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(In Japanese)生体埋め込み型の無線給電型発光システム UPDATE_EN

Patent code P190016192
File No. 1975
Posted date Jul 24, 2019
Application number P2017-221712
Publication number P2019-092532A
Date of filing Nov 17, 2017
Date of publication of application Jun 20, 2019
Inventor
  • (In Japanese)藤枝 俊宣
  • (In Japanese)山岸 健人
  • (In Japanese)武岡 真司
  • (In Japanese)檜 顕成
  • (In Japanese)内田 広夫
  • (In Japanese)守本 祐司
  • (In Japanese)桐野 泉
Applicant
  • (In Japanese)学校法人早稲田大学
Title (In Japanese)生体埋め込み型の無線給電型発光システム UPDATE_EN
Abstract (In Japanese)
【課題】
  高い信頼性と実用性を有する埋め込み型の光線力学療法に使用可能で、光線力学療法(PDT)、バイオイメージング及び光遺伝学的制御にも応用可能なPDTシステムを提供することを課題とする。
【解決手段】
 
特に、高い信頼性と実用性を有した埋め込み型PDTシステムを実現するために、「無線給電」、「LED光源」、並びに「生体へのアイソレーション及び固定のための薄膜(シート)」を要素技術として、これらを組み合わせた光線力学療法用システムであって、生体内で常時発光色素を励起させるために、生体埋め込み型無線発光デバイスの大きさよりも十分大面積な給電用アンテナボードを設置して共鳴電磁波を伝送するシステムを完成させた。
【選択図】
 図3C
Outline of related art and contending technology (In Japanese)

光線力学療法(PDT;photodynamic therapy)は、腫瘍組織等に分布及び/又は集積させた光増感剤を外部光で励起させることで一重項酸素等の活性酸素種を発生させて、腫瘍細胞に細胞死を惹起させで腫瘍を除去する治療方法である(特許文献1~3、非特許文献1)。既に、胃がんや肺がんや食道がんや子宮頸部がん等のがん、脳腫瘍並びに加齢黄斑変性症等を対象に臨床で実用化されている。

例えば、PDTは、早期肺がんに対して標準治療としての地位を確立している。また、PDTの食道がんでの適用の場合、手術拒否例・外科手術高危険例あるいはPDT希望例で、画像診断上リンパ節転移がない病変が対象となる。食道がんではEMR(endoscopic mucosal resection:内視鏡的粘膜切除術)やESD(endoscopic submucosal dissection:内視鏡的粘膜下層剥離術)が困難か高危険な場合(バレット食道腺がんを含む)、EMRやESD後または放射線化学療法後の遺残・再発病変が適用対象となる。胃がんでは潰瘍性病変を伴う粘膜下層(SM)までの病変、EMRやESDが困難か高危険な場合、EMRやESD 後の遺残・再発病変が適用対象となる。また、バレット食道や異形成(dysplasia)、粘膜内がんに対するPDTでは、手術不能・化学放射線療法が無効な進行性食道がん(腺がんを含む)に対する姑息的治療として認可され、多数の治療が行われており、日本でも化学放射線療法後の食道扁平上皮がん局所再発病変に対する救済治療(salvage treatment)としてPDTが有用であるとされている。脳腫瘍の治療においては、侵襲度の少ないPDTは、手術中において摘出不能な腫瘍部分への照射によって、生存率が向上することが報告されている。これらの疾患以外にも皮膚がん、咽頭がん、口腔がん及び胆道がんでの治療にPDTが実施又は試みられている(非特許文献2)。

PDTは、一般的に生体外に設置した光源から内視鏡などを経由して患部に赤色光を照射する手法が知られている(特許文献3)。しかしながら、生体組織では可視域領域の光の透過性が低いことや、治療時に患者の行動が著しく制限されるという点が課題であり、治療システム全体においてQOLの向上が望まれている。

一方で、腫瘍組織への選択的な光増感剤の集積を目的に、抗体等と結合した光増感剤の開発も試みられている(特許文献4)。

他方、近年生体内に光源そのものを埋め込み、体内から光を直接腫瘍部に照射する手法も検討されているが、光ファイバの留置や外部電源を要する半埋め込み方式が殆どである(非特許文献3)。また、一部完全埋め込み式も報告されているが、固体に対してデバイスのサイズが著しく大きいことや安定した送電技術の構築が課題である(非特許文献3)。このため、小型発光デバイスの開発と無線通信を利用したPDTシステムの創製が求められている。

また、生体内に埋植し、光線照射装置を外科的に標的組織に縫合固定する方式の光線力学療法システムも報告され、旧来のPDTが、強い照度の光線(>100 mW/cm2)を短時間照射していたのと相違し、弱い照度の光線(<1 mW/cm2)を数時間以上標的組織に照射するメトロノーム型光線力学療法が利用されている(非特許文献4)。しかし、この方式のシステムは、標的組織に縫合したシステムが、患者の動作に伴って位置ずれを起こす、或いは、生体内に埋植したデバイスが破壊される等の欠点を有し、長期間安定的に標的に光線を照射することに困難を伴う。

さらに、生体に投与した蛍光プローブの蛍光を観測するバイオイメージング法による疾患の診断法や研究手法としての応用(特許文献5)や、光遺伝学的制御による光感受性を有するタンパク質を生体内で発現させ、この光感受性タンパク質を介した生体機能の制御のために、生体内で標的組織に対して光線を照射する光遺伝学的手法が最近研究されている(特許文献6、7)。

Field of industrial application (In Japanese)

本発明は、生体埋め込み型の薄膜状の無線給電型発光デバイス、及び、該デバイスを備える無線給電型光線力学療法システムに関する。

Scope of claims (In Japanese)
【請求項1】
 
無線給電型発光素子が高分子薄膜で封止された発光素子封止体を形成し、前記高分子の外面の少なくとも1面上に粘着性ポリマー層が積層された積層膜を有することを特徴とする、薄膜状の無線給電型発光デバイス。

【請求項2】
 
前記無線給電型発光デバイスが、光線力学療法用、バイオイメージング用又は光遺伝学的制御用であることを特徴とする、請求項1に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項3】
 
前記無線給電型発光デバイスが生体内への埋植用の無線給電型発光デバイスであって、前記粘着性ポリマー層が、前記無線給電型発光デバイスからの照射光を標的組織に照射させるための前記無線給電型発光デバイスの標的組織への貼付用であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項4】
 
前記無線給電型発光デバイスが生体表面への貼付用の無線給電型発光デバイスであって、生体外から生体内の組織まで挿入するためのプローブを備え、前記プローブを介して前記無線給電型発光デバイスから照射される照射光を前記プローブ先端の出射端より生体内の標的組織に照射するために、前記粘着性ポリマー層が前記無線給電型発光デバイスの生体表面への貼付用であることを特徴とする、請求項1又は2に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項5】
 
前記無線給電型発光素子が、有機EL素子又は無機EL素子から選択されるLED素子であり、発光色が近赤外光、赤色光、緑色光、青色光、紫外光又は白色光から選択されることを特徴とする、請求項1~4のいずれか1項に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項6】
 
前記高分子薄膜が、シリコーンエラストマー、アクリロニトリル-ブタジエン共重合エラストマー、アクリルエラストマー、エピクロロヒドリンエラストマー、クロロスルホン化ポリエチレン、塩素化ポリエチレン、ウレタンエラストマー、ポリカプロラクトン、ポリ乳酸又はSu-8から選択される材料で形成されることを特徴とする、請求項1~5のいずれか1項に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項7】
 
前記シリコーンエラストマーが、オルガノポリシロキサンであることを特徴とする、請求項6に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項8】
 
前記粘着性ポリマー層がポリフェノール化合物の重合体、又は、医療用接着剤から形成されることを特徴とする、請求項1~7のいずれか1項に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項9】
 
前記ポリフェノール化合物が、ドーパミン、タンニン酸、カテキン、ルチン、アントシアニン、イソフラボン、クェルセチン、ヘスペリジン等のフラボノイド化合物や、クロロゲン酸、エラグ酸、リグナン、クルクリン、クマリン、エピカテキンガレート、エピガロカテキン、エピガロカテキンガレート及びガロカテキンガレートからなる群から選択される少なくとも1種から選択されることを特徴とする、請求項8に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項10】
 
前記光線力学療法が適用される疾患が、脳腫瘍、咽頭・喉頭がん、肺がん、中皮腫、食道がん、胃がん、小腸がん、大腸がん、肝細胞がん、胆管がん、胆のうがん、膵臓がん、腎細胞がん、腎盂・尿管がん、膀胱がん、前立腺がん、乳がん、卵巣がん、子宮がん、皮膚がん又は加齢黄斑変性症から選択されることを特徴とする、請求項1~9のいずれか1項に記載の無線給電型発光デバイス。

【請求項11】
 
請求項1~10のいずれか1項に記載の無線給電型発光デバイスであって、前記無線給電型発光素子はアンテナコイルを有し、該アンテナコイルがフレキシブルな導電性配線層から形成されることを特徴とする、折り畳み可能なフレキシブル無線給電型発光デバイス。

【請求項12】
 
請求項1~11のいずれか1項に記載の無線給電型発光デバイス、及び、該デバイスに無線給電するための電磁波を発信する発信デバイス、給電アンテナ及びこれらを制御する手段を備えることを特徴とする、無線給電型埋植型光線力学療法システム。
IPC(International Patent Classification)
F-term
Drawing

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JP2017221712thum.jpg
State of application right Published
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