JPH07506032A - 組織の加熱増強法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 組織の加熱増強法 本発明は、生物学的組織及び流体を加熱するために超音波エネルギーを使用する こと、そしてより具体的には、組織及び流体の選択的加熱を促進するために、超 音波と組み合わせ、気体、気体の前駆物質及びペルフルオロカーボン類のような 加熱増強剤を使用することに関する。

従来の技術 種々の炎症及び関節炎の症状の治療に加熱が有用であることは以前から知られて きた。しかしながら、前記の症状、並びに例えば腫瘍の治療におけるようなその 他の治療目的に対して、このような熱を発生するために超音波を使用することは 比較的新しい進展である。

炎症及び関節炎の治療に関する場合、超音波誘導熱の使用は、患部への血流の増 加に役立ち、それが種々の有益な効果をもたらす。更に、超音波エネルギーを腫 瘍に照射すると、腫瘍組織の温度は、概括的に正常な組織よりも高い率で上昇す る。この温度は約４３°Ｃ以上に達する為、その腫瘍細胞は死滅し始め、そして すべてが首尾よく行けば、その腫瘍は徐々に消失する。生物学的組織及び流体の 超音波誘導熱による処理は加熱性超音波として当該技術分野で知られている。

加熱性超音波襟の非浸入性はその方法の利点の１つである。しかしながら、加熱 性超音波を使用する場合、ある種の注意を払わなくてはならない。特に、その周 囲の、標的でない組織への熱誘導による損傷を避けるために、その超音波エネル ギーを、処理するべき部位のみに集中させるよう注意せねばならない。例えば、 腫瘍の治療の際、約４３℃を越える温度に達すると、その周辺の正常組織への損 傷は特別の感心率である。

従って、この非標的組織の過熱に対する心配が加熱性超音波の使用の限界を与え る。もし標的組織及び流体に的中さぜる方法、及びこれらの標的組織で発生する 熱を最大にする方法を案出することができれば、このような治療処置は明らかに 、より有効でより広範に利用されるだろう。

本発明は標的組織及び流液の選択的加熱を促進することができる薬剤を提供する ことにより、加熱性超音波の有効性及び有用性を改善することを目的とする。

本発明の要約 本発明は生物学的組織及び流体を加熱処理する方法に向けられ、その方法は、処 置を要する組織又は流体に、治療的に有効な量の加熱増強剤を投与し、次いで前 記組織又は流体に超音波を照射することからなる。

本発明の増強剤を使用することにより、加熱性超音波は腫瘍、炎症、及び関節炎 、並びにその他の種々の症状の処置に対して、より良好で、より選択的で、より 有効な治療法になる。

図面の簡単な説明 図１゜　この図は超音波エネルギーの１．　０メガヘルツの連続波源を使用する 超音波処置を受けた、３種の異なったサンプルにつき、時間に対する温度を表１ ラフである。サンプル１（卵のホスファチジルコリンから成り、ＣＯ２ガスをカ プセル化したものからなる多層小胞）及びサンプル３　（Ｃｏ２ガスを加圧され たリン酸緩衝化生理食塩水）の両者は時間に対して同様な温度の上昇を示す。サ ンプル２（脱気したリン酸る温度の上昇はかなり低かった。

図２゜　この図は超音波エネルギーの１０メガヘルツの連続波源を使用する超音 波処置を受けた、２種の異なったサンプルにつき、時間に対する温度を表すグラ フである。サンプル２（ＣＯ２ガスを加圧されたリン酸緩衝化生理食塩水）はサ ンプル１（脱気したリン酸緩衝化生理食塩水）よりもかなり大きい、時間に対す る温度の増加を示す。

発明の記述 本発明は生物学的組織及び流体の加熱処置法を目的としており、前記方法は、処 置を要する組織又は流体に治療的に有効量の加熱増強剤を投与し、次いで前記組 織又は流体に超音波を照射することから成る。

本明細書で使用される「加熱増強剤」という語は、それが投与される生物学的組 織及び流体における超音波誘導の加熱率を増強することができる、生物学的に適 合性のある固体、液体又は気体のいずれかを意味する。この加熱増強剤は気体、 気体の前駆物質及びペルフルオロカーボン類からなるグループから選ばれるもの が好適である。

あらゆる生物学的に適合性のある気体が、本方法の加熱増強剤として使用可能で ある。しかし、使用するガスは空気、二酸化炭素、酸素、窒素、キセノン、アル ゴン、ネオン又はヘリウム又はそれらいずれかもしくはすべての組み合わせが好 適である。そのガスは安定化気泡の形態にあるのが好適で４ｐ。その気泡は当該 技術分野の専門家にとって周知の、多種多様な方法ｒ”頴り安定化することがで きる。最も好ましい聾様では、加熱増強剤として使用されるガスは空気であり、 そしてその空気は安定化された気泡の形態で提供される。

気体の前駆物質もまた本性の加熱増強剤として使用することができる。

その気体の前駆物質は種々のタイプのものである可能性があり、そして処置され る生物学的組織又は流体への投与前もしくは投与後のいずれかで気体を生成する ように作られた、温度感受性の、圧力感受性の、感光性の、モしてｐＨ感受性の 、気体の前駆物質を包含する。このような気体の前駆物質は、多くの場合、安定 化した気泡を包含する気体それ自体よりも、長期間の貯蔵に対しより安定である という利点を持つ。

本明細書で使用される「ｐＨ感受性の気体の前駆物質」の語は、ｐＨの変化にあ うと気体を生成するような固体もしくは液体状の化合物を意味する。それらの化 合物には、限定されるものでないが、アルカリ金属炭酸塩及び重炭酸塩のような 金属の炭酸塩及び重炭酸塩、及びアルカリ土類炭酸塩及び重炭酸塩、そしてそれ らの混合物が包含される。これらの化合物の具体例には、炭酸リチウム、炭酸ナ トリウム、炭酸カリウム、重炭酸リチウム、重炭酸ナトリウム、重炭酸カリウム 、炭酸マグネシウム、炭酸カルシウム及び重炭酸マグネシウム等がある。更に有 用な気体発生化合物には炭酸アンモニウム、重炭酸アンモニウム、セスキ炭酸ア ンモニウム及びセスキ炭酸ナトリウム、等がある。これらの化合物は水に溶解す ると、約７以上のｐＨを、通常は約８から約１２の間のｌ）Ｈを示す。他の、ｐ Ｈに活性化される気体の前駆物質には、水に溶解すると、一般的に約５から６の ｐＨを示すアミノマロネートが包含される。アミノマロネートのｐｋａｌは３． ３２であり、そしてそのｐｋａ２は９゜８３である。アミノマロネートは当該技 術分野で周知であり、そしてその製法は）例えば、　Ｔｈａｎａｓｓｉ、　Ｂｉ ｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、　Ｖｏｌ、　９．　ｎｏ、　３．　ｐｐ、　５２５−５ ３２（１９７０）、Ｆｉｔｚｐａｔｒｉｃｋ　ｅｔ　ａｌ、　、　Ｉｎｏｒｇａ ｎｉｃ　Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、　Ｖｏｌ、　１３．　ｎｏ、　３．　ｐ吹A　５ ６８−５７ ４（１９７４）、Ｓｔｅｌｍａｓｈｏｋ　ｅｔ　ａｌ、　、　Ｋｏｏｒｄｉｎａ ｔｓｉｏｎｎａｙａ　Ｋｈｉｔｎｉｙａ、　Ｖｏｌ、　３．@ｎｏ、　４゜ ｐｐ、　５２４−５２７（１９７７）に記載されている。他の適切なｐＨ感受性 の気体の前駆物質は当業者にとって明らかであろう。

当該技術分野の専門家が認めるように、このような化合物は希望すれば投与前に 活性化することができる。もちろん適切なｐＫａを持つ気体の前駆物質を選択す ることにより、当該技術分野の専門家は、それが生物学的組織及び流体に投与さ れた後に気体を発生するような処方を作成することができる。例えば、ｐＨ感受 性の気体の前駆物質は、低酸素で酸性の腫瘍におけるような、ｐＨの低い部位で 気体を発生するか、又は単に生理学的ｐＨにあうと気体を発生することができる 。

本明細書で使用される「感光性気体の前駆物質」の語は、そのような光に感光し た後、気体になるような固体又は液体の、光に感受性のある化合物を意味する。

適切な感光性化合物には紫外線にさらすと分解して窒素ガスを発生するジアゾニ ウム化合物が含まれる。もう１つの適切な化合物はアミノマロネートである。当 該技術分野の専門家が認めるように、光に感光した後に気体を発生する、その他 の気体の前駆物質を選択することができる。投与法により、このような光に感光 させることは、投与前に必要であるかもしれないし、又はある場合には投与後に 感光させることもある。

本明細書で使用される「温度感受性の気体の前駆物質」の語は温度の変化に従っ て気体を本生する固体又は液体を意味する。適切な温度感受性の気体の前駆物質 は当該技術分野の専門家に周知であり、そしてたとえば、室温においては液相に あるが生理学的温度では気体を発生する化合物のメチルアクテート（ｍｅｔｈｙ ｌａｃｔａｔｅ）を包含する。当該技術分野の専門家が認めるように、これらの 化合物は投与前に活性化することも出来るし、又はメチルアクテートの場合の様 に、生理学的温度での投与時に、又は超音波誘導加熱の結果として活性化するこ ともできる。

すべての可能な気体の前駆物質の巾で、本発明の使用に最も好適な気体の前駆物 質は、アミノマロネート、重炭酸ナトリウム、メチルアクテート、及びジアゾニ ウム化合物、並びにそれらのいずれか及びすべての組み合わせ物からなる群から 選ばれるものである。

本発明の方法に使用される加熱増強剤は又、１種又はそれ以上のペルフルオロカ ーボン類、好ましくはペルフルオロオクチルヨーシト、ペルフルオロトリブチル アミン、ペルフルオロトリプロピルアミン及びペルフルオロオクチルプロミド、 並びにそれらのいずれか及びすべての組み合わせ物からなる群から選ばれるペル フルオロカーボンを含んでなることができる。前記フルオロカーボンは乳化液の 形態で投与することが好適である。これらの乳化液は、ペルフルオロカーボンを 血管内注射用に使用する場合、肺血管網に取り込まれることを避けるために特に 望ましい。これらの使用に対しては乳化粒子は、肺の微小循環を通過することが できるためにサイズが５ミクロン未満でなければならない。乳化液の製法は周知 であり、本明細書のペルフルオロカーボン乳化液は、ペルフルオロカーボン乳化 液の製法に対する米国特許第４．８６５．８３６号明細書に記載されている製法 １〕るような、通常の方法によって製造することができ、前記特許の記載１軸は 引用することによりその全体が本明細書に組み入れられる。

望ましい場合は、本明細書に記載された気体、気体の前駆物質及びペルフルオロ カーボン類のような加熱増強剤は、投与前にリポソーム中にカプセル化したり、 又はその他の方法で安定化することができる。安定化された気泡が特に好適であ る。ここで使用される安定化された気泡という語はその中で気泡の放出が阻止、 抑制又は変化させられている構造物を意味する。

リポソームは１種又はそれ以上の、通常のリポソームの製法の組み合わせを使用 して製造することができる。当該技術分野の専門家には容易に明らかなように、 これらの通常の方法には押出、凍結融解押出、微小乳化と組み合わせた、超音波 処理、キレート透析、均質化、溶媒注入、その他が包含される。これらの方法、 並びに池の方法は、例えば、米国特許第４．７２８．５７８号明細書、英国特許 第２１９３０９５号明細書、米国特許第４゜７２８、５７５号明細書、米国特許 第４．７３７．３２３号明細書、国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ８５１０１１６１号 明細書、Ｍａｙｅｒ　ｅｔ　ａｌ、　、　Ｂｉｏｃｈｉｍｉｃａ　ｅｔ　Ｂｉｏ ｐｈｙｓｉｃａ　Ａｃｔａ。

Ｖｏｌ、　、　８５８．　ｐｌ）、　１６１−１６８（１９８６）、Ｈｏｐｅ　 ｅｔ　ａｌ、　、　Ｂｉｏｃｈｉｍｉｃａ　ｅｔ　Ｂｉｏｐ■凾唐奄モ■ ＾ｃｔａ、　Ｖｏｌ、　８１２．　ｐｐ、　５５−６５（１９８５）、米国特許 第４．５３３．２５４号明細書、Ｍａｈｅｗｅｔ　ａｌ、　、　Ｍｅｔｈｏｄ　 Ｉｎ　Ｅｎｚｙｍｏｌｏｇｙ、　Ｖｏｌ、　１４９．　ｐｐ、　６４−７７（１ ９８７）、Ｍａｈｅｗ　■煤@ａｌ、　。

Ｂｉｏｃｈｉｎ＋ｉｃａ　ｅｔ　Ｂｉｏｐｈｙｓｉｃａ　Ａｃｔａ、　Ｖｏｌ、 　７５．　ｐｐ、　１６９−１７４（１９８４）、及びＣｈ■獅■ ｅｔ　ａｔ、　、　Ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｖｅ　Ｒａｄｉｏｌｏｇｙ、　Ｖｏ ｌ、　２２．　ｐｐ、　４７−５５（１９８７）、及び１９W９年 １０月２７日出願の米国出願第４２８．３３９号明細書に公表されている。上記 特許、刊行物及び特許出願明細書のそれぞれの記載事項は引用することによって それらの全体が本明細書に組み入れられる。好適な製法としては、国際特許出願 ＰＣＴ／ＵＳ８目１０１１６１、又は１９８９年ｌＯ月２７出願の米国特許出願 第４２８、３３９号明細書に記載のものに類似した、溶媒のない系がリポソーム 構造の製造に使用される。これらの方法に従って、その中に気体の前駆物質、又 は固体もしくは液体の造影剤をカプセル化したリポソームを製造することができ る。

本発明のリポソーム製造に使用することができる物質には、リポソーム構造に適 切であると当該技術分野の専門家に知られているいずれかの物質及びそれらの組 み合わせが含まれる。使用される脂質は天然のものでも合成のものでも良い。こ れらの物質には、限定されるものでないが、コレステロール、コレステロールヘ ミサクシネート、ホスファチジルコリン、ホスファチジルエタノールアミン、ホ スファチジルセリン、ホスファチジルグリセロール、ホスファチジン酸、ホスフ ァチジルイノシトール、リゾ脂質、脂肪酸、スフィンゴミエリン、グリコスフィ ンゴ脂質、グルコ脂質、グリコ脂質、スルファチド、エーテル及びエステル結合 脂肪酸を持った脂質、重合性脂質、及びそれらの組み合わせ、のような脂質が包 含される。当該技術分野の専門家が認めるように、前記リポソームは、取り込ん だグリコ脂質、複雑な炭水化物、蛋白質もしくは合成ポリマーの存在しない場合 でも又は存在する場合でも、通常の方法を使用して合成することができる。リポ ソームの表面は又、当該技術分野の専門家にとって容易に明白な方法を使用して 、例えばポリエチレングリコール（ＰＥＧ）等のポリマーで変性させることもで きる。

生理学的に適切な条件下で、脂質もしくは脂質マトリックス中に取り込まれた脂 質と協同物質との組み合わせが、二分子層相を形成するという唯一の条件で、ど にβ樵類の脂質でも使用することができる。当該技術分野の専門家が認めｌよう に、リポソームの組成は、形成されるリポソームの生体内分布及びクリアランス の特性に変化を与えるように、変更することができる。

更に、小胞のサイズは、リポソームの生体内分布及びクリアランスに変化を与え るために、濾過、超音波処理、均質化及び類似の方法を含む種々の方法により調 整することができる。内部の水溜りの容量を増加させるために小胞を凍結融解の 繰り返しのサイクルにさらすことができる。

使用するリポソームは種々のサイズにわたることができるが、好適には約３０ナ ノメーターから約１０ミクロンの間の平均外径をもつ。当該技術分野の専門家に 知られているように、小胞のサイズは生体内分布に影響を与えるので、種々の目 的に、異なったサイズの小胞が選ばれる。

例えば、血管内の使用には、小胞サイズはその平均外径が一般的に約２ミクロン 以下であり、そして一般的に約３０ナノメーター以上である。

血管以外の使用には、必要なら、例えば約２ミクロンから約１０ミクロンの間の 平均外径を持つ、より大きい小胞を使用することができる。

使用する脂質は、特定の治療の効果を最適にし、毒性が最小で、そしてその製品 の貯蔵可能期間が最長なものを選択することができる。コレステロールのような ステロールを伴った、又はそれを伴わない、飽和もしくは不飽和ホスファチジル コリンから成る中性の小胞は、血管内の加熱増強剤として極めて有効に作用して 、気体及びペルフルオロカーボン類を捕える。細網内皮細胞系（ＲＥ　Ｓ）のよ うな細胞による取り込みを改善するために、ホスファチジルグリセロール、ホス ファチジルセリン又は類似物質のような陰性の電荷を持つ脂質を添加する。更に 小胞の安定性を増加するため月、そのリポソームを重合性脂質を使用してポリマ ー化したり、又は／Ｊｊ−の表面を漿液蛋白質から防護するために、小胞の表面 をポリエチレングリコールのようなポリマーで被覆するか、又はＧＭｌのような ガングリオシドを脂質マトリックス内に取り込むことができる。小胞又はミセル は又、腫瘍のような特別な種類の細胞への標的化を促進するために、受容体もし くは抗体を付けて製造することができる。

気体、気体の前駆物質、ペルフルオロカーボン類及びその他の加熱増強剤は、通 常のプロトコールに従って、その中でリポソームが形成される媒質にそれらを添 加することにより、リポソームでカプセル化することができる。気体が関与する 場合、好適に使用される方法は１９９０年８月２０日出願の本出願人の係属中の 出願第５６９．８２８号に記載される、リポソーム中に気体をカプセル化する方 法であり、その記載事項は引用することによりその全体が本明細書に組み入れら れる。

ｐＨ感受性の気体の前駆物質がリポソームにカプセル化される場合、その気体の 前駆物質がｐＨの傾きに遭遇する時、気体をより有効に発生することができるよ うにイオノホアがリポソーム膜中にとりこまれなければならない、ということに 注目するべきである。実際、リポソームはプロトン又は水酸化物イオンに不浸透 性ではないが、リポソームの浸透係数は一般的に非常に低いので、ｐＨの傾きを 放散させるのにしばしば数週間から数カ月を要することが見い出されている。ｐ Ｈに調整される気体の前駆物質を活性化するためには、リポソームの膜を通過す る水素イオン又は水酸化物イオンの、より早い運搬を提供することが必要である 。本発明によると、リポソームの膜中へのイオノホアの取り込みは、活性化イオ ンを運搬する必要な手段を提供する。リポソームの膜を通過する水素イオン又は 水酸化物イオンの流れの速度を増加することにより、このようなイオノ…アはリ ポソーム中での、ｐＨにより活性化される気体の前駆物質からめ１気体の発生速 度を増加させるであろう。

本明細書で使用される、「イオノホア含有リポソーム」の語は、その膜の中にイ オノホアを取り込んだリポソームを意味する。本明細書で使用される「イオノホ ア」という語は、リポソームの膜内のｐＨ変化に影響を与える為に、リポソーム の膜を通過するイオンの運搬を促進する事力咄来る化合物を意味し、一般的にプ ロトンキャリア及びチャンネル形成体と呼ばれる化合物を包含する。

適切なイオノホアにはニトロフェノール、ハロフェノール、及び酸化フェノール 及びカルボニルシアニドフェニルヒドラゾンのようなプロトンキャリアが包含さ れる。これらのプロトンキャリアで好適なものは、カルボニルシアニド、ｐ−ト リフルオロメトキシフェニルヒドラゾン（ＦＣＣＰ）　、カルボニルシアニド　 Ｍ−クロロフェニルヒドラゾン（ＣＣＣＰ）　、カルボニルシアニドフェニルヒ ドラジン（ｃｃｐ）　、テトラクロロ−２−トリフルオロメチルベンズイミダゾ ール（ＴＴＦＢ）、５．６−ジクロロ−２−トリフルオロメチルベンズイミダゾ ール（ＤＴＦＢ）及びアンカブラー（Ｕｎｃｏｕｐｌｅｒ）　１７９９である。

適切なチャンネル形成体にはグラミシジン（ｇｒａｍｉｃｉｄｉｎ）、アラメチ シン（ａｌａｍｅｔｈｉｃｉｎ）、フィリピン（ｆｉｌｉｐｉｎ）、エトルスコ マイシン（ｅｔｒｕｓｃｏｍｙｃｉｎ）、ナイスクチ７（ｎｙｓｔａｔｉｎ）、 ピマリシン（ｐｉｍａｒｉｃｉｎ）、及びアンホテリンン（ａｍｐｈｏｔｅｒｉ ｃｉｎ）が包含される。その他の適切なプロトンキャリアには、好適には陽イオ ンに選択性を示すが又プロトン及び／又は水酸化物イオンをも運搬する下記の化 合物が包含されるすなわちバリノマインン（ｖａｌｉｎｏｍｙｃｉｎ）、エニア チン（ｅｎｎｉａｔｉｎ）（タイプＡ、Ｂ又はＣ）、ビュウベリシン（ｂｅａｕ ｖｅｒｉｃｉｎ）、モノマイシン（ｍｏｎｇｃｉｎ）、ノナクチン（ｎｏｎａｃ ｔｉｎ）、モナクチン（ｍｏｎａｃｔｉｎ）、シナクチに％１ｎａｃｔｉｎ）、 トリナクチン（ｔｒｉｎａｃｔｉｎ）、テトラクロロ（ｔｅｔｒａｎａｃｔｉｎ ）、アンタマニド（ａｎｔａｍａｎｉｄｏ）、ニゲリシン（ｎｉｇｅｒｉｃｉｎ ）、モネンシン（ｍｏｎｅｎｓｉｎ）、サリノマインン（ｓａｌｉｎｏｍｙｃｉ ｎ）、ナリンン（ｎａｒｉｓｉｎ）、ムタロマイ／ン（ｍｕｔａｌｏｍｙｃｉｎ ）、キャリオマイシン（Ｃａｒｒｉｏｍｙｃｊ　ｎ）、ジアネマイシン（ｄｉａ ｎｅｍｙｃｉｎ）、セブタマイシン（、ｅｐｔａｉｙｃｉｎ）、Ａ、−２０４Ａ 、Ｘ−２０６、Ｘ−５３７Ａ（ラサロシド（ｌａｓａｌａｃｉｄ））、Ａ−２３ １８７及びジシクロへキシル１８−クラウン−６である。これらのイオノホアは 当該技術分野で周知であり、例えばＪａｉｎ　ｅｔａｌ、　、　Ｉｎｔｒｏｄｕ ｃｔｉｏｎ　ｔｏ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　Ｍｅｍｂｒａｎｅｓ、　（Ｊ、　１ ｌｉｌｅｙ　ａｎｄ　５ｏｎｓA　Ｎ、　Ｙ。

１９８０）中に、特にｐｐ、　１９２−２３１に、そしてＭｅｔａｌ　Ｉｏｎｓ 　Ｉｎ　Ｂｉｏｌｏｇｉｃａｌ　５ｙｓｔｅｒａｓ、ｅｄ、Ｈ，Ｓｙｇｅｌ、Ｖ ｏｌ、１９．“＾ｎｔｉｂｉｏｔｉｃｓ　Ａｎｄ　Ｔｈｅｉｒ　Ｃｏｍｐｌｅｘ ｅｓ”（Ｄｅｋｋｅｒ、m。

Ｙ、　１９８５）に記載されており、それらの各々の記載事項は引用することに よりそれらの全体が本明細書に組み入れられる。前記イオノホアは単独でも又は 相互に組み合わせても使用することができる。

イオノホアをリポソームの膜中に取り込むために、親油性であるイオノホアを単 に脂質の混合物に添加し、次いで通常の方法でリポソームを製造する。イオノホ アは又、望ましい場合には、リポソームを形成した後に添加することもでき、そ れが自然に膜内に浸透していく。

本発明の化合物、具体的には気体、を安定化するその他の方法は周知である。例 えば、ある物質は、閉じ込めた気泡を包囲する、密閉した、膜で区切られた構造 物として調製することが出来、その例には、限定されるものでないが、米国特許 第４．８９８．７３４号明細書に公表されたような種々の方法により製造される ポリマーのマイクロカプセル、米国特許第４゜４６６、４４２号明細書に楊−の ようなポリマー混合物、そして米国特許第４，７１８、４３３号明細書に公表さ れたようなアルブミンのマイクロスフェア−が含まれ、それら記載事項は、それ ぞれ引用することによってそれらの全体が本明細書に組み入れられる。このよう な構造は、包囲された気泡が物理的に正常な膜を通過すること力咄来ず、そして ／又はその膜が本質的に包囲した気泡に対し低い透過性を有するので、気体の放 出を妨げるか抑制する。物質は又、高度に架橋したマトリックス中に気泡を物理 的に包囲する役目をする巨大網状多孔質構造物として調製することもできる。こ のような系の例としては、限定されるものでないが、架橋のデキストランビーズ 、シリカのエーロゲル又は架橋蛋白質構造が含まれる。

架橋の本質は、長いポリマー繊維の物理的絡まりにおけるような物理的なもの、 即ち非共有結合であるか、又はそうでなければ、例えば、合成ポリアミノ酸の鎖 のグルタルアルデヒド架橋におけるような化学的結合、即ち共有結合であっても よい。このような巨大網状系は中空の殻又は充填構造として調製することが出来 る。脂質のミセル構造も又使用することができる。最終的に、気体が本来それに 対して高い親和性を持ち、そして構造材表面に吸収されるか、もしくはその構造 材中に溶解する物質を準備すればよい。前者の例としては、限定されるものでな いが、多種の気体がそれに吸収される炭素粒子もしくは表面張力の低い界面活性 剤粒子が含まれる。後者の例には、窒素等の気体が選択的に溶解する水中油乳化 液又はコアセルベート、又はシリコン粒子が含まれる。これらの物質はその物質 中に吸収もしくは溶解する気体の量を最大にするために、高圧下で、もしくは一 定の温度範囲で調製することが好適であろう。

本発明の加熱増強剤は生物学的組織又は生物学的流体に投与し、次いでその生物 学的物質に超音波蛛、−射する。本発明の方法は、腫瘍組織、筋肉組織又は血液 のような生−物学的物質に関連して使用されると、特に有用である。

その使用が生体内の場合、投与は、種々の投与様式を用いて、例えば血管内投与 、リンパ管内投与、非経口投与、皮下投与、筋肉内投与、腹膜内投与、間質内投 与、高比重性投与又は腫瘍内投与のような種々の方法で実施され、投与の具体的 な経路及び使用量は請求める治療効果の種類及び使用する具体的な増強剤の種類 に依存する。例えば、気体の加熱増強剤は、安定化を伴ってもしくは伴わずに、 腫瘍に直接に注入することができる。しかし、血管内投与経路を使用して腫瘍部 位に気泡を送るためには、その気泡は肺循環による取り込みを避けるために、安 定化することが好適である。気体の動脈内投与を腫瘍への運搬に使用する場合は 、その気泡は末梢血管内注射の場合はど安定である必要はない。ペルフルオロカ ーボンは血管内投与もしくは間質内投与のいずれかで投与されるのが好適である 。具体的には投与量はより低いレベルから開始して、望ましい温度上昇効果が得 られるまで増加する。腎臓のような主要な動脈供給を受ける腫瘍には、これらの 加熱増強剤は動脈内投与することができる。

生体内使用に対しては、患者はどんな種類の咄乳動物でもよいが、ヒトが最適で ある。本発明の方法は腫瘍、種々の炎症性症状、及び関節炎の治療に、なかんず く腫瘍の治療に特に有用である。安定化された気泡、気体の前駆物質及びペルフ ルオロカーボンは、漏れ易い毛細血管及び患部組織からの遅い流出の為に、腫瘍 中に、なかんずく脳の腫瘍中に蓄積する。同様に腫瘍血管が漏れ易い、身体のそ の他の患部にも前記加熱増強剤は蓄積するであろう、 本発明の加熱増強剤は単独で、又は、ペルフルオロカーボンを気体と併用して使 用するように、互いに併用して使用することができる。更に、本発明の増強剤は その他の治療剤及び／又は診断薬と組み合わせて使用することができる。例えば 、腫瘍治療の投与において、加熱増強剤を種々の化学療法剤と組み合わせて投与 することができる。

種々のタイプの超音波を照射する器械のいずれをも、本発明の実施に使用するこ と力咄来るが、その器械の特定の種類もしくは型は本発明の方法に対して重要で はない。しかし、超音波加熱投与用に特別にデザインされた器械が好適である。

前記の器械は米国特許第４．６２０．５４６号、同４、６５８．８２８号及び同 ４．５８６．５１２号明細書中に記載されており、おのおのの記載事項は引用す ることによりそれらの全体が本明細書に組み入れられる。

出願人は作用の特定の理論に限定される意図はないが、本発明の方法で使用する 加熱増強剤は、下記の科学的仮定のために、それらの優れた結果をもたらすと考 えられる。

超音波エネルギーは組織を通過して伝達されるが、反射されるが又は吸収される 。本発明の増強剤は生物学的組織又は流体中の音波のエネルギーの吸収を増加さ せ、それが加熱を増加させ、従って超音波加熱の治療的効果を増加させると考え られる。

音波の吸収は高度に超音波的に不均質性を持つ音響領域で増加すると考えられる 。高度の不均質性を持つ軟組織及び流体は、音響学的により均一である組織又は 流体よりも早い速度で音を吸収するであろう。音波が周囲の媒体と異なった音部 インピーダンスを持つ界面に遭遇すると、音波の反射も音波の吸収も積層゛とも 増加すると考えられる。音波の吸収の度合は界面を形成する２つの組織又は構造 物の間の音響インピーダンスの差が増加するにつれて増加すると考えられる。

強力な音波のエネルギーは又、空洞形成を引き起こすとも考えられ、そして空洞 形成が起こると、これが次いで強力な局所的加熱を引き起こすと考えられる。気 泡は空洞形成の域値を低下させる、即ち、超音波処理中の空洞形成の過程を加速 すると考えられる。

気泡及びペルフルオロカーボンは高い液体と軟組織間の音響インピーダンスの差 をもち、同時に空洞形成域値を減少させるので、それらは超音波エネルギーの吸 収率を増加させる様に作用し、そしてそのエネルギーの局所の熱への変換に影響 を与えるであろう。更に、気体の低い熱伝導率も局所の熱放散を減少するのに役 立ち、その結果加熱率の増加及び最終平衡温度の増加をもたらすであろう。

本発明の増強剤は、腫瘍及び組織において音響学的不均質性を増加させ、そして 空洞形成の核を生成させ、それによって超音波加熱処置の加熱効果の増強剤とし て作用するであろう。気体とペルフルオロカーボンは組織と近接の液体間に音響 インピーダンスの不釣合いを作り出すため、ペルフルオロカーボン及び気泡は同 様に作用して、音の吸収及びエネルギーの熱への変換を増加させる。

下記の実施例は単に本発明を具体的に説明するものであり、いずれかの態様に本 発明の範囲を限定するものと考えてはならない。これらの実施例及びそれらと同 様な例は、本発明の明細書及び添付の請求の範囲を考慮すると、本技術の専門家 にとってより明白になるであろう。

下記の実施例すべてにおいて、超音波エネルギーを照射するために１．０メガヘ ルツの連続波超音波変換器（Ｍｅｄｃｏ　Ｍａｒｋ　ＩＶ　５ｏｎｌａｔｏｒ） が使の真空化方法を使用して実施された。

実施例１から実施例７は本発明の実際の実験例である。実施例８がら実施例１６ は、本発明が特定条件下でいかに作用するであろうかを具体的に示すための予想 実施例である。

実施例１ 冷却し、脱気したリン酸緩衝化生理食塩水（ＰＢＳ）溶液に超音波加熱処理をし た。他の同量の標準ＰＢＳに市販のソーダサイフオン中で二酸化炭素を加圧した 。圧力をかけ、次いでその溶液に前記のＰＢＳ溶液と同様なパラメーターを持つ 超音波を照射した。通気した溶液は脱気した溶液に比して有意に高い温度に達し た。これらの結果は図１に具体的窒素の気泡をＰＢＳの標準溶液に通気した。Ｐ ＢＳの脱気溶液を製造した。それぞれの溶液に超音波エネルギーを照射し、その 間、温度計で温度を測定した。気泡を含有する溶液（サンプル２）は脱気溶液（ サンプル１）よりも有意に高い温度に達した。この実施例の結果は図２に示され 、そして、それらは実施例１で認められたものと質的に同様であっプこ。

実施例１及び実施例２の両者において、超音波加熱はその溶液の通気直後に開始 したことに注目するべきである。超音波加熱開始が通気処置後５分以上遅れると 、もたらされる温度は脱気ＰＢＳよりもごく僅がしか上昇しなかった。これは溶 液中の安定化されていない気泡は比較的早く分解するためである。

実施例３ 気体カプセル化リポソームを、１９９０年８月２０日出願の当山願人の同時係属 中の米国出願第５６９．８２８号明細書に既に記載された加圧方法により製造し た。気体を含まないリポソームも製造した。前記２種のサンプルに前述のように 超音波エネルギーを照射した。結果は図２で示されたものと同様に、気体をカプ セル化したリポソームで加熱の改善が認められた。リポソーム等の、外部の安定 化被覆部内に埋包されていてもいなくても、気体は加熱を増強せしめる。

リポソーム又はその他のこの種の安定化法を使用する利点は、生体内で安定化し た気泡は、恐らくカプセル化されていない気泡よりも腫瘍などの部位に、より容 易に到達させられる点にある。実施例１及び実施例２に記述された非カプセル化 気泡は溶液中でほんの数分間安定であったが、リポソーム化気泡はかなり長い安 定性を有するであろうことに注目願いたい。

実施例４ 空気を埋包するために、米国特許第４．７１８．４３３号明細書に既に記載され ているようにアルブミンのマイクロスフェア−を製造した。２種のＰＢＳ溶液、 一方は気体を埋包したアルブミンマイクロスフェアーヲ含有し、他方は脱気した ＰＢＳ中に同濃度のアルブミンを含有する溶液、を製造した。両者のアルブミン 濃度は１％であった。次いで実施例１と同様に超音波エネルギーを照射した。気 体充填のアルブミンマイクロスフェア−含有溶液は、気体を含有しないアルブミ ン溶液よりも有意に高い温度に達した。通気した溶液に認められた温度上昇は実 施例１から実施例３までに記述された気体含有やサンプルで認められたものと同 様であった。

実施例５ 安定化した気泡を、前述のように、米国特許第４．４６６、４４２号明細書にお けるように、ポリオキシエチレンポリマー及びポリオキシプロピレンポリマーの 混合物を使用して、溶液中で製造しｔこ。超音波エネルギーを照射した。再度温 度測定値は、安定化した気泡含有溶液の方力（より高ＬＸ温度を示した。

寒惠撚６ ペルフルオロオクチルプロミド（ＰＦＯＢ）乳化液含有溶液を米国特許第４．８ ６５．８３６号明細書記載のように製造しくサンプル１）、その溶液に超音波加 熱処置をした。更に、第二のＰ　Ｆ’ＯＢ乳化液を、第二の溶液は米国特許第４ ．９２７．６２３号明細書に記載されたよ引こ酸素を通気した点　゛を除いて同 様な方法で製造した（サンプル２）。次（Ｘでサンプル２に超音波加熱処置をし た。ＰＦＯＢ含有のサンプル１及びサンプル２（ま両者とも、実施例１及び実施 例２の脱気したＰＢＳよりも超音波処置でより高い温度に達した。更にサンプル ２はサンプル１よりも超音波加熱（こより、より高い温度に達した。

実施例７ 組織に等価の模型を、５０°Ｃのゲル化温度を持つ低温寒天ゲルを用ＬＸて製造 した。模型は脱気したＰＢＳと４％の寒天ゲルから製造しｔこ。もう１つの模型 を製造したが、今度は、５２℃の、注文製造されｔこ加圧室で、２４時間１８０ ｐｓ　ｉで液体ゲルに窒素ガスを加圧しｔコ。圧力８１５秒間かけて開放したの で、液体であるが粘性のゲル中に微小泡を形成した。両者のゲルはン：フル（脱 気したサンプルと微小気泡含有のサンプル）をゲル化させ、３７℃に冷却した。

次いでそのサンプルに前述のように超音波エネルギーを照射し、温度を記録した 。再度、微小泡含有のサンプルが、脱気溶液から製造されたケルよりもかなり高 い加熱率をもｔこらした。

前述の実験を繰り返したが、今度は気体埋包リポソームをゲル中に入れ、そのゲ ルを再度３７℃に冷却した。超音波加熱は再度加熱率の改善を示した。組織に等 価の模型の目的は、気泡が組織すなわち腫瘍においていかにして加熱を増強する ことができるかを具体的に示すことであった。

実施例８ Ｃ２クローン誘導の上皮癌を持つ２匹のラットを超音波法で処置する。

このラットのうち１匹に窒素ガス２ｃｃを腫瘍置駒４ｃｃ中に注入する。

両方のラットに加熱処理を行い、腫瘍内温度を監視する。窒素間隙注入処置を受 けたラットはより高い腫瘍温度を示す。

実施例９ 脳のＶＸ２癌をもつ１群のウサギを、その腫瘍温度及び周囲の組織の温度をゾン デを用いて監視しながら、超音波加熱により処置する。ペルフルオロオクチルプ ロミドの乳化液３ｃｃから５ｃｃの容量を、腫瘍及び周囲の組織を監視しながら 、第２群のウサギの、脳腫瘍と同側の頚動脈に注入する。ＰＦＯＢ処置ウサギは 、正常組織に比して腫瘍の温度上昇及び脳腫瘍のより選択的加熱を示す。

実施例１０ 気体カプセル化リポソーム３ｃｃ注入を使用して、実施例９と同様の実験を繰り 返す。再ｍ１２１腫瘍及び正常組織の温度測定値は、気体充填リポソーム処置動 物のｆ紮組織に比較して、腫瘍の温度増加を示す。

実施例１１ 気体の前駆物質のメチルアクテート（ｍｅｔｈｙｌａｃｔａｔｅ）をカプセル化 したリポソームの溶液を製造し、ＰＢＳに懸濁する。コントロールのＰＢＳ溶液 及びメチルアクテートカプセル化リポソーム含有溶液を超音波で加熱し、温度を 測定する。メチルアクテートカプセル化リポソーム含有溶液の温度は２倍指数的 な加熱率を示し、それは気体が気体の前駆物質から生成される温度を越えた加熱 効率の改善を反映している。

実施例１２ 腎臓癌の患者において、標準法を用いて左大腿動脈にカテーテルを挿入する。腎 臓動脈にカテーテルを挿入し、気体を含有した超音波処理アルブミンマイクロス フェア−の１％溶液１０ｃｃを腎臓動脈に注入する。

治療的超音波を腫瘍を加熱するために照射し、腫瘍に送られた気体の微小泡は腫 瘍の加熱の改善をもたらす。

実施例１３ 実施例１２を他の患者で繰り返すが、今度は１０ページ（ｔｅｎｓｉｄｅｓ）の ポリオキシエチレン及びポリオキシプロピレン中にカプセル化された気泡を、腎 臓を塞栓するために使用する。再度腎臓に治療的超音波を照射し、結果は腫瘍の 加熱を改善する。

実施例１４ 実施例１３を繰り返すが、今回は化学療法剤及び二酸化炭素ガスの両者をカプセ ル化したリポソームを使用する。再度、超音波を使用して、加熱処置を腫瘍に施 し、そして腫瘍の加熱を改善するのみならず、又同時の加熱及び北学療法の相互 作用によりもたらされる腫瘍反応をも改善する。

実施例１５ 直径約１１００ｎ未満の小リポソームを製造し、圧力下で窒素ガスを埋包させる 。４２５℃の液体結晶転移温度に対しゲルであるような相に感受性の脂質を選択 する。これらを、通常は死に至る脳腫瘍である多形性膠芽腫の患者に静脈内投与 する。前置て外科的に作った頭蓋の皮膚弁を通して、脳腫瘍の病巣に超音波加熱 処置を行う。リポソーム中に埋包された微小気泡は、腫瘍血管の漏れ易さのため 、患者の腫瘍に蓄積する。それらの微小気泡は血液脳関門の統合性ゆえに、正常 な脳からは排除される。超音波エネルギーは腫瘍温度を摂氏４２．５度まで上昇 させ、リポソームは相間転移し、泡を膨張させる。腫瘍内の気泡は治療的超音波 により腫瘍内の加熱の効果を増強させる。

実施例１６ 米国特許第４．６８４．４７９号明細書に前述のように、気泡を脂質の単分子膜 に埋包させる。多形性膠芽腫の患者に、これらの脂質単分子膜で安定化された気 泡を、毎日の超音波加熱治療期間中、７日間毎日静脈内投与する。この安定化気 泡は患者の腫瘍に蓄積し、患者は超音波加熱治療に対する反応が改善する。

前記の記述から、当該技術分野の専門家には、本明細書に示され記述された方法 に加えて、種々の修正方法が明らかであろう。そのような修正方法も又、付記す る請求の範囲内に含むことを意図する。

国際調査報告 １Ｍ１ｍＷ−静−１−“繁ズｌδ９２１０３７０５

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. １．生物学的組織及び流体を加熱処理する方法であって、（１）処置を要する組 織又は流体に、治療的に有効量の加熱増強剤を投与すること；及び
2. （２）前記組織又は流体に超音波を照射すること；を含んでなる方法。 ２．前記加熱増強剤が、気体、気体の前駆物質及びペルフルオロカーボン類から 成るグループから選ばれる、請求の範囲１の方法。
3. ３．前記加熱増強剤が気体である請求の範囲２の方法。
4. ４．前記気体が、空気、二酸化炭素、酸素、窒素、キセノン、アルゴン、ネオン 及びヘリウムから成る群から選ばれる、請求の範囲３の方法。
5. ５．前記気体が安定化された気泡から成る請求の範囲３の方法。
6. ６．前記安定化された気泡が安定化された空気の泡である請求の範囲５の方法。
7. ７．前記加熱増強剤が気体の前駆物質である請求の範囲２の方法。
8. ８．前記気体の前駆物質が、アミノマロネート、重炭酸ナトリウム、メチルアク テート及びジアゾニウム化合物から成るグループから選ばれる、請求の範囲７の 方法。
9. ９．前記加熱増強剤がペルフルオロカーボンである請求の範囲２の方法。
10. １０．前記ペルフルオロカーボンがペルフルオロオクチルヨージド、ペルフルオ ロトリブチルアミン、トリフルオロプロピルアミン又はペルフルオロオクチルプ ロミドから成る群から選ばれる、請求の範囲９の方法。
11. １１．超音波を使用する生物学的組織及び流体の加熱処理に使用される加熱増強 剤。
12. １２．超音波を使用する生物学的組繊及び流体の加熱処理用製品の製造に、加熱 増強剤を使用すること。