。
【００２３】
いくつかの実施形態では、構成は、使用者が治療剤を組織内に注入することができる手持ち式デバイスである。
【００２４】
本開示のデバイスは、プラットフォームのばらつきの潜在的な原因を低減させてもよい。例えば、図１は、いくつかの実験の蛍光顕微鏡画像を示す。図１Ａは、注入点が無い実験の蛍光顕微鏡画像を示す（点３および４には注入がない。）。図１Ｂは、不均等な試薬沈着がある実験の、蛍光顕微鏡画像を示す。最終的に、沈着した過剰な試薬は、交差汚染をもたらす可能性がある。図１Ｃは、不規則なサンプル体内分布を有する実験の蛍光顕微鏡画像を示す。
【００２５】
いかなる理論的な説明によっても制限されるものではないが、プラットフォームのばらつきの潜在的な原因には：（ａ）腫瘍環境；（ｂ）注入システム；（ｃ）施術者の技法を含めることができる。本開示の方法は、注入システムおよび／または施術者の技法のばらつきの低減を目的とする。これら２つの態様における改善は、改善された方法（例えば、少なくとも１種の薬剤の送達の、改善された精度および狭い体内分布）をもたらすことができる。
【００２６】
本明細書に記述される例およびデバイスは、例示を意味するものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００２７】
ブロックデバイス
図３は、本発明の原理を具体化したデバイスの１つのタイプを示す。デバイスアセンブリは：ガイド棒３０１、制御アタッチメントを備えた針３０２、上部ブロック３０３、底部ブロック３０４、プラットフォーム３０８、フィート３０５を有する脚部３０５、上部ブロックおよび底部ブロックにある穴３０７を含んでいてもよい。上部ブロック３０３および底部ブロック３０４は、実質的に平行な構成にあってもよい。上部ブロック３０３および底部ブロック３０４は、１種または複数の材料で作製されてもよい。上部ブロック３０３および底部ブロック３０４は、異なる材料で作製されてもよい。ブロック材料は、固体とすることができる。上部または底部ブロックを作製するのに使用することができる固体材料には：金属、プラスチック、ガラス、またはこれらの任意の組合せを含めることができるが、これらに限定するものではない。上部および／または底部ブロックの材料は、透明であってもよい。
【００２８】
上部および／または底部ブロックの材料は、ある範囲の厚さを有していてもよい。ブロックは、およそ０．５ｍｍ、１ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍ、４ｍｍ、５ｍｍ、６ｍｍ、７ｍｍ、８ｍｍ、９ｍｍ、１ｃｍ、１．２ｃｍ、１．５ｃｍ、１．７５ｃｍ、または２ｃｍの厚さであってもよい。いくつかの実施形態では、ブロックは、０．５ｍｍ未満の厚さである。いくつかの実施形態では、ブロックは、２ｃｍ超の厚さである。上部ブロック３０３は、底部ブロック３０４とは異なる厚さとすることができる。上部ブロック３０３および底部ブロック３０４は、同じ厚さとすることができる。
【００２９】
各ブロックは、複数の穴３０７を有していてもよい。各ブロック３０７の穴は、様々な構成を有していてもよい。いくつかの実施形態では、各ブロック内の穴３０７は、実質的に平行な列を形成する。その他の実施形態では、穴３０７は、その他の構成に構成されていてもよい。ブロックの穴の数は、挿入されることになる針の数に対応していてもよい。各ブロックの穴の数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３５、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００、１５０、２００、３００、４００、または５００個であってもよい。いくつかの実施形態では、穴の数は、１０００個超または２０００個超とすることができる。
【００３０】
ブロックの穴のサイズは、様々であってもよい。ブロックの穴のサイズは、針が通過するのに適応させたサイズとしてもよい。いくつかの非限定的な例には：７ゲージ針に適応する直径４．５７２ｍｍ超の穴；８ゲージ針に適応する直径４．１９１ｍｍ超の穴；９ゲージ針に適応する直径３．７５９ｍｍ超の穴；１０ゲージ針に適応する直径３．４０４ｍｍ超の穴；１１ゲージ針に適応する直径３．０４８ｍｍ超の穴；１２ゲージ針に適応する直径２．７６９ｍｍ超の穴；１３ゲージ針に適応する直径２．４１３ｍｍ超の穴；１４ゲージ針に適応する直径２．１０８ｍｍ超の穴；１５ゲージ針に適応する直径１．８２９ｍｍ超の穴；１７ゲージ針に適応する直径１．４７３ｍｍ超の穴；１８ゲージ針に適応する直径１．２７０ｍｍ超の穴；１９ゲージ針に適応する直径１．０６７ｍｍ超の穴；２０ゲージ針に適応する直径０．９０８１ｍｍ超の穴；２１ゲージ針に適応する０．８１９２ｍｍ超の穴；２２ゲージ針に適応する直径０．７１７６ｍｍ超の穴；２２ｓゲージ針に適応する直径０．７１７６ｍｍ超の穴；２３ゲージ針に適応する直径０．６４１４ｍｍ超の穴；２４ゲージ針に適応する直径０．５６５２ｍｍ超の穴；２５ゲージ針に適応する直径０．５１４４ｍｍ超の穴；２６ゲージ針に適応する直径０．４６３６ｍｍ超の穴；２６ｓゲージ針に適応する直径０．４７３７ｍｍ超の穴；２７ゲージ針に適応する直径０．４１２８ｍｍ超の穴；２８ゲージ針に適応する直径０．３６２０ｍｍ超の穴；２９ゲージ針に適応する直径０．３３６６ｍｍ超の穴；３０ゲージ針に適応する直径０．３１１２ｍｍ超の穴；３１ゲージ針に適応する直径０．２６０４ｍｍ超の穴；３２ゲージ針に適応する直径０．２３５０ｍｍ超の穴；３３ゲージ針に適応する直径０．２０９６ｍｍ超の穴；３４ゲージ針に適応する直径０．１８４２ｍｍ超の穴を含めることができる。
【００３１】
いくつかの実施形態では、デバイスは、任意のおよび／または全ての標準サイズの針と共に使用されるよう構成することができる。穴３０７のサイズは、そこに特定ゲージの針を通過させるよう設計製作することができる。穴３０７のサイズは、そこに特定ゲージの針を通過させるように、独立して制御することができる。一般に、上部ブロック３０３および底部ブロック３０４の穴３０７は、針の挿入軌跡をブロックの平面に実質的に垂直にすることができるように、位置合わせされていてもよい。ある場合には、挿入軌跡を画定する、１つが上部ブロック３０３にあり１つが底部ブロック３０４にある２つの穴３０７は、同じサイズであってもよい。ブロック内の穴３０７のサイズは、均一でも異なっていてもよい。いくつかの実施形態では、穴のサイズが実質的に均一な場合、同じサイズの針を使用することができる。いくつかの実施形態では、穴のサイズが異なる場合、異なるサイズの針を使用することができる。
【００３２】
ガイド棒は、ブロックの移動を案内するのに使用してもよい。１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０本またはそれ以上のガイド棒があってもよい。図３は、上部ブロック３０３の移動を案内するのにガイド棒３０１を使用してもよい、例示的な実施形態を示す。ガイド棒は、底部ブロック３０４に取着されてもよい。ガイド棒３０１は、底部ブロック３０４に永続的に取着されてもよい。ガイド棒３０１は、底部ブロック３０４を貫通し、固形組織に挿入され、その後に行われる針３０２の位置決めのためのガイドとして使用されてもよい。ガイド棒３０１は、上部ブロック３０３の移動軌跡を制御することができる。ガイド棒３０１は、底部ブロック３０４および／または上部ブロック３０３に実質的に垂直であってもよい。ガイド棒は、互いに対して実質的に平行であってもよい。ある場合には、上部ブロック３０３は、底部ブロック３０４にさらに近付くようにかつさらに遠ざかるように移動することができる（例えば、垂直に）。ガイド棒３０１は、図３に示されるように、ブロックに永続的に取着させることができる。
【００３３】
その他の実施形態では、ガイド棒は、ブロックに永続的に取着させなくてもよい。例えば、限定するものではないが、棒は、底部ブロックの側面に永続的に取着させてもよいクランプを介して底部ブロックに取着することができ、そのためデバイスの分解が可能になる。
【００３４】
デバイスのブロックは、プラットフォーム上に配置することができる。プラットフォームは、調節可能にすることができる。プラットフォームは、ブロックの支持を行うことができる。いくつかの実施形態では、プラットフォームは任意選択とすることができる。プラットフォームは、様々な形状または構成を有することができる。図３は、プラットフォームが底部ブロックを支持している例示的な実施形態を示す。プラットフォーム３０６は、底部ブロック３０４の下にすることができる。プラットフォーム３０６は、固定底部ブロック３０４の支持を行ってもよい。図３において、プラットフォームは、それぞれが底部ブロック３０４の１つの側面に取着された４本の脚部３０５で構成される。しかし、１、２、３、５、６、７、８、９、１０、１１、１２本またはそれ以上の脚部があるその他の脚部構成が考えられる。
【００３５】
脚部３０５の他端は、支持面３０８に取着することができる。脚部は、異なる形状にすることができる（例えば、円筒形、長方形、または正方形）。脚部は、任意の形状にすることができる。脚部は、垂直に調節可能にすることができる。脚部は、水平に調節可能にすることができる。脚部は、水平におよび垂直に調節可能にすることができる。固形組織または対象をデバイスに配置した後、調節可能なプラットフォームは、針の挿入中および少なくとも１種の薬剤の注入中に、実質的に改善された組織および／または対象の安定化を可能にすることができる。特定の理論に拘泥するものではないが、調節可能なプラットフォームは、より高い挿入精度、より狭い体内分布、および／またはより少ないサンプル交差汚染をもたらすことができる。
【００３６】
本開示のいくつかの実施形態は、さらに、ばねを含む。ブロックは、ばねに接触させることができる。脚部は、ばねに接触させることができる。図４は、ばねを含む構成を示す。ばね４０１は、１つまたは複数の脚部４０５に実質的に接触していてもよい。ばねは、ブロック４０４に接触していてもよい。いくつかの実施形態では、固形組織または対象をデバイスに配置することにより、ばねからの張力が固形組織または対象の移動を制限してもよい。移動の制限は、針の挿入中および／または薬剤の注入中に行ってもよい。
【００３７】
制御アタッチメントは、ブロックの移動を制御することができる。図５は、ブロック５０３に接触している制御アタッチメント５０２の上面図を示す。制御アタッチメント５０２は、実質的に正方形であってもよく、針の周りに取着されてもよい。上部ブロック５０３の穴の上面に接触することにより、制御アタッチメント５０２は針のさらなる挿入を止めてもよい。針に制御アタッチメント５０２が取着する位置は、挿入深さを制御してもよい。制御アタッチメントの機能は、針の挿入を制限することであってもよい。制御アタッチメントは調節可能にすることができる。
【００３８】
図６は、本発明の原理を具体化した、１つの特定のタイプのデバイスを示す。図３に概略的に示された構成要素に加え、上部ブロック６０３の垂直移動を制御するためのシステム６０１が示されている。特定の理論に限定するものではないが、システム６０１は：（１）針の挿入前に、上部ブロック６０３の位置を設定し；（２）制御可能な速さで固形組織または対象から上部ブロック６０３および針を引き離すように働いてもよい。
【００３９】
システム６０１は、上部ブロック６０３の位置を設定してもよい。針の長さ、底部ブロック６０４の高さ、固形組織のサイズ、および意図される挿入の深さを含めた様々な因子が、上部ブロック６０３の適切な位置を決定すると見なすことができる。上部ブロック６０３と底部ブロック６０４との間の距離は、特に限定しなくてもよい。距離は、０、または少なくとも０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１５、または２０ｍｍであってもよい。距離は、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１５、または２０ｍｍ未満であってもよい。あるいは距離は、約０、０．０１、０．０２、０．０３、０．０４、０．０５、０．０６、０．０７、０．０８、０．０９、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１．０、１．５、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５．０、５．５、６．０、７．０、８．０、９．０、１０．０、１５、または２０ｍｍであってもよい。上部ブロック６０３は、底部ブロック６０４に直接接触していてもよい。この実施形態では、２つのブロックの間の距離をゼロにすることができる。上部ブロックの位置の設定後、システム６０１は上部ブロックを固定したままにしてもよい。固形組織または対象は、底部ブロック６０４の下に配置されてもよい。固形組織または対象は、全ての脚部により設定された境界内に実質的に配置されてもよい。固形組織または対象の一方の面を、脚部６０５の底部および／または支持床６０８に対して配置してもよい。他方の面は、脚部６０５を調節することによって底部ブロック６０４に対して配置してもよい。固形組織または対象の配置は、上部ブロック６０３の適切な位置を設定する前または後に行ってもよい。プラットフォームは、固形組織または対象の適切な安定化が行われるように調節してもよい。針は、上部ブロック６０３および底部ブロック６０４の穴を通して挿入させることができる。針挿入の経路は、穴によって案内されてもよい。ある場合には、針は、針アレイデバイスの一部とすることができる。
【００４０】
様々なタイプまたは形状の針アレイを用いることができる。いくつかの実施形態では、針アレイは、上部ブロックおよび底部ブロックによって画定された穴の構成に、実質的にまたは正確に一致させることができる。さらに、本発明は、使用される針のタイプを限定しない。制御アタッチメントは、針に取着されるように構成することができる。
【００４１】
いくつかの実施形態では、針は、様々なサイズにすることができる。その他の実施形態では、針は、ブロックの穴と共に機能する特定サイズのものである。針のサイズは、例えば、２、４、６、８、１０、１２、１４、１６、１８、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、または３０、３１、３２、３３、または３４ゲージとすることができる。針は、３４ゲージよりも小さくすることができる。針は、標準的な市販の針にすることができる。針は、エンドポート針にすることができる。針は、多孔質針にすることができる。針は、エンドポートおよび多孔質針であってもよい。１本または複数の針は、同じゲージのものにすることができる。１本または複数の針は、デバイスに取着することができる。複数の針を、アレイに位置決めすることができる。
【００４２】
上部ブロック６０３は、底部ブロック６０４から離して調節することができる。調節は、選択された速さで行うことができる。速さは、システム６０１により制御することができる。いくつかの実施形態では、底部ブロックは、上部ブロックから調節することができる。
【００４３】
１種または複数の薬剤を注入することができる。いくつかの実施形態では、同じ薬剤を、１本または複数の針を通して注入する。いくつかの実施形態では、種々の薬剤を、１本または複数の針を通して注入する。いくつかの実施形態において、１種または複数の薬剤と言う場合、異なる濃度にある同じ薬剤を意味することができる。
【００４４】
薬剤の注入は、針を通して行うことができる。薬剤は、組織内の場所に注入することができる。薬剤の注入は、上部または底部ブロックの移動と同時にすることができる。ブロック６０３を持ち上げる速度と注入速度は、独立して制御することができる。いくつかの実施形態では、ブロックの移動は針の移動に連結される。各速度の選択は、例えば、固形組織のタイプ、針のサイズ、溶媒の粘度、および少なくとも１種の薬剤の透過率などの様々な因子によって決定することができる。いくつかの実施形態では、ブロックの移動速度を少なくとも０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、１．０、１．１、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１８、または２０ｍｍ／分にすることができる。いくつかの実施形態では、ブロックの移動速度が０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、１．０、１．１、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１８、または２０ｍｍ／分未満である。いくつかの実施形態では、ブロックの移動速度が約０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、１．０、１．１、１．２、１．４、１．６、１．８、２．０、２．２、２．４、２．６、２．８、３．０、４．０、５．０、６．０、７．０、８．０、９．０、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１８、または２０ｍｍ／分である。
【００４５】
いくつかの実施形態では、少なくとも１種の薬剤の注入速度が、少なくとも０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、１．０、１．１、１．２、１．３、１．５、１．８、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、４０、５０μｌ／分またはそれ以上である。いくつかのその他の場合には、少なくとも１種の薬剤の注入速度は、０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、１．０、１．１、１．２、１．３、１．５、１．８、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、４０、または５０μｌ／分未満である。いくつかのその他の場合には、少なくとも１種の薬剤の注入速度が約０．１、０．１５、０．２、０．２５、０．３、０．３５、０．４、０．４５、０．５、０．５５、０．６、０．６５、０．７、０．７５、０．８、０．８５、０．９、０．９５、１．０、１．１、１．２、１．３、１．５、１．８、２．０、２．５、３．０、３．５、４．０、４．５、５、６、７、８、９、１０、１５、２０、２５、３０、４０、または５０μｌ／分である。
【００４６】
本明細書に記述されるデバイスアレイで治療される組織は、１種または複数の薬剤を送達直後に切除することができる。あるいは、組織領域を、切除前のある期間にわたってその天然環境に残したままにしてもよい。例えば、組織を、送達後、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２１、２２、２３、２４、３０、３６、４２、４８、５４、６０、６６、７２、７６、８２、８８、９４、１００時間またはそれ以上、腫瘍が検出可能な応答を示すのに一般に十分であると考えられる期間にわたって、その自然な環境に残したままにしてもよい。その他の場合には、待機時間は数分、数時間、数日、または数週間であってもよい。
【００４７】
組織は、針の挿入前に、組織の標的領域を精密に位置付けるために、公知の方法を使用して撮像してもよい。領域は、複数の薬剤を組織領域の送達する前および後に繰り返し撮像してもよい。繰返しの回数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０回またはそれ以上であってもよい。
【００４８】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１種の薬剤が送達された固形組織を、引き続き対象から切除し、評価してもよい。例えば、標的組織ががん性腫瘍である場合、そこに注入される複数の薬剤は、そのような腫瘍に対するそれらの効力または効果が調査中の、いくつかの薬剤を含むことができる。様々な薬剤をｉｎ ｖｉｖｏで注入し、続いて選択された期間待機して、その後腫瘍を除去することにより、腫瘍ｉｎ ｓｉｔｕにおける薬剤の効果を調査することができる。これは、腫瘍微小環境を保存することができ、この方法を、現行のｅｘ ｖｉｖｏまたはｉｎ ｖｉｔｒｏ療法評価方法から区別することができる。使用される針は、その長さに沿った任意の所与の場所に実質的に等量の薬剤を送達するように構成されると仮定することにより、針のそれぞれによって送達される薬剤は、固形組織への薬剤の送達中にそれぞれの針が位置決めされた、送達軸に沿った周囲組織に均等に分布され得る。時間と共に、各薬剤は、例えば周囲組織の密度、薬剤の粘度および組成、それぞれの薬剤による組織の水和性等の要因に応じて、多かれ少なかれその送達軸から外向きに浸透することができる。通常、薬剤が拡がる組織の部分は、それぞれの送達軸と同軸の、略円柱状領域とすることができる。
【００４９】
針アレイデバイスおよび注入方法
本開示は、固形組織に薬剤を注入する新規な方法であって：（ａ）少なくとも１本の針を固形組織に挿入するステップと；（ｂ）固形組織に少なくとも１種の薬剤を注入すると同時に固形組織から針を引き抜くステップとを含む方法に関する。本明細書に記述される方法は、「押出し方法」と呼ぶことができる。本明細書で使用される「標準的な注入方法」という用語は、一般に、薬剤の注入中に針を実質的に引込みのない注入方法を指すことができる。
【００５０】
針アレイデバイスは、２つの平行なブロックと共に使用することができる。本発明は、針アレイの形状が上部ブロックおよび底部ブロックの穴の構成に一致する限り、針アレイのタイプまたは形状を限定しなくてもよい。さらに、本発明は、制御アタッチメントが針に取着される限り、使用されることになる針のタイプを限定しなくてもよい。限定するものではないが、針アレイデバイスの一例を図７に示す。
【００５１】
図７を参照すると、複数の針７１２、複数のリザーバ７１４、複数の送達アクチュエータ、例えば本例ではプランジャ７１６、およびコントローラ７０２を含む、針アレイアセンブリ７００が示されている。複数の針７１２のそれぞれは、複数の針のその他のものと相対的な位置が固定されていてもよく、プランジャは同様に、適所に固定されて同時に作動できるよう、動作可能に連結されていてもよい。複数の針７１２のそれぞれは、複数のリザーバ７１４のそれぞれ１個に流体連絡していてもよく、複数のプランジャのそれぞれは、複数のリザーバ７１４のそれぞれ１個に位置決めされた第１の端部を含むことができる。コントローラ７０２は、複数のプランジャ７１６のそれぞれの第２の端部に動作可能に連結されていてもよい。コントローラ７０２は、移動の速さ、距離、および方向に関して、リザーバ内でのプランジャの作動を制御するように構成することができる。
【００５２】
針は、組織に同時に挿入されてもよい。針は、組織に別々にまたは個々に挿入されてもよい。特定の理論または方法に拘泥するものではないが、針は、組織の歪みを防止するために、互いに対して僅かに異なる時間で挿入されてもよい。いくつかの実施形態では、針が付随的にまたは同時に挿入される場合、針の挿入による圧力は、組織の圧縮を引き起こし、歪みをもたらす可能性がある。
【００５３】
本発明は、リザーバに薬剤を投入する方法に限定されなくてもよい。図７に示されるいくつかの場合には、第１の方向での複数のプランジャ７１６の移動は、それぞれのリザーバ７１４に陰圧を生成し、薬剤またはその他の流体を、それぞれの針７１２を通してリザーバ内に引き入れ、それによってリザーバを満たし得る。各リザーバ７１４は、異なる薬剤を含むことができ、またはリザーバのいくつかもしくは全ては、共通の薬剤を含むことができる。第２の方向での複数のプランジャ７１６の移動は、それぞれのリザーバ７１４内に陽圧または過圧を生成し、リザーバの内容物を、それぞれの針７１２を介して外に強制的に押し遣ることができる。この構成では、比較的少量の複数の薬剤を、評価および分析のために固形組織７０６の領域に、直接同時に送達することができる。いくつかの実施形態では、組織に送達される薬剤の量は、針当たり、０．１、０．２、０．３、０．４、０．５、０．６、０．７、０．８、０．９、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０、２５、または３０μｌ未満であってもよい。組織７０６の評価およびそこに送達される種々の薬剤の効力を使用して、例えば、後続の臨床試験に有望な薬剤をスクリーニングすることができ、または組織７０６での薬剤の相対的な効力に基づいて、患者に特異的な治療決定を行うことができる。
【００５４】
薬剤は、針の反対側の端からリザーバに投入してもよい。薬剤は、ピペットまたは同様のものによって投入してもよい。いくつかの実施形態では、薬剤は、陰圧または陽圧下で投入してもよい。いくつかの実施形態では、薬剤は、ポンプで投入してもよい。
【００５５】
図８は、針に薬剤を送達する例示的なシステムおよび方法を示す。システム８００は、リザーバ８１０、溶媒ライン８２０、ポンプ８３０、および針８４０で構成されてもよい。リザーバ８１０は、少なくとも薬剤を少なくとも１種の溶媒および／またはその他の賦形剤と混合したものを含有していてもよい。溶媒ラインは、リザーバの内容物を移送するために中空構造が内部にある任意の管状構造であってもよい。これは金属またはプラスチックで作製されていてもよい。ある場合には、ポンプ８３０は蠕動ポンプであってもよい。ポンプ８３０がオン状態の場合、リザーバの内容物は、リザーバ８１０からインラインポンプ８３０を通して移送され、最終的には針８４０に送達することができる。ポンプ８３０は、針８４０に直接接続されていてもよい。あるいは、ポンプ８３０および針８４０を接続する溶媒ラインがあってもよい。
【００５６】
様々な実施形態によれば、任意の数の針を使用することができる。例えば、１、２、３、４、５、６、７、８、９、または１０本程度の少ない針を使用することができ、いくつかの実施形態によれば、千本超の針を使用することができる。いくつかの実施形態では、針のそれぞれは、針の長さに沿って並べられた複数のポートまたはアパーチャーを含んでいてもよい。ポートは、針の両端で対をなしていてもよく、これらの対は、その長さに沿って均等に間隔を空けて配置されている。さらに、各対は、針の長さに沿って、隣接するポート対に対して９０度回転していてもよい。あるいはポートは、針の先端で最大になるように構成することができ、複数のポートのそれぞれの相対的なサイズは、針の先端からのそれぞれのポートの距離に反比例させることができる。別の可能性ある構成は、針の先端に最も近いポートが最も近接して間隔を空けて配置されており、一方でポート間の間隔は、先端からの距離が増加するにつれて徐々に大きく拡がるようなものである。ポートのさらに別の可能性ある構成は、ポートが螺旋パターンに形成されており、各ポートが隣接するポートに対して９０度回転しているものである。
【００５７】
いくつかの実施形態では、本開示のデバイスは、留置針を含むことができる。留置針は、デバイスのリザーバに流体連絡することができる。留置針は、腫瘍上でのデバイスの向きを決定することができる。腫瘍上のデバイスの正しい向きの決定は、１種または複数の薬剤を注入する前、最中、または後に行うことができる。
【００５８】
いくつかの実施形態は、画定された病巣部位への精密な標的薬剤送達を可能にしながら組織に対する機械化学的損傷を無くしまたは低減させる、低剪断力による低流量での固形組織への直接薬物送達を企図してもよい。これらおよび関連ある実施形態は、治療有効量での、ｉｎ ｖｉｖｏでの固形組織への薬剤の選択的送達を可能にしてもよく、ある場合には、薬剤は、固形組織の外側では検出不可能にすることができまたは最小用量よりも少ない量で存在させる。したがって、所望の固形組織で治療有効濃度を得るために、過度に高い全身濃度を投与することに関する問題（例えば、毒性、有害な副作用など）を、克服することができる。
【００５９】
組織の場所で特定の針から放出された内容物がある場合にはその内容物の特定の場所での効果をすぐに明らかにすることができるように多数の針の構成を含んでいてもよい（例えば、少なくとも１つの位置マーカーを１つまたは複数の公知の場所に配置することによる）、本明細書に記述される方法の使用により、したがってこれらおよび関連する実施形態は、多数の候補薬剤を同時に送達しかつそれぞれの相対的な治療効力および／または毒性を比較する方法を企図する。そのような適用例は、潜在的な新しい療法薬を同定し機能的に特徴付ける前臨床動物モデルの場合のように、薬物スクリーニングおよび薬物発見で用途を見出すことができる。例えば、複数のｓｉＲＮＡを投与することができ、それらの、所望の標的遺伝子の発現をノックダウンする相対的な能力を、比較することができる。その他の類似の実施形態は、例えば、特定の腫瘍において効果の無い公知の薬剤を考慮から除外しまたは無くし、それによって、効果のない治療レジメンの投与に関連する時間の損失および望ましくない副作用を回避することにより対象の治療管理を有利に進めるため、臨床の文脈において用途を見出すことができる。
【００６０】
手持ち式デバイス
本発明は、本明細書に記述される特定の実施形態において、流体を固形組織に、特定の実施形態では充実性腫瘍に、手持ち式デバイスを使用することにより送達するための、デバイスおよび方法を対象とすることができる。
【００６１】
図１４は、少なくとも１種の薬剤を固形組織に送達するための送達デバイス１４０１を示すが、このデバイスは、送達デバイス１４０１の一端の１つまたは複数の側面から突出する１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１４０２を含んでおり、これらのノブまたはレバーは、１本または複数の針１４０４と、これらの針がデバイスの反対側の端を通過することのできる複数の穴１４０３を含むことができるブロック１４０３との移動を制御するためのものである。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１４０２は、送達デバイス１４０１内で１本または複数の針１４０４に連結することができる。１本または複数の針１４０４は、デバイス内でハウジング１４０８に連結することができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１４０２は、１本または複数の針１４０４に連結されたハウジング１４０８に連結することができる。いくつかの実施形態では、２つのノブまたはレバーを存在させることができ、それらのノブまたはレバー１４０２のいずれかまたは両方の移動が１本または複数の針１４０４の移動を制御するように、各ノブまたはレバーを１本または複数の針１４０４に連結することができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１４０２を、ハウジング１４０８に連結することができ、この場合、１つまたは複数のノブ１４０２の移動がハウジング１４０８の移動を、したがって１本または複数の針１４０４の移動をもたらすように、１本または複数の針が連結されている。いくつかの実施形態では、デバイスを手持ち式にすることができる。その他の実施形態では、デバイスは、固体面にまたは三脚のような固体面に接触する装置に載置されるように、構成することができる。
【００６２】
ブロック１４０３の複数の穴は、針１４０４の挿入を案内してもよい。穴のサイズは、あるサイズの針が通過できるように制御されてもよい。穴は、これらの穴が実質的に平行軸に沿って並べられてもよいアレイ状に、並べられていてもよい。各針は、複数のポートを有していてもよく、ポートは、その長さに沿った任意の所与の場所で実質的に等量の流体が送達されるように、並べることができる。各針は、ただ１つのポートを有するエンドポート針とすることができる。各針は、ボア１４０５に保持することができる。ボア１４０５は、各針１４０４を支持することができ、針が移動するための軌道を提供することができる。ボア１４０５に保持される針は、腫瘍内への１本または複数の針１４０４の射出を容易にすることができかつ固形組織の外への１本または複数の針１４０４の引抜きも容易にすることができる、プランジャ構造１４０６に連結することができる。
【００６３】
流体送達デバイスは、１本または複数の針を含むことができ、それぞれは、それぞれのリザーバ１４０７に流体連絡している。１本または複数の針１４０４はそれぞれ、それぞれのリザーバ１４０７に接続することができる１つの端部と、１種または複数の薬剤を投入することができる第２の端部とを含むことができる。別の態様では、１本または複数の針の第２の端部を、固形組織に挿入することができる。さらに別の態様では、１本または複数の針の近位端をそれぞれのリザーバ１４０７に流体連絡することができ、１本または複数の針の遠位端は、１種または複数の薬剤を投入するために使用することができ、かつ／または固形組織に挿入することができる。１つまたは複数のそれぞれのプランジャ１４０６は、針のポートを介してリザーバから流体を推進させるよう動作可能になるように、それぞれのリザーバ１４０７に連結することができる。プランジャ１４０６は、各リザーバから同時に流体を推進させるよう動作可能になるように、各リザーバ１４０７に連結することができる。針１４０４は、多数の針が同時に固形組織に挿入された場合に通常なら必要とされる累積挿入力を最小限に抑えるために、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０回またはそれ以上、一度に前進させることができる。１つまたは複数のプランジャ１４０６の移動は、流体送達デバイスの１つまたは複数の側面から突出する１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１４０２により制御されてもよい。
【００６４】
図１５は、腫瘍への薬剤送達の例示的な方法を示す。デバイスには、１種または複数の薬剤を投入することができる。デバイスは、固形組織１５０５に挿入することができる。１種または複数の薬剤の注入は、針１５０４を引き込むことによって、薬剤を組織１５０５内に沈着させることができるプロセスによって行うことができる。各ステップは、１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２によって制御することができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２は、１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２を軌道１５０３の長さに沿った多数の位置の間で移動させることができるように、軌道１５０３に収容することができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２は、１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２を特定の位置１５０３でロックすることができる軌道に沿った位置に、移動させることができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２は、１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２を軌道１５０３内で自由に移動させることができる軌道１５０３に沿った位置に、移動させることができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２は、１種または複数の薬剤をデバイスに投入しながら軌道１５０３のロック位置に移動することができ、標的組織に１種または複数の薬剤を送達するために軌道１５０３のロック解除位置に移動することができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２は、デバイスへの１種または複数の薬剤の投入中および標的組織１５０５への１本または複数の針１５０４の挿入中は、ロック位置に存在することができ、次いで１本または複数の針１５０４が標的組織１５０５に挿入された後は、ロック解除位置に移動することができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２がロック位置にある場合、１本または複数の針を完全に伸ばすことができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２がロック解除位置にある場合、１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２を軌道１５０３内でさらに移動させることができ、それによって１本または複数の針１５０４を引き込ませることができる。標的組織にデバイスの１本または複数の針１５０４を挿入した後、１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２をロック解除位置に移動させ、さらに軌道１５０３内に移動させることができ、それによって１本または複数の針１５０４を引き込ませることができる。一態様では、１本または複数の針１５０４の引込みは、１本または複数の針１５０４の引込み中に、組織内のそれぞれの軸またはカラムに沿って１本または複数の針から同時に１種または複数の薬剤を送達させることができる。１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバー１５０２の移動は、針１５０４を通る流体の速度および体積を選択的に制御するのに使用することができる。
【００６５】
本発明の流体送達デバイスは、コントローラをさらに含むことができる。コントローラは、１本または複数の針に接続された１つまたは複数のリザーバに連絡することができる。コントローラは、１つまたは複数のプランジャに連絡することができる。コントローラは、１つまたは複数のプランジャに連結することができる。コントローラは、１本または複数の針の移動を制御することができる。コントローラは、１つまたは複数のプランジャに連結された１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバーとすることができる。コントローラは、１つまたは複数のプランジャに連結された１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバーに連結することができる。コントローラは、１つまたは複数のプランジャに連結された１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバーの移動を制御することができる。コントローラは、１本または複数の針の引抜き速度を制御することができる。コントローラは、１種または複数の薬剤の送達速度を制御することができる。コントローラは、１本または複数の針の移動を制御することによって、１種または複数の薬剤の送達速度を制御することができる。コントローラは、１本または複数の針の引抜きを制御することによって、１種または複数の薬剤の送達速度を制御することができる。コントローラは、モーターを含むことができる。コントローラは、本発明のデバイスを動作させる個人を含むことができる。コントローラは、電子デバイスを含むことができる。電子デバイスは、コンピュータとすることができる。コントローラは、ステップモーターとすることができる。ステップモーターは、親ねじに連絡することができる。
【００６６】
本発明の流体送達デバイスは、１本または複数の針に接続された１つまたは複数のリザーバに連絡することができる１つまたは複数の追加のチャンバーを、任意選択でさらに含むことができ、換気機構として働くことができる。換気機構は、脱気機構とすることができる。１つまたは複数の追加のチャンバーは、リザーバに１種または複数の薬剤を投入しながら、１本または複数の針に接続された１つまたは複数のリザーバからの泡の放出を容易にすることができる。泡は、気泡とすることができる。本明細書に記述される換気機構は、１本または複数の針に接続された１つまたは複数のリザーバのそれぞれが実質的に少ない量の泡を含有することができるように、使用することができる。本明細書に記述される換気機構は、１本または複数の針に接続された１つまたは複数のリザーバのそれぞれが泡を含有することができないように、使用することができる。本明細書に記述される換気機構は、閉システムである。閉システムは、移送アセンブリの圧力を均等化する。
【００６７】
本発明の流体送達デバイスは、１つまたは複数の深さ制御機構１５０１をさらに含むことができる。深さ制御機構は、１本または複数の針が通過する複数の穴を含んだデバイスの端部に連結することができる、細長い小片を含むことができる。細長い小片は、１本または複数の針１５０４がデバイスの端部の複数の穴ならびに細長い小片の複数の穴を通過できるように、送達デバイスの端部の複数の穴に直接連結することができる複数の穴を含むことができる。細長い小片は、デバイスの長さを伸ばすように働くことができる。この態様では、細長い小片は、固形組織に挿入できる１本または複数の針の長さを制限するのに使用することができる。デバイスは、ｉｎ ｖｉｖｏで固形組織のそれぞれの軸に沿って複数の流体薬剤を同時に送達することができる。デバイスは、複数の流体薬剤の送達カラムのサイズを制御することができるストローク容積を含むことができる。ストローク容積は、０．１から１００ミリメートル（ｍｍ）の間の薬剤の送達カラムを可能にすることができる。ストローク容積は、少なくとも約０．１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１０ミリメートルまたはそれ以上である薬剤の送達カラムを可能にすることができる。ストローク容積は、最大でも約０．１、０．５、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、２０、３０、４０、５０、６０、７０、８０、９０、１００ミリメートルまたはそれ以上である薬剤の送達カラムを可能にすることができる。ある場合には、ストローク容積は、約１〜１０ｍｍの間の薬剤の送達カラムを可能にすることができる。
【００６８】
細長い小片は、固形組織１５０５または固形組織上の皮膚に接触することができる。別の実施形態では、深さ制御機構１５０１は、デバイスの側面から突出する１つもしくは複数のノブまたは１つもしくは複数のレバーと、１本または複数の針が通過する複数の穴を含むデバイスの端部との間で、送達デバイスの本体の長さに沿って挿入することができるクリップを含むことができる。この態様において、クリップは、複数の穴を含む端部の端から突出する１本または複数の針の長さが短くなるように、デバイスの本体が長くなるように働く。さらに別の実施形態では、深さ制御機構は、本明細書に記述される細長い小片およびクリップを含む。この態様において、デバイスの端部から突出する１本または複数の針の長さは、単独で使用される本明細書に記述される細長い小片またはクリップのいずれかの使用の場合よりも、さらに短くすることができる。
【００６９】
さらに別の態様では、本発明の流体送達デバイスは、固形組織に挿入することができる１本または複数の針１５０４の長さを個々に制御することができる、深さ制御１５０１機構を含む。この態様において、深さ制御機構は、１本の針、２本の針、３本の針、４本の針、５本の針、６本の針、７本の針、８本の針、９本の針、１０本の針、５０本の針、１００本の針、５００本の針、または１０００本の針の長さを変えるのに使用することができる。深さ制御機構は、任意の１本の針、任意の２本の針、任意の３本の針、任意の４本の針、任意の５本の針、任意の６本の針、任意の７本の針、任意の８本の針、任意の９本の針、任意の１０本の針、任意の５０本の針、任意の１００本の針、任意の５００本の針、または任意の１０００本の針の長さを変えるのに使用することができる。ある場合には、は、針の深さは、１本または複数の針が異なる深さに挿入されるように変えることができる。
【００７０】
本発明は、使用されることになる針のタイプを制限しない。針は、複数の穴を含む送達デバイスの端部の複数の穴の１つを通過することができ、送達デバイス内の１つまたは複数のリザーバにしっかり連結することができる。複数の穴のサイズは、そこを特定ゲージの針が通過できるように、独立して制御することができる。穴のサイズが均一である場合、同じサイズの針を使用する。穴のサイズが異なる場合、異なるサイズの針を使用する。他の態様では、複数の穴を含むデバイスの端部の穴は、様々な構成を有していてもよい。穴は、実質的に平行な列を形成することができる。穴の数は、特定の数の針が挿入できるように制御することができる。穴の数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個またはそれ以上にすることができる。穴の数は、針の数と等しくすることができる。穴の数は、１０個より多くてもよい。穴の数は、１００個より多くてもよい。穴の数は、５００個より多くてもよい。穴の数は、６個にすることができる。穴の数は、１０個にすることができる。送達デバイス内のリザーバの数は、穴の数に等しくすることができる。リザーバの数は、１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０個またはそれ以上にすることができる。リザーバの数は、針の数に等しくすることができ、１０個より多くてもよい。リザーバの数は、１００個より多くてもよい。リザーバの数は、５００個より多くてもよい。リザーバの数は、６個にすることができる。リザーバの数は、１０個にすることができる。針のいずれかは、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１６、１８、２０、２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７、２８、２９、３０、３２、３４、３６、３８、４０、４２、４４、４６、４８、４９、５０ゲージまたはそれ以上から独立して選択されてもよい。針は、エンドポート針または多孔質針であってもよい。針は、エンドポート針にすることができる。針は、多孔質針にすることができる。針は、エンドポート針と多孔質針とを混合したものにすることができる。ある場合には、全ての針が２５ゲージである。いくつかの実施形態では、針の全てがエンドポート針である。
【００７１】
本発明の流体送達デバイスの１本または複数の針への１種または複数の薬剤の投入は、針を含むシリンジに薬剤を投入する分野で公知に任意の手法で実現することができる。一態様では、１種または複数の薬剤を、１本または複数の針の第２の端部または遠位端に投入することができる。流体送達デバイスの１本または複数の針には同じ薬剤を投入することができる。流体送達デバイスの１本または複数の針には、同じ薬剤を異なる濃度で投入することができる。流体送達デバイスの１本または複数の針には異なる薬剤を投入することができる。異なる薬剤を、流体送達デバイスの２本以上、３本以上、４本以上、５本以上、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１００本以上、５００本以上、または１０００本以上の針に投入することができる。同じ薬剤を、流体送達デバイスの２本以上、３本以上、４本以上、５本以上、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１００本以上、５００本以上、または１０００本以上の針に投入することができる。一実施形態では、異なる薬剤の組合せを異なる針に投入する。一実施形態では、異なる濃度の同じ薬剤を、流体送達デバイスの２本以上、３本以上、４本以上、５本以上、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１００本以上、５００本以上、または１０００本以上の針に投入することができる。
【００７２】
本発明の流体送達デバイスの１本または複数の針への１種または複数の薬剤の投入は、投入機構の使用を通して実現することができる。投入機構は、移送アセンブリ３０１を含むことができる。移送アセンブリは、流体送達デバイスの１本または複数の針に同じ薬剤を投入するのに使用することができる。移送アセンブリは、流体送達デバイスの１本または複数の針に、同じ薬剤を異なる濃度で投入するのに使用することができる。移送アセンブリは、流体送達デバイスの１本または複数の針に異なる薬剤を投入するのに使用することができる。移送アセンブリは、流体送達デバイスの２本以上、３本以上、４本以上、５本以上、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１００本以上、５００本以上、または１０００本以上の針に異なる薬剤を投入するのに使用することができる。移送アセンブリは、流体送達デバイスの２本以上、３本以上、４本以上、５本以上、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１００本以上、５００本以上、または１０００本以上の針に同じ薬剤を投入するのに使用することができる。一実施形態では、移送アセンブリは、流体送達デバイスの２本以上、３本以上、４本以上、５本以上、６本以上、７本以上、８本以上、９本以上、１０本以上、１００本以上、５００本以上、または１０００本以上の針に、同じ薬剤を異なる濃度で投入するのに使用することができる。
【００７３】
移送アセンブリ１６０１は、上昇プラットフォーム１６０７を含むことができる。上昇プラットフォームは、中央リザーバ１６０８を含むことができる。中央リザーバ１６０８は、針１６０４への薬剤の投入中、デバイスの本体を安定化させることができる。中央リザーバ１６０８は、１本または複数の針１６０４を収容するための、１つまたは複数の針リザーバ１６０９をさらに含むことができる。各針リザーバ１６０９は、デバイスの１本または複数の針１６０４を取り囲むことができる。移送アセンブリ１６０１は、１つの中央リザーバ１６０８と、各針リザーバ１６０９が１本の針１６０４を収容できるように本発明の流体送達デバイスに存在する各針１６０４用の針リザーバ１６０９とを含むことができる。一態様では、移送アセンブリの各針リザーバには、薬剤を同時に投入することができる。移送アセンブリの各針リザーバには、薬剤を個々に投入することができる。各針リザーバは、針リザーバ内に収容された針への薬剤の送達を容易にするのに使用することができる。
【００７４】
各針リザーバは、針を受容するための第１の端部と、チャネル１６１０に流体連絡することができる第２の端部とを含むことができる。各チャネルは、各針リザーバ１６０９の端部に流体連絡することができる。各チャネルは、中央リザーバ１６０８に流体連絡することができる。針リザーバ１６０９の第２の端部に流体連絡するチャネル１６１０は、薬剤を針リザーバに送達するのに使用することができる。チャネルは、管材を含むことができる。流体送達デバイスの１本または複数の針のそれぞれは、１本または複数の針の第２の端部または遠位端を針リザーバの第２の端部に収容することができるように、したがって針リザーバに薬剤を送達するのに使用することができるチャネルに流体連絡できるように、針リザーバに挿入することができる。この実施形態の別の態様では、針リザーバに収容された針に、針リザーバの第２の端部に流体連絡するチャネルを通して針リザーバに送達される薬剤を投入することができる。
【００７５】
各チャネルは、アダプタ１６０５に連結することができる。アダプタは、チャネル１６１０および針リザーバ１６０９を、それらが互いに流体連絡したままにできるように接続することができる。アダプタ１６０５は、ルアーアダプタとすることができる。アダプタ１６０５は、閉システム移送デバイス（ＣＳＴＤ）を含むことができ、オスルアーアダプタが、ドライバと、針リザーバに流体連絡したチャネルとを連結して、閉システムを生成することができる。この態様では、ＣＳＴＤが、ドライバと、針リザーバに流体連絡するチャネルとの間に閉鎖チャネルを生成し、ＣＳＴＤが、針リザーバに流体連絡するチャネルに接続されるまで、ドライバが薬剤を放出することができないようにする。薬剤は、ルアーロックを通してデバイスの１本または複数の針に投入することができる。
【００７６】
ルアーロックは、針リザーバにチャネルを通して薬剤を送達することができる、ドライバに接続することができる。ドライバは、針リザーバ内に収容された針に、針リザーバに流体連絡するチャネルを通して薬剤を推進させるのに使用することができる圧力を、生成することができる。別の態様では、各針リザーバは、異なるドライバに接続することができる。ドライバは、針リザーバに流体連絡したチャネルに流体連絡することができる。ドライバは、シリンジとすることができる。ドライバは、薬剤を含むことができるシリンジの中心シリンダーなど、リザーバ空間を含むことができる。ドライバのリザーバは、薬剤で満たすことができ、移送アセンブリの一部とすることができる針リザーバに流体連絡するチャネルを通して薬剤を推進させて、薬剤を、針リザーバから本発明の流体送達デバイスの針の内部にさらに推進させることができるようにするのに使用することができる。ドライバにより生成された圧力は、本明細書に記述される移送アセンブリで１本または複数の針に薬剤を投入する間、流体送達デバイスの１本または複数の針の外に泡を押し出すのに使用することができる。
【００７７】
ドライバにより生成された圧力は、針の内部への薬剤の挿入を容易にすることができる。図１７は、本開示の例示的な針リザーバおよび薬剤投入機構を示す。針リザーバは、２つのチャンバー、上方チャンバー１７０５と下方チャンバー１７１５とを含むことができる。これらのチャンバーは、チャンバー間通路１７１０によって接続することができる。下方チャンバーは、薬剤投入ポイントとして働くことができる逆止弁１７２０を含むことができる。薬剤は、ドライバを使用して、下方チャンバー内に逆止弁を通して投入することができる。ドライバにより薬剤を注入する圧力は、薬剤を針の内部に移動させるのに十分とすることができ、チャンバー間通路内を上に向かって上方チャンバー１７３０内に入る。
【００７８】
いくつかの実施形態では、デバイスは、真空が生成されるように押し下げることができる。真空は、陰圧を有することができる。真空の陰圧は、針リザーバ内への薬剤の投入を容易にすることができる。ある場合には、真空は、部分真空である。薬剤は、逆止弁１７２０を通して投入することができる。理論に拘泥するものではないが、ある場合には、下方チャンバー内で薬剤により変位された空気は圧縮されると考えられ、その結果、下方チャンバーにはより高い圧力が生じる可能性がある。より高い圧力は、空気の膨張をもたらすと考えられ、それが薬剤を上方チャンバー内に押し遣り、それによって薬剤が針の内部に投入されると考えられる。
【００７９】
図１８は、本開示の手持ち式デバイス１８７５の例示的な実施形態を示す。デバイスは、プランジャ１８０５、プランジャキャップ１８１０、およびワッシャー１８１５を含む。デバイスは、移送容器１８４５の上部にシリンジ本体１８３０を含む。デバイスは、針アセンブリ１８５０も含むことができる。デバイスは、針ガード１８３５も含むことができる。デバイスは、針停止カラー１８５５も含むことができる。デバイスは、スライドロックリング１８６０も含むことができる。デバイスは、棒封止保持器１８７０も含むことができる。デバイスは、デバイスキャップ１８８０を含むことができる。デバイスは、ロック１８９０も含むことができる。デバイスは、デバイス内への薬剤の投入を容易にするアタプター１８９９も含むことができる。
【００８０】
図１９は、本開示のデバイスの、別の例示的な実施形態を示す。デバイスは、移送容器針ガイド１９０５を含むことができる。デバイスは、移送容器本体１９１５の上部に隔壁１９１０を含むことができる。移送容器本体にはチャネル１９２０が接続されている。チャネルは、アダプタ１９３０に接続することができる。アダプタは、マイクロクレーブＩＤカラー１９２５を含むことができる。デバイスは、移送容器ベース１９４０に収容できる、ねじ付き保持器１９２５によって、安定化することができる。
【００８１】
いくつかの実施形態によれば、少なくとも１種の薬剤が送達された固形組織は、引き続き、対象から切除され評価される。例えば、標的組織ががん性腫瘍である場合、そこに注入された複数の薬剤は、そのような腫瘍に対するその効力または効果が調査中であるいくつかの薬剤を含むことができる。複数の薬剤は、ＦＤＡにより承認されていない薬剤または治験薬を微小用量で含むことができる。ｉｎ ｖｉｖｏで様々な薬剤を注入し、続いて選択された期間待機して、その後腫瘍を除去することにより、腫瘍ｎ  ｓｉｔｕにおける薬剤の効果を調査することができる。これは、腫瘍微小環境を保存し、この方法を現行のｅｘ ｖｉｖｏまたはｉｎ ｖｉｔｒｏ療法評価方法から区別する。使用される針は、その長さに沿った任意の所与の場所で実質的に等量の薬剤を送達するように構成されると仮定することにより、針のそれぞれによって送達される薬剤は、固形組織への薬剤の送達中にそれぞれの針が位置決めされた送達軸に沿った周囲組織に、均等に分布される。時間と共に、各薬剤は、例えば周囲組織の密度、粘度、極性、疎水性、および薬剤の組成、それぞれの薬剤による組織の水和性等の要因に応じて、多かれ少なかれその送達軸から外向きに浸透する。通常、薬剤が拡がる組織の部分は、それぞれの送達軸と同軸の略円柱状領域である。
【００８２】
様々な実施形態によれば、組織の領域は、切除前のある期間にわたって所定位置のままである。例えば、腫瘍は、送達後１から７２時間の間に切除されてもよい。その他の場合には、待機時間は、数分、数時間、数日、または数週間であってもよい。ある場合には、送達後２４時間は、腫瘍が検出可能な応答を示すのに十分である。さらに、組織領域は、針の挿入前に組織の標的領域を精密に位置付ける公知の方法を使用して、撮像してもよい。領域は、組織の領域に複数の薬剤を送達する前および後に繰り返し撮像してもよい。繰返しの回数は、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、１７、１８、１９、２０回またはそれ以上であってもよい。
【００８３】
本明細書に記述される流体送達デバイスは、針の挿入深さの精密な制御のために使用することができ、固形組織への少なくとも１種の薬剤の送達の優れた制御を行うこともできる。好ましい実施形態では、デバイスは、充実性腫瘍内への直接的な、多数の薬剤の精密な微量注入をもたらす。その後に切除する場合、組織に対する各薬剤の効果を評価するために組織を切断することができ、その評価に基づいて、臨床試験または療法に合わせて候補薬剤を選択し、選択解除し、または優先し、臨床試験または治療的処置に合わせて対象を選択し、選択解除し、または優先することができる。
【００８４】
薬剤
特定のその他の実施形態では、薬剤は、（ａ）遺伝子療法剤；（ｂ）化学療法剤；（ｃ）小分子；（ｄ）抗体；（ｅ）タンパク質；（ｆ）低分子干渉ＲＮＡおよびそのコード化ポリヌクレオチドの１種；（ｇ）アンチセンスＲＮＡおよびそのコード化ポリヌクレオチドの１種；（ｈ）リボザイムおよびそのコード化ポリヌクレオチドの１種；（ｉ）検出可能な標識；（ｊ）治療用タンパク質、ポリペプチド、およびペプチドミメティックの１種；（ｋ）および抗体−薬物コンジュゲートから選択された薬剤を含む。特定のさらに別の実施形態において、検出可能標識は、放射標識、放射線不透過性標識、蛍光標識、比色標識、色素、酵素標識、ＧＣＭＳタグ、アビジンおよびビオチンから選択される。特定の実施形態において、薬剤は、（ｉ）少なくとも１種の作動可能に連結したプロモーターを含む遺伝子治療剤、（ｉｉ）少なくとも１種の作動可能に連結したプロモーターを含む低分子干渉ＲＮＡをコードするポリヌクレオチド、（ｉｉｉ）少なくとも１種の作動可能に連結したプロモーターを含むアンチセンスＲＮＡをコードするポリヌクレオチドおよび（ｉｖ）少なくとも１種の作動可能に連結したプロモーターを含むリボザイムをコードするポリヌクレオチドから選択される。特定のさらに別の実施形態において、作動可能に連結したプロモーターは、構成的プロモーターおよび調節可能なプロモーターから選択される。さらにまた別の特定の実施形態において、調節可能なプロモーターは、誘導性プロモーター、密接に調節されたプロモーターおよび組織特異的なプロモーターから選択される。さらにまた別の特定の実施形態において、調節可能なプロモーターは、誘導性プロモーター、密接に調節されたプロモーターおよび組織特異的なプロモーターから選択される。抗血管新生剤の例には、ベバシズマブおよび開発中のその他のものが含まれるが、これらに限定するものではない。後成的修飾因子の例には、アザシチジンおよびデシタビンおよび開発中のその他のものが含まれるが、これらに限定するものではない。薬剤は、有意な細胞毒性を有する小分子剤であってもよい。薬剤は、ユビキチン活性化酵素阻害剤およびプロテアソーム阻害剤、例えばボルテゾミブおよびクエン酸イクサゾミブを含んでいてもよい。
【００８５】
薬剤は、固形組織に送達され得る混合物またはコロイドとして、水溶液に溶解しまたは懸濁してもよい。針を通して送達される薬剤を指すのに使用する場合、薬剤という用語は、液体、気体、コロイド、懸濁固形分なども含めて針を通して送達することが可能な任意の物質に関して、広く解釈される。
【００８６】
いくつかの実施形態では、薬剤は、販売されている抗がん剤である。販売されている抗がん剤には、ロムスチン、カルムスチン、ストレプトゾシン、メクロレタミン、メルファラン、ウラシル窒素マスタード、クロラムブシル、シクロホスファミド、イホスファミド、シスプラチン、カルボプラチン、マイトマイシン、チオテパ、ダカルバジン、プロカルバジン、ヘキサメチルメラミン、トリエチレンメラミン、ブスルファン、ピポブロマン、ミトタン、メトトレキセート、トリメトレキセート、ペントスタチン、シタラビン、Ａｒａ−ＣＭＰ、リン酸フルダラビン、ヒドロキシ尿素、フルオロウラシル、フロクスウリジン、クロロデオキシアデノシン、ゲムシタビン、チオグアニン、６−メルカプトプリン、ブレオマイシン、トポテカン、イリノテカン、カムプトテシンナトリウム塩、ダウノルビシン、ドキソルビシン、イダルビシン、ミトキサントロン、テニポシド、エトポシド、ダクチノマイシン、ミトラマイシン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、ナベルビン、パクリタキセル、ドセタキセルが含まれるが、これらに限定するものではない。いくつかの実施形態では、薬剤が候補腫瘍薬である。候補腫瘍薬は、試験的治療のリストを開示するリソース、例えばその「ＣｌｉｎｉｃａｌＴｒｉａｌｓ．ｇｏｖ」ウェブサイトとして進行中および計画中の臨床試験のデータベースを維持する国立衛生研究所（Ｎａｔｉｏｎａｌ  Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅｓ  ｏｆ  Ｈｅａｌｔｈ）（メリーランド州ベセスダ）から選択することができる。
【００８７】
薬剤は、標的組織に送達され得る水溶液、混合物、またはコロイド中の任意の流体または分子を指す。針を通して送達される薬剤を指すのに使用される場合、薬剤という用語は、液体、気体、コロイド、懸濁固形分なども含めた、そのような微小透析プローブまたは針の内部を流れることが可能な任意の物質に関して読み取るように、広く解釈される。
【００８８】
いくつかの実施形態では、薬剤が、プロドラッグの活性形態である。プロドラッグは、通常、自然な代謝プロセスによって、その活性形態に変換することができる。プロドラッグは、Ｉ型またはＩＩ型として分類することができる。Ｉ型プロドラッグは、細胞内で活性化される。Ｉ型プロドラッグには、ヌクレオシド類似体、イドクスウリジン、５−フルロウラシル、５−フルオロシトシン、ガンシクロビル、アシクロビル、トリフルオロチミジン、アデニンアラビノシドブロモビニルデオキシウリジン、ペンシクロビル、二リン酸ジエチルスチルベストロール、シクロホスファミド、Ｌ−ドーパ、６−メルカプトプリン、マイトマイシンＣ、ジドブジン、カルバマゼピン、カプトプリル、カリソプロドール、ヘロイン、モルシドミン、パリペリドン、フェナセチン、プリミドン、プシロシビン、スリンダク、およびフルスルチアミン、ＭＴＸ−α−ペプチドを含めることができる。ＩＩ型プロドラッグは、細胞外で活性化される。ＩＩ型プロドラッグには、リスデキサムフェタミン、酸化ロペラミド、オキシフェニサチン、スルファサラジン、アセチルサリチレート、バカムピシリン、バムブテロール、コハク酸クロラムフェニコール、ジヒドロピリジンプラリドキシム、ジピベフリン、およびホスフェニトインを含めることができる。化学療法的プロドラッグ療法には、抗体指向性酵素プロドラッグ療法（ＡＤＥＰＴ：ａｎｔｉｂｏｄｙ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｅｎｚｙｍｅ  ｐｒｏｄｒｕｇ  ｔｈｅｒａｐｙ）、ウイルス指向性酵素プロドラッグ療法（ＶＤＥＰＴ：ｖｉｒｕｓ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｅｎｚｙｍｅ  ｐｒｏｄｒｕｇ  ｔｈｅｒａｐｙ）、遺伝子指向性酵素プロドラッグ療法（ＧＤＥＰＴ：ｇｅｎｅ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｅｎｚｙｍｅ  ｐｒｏｄｒｕｇ  ｔｈｅｒａｐｙ）、クロストリジウム指向性酵素プロドラッグ療法（ＣＤＥＰＴ：Ｃｌｏｓｔｒｉｄｉａｌ−ｄｉｒｅｃｔｅｄ  ｅｎｚｙｍｅ  ｐｒｏｄｒｕｇ  ｔｈｅｒａｐｙ）を含めることができる。プロドラッグは、ナノ粒子またはリポソームに結合することができる。
【００８９】
治療剤への開発のため、スクリーニング方法および候補薬剤の評点を行う方法に使用される薬剤は、化合物、組成物、または分子の「ライブラリー」またはコレクションとして提供することができる。そのような分子は、典型的には、「小分子」として当技術分野で公知であり、１０５ダルトン未満、１０４ダルトン未満、または１０３ダルトン未満の分子量を有する化合物を含む。
【００９０】
例えば、被験化合物のライブラリーの複数のメンバーは、治療薬剤のそれぞれを各対象における領域内の軸に沿った複数の位置に分布させることにより、公知の腫瘍型の腫瘍を有する１つまたは複数の対象それぞれにおける公知の腫瘍型の充実性腫瘍の領域に候補薬剤として導入することができ、選択された期間（例えば、時間の範囲、最短期間または特定の期間）の後、候補薬剤が導入された充実性腫瘍の領域は、画像処理または各対象から除去され、例えば、効果を生じない（陰性対照）または容易に検出可能な効果を生じる（陽性対照）本明細書に提示されている対照薬剤で処置された領域における位置と比べて変化した生理状態が、本明細書に提示されている通り存在するか決定することにより、領域内のそれぞれの位置における各薬剤の効果（あるとすれば）を検出して各領域を比較することができる。
【００９１】
薬剤は、複数の反応容器において行われた複数の所定の化学反応によって調製された合成薬剤を包含し得るコンビナトリアルライブラリーのメンバーとしてさらに提供することができる。例えば、様々な出発化合物は、所定の構成成分が反応条件の複数の順列および／または組み合わせを追跡可能に行うのを可能にする固相合成、記録されたランダム混合手法および記録された反応分割技法のうち１種または複数を用いて調製することができる。得られた産物は、ペプチドまたは小分子を包含し得る他の組成物の合成コンビナトリアルライブラリー等、スクリーニングされた後に反復的な選択および合成手順がなされ得るライブラリーを含む。当業者であれば、本開示において、多様な種別のこのようなライブラリーが、確立された手順に従って調製され、変化したミトコンドリア機能の指標におけるその影響が検査され得ることを認められよう。他の薬剤は、タンパク質（治療タンパク質等）、ペプチド、ペプチドミメティック、ポリペプチドおよび遺伝子治療剤（例えば、低分子干渉ＲＮＡ（ｓｉＲＮＡ）、リボザイムおよびアンチセンスＲＮＡのコード配列等、治療遺伝子または治療産物をコードするポリヌクレオチドを含有するプラスミド、ウイルスベクター、人工染色体その他）とすることができ、特定のさらに別の実施形態において、遺伝子治療剤は、構成的プロモーターまたは誘導性プロモーター（例えば、ＩＰＴＧ誘導性）、密接に調節されたプロモーター（例えば、その同族誘導物質または抑制解除物質の非存在下では検出可能な転写をほとんど生じないまたは全く生じないプロモーター）もしくは組織特異的なプロモーター等の調節可能なプロモーター等、作動可能に連結したプロモーターを含み得る。上述および関連する薬剤を調製、検査および使用するための手法は、本技術分野において公知のものである。
【００９２】
いくつかの実施形態では、薬剤が小分子薬である。本明細書で使用される「小分子薬」という用語は、分子量が約１０００ダルトン未満、約８００ダルトン未満、または約５００ダルトン未満の薬剤を意味する。いくつかのその他の実施形態では、小分子薬が抗がん剤である。抗がん剤は、市場で現在認可されている抗がん剤、現在臨床試験中の抗がん剤、毒性もしくは不十分な効力により臨床試験もしくは市場から回収された抗がん剤、または開発中の初期段階にある抗がん剤であってもよい。
【００９３】
治療用途のための薬学的に許容される担体は、製薬技術分野において周知のものである。例えば、生理ｐＨの無菌生理食塩水およびリン酸緩衝食塩水を用いることができる。保存料、安定剤、色素および他の補助的薬剤を医薬組成物に供給することができる。例えば、安息香酸ナトリウム、ソルビン酸およびｐ−ヒドロキシ安息香酸エステルを保存料として添加することができる。その上、抗酸化剤および懸濁剤を用いてよい。「薬学的に許容される塩」とは、薬用化合物と、有機もしくは無機酸（酸付加塩）または有機もしくは無機塩基（塩基付加塩）の組み合わせに由来する薬用化合物の塩を意味する。本明細書における使用に企図される薬物を包含する薬剤は、遊離塩基または塩形態のいずれかで用いることができ、どちらの形態であっても、本発明の特定の実施形態の範囲内に収まると考慮される。
【００９４】
他の薬剤は、天然起源の、免疫学的に誘発された、キメラ、ヒト化、組換えならびに他の遺伝子操作された抗原特異的な免疫グロブリンおよび人工的に作製された抗原結合断片、ならびに単鎖抗体、ミニボディ（ｍｉｎｉｂｏｄｉｅｓ）、Ｆａｂ断片、二特異性抗体等のそれらの派生体等、抗体となり得る。
【００９５】
１種または複数の薬剤を含有する医薬組成物は、組成物を対象に投与することのできるいかなる形態であってもよい。いくつかの実施形態において、組成物は液状となり、投与経路は、本明細書に記載されている固形組織への投与を含むであろう。本明細書における用語、非経口は、経皮または皮下注射および筋肉内、髄内および胸骨内（ｉｎｔｒａｓｔｅｍａｌ）技法を包含する。
【００９６】
医薬組成物は、その中に含有されている有効成分が、ヒト対象等、対象への該組成物の投与により生物に利用可能となるように処方される。対象に投与される組成物は、１回もしくは複数用量または投薬量単位の形態を取ることができ、例えば、測定前（ｐｒｅ−ｍｅａｓｕｒｅｄ）の流体容量は、単一投薬量単位を含むことができ、液状の１種または複数の組成物（例えば、薬物）の容器は、複数の投薬量単位を保持することができる。薬剤の用量は、薬剤の所望の濃度範囲、例えば、固形組織における送達ミクロ透析プローブまたは針のごく近傍における薬剤の所望の濃度範囲の達成または維持に十分な様式および時間で投与される、治療上有効量の特定の薬剤の全部または部分を包含し、用量を含む薬剤の絶対量は、医学的および製薬ならびに関連する技術水準に照らして熟練の医者が精通している、薬剤、対象、固形組織および他の判断基準に応じて変動する。特定の実施形態において、少なくとも２用量の薬剤を投与することができ、特定の他の実施形態において、３、４、５、６、７、８、９、１０以上の用量を投与することができる。
【００９７】
溶液または懸濁液の形態であれ他の同様の形態であれ、本明細書における液体医薬組成物は、次の、アジュバント：注射用の水、生理食塩水溶液、生理的食塩水、リンゲル溶液、生理食塩水溶液（例えば、正常生理食塩水または等張性、低張性もしくは高張性塩化ナトリウム）等、無菌希釈剤、溶媒または懸濁培地として働く合成モノもしくはジグリセリド（ｄｉｇｙｌｃｅｒｉｄｅｓ）等の固定油、ポリエチレングリコール、グリセリン、プロピレングリコールまたは他の溶媒；ベンジルアルコールまたはメチルパラベン等、抗菌剤；アスコルビン酸または亜硫酸水素ナトリウム等、抗酸化剤；エチレンジアミン四酢酸等、キレート剤；酢酸塩、クエン酸塩またはリン酸塩等、緩衝剤および塩化ナトリウムまたはデキストロース等、浸透圧調整のための薬剤のうち１種または複数を包含し得る。非経口調製物は、ガラスまたはプラスチック製のアンプル、使い捨てシリンジまたは複数用量のバイアル内に封入され得る。いくつかの実施形態において、生理的食塩水はアジュバントである。注射用医薬組成物は無菌となり得る。アルミニウム塩、油中水型エマルジョン、生分解性油媒体、水中油型エマルジョン、生分解性マイクロカプセル、ハイドロゲルおよびリポソーム等が挙げられるがこれらに限定されない送達媒体等、他の成分を調製物に包含することも望ましい。
【００９８】
当業者にとって公知の任意の適切な担体は、本発明の医薬組成物において用いることができるが、担体の種類は、投与様式および従来の徐放的薬物放出が望ましいかにも応じて変動するであろう。薬物の補充的注射等、非経口投与のため、担体は、水、生理食塩水、アルコール、脂肪、ワックスまたは緩衝剤を含むことができる。本発明の医薬組成物の担体として生分解性マイクロスフェア（例えば、ポリ乳酸ガラクチド（ｐｏｌｙｌａｃｔｉｃ  ｇａｌａｃｔｉｄｅ））を用いてもよい。いくつかの実施形態において、マイクロスフェアは、およそ２５ミクロンよりも大きいが、一方、他の実施形態は、そのように限定的ではなく、他の寸法を企図する。
【００９９】
医薬組成物は、緩衝剤等の希釈剤、アスコルビン酸等の抗酸化剤、低分子量（約１０残基未満の）ポリペプチド、タンパク質、アミノ酸、グルコース、ショ糖またはデキストリン等の炭水化物、ＥＤＴＡ等のキレート剤、グルタチオンならびに他の安定剤および賦形剤を含有してもよい。非特異的な血清アルブミンと共に混合された中性緩衝食塩水または生理食塩水は、例示的な適切な希釈剤である。いくつかの実施形態において、薬剤（例えば、治療薬物または候補薬物）は、希釈剤として適切な賦形剤溶液（例えば、ショ糖）を用いる凍結乾燥物として処方される。
【０１００】
配向
注入された薬剤は、腫瘍内で空間的に画定することができるので、腫瘍の配向は、薬剤の評価に重要とすることができる。配向の損失は、どの注入場所がどの注入薬剤に対応するかを不明瞭にする可能性があるので、評価プロセスを損なうと考えられる。腫瘍の配向は、腫瘍の写真を撮り、注入中に腫瘍がどのように配向したかを示すように皮膚にマークすることによって、維持することができる。配向は、いくつかの近赤外色素を注入することによって、視覚的に維持することもできる。赤外色素は、注入アレイの非対称性を検出することができる。配向は、その他の染色剤およびインクであって蛍光刺青インク、ヘンナ、墨汁、ニューメチレンブルー、イソスルファンブルー色素、およびローダミナＷＴを含むものを注入することによって、視覚的に維持することもできる。可搬式光源を、外科処置中に腫瘍配向および注入色素を検出するのに使用してもよい。
【０１０１】
位置マーカー
特定の実施形態は、充実性腫瘍等、固形組織における平行軸に沿った複数の空間的に画定された位置への複数の薬物、候補薬物、造影剤、位置マーカー、有効性の指標および適切な対照組成物の直接送達と、続く、所望の時間間隔後の、処理組織の切除および治療の効果に関する組織の評価または解析を企図する。有効性の指標は、例えば、検出可能な指標化合物、ナノ粒子、ナノ構造または他の組成物とすることができ、他の組成物は、生体色素（例えば、トリパンブルー）、比色ｐＨ指標、多くの細胞生理パラメータ（例えば、ｐＨ、細胞内Ｃａ２＋または他の生理関連のイオン濃度、ミトコンドリア膜電位、細胞膜電位等）に応じて別個の蛍光を示し得る蛍光化合物、酵素基質、特異的なオリゴヌクレオチドプローブ、レポーター遺伝子等、細胞の生理状態を示す検出可能シグナルを生じるレポーター分子を含む。対照組成物は、例えば、偽注射、生理食塩水、ＤＭＳＯまたは他のビヒクルもしくは緩衝剤対照、不活性エナンチオマー、スクランブルされたペプチドもしくはヌクレオチド等、生理状態に統計的に有意な変化を生じないことが以前に立証された陰性対照；およびＦＤＡに認可された治療化合物等、生理状態に統計的に有意な変化を生じることが以前に立証された陽性対照となり得る。
【０１０２】
いくつかの実施形態において、医薬処方は、色素をさらに含む。医薬組成物を動物組織に投与した後に色素を画像処理して、同一医薬組成物に存在する治療剤の分布および活性を観察することができる。いくつかの実施形態において、色素は蛍光色素である。いくつかの実施形態において、色素は放射性色素である。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、分析のため、いくつかの公知の組織学的、組織化学的、免疫組織学的、組織病理学的、微視的（形態分析および／または３次元再構築を含む）、細胞学的、生化学的、薬理学的、分子生物学的、免疫化学的、撮像、またはその他の分析技法のいずれかであって当業者に公知である技法によって、切除した組織を、平行軸に実質的に直交する（例えば、垂直でありまたは１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、２０、２５、３０、３５度程度もしくはそれ以上に垂直方向から逸れている）平行面に沿って複数の連続した組織学的断片を切り取ることができる。撮像は、ディスペンサの針が固形組織に挿入される前、最中、または後に行うことができる。位置マーカーは、公知のものであり、非限定的な例として、金属またはプラスチッククリップ、蛍光量子ドット、墨汁、金属またはプラスチックビーズ、色素、染色、腫瘍ペイントまたは他の位置マーカーが挙げられ、所望の位置に導入することができる。マーカーは、可視、光学的、比色、色素、酵素、ＧＣＭＳタグ、アビジン、ビオチン、放射性物質（放射性標識および放射線不透過性等）、蛍光または他の検出可能シグナルとなり得る、それに続いて位置確認できる任意の検出可能シグナル源を包含し得る。
【０１０４】
したがって、検出可能マーカーは、独特かつ容易に同定可能なガスクロマトグラフィー／質量分析（ＧＣＭＳ）タグ分子を含む。多数のこのようなＧＣＭＳタグ分子は、本技術分野で公知のものであり、検出可能識別子成分として単独または組み合わせた使用のために選択することができる。説明のためであって限定を目的としないが、１、２種以上のこのようなＧＣＭＳタグの様々な異なる組み合わせは、本明細書に記載されているデバイスの個々のリザーバに、各リザーバの内容物が独特のＧＣＭＳ「署名」に基づいて同定されるのを可能にする仕方で添加することができ、これにより、それに続いて注入領域から回収される任意の試料から、同定目的のためその元々の針へと遡ることができる。ＧＣＭＳタグの例として、α，α，α−トリフルオロトルエン、α−メチルスチレン、ｏ−アニシジン、多くの別個のコカインアナログのいずれかまたは規定の条件下で容易に同定可能なＧＣＭＳ署名を有する他のＧＣＭＳタグ化合物、例えば、Ｓｕｐｅｌｃｏ（登録商標）２００５ガスクロマトグラフィーカタログに記載されており、ＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈから入手できるＳｕｐｅｌｃｏ（登録商標）製品等、ＳＰＥＸ  ＣｅｒｔｉＰｒｅｐ  Ｉｎｃ．（ニュージャージー州メタチェン）またはＳｉｇｍａＡｌｄｒｉｃｈ（ミズーリ州セントルイス）から入手できる製品が挙げられる。
【０１０５】
バイオマーカー
本開示は、細胞によって分泌されたバイオマーカーを測定することによって、腫瘍細胞または腫瘍原性細胞の生理学的状態の変化を評価するための方法を具体化する。細胞は、オートクリン、パラクリン、またはエンドクリンを含む可溶性因子とすることができるバイオマーカーを分泌することによって、生理学的きっかけに連絡し応答することができる。腫瘍細胞または腫瘍原性細胞は、生理学的状態の変化の前、最中、または後で、医学の分野で公知の複数のバイオマーカーを分泌してもよい。バイオマーカーは、タンパク質、ペプチド、アミノ酸、ＲＮＡ、ＤＮＡ、核酸、プロテオグリカン、脂質、小有機分子、小無機分子、またはイオンとすることができる。いくつかの実施形態では、バイオマーカーは、遺伝子発現として転写レベルでまたはタンパク質レベルで測定することができる。経時的に、本明細書に記述されるバイオマーカーを測定し検出することにより、かつその測定値を医学の分野で公知のバイオマーカーに関連付けることにより、細胞死、細胞増殖、細胞シグナル伝達プロセス、または細胞応答などの、腫瘍細胞または腫瘍原性細胞の生理学的状態または生理学的状態の変化を決定することができる。
【０１０６】
腫瘍細胞または腫瘍原性細胞の死は、アポトーシスまたは壊死を介するものとすることができる。アポトーシスは、プログラミングされた細胞死のプロセスであり、細胞死受容体媒介型外因性経路またはミトコンドリア指向型内因性経路のいずれかを介して活性化されてもよい。遺伝子発現またはタンパク質レベルで測定することができる、アポトーシスのバイオマーカーの非限定的な例には：カスパーゼ２、３、７、８、９、および１０などの活性化カスパーゼファミリー；腫瘍タンパク質５３（ｐ５３）、ホスファー−ｐ５３、ｐ７３、サイクリン依存性キナーゼ阻害剤１（ｐ２１−ｗａｆ１）、およびホスファー−Ｈ２ＡＸ／Ｓｅｒ  １３９（ｐＨ２ＡＸ）；Ｂｃｌ−２などのＢ−細胞リンパ腫２（Ｂｃｌ−２）ファミリーメンバー、Ｂ−細胞大型リンパ腫（Ｂｃｌ−ＸＬ）、Ｂｃｌ−ｘｓ、Ｂｃｌ−Ｗ、および誘導性骨髄白血病細胞分化タンパク質（Ｍｃｌ−１）；Ｂｃｌ−２関連Ｘタンパク質（ＢａＸ）およびＢｃｌ−２相同拮抗体／キラー（ＢａＫ）などのプロアポトーシスタンパク質ファミリー；Ｂｃｌ−２相同性（ＢＨ）ドメインファミリー、例えばＢＨ１、ＢＨ２、ＢＨ３、ＢＨ４、Ｂｃｌ−２−関連死プロモーター（Ｂａｄ）、アポトーシスのｐ５３上方制御モジュレーター（ＰＵＭＡ）、ＮＯＸＡ、Ｂｃｌ−２修飾因子（Ｂｍｆ）、Ｂｃｌ−２相互作用キラー（Ｂｉｋ）、Ｂｃｌ−２−関連卵巣キラー（Ｂｏｋ）、細胞死のＢｃｌ−２相互作用メディエーター（Ｂｉｍ）、およびＢＨ３相互作用ドメイン死作動体（Ｂｉｄ）；アポトーシスタンパク質のモジュレーター、例えば、アポトーシスプロテアーゼ活性化因子１（ＡＰＡＦ−１）、アポトーシス誘導因子（ＡＩＦ）、アポトーシスの阻害剤（ＩＡＰ）であって例えばｃＩＡＰ１、ｃＩＡＰ２、Ｃｐ−ＩＡＰ、Ｏｐ−ＩＡＰ、ＸＩＡＰ、ＮＡＩＰ、サバイビン、およびカスパーゼの第２のミトコンドリア誘導活性化因子（ＳＭＡＣ）；８−ヒドロキシ−２−デオキシグアノシンおよび３−ニトロチロシンなどのＤＮＡ酸化損傷の程度を測定するマーカー；アポトーシスに関連するその他のバイオマーカー、例えばシトクロームｃ、Ｎ−ヒドロキシ−Ｌ−アルギニン（ＮＯＨＡ）、１４−３−３タンパク質、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）関連アポトーシス誘導リガンド（ＴＲＡＩＬ）、反応性酸素種（ＲＯＳ）、外面化ホスファチジルセリン、シトケラチン、ポリ（ＡＤＰ−リボース）ポリメラーゼ、ヌクレオソームＤＮＡ、アポトーシス抗原１（Ａｐｏ−１）、ＴＮＦ受容体スーパーファミリー、メンバー６（Ｆａｓ）、Ｆａｓリガンド（ＦａｓＬ）、Ｆａｓ関連死ドメインタンパク質（ＦＡＤＤ）、ホスホリル化−ＦＡＤＤ、グルタチオン−Ｓ−トランスフェラーゼ−イソ酵素π（Ｇｓｔ−π）、β−ガラクトシダーゼ、およびホスホリル化網膜芽細胞腫抑制タンパク質などが含まれる。
【０１０７】
壊死は、細胞または組織の早期の死であり、細胞または組織の外部の因子によって引き起こされる可能性がある。細胞の炎症応答などのその他の生理学的事象は、壊死によって誘発される可能性がある。遺伝子発現またはタンパク質レベルで測定することができる腫瘍細胞または腫瘍原性細胞の壊死に関連したバイオマーカーの非限定的な例には、腫瘍壊死因子（ＴＮＦ）、カケクシン、カケクチン、リンホトキシン、シクロフィリンＡ、インターロイキン−１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２、１３、１４、１５、１６、および１７、α１−アンチトリプシン、コペプチン、ミエロペルオキシダーゼ、ＦＬＩＣＥ様阻害タンパク質（ＦＬＩＰ）、転写の形質導入因子および活性因子（ＳＴＡＴ）、腫瘍壊死因子受容体スーパーファミリー、メンバー１９（ＴＲＯＹ）、シクロオキシゲナーゼ（ＣＯＸ）−１、ＣＯＸ−２、細胞死因子、マクロファージ炎症タンパク質、マクロファージ活性化因子、マクロファージ遊走阻止因子、ニューロロイキン、免疫抑制因子、転移因子、オンコスタチン、オステオポンチン、インターフェロンＩ型、インターフェロンγ、インターロイキン１受容体拮抗タンパク質、ＣＤ７０、ＣＤ３０、ＣＤ４０、４−１ＢＢリガンド、エクトジスプラシン、Ｂ細胞活性化因子、核因子κ−Ｂリガンドの受容体活性化因子（ＲＡＮＫＬ）、およびリンホトキシンなどが含まれる。
【０１０８】
細胞死に関連したバイオマーカーの測定に加え、本開示はさらに、腫瘍細胞または腫瘍原性細胞の増殖／成長または有糸分裂活性に関連付けられるように、遺伝子発現またはタンパク質レベルで測定することができるバイオマーカーを測定する方法を提供する。本明細書に記述されるバイオマーカーの非限定的な例には、Ａｋｔタンパク質キナーゼＢ、Ｗｉｌｍｓ腫瘍マーカー、網膜芽細胞腫（Ｒｂ）、Ｋｉ−６７、増殖細胞核抗原（ＰＣＮＡ）、セリン／トレオニンキナーゼ、ラパマイシンの哺乳類標的（ｍＴＯＲ）、ニューロトロフィン、タンパク質Ｍｉｓ１８β、ミオスタチン、サイクリン依存性キナーゼ（Ｃｄｋ）１、２、４、および６、サイクリン依存性キナーゼ複合体２（Ｃｄｃ２  ｐ３４）、サイクリンＤ１、サイクリンＤ２、サイクリンＤ３、サイクリンＥ、サイクリンＡ、成長分化因子１、２、３、５、６、９、１０、および１５などが含まれる。
【０１０９】
細胞の生理学的状態は、複数のシグナル伝達経路によって多重に変調させることができる。シグナル伝達は、細胞外シグナル伝達分子またはリガンドが細胞表面受容体に結合し、さらに活性化したときに生じ、それによって応答をもたらす細胞内分子が変化する。いくつかの好ましい態様では、腫瘍細胞または腫瘍原性細胞のシグナル伝達変化に関連するバイオマーカーは、遺伝子発現またはタンパク質レベルで測定することができる。本明細書に記述されるバイオマーカーは、成長因子、酵素、シグナル伝達因子、リガンド、生物学的経路で発生した中間体分子、ホルモン、栄養素、膜貫通タンパク質、細胞外基質タンパク質、細胞内成分、およびタンパク質ホスホリル化の下流因子などとして、シグナル伝達経路に関与することができる。シグナル伝達バイオマーカーの非限定的な例には、ヒト表皮成長因子受容体（ＨＥＲ）ファミリー分子、例えばＨＥＲ１、３、および４など；ホスファチジルイノシトール３−キナーゼ（ＰＩ３Ｋ）／タンパク質キナーゼＢ（Ａｋｔ）シグナル伝達経路分子、例えばＰＩ３Ｋ／ＡＫＴ、微小管関連タンパク質キナーゼ（ＭＡＰＫ）／細胞外シグナル調節キナーゼ（ＥＲＫ）経路分子、例えばＭＡＰＫ、マイトジェン活性化タンパク質キナーゼ（ＭＥＫ）、Ｒａｓ、プロト−オンコジーンセリン／トレオニン−タンパク質キナーゼ（ＲＡＦ）、ＥＲＫ１および２など；ヘッジホッグ経路タンパク質、例えばソニックヘッジホッグ、デザートヘッジホッグ、インディアンヘッジホッグ、ヘッジホッグ相互作用タンパク質、平滑化タンパク質（ＳＭＯ）、Ｇｌｉ−１、Ｇｌｉ−２、Ｇｌｉ−３、およびフォークヘッドボックスＯ（ＦｏｘＯ）−１など；Ｗｎｔシグナル伝達経路モジュレーター、例えばＷｎｔ１、２、２Ｂ、３、３Ａ、４、５Ａ、５Ｂ、６、７Ａ、７Ｂ、８Ａ、８Ｂ、９Ａ、９Ｂ、１０Ａ、１０Ｂ、１１、１６、Ｗｎｔ１誘導性シグナル伝達経路タンパク質１（Ｗｉｓｐ−１）、Ｗｉｓｐ−２、およびβ−カテキンなど；副甲状腺ホルモン関連タンパク質、例えば悪性腫瘍の高カルシウム血ホルモン、副甲状腺ホルモン様腫瘍因子など；ホスファターゼおよびテンシンホモログ（ＰＴＥＮ）、セリン／トレオニン−タンパク質キナーゼ（ＳＧＫ３）、真核翻訳初期化因子４Ｅ−結合タンパク質１（４Ｅ−ＢＰ１）、チミジンキナーゼ、成長ホルモン、ピルベートデヒドロゲナーゼリポアミドキナーゼイソ酵素１（ＰＤＫ１）、シトレート、窒化物酸化物、Ｐ７０Ｓ６キナーゼ、グリコーゲンシンターゼキナーゼ３（ＧＳＫ−３）、Ｓｒｃ相同性２ドメイン含有（ＳＨＣ）形質転換タンパク質１、ＣＤ１１７、血小板由来成長因子受容体（ＰＤＧＦＲ）、−α、ＰＤＧＦＲ−β、血管内皮成長因子受容体−２（ＶＥＧＦＲ−２）、表皮成長因子受容体（ＥＧＦＲ）、基質メタロプロテイナーゼ（ＭＭＰ）−１、ＣＤ９、ケラチン７、ｐ２７、パラフィブロミン、ＢＭＩ１ポリコームリングフィンガーオンコジーン（Ｂｍｉ−１）、１４−３−３σ、シスタチン−ＳＡ、精巣上体分泌タンパク質Ｅ４、乳清酸性タンパク質（ＷＡＰ）４ジスルフィドコアドメインタンパク質２（ＷＦＤＣ２）、アジポネクチン、レプチン、レシスチン、アグーチシグナル伝達タンパク質、アグーチ関連タンパ���質、アンジオポイエチン、アンジオスタチックタンパク質、システインに富むタンパク質６１、腎芽腫過発現タンパク質、ペプチドＰＨＩ、ペプチドＹＹ、インスリン、グルコース、下垂体ホルモン、胎盤ホルモン、レラキシン、セクレチン、ウロコルチン、ウロテンシン、血管作動性腸ペプチド、オートクリン運動性因子、β−トロンボグロブリン、白血病阻害因子、白血球遊走阻害因子、リンホトキシン−α、エンドセリン、エンフリン、ブラジキニン、キニノゲン、タキキニン、ケモカイン、例えばケモカインＣ、ＣＣ、ＣＸＣ、およびＣＸ３Ｃなどが含まれる。
【０１１０】
特定の態様では、シグナル伝達経路を誘発させる、即ち細胞応答を変化させることが可能なバイオマーカーは、成長因子とすることができる。腫瘍細胞または腫瘍原性細胞を生理学的状態に関連付けるために遺伝子発現またはタンパク質レベルで測定することができる成長因子の非限定的な例には、エリスロポイエチン（ＥＰＯ）、アンジオポイエチン（Ａｎｇ）、幹細胞因子（ＳＣＦ）、血管内皮成長因子（ＶＥＧＦ）、線維芽成長因子（ＦＧＦ）、神経成長因子（ＮＧＦ）、造血細胞成長因子、肝細胞成長因子、肝腫由来成長因子、遊走刺激因子、オートクリン運動性因子、表皮成長因子（ＥＧＦ）、インスリン様成長因子１（ＩＧＦ−１）、形質転換成長因子（ＴＧＦ）、軟骨成長因子（ＣＧＦ）、ケラチン細胞成長因子（ＫＧＦ）、骨格成長因子（ＳＧＦ）、骨芽細胞由来成長因子（ＢＤＧＦ）、シトリン成長因子（ＣＧＦ）、コロニー刺激因子（ＣＳＦ）、インテグリン変調因子（ＩＭＦ）、血小板由来成長因子（ＰＤＧＦ）、カルモジュリン、骨形態形成タンパク質（ＢＭＰ）、および組織阻害剤基質メタロプロテイナーゼ（ＴＩＭＰ）などが含まれる。
【０１１１】
特定の実施形態では、バイオマーカーが免疫組織化学（ＩＨＣ）マーカーである。測定することができるＩＨＣマーカーの非限定的な例には、造血マーカー、乳癌マーカー、癌腫または中皮マーカー、結腸マーカー、中枢神経系マーカー、感染性疾患マーカー、ケラチンまたは上皮マーカー、肺マーカー、メラニン細胞マーカー、神経内分泌マーカー／その他のホルモン、その他の器官関連マーカー、予後のその他のマーカー、前立腺マーカー、間質マーカー、または腫瘍マーカーが含まれる。造血マーカーには：アネキシンＡ１、ＢＣＬ２濾胞性リンパ腫マーカー、ＢＣＬ６濾胞中心Ｂ細胞マーカー、ＣＤ１０、ＣＤ２０、ＣＤ２３、ＣＤ７９ａ、サイクリンＤ１、ヘアリー細胞白血病マーカー、多発性骨髄腫オンコジーン１、ＰＡＸ−ｇ  Ｂ細胞転写因子、ＺＡＰ  ７０、ＣＤ３４、ＣＤ６８、ＣＤ９９、ＣＤ１１７、グリコホリン−Ａ、ミエロペルオキシダーゼ、末端デオキシヌクレオチジルトランスフェラーゼ、フォンビルブラント因子ＶＩＩＩ、再生リンパ腫キナーゼ−１、ＣＤ１５、ＣＤ３０、ファスシン、ＣＤ４５、ＣＤ１３８、κ免疫グロブリン軽鎖、λ免疫グロブリン軽鎖、形質細胞ｐ６３、ＣＤ１ａ、ＣＤ２、ＣＤ３、ＣＤ４、ＣＤ５、ＣＤ７、ＣＤ８、ＣＤ４３、ＣＤ５６、ＣＤ５７、およびグランザイムＢが含まれるが、これらに限定するものではない。乳癌マーカーには：Ａｋｔタンパク質キナーゼ、サイトケラチン５、ｐ６３、上皮抗原、カテプシンＤ、サイトケラチン８、ＨＭＷサイトケラチン高分子量、サイトケラチン５／６、サイトケラチン７、サイトケラチン１９、サイトケラチン２０、Ｅ−カドヘリン、エストロゲン受容体、ＨＥＲ２／ｎｅｕ、Ｋｉ６７細胞増殖マーカー、ｐ５３腫瘍サプレッサー遺伝子タンパク質、プロゲステロン受容体、および平滑筋アクチンが含まれるが、これらに限定するものではない。癌腫または中皮マーカーには：ＢＥＲ−ＥＰ４上皮抗原、カルレチニン、ＥＲＡ上皮関連抗原、頚管または婦人科用マーカー、ｐ１６腫瘍サプレッサー遺伝子タンパク質、ＰｒｏＥｘ  Ｃバイオマーカー、ＴＡＧ７２、およびウィルムス腫瘍マーカーが含まれるが、これらに限定するものではない。結腸マーカーには：表皮成長因子受容体、ＣＤＸ２、マイクロサテライト不安定性マーカーであってＭＬＨ１、ＭＳＨ２、ＭＳＨ６、ＰＭＳ２、およびｐ５３などが含まれるが、これらに限定するものではない。ＣＮＳマーカーには：ヒトグリア細胞線維性酸性タンパク質およびニューロフィラメントが含まれるが、これらに限定するものではない。感染性疾患マーカーには：サイトメガロウイルス、単純ヘルペスウイルスＩ、ＩＩ型、ピロリＨ、および水痘帯状ヘルペスウイルスが含まれるが、これらに限定するものではない。ケラチンおよび上皮マーカーには：サイトケラチン５／６、サイトケラチン７、サイトケラチン８／１８、サイトケラチン１９、サイトケラチン２０、サイトケラチン高分子量、カルデスモン平滑筋、ｐ６３、コラーゲン９、平滑筋ミオシン、サイトケラチンカクテル、および上皮膜抗原が含まれるが、これらに限定するものではない。肺マーカーには：３４ＢＥ１２、ＨＭＷサイトケラチン高分子量、切除修復交差相補ポリペプチド、シナプトフィジン��および甲状腺転写因子−１が含まれるが、これらに限定するものではない。メラニン細胞マーカーには：ＨＭＢメラノーマ関連マーカー４５、メラノーマカクテル、メラノーマ関連マーカー１、ｓ１００タンパク質、およびチロシナーゼが含まれるが、これらに限定するものではない。神経内分泌マーカーおよびその他のホルモンには：アンドロゲン受容体、カルシトニン、クロモグラニンＡ、Ｇ細胞幽門腔粘膜、ニューロン特異的エノラーゼ、ソマトスタチン、およびシナプトフィジンが含まれるが、これらに限定するものではない。その他の器官関連マーカーには：ＣＥＡ癌胎児性抗原、カレクチン−３、粗大嚢胞性疾患流体タンパク質１５、肝細胞抗原、副腎皮質インヒビン、および腎細胞癌腫マーカーが含まれるが、これらに限定するものではない。前立腺マーカーには：ＰＩＮ２カクテル、ＰＩＮ４カクテル、前立腺特異的抗原、前立腺酸ホスホラーゼ、およびｐ５０４ｓ遺伝子産物が含まれるが、これらに限定するものではない。間質マーカーには：ＣＤ３１、ポドプラニン、ＧＩＳＴ１から誘導されたＤＯＧ１、デスミンフィラメントタンパク質、第ＸＩＩＩａ因子線維組織細胞、ヒトヘルペスウイルス８型、筋特異的アクチン、ミオゲニン筋マーカー、ミオグロビン心臓および骨格マーカー、ｓ１００タンパク質、平滑筋アクチン、平滑筋ミオシン、およびビメンチンが含まれるが、これらに限定するものではない。腫瘍マーカーには：αデトタンパク質、Ｃａ  １９−９  ＣＩ、Ｃａ−１２５上皮悪性マーカーおよびサバイビンが含まれるが、これらに限定するものではない。
【０１１２】
いくつかの実施形態では、遺伝子発現またはタンパク質レベルで測定することができるバイオマーカーは、代謝産物または代謝バイオマーカーである。代謝産物または代謝バイオマーカーの非限定的な例には：アデノシン三リン酸（ＡＴＰ）、アデノシン二リン酸（ＡＤＰ）、アデノシン一リン酸（ＡＭＰ）、環状アデノシン一リン酸（ｃＡＭＰ）、グアノシン−５’−三リン酸（ＧＴＰ）、グアノシン−５’−二リン酸（ＧＤＰ）、グアノシン−５’−一リン酸（ＧＭＰ）、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチドリン酸（ＮＡＤＰ）、ＮＡＤＰＨ、ニコチンアミドアデニンジヌクレオチド（ＮＡＤ）、ＮＡＤＨ、増殖細胞核抗原、グルコース、グルコース−６−リン酸、フルクトース−６−リン酸、フルクトース１，６−ｂリン酸、リボース−５−リン酸、エリスロース−４−リン酸、キシロース５−リン酸、グリセルアルデヒド−３−リン酸、セドヘプツロース７−リン酸、３リブロース−５−リン酸、１リボース−５−リン酸、ホスホエノールピルビン酸、２−ホスホグリセリン酸、３−ホスホグリセリン酸、１，３−ホスホグリセリン酸、ジヒドロキシアセトンリン酸、リンゴ酸、オキサロ酢酸、ケトグルタル酸、乳酸、グルタミン、アラニン、グルタミン酸、ピルビン酸、脂肪酸、アセチル−ｃｏＡ、クエン酸、グリセロール、尿酸、コレステロール、エイコサノイド、糖脂質、リン脂質、スフィンゴ脂質、ステロイド、トリアシルグリセロール、アルブミン、インスリン、ジオール、Ｒｏｓ、ＮＯ、ビリルビン、ホスファー−クレアチン、ケトン体、Ｌ−オルニチン、アルギニノコハク酸、フマル酸、Ｌ−アルギニン、尿素、カルバモイルリン酸、オルニチン、シトルリン、ヒスチジン、イソロイシン、ロイシン、リジン、メチオニン、フェニラニン、トレオニン、トリプトファン、バリン、アスパラギン、アスパラギン酸、システイン、グルタミン酸、グリシン、プロリン、セレノシステイン、セリン、タウリン、チロシン、およびクエン酸などが含まれる。
【０１１３】
いくつかの実施形態では、バイオマーカーがイオンであってもよい。非限定的な例には、水素、カリウム、ナトリウム、カルシウム、塩化物、マグネシウム、炭酸水素、ホスフェート、ヒドロキシル、ヨウ素、銅、鉄、亜鉛、およびスルフェートなどが含まれる。
【０１１４】
薬剤は、複数の薬剤を含んでいてもよい。複数の薬剤は、陰性対照組成物および陽性対照組成物の少なくとも１種を含んでいてもよい。複数の薬剤は、少なくとも１つの位置マーカーを含んでいてもよい。複数の薬剤の少なくとも１種は、候補の有効薬剤であってもよい。複数の薬剤の少なくとも１種は、特定のさらに別の実施形態においてナノ粒子、ナノ構造、および指示色素の少なくとも１種を含むことができる、効力の指示薬を含んでいてもよい。薬剤の少なくとも１種は、それぞれの薬剤の臨床上実証された効力に基づいて、選択されてもよい。本開示の方法は、複数の薬剤の少なくとも１種に関し、薬剤の効力、活性、および毒性の少なくとも１種を評価するステップを含んでいてもよい。
【０１１５】
標的組織
いくつかの実施形態において、本開示は、固形組織において薬剤をスクリーニングするためのシステムを例証する。固形組織は、医術分野において周知のものであり、実質的に多細胞、細胞間、組織および／または臓器構築の産物である、任意の粘着性で空間的に別個で非流体である画定された解剖学的区画を包含することができ、その例として、関連結合組織を含み得る、あるいはそれにより構造的統合性が得られ、薄膜（例えば、髄膜、心膜、胸膜、粘膜、基底膜、網、臓器被包（ｏｒｇａｎ−ｅｎｃａｐｓｕｌａｔｉｎｇ）膜など）により他の身体部分から区別され得る三次元的に画定された区画等が挙げられる。非限定的な例示的な固形組織として、脳、肝臓、肺、腎臓、前立腺、卵巣、脾臓、リンパ節（扁桃腺等）、甲状腺、膵臓、心臓、骨格筋、腸、喉頭、食道および胃を挙げることができる。上述および他の固形組織の解剖学的位置、形態学的特性、組織学的特性評価ならびに侵襲的および／または非侵襲的アクセスは全て、関連分野の当業者にとって周知のものである。いくつかの実施形態において、組織は、がん性である、炎症を起こしている、感染している、萎縮している、麻痺している、発作を起こしているまたは凝固している、あるいはそうであると疑われる。いくつかの実施形態において、組織は、がん性である、あるいはそうであると疑われる。いくつかの実施形態において、組織はがん性である。
【０１１６】
いくつかの実施形態において、本方法はがんを対象とし、標的組織は、良性であっても悪性であってもよい腫瘍を含み、前立腺がん細胞、乳がん細胞、結腸がん細胞、肺がん細胞、脳がん細胞および卵巣がん細胞からなる群から選択される少なくとも１種のがん細胞を含む。特定の実施形態において、腫瘍は、リンパ腫、腺腫、腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、小細胞癌、未分化大細胞癌、軟骨肉腫および線維肉腫から選択されるがんを含む。特定の実施形態において、組織の選択された領域は、対象における腫瘍の部分であり、特定のさらに別の実施形態において、対象は、前臨床モデルまたはヒト患者の一種である。
【０１１７】
特定の好ましい実施形態は、がんであるとしてまたはがんを発症もしくはがんを得るリスクがあるとして診断された患者などのヒト対象である、対象または生物ソースを企図する。特定の実施形態は、このような判断基準によりがんである、がんを発症するまたはがんを得るリスクがないことが知られているヒト対象を企図する。
【０１１８】
特定の他の実施形態は、非ヒト対象または生物ソース、例えば、本技術分野において充実性腫瘍および／または他のがんの前臨床モデル等の前臨床モデルとして知られ得るような非ヒト対象を包含する、マカク、チンパンジー、ゴリラ、サバンナモンキー、オランウータン、ヒヒ等、非ヒト霊長類または他の非ヒト霊長類を企図する。特定の他の実施形態は、哺乳動物である非ヒト対象、例えば、マウス、ラット、ウサギ、ブタ、ヒツジ、ウマ、ウシ、ヤギ、スナネズミ、ハムスター、モルモットまたは他の哺乳動物を企図する。このような哺乳動物の多くは、本技術分野において、充実性腫瘍および／または他のがん等、特定の疾患または障害の前臨床モデルとして知られた対象となり得る。実施形態の範囲は、過度に限定されることを目的としないが、対象または生物ソースが、非哺乳動物の脊椎動物、例えば、別の高等脊椎動物またはトリ、両生類もしくは爬虫類生物種または別の対象もしくは生物ソースであってよい他の実施形態も企図するようなものである。トランスジェニック動物は、該動物の細胞のうち１個または複数が、非内在性（即ち、異種）の核酸であり、その細胞の部分において染色体外エレメントとして存在する、あるいはその生殖系列ＤＮＡ内（即ち、その細胞の大部分または全部のゲノム配列内）に安定的に組み込まれた核酸を包含する非ヒト動物である。本発明の特定の実施形態において、トランスジェニック動物の組織は標的化され得る。
【０１１９】
本発明の方法は、薬剤を様々な動物組織投与するのに適しており；したがってこの方法には、医学および獣医学での用途がある。いくつかの実施形態では、動物組織は軟組織である。軟組織の非限定的な例には、筋肉、脂肪、皮膚、腱、靭帯、血液、および神経組織が含まれる。いくつかの実施形態では、動物が爬虫類、両生類、鳥類、または哺乳類である。いくつかの実施形態では、動物が哺乳類である。いくつかの実施形態では、動物がマウスである。いくつかの実施形態では、動物がヒトである。いくつかの実施形態では、動物がペット、コンパニオンアニマル、ガーディアンアニマル、使役動物、飼育動物、サービスアニマル、レース用動物、家畜、牧場用動物、または実験室用動物である。
【０１２０】
いくつかの実施形態では、標的組織は疾患の特徴を示さず、１種または複数の化合物に対する個々の組織の応答を評価するのに使用してもよい。ある場合には、１種または複数の化合物は、組織内に変化した生理学的状態を生成するために投与されてもよい。変化した生理学的状態は、対象または生物学的供給源からの生体サンプルで変化した（例えば、適切な対照に比べて統計的に有意な状態で測定可能に変化した）構造または機能の検出を可能にする、領域または生体サンプルに含まれる固形組織（いくつかの実施形態では充実性腫瘍）の状態、プロセス、経路、動的構造、状態、またはその他の活性に直接関係した、任意の検出可能なパラメータとすることができる。したがって本発明の方法は、１つには、変化した生理学的状態の指標を例えば、さらなる非限定的な例として細胞生存性、細胞増殖、アポトーシス、抗成長シグナルに対する細胞抵抗性、細胞運動性、細胞発現または結合組織−分解酵素の生成、血管新生の細胞補充、または本明細書で提供されたようなその他の基準を含めた、細胞または生化学的活性とすることができる、そのような相関関係に関する。
【０１２１】
組織は、腫瘍であってもよい。いくつかの実施形態では、腫瘍は、療法、例えば化学療法に耐性がある。腫瘍は、最初は療法に応答し得るが、突然または徐々に耐性を発症する可能性がある。薬物耐性の発症には、下記を含めて様々な理由があると考えられる：（１）細胞の突然変異。化学療法により死滅していない細胞が突然変異し、薬物に対して耐性を持つようになる可能性がある。その増殖は、化学療法に対して感受性のある細胞よりも高い耐性の細胞をもたらす可能性がある；（２）遺伝子の増幅。がん細胞は、特定の遺伝子の何百ものコピーを生成する可能性がある。この遺伝子は、抗がん剤を無効にするタンパク質の過剰発現を誘発する可能性がある；（３）Ｐ−ｇｐ媒介流出。がん細胞は、ｐ−糖タンパク質と呼ばれる分子を使用して、細胞の外に薬物をポンプ送出する可能性がある；（４）輸送体の阻害。細胞壁を横断して薬物を輸送するタンパク質が働きを止めるので、がん細胞は、薬物の取込みを止める可能性がある。
【０１２２】
変化した生理学的状態は、さらに、固形組織の機能に直接または間接的に関係する任意の構造または活性が対照または標準に比べて統計的に有意な状態で変化した、任意の状態または機能を指すことができ、その起源を、固形組織の構成成分と導入された薬剤との間の直接または間接的な相互作用に見出すことができ、または、代謝産物、カタボライト、基質、前駆体、および補因子などを含めたそのような相互作用の結果として形成することができる中間体同士の相互作用の結果として生じた、構造的もしくは機能的変化に見出すことができる。さらに、変化した生理学的状態には、対象または生物学的供給源のいくつかのまたは全ての細胞または組織における、さらにいくつかの実施形態では固形組織のいくつかのまたは全ての細胞における、さらにいくつかの実施形態では固形組織中の充実性腫瘍など、腫瘍のいくつかのまたは全ての細胞における、変化したシグナル伝達、呼吸、代謝、遺伝子、生合成、またはその他の生化学的もしくは生物物理学的活性を含めることができる。非限定的な例として、変化した生物学的シグナル伝達、細胞生存性、細胞増殖、アポトーシス、抗成長シグナルに対する細胞抵抗性、細胞運動性、細胞発現または結合組織−分解酵素の生成、血管新生の細胞補充、または細胞内でのアポトーシス経路の誘導および非定型化学的および生化学的架橋種の形成を含めたその他の基準は、酵素的なメカニズムであろうと非酵素的なメカニズムであろうと、全て、変化した生理学的状態を示すものと見なすことができる。
【０１２３】
方法
対象を治療するための複数の薬剤の相対的効力を明らかにするための方法であって、複数の候補の有効薬剤のそれぞれを、対象の固形組織の注入部位のそれぞれの場所に注入するステップと；固形組織の少なくとも注入部位を、対象から切除するステップと；切除した注入部位を、それぞれの場所のそれぞれで変化した生理学的状態に関して評価するステップと、複数の薬剤の相対的効力を明らかにするステップとを含む方法を提供することができる。切除するステップは、注入後少なくとも４８時間での切除、注入後少なくとも７２時間での切除、注入後７２から９６時間での切除、および注入後少なくとも１週間での切除の１つを含んでいてもよい。
【０１２４】
本開示は、本開示のデバイスを使用した、固形組織へのマイクロドージングと併せた複数の薬剤の全身送達のための方法を提供する。ある場合には、複数の薬剤の全身送達は、生物体で行うことができる。生物体は、対象または患者とすることができる。生物体は、哺乳動物（例えば、ヒト、ラット、ウシ、イヌ、マウス、ネコ、ウマ、非ヒト霊長類（例えば、チンパンジー、サル、類人猿））、脊椎動物（例えば、爬虫類、魚類、鳥類、両生類）、または無脊椎動物（例えば、軟体動物、棘皮動物、クモ、昆虫、甲殻類）とすることができる。生物体は、ペット、コンパニオンアニマル、ガーディアンアニマル、使役動物、飼育動物、サービスアニマル、レース用動物、家畜、牧場用動物、または実験室用動物とすることができる。
【０１２５】
いくつかの実施形態では、薬剤（または複数の薬剤）が、生物体の全身に導入され、その後、薬剤（または複数の薬剤）が固形組織に局所マイクロドージングされる。ある場合には、固形組織の局所マイクロドージングは、全身投与の前に行われる。ある場合には、固形組織の局所マイクロドージングは、全身投与と同時に行われる。全身に投与された薬剤および局所マイクロドージングされた薬剤は、同じにすることができる。全身投与された薬剤および局所マイクロドージングされた薬剤は、異ならせることができる。全身投与された薬剤のいくつかは、局所マイクロドージングされた薬剤と同じにすることができ、いくつかは異ならせることができる。全身に投与された薬剤およびマイクロドージングされた薬剤は、相乗的にまたは拮抗的に働くことができる。
【０１２６】
本明細書では、がん治療レジメンの効力を決定する方法であって、ｉｎ ｖｉｖｏで対象の充実性腫瘍の複数の位置に薬剤を同時に導入するステップと；対象から腫瘍を除去するステップと；ｉｎ ｖｉｔｒｏで腫瘍に対する薬剤の効果を評価するステップとを含む方法も提供される。薬剤は、複数の薬剤を含んでいてもよく、導入するステップは、複数の薬剤のそれぞれを、腫瘍内の複数の位置のそれぞれ１つに分布させるステップを含んでいてもよい。別の実施形態では、ｉｎ ｖｉｖｏで固形組織の領域内の軸に沿った複数の位置に薬剤を分布させることにより、対象の固形組織の領域に薬剤を導入するステップと；対象から固形組織の領域を除去するステップと；ｉｎ ｖｉｔｒｏで固形組織の領域に対する薬剤の効果を評価するステップとを含む方法が提供される。他の実施形態では、固形組織の領域は腫瘍を含む。
【０１２７】
軸は、固形組織の領域内の複数の平行軸の１つであってもよく、導入するステップは、複数の平行軸のそれぞれに沿って薬剤を分布させるステップを含んでいてもよい。導入するステップは、複数の平行軸のそれぞれに沿って薬剤を同時に分布させるステップを含んでいてもよく、複数の平行軸は、アレイ状に並べられてもよい。方法は、複数の平行軸のそれぞれ１つに沿った固形組織の領域に、少なくとも２つの位置マーカーを導入するステップを含んでいてもよく、少なくとも２つの位置マーカーを導入するステップは、固形組織の領域内のそれぞれの平行軸に沿って少なくとも２つの位置マーカーを分布させるステップを含んでいてもよい。少なくとも２つの位置マーカーは、それぞれ、放射標識、放射線不透過性標識、蛍光標識、比色標識、色素、酵素標識、ＧＣＭＳタグ、アビジン、およびビオチンからなる群から選択された検出可能な標識を含んでいてもよい。
【０１２８】
方法の、特定のその他の実施形態では、薬剤が複数の薬剤の１種であってもよく、かつ軸が、固形組織の領域にアレイ状に並べられた複数の平行軸の１つであってもよく、導入するステップは、複数の平行軸のそれぞれ１つに沿った複数の位置に、複数の薬剤のそれぞれを分布させるステップを含むことができる。方法は、導入前に固形組織を撮像するステップ、導入と同時に固形組織を撮像するステップ、および導入後に固形組織を撮像するステップを含んでいてもよい。評価するステップは、平行軸に直角な複数の切片に、固形組織の領域を切断するステップを含んでいてもよい。評価するステップは、複数の薬剤の少なくとも１種から得られた変化した生理学的状態を、固形組織内で検出するステップを含んでいてもよい。検出するステップは、複数の薬剤の少なくとも１種に関し、固形組織内の薬剤の浸透の程度を検出するステップ、組織に対する薬剤の物理化学的効果を検出するステップ、および組織に対する薬剤の薬理学的効果を検出するステップの少なくとも１つを含んでいてもよい。評価するステップは、固形組織の領域内の同じ位置に対する、複数の薬剤の少なくとも２種の効果を決定するステップを含んでいてもよい。評価するステップは、固形組織の領域内の隣接位置に対する、複数の薬剤の少なくとも２種の効果を決定するステップを含んでいてもよい。
【０１２９】
評価するステップは、固形組織の種々の断片の種々の特徴に応じて、固形組織の種々の断片に対する複数の薬剤の少なくとも１種の効果の程度を差別化するステップを含んでいてもよい。評価するステップは、固形組織に対する複数の薬剤の少なくとも第１の薬剤の第１の効果と、固形組織に対する複数の薬剤の少なくとも第２の薬剤の第２の効果とを、比較するステップを含んでいてもよい。評価するステップは、複数の薬剤の少なくとも１種に関し、固形組織の領域での効力、活性、および毒性の少なくとも１つを評価するステップを含んでいてもよい。特定のその他の実施形態では、方法は、評価に基づいて複数の薬剤の少なくとも１種を選択解除するステップを含む。特定のその他の実施形態では、方法は、評価に基づいて薬剤の少なくとも１種を選択するステップを含む。特定のその他の実施形態では、方法は、評価に基づいて複数の薬剤の少なくとも２種に優先順位を付けるステップを含む。特定のその他の実施形態では、方法は、複数の薬剤を、複数の対象のそれぞれにおける固形組織の１つの領域内の複数の平行軸のそれぞれ１つに沿って、複数の位置に分布させるステップを含む。特定のその他の実施形態では、方法は、（ｉ）評価に基づいて複数の薬剤の少なくとも１種を選択するステップ、（ｉｉ）評価に基づいて複数の薬剤の少なくとも１種を選択解除するステップ、および（ｉｉｉ）評価に基づいて複数の薬剤の少なくとも２種に優先順位を付けるステップの１つを含む。特定のその他の実施形態では、方法は、（ｉ）評価に基づいて複数の対象の少なくとも１つを選択するステップ、（ｉｉ）評価に基づいて複数の対象の少なくとも１つを選択解除するステップ、および（ｉｉｉ）評価に基づいて複数の対象の少なくとも２つに優先順位を付けるステップを含む。特定のその他の実施形態では、評価するステップは、複数の平行軸の少なくとも１本の付近にある固形組織の変化した生理学的状態のレベルを決定するステップを含む。
【０１３０】
特定の実施形態では、１種または複数の薬剤の臨床試験に参加する適格性に関して対象をスクリーニングする方法であって、（ａ）１種または複数の薬剤を、１つまたは複数の対象における固形組織の１つの領域に、前記薬剤のそれぞれを各対象の領域内の軸に沿った複数の位置にｉｎ ｖｉｖｏで分布させることにより導入するステップ；（ｂ）前記対象のそれぞれから固形組織の領域を取り出すステップ；および（ｃ）領域内の軸に沿ったそれぞれの位置に対する各薬剤の影響に関し、（ｂ）で取り出した各領域を評価するステップを含み、（ｉ）任意の所与の１種または複数の薬剤に関し、対象から得た固形組織領域に対する前記１種または複数の薬剤の検出可能な効果が存在することにより、１種または複数の薬剤の臨床試験に参加する対象の適格性が示され、（ｉｉ）任意の所与の１種または複数の薬剤に関し、対象から得た固形組織領域に対する前記１種または複数の薬剤の検出可能な効果の不在により、１種または複数の薬剤の臨床試験への参加に対象が不適格であることを示し、または（ｉｉｉ）（ｉ）および（ｉｉ）の両方であることを示す方法が提供される。
【０１３１】
特定の実施形態では、充実性腫瘍を治療するための治療剤への開発のため候補薬剤を格付けする方法であって、（ａ）１種または複数の候補薬剤を、公知の腫瘍タイプの腫瘍を有するそれぞれ１つまたは複数の対象における公知の腫瘍タイプの充実性腫瘍の領域に、前記候補薬剤のそれぞれを各対象の領域内の軸に沿った複数の位置に分布させることにより導入するステップ；（ｂ）充実性腫瘍の領域を前記対象のそれぞれから取り出すステップ；および（ｃ）領域内の軸に沿ったそれぞれの位置に対する各候補薬剤の効果に関し、（ｂ）で取り出された各領域を比較するステップを含み、腫瘍に導入されたときにより大きな有益な効果を発揮する薬剤が、充実性腫瘍を治療するための治療剤の開発においてより高い格付けを受け、腫瘍に導入されたときに有益な効果をそれほど発揮しない薬剤が、充実性腫瘍を治療するための治療剤の開発においてより低い格付けを受ける方法が提供される。
【０１３２】
本発明は、薬物の発見および薬理遺伝学での使用も含め、対象または対象集団の分類および／または階層化に有用なデバイスおよび方法を提供する。これらおよび関連する実施形態では、所与の候補薬剤が充実性腫瘍に導入された位置に対する、変化した生理学的状態の１つまたは複数の指標の相関関係は、特定の治療的処置に対する対象の応答性またはその潜在的な効力を計測するのに使用することができ；関係する実施形態は、この手法を、腫瘍に導入された部位で変化した生理学的状態の証拠が検出されない候補薬剤の「選択解除」のためまたはこの候補薬剤の潜在的療法としての検討からの除外を企図するものとする。
【０１３３】
本明細書に記載されている通り、変化した生理状態の少なくとも１種の指標のレベルの決定を用いて、臨床試験参加の適格性に関して対象集団を層別化してもよい。上述および関連する実施形態は、現在の事例よりも初期段階の発症における候補治療化合物の評価に関連する利点を有利に提供するものとして企図されている。例えば、第ＩＩＩ相試験の前にバイオマーカーパラメータ（対象排除の基盤となり得る）を確立することは現在の標準臨床試験実施ではないが、一方、本明細書に記載されている実施形態は、例えば、第ＩＩ相において確立されたバイオマーカー判断基準なしでも有用な結果を生じることができる。したがって、本発明において開示されている特定の実施形態の実施により、充実性腫瘍の腫瘍学的薬物開発プログラムにおいて、特定の候補薬剤に対する非応答者の結果に基づき、応答がないあるいは利益が期待できない対象を臨床試験から時間効率的かつ費用効果的に排除させる様式等により、以前の事例よりも早く候補薬剤の特性に関する関連情報を得ることができることが想定される。
【０１３４】
例えば、本明細書に記載されている通りに決定される、変化した生理状態の少なくとも１種の指標のレベルに従った対象集団の層別化は、がん対象において用いられる任意の薬剤の有効性と相関させるためおよび／または対象を応答者、非応答者または可能性のある応答者として分類するために有用なマーカーを提供することができる。
【０１３５】
検出
いくつかの実施形態では、固形組織内の標的領域が、薬剤の効果を評価するために周知の技術を用いて画像化され得ることが考察される。画像処理は、例えば放射線画像法、磁気共鳴画像法、ポジトロン放出断層撮影、生物フォトンイメージングなどを含む任意の好適なプロセスまたは方法によって行うことができる。
【０１３６】
画像処理において、レポーターシグナルのレベルは、定量され得る。レポーティングシグナルの観察および／または定量は、薬剤の使用および有効性に関する情報に基づく研究および医療上の判断を行うために用いられ得る。そのような観察により行われる場合がある判断の非限定的例は、流体容量品質管理、位置的追跡および薬物体内分布を含む。そのような実験は、ヒトにおける潜在的薬剤の活性に関して情報に基づいた予測を行うために用いられる得るレポーティングシグナルを提供するために下等哺乳動物（例えばマウス）において実施され得る。この種の動物研究は、天然環境の代わりに管理された環境下の細胞において薬物有効性研究を実施することによって生じる固有の不確実性および不正確性を回避するために用いられ得る。
【０１３７】
蛍光シグナルは、定量され得る。蛍光シグナルは、生物経路の上方制御または下方制御を決定するために標準または対照と比較され得る。そのような観察は、薬物候補の治療価値に関する予測を行うために用いられ得る。
【０１３８】
特定の実施形態は、薬剤を対象の固形組織に導入すること、および／または対象から固形組織の全てもしくは一部を切除すること、および／または１つもしくは複数の生体サンプルを対象内にあるとすることができる固形組織から得ること、および／または１つもしくは複数の対象を臨床試験適格性に関してスクリーニングすること、および／または対象もしくは生物学的供給源を含めた対象を含むことができる任意の数のその他の方法に関する。
【０１３９】
対象または生物学的供給源は、ヒトまたはヒト以外の動物、トランスジェニックまたはクローン化または組織工学（幹細胞の使用を経ることを含む）生物体、初代細胞培養物または培養適合細胞系であって染色体により一体化されたまたはエピソーム組換え核酸配列を含有できる遺伝子組換え細胞系を含むがこれらに限定されないもの、不死化または不死化可能な細胞系、体細胞混成細胞系、分化または分化可能な細胞系、および形質転換細胞系などとすることができる。対象または生物学的供給源は、悪性状態を有するリスクを有しまたはそのリスクがあることが疑われる可能性がある。対象または生物学的供給源は、そのような疾患のリスクまたは存在がないことを知ることができる。
【０１４０】
いくつかの実施形態は、固形組織への流動相薬剤の選択的送達のための方法に関連し得る。上記にも示されるように、そのような選択的送達は、所望の固形組織内で治療有効濃度を実現するために、過剰な全身濃度の療法または候補薬剤を不必要とすることができ、それによって、関係のない組織に対する臨床上有害な毒性が回避され、望ましくない副作用も回避される。関連する実施形態は、固形組織へのそのような選択的送達による、現在認可されていない候補薬剤の試験を企図するものである。理論に拘泥するものではないが、これらの実施形態によれば、固形組織（例えば、充実性腫瘍）に対する候補薬剤の直接的な効果は、固形組織への直接投与に使用される用量が通常なら全身投与され得る最小用量よりもはるかに低くし得るので、対象の健康に脅威を与えることなく、ｉｎ ｖｉｖｏ投与およびその後に行われる切除組織のｅｘ ｖｉｖｏ分析によって評価することができる（最小用量は、所望の生理学的効果を対象で発揮することになる、薬剤の最も小さい量であり得る）。本開示により固形組織に選択的に投与され得る薬剤は、固形組織の外側では検出不可能であり得るか、または固形組織の外側で検出可能な場合には薬剤が最小用量よりも少なく（統計的に有意な状態で）存在し得る。
【０１４１】
そのような考察は、関連ある実施形態に関係し、１種または複数の薬剤を導入した後の、変化した生理学的状態の固形組織での検出は、固形組織内での（１種または複数の）薬剤の浸透の程度を検出すること、組織内での（１種または複数の）薬剤の吸収の程度を検出すること、組織に対する（１種または複数の）薬剤の物理化学的効果を検出すること、および／または組織に対する（１種または複数の）薬剤の薬理学的効果を検出することを含み得る。蛍光アッセイを含む、固形組織への薬物の浸透または溶け込みのアッセイは、例えば切り出しおよび切片化の前に対象の薬剤と共に固形組織に共投与された検出可能な標識の組織学的系列切片における検出を通じて本開示によりさらに構成され得る。
【０１４２】
そのような実施形態では、浸透または溶け込みは、薬剤が灌流（任意の血管による進入および分散）を排して導入された針のすぐ近くの固形組織における薬剤保持の領域に関連し得、細胞外空間もしくは細胞外マトリックスにおけるまたは細胞膜もしくは細胞内との会合における薬剤の保持を含み得る。浸透は、針の挿入もしくは流体注射のそれ自体から生じる顕微鏡的に検出可能な組織の機械的破壊を意味し得る物理化学的作用、または薬剤によって生じる非生物学的機械的なもしくは化学的な組織破壊（例えば細胞膜への損傷または細胞−細胞結合の統合崩壊）とは区別され得る。薬理学的効果は、薬剤の作用の分子機構の結果として検出可能である細胞または組織の生理的状態の統計的に有意な変化（例えば細胞骨格再構築、細胞性プロセシングの伸長もしくは中止または多数の周知の細胞骨格的、生化学的、分子生物学的もしくは他の読み値のいずれかを用いて検出され得る生物学的シグナル伝達の証拠）を含み得る。系列切片の比較は、組織学的に検出される効果の性質を区別できるようにする。
【０１４３】
固形組織は、腫瘍を含んでいてもよく、薬剤送達は充実性腫瘍に対して行うことができかつ／またはサンプル回収は充実性腫瘍から行うことができる。腫瘍の選択された領域は、本発明により記述されるデバイスの針が挿入され導入されまたはその他の方法で腫瘍に接触する部位を含むことができる。領域は、針の挿入、導入、もしくは接触のステップの前、最中、もしくは後に実施することができる撮像に基づいて、または対象から固形組織を切除する前、最中、もしくは後に実施される撮像に基づいて、または解剖学的位置、外科処置の過程における接触性、血管新生の程度、もしくはその他の基準を含むがこれらに限定されないその他の基準に基づいて、これらも含めた任意の数の基準に基づき選択することができる。
【０１４４】
充実性腫瘍は、任意のタイプであり得る。充実性腫瘍は、良性腫瘍または悪性腫瘍とすることができ、これらはさらに、原発性腫瘍、侵襲性腫瘍、または転移性腫瘍とすることができる。充実性腫瘍は、前立腺がん細胞、乳がん細胞、結腸がん細胞、肺がん細胞、脳がん細胞、および卵巣がん細胞を含み得るが、本発明はそれらに限定するものではなく、その他の充実性腫瘍タイプおよび癌細胞タイプを使用することができる。例えば、腫瘍は、腺腫、腺癌、扁平上皮癌、基底細胞癌、小細胞癌、大細胞未分化癌、軟骨肉腫、および線維肉腫、または同様のものから選択されたがんを含むことができる。
【０１４５】
特定の本発明で企図される実施形態によれば、薬剤の効力は、がん細胞に特徴的ないくつかの生物学的パラメータのいずれかを評価することも含め、本明細書に提示されるような変化した生理学的状態を検出することによって、明らかにすることができる。そのような生物学的パラメータは、がん細胞により示される１つまたは複数の特色に対する候補薬剤の効果を決定すること、（ｉ）アポトーシスを回避する能力、（ｉｉ）成長シグナルにおける自己充足性の獲得、（ｉｉｉ）成長阻害シグナルに対する不感受性、（ｉｖ）組織侵襲性および転移性表現型の獲得、（ｖ）制限のない反復可能性、および（ｖｉ）持続型血管形成の、１つまたは複数を決定することを含むことができる。生理学的状態のこれらの変化の存在を検出するための多数の手法を、使用することができ、特定の切除された腫瘍系に適合させることができる。変化した生理学的状態を明らかにするためにアッセイすることができるパラメータの非限定的な例には、細胞生存性、細胞分割、アポトーシス、壊死、細胞表面マーカー発現、細胞活性化状態、細胞外基質（ＥＣＭ）成分またはＥＣＭ分解酵素の細胞生成、形態計測分析、細胞過程の延長または短縮、細胞骨格再組織、変化した遺伝子発現、例えば免疫組織化学的なｉｎ ｓｉｔｕハイブリダイゼーションによるものなどのアッセイが含まれる。
【０１４６】
質量分析
本発明は、質量分析による薬剤の多重評価のための方法を提供する。一般的な質量分析計の構成および技法は、マトリックス支援レーザー脱離／イオン化源−飛行時間型質量分析器（ＭＡＬＤＩ−ＴＯＦ：ｍａｔｒｉｘ−ａｓｓｉｓｔｅｄ  ｌａｓｅｒ  ｄｅｓｏｒｐｔｉｏｎ／ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ  ｓｏｕｒｃｅ  ｗｉｔｈ  ａ  ｔｉｍｅ−ｏｆ−ｆｌｉｇｈｔ  ｍａｓｓ  ａｎａｌｙｚｅｒ）、誘導結合プラズマ−質量分析（ＩＣＰ−ＭＳ：ｉｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙ  ｃｏｕｐｌｅｄ  ｐｌａｓｍａ−ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、加速器質量分析（ＡＭＳ：ａｃｃｅｌｅｒａｔｏｒ  ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、熱イオン化質量分析（ＴＩＭＳ：ｔｈｅｒｍａｌ  ｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ−ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）、およびスパーク源質量分析（ＳＳＭＳ：ｓｐａｒｋ  ｓｏｕｒｃｅ  ｍａｓｓ  ｓｐｅｃｔｒｏｍｅｔｒｙ）を含む。いくつかの実施形態では、サンプルは、ＭＡＬＤＩ撮像質量分析により分析される。
【０１４７】
質量分析による評価では、いくつかのプロトコルを使用して組織サンプルを調製してもよい。いくつかの実施形態では、固形組織を対象から取り出し、低温で凍結してもよい。次いで組織を、組織学的に切除することができる。断片の平面は、薬剤送達軸にほぼ直交していてもよい。いくつかのその他の実施形態では、個々の細胞または細胞群を、レーザーキャプチャー顕微解剖法または膜標的上での組織の接触ブロッティングによって、単離する。いくつかのその他の実施形態では、組織サンプルを生検によって得てもよい。
【０１４８】
組織サンプルは、ステンレス鋼プレートなどのプレートに取り付けてもよい。マトリックスの溶液を、サンプルにコーティングしてもよい。マトリックスの溶液は、組織サンプル中の様々な分子のイオン化を助けてもよい。溶液は、有機酸、例えばシナピン酸を含んでいてもよい。サンプルは、質量分析による分析の前に乾燥してもよい。質量分析による分析を実施するには、連続レーザースポットによるラスターを、組織表面に照射してもよい。レーザースポットは、約１０〜１００μｍの範囲の直径を有していてもよい。いくつかの実施形態では、直径が約２５μｍである。レーザーの位置は固定されてもよく、一方、サンプルプレートは、組織サンプルの質量画像が得られるように位置決めし直してもよい。
【０１４９】
照射後、対象の原子質量ウインドウを分析して、特定のバイオマーカーの空間配置構成を決定してもよい。特定のバイオマーカーの空間配置構成は、サンプルのＸおよびＹ軸に沿ってバイオマーカーの質量をプロットすることにより、図表で示してもよい。さらに、バイオマーカーの質量は、Ｚ軸（例えば、薬剤を送達するための軸）に沿って図表で示してもよく、したがって、三次元プロットでのグラフが提供される。例えば、充実性腫瘍は、他の相違の中でも静止内部ゾーンおよび増殖外部ゾーンで本来不均質であることが公知である。薬剤は、内部ゾーンおよび増殖外部ゾーンに対して異なる効果を発揮してもよい。有糸分裂および有糸分裂チェックポイント、ならびに／または増殖ゾーンでより活性な経路、例えばＣ−ＭｅｔおよびＡＫＴを標的とする薬物を評価するのに、充実性腫瘍の増殖ゾーンを標的にすることが重要と考えられる。したがって、本明細書に記述される方法は、充実性腫瘍全体にわたる治療剤の評価を可能にする。
【０１５０】
本発明の好ましい実施形態が本明細書に示され、記載されているが、そのような実施形態が例示の方法によってのみ提供されることは当業者に明らかである。多数の変形、変化および置換は本発明から逸脱することなく当業者に見出される。本明細書に記載の本発明の実施形態への種々の別法が本発明の実施において用いられ得ることは理解されるべきである。続く特許請求の範囲が本発明の範囲を定義し、これらの特許請求の範囲の範囲内の方法および構造物ならびにそれらの等価物はそれにより網羅されることが意図される。
【実施例１】
【０１５１】
種々の注入方法を評価するのに使用した単純化実験システム
流体動態シミュレーション
Ｃｏｍｓｏｌ  ｍｕｌｔｉｐｈｙｓｉｃｓ流体動態ソフトウェアをシミュレーションに使用した。流量、細孔サイズ、細孔数、針の長さ、流体粘度などの変数を操作して、針の外側の流体堆積に対する効果を決定した。
【０１５２】
Ｇｅｌ  Ｓｌａｂｓへの注入の実時間可視化
注入を実時間で行い、Ｃａｎｏｎ  ＥＦ−Ｓ  ６０ｍｍ  Ｍａｃｒｏ  Ｌｅｎｓを使用するＣａｎｏｎ  ＥＯＳ  Ｒｅｂｅｌ  Ｔ３ｉで可視化した。注入された色素は、全て、いつでも購入できる食品用色素であった（ＦＤ＆Ｃ  Ｂｌｕｅ  Ｎｏ．１、Ｂｒｉｌｌｉａｎｔ  Ｂｌｕｅ  ＦＣＦ、ＥＵ＃  Ｅ１３３、ＦＤ＆Ｃ  Ｇｒｅｅｎ  Ｎｏ．３、Ｆａｓｔ  Ｇｒｅｅｎ  ＦＣＦ、ＥＵ＃  Ｅ１４３、ＦＤ＆Ｃ  Ｒｅｄ  Ｎｏ．  ３、Ｅｒｙｔｈｒｏｓｉｎｅ、ＥＵ＃  Ｅ１２７）。
【０１５３】
注入に使用されるゼラチンは、「バリスティックスゲル」として一般に公知であり、動物組織をシミュレートするよう設計されている。注入条件は、下記の通りであった。
【０１５４】
流量  ０．７０μＬ／分から１７ｍＬ／分の間、垂直引込み速度  ０．５ｍｍ／分から１ｍｍ／２０秒の間、ならびに引込み  なし、注入体積  ３〜５マイクロリットル。
【０１５５】
試験がなされた針の設計には、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製２５ゲージエンドポート針、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製２３ゲージエンドポート針、５ｍｍの多孔質領域を有する２６ゲージ多孔質針、３ｍｍの多孔質領域を有する２６ゲージ多孔質針が含まれた。変化しおよび／または評価されるその他の因子は、ゲルの最上部にアレイによって加えられる圧力の量であった。注入は、それぞれ少なくとも５回繰り返し、垂直カラムを下降するコンシステンシーおよび均一流体分布について評価した。
【０１５６】
方法１は、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製の２５ゲージのエンドポート針による押出し方法であった。方法２は、ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージの多孔質針による押出し方法であった。方法３は、ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージの多孔質針による標準的な注入方法であった。押出し方法は、流体流量０．７０μＬ／分、垂直引込み速度１ｍｍ／分、および５マイクロリットルの注入体積で実施した。標準的な注入方法は、流体流量０．７０μＬ／分、および５マイクロリットルの注入体積であり、垂直引込みはなかった。
【実施例２】
【０１５７】
３つの異なる注入方法の蛍光顕微鏡画像
最初の２列は、ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製の２５ゲージのエンドポート針による押出し方法からの画像であった。第３および４列は、ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージ多孔質針による押出し方法からの画像であった。第５および６列は、ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージの多孔質針による標準的な注入方法からの画像であった。押出し方法は、流体流量０．７０ｕＬ／分、垂直引込み速度１ｍｍ／分、および５マイクロリットルの注入体積で実施した。標準的な注入方法は、流体流量０．７０ｕＬ／分、および５マイクロリットルの注入体積であり、垂直引込みはなかった。
【実施例３】
【０１５８】
標準的な注入方法と押出し方法との結果の比較
効率、腫瘍内シグナルの均一性、およびカラム長に関する、標準的な注入方法と押出し方法とから得た結果を比較した。本明細書で言及される「新規な方法」は、押出し方法である。本明細書で言及される「標準的な方法」または「以前の方法」は、標準的な注入方法である。
【０１５９】
「標準的な方法」に関する実験詳細
５ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージ多孔質針
流量  ０．７０ｕＬ／分
垂直引込み  なし
５マイクロリットルの注入体積
「新規な方法」に関する実験詳細
ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製の２５ゲージのエンドポート針＜
流量  ０．７０ｕＬ／分
垂直引込み速度  １ｍｍ／分
５マイクロリットルの注入体積
【実施例４】
【０１６０】
断片当たりの陽性領域の平均数の比較
この実施例は、断片当たりの陽性領域の平均数の比較を示し、３つの異なる注入方法の、断片内での平均分散を示す。
【０１６１】
押出し方法に関する実験詳細
「オープン−ＰＯＭ」＝「押出し方法」
ＢＤ  Ｂｉｏｓｃｉｅｎｃｅｓ製の２５ゲージのエンドポート針＜
流量  ０．７０ｕＬ／分
垂直引込み速度  １ｍｍ／分
「ＰＮＡ−ＰＯＭ」＝「多孔質針による押出し方法」
３ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージの多孔質針
流量  ０．７０ｕＬ／分
垂直引込み速度  １ｍｍ／分
５マイクロリットルの注入体積
「ＰＮＡ−標準」＝「多孔質針による標準的な注入方法」
５ｍｍの長さの多孔質領域を有する２６ゲージの多孔質針
流量  ０．７０ｕＬ／分
垂直引込み  なし
５マイクロリットルの注入体積
【０１６２】
本発明のいくつかの実施形態を図示し、本明細書に記述してきたが、そのような実施形態は単なる例として提供されることが当業者に明らかである。数多くの変形、変化、および置換が、本発明から逸脱することなく、当業者に見出される。本明細書に記述される本発明の実施形態の様々な代替例を、本発明の実施に際して用いてもよいことを理解すべきである。下記の特許請求の範囲は本発明の範囲を定義するものとし、これらの特許請求の範囲内にある方法および構造とそれらの均等物がそれにより包含されるものとする。
【図１】
2015533522.tif 000003
【図２】
2015533522.tif 000004
【図３】
2015533522.tif 000005
【図４】
2015533522.tif 000006
【図５】
2015533522.tif 000007
【図６】
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【図７】
2015533522.tif 000009
【図８】
2015533522.tif 000010
【図９】
2015533522.tif 000011
【図１０】
2015533522.tif 000012
【図１１】
2015533522.tif 000013
【図１２】
2015533522.tif 000014
【図１３】
2015533522.tif 000015
【図１４Ａ】
2015533522.tif 000016
【図１４Ｂ】
2015533522.tif 000017
【図１４Ｃ】
2015533522.tif 000018
【図１５】
2015533522.tif 000019
【図１６】
2015533522.tif 000020
【図１７】
2015533522.tif 000021
【図１８】
2015533522.tif 000022
【図１９】
2015533522.tif 000023
【国際調査報告】
2015533522.tif 000024
2015533522.tif 000025
2015533522.tif 000026