JPH0649084B2 - 生体腔内線源照射導管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は、生体腔内放射線照射装置の補助具に関し、更
に詳細には、腔内照射線源のガイド（挿入・保持）に至
便な、高含水ゲル（高含水ゴム）から成る導管を提供す
る。

〈従来の技術及び問題点〉 食道癌に対する腔内照射、即ち生体腔内に放射線源を一
時的に設置して病巣を照射する方式の利用頻度は次第に
増加している。この、病巣近傍に放射線源を設置するこ
とにより治療効果を高める（健常組織の被曝を極力回避
し、病巣を選択的に照射する）腔内照射方式は、通常の
外部照射との併用において、その有用性が期待されてい
る。

この場合の腔内への線源装着法としては、可撓性チュー
ブ（細管）を腔内所望深さまで挿入し、しかる後、放射
線源（放射性同位元素）を挿入・充填する方法が採られ
る。即ち、あらかじめ腔内へ模擬線源充填チューブを挿
入し、Ｘ線写真などによりこのチューブの模擬線源充填
部位が病巣部位に合致することを確認後、本線源を、所
定深度まで挿入すること（afterloading）により、挿入
位置（線源装着位置）の正確を期す。しかし、このよう
に挿入深度が特定されても、線源（例えば細いチユーブ
の先端）位置を安定保持し難い場合が多く、このため、
線源病巣間距離がしばしば不安定で、適切な照射時間の
選定が不可能である。

この難点を回避するには、線源充填チューブの外径を生
体腔の内径にほぼ合致させる方式が考えられる。この場
合、チューブ素材として、公知の可撓性材料、即ちポリ
塩化ビニル、天然ゴム、合成ゴムなどのいずれを用いて
も、腔内挿入時の摩擦抵抗が大きく、チューブ外壁にゼ
リー、ヒアルロン酸カリウム水溶液、デキストラン水溶
液、アルギン酸ナトリウム水溶液などの潤滑剤を塗布す
る必要があるうえ、材質自体の柔軟性が不足し、生体組
織に対する異物感の点でも好ましいものではない。

低摩擦素材としてテフロンが周知であるが、このような
硬質素材は生体組織損傷が懸念されるため、用いるべき
でない。

〈発明の目的〉 本発明は、生体腔内粘膜を損傷せず、また、これを刺激
せず（生体適合性に優れ）、腔内への挿入が容易で、し
かも放射線源を充填した細管を腔内所望位置に保持しう
る生体腔内線源照射導管を提供する。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明によれば、けん化度９５モル％以上、平均重合度
７００以上のポリビニルアルコールを含み、且つ、該ポ
リビニルアルコールの濃度が５_ｗｔ％を越え、４０_ｗｔ
％以下の水溶液を−１０℃以下の温度に凍結後、解凍す
る一連の凍結・解凍操作を反復し、累積凍結回数を２〜
８とすることにより得られる高含水ゲルからなる生体腔
内線源照射導管が得られる。

以下、本発明につき更に詳細に説明する。

本発明に用いるポリビニルアルコールは、そのけん化度
が９５モル％以上、好ましくは９８モル％以上を要す
る。また、本発明に用いるポリビニルアルコールの重合
度は、７００以上を要する。本発明においては、例えば
重合度８００〜３，３００程度のポリビニルアルコール
が使用できるが、通常市販されている高重合度品（重合
度１，０００〜２，６００）を用いるのが最も良い。

本発明では、まず、前述のポリビニルアルコールを含む
水溶液を調合する。ポリビニルアルコールの濃度として
は、５_ｗｔ％を越え、４０_ｗｔ％以下、好ましくは２０
〜３５_ｗｔ％とする。ポリビニルアルコール濃度５_ｗｔ
％未満では、得られる高含水弾性体（高含水ゴム）が軟
弱に過ぎ、腔内へ挿入し得ず、一方、この濃度が４０
_ｗｔ％を越える場合には、得られる高含水ゴムの弾性が
不足し（生体軟組織よりも硬く）、従来のゴム、プラス
チックなどを用いる場合と同種の欠陥を生じる。

本発明においては、上記ポリビニルアルコール水溶液
を、腔内挿入用導管鋳型へ注入する。腔内挿入用導管の
形状としては、治療対象とする生体腔の内径に対応し、
所望深度まで挿入後、保持・固定しうること、しかも導
管内（中空部）に放射線源（または線源を充填した任意
容器）を充填しうることの他に特に制約は無く、後述す
るとおり、腔の寸度、形状、所望挿入深度に応じ選定す
ることができる。このような成形品を得るための鋳型材
としては、石膏、ガラス、ポリ塩化ビニル、シリコーン
ゴムなども有用であるが、長期反復使用を意図して、ス
テンレス・スチールを用いることができる。

この鋳型へ前述のポリビニルアルコール水溶液を注入
し、これを−１０℃以下に冷却（水溶液を凍結）後、こ
れを解凍する一連の操作を反復し、累積凍結回数を２〜
８とすることにより、本発明に供しうる高含水ゴムから
なる放射線源保持用中空容器が得られる。この場合、累
積凍結回数を高めるとともに、得られる高含水ゴムの硬
度も向上するが、累積凍結回数９以降は、その効果がほ
ぼ消失すること（南部昌生、高分子加工、22,523(1983)
から、上述の２〜８が経済的である。

このような処理を施こした後、鋳型を開き、成形品を取
り出す。

本発明においては、このようにして得た成形品を、クロ
ルヘキシジン(Hibitane）、オスバン(Osvan、塩化
ベンザルコニウム）などの、手指、眼球鞏結膜、角膜、
尿道用消毒液に浸漬後、水洗して実用に供することがで
きるほか、γ線照射滅菌法をとることもできる。

また、本発明においては、前述のポリビニルアルコール
水溶液へ、あらかじめ前記消毒液を添加後、これに凍結
・解凍（ゲル化操作）を施すことができる。この場合
も、上記の水洗をした後、実用に供することができる。

本発明においては、上記消毒液のほか、ポリビニルアル
コール水溶液のゲル化を阻害しない範囲において、成形
材中に、生体組織に無害な成分を包埋させることがで
き、例えばヒアルロン酸カリウムを０．２％、あるいは
デキストラン４０（分子量約４万）を１０％混入するこ
とにより、成形品挿入時の摩擦抵抗を更に軽減すること
もできる。また、同じく、よう素化合物粉末を１〜２％
混入することにより、腔内挿入状況を、Ｘ線透視により
確認する場合の便を図ることもできる。

本発明においては、上述の食道は勿論のこと、必要に応
じ、子宮頸、直腸、胆道、上顎などの生体腔へ挿入しう
る照射導管を得ることもでき、例えば口腔内を対象とす
る場合は、開口状態の上歯列弓、下歯列弓間から挿入可
能にして、しかも半開口状態の舌背、硬口蓋、軟口蓋、
口蓋舌弓等のいずれにも密着して保持される半折楕円球
型の高含水ゲルを口腔内へ充填後、あらかじめその内部
に設けた中空部分へ線源を包埋することができる。

本発明においては、このように対象とする腔の寸度・形
状に応じ、高含水ゴム（ゲル）を任意に成形するが、食
道、胆道、直腸、子宮頸管、子宮口、膣などを対象とす
る場合、必要に応じ、挿入露出部外壁面に鍔あるいは輪
などの留め具を付設し、この留め具と体表面または体外
の任意の固定点とを、紐または包帯を用いて結ぶことに
より、成形品の過度の挿入あるいは挿入後の排出・移動
を抑えることができる。鍔または輪状留め具の付設法と
しては、成形品の所望部位へ留め具を接着する方式、あ
るいは同じく縫着する方式などを採ることができる。

〈発明の効果〉 本発明の放射線源導管（保持具）は、生体軟組織類似の
高含水性を有する高含水ゴムからなり、ゲル化剤として
の有害化学試薬を全く用いていないため、腔粘膜親和性
（生体適合性）に優れるほか、成形品が容易に弾性変形
可能で、これを適宜変形させつつ、腔内へ挿入可能であ
る。

本発明においては、含水率６０〜９５_ｗｔ％のヒドロゲ
ルからなる成形品が容易に得られる。このゲルは、機械
的強度に優れるゴム状弾性体であるにもかかわらず、そ
の高含水性のゆえに、生体組織に対して、単なる水同然
の挙動を示し（南部昌生；JETI,33,(9)45(1985),Y.Hond
a,M.Nambuet al.,Am.J.Ophthalmology,100,328(1984),9
9,492(1985),田村康一，南部昌生；人工臓器，13,1197
(1984))、生体組織への損傷はほとんど見られない。本
発明においては、ポリビニルアルコール水溶液をゲル化
させる過程で、酸、アルカリ、過酸化物、硫黄化合物、
窒素化合物などの化学試薬および有機溶媒などを全く用
いないうえ、可塑剤または安定剤を全く必要としない。
従来の医用材料の多くが生体組織を損傷する主たる原因
として、材料中に残存する化学試薬、有機溶媒あるいは
材料に添加された可塑剤、安定剤が挙げられるが、これ
らを全く必要としないヒドロゲルを用いた本発明の成形
品は、従来材料に比し、はるかに優れている。

本発明の成形素材は多量（６０〜９５_ｗｔ％）の水分を
構成成分とし、しかもその表面は常に湿潤感を呈する。
高含水素材としては、寒天（水分約９８％）、ゼラチン
（水分約７０％）、こんにゃく（水分約９８％）などが
挙げられ、いずれも湿潤性に優れることは周知のとおり
である。この湿潤による摩擦軽減は、積雪時の歩行にも
見られるほか、生体関節軟骨（水分６５〜８５％）の異
常な低摩擦特性も、その高含水性に因ると考えられてい
る。本発明の成形品も、勿論、同様に湿潤性に優れ、従
来の素材（ポリ塩化ビニル、シリコーン・ゴム、ポリエ
チレン、ポリプロピレン、天然ゴム）ヘゼラチン、デキ
ストラン水溶液、ヒアルロン酸カリウム水溶液などを塗
布する場合より、更に容易に腔へ挿入することができ
る。

実施例１ けん化度９８モル％、平均重合度１４００のポリビニル
アルコールの１５_ｗｔ％水溶液を、丸底付き円筒成形用
鋳型へ注入し、これを−３０℃において２時間放置する
ことにより、水溶液を凍結し、しかる後解凍した。この
凍結・解凍操作を５回反復後、鋳型を解体し、成形品１
０（第１図）を得た。しかる後、成形品の丸底面から１
６０mmの位置に、前述の留め具として、外径２３mm、内
径２０mmのテフロン・リング１１を、ナイロン製縫合糸
により縫着した。これを０．２％ヒビテン水溶液に１２
時間浸漬後、多量の水道水により４時間水洗した。

この成形品１０につき、動的弾性率を測定し、３．５×
１０^５Ｎｍ^−２（３７℃）を得た。即ち、この発明の成
形素材は、小腸平滑筋（２×１０^４）より硬いが、加硫
天然ゴム（１．５×１０^６）、ニトリルゴム（１．２×
１０^６）、腱（１０^８）、膠原線維（１０^８）、毛髪
（１０^９）、骨（１０^８〜１０^１０）より柔軟で、血管
平滑筋(10⁵・J.Krufka；Am.J.Physiol.,156,445(1961),
T.Tanaka et al.；J.Biomechanice,7,357(1974),長谷川
正光他；日本レオロジー学会誌，9,8(1981))，軟骨
（５．８×１０^５〜１６０×１０^５・J.C.Bray et a
l.；J.Biomed.Mater.Res.,7,431(1973),D.M.Gore et a
l.；Phys.Med.Biol.,28,233(1983))に近い高弾性体であ
った。

胸部食道癌患者に、常法どおりの腔内麻酔を施した後、
上記成形品を丸底部（先端）から、患者の口腔を経て食
道へ挿入した。

この成形品は、シリコーンゴム、ポリ塩化ビニル、天然
ゴムなどのいずれの素材よりも柔軟性に富み（容易に弾
性変形可能で）、しかも従来の天然ゴム、合成ゴム等に
見られる特異な臭気、味覚を全く示さず、また潤滑性に
優れることから、患者に対する違和感は軽微で、比較的
容易に胸部食道の所定位置まで挿入することができた。
次に、挿入露出部のテフロン・リングを滑り止めに利用
しつつ、ここに包帯を巻き、これを更に頬を経て項部ま
で包囲することにより固定した。しかる後、別途ポリエ
チレン製細管（外径５mm、内径３．５mm、丸底付き全長
６３５mm）の先端（丸底）部に、全側面を開放したステ
ンレス・スチール製カプセル（^６０Ｃｏ）を挿入し、次
に、このポリエチレン製細管の先端を前記成形品の露出
部中空へ挿入する。ポリエチレン製細管の先端が本発明
の成形品の先端（丸底部）へ到達したことを確認後、３
０分間放置する。この３０分の照射期間中、単純Ｘ線透
視により、^６０Ｃｏカプセルの位置を観察したが、所望
どおりカプセルは常に腔の中央に保持されていることが
確認された。即ち、本発明により、放射線源を充填した
ポリエチレン製細管が、本発明の保持具（円筒）内に挿
入・固定保持され、しかも本発明の保持具も、その外壁
が食道内壁に密着・保持されることが明らかであった。

この一時照射操作を隔日ごとに３週間続け、累積照射時
間５．５時間を達成したが、食道内壁の炎症、内皮細胞
の異常増殖は見られなかつた。

このように、本発明の高含水ゴムを用いた線源保持具
は、腔内への挿入が容易で、しかも柔軟性に富むことか
ら、腔内壁を損傷せず、放射線源を腔内定位置に保持し
うることが明らかである。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の生体腔内照射線源導管を示す斜視図で
ある。 図中、１０は生体腔内照射導管、１１はテフロンリング
である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】けん化度９５モル％以上、平均重合度７０
   ０以上のポリビニルアルコールを含み、且つ、該ポリビ
   ニルアルコールの濃度が５_ｗｔ％を越え、４０_ｗｔ％以
   下の水溶液を鋳型に注入し、これを−１０℃以下の温度
   に冷却・固化し、次にこれを解凍する一連の凍結・解凍
   操作を反復して、累積凍結回数を２〜８とすることによ
   り得られる高含水ゴムから成る中空容器であることを特
   徴とする生体腔内線源照射導管。