(57)【要約】【構成】本発明は、超酸素化組成物を組織表面に投与することによって、組織の酸素濃度を増加させるための組成物及びその方法を提供する。前記方法は、火傷，褥瘡，潰瘍，壊死及び嫌気性感染を含む様々な症状の治療に応用できる。【特許請求の範囲】
【請求項１】
上皮下の酸素分圧を約３０％からｐＯ2ベースラインを超える１２０％に増大させるのに十分な時間、哺乳類の組織酸素化を増加させる超酸素化組成物を組織表面に適用することを特徴とする超酸素化組成物の使用方法。
【請求項２】
前記哺乳類が人であることを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項３】
前記組織が皮膚であることを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項４】
前記組織が、褥瘡，創傷，火傷，皮膚潰瘍などの症状又は疾病、及び嫌気性病原性細菌感染症などの菌感染症によって冒されることを特徴とする請求項３記載の使用方法。
【請求項５】
前記適用が、口腔又は膣の粘膜表面，肺組織表面，又は移植用の臓器に対して行われることを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項６】
前記超酸素化組成物は、４５ｐｐｍから２２０ｐｐｍ、又は５５ｐｐｍの酸素からなり、前記組成物の温度が０℃から３４℃であることを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項７】
前記超酸素化組成物は、医薬的に許容可能な賦形剤を含むことを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項８】
前記超酸素化組成物は水及び超微粒酸素気泡からなり、前記超微粒酸素気泡の直径が２μから１０μ、又は０．６μから５μであることを特徴とする請求項１記載の使用方法。
【請求項９】
前記超酸素化組成物は、クリーム，ローション，又はジェルの形態で、浸漬，液浸，噴霧，すり込み，又は煙霧によって、攪拌しながら適用されることを特徴とする請求項８記載の使用方法。
【請求項１０】
前記攪拌は、渦流浴装置中で与えられることを特徴とする請求項９記載の使用方法。
【請求項１１】
約０．６ミクロンから約１００ミクロンの直径を有する超微粒酸素気泡の水溶液からなる超酸素化組成物であって、酸素濃度が約５５ｐｐｍから約２２０ｐｐｍであることを特徴とする超酸素化組成物。
【請求項１２】
前記超微粒酸素気泡の直径が、０．６〜８ミクロン又は５〜８ミクロンであることを特徴とする請求項１１記載の超酸素化組成物。
【請求項１３】
前記組成物が固形であることを特徴とする請求項１１記載の組成物。
【請求項１４】
前記組成物の温度が、約−７０℃から約０℃であることを特徴とする請求項１３記載組成物。
【請求項１５】
少なくとも５５ｐｐｍの超酸素化水溶液が入る容器が備えられた装置であって、前記超酸素化水溶液は前記容器に接続された酸素発生装置から生成され、より一層の組織酸素化を必要とする哺乳類に対して、組織に酸素を供給する環境を提供することを特徴とする装置。
【請求項１６】
さらに例えば超音波又は渦流浴などによって、前記水溶液を攪拌する手段を備えたことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１７】
さらに温度調節機を備えたことを特徴とする請求項１５記載の装置。
【請求項１８】
前記温度が、約３７℃から約４５℃の間に制御されることを特徴とする請求項１７記載の装置。
【請求項１９】
嫌気性細菌が寄生していると思われる皮膚疾病に、請求項１１記載の前記超酸素化組成物を適用することを特徴とする酸素に対する嫌気性細菌の暴露を増加する方法。
【請求項２０】
嫌気性細菌が寄生していると思われる皮膚疾病に、前記超酸素化組成物を適用することを特徴とする酸素に対する嫌気性細菌を増加させるための請求項１１記載の超酸素化組成物の使用方法。
【請求項２１】
前記嫌気性細菌が病原体であることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記嫌気性細菌が、壊疽，皮膚潰瘍，又は火傷などの創傷の中に含まれることを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
請求項１１記載の前記組成物を含む封をした透明な柔軟性のある容器と、より一層の組織酸素化を必要とする客体の皮膚に前記組成物を適用するための取扱い説明書とを含むことを特徴とする組織酸素化の局所的な増加に使用されるキット。
【請求項２４】
渦流浴発生装置と、任意に容器内に温度調節のためのサーモスタット／加熱装置とを備えた容器を含むことを特徴とする請求項２３記載のキット。
【請求項２５】
前記組成物が、瘢痕組織を減退させる治療に、又は創傷，火傷や外科手術に関する瘢痕の予防に使用されることを特徴とする請求項１記載の前記組成物の使用方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、皮下組織及び上皮下組織へ高濃度の酸素を投与するための酸素化組成物及び方法に関する。特に、そのような治療に適した超酸素化組成物を皮膚表面へ送達する方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
関連技術の説明
糖尿病，火傷，褥瘡，創傷を含む多くの病状において、組織に酸素を供給する能力が損なわれ、動脈中の酸素は損傷を受けた皮膚に到達することができない。易感染性組織への酸素送達が不十分なためにおこる合併症のため、アメリカで毎年何万人という患者が亡くなっている。特に手足における酸素送達不足は、治癒の遅れ，感染，傷の進行，及び最悪の場合には組織の壊死及び切断に至る。
【０００３】
創傷治癒における酸素分圧の効果が、広範に研究されている（論文Whitney, J. D. (1989) 参照）。創傷治癒は、線維芽細胞，コラーゲン合成，血管形成，および再上皮化の細胞増殖を含むいくつかの過程に依存する。動物研究では、これらいくつかの過程は皮下酸素分圧（ｐＯ2）の影響を受けることが知られている。例えば、酸素補給は、コラーゲンの沈着，上皮化の割合の増加，及び分層植皮片の治癒の改善を導く。皮下酸素分圧（ｐＯ2）の増加もまた細菌防御を強化することが分かっている。
【０００４】
多くの皮膚の痛み，皮膚潰瘍，創傷および火傷が完全に治癒しないのは、結合血液の微小循環の悪化により、これらの疾病に冒された領域に到達する酸素が極度に減少しているためである。従来、これらの多くの皮膚病は、酸素ガス吸入または酸素ガスによる局所治療など、種々の酸素ガスの投与方法により治療されている。
【０００５】
酸素ガスを患者に投与する最も古い方法は、高圧酸素室技術によるものである。これは圧力をかけた密閉室内に患者を収容することを必要とする全身治療である。室内で、患者は高濃度の酸素ガスを吸う。吸入により取り入れられる外部酸素は、血流に溶解し、生体組織の中へ拡散する。その結果、局所組織の酸素濃度が増加する。残念ながら、高圧酸素療法は全ての症状に対して効果があるわけではなく、特に外傷や病気により冒された組織への血流量が制限された部位に対しては効果がない。高圧酸素室内に患者を収容することによる皮膚病の治療は、費用が高く時間がかかるため、高圧酸素室内に収容されて治療を受けた多くの患者は不利益を被る。褥瘡のような多くの病状では、１回に４時間以上かかり、酸素内毒血症を誘発する虞があるので、この治療法は逆効果である。高圧酸素療法の中毒作用には、攣縮，耳鳴り，めまいがあり、ある場合においては昏睡や痙攣のような重い症状を引き起こす。さらに、高圧酸素療法は高価で、高圧酸素室設備が適切に整った治療施設でしか受けることができない。患者には、酸素が肺を通って与えられるだけである。酸素を局所に使用することによる治癒的価値がほとんど知られていないため、高圧酸素マルチチャンバー装置の空気には通常の大気ガスが用いられている。
【０００６】
全身高圧酸素療法に伴う欠点を克服するため、肢体のように体の部分ごとに隔離して局所的に用いることを意図した「局所高圧酸素」供給装置を用いる試みが行われている。このような装置において、加圧酸素の送達手段は、全身の場合と対照的に局所的である。外傷や病気により冒された体の一部分だけが加圧酸素に曝される。従って、酸素ガスは皮膚の表面から基底組織まで拡散する。例えば米国特許第４,８０１,２９１号には、患者の体の一部を治療するための治療ガスが導入されるガス不透過性内部チャンバーを有する携帯可能な局所的高圧酸素装置が開示されている。
【０００７】
同様に、米国特許第５,０２０,５７９号には、酸素ガスが酸素供給源に繋がれた患者の人工呼吸器と接続した酸素ポートを通って可膨張性袋形状の携帯型チャンバー内に投与され、前記携帯型チャンバー内に肢体が隔離されている高圧酸素供給装置が開示されている。折り畳み式の袋の内の酸素圧は、最大正圧と最小正圧の間を振動している。まず最初に、血流量に対応した制限を伴う治療下で、患者の肢体における血液ガス濃度が周期的に増加する。その後、チャンバーの圧力が最大正圧から最小正圧に変化するにつれ、次第に肢体の血流速度が正常に戻る。
【０００８】
「局所高圧酸素」供給装置を用いる方法にはいくつかの欠点が存在する。例えば、外部の酸素供給源及び呼吸性の治療に通常用いられる人工呼吸器を、その装置と共に提供しなければならない。さらに、治療部位への断続的な血流の制限と放出は、既に感染した組織に対して望ましくないか又は耐えられないかもしれない。
【０００９】
治癒力の乏しい皮膚損傷のための「局所高圧酸素」治療への別の局所的な方法には、創傷被覆材を通過する高濃度酸素ガスの局所的使用がある。米国特許第５,７９２,０９０号は、酸素を発生させる創傷被覆材、および絆創膏のような処置中の創傷表面の酸素分圧の増加方法について開示している。この方法において、創傷被覆材には、酸素透過膜と、化学反応中酸素を供給できる貯蔵器とが含まれている。米国特許第５,８５５,５７０号は、皮膚創傷の治癒を促進するための別のタイプの酸素生成絆創膏について述べている。本装置は、電気化学的，化学的，または熱的に高純度な酸素を生成する手段を有する創傷被覆材を兼ね備え、創傷部分に供給する酸素ガスを様々な濃度，圧力，用量で調節することができる。
【００１０】
残念なことに、局所的高圧酸素療法及び酸素絆創膏の使用などの酸素ガスを用いた局所的療法は、皮膚疾患の治癒の促進上、および病気治療上において若干の進歩しかもたらしていない。さらに過酸化物の使用は、一重項酸素Ｏ2を生成し、皮膚に対するフリーラジカル障害の潜在的源となる（Elden, 1995）。
【００１１】
従来技術との差異
高濃度の酸素ガスの投与は、いくつかの皮膚疾患の治療において、有益であると認識されている。しかしながら、高圧酸素チャンバー療法，酸素ガス局所的投与，隔離された肢体の局所高圧酸素療法，酸素生成絆創膏の使用などの利用可能な送達法は、良くても若干の効果しかなく、多くの場合、毒性があり皮膚への酸素浸透が悪いという問題を引き起こす。皮膚潰瘍，褥瘡，及び火傷などの皮膚疾患に現在用いられている治療法は、既存の皮膚疾患を悪化させることもある。
【００１２】
それゆえ、組織の酸素化を増大させて皮膚のより早い治癒を促す一方、現症状を悪化させず又は副作用を引き起こさない、皮膚病の治療法を提供することが望まれている。
【発明の開示】
【００１３】
発明の要約
組織の酸素化を増大させる従来の方法は、酸素ガスを用いるものである。対照的に本発明は、超酸素化組成物を局所に適用することにより組織の酸素化を増大させる新規な方法を開示する。この超酸素化組成物は、酸素が効率よく組織内へ拡散するのを促進することによって、組織内の酸素分圧濃度を急速に上げる。
【００１４】
したがって、本発明は、上皮下の酸素分圧を約３０％からｐＯ2のベースラインを超える約１２０％に増大させるのに十分な時間、超酸素化組成物を組織表面に適用することからなる哺乳類の組織の酸素化を増大させる方法を開示する。ここで言う哺乳類とは通常人を指すが、組織の酸素化を増大させる治療法に敏感な損傷組織をもつ小動物および大動物に対する獣医用薬剤として使用してもよく、人への使用に限定されるわけではない。
【００１５】
最も一般的な適用は、外部皮膚への直接的な適用であるが、この方法は臓器の表面と同様に消化管の粘膜表面にも同様に適用することができる。臓器は外科的処置中、外気に曝されたり、又は実際には体腔から摘出される。本発明に従って調製された超酸素化溶液に臓器を浸してもよいし、臓器の一部分をそのような製剤と接触させたり、または臓器にその超酸素化溶液を浸み込ませてもよい。後者の場合、これは臓器の生存力を維持し、虚血性損傷を減少させることを意図した体外（ex vivo）手術である。
【００１６】
種々の理由で、主に症状や疾病（例えば褥瘡，創傷，火傷や皮膚潰瘍，その他通常の組織の酸素濃度を減少させる症状）により影響を受けた組織において、組織内の酸素濃度を増大することが望まれる。さらに、シュードモナス種（Pseudomonas）、バクテロイデス・フラジリス（Bacteroides fragilis），プレボテラ・メラニノジェニカ（Prevotella melaninogenica），プレボテラ・ビビア（Prevotella bivia），プレボテラ・ディシエンス（Prevotella disiens），フゾバクテリウム（Fusobacterium），アクチノミセス（Aactinomyces），ラクトバチルス（Lactbacillus），プロピオニバクテリウム（Propionibacterium），ユウバクテリウム（Eubacterium），ビフィドバクテリウム（Bifidobacterium），アラクニア（Arachnia），ペプトストレプトコッカス（Peptostreptococcus），ベイロネア（Veillonella）などのバクテロイデス種（Bacteroides）、C.テタニ（C. tetani），C.ボツリウム（C. botulium），C.パーフリンジェンス（C. perfringens），C.デフィシル（C. difficile）などのクロストリジウム種（Clostridium）、ポルフィロモナス（Porphyromonas）によって引き起こされるような嫌気性菌感染症の治療に特に有効であると期待されている。これらの感染は、肺組織，口腔，又は膣粘膜の内部で化膿し、肝臓，腎臓，心臓などの臓器の表面に包埋される。
【００１７】
したがって、組織の酸素濃度を高める開示された方法を用いる利点の一つは、病原性嫌気性細菌に対する毒性である。特に望ましい適用は、歯周病の原因となる嫌気性細菌を抑え、殺すことである。超酸素化口腔洗浄溶液は安全で使いやすく、一回分の投与量を分配する手段を備えた加圧容器や使い捨ての包装容器を用いることによって、超酸素化溶液の安定性を持続するように包装される。
【００１８】
本発明の超酸素化組成物は、少なくとも約５５ｐｐｍの酸素を含むが、約４５ｐｐｍから約２２０ｐｐｍが有効な濃度である。組成物中の酸素濃度は、組成物の種類，温度，その他の成分，活性があるかないかなどのいくつかの要因に依存し、安定性，適用時の簡便性，又は吸収を高めるためなどの種々の理由により加えられる。
【００１９】
液体中の気体濃度は、温度に対して逆比例することはよく知られている。超酸素化組成物を主成分とした水溶液の使用を望む場合、温度は化学的考察ではなく、生存組織の損傷可能性および高濃度酸素の必要性により決定されるであろう。したがって、その組成物を局所的に皮膚の外部表面に適用する場合、例えば、前腕の疾病では、約０℃の温度の溶液が一般に適当とされている。これは比較的高酸素濃度、特に２２０ｐｐｍ程度で供給される。一方、患者は約３４℃程度のより快適な温度で渦流浴装置に全身を浸してもよい。酸素濃度は、温度だけでなく通常リハビリテーションセンターのような施設での渦流浴装置で用いられる開放環境によっても必然的に２２０ｐｐｍを下回るであろう。
【００２０】
超酸素化溶液と本発明の組成物は、酸素の超微粒気泡を含有する。通常、炭酸飲料のような加圧された液体は、一度圧力が開放されると瞬時に大気中に出る比較的大きな気泡を含有する。開示した組成物に用いられているこの超微粒気泡は非常に小さく、溶液中に長時間留まるため、より安定である。重要なことに、超微粒気泡により供給される酸素は、分圧において、上皮下酸素分圧をベースラインまたは通常の酸素分圧レベル以上に素早く上げる効果がある。
【００２１】
開示した超酸素化組成物の使用で発生する超微粒気泡の大きさは通常１〜２ミクロン程度である。この超微粒の大きさは、超微粒気泡を含有する溶液の局所的な適用の有効性に大きく貢献するものであると考えられている。最も好ましい溶液は、酸素の気泡が８ミクロン以下の大きさのものと思われるが、調製した溶液中では超微粒気泡サイズの範囲で存在し、インピーダンス法による解像限界で検出されるような少なくとも０．６ミクロンと同等の小ささであり、結果を図３に示す。多様な適用のための実用的な範囲は、直径約１μから約１０μの間、または直径約３μから約８μの間である。
【００２２】
超微粒気泡組成物は、完全に水溶性である必要はなく、この組成物は緩衝液などの水溶性のベース、または組織表面と接触しても害のない医薬的に許容可能な賦形剤からなる。緩衝液を用いるならば生理学的なｐＨ７．２〜７．４の範囲が望ましいが、酢酸緩衝液のような低いｐＨやアルカリ性緩衝液のような高いｐＨでもよい。様々なものに対して使用できるように、超酸素化組成物は水と酸素の超微粒気泡からなる。
【００２３】
ある場合において、組織に使用されるときには、超酸素化組成物を攪拌することが有益となる。それは組織表面に接触する酸素を増加させ、酸素の摂取効率を増加させることができる。攪拌は、この組成物が渦流浴治療の一部である場合に、この使用法に本来備わっており、開放雰囲気下において患者に心地よさを与えることを目的とした温度で使用するときに、酸素の減少を若干補うことができる。
【００２４】
本発明の酸素過飽和組成物は、使用される部位，症状の特性，治療目的，治療を受ける客体や患者の健康状態に応じて様々な方法で使用される。皮膚治療には、クリーム，ペースト，粉末，軟膏，ローション，又はジェルに超酸素化組成物を組み込んだ溶液、又は単に非水溶性または水溶性の媒体中に存在する超酸素化微粒気泡製剤が一般的に用いられる。考慮すべき重要なことは、その製剤中の微粒気泡濃度と、上皮下酸素分圧の増加力である。
【００２５】
皮膚への適用法は、浸漬，液浸，噴霧，すり込み，煙霧による方法でもよい。この製剤を、絆創膏や創傷を被覆する物などの皮膚と接する包帯剤に用いてもよい。その他の使用例として、圧注や浣腸は、膣や直腸への投薬用として用いてもよい。その投与方法の選択は、特に患者の要求，使用部位，使用可能装置の種類によって決まる。
【００２６】
超酸素化組成物は、本発明のもう一つの特徴である。この組成物は、直径が約０．６ミクロンから１００ミクロンで、酸素濃度が約４５ｐｐｍから約２２０ｐｐｍの間の超微粒酸素気泡の水をベースとした溶液からなる。好ましい実施例としては、超微粒気泡の直径範囲が約０．６ミクロンから約５ミクロンの超酸素化組成物、および超微粒気泡の直径範囲が約５ミクロンから８ミクロンの超酸素化組成物が挙げられる。最も好ましい超酸素化組成物は、１〜２ミクロンの範囲の超微粒酸素気泡を含む。
【００２７】
液体の超微粒気泡の超酸素化組成物は殆どの使用で好まれるが、この組成物は固体または凍結の形態であってもよい。水をベースとした溶液中では、これは−４０℃程度であってもよく、二酸化炭素のような凍結ガスまたは窒素のような液化ガスでは−７０℃程度もありうる。これら低温度では生体組織に使用するには実用的でない。しかし、ある細胞やその他生体物質の長期保存においては、この種の環境が有益となる。ある場合において、超酸素化水の固体にはいくつかの使用があり、例えば、酸素を徐々に放出する環境や、移植目的のために輸送される切除された臓器と接触する氷がある所で使用できる。
【００２８】
この開示された組成物と方法は、組織への酸素供給の増加を必要とする哺乳類の組織に酸素を供給する環境を提供することを目的とした装置と一体化させてもよい。この装置には、少なくとも５５ｐｐｍの超酸素化水溶液が入る容器が備えられ、超酸素化水溶液はこの容器に接続された酸素発生装置から生成される。さらに、この装置には、例えば使用される超酸素化組成物を攪拌するための装置など、より効率的で利便性の高い使用を目的とした別の特徴がある。ある実施例において、本装置は渦流浴作用を生じさせることができる。本装置は、超微粒気泡をより効率的に分散させる超音波処理装置であってもよく、溶液中の高酸素濃度を維持できるものであってもよい。また、スターラー，シェイカー，バブラー及びその他類似品を、混合するために用いてもよい。さらに、この装置には温度調節機を備えてもよく、この温度調節機は超酸素化溶液中の酸素濃度を調節するのに利用できる。別の効果としては、皮膚表面の温度を上げることによって、一部の被験者では皮膚を介した酸素摂取を高めることができる。患者への使用に関しては、約３７℃から約４５℃の間で温度を調節するのが望ましい。
【００２９】
ある特定の使用において、この方法と組成物は、嫌気性感染を治療するのに用いてもよい。一般的にこれは、嫌気性細菌が寄生していると思われる皮膚疾病に、任意の前述した組成物を適用することに関する。この方法は、通常、壊疽性組織または潰瘍化組織で見られる嫌気性細菌に対して特に効果的である。このような嫌気性細菌は創傷感染においても見られる。患者に対して、創傷部位の組織への酸素供給を高めることが有益であると考えられる。火傷した皮膚領域は特に感染しやすく、２度または３度の火傷の場合、特にその部分では、組織は破壊され深い損傷を被る。治療だけでなく予防にも用いることができるこのような治療が、火傷した患者に望まれている。組織への酸素供給を高めることが有益となる他の疾病には、口腔軟組織、特に通常は嫌気性細菌によって起こる歯周病の治療が挙げられる。
【００３０】
便宜上、本発明に従い調製された様々な超酸素化組成物を包装したキットを使用してもよい。前述した１つ以上の変形例において、局所的組織酸素化を増加するために使用され、適切な取扱い説明書を添えた模範的なキットには、封をした透明な柔軟性のある容器と、容器に詰められた超酸素化組成物とが含まれる。さらにこのキットには、容器の中に渦流浴装置，及び／又は温度を調節するためのサーモスタット／加熱装置が含まれる。
【００３１】
先に述べたように、開示した方法は、上皮下組織の酸素分圧（ｐＯ2）を約３０％からｐＯ2ベースラインのレベルを超えた約１２０％に増加させるのに十分な時間、表面に超酸素化組成物を適用することを採用している。この方法では、組織の壊死，褥瘡，潰瘍，火傷，嫌気性感染などの症状で苦しむ人に特に使用可能である。
【００３２】
本発明は、組織、特に皮膚への酸素の局所的な摂取を増加させる治療や処置を構築しようとして直面するいくつかの問題について検討する。例えば褥瘡，創傷，火傷及びその他深刻な皮膚疾患などの皮膚病は、皮膚へ直接適用される酸素の超微粒気泡を充填した水溶液を活用して治療される。この方法は、刺創及び口腔軟組織感染などの感染した組織表面において酸素濃度を増加させるために適用することもできる。
【００３３】
皮膚の痛み，潰瘍，創傷及び火傷などの多くの病型が適切に治らないのは、付随する血液の微小循環の衰退や損傷により、これらの病気に冒された部位に送達される酸素が極度に減少したためであることはよく知られている。人の皮膚は、酸素送達システムの末端部であり、種々の病的症状において酸素の欠乏の兆候を示す。皮膚組織の衰退は、酸素の欠乏に大きく依存する。皮膚は大気に曝されているにもかかわらず、実際はごく僅かな量しか吸収されない。皮膚から吸収される酸素濃度を上げると、その結果治癒速度が上昇する。
【００３４】
本発明は、組織の治癒と再生を促進するため酸素を組織に供給する組織の超酸素化方法を用いる。酸素は、超微粒な気泡を介して組織に供給され、血液中でみられる何倍もの圧力で存在する。超微粒気泡の酸素が皮膚と接触する所にある場合、皮膚を通って送達される。そのような治療は上皮組織および表皮組織内の間質液中の酸素濃度を増加させ、そして、直ちに酸素の欠乏した細胞に対して有益な効果があるので、より早い治癒を促す。開示した手段は壊疽形成防止と敗血症の治療を促進し、糖尿病患者の切断術の必要性を減少させ、褥瘡，皮膚の裂創，火傷，及び創傷の治癒を促進する。この種の治療法は、使いやすく、またこれらの疾病を治療する高圧チャンバーなどの現在の方法より経済的である。
【００３５】
この方法は、様々な皮膚疾患を防止するだけでなく美容的及び医薬的適用にも有効である。多くの十代の若者や成人に特に関心があるのは、ある程度まで損傷した皮膚症状を示す一般的なニキビの治癒を促進しながら、健康的な皮膚に有効な製剤である。
【００３６】
超酸素化組成物は、煙の吸入及び吸入した高温の空気による損傷を受けた被害者にとっても有効である。このような場合、開示された超酸素化組成物は損傷を受けた細胞の酸素濃度を増加させるため直接肺に投与される。このような治療は、肺から吸い込まれた微粒子を洗い出すこともでき、抗生物質及び抗炎症剤と併せて必要な部位に投与することができる。超酸素化液を、噴霧剤として用いたり、又は、肺の内表面とのより制御された接触を与えるために浸漬溶液として器官内に挿管して投与することができる。
【００３７】
同様に、例えば弾傷などの内部の損傷は、ここで述べられた超酸素化液を用いて洗い流すことが有益となる。これは、外科手術を必要としない深い損傷や、傷への治療が困難な実地状況において、特に効果がある。このような場合、嫌気性感染を阻止するため、そして損傷を受けた組織に酸素補給するために開示された組成物で、その損傷を洗浄する。
【００３８】
超酸素化組成物は、通常直径約０．１から約１０ミクロン、好ましくは約１から約８ミクロン、より好ましくは約０．６から約８ミクロンの酸素の超微粒気泡水溶液であり、酸素濃度は約４５ｐｐｍから約２２０ｐｐｍである。殆どの使用において、この溶液は、０．６ミクロン未満から１，２，３，４，５，６，７，８，９および１０ミクロンの範囲の超微粒気泡を含み、温度によっては超微粒気泡が結合した場合、より大きいサイズの超微粒気泡を含む。当然ながら、酸素濃度は液体の温度に依存し、標準的な酸素濃度は２℃で約２２０ｐｐｍ、３４℃で約１１８ｐｐｍである。これらの濃度は、治療される組織表面の状態，組織の種類，組織表面の部位によって異なる。
【００３９】
ある特定の使用において、たとえば２２０ｐｐｍを大きく上回るような、非常に高い酸素濃度が望まれる。疎水性表面上の流動液体に関して述べられている（Tyrrell及びAttard、2001）ように、これは２０〜３０ｎｍ程度の超微粒気泡の酸素溶液を調製することにより実現できる。超微粒気泡は丸というよりは平らで、疎水表面をほぼ完全に覆う密接にまとまった不規則なネットワークを形成していると考えられている。それらは、分離した後も素早く再形成し、従って非常に安定である。どのように超微粒気泡が生成されるかに関係なく、２５０ｐｐｍより極めて高い酸素濃度に達し、高組織内酸素濃度に達することが有効だと思われる。
【００４０】
酸素の超微粒気泡を、水または医薬的に許容可能な賦形剤で調製してもよい。生理食塩水，様々な緩衝液，又は湿潤性や多孔率を増加する化合物は、組成物の変形例である。ある場合において、治癒を促進するため、又は特定の細菌感染をより効果的に治療するため、抗生物質，抗炎症剤，又はその他の薬品に前記組成物を添加することが望まれる。
【００４１】
ある特定の使用において、クリーム，ローション，ジェルや固形の超酸素化組成物を投与してもよい。そのような製剤は認知されており、当業者にも入手しやすい。超酸素化組成物を、例えば治療上の保存や使用のために、凍結状態で維持することができ、高酸素濃度を継続的に持続させるように、組織表面に氷をうまく利用することができる。特に重要性の高い使用としては、凍結または冷却した超酸素化組成物を、移植用の臓器の保存や輸送に用いることができる。これは通常の血液供給から臓器を断絶することによりおこる酸素欠乏状態を防止または改善することができる。凍結または冷却した組成物は、そのような組織にとって特に有効である。それは低温度では酵素の進行を遅らせ、また低温度で分解が抑制されるため、高濃度の酸素が酸素化組成物に取り入れられるからである。
【００４２】
超酸素化溶液の入った柔軟性のある袋に繋いだチューブを介して投与されるような様々な方法、又は酸素化成分の入った浴槽に組織を浸す方法などのいくつかの療法によって、超酸素化組成物を投与してもよい。歯周病治療上の歯科的適用において、ウォーターピックと同様な装置による投与は、超酸素化溶液に適した局所的適用の効果的な方法である。例えば、洗浄過程または症状のある手足を浸す渦流浴装置のように、新たな溶液が組織を連続的に水浴させるため、特定の使用においては混ぜたり攪拌したりする過程が有益となる。
【００４３】
ある実施例では、組織酸素化増大の必要性のある哺乳類への組織酸素化環境を提供する装置も本発明の範囲内である。そのような装置には、圧力が９０〜１１０ｐｓｉ程度の加圧容器に接続された酸素シリンダーのように単純な超微粒酸素気泡を発生させる機械と、水やその他適切な水ベースの流体などの液体が入っている容器に酸素ガスを注入する機械とが組み込まれている。また約５０ｐｓｉを生じさせる人工肺を用いてもよい。チューブや容器からのその他の出口は、目的の組織に酸素化溶液を供給する。その溶液中の酸素濃度は、その容器内を攪拌したり超音波をかけたりすることにより増加することができる。また、超音波装置の外側に流入口と、容器や浴槽の中の拡散のパターンを制御するための調整用の各種器具とを用いてもよい。
【００４４】
また、その溶液の温度が全酸素濃度に影響することが十分理解できるであろう。そのため、従来の方法とは異なる実施例において、本装置は恒温槽のような良く知られた多くの温度調節装置を組み込んでいる。このように肢体全体への適用または、渦流浴装置のような開放雰囲気下での全身適用の場合、酸素濃度はたいてい約５５ｐｐｍを超えることはない。口腔内粘膜の感染のような上皮内膜の治療に関しては、低温度と同様に高酸素濃度が受け入れられるであろう。酸素濃度は、浸漬，液浸，噴霧，すり込みや煙霧など使用方法により変化するが、どんな場合でも、冒された組織に接触するこの組成物は、少なくとも約４５ｐｐｍ程度の著しく増加した酸素濃度を有するであろう。
【００４５】
ほとんどの適用法では水溶液を利用しているが、非水溶媒や、水／有機溶媒においても高酸素濃度を達成することができるので、過度に制限されることを発明者は望んでいない。そのような溶媒は、毒性がなく医薬的に人に受け入れられるものでなければならない。ペルフルオロカーボンは、使用することができる非水溶媒の特例である。その他の溶媒には、アルコールやグリコールなどの水混和性のものが含まれる。特定の適用では、アルギン酸塩やカラギーナンから調剤される疎水性ゲルなどのゲル製剤を用いるのが使いやすい。
【００４６】
他の実施例としては、前述した種々の形の装置を簡便に供給するキットが挙げられ、局所的に組織酸素を増加するのに有効である。代表的なキットには、酸素化を増加する必要のある組織表面または皮膚へ適用するための超酸素化組成物と、その組成物を使用するための取扱説明書とが入った柔軟性のある密閉透明容器とがある。任意のキットの構成部品には、容器内の温度調節のための恒温槽／加熱装置、及び、酸素化流体を混合，攪拌，超音波するため、加圧された容器に接触可能な酸素供給品が含まれる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４７】
実施例の詳細な説明
壊疽，皮膚潰瘍，褥瘡，火傷，及びその他深刻な皮膚科症状などの皮膚病のための改善された治療が必要である。本発明はいくつかの皮膚病治療において、高酸素化製品を利用する。開示された高酸素化製品は、潰瘍，火傷及び皮膚創傷のような酸素の欠乏による皮膚組織の変性に関連する皮膚病治療に有効である。
【００４８】
細胞への酸素放出
図１に示すように、酸素は空気中から体内へ送達される。約２０％の酸素が含まれる空気は、気管支と最後には肺胞へ順に吸入される。肺胞では、酸素は血流に入るため非常に薄い毛細管壁を越えて拡散し、赤血球細胞中のヘモグロビンと結合し、オキシヘモグロビンを形成する。血液が体内循環すると、酸素はオキシヘモグロビンから放出され、皮膚を含む体の組織と細胞へ拡散される。
【００４９】
気体は通常圧力の点で測定される。空気は混合気体であり、全圧と分圧の点で測定される。例えば、海抜ゼロで、空気は７６０ｍｍＨｇの大気圧があり、これは直径１ｍｍのチューブで７６０ｍｍの高さの水銀柱を支えることができることを意味する。酸素は、空気中の気体の２０％を占めるため、酸素分圧は７６０の２０％、すなわち１５２ｍｍＨｇである。高度が高いと空気中のｐＯ2は減少する。肺では酸素の分圧は１００ｍｍＨｇである。
【００５０】
細胞と組織への酸素の拡散は、酸素分圧，体液への酸素の溶解度および組織の健康状態に依存する。大気圧では酸素は皮膚に浸透せず、外部表面と相互作用するのみである。したがって、通常条件下、皮膚は、空気中の酸素からではなく、すぐ下から奥深くまで、すなわち真皮中の毛細血管から表皮（上皮）およびその下にある真皮の活性層まで拡散する酸素から得ている。従って、損傷や疾病によって皮膚の血液供給の不全は、損傷を受けた皮膚が十分な酸素供給を得るための摂取力に深刻な影響を与える。
【００５１】
高酸素圧療法は、大気圧より高い圧力で酸素を投与することに関する組織酸素化を増加させる全身治療である。血漿中に溶解させるため外部酸素を強制的に通す必要があり、その次には組織に強制的に通すため、これは、高圧（通常、大気圧の２倍から３倍の圧力）を有する特別なチャンバーの使用を伴う。今まで、酸素欠乏により引き起こされる皮膚症状の大多数は、全身高圧酸素法と非酸素化局所的適用で治療される。例えば、高圧酸素チャンバーは、クロストリディアル  マイオネクロシス（Clostridial Myonecrosis、ガス壊疽抗毒素）のような医学的疾患の治療上の初期治療として設置されている。治療は平均して通常１〜２時間最大限の圧力で続き、このような圧力で高圧酸素療法の暴露を延長することは中毒症の高い危険性を引き起こすため問題である。
【００５２】
また、高圧酸素療法は、褥瘡の治癒にも利用される。皮膚は全ての層に酸素を送達する豊富な血液供給を有する。その血液供給を２又は３時間以上断つと、皮膚は外側の層、即ち表皮（上皮）から壊死し始める。皮膚への血流が減少する一般的な原因は、圧力である。通常の運動は圧力を変化させ、継続した血液供給を可能にする。いったん運動を制限したり寝たきりになると、褥瘡を患う高い危険性がある。褥瘡は、さらに褥瘡性潰瘍に発展する可能性がある。このような潰瘍は骨まで皮膚を開け、非常に大きな痛みを引き起こし、生命を脅かす状況に至る可能性がある。
【００５３】
ある場合では、褥瘡の「局所高圧酸素」療法は、体の一部分を隔離して酸素ガスを暴露するのだが、感染の早期の段階で有効であると主張されている。この方法は局所的に適用された酸素の浸透不足が懸念され、これは皮膚表面下の圧力と大気圧の差に大きく依存する（FDA諮問会議Nov. 17, 1998）。同様に、局所的な酸素送達は、皮膚への継続的な使用後、火傷のような結果を引き起こす。
【００５４】
本発明において、超酸素化組成物を用いた組織の酸素化法は、より早い治癒を促すことにより、皮膚科の疾病を治療するよう開発されてきた。高酸素化水またはその他微小酸素気泡の入った流体の局所的適用を活用した方法により、組織に酸素が供給される。例えば皮膚に適用すると、酸素は皮膚のより深い層を通り表面から内部へと送達される（図２Ｂ）、その結果、表皮細胞とその下の真皮細胞に酸素を供給する。高酸素化溶液は、皮下組織および上皮下組織の酸素濃度を増加させ、酸素の枯渇した細胞に酸素を供給することにより治癒を促進する。
【００５５】
実施例
下記の実施例は、本発明の好ましい実施形態を実証することが含まれる。下記実施例で開示されている技術が、本発明の実施面でよく機能することが発明者により発見された技術を示していることを当業者によって評価されるべきであり、このようにして実施上の好ましい形態を構成するとみなされる。しかしながら、本開示を踏まえて、当業者は特定の開示された実施形態において多くの変形例が作成されることと、本発明の精神と範囲から逸脱したものでなく同様または類似の結果が得られることを評価すべきである。
【００５６】
材料及び方法
超酸素化溶液は、米国特許第５,００６,３５２号公報と同様、酸素を充填した容器に液体を注入することにより液体の酸素を高める工程に従って調製された。参考のためこの明細書に添付する。簡潔には、酸素化工程は米国特許第５,７６６,４９０号公報及び米国特許第５,８１４,２２２号公報のように酸素を高める装置で実施され、参考のためこの明細書に全文を添付する。
【００５７】
本発明者によって活用された工程は、密閉空間または加圧した容器に液体を導入し、乱流混合装置で酸素を液体に混合し、酸素の含有量が少なくとも４０ｍｇ／lの酸素濃縮液体を回収する。１８０〜２１７ｐｐｍの酸素濃度を有する超酸素化流体を、蒸留水で調製する。この溶液は、直径の平均が約１ミクロンで通常直径０．６〜８ミクロンの範囲の超微粒酸素気泡を含み、これは流量インピーダンス装置を用いて測定した。気泡の直径を測定するため、酸素化水試料は、２０ｍｌのキュベットにそれぞれ同量のアイソトンII（電解液）を混合することにより分散される。分析は、３０秒のタイムモードで開口部が３０μｍのチューブで行った。表１は、酸素気泡の平均サイズが１μｍの範囲にあるものの結果をまとめたものである。レーザー回折装置を用いて粒子サイズの測定を試みたが成功しなかった。
【００５８】
【表１】
2004529090.tif 000002
【００５９】
典型的な試料の粒子サイズの分布を図３に示す。グラフは、溶液量の観点から粒子分布を示している。試料では粒子の９０％が、直径１〜２μｍであることを示している。
【実施例１】
【００６０】
豚の皮膚における皮下酸素の増加
本実施例では、超酸素化微粒気泡を含む溶液を豚の皮膚に局所的に適用し、下層の皮下組織中の酸素濃度を増加させることを実証するものである。
【００６１】
皮膚を、アルコール，過酸化水素，そして水で消毒した。二酸化炭素の分圧（ｐＣＯ2），温度，ｐＨの同時測定が可能な動脈血ガスモニター装置（“センサー”）を、皮膚表面から１〜４ｍｍ下で、体の左半身と右半身に挿入した。一端にチューブのついた柔軟性のある袋などのテスト溶液用の容器を、接着剤でセンサーを囲むように皮膚に貼付した。この容器では、試験中、テスト溶液やコントロール溶液のカラムの下で、皮膚の浸漬を行った。容器を満たす前に、接着剤（フィックスオデント（登録商標）（Fixodent）またはストロームペースト接着剤（Stromahesive paste））の選択がｐＯ2測定値のベースラインに影響を及ぼさないことを、コントロールが立証した。
【００６２】
双方のセンサーを３０分間平衡にして、試験が始まる前には安定にさせた。コントロール溶液とテスト溶液を３４℃に加熱し、測定中は皮膚の両側に均等な圧力を確保するために、同量を容器に添加した。コントロール溶液は蒸留水（約７〜９ｐｐｍの酸素）であり、テスト溶液は１８０〜２１７ｐｐｍの酸素含有量を有する超酸素化水であった。
【００６３】
図４に示すように、試験の開始点では、左半身のテスト箇所に位置するセンサーにおいて、ｐＯ2のベースラインは５５mmHgであった。コントロール溶液を６分間容器に置いたが、インターバルではｐＯ2の増加はみられなかった（図４）。コントロール溶液を取り除き、テスト用液をｔ1の容器に移し、再び４分後入れた（２番目の点線）。テスト溶液の添加は、ｐＯ2が５４から１１７mmHgに上昇する結果となった。この組織濃度は、動脈のｐＯ2値９５mmHgよりも２３％高かった。吸引によりテスト溶液を取り除くとすぐに、ｐＯ2はベースラインに戻った。
【００６４】
次に、その一連の作業を繰り返した。３０分後（１２：３０）に、コントロール溶液を容器に入れ、さらに皮膚表面を覆い続けるよう添加した。ｐＯ2の増加は観察されなかった。その後、コントロール溶液を取り除き、テスト溶液を数回添加することにより置き換えた（点線）。テスト溶液の添加でｐＯ2濃度にピークが現れた（図４）。
【００６５】
センサーの反応は、温度により影響することが知られている。測定箇所のｐＯ2の増加と皮膚の温度との関連性を測定することが重要であった。図5に見られるように、コントロール溶液とテスト溶液は皮膚の温度を１〜２℃変化させた。ｐＯ2は超酸素化したテスト溶液でのみ増加するため、ｐＯ2の増加は温度変化ではなく、実際は皮膚表面に対してテスト溶液を適用したことに起因していると結論付けられた。
【００６６】
動物の右半身に埋め込んだセンサーを用いた第２の試験は、電極の位置の重要性を示した。コントロール溶液とテスト溶液で記録されるｐＯ2濃度間には差が見られなかった。しかしながら、その箇所のｐＯ2のベースラインは７５mmHgで、（左半身の箇所の５５mmHgと比較すると）血液のｐＯ2濃度９０mmHgに非常に近かった。これはセンサーが毛細血管に非常に近い所にあるためだと考えられる。血液からのガス交換によって、流れる血液とテスト溶液との差が小さすぎて見えなくなっているかもしれない。あるいはセンサーが深すぎて皮膚を通る酸素の拡散を検出できないところに位置しているのかもしれない。
【実施例２】
【００６７】
人の客体における皮下酸素化の増加
人の客体へ処置した結果、前述したとおりに調製した超酸素化溶液中の酸素が、健康な人の皮膚を通って皮下組織へ送達され、皮下のｐＯ2のベースライン濃度よりも上昇することが立証された。
【００６８】
被験者１０人に状況を説明し同意を得た後、ベースラインとなる血圧と心拍数を測定した。パルスオキシメーターのプローブを被験者の指にはめ、心拍数と酸素飽和度を実験の間中連続的にモニターした。左ふくらはぎの外側の皮膚をベータダインで消毒し、ベータダインは皮膚表面から不要なものを取り除いた。カテーテル（２２ Ga、１−３／８"  カテーテル、製品番号０４１２２、Arrow社製）を外科的に皮膚表面の下に挿入し、その後取り出し、その結果、針の先端部とカテーテルを露出させ、そしてカテーテルの全長の殆どが皮下中に挿入されたままの状態であった。カテーテルを、真皮中または真皮と皮下組織の境目に位置するようできるだけ皮膚表面に近いところに配置し、早まって針が皮膚を突き抜けないようにした。
【００６９】
カテーテルを配置した後、針を取り除き、センサーの先端をカテーテルの先端と並べた。センサーを、前進機能を用いてカテーテルを通りカテーテルの他端からセンサーが見えるまで前進させた。カテーテルを取り除き、センサーの先端が皮膚の下に見えなくなるまでセンサーを引き戻した。検出部は２．５ｃｍの長さであり、それを皮膚の下に完全に収めた。カテーテルによってできた穴を、耐水性の被覆材で完全に覆い（デュオダーム Duoderm○R 製品番号NDC0003-1879-55、ConvaTec社製）、センサーの枠の重さとセンサーを引き出すためのケーブルの重さとを保持できるようセンサーの枠をテープで固定した。
【００７０】
センサー周辺の皮膚を、バリアワイプ（アルケア（登録商標）（ Allkare) ConvaTec社製）で準備した。２．５"穴の柔軟性のある袋（アクティブライフ （登録商標）（ActiveLife) 製品番号NDC0003-0254-33、ConvaTec社製）を位置していたところの皮膚に、ストーマペースト（ストーマヘシブ( Stomahesive) 製品番号NDC0003-1839-10 ConvaTec社製）を配置した。その後、この袋を、適用されたペーストの上に配置した。この袋と皮膚との間のいくらかのすき間、特にセンサーの枠周辺を、ストーマペーストで満たした。この袋もセンサーの枠周辺の皮膚にハイテープ（Hytape）で封した。
【００７１】
試験を２段階で行い、第１段階では、実験例１でのように、袋を貼り付ける手段によりセンサーの箇所に適用したコントロール溶液と酸素化溶液の反応性を試験した。第２段階では、第１段階の後同じ患者に実行し、袋を取り除くがセンサーはその位置のまま保持し、渦流浴装置でテスト溶液に被験者の足を浸して、その後の反応を試験することを可能とした。渦流浴装置は、理学療法やその他の臨床的状況で局所的に使用される種類のもので、およそ長さ３０"×幅１８"×高さ３０"の標準的なステンレススチール製の浴槽である。
【００７２】
第１段階において、酸素化水とコントロール溶液の２つの異なる濃度の溶液を袋に入れた。この試験のため、酸素化水を前述したように調製した。挿入後、３０分間センサーを平衡にした。このセンサーは、同時に温度，酸素分圧（ｐＯ2），二酸化炭素の分圧（ｐＣＯ2），及びｐＨを測定し、記録した。全実験の間中、ラップトップ型パソコンで１０秒毎データを取った。これらの溶液を含む個々の容器を３２℃に加熱した（数人の被験者を除く、表２を参照）。これらの溶液の順序をランダムにした。選択された溶液の５００ｍｌを柔軟性のある袋に入れ、その後その袋の口をクリップで閉じた。１５分間、その溶液を皮膚に接触させた。個々の溶液間で、１５分の安定期間を保持した。全被験者が３種類のテスト溶液に対して試験を受けなかった（表２を参照）。この段階の終了で、接着剤の枠からその袋を切断し、皮膚を覆ったセンサーを空気及び最終的には渦流浴装置の水に曝した。
【００７３】
第２（渦流浴）段階において、酸素化溶液を生成する手順を下記のとおり一部変更した。酸素は開放血管中の溶液から素早く分散することが知られている。その溶液を開放浴槽で循環させている際に溶液中の上昇した酸素濃度を連続的に維持するため、浴槽からの流出口を酸素供給機の吸気口に接続し、３５gal/minの速度で再循環させ、そして２分毎に全ての水をその浴槽に返送した。コントロール溶液と酸素化溶液の両方に、機械の範囲内の９０psiの圧力をかけ、試験の間中連続的に循環させた。循環している水の酸素化は機械の中に流入した酸素を活性化させた後すぐに到達し、そのＯ2濃度を試験の間中浴槽装置にある溶解酸素計測器によってモニターした。また、その発生を乳白色の溶液に変化させることによって、水中の酸素の存在を視覚的に検出した。
【００７４】
センサーを覆ったテープを取り外し、後部方向に引っ張った。センサー回収機を用いて、皮膚からセンサーを回収した。被験者の血圧と心拍数を試験の終わりに測定した。３人の被験者において、真皮の厚さとセンサーの深さを、ＧＷＢインターナショナルの２０ＭＨｚ超音波システムを用いて測定した。
【００７５】
この周期の初めに、少なくとも１時間センサーを組織に当てた状態を維持した。この足を加熱した渦流浴装置に入れると、その温度が浴槽のレベルにまですぐに上昇した（１分以内）。ちょうど温度がその浴槽レベルにまで安定したとき、温度，ｐＯ2，ｐＨ，及びｐＣＯ2のベースライン数値を記録した。渦流浴の段階中に得られたデータで統計分析を行った。ベースライン，コントロール及び酸素周期間の温度と皮下のｐＯ2の変化を連続測定分散分析で比較し、その後チューキーＨＳＤ試験（Tukey ＨＳＤ test）によって時間周期間の違いを明らかにした。
【００７６】
この実験で、５人の男性と５人の女性を試験した。表２に、各被験者と手順の具体的な特徴を詳述する。全被験者は過体重と見なされる（BMI（肥満度指数）２５）。渦流浴実験の前、被験者に若干異なる処置を施した。しかし、渦流浴実験を始める前、全被験者はセンサーが安定化する時間の少なくとも１時間を要し、全被験者は酸素化水で約３０分間費やした。全統計分析を渦流浴実験における時間周期に限定した。
【００７７】
【表２】
2004529090.tif 000003
【００７８】
表３に、超音波を用いた実験で３人の被験者に対しての定量的測度を含む、センサー深度の定性的評価を詳述する。超音波測度に基づき、センサーが皮膚を介して隆起として感じられる場合、そのセンサーが真皮とその下にある皮下組織の間の境界面にあると思われる。ある被験者（ＨＹ０３）において、所定の位置に固定するのに失敗したためセンサーが外に出た。この被験者に、同じ領域の組織において再度センサーが挿入された。センサーを挿入したとき別の被験者（ＨＹ０９）が出血し、センサーと平行に皮膚の下に血液のブルーラインが観察され、このセンサーが血液の中にあった可能性があることを示唆した。第３の被験者（ＨＹ１０）において、センサーを除去した際に出血した。尚、この被験者のセンサーを通した溝に血液があった可能性を示唆した。
【００７９】
【表３】
2004529090.tif 000004
【００８０】
渦流浴段階の試験のため、その浴槽装置を３２℃に加熱した（数人の被験者を除く、表４を参照）。最初の５人の被験者に対して、コントロール溶液（４ｐｐｍの酸素を含む蒸留水）中の浴槽に、１５分間足を浸した。最後の５人の被験者に対して、コントロール段階を３０分間持続した。コントロール周期後、水を酸素化するため酸素化供給機をつけた。完全な酸素化（−５５ｐｐｍ）は３〜４分で終了し、足を酸素化水に３０分間浸した。その後、被験者の足を浴槽から取り出し、１５分間放置した。
【００８１】
選ばれた被験者の全手順の始めから終わりまでの温度と皮下ｐＯ2のプロットを図６及び図７に示す。
【００８２】
【表４】
2004529090.tif 000005
【００８３】
全被験者の渦流浴のデータのまとめを表４に示す。１０人の被験者の平均ｐＯ2は、３１±１３ｍｍＨｇで始まったが、コントロール周期の最後（２９±１４ｍｍＨｇ）で著しい差異はなかった。酸素化水に浸した後、皮下ｐＯ2が４４±２２ｍｍＨｇ（ｐ  ０．０２６はベースラインと比較し、ｐ  ０．０１６はコントロールの最後と比較した）に著しく増加した。各被験者のコントロール周期と酸素化周期の間の皮下ｐＯ2におけるパーセントの増加（又は減少）を、図８に図解する。
【００８４】
図８より、ｐＯ2のパーセント増加が被験者の間で大幅に変化したことを見ることができ、１０人の被験者中６人の被験者が皮下ｐＯ2で少なくとも３０％増加したことを示した。著しく大きな増加（１４１％，１３０％，９０％，７０％）は、それぞれＨＹ０７，ＨＹ０１，ＨＹ０５，及びＨＹ０２の被験者で観察された。表３より、本実験のコントロール段階と酸素化段階の両方で、組織の温度が上昇したことを見ることができる。酸素化段階の最後で温度が、ベースライン（ｐ  ０．０００６）及びコントロール周期の最後（ｐ  ０．０１５）と著しく異なる。これらの温度の変化は、組織ｐＯ2で増加し、組織ｐＨで減少することに伴って起きる。表５は、各測定されたパラメータのベースライン値における平均パーセント増加を示す。
【００８５】
【表５】
2004529090.tif 000006
【００８６】
被験者の足を酸素化水に浸し、定期的に酸素化水（−４ｐｐｍ）を含む渦流浴装置でベースライン値とコントロール値のいずれか一方を比較した場合、このデータは皮下酸素圧力において著しい増加があることを示す。皮下ｐＯ2の増加は温度の増加と一致した。温度の増加は（温度変化を修正する）センサーの反応に影響を与えないが、多くの物理的効果及び生理的効果を有する。温度が上昇すると、血液中の酸素の溶解度が減少し、増加した酸素は組織に放出される。また、温度上昇は、オキシヘモグロビンからの酸素の解離を高める結果となる。最終的に、温度上昇は血管を拡張し、それは組織へより多くの酸素を運ぶことができる。それでもなお、ＨＹ０１，ＨＹ０５，ＨＹ０７，ＨＹ０８及びＨＹ１０の被験者に対するｐＯ2の増加は、温度上昇によって生じるものを超え被験者に起因するものと見られ、ＨＹ０１を除く全ての被験者での温度上昇は１℃より少なかった。しかし、ＨＹ０２，ＨＹ０４及びＨＹ０６の被験者で、観察されたｐＯ2の増加は温度による可能性があると考えられ、ｐＯ2と温度の間の相関係数の二乗（Ｒ2）は０．８℃を超える。
【００８７】
循環している水が酸素化された場合、ｐＯ2と〔Ｈ+〕の濃度は周期の間増加する。双方では同じ量が増加し、そのことは炭酸水素イオンが平衡の間中一定の相関関係が予期される。これらの変化の源は検出されなかった。
【００８８】
ある被験者（ＨＹ０３）では、酸素化の結果としてｐＯ2の減少を示した。この被験者において、センサーを２回再挿入しなければならなかった。組織の損傷は、酸素に対する低い応答性を招く可能性がある。第２の被験者（ＨＹ０９）では、センサーが挿入された際に明らかな出血があり、そのセンサーは添加された酸素に対する応答性が低く、血液による間質液から隔離された可能性がある。ＨＹ１０の被験者からセンサーを引き抜く際に、多少、少ないけれども血液が観察され、その上、この被験者から微小の応答性が示された。センサーが組織に挿入された場合、一時的な損傷を軽快するためには十分な時間が必要となる。初めの３０分で十分だと思われたが、その周期の後の連続的な減少は、全損傷が消散されなかったことを示した。渦流浴周期の初めにベースラインの測定値をとり、各被験者を少なくとも６０分間安定にさせる。この時間は、スウェーデンで実施されたブタの皮下組織に直接パラトレンド（登録商標）（Paratrend）センサーを用いた研究（Mellstromら、1999）に合わせた。これらの研究におけるベースラインの値は、本研究で測定されたものと相違せず、ｐＯ2は５８±１６，ｐＣＯ2は４２±５，及びｐＨは７．４６±０．０６であった。外科患者の実験において、ポーラログラフ酸素電極を用い、皮下ｐＯ2のベースラインは４３±１０と検出された（Hopfら、1997）。これらのセンサーは本センサーよりおそらくより深い位置に置かれ、その位置が真皮の縁部と思われるため、これらの報告された値はこれらの実験の数値とわずかに異なる。
【００８９】
少なくとも半数の被験者において、渦流浴装置中の超微粒子酸素気泡の導入と関連し組織ｐＯ2の著しい増加があったという結果が示された。水中の高酸素濃度が柔軟性のある袋で使用されたにもかかわらず、渦流浴は、皮下ｐＯ2の増加を引き起こすことで酸素化水（試験の第１段階）よりさらに効果があった（渦流浴装置で酸素が１０１〜１５０ｐｐｍ対５５ｐｐｍ）。渦流浴でとてもよい反応があった二人の被験者（ＨＹ０１及びＨＹ０７）において、袋中の酸素化水に対して測定可能な反応もあった。二人の被験者のみに、実験の一部の袋で反応があった。これらの結果は、個々の被験者でセンサーに対して皮膚を通す酸素の拡散比が異なる可能性があることを示す。
【００９０】
センサーの深度は、皮膚表面の下の１から３mmの間に調節された。しかしながら、三人の被験者においては超音波で試験し、皮膚の構造と表皮の厚さが完全に変化した。酸素の拡散が限られた場合、ある深さにまで達することができる。異なる被験者では、水和させる能力において、又は気体の皮膚の浸透性において異なる。それにもかかわらず、酸素化水中の酸素の高分圧は皮膚の外側に十分な高酸素濃度をもたらし、ほとんどの健康な被験者において皮膚を通って酸素の拡散を促進することをこの実験の結果が示した。
【実施例３】
【００９１】
創傷治癒における組織超酸素化法の適用
予備試験を糖尿病患者で実施し、動物と健常者で行われた試験と比較し、糖尿病患者の治癒していない創傷に投与した場合の治癒率における超酸素化微粒気泡の効果を測定する。厳重に制御された環境条件下で患者を管理する。さらに、その創傷領域を分析し、スクラントン大学の分子生物研究所及び医学研究所で行われた研究によって嫌気性細菌を同定した。この研究によれば、糖尿病患者の足の創傷の約１０〜２０％は、最初の抗生物質による治療に失敗する。いくつかの細菌性の種は、これらの創傷のタイプに存在する可能性があることが一般的に信じられている。これらのいくつかの微生物は容易に培養できないため、特有の同定法には問題があり、従って適切な治療診断法を適用することができない。その報告書は、抗生物質による治療に失敗した慢性的な糖尿病患者の足の創傷に存在する細菌叢を調査した。組織サンプルを創傷の基部から収集し、標準的な微生物の培養を行った。細菌性１６ＳのｒＤＮＡ遺伝子配列を増幅するためにサンプルから得られたＤＮＡを用い、クローン配列のライブラリーを準備した。培養ベースの方法は、単一の嫌気性種であるバクテリオデス フラギルス（Bcteroides fragilis）を同定し、なおｒＤＮＡ配列を用いる方法は、主要な微生物としてしてバクテリオデス フラギルス（Bcteroides fragilis）及び小成分としてシュードモナス（ジャンチノバクテリウム） メフィティカ（Janthinobacterium mephitica）を同定した。ｒＤＮＡ配列手法は創傷から得られた細菌の同定において重要な手段であることがこの結果によって示された（Redkarら、2000）。
【００９２】
実験では、治療されてない創傷と超酸素化水で治療された創傷に存在する微生物のその後の分析で、種々の濃度及び形態の本組成物を創傷部位に投与することによる無作為対照化試験法が実施された。
【実施例４】
【００９３】
下肢潰瘍の治療における組織超酸素化
臨床治療の試験では、具体的に感染した下肢潰瘍及び感染してない下肢潰瘍の好気性微生物及び嫌気性微生物が研究され比較された。臨床的症状の基部で感染されることが明らかとなった下肢潰瘍を、綿棒によりサンプリングし、厳密な単離及び同定の技法を用いて好気性及び嫌気性微生物の試験を行った（Bowlerら、1999）。
【００９４】
本研究において、４４個の感染した下肢潰瘍から２２０個の単離株を培養し、また３０個の感染していない下肢潰瘍から１１０個の単離株を培養した。統計分析は、感染していない潰瘍群と比較して、感染した潰瘍（特に、ペプトストレプトコッカス（Peptostreptococcus spp.）とプレボテラ（Prevotella spp.））当たりの嫌気性細菌の著しく大きな平均数値を示した（それぞれ２．５対１．３）（Ｐ＜０．０５）。また、嫌気性細菌は、感染していない下肢潰瘍の３６％と比較して感染した下肢潰瘍において全微生物の組成物の４９％を示した（Bowlerら、1999）。
【００９５】
これらの実験の結果に基づいて、下肢潰瘍に存在する好気性及び嫌気性のミクロフローラの分布において酸素化治療の効果を試験するのに、超酸素化微粒気泡の組成物を用いることができるであろう。下肢潰瘍及び他の創傷感染に有効な組成物の有効性の指標を、嫌気性細菌と好気性細菌の分布における相対変化を観察することによって確認できるであろう。
【実施例５】
【００９６】
超酸素化氷
以下の実施例では、高濃度の酸素を保持し、高濃度で酸素を放出する高酸素化氷の性能を明らかにする。この結果は、この氷を高酸素化水で作ることができ、コントロールとして水道水及び水道水でできた氷とを比較して、超酸素化水の氷及びその融けた液体は高濃度の酸素を含むことを示した。
【００９７】
超酸素化（ＳＯ）液体の入った二つの瓶を−１５℃で保存した。第３の瓶を８℃に冷やした。コントロール試料として、水道水から作られた氷と８℃に冷やした水道水を用いた。この超酸素化液体を、堅く閉めた瓶で約６ヶ月間保存した。酸素濃度は、保存開始時点で１０７から１２３ｐｐｍの範囲であった。この瓶を貯蔵庫から取り出し、百万分の一まで測定可能な標準装置を有する改良高範囲オキシガードハンディーエムケーII測定器で酸素濃度を測定した。この測定器で、氷が最初に融解したところの氷の表面で酸素を測定した（氷の測定値）。その融けた水も測定した（融解の測定値）。コントロールの水道水と水道水の氷に対しても同様の測定を行った。８℃の試料を開放容器に注ぎ込み、酸素濃度を直に測定した。結果を表６に示す。
【００９８】
【表６】
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【００９９】
参考文献
次に挙げる参考文献は、上記本文で引用されたためここで参考文献として関連部分に組み込まれている。
【０１００】
ボウラー，フィリップ  ジー．（Bowler, Philip G.）；デービス，バリー  ジェイ．（Davis, Barry J.），細菌学的に感染した下腿潰瘍および感染していない下腿潰瘍，インターナショナル  ジャーナル  オブ  ダーマトロジー（International Journal of Dermatology），38(8)：573-578，2000.
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【０１０１】
ここで開示され主張された全ての方法及び組成物を、本開示を考慮して不当な実験をすることなく製造し、実施することができる。本発明の組成物および方法を好適な実施例に関して述べているが、ここで述べられた方法又は段階的な方法の手順において、また本方法及び組成物と関連する装置の改良において、本発明の着想，精神及び範囲から逸脱せずに本方法及び本組成物を、種々の変形例に適用してもよいことは当業者にとって明らかである。さらに、具体的には、化学的及び生理的の双方に関連するある作用物質を、ここで記述された作用物質に添加，結合又は置換してもよいことは明らかであり、同様の又は類似の結果を得ることができる。当業者に明らかな類似の代用品及び改良品の全ては、添付されたクレームに定められるように発明の精神，範囲及び着想の範囲内であると見なされる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
図面は本明細書の一部分を成し、さらに本発明の特徴を実例により明らかにすることを含んでいる。本発明は、ここに述べる特定の実施例の詳細な説明と併用して、１つ以上の以下の図面を参照することにより理解が深まる。
【図１】細胞への酸素放出を示す。
【図２】（Ａ）正常な皮膚の断面図を示す。矢印は毛細血管から真皮および覆っている表皮への通常の酸素の拡散方向を示している。（Ｂ）異常な皮膚の断面図を示す。本発明の超酸素化組成物は皮膚の表面に適用され、表皮を通過し、その下の皮下組織への酸素の移動方向を示している。
【図３】超酸素化組成物における超微粒気泡の大きさの分布を示す。
【図４】豚の皮膚における皮下ｐＯ2濃度の測定値を示し、酸素の超微粒気泡の局所的適用後の皮膚を通過する酸素の急速な拡散を表している。コントロール溶液の局所的適用は効果がなかった。
【図５】ｐＯ2の増加と皮膚温度の比較を示し、酸素の超微粒気泡のみの局所的適用後のｐＯ2の増加を表し、それに対応するテスト及びコントロール溶液適用後の皮膚温度を表している。
【図６】渦流浴装置に組織を浸漬中、コントロール及び酸素化中のヒト被験者における皮下ｐＯ2のベースラインのパーセント上昇を示している。
【図７】渦流浴装置に脚部を浸漬中、被験者ＨＹ０１における皮下ｐＯ2増加にかかる時間を示す。
【図８】渦流浴装置に脚部を浸漬中、被験者ＨＹ０７における皮下ｐＯ2増加にかかる時間を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年7月11日(2003.7.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体，液体，クリーム，ペースト，粉末，軟膏，ローション，ジェル及び噴霧剤からなるグループから選ばれた形態であり、４５ｐｐｍから２２０ｐｐｍの濃度の酸素を含む水，ペルフルオロカーボン，アルコール及びグリコールからなるグループから選ばれた溶媒を含有する超酸素化組成物であって、前記酸素は０．６ミクロンから８ミクロンの直径を有する超微粒気泡の形態であり、前記酸素は組織の上皮下領域を約３０％からｐＯ2ベースラインを超える約１２０％に増大させるのに有効な分圧となっていることを特徴とする組織の外部表面に適用するための超酸素化組成物。
【請求項２】
前記溶媒が、５５ｐｐｍから２２０ｐｐｍの濃度で酸素を含有することを特徴とする請求項１記載の超酸素化組成物。
【請求項３】
前記溶媒が水であることを特徴とする請求項１記載の超酸素化組成物。
【請求項４】
前記溶媒は、ペルフルオロカーボン，アルコール，及びグリコールからなるグループから選ばれたことを特徴とする請求項１記載の超酸素化組成物。
【請求項５】
前記組成物は、クリーム，ペースト，粉末，軟膏，ローション，噴霧剤からなるグループから選ばれた形態からなることを特徴とする請求項１記載の超酸素化組成物。
【請求項６】
前記組成物が固形であることを特徴とする請求項１記載の超酸素化組成物。
【請求項７】
前記組成物の温度が、約−７０℃から約０℃であることを特徴とする請求項１記載の超酸素化組成物。
【請求項８】
嫌気性細菌が寄生していると思われる皮膚疾病に請求項１記載の超酸素化組成物を適用することを特徴とする酸素に対する嫌気性細菌の暴露を増加する方法。
【請求項９】
前記嫌気性細菌が病原体であることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記嫌気性細菌が、壊疽又は皮膚潰瘍の中に含まれることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記嫌気性細菌が、創傷の中に含まれることを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１２】
前記創傷が火傷であることを特徴とする請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
請求項１記載の前記組成物を含む封をした透明な柔軟性のある容器と、より一層の組織酸素を必要とする客体の皮膚に前記組成物を適用するための取扱い説明書とを含むことを特徴とする組織酸素化の局所的な増加に使用されるキット。
【請求項１４】
さらに渦流浴発生装置を備えていることを特徴とする請求項１３記載のキット。
【請求項１５】
さらに前記容器内に温度を調節するためのサーモスタット／加熱装置を備えたことを特徴とする請求項１３記載のキット。
【請求項１６】
請求項１記載の前記組成物を用いた瘢痕組織表面の治療を含むことを特徴とする瘢痕組織の減退方法。
【請求項１７】
組織の上皮下領域の酸素分圧を約３０％からpO2ベースラインを超える約１２０%に増大させるのに十分な時間、組織の外部表面に請求項１記載の前記超酸素化組成物を適用することを特徴とする哺乳類の組織酸素化を増加させる方法。
【請求項１８】
前記哺乳類が人であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記組織が皮膚であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２０】
前記組織は、症状又は疾病による影響を受けることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２１】
前記症状は、褥瘡，創傷，火傷，及び潰瘍からなるグループから選ばれることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２２】
前記疾病は細菌感染症であることを特徴とする請求項２０記載の方法。
【請求項２３】
前記細菌感染症が、嫌気性病原体細菌感染症として特定されていることを特徴とする請求項２２記載の方法。
【請求項２４】
前記適用は、口腔又は膣の粘膜表面，肺組織表面，又は移植用の臓器に対して行われることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２５】
前記超酸素化組成物は、約０℃から約３４℃であることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２６】
前記超酸素化組成物は、医薬的に許容可能な賦形剤を含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２７】
前記超酸素化組成物は、水を含有することを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２８】
前記超酸素化組成物は、攪拌しながら適用されることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項２９】
前記攪拌は渦流浴装置の中で与えられることを特徴とする請求項２８記載の方法。
【請求項３０】
前記組成物は、クリーム，ローション又はジェルで適用されることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項３１】
前記組成物は、浸漬，液浸，噴霧，すり込み又は煙霧によって適用されることを特徴とする請求項１７記載の方法。
【国際調査報告】
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2004529090.tif 000066
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