金ナノ粒子と血清アルブミンおよび／またはコラーゲンとを含有するレーザー組織接合のための水性組成物
本発明は、結合性繊維組織のレーザー修復治療に用いられる水性組成物に係り、１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子から１ｍｌ当たり１×１０10粒子の間の濃度での金ナノ粒子と、３０ｗｔ％から４５ｗｔ％の間の濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲンを含有する。また、本発明は、かかる組成物を含むアセンブリーに関する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維性結合組織の修復治療において用いられる水性組成物に関する。
【０００２】
本発明のさらなる対象は、繊維性結合組織の修復治療のために用いられるアセンブリーである。
【０００３】
繊維性結合組織は、比較的固い支持組織であり、その役割は、人体器官をその周囲から保護することである。繊維性結合組織は、主にコラーゲンで構成することができ、例えば、軟骨、真皮、靭帯、腱、および角膜などである。
【０００４】
徐々に、繊維性結合組織は、亀裂（fissuring）または断裂（tearing）の点で弱くなり、それによって構造中に組織欠陥を生じ、その中を通って、結合性繊維の内側に存在する臓器構造は移動するかもしれない。すなわち、要素（element）または断片の異常な痛みをもたらす。
【０００５】
例えば、椎間板ヘルニア（disc herniation）の場合、脊椎円板（spinal disc）（「髄核」と称される）は、周囲の靭帯の輪（「線維輪」）の外に、前述の輪における亀裂（fissure）を介して抜け出す。
【０００６】
通常、このヘルニアの原因である開口部（orifice）は、椎間板材料（disc material）の突起部および痛みを治療する外科手術時には治療されない。
【０００７】
例えば、治療される組織の縫合からなる侵入的な外科手段を使用することが知られている。その手段は、力学的に弱められた損傷した組織に行なわれるので、治療される組織の周囲の組織に損傷を与え、開口部の不完全な閉鎖を許すにすぎない。
【０００８】
病変へのポリマーステープルの挿入、損傷した部分へ取り付けられるメッシュまたは金属バリアを用いて、前述の組織を治療するためのもう１つの特別な方法が存在する。これらの加えられた要素は、比較的侵入的な方法を必要とし、機械的な治療が損傷した組織内で長持ちしないであろうという危険性が生じる。
【０００９】
しかしながら、これらの技術は、亀裂または断裂を表面的に封鎖し、痛みを伴なう術後の回復を防止せず、または不十分に防止し、修復された組織を介して移動を再発する。
【００１０】
実験室においては、生物学的またはシアノアクリレート接着剤は、単独でまたは標準の縫合と組み合わせて用いることが知られている。しかしながら、「ゴールドスタンダード（Gold standard）」と呼ばれるこの技術は、接着剤が生体適合性でないので、外科医が用いることができない。
【００１１】
修復技術は、内臓および目のようないくつかのタイプの組織のために用いられることが知られており、それはレーザーに使用に基づく。このレーザーは、標的組織を正確な方式で局所的に加熱できるように調整することができる。生じる加熱は、衝撃面における組織を破壊するようなものである。それゆえ、腫瘍を破壊すること、または切り込み（incision）を非常に正確に形成することが可能である。また、レーザーは、より少ないエネルギーで用いることができ、生物組織の結合または接合を得るために、それほど強くない熱を局所的に生じることができる。
【００１２】
レーザーが、局所的に正確に選ばれた深さにおいて加熱する限りにおいて、それが通過する組織は、周囲の組織の一部の切り込みを必要とする従来の外科技術を用いる場合より、損傷がより少ない。加えて、レーザービームは、光学ファイバーにより伝えることができ、経皮法においても、超微細侵入法（micro-invasive techniques）を可能とし、標準の外科技術より非常に損傷が少ない。
【００１３】
繊維性結合組織の修復および接合のために、接着（cementing）と同様に、組織を修復するためにレーザーを生体適合性組成物と組み合わせる必要がある。また、この組成物は、手術の繰り返しを避けるために耐久性のある密封された治療箇所が得られるのを可能にしなければならない。
【００１４】
レーザーによる繊維性結合組織の治療のために、亀裂または断裂などの組織欠陥を塞ぐことができ、これらの欠陥が再度開くのを避けるために固定化が可能な組成物の必要性が生じる。
【００１５】
それゆえ、本発明の目的は、繊維性結合組織の修復に用いることができ、上述した不利益なしに、組織欠陥の効果的かつ安定な修復が可能な組成物を提供することにある。
【００１６】
この目的のために、第一の態様によれば、本発明の対象は、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復治療に用いるための水性組成物であって、以下を含有する：
１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子を超え、厳密には１ｍｌ当たり１×１０10粒子未満の濃度での金ナノ粒子、および
重量で３０％から４５％の間の濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲン。
【００１７】
本発明の組成物は、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復のために特に適切である。金ナノ粒子、およびアルブミンおよび／またはコラーゲンの濃度は、これら２つの成分によって、より流体密封の密閉状態の発生を可能とし、これは従来技術におけるより耐久性が高い。驚くべきことに、これらの濃度の外側では、接合は得られない、あるいは、接合はわずかに耐久性の乏しい密閉状態を有する。
【００１８】
これらの濃度範囲内において、アルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋は、外科的な使用に適合する暴露時間、すなわち３０秒から４０秒の間で効果的に生じる。この架橋時間は、接合部の保証された密閉を可能にする。
【００１９】
さらに、金ナノ粒子の濃度が１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子より低い場合には、接合部を得るために必要な暴露時間は増加し、それゆえ、より乏しい密閉が達成される。
【００２０】
一方、１ｍｌ当たり１×１０10粒子を超える金ナノ粒子の濃度においては、接合に関連する加熱は、制御するのが次第により困難になる。この場合、熱は、加えられたアルブミンおよび／またはコラーゲンと繊維性結合組織、特に熱の作用のもとで衰える脊椎円板の線維輪との間の密着性を減少させる影響が、次第に強くなる。このような訳で、接合部の密閉性は減少する。暴露が続けられると、誘導された熱は、繊維性結合組織の細胞に加えて周囲の細胞も損なう。
【００２１】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が３０％より下に低くなると、その架橋は、接合の流体密閉性を保証するのに十分な耐性のあるフィルムをもはや形成しない。
【００２２】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が４５％を超えて増加すると、架橋は強くなりすぎ、繊維性結合組織との架橋はもはや生じず、それによって流体密封性が減少する。
【００２３】
本発明の組成物の金ナノ粒子は、熱の状態にエネルギーを安定にすることによって、レーザー波長を吸収するのに適応され、その熱は組成物のアルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋を発生させる架橋において、アルブミンおよび／またはコラーゲンは生体適合性マトリックスを形成し、亀裂または断裂などの組織欠陥を塞いで、結合組織の亀裂の壁に付着する。それゆえ、上述したような濃度において用いられる本発明の組成物は、それらの架橋のためにアルブミンおよび／またはコラーゲンを十分に加熱するために、レーザー波長の所望の吸収を可能十分な金ナノ粒子の維持を許容し、これは耐久性を有する密閉状態の接合部を得るために十分な量である。本発明の特定の組成物は、従来技術におけるように、これらの欠陥を表面的のみではなく、組織欠陥を深部において固定することができる。
【００２４】
それゆえ、閉鎖および固定化は、単一の工程で正確な仕方で付随して行なわれる。
【００２５】
しかも、金ナノ粒子は、化学的に不活性であり、周囲の組織に潜在的に毒性の副生成物は何も生じない。アルブミンおよびコラーゲンは、その強度を長時間維持する固定マトリックス（cement matrix）を有利に形成でき、それは同様に、架橋の際に有害な副生成物を生じない。
【００２６】
本発明の他の特徴によれば、本発明の組成物は、以下の任意の１またはこれ以上を単独で、または組み合わせて含有する：
−アルブミンおよび／またはコラーゲンは、ウシまたはヒト由来のものであり、修復されるべき組織に優れた生体適合性を保証する：
−金ナノ粒子は、「赤方偏移」に関して有する所望の吸収を保証できるように、球状、三角形状、またはロッド状のものである；
−金ナノ粒子の最大寸法は、３ｎｍから２５０ｎｍの間であり、これは、熱拡散を低減し、接合界面に熱を集中することを可能にする；
−繊維性結合組織は、軟骨、靭帯、または腱である。
【００２７】
他の態様によれば、本発明の対象は用いられるアセンブリーであり、以下を含む：
−本発明の水性組成物；
−０．７８μｍから１．４μｍの間の波長において放射するレーザー。
【００２８】
本発明のアセンブリーは、繊維性結合組織の効果的で安定な修復のために特に適切である。用いられるレーザーは、周囲の組織を損傷せずにこれを通過する一方、所望の深さに届くことができる波長における光ビームを放射する。本発明の組成物を用いると、発色団金ナノ粒子の存在によって波長を短くすることが可能である。加えて、レーザーとの接触により組成物がいったん変性したとしても、この組成物は周囲の組織と生体適合性である。このような理由で、本発明のアセンブリーで得られる修復および硬化は、損傷を受けた組織の上に集中し、周囲の組織に触れることはない。
【００２９】
本発明の他の特徴によれば、本発明のアセンブリーは、以下の任意の１またはこれ以上を単独で、または組み合わせて含む：
−レーザーは、周囲の組織への損傷を防ぐ約８０８ｎｍの波長において放射する；
−レーザーは、パルス状または連続的である；
−レーザーは、小さな組織表面の正確な修復を可能にする３ｍｍ2から７ｍｍ2の間の直径のビームを有するように構成される；
−レーザーは、コリメーター、および光ビームの容易な取り扱いを可能にするためのファイバー光学系を伴なう；
−レーザーは、繊維性結合組織の衝突面の垂線に対して４５°から６０°の間の入射角を有するように構成され、これは本発明の組成物に最適な入射角度を与える。
【００３０】
本発明は、添付された図面を参照した限定されない以下の説明を解釈すれば、より理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、正常な脊椎円板の模式的な断面図である。
【図２】図２は、ヘルニア状態の脊椎円板の模式的な断面図である。
【図３】図３は、脊椎円板中に作られた切り込みを修復するために用いられる本発明のアセンブリーの模式的な斜視図である。
【図４】図４は、開いた切り込みを有する脊椎円板の模式的な断面図である。
【図５】図５は、本発明のアセンブリーを用いたレーザー技術で修復された切り込みを有する脊椎円板の模式的な断面図である。
【図６】図６は、本発明のアセンブリーを用いたレーザー技術で修復された切り込みを有する脊椎円板の模式的な断面図であり、その中に管が挿入される環状流路（annular passageway）を含み、管は、エチレンブルーを含む食塩水の神経核への注入を許す加圧された注射器に接続される。
【発明の詳細な説明】
【００３２】
本発明は、軟骨、例えば、膝関節の中央または側部半月板、靭帯、例えば脊椎円板の線維輪、真皮、腱、角膜のような繊維性結合組織の組織欠陥の修復を可能にする。
【００３３】
組織欠陥は、典型的には、組織の徹底的な悪化を引き起こす断裂または亀裂の状態である。
【００３４】
本発明の組成物は、それゆえ、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復治療のために用いられ、以下を含む：
−１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子から１ｍｌ当たり１×１０10粒子の間の濃度での金ナノ粒子、および
−３０重量％から４５重量％の間の濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲン。
【００３５】
本発明の組成物は、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復のために特に適切である。繊維性結合組織は、断裂または亀裂のような繊維欠陥を、事実上、有することができる。
【００３６】
本発明の組成物の金ナノ粒子は、レーザーの波長を吸収するため、および、本発明の組成物のアルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋を生じる熱の状態のエネルギーを安定にするのに特に適合する。架橋において、アルブミンおよび／またはコラーゲンは、亀裂または断裂のような組織欠陥を塞ぐ生体適合性のマトリックスを形成する。それゆえ、レーザーとともに用いられる本発明の組成物は、深部における組織欠陥を固定することができ、従来技術の場合のような、これらの欠陥を表面的にのみ塞ぐことは行なわない。
【００３７】
それゆえ、単一段階において、非毒性成分を含む組成物を用いて永続的な方法で組織欠陥を安定にすることが可能であり、周囲の組織に有害な副生成物は何も生じない。
【００３８】
金ナノ粒子およびアルブミンおよび／またはコラーゲンの濃度は、これら２つの成分が、従来技術の場合よりも流体密封で耐久性のある接合部を生み出すのを可能にする。驚くべきことに、この濃度範囲の外では、接合部は得られず、あるいは密封されず耐久性が得られない、あるいは、辛うじて密封されて耐久性を示すにとどまる。
【００３９】
これらの濃度範囲の中において、アルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋は、外科的な使用に適合する暴露時間、すなわち３０秒から４０秒の間で起こる。この架橋時間は、接合部の保証された密閉を可能にする。
【００４０】
同様に、金ナノ粒子の濃度が１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子より低い場合には、接合部を得るために必要とされる暴露時間が増加し、より乏しい密閉が達成される。
【００４１】
一方、１ｍｌ当たり１×１０10粒子より多い金ナノ粒子の濃度においては、接合に関連する加熱は、制御するのが次第により困難になる。熱が次第に強くなるこの場合において、その影響は、加えられたアルブミンおよびコラーゲンと繊維性結合組織、特に熱の影響のもとで悪化する脊椎円板の線維輪との間の密着性を弱める。この理由により、接合部の流体密閉性が低下する。暴露が継続されると、誘導された熱は、繊維性結合組織の細胞のみならず周囲の細胞も破壊する。
【００４２】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が３０％より低くなると、その架橋は、もはや接合部の密閉を保証するのに十分に耐性のあるフィルムを形成しない。
【００４３】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が４５％を超えて増加すると、架橋は強すぎて、もはや繊維性結合組織とは起こらず、これは流体密閉性を弱める。
【００４４】
アルブミンおよび／またはコラーゲンは、組織欠陥内に形成される接合部の強度を改善し、信頼性のある接合部を得るという利点を有する。架橋後、アルブミンおよびコラーゲンは、膠状の接着剤のように作用して、繊維性結合組織内にすでに存在するコラーゲン繊維の間に結合マトリックスを形成する。
【００４５】
さらに、コラーゲンが結合組織の内因性物質の一部であるので、コラーゲンの使用によって、構造の支持（structural support）は改善される一方でポスト接合修復の速度が増加する。
【００４６】
アルブミンおよび／またはコラーゲンは、ウシまたはヒトに由来のものとすることができ、これは、修復されるべき組織に優れた生体適合性を保証する。
【００４７】
金ナノ粒子は、短い波長、一般的には８２０ｎｍ未満を選択することによって、レーザーのパワーの低減を可能にする。金ナノ粒子は、熱に変換するための光スペクトルの波長を選択的に吸収して、周囲のコラーゲンおよび／またはアルブミンへ熱を運ぶことができる。金ナノ粒子は、光ビームと組織との間の相互作用を制限するように、レーザービームの波長が減少するのを可能にする。これは、不均質媒体について特に重要であり、その中では、修復されるべき組織を囲む組織は、修復されるべき組織に許容される波長より短い波長に敏感である。例えば、ヘルニア状態の脊椎円板の線維輪の治療のケースが挙げられる。
【００４８】
さらに、金ナノ粒子は、化学的に不活性で非毒性であるという利点を有する。また、それらは、組織細胞に有害または毒性のある分解副生成物は何も生じない。
【００４９】
「ナノ粒子」は、その最大寸法が３ｎｍから１０００ｎｍの間、さらには３ｎｍから２５０ｎｍの間のナノ粒子が意図される。これらのナノ粒子の小さなサイズは、治療部位から生じる熱拡散の減少を許し、接合界面に熱を集中し、それによって修復されるべき組織の周囲の組織に引き起こされる損傷を抑える。
【００５０】
金ナノ粒子は、典型的には、金原子の凝集により形成された金ナノ粒子である。
【００５１】
金ナノ粒子は、中空とすることができ、または、それらはシリカもしくはシリケートのコアを被覆するために用いることができる。
【００５２】
金ナノ粒子は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）で被覆することによって機能付与することができる。このように、ナノ粒子は、これらナノ粒子の凝集を避ける水性組成物中に安定化されることは有利なことであり、これは、ナノ粒子の容易な取り扱いを与える。
【００５３】
金ナノ粒子は、所望される吸収を保証する任意の適切な形状とすることができ、一方、赤色波長の方向、すなわち８００ｎｍ未満にシフトするスペクトル吸収に相当する「赤方偏移」を制限する。それゆえ、これら粒子は、球状、三角形状、またはロッド形状のものとすることができる。
【００５４】
本発明の組成物は、金ナノ粒子を脱イオン水中に希釈して、１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子から１ｍｍｌ当たり１×１０10粒子の間の濃度を得、３０％から４５％の間の最終組成に関連する重量濃度を得るようなアルブミンおよび／またはコラーゲンによって調製される。
【００５５】
本発明の組成物は、程度の差はあるが粘性を有することができ、特にゲル状とすることができる。ゲルについては、本発明の組成物を所望の点に注入でき、その組成物は流動または漏れなしに注入された点にとどまることができることが有利である。これは、液体組成物と比較して、組織のより深部における修復を可能にする。ゲルは、接合が得られる前に体液が組成物を運び去るのを防いで、インビボでの組織欠陥の治療を有利に許す。このような外科的治療は、簡素化され、処置されるべき領域が「乾燥状態」に維持されるのを避ける。
本発明の他の態様によれば、また本発明は、繊維性結合組織の修復治療に用いられるアセンブリーに係り、以下を含む：
−本発明の水性組成物、および
−近赤外、すなわち０．７８μｍから１．４μｍの間の波長において放射するレーザー。
【００５６】
本発明の組成物は、繊維性結合組織の効率的な安定な修復のために特に適切である。レーザーおよび本発明に用いられる組成物は、有利なことに、周囲の組織に害がない。レーザービームは、加熱のような異なる組織との有害な相互作用を引き起こすことなく、修復されるべき組織に達する前にこれら異なる組織を通過する。組成物は、生体適合性であるのに加えて、毒性副生成物は何も生じないように構成される。修復、および本発明のアセンブリーで達成される硬化は、それゆえ、損傷組織に集中した。
【００５７】
より具体的には、レーザーは、修復が行なわれる点、すなわち組織欠陥内で、本発明の組成物上に焦点が合わせられる。金ナノ粒子は、レーザービームにより放射された波長を吸収し、金ナノ粒子を囲むアルブミンおよび／またはコラーゲンの分子により捕捉された熱を放射する。熱の影響の下、アルブミンおよび／またはコラーゲンの巨大分子は、重合して接着剤マトリックスとなって、繊維性結合組織内の亀裂または断裂を塞いで硬化する。それゆえ、繊維性結合組織の修復された部分において、この組織の耐久性のある構造的な密着が保証され、これは組織欠陥を塞ぐ。
【００５８】
レーザーは、約８０８ｎｍの波長、すなわち、金ナノ粒子がアルブミンおよび／またはコラーゲンへ熱を戻すために吸収できる最適な波長において放射する。加えて、この波長においては、修復されるべき組織の周囲の組織との相互作用はより小さい。
【００５９】
レーザーは、例えばダイオードレーザーとすることができる。
【００６０】
レーザーは、パルス状または連続的とすることができる。適用できる場合には、パルス状のレーザーは、より大きなエネルギーパワーを有する光パルスを発生して、極めて短時間でエネルギーを集中でき、その一方、連続的なレーザーより高い温度における上昇を引き起こさない。
【００６１】
レーザーのパワーは、１０ｋＷから１２ｋＷの間である。
【００６２】
レーザーは、３ｍｍ2から７ｍｍ2の間の直径、または治療されるべき領域のサイズに適合した直径のビームを有する一方で、小さな組織表面の正確な修復を可能にする同一の表面パワー（ｃｍ2当たり）を維持するように構成される。
【００６３】
レーザーは、表面の与えられた場所に焦点を合わせるコリメーターを伴なうことができる。
【００６４】
外科手術の間、外科医は、必ずしも常に病変点にビームを向けることはできないが、例えば椎間板ヘルニアを治療するための針などを、人体の器官または骨を通過させることによって、病変に向けてレーザービームを位置付けなければならない。そのような目的のために、光ビームが内視鏡、または修復されるべき領域に近いハンドピースを通過するのを引き起こすことができる。
【００６５】
レーザーは、ビームのより容易な取り扱いを可能にするファイバー工学系と、修復されるべき組織の点の上の光ビームから生じた光点のアジャストメントとを伴なうことができる。
【００６６】
レーザーは、繊維性結合組織の衝突面の垂線に対して４５°から９０°の間、好ましくは４５°から６０°の間の入射角を有するように構成することができ、これは、本発明の組成物によって得られる最適な入射を可能にする。
【００６７】
１つの変形によれば、コラーゲンおよび／またはアルブミンを含有するパッチを、断裂または亀裂の上に直接接着することができる。そのようなパッチの使用は、接合の機械的抵抗に５０％までのさらなる増加を許し、水和した組成物の場合でも水性組成物の損失を防止する。
【００６８】
椎間板ヘルニア型の病変の修復強度（repair strength）の比較例
＜脊椎板ヘルニアの説明＞
図１に示されるように、健全なまたは正常な脊椎円板５は、脊柱靭帯７（「線維輪」）で囲まれた中心３（「髄核」）を含む。脊椎円板は、また、脊椎骨９によって囲まれ、これは、神経根１１が現れる脊髄を保護する。線維輪７は、筋肉および組織によって囲まれる。図３に示されるように、椎間板ヘルニアは、脊柱靭帯７を通過した中心部３の突出１３に対応する。
【００６９】
＜本発明の水性組成物の例の調製＞
この例で用いられる組成物は、以下のように調製する。
【００７０】
アルブミン溶液は、約２ｇのウシアルブミン血清を５ｍｌの脱イオン水で希釈して調製する。得られた最終濃度は、約４０重量％、すなわち１００ｍｌ当たり４０ｇである。
【００７１】
金ナノ粒子の溶液は、約２．４７×１０9粒子の濃度を有する約１１ｍｌの脱イオン水からなる溶液を、３０分間、１００００ｒｐｍで遠心分離することによって調製する。金ナノ粒子の沈殿物が得られ、脱イオン水がその上に上澄みとなる。約１０．６１ｍｌの上澄み水を除去し、残留水中に沈殿物を溶解する。水性組成物は、その後、１ｍｌ当たり約７×１０10粒子の濃度の金ナノ粒子を含んで得られる。
【００７２】
約１４２．９μｌの金ナノ粒子の溶液を採取して１．５ｍｌの管に収容し、約８５７．１μｌの最終アルブミン溶液でその体積を完成させて、１ｍｌ当たり約１×１０10ナノ粒子のナノ粒子濃度と、約３４％のアルブミン重量濃度とを有する約１ｍｌの最終溶液を得る。
【００７３】
＜用いられるレーザー＞
用いられる医療ダイオードレーザーは、約８０８ｎｍにおいて放射し、ダイオードレーザー源１５に接続された約７ｋＷの電源、レーザードライバー、および温度コントローラーを有する。図３に示される実施形態においては、ダイオードレーザー、ダイオードレーザー源、レーザードライバー、および温度コントローラーは、１つの同じ容器１５内に含まれる。レーザーは、約３．１ｍｍの直径を有する光点を形成するコリメーター１６、およびファイバー光学ケーブル１７と連結される。
【００７４】
光ビームの光出力点は、修復されるべき線維輪の衝突面の垂線に対して約５０°の角度で配置された金属ロッドに固定することができ、表面は、光学ファイバーからの光ビームの出力から約１０ｃｍに配置される。
【００７５】
２つの熱電対は、温度データレコーダーに接続される。直径約０．４ｍｍの熱電対は、治療される領域を発端として約５５ｍｍまでの深さで環の中に、および組織欠陥の２つの側の上に挿入することができる。温度はリアルタイムで記録され、約４５℃の最大値に達する。
【００７６】
＜ブタ脊椎円板の製造＞
脊椎円板は、４０ｋｇから８０ｋｇの重さのあるブタから、死後４時間以内に取り出す。
【００７７】
採取された脊椎円板は、特別に外科用メスを用いて全ての肉を落とす。
【００７８】
脊椎円板は、約−１８℃に冷凍して使用まで保存する。
【００７９】
＜サンプルの調製＞
椎間板ヘルニアの治療は、線維輪６（図４参照）に切り込みを形成して、ブタ脊椎円板でシミュレートする。切り込みは、非修復、または２つの異なる方法による修復済み２１（図５参照）とする。
【００８０】
図４に示されるように、切り込みは、外科用メス３１を用いて、中心３に対して半径方向（矢印３３）に形成する。
【００８１】
第１の対照椎間板は、開放した切り込みを伴なって、すなわち修復せずに準備する。
【００８２】
第２の椎間板は、「ゴールドスタンダード」技術で切り込みを修復して準備する。すなわち、切り込みの中に注入された２滴のシアンアクリレート接着剤の切り込み内への直接注入であり、切り込みは縫合点によって塞がれる。
【００８３】
図５に示されるように、第３の脊椎板は、以下の手法における本発明のアセンブリーで切り込み２１を修復することにより準備する。切り込みを形成した後、本発明の組成物４１は、適切な手段４３を用いて切り込み内に直接注入する。その後、上述したようにレーザーを用いて、切り込み上にビームの焦点を合わせて接合を達成する。
【００８４】
外科用メスを用いて環状流路５１を同様に形成し、これは管またはセンサー５３（図６参照）を受け入れることが意図される。
【００８５】
こうして準備されるサンプルは、固定され、線維輪７内に形成された環状流路５１の１つの中に、切り込みの両側から横方向に約１ｃｍ、約０．７５ｃｍの深さまで可撓管５５を挿入する。管５５は加圧された注射器５７に接続し、管５５を介して神経核内へのメチレンブルーを含有する食塩水の注入を可能にする。注射器５５は、約３ｍｌ．ｍｉｎ-1に調整する。
【００８６】
食塩水は、約２．１６ｇの塩化ナトリウムを約２５０ｍｌに希釈し、染色のためにメチレンブルーを加える。脊椎円板の中心部の中への注入が意図される食塩水の染色は、組織欠陥が液体を漏らす際の視覚的な識別を可能にする。
【００８７】
注入の間、コンピュータータイプのデータプロセッサ装置６０に接続可能な圧力センサー５９で、椎間板内圧を測定する。１つの環状流路５１のみを使用するために、Ｙ型のバイパス装置６１を使用して注入と圧力測定との間を選ぶことができる。
【００８８】
健全な椎間板５、すなわち損傷のないものは、弾性的に変形して食塩水を含有できる線維輪７を有する。一方、椎間板ヘルニアを患って修復された椎間板は、切り込みの点で弱められ、修復が不十分な効果を有すると、修復された切り込みを通した食塩水の漏れとして置き換えられる。比較例について圧力を測定して、最大圧力を検出する。この最大圧力は、線維輪によって保持され得る注入された食塩水の最大量に相当する。最大圧力を超えると、食塩水は前述の輪の外に漏れる。それゆえ、最大圧力の測定は、切り込みの修復の頑健性および密閉性の検出を可能にする。
【００８９】
健全な脊椎円板が耐え得る最大椎間板内圧は、一般的に３２バールを超え、それゆえ、この例で用いられる最大圧力に対応する。.典型的には、健全な輪によって放出される前に注入された食塩水の体積は、実質的に５ｍｌに等しい。
【００９０】
＜圧力測定の結果＞
修復された、または修復されないそれぞれのタイプの椎間板について、約１５試験を行なった。以下に与えられる値は、１５試験について得られた結果の平均である。
【００９１】
測定された最大圧力は、脊椎円板の線維輪の外に溶液が漏れる食塩水の圧力を超える。
【００９２】
未修復の切り込みを含む脊椎円板は、約４．４バールから１．５バール以内までの最大圧力に耐える。
【００９３】
ゴールドスタンダード法にしたがって修復された切り込みを含む脊椎円板は、約１０バールから５バール以内までの最大圧力に耐える。
【００９４】
本発明のアセンブリーで修復された切り込みを含む脊椎円板は、約２５バールから２バール以内までの最大圧力に耐える。
【００９５】
上述したように、健全な脊椎円板は、３２バールを超える、特に実質的に３４．５バールに等しい圧力に耐える。
【００９６】
それゆえ、本発明のアセンブリーで修復された脊椎円板は、健全な脊椎円板、すなわち非損傷の輪が耐え得る圧力に近い圧力に耐える接合部を有する。結果として、本発明のアセンブリーにより形成された接合部は、非常に有効である。
【００９７】
本発明は、椎間板ヘルニアの修復に限定されるものではなく、軟骨または他の繊維性結合組織の修復のためにもまた、使用することができる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維性結合組織の修復治療において用いられる水性組成物に関する。
【０００２】
本発明のさらなる対象は、繊維性結合組織の修復治療のために用いられるアセンブリーである。
【０００３】
繊維性結合組織は、比較的固い支持組織であり、その役割は、人体器官をその周囲から保護することである。繊維性結合組織は、主にコラーゲンで構成することができ、例えば、軟骨、真皮、靭帯、腱、および角膜などである。
【０００４】
徐々に、繊維性結合組織は、亀裂（fissuring）または断裂（tearing）の点で弱くなり、それによって構造中に組織欠陥を生じ、その中を通って、結合性繊維の内側に存在する臓器構造は移動するかもしれない。すなわち、要素（element）または断片の異常な痛みをもたらす。
【０００５】
例えば、椎間板ヘルニア（disc herniation）の場合、脊椎円板（spinal disc）（「髄核」と称される）は、周囲の靭帯の輪（「線維輪」）の外に、前述の輪における亀裂（fissure）を介して抜け出す。
【０００６】
通常、このヘルニアの原因である開口部（orifice）は、椎間板材料（disc material）の突起部および痛みを治療する外科手術時には治療されない。
【０００７】
例えば、治療される組織の縫合からなる侵入的な外科手段を使用することが知られている。その手段は、力学的に弱められた損傷した組織に行なわれるので、治療される組織の周囲の組織に損傷を与え、開口部の不完全な閉鎖を許すにすぎない。
【０００８】
病変へのポリマーステープルの挿入、損傷した部分へ取り付けられるメッシュまたは金属バリアを用いて、前述の組織を治療するためのもう１つの特別な方法が存在する。これらの加えられた要素は、比較的侵入的な方法を必要とし、機械的な治療が損傷した組織内で長持ちしないであろうという危険性が生じる。
【０００９】
しかしながら、これらの技術は、亀裂または断裂を表面的に封鎖し、痛みを伴なう術後の回復を防止せず、または不十分に防止し、修復された組織を介して移動を再発する。
【００１０】
実験室においては、生物学的またはシアノアクリレート接着剤は、単独でまたは標準の縫合と組み合わせて用いることが知られている。しかしながら、「ゴールドスタンダード（Gold standard）」と呼ばれるこの技術は、接着剤が生体適合性でないので、外科医が用いることができない。
【００１１】
修復技術は、内臓および目のようないくつかのタイプの組織のために用いられることが知られており、それはレーザーに使用に基づく。このレーザーは、標的組織を正確な方式で局所的に加熱できるように調整することができる。生じる加熱は、衝撃面における組織を破壊するようなものである。それゆえ、腫瘍を破壊すること、または切り込み（incision）を非常に正確に形成することが可能である。また、レーザーは、より少ないエネルギーで用いることができ、生物組織の結合または接合を得るために、それほど強くない熱を局所的に生じることができる。
【００１２】
レーザーが、局所的に正確に選ばれた深さにおいて加熱する限りにおいて、それが通過する組織は、周囲の組織の一部の切り込みを必要とする従来の外科技術を用いる場合より、損傷がより少ない。加えて、レーザービームは、光学ファイバーにより伝えることができ、経皮法においても、超微細侵入法（micro-invasive techniques）を可能とし、標準の外科技術より非常に損傷が少ない。
【００１３】
繊維性結合組織の修復および接合のために、接着（cementing）と同様に、組織を修復するためにレーザーを生体適合性組成物と組み合わせる必要がある。また、この組成物は、手術の繰り返しを避けるために耐久性のある密封された治療箇所が得られるのを可能にしなければならない。
【００１４】
レーザーによる繊維性結合組織の治療のために、亀裂または断裂などの組織欠陥を塞ぐことができ、これらの欠陥が再度開くのを避けるために固定化が可能な組成物の必要性が生じる。
【００１５】
それゆえ、本発明の目的は、繊維性結合組織の修復に用いることができ、上述した不利益なしに、組織欠陥の効果的かつ安定な修復が可能な組成物を提供することにある。
【００１６】
この目的のために、第一の態様によれば、本発明の対象は、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復治療に用いるための水性組成物であって、以下を含有する：
１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子を超え、厳密には１ｍｌ当たり１×１０10粒子未満の濃度での金ナノ粒子、および
重量で３０％から４５％の間の濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲン。
【００１７】
本発明の組成物は、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復のために特に適切である。金ナノ粒子、およびアルブミンおよび／またはコラーゲンの濃度は、これら２つの成分によって、より流体密封の密閉状態の発生を可能とし、これは従来技術におけるより耐久性が高い。驚くべきことに、これらの濃度の外側では、接合は得られない、あるいは、接合はわずかに耐久性の乏しい密閉状態を有する。
【００１８】
これらの濃度範囲内において、アルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋は、外科的な使用に適合する暴露時間、すなわち３０秒から４０秒の間で効果的に生じる。この架橋時間は、接合部の保証された密閉を可能にする。
【００１９】
さらに、金ナノ粒子の濃度が１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子より低い場合には、接合部を得るために必要な暴露時間は増加し、それゆえ、より乏しい密閉が達成される。
【００２０】
一方、１ｍｌ当たり１×１０10粒子を超える金ナノ粒子の濃度においては、接合に関連する加熱は、制御するのが次第により困難になる。この場合、熱は、加えられたアルブミンおよび／またはコラーゲンと繊維性結合組織、特に熱の作用のもとで衰える脊椎円板の線維輪との間の密着性を減少させる影響が、次第に強くなる。このような訳で、接合部の密閉性は減少する。暴露が続けられると、誘導された熱は、繊維性結合組織の細胞に加えて周囲の細胞も損なう。
【００２１】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が３０％より下に低くなると、その架橋は、接合の流体密閉性を保証するのに十分な耐性のあるフィルムをもはや形成しない。
【００２２】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が４５％を超えて増加すると、架橋は強くなりすぎ、繊維性結合組織との架橋はもはや生じず、それによって流体密封性が減少する。
【００２３】
本発明の組成物の金ナノ粒子は、熱の状態にエネルギーを安定にすることによって、レーザー波長を吸収するのに適応され、その熱は組成物のアルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋を発生させる架橋において、アルブミンおよび／またはコラーゲンは生体適合性マトリックスを形成し、亀裂または断裂などの組織欠陥を塞いで、結合組織の亀裂の壁に付着する。それゆえ、上述したような濃度において用いられる本発明の組成物は、それらの架橋のためにアルブミンおよび／またはコラーゲンを十分に加熱するために、レーザー波長の所望の吸収を可能十分な金ナノ粒子の維持を許容し、これは耐久性を有する密閉状態の接合部を得るために十分な量である。本発明の特定の組成物は、従来技術におけるように、これらの欠陥を表面的のみではなく、組織欠陥を深部において固定することができる。
【００２４】
それゆえ、閉鎖および固定化は、単一の工程で正確な仕方で付随して行なわれる。
【００２５】
しかも、金ナノ粒子は、化学的に不活性であり、周囲の組織に潜在的に毒性の副生成物は何も生じない。アルブミンおよびコラーゲンは、その強度を長時間維持する固定マトリックス（cement matrix）を有利に形成でき、それは同様に、架橋の際に有害な副生成物を生じない。
【００２６】
本発明の他の特徴によれば、本発明の組成物は、以下の任意の１またはこれ以上を単独で、または組み合わせて含有する：
−アルブミンおよび／またはコラーゲンは、ウシまたはヒト由来のものであり、修復されるべき組織に優れた生体適合性を保証する：
−金ナノ粒子は、「赤方偏移」に関して有する所望の吸収を保証できるように、球状、三角形状、またはロッド状のものである；
−金ナノ粒子の最大寸法は、３ｎｍから２５０ｎｍの間であり、これは、熱拡散を低減し、接合界面に熱を集中することを可能にする；
−繊維性結合組織は、軟骨、靭帯、または腱である。
【００２７】
他の態様によれば、本発明の対象は用いられるアセンブリーであり、以下を含む：
−本発明の水性組成物；
−０．７８μｍから１．４μｍの間の波長において放射するレーザー。
【００２８】
本発明のアセンブリーは、繊維性結合組織の効果的で安定な修復のために特に適切である。用いられるレーザーは、周囲の組織を損傷せずにこれを通過する一方、所望の深さに届くことができる波長における光ビームを放射する。本発明の組成物を用いると、発色団金ナノ粒子の存在によって波長を短くすることが可能である。加えて、レーザーとの接触により組成物がいったん変性したとしても、この組成物は周囲の組織と生体適合性である。このような理由で、本発明のアセンブリーで得られる修復および硬化は、損傷を受けた組織の上に集中し、周囲の組織に触れることはない。
【００２９】
本発明の他の特徴によれば、本発明のアセンブリーは、以下の任意の１またはこれ以上を単独で、または組み合わせて含む：
−レーザーは、周囲の組織への損傷を防ぐ約８０８ｎｍの波長において放射する；
−レーザーは、パルス状または連続的である；
−レーザーは、小さな組織表面の正確な修復を可能にする３ｍｍ2から７ｍｍ2の間の直径のビームを有するように構成される；
−レーザーは、コリメーター、および光ビームの容易な取り扱いを可能にするためのファイバー光学系を伴なう；
−レーザーは、繊維性結合組織の衝突面の垂線に対して４５°から６０°の間の入射角を有するように構成され、これは本発明の組成物に最適な入射角度を与える。
【００３０】
本発明は、添付された図面を参照した限定されない以下の説明を解釈すれば、より理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】図１は、正常な脊椎円板の模式的な断面図である。
【図２】図２は、ヘルニア状態の脊椎円板の模式的な断面図である。
【図３】図３は、脊椎円板中に作られた切り込みを修復するために用いられる本発明のアセンブリーの模式的な斜視図である。
【図４】図４は、開いた切り込みを有する脊椎円板の模式的な断面図である。
【図５】図５は、本発明のアセンブリーを用いたレーザー技術で修復された切り込みを有する脊椎円板の模式的な断面図である。
【図６】図６は、本発明のアセンブリーを用いたレーザー技術で修復された切り込みを有する脊椎円板の模式的な断面図であり、その中に管が挿入される環状流路（annular passageway）を含み、管は、エチレンブルーを含む食塩水の神経核への注入を許す加圧された注射器に接続される。
【発明の詳細な説明】
【００３２】
本発明は、軟骨、例えば、膝関節の中央または側部半月板、靭帯、例えば脊椎円板の線維輪、真皮、腱、角膜のような繊維性結合組織の組織欠陥の修復を可能にする。
【００３３】
組織欠陥は、典型的には、組織の徹底的な悪化を引き起こす断裂または亀裂の状態である。
【００３４】
本発明の組成物は、それゆえ、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復治療のために用いられ、以下を含む：
−１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子から１ｍｌ当たり１×１０10粒子の間の濃度での金ナノ粒子、および
−３０重量％から４５重量％の間の濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲン。
【００３５】
本発明の組成物は、レーザーを用いた繊維性結合組織の修復のために特に適切である。繊維性結合組織は、断裂または亀裂のような繊維欠陥を、事実上、有することができる。
【００３６】
本発明の組成物の金ナノ粒子は、レーザーの波長を吸収するため、および、本発明の組成物のアルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋を生じる熱の状態のエネルギーを安定にするのに特に適合する。架橋において、アルブミンおよび／またはコラーゲンは、亀裂または断裂のような組織欠陥を塞ぐ生体適合性のマトリックスを形成する。それゆえ、レーザーとともに用いられる本発明の組成物は、深部における組織欠陥を固定することができ、従来技術の場合のような、これらの欠陥を表面的にのみ塞ぐことは行なわない。
【００３７】
それゆえ、単一段階において、非毒性成分を含む組成物を用いて永続的な方法で組織欠陥を安定にすることが可能であり、周囲の組織に有害な副生成物は何も生じない。
【００３８】
金ナノ粒子およびアルブミンおよび／またはコラーゲンの濃度は、これら２つの成分が、従来技術の場合よりも流体密封で耐久性のある接合部を生み出すのを可能にする。驚くべきことに、この濃度範囲の外では、接合部は得られず、あるいは密封されず耐久性が得られない、あるいは、辛うじて密封されて耐久性を示すにとどまる。
【００３９】
これらの濃度範囲の中において、アルブミンおよび／またはコラーゲンの架橋は、外科的な使用に適合する暴露時間、すなわち３０秒から４０秒の間で起こる。この架橋時間は、接合部の保証された密閉を可能にする。
【００４０】
同様に、金ナノ粒子の濃度が１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子より低い場合には、接合部を得るために必要とされる暴露時間が増加し、より乏しい密閉が達成される。
【００４１】
一方、１ｍｌ当たり１×１０10粒子より多い金ナノ粒子の濃度においては、接合に関連する加熱は、制御するのが次第により困難になる。熱が次第に強くなるこの場合において、その影響は、加えられたアルブミンおよびコラーゲンと繊維性結合組織、特に熱の影響のもとで悪化する脊椎円板の線維輪との間の密着性を弱める。この理由により、接合部の流体密閉性が低下する。暴露が継続されると、誘導された熱は、繊維性結合組織の細胞のみならず周囲の細胞も破壊する。
【００４２】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が３０％より低くなると、その架橋は、もはや接合部の密閉を保証するのに十分に耐性のあるフィルムを形成しない。
【００４３】
アルブミンおよび／またはコラーゲンの重量濃度が４５％を超えて増加すると、架橋は強すぎて、もはや繊維性結合組織とは起こらず、これは流体密閉性を弱める。
【００４４】
アルブミンおよび／またはコラーゲンは、組織欠陥内に形成される接合部の強度を改善し、信頼性のある接合部を得るという利点を有する。架橋後、アルブミンおよびコラーゲンは、膠状の接着剤のように作用して、繊維性結合組織内にすでに存在するコラーゲン繊維の間に結合マトリックスを形成する。
【００４５】
さらに、コラーゲンが結合組織の内因性物質の一部であるので、コラーゲンの使用によって、構造の支持（structural support）は改善される一方でポスト接合修復の速度が増加する。
【００４６】
アルブミンおよび／またはコラーゲンは、ウシまたはヒトに由来のものとすることができ、これは、修復されるべき組織に優れた生体適合性を保証する。
【００４７】
金ナノ粒子は、短い波長、一般的には８２０ｎｍ未満を選択することによって、レーザーのパワーの低減を可能にする。金ナノ粒子は、熱に変換するための光スペクトルの波長を選択的に吸収して、周囲のコラーゲンおよび／またはアルブミンへ熱を運ぶことができる。金ナノ粒子は、光ビームと組織との間の相互作用を制限するように、レーザービームの波長が減少するのを可能にする。これは、不均質媒体について特に重要であり、その中では、修復されるべき組織を囲む組織は、修復されるべき組織に許容される波長より短い波長に敏感である。例えば、ヘルニア状態の脊椎円板の線維輪の治療のケースが挙げられる。
【００４８】
さらに、金ナノ粒子は、化学的に不活性で非毒性であるという利点を有する。また、それらは、組織細胞に有害または毒性のある分解副生成物は何も生じない。
【００４９】
「ナノ粒子」は、その最大寸法が３ｎｍから１０００ｎｍの間、さらには３ｎｍから２５０ｎｍの間のナノ粒子が意図される。これらのナノ粒子の小さなサイズは、治療部位から生じる熱拡散の減少を許し、接合界面に熱を集中し、それによって修復されるべき組織の周囲の組織に引き起こされる損傷を抑える。
【００５０】
金ナノ粒子は、典型的には、金原子の凝集により形成された金ナノ粒子である。
【００５１】
金ナノ粒子は、中空とすることができ、または、それらはシリカもしくはシリケートのコアを被覆するために用いることができる。
【００５２】
金ナノ粒子は、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）で被覆することによって機能付与することができる。このように、ナノ粒子は、これらナノ粒子の凝集を避ける水性組成物中に安定化されることは有利なことであり、これは、ナノ粒子の容易な取り扱いを与える。
【００５３】
金ナノ粒子は、所望される吸収を保証する任意の適切な形状とすることができ、一方、赤色波長の方向、すなわち８００ｎｍ未満にシフトするスペクトル吸収に相当する「赤方偏移」を制限する。それゆえ、これら粒子は、球状、三角形状、またはロッド形状のものとすることができる。
【００５４】
本発明の組成物は、金ナノ粒子を脱イオン水中に希釈して、１ｍｌ当たり１．５×１０9粒子から１ｍｍｌ当たり１×１０10粒子の間の濃度を得、３０％から４５％の間の最終組成に関連する重量濃度を得るようなアルブミンおよび／またはコラーゲンによって調製される。
【００５５】
本発明の組成物は、程度の差はあるが粘性を有することができ、特にゲル状とすることができる。ゲルについては、本発明の組成物を所望の点に注入でき、その組成物は流動または漏れなしに注入された点にとどまることができることが有利である。これは、液体組成物と比較して、組織のより深部における修復を可能にする。ゲルは、接合が得られる前に体液が組成物を運び去るのを防いで、インビボでの組織欠陥の治療を有利に許す。このような外科的治療は、簡素化され、処置されるべき領域が「乾燥状態」に維持されるのを避ける。
本発明の他の態様によれば、また本発明は、繊維性結合組織の修復治療に用いられるアセンブリーに係り、以下を含む：
−本発明の水性組成物、および
−近赤外、すなわち０．７８μｍから１．４μｍの間の波長において放射するレーザー。
【００５６】
本発明の組成物は、繊維性結合組織の効率的な安定な修復のために特に適切である。レーザーおよび本発明に用いられる組成物は、有利なことに、周囲の組織に害がない。レーザービームは、加熱のような異なる組織との有害な相互作用を引き起こすことなく、修復されるべき組織に達する前にこれら異なる組織を通過する。組成物は、生体適合性であるのに加えて、毒性副生成物は何も生じないように構成される。修復、および本発明のアセンブリーで達成される硬化は、それゆえ、損傷組織に集中した。
【００５７】
より具体的には、レーザーは、修復が行なわれる点、すなわち組織欠陥内で、本発明の組成物上に焦点が合わせられる。金ナノ粒子は、レーザービームにより放射された波長を吸収し、金ナノ粒子を囲むアルブミンおよび／またはコラーゲンの分子により捕捉された熱を放射する。熱の影響の下、アルブミンおよび／またはコラーゲンの巨大分子は、重合して接着剤マトリックスとなって、繊維性結合組織内の亀裂または断裂を塞いで硬化する。それゆえ、繊維性結合組織の修復された部分において、この組織の耐久性のある構造的な密着が保証され、これは組織欠陥を塞ぐ。
【００５８】
レーザーは、約８０８ｎｍの波長、すなわち、金ナノ粒子がアルブミンおよび／またはコラーゲンへ熱を戻すために吸収できる最適な波長において放射する。加えて、この波長においては、修復されるべき組織の周囲の組織との相互作用はより小さい。
【００５９】
レーザーは、例えばダイオードレーザーとすることができる。
【００６０】
レーザーは、パルス状または連続的とすることができる。適用できる場合には、パルス状のレーザーは、より大きなエネルギーパワーを有する光パルスを発生して、極めて短時間でエネルギーを集中でき、その一方、連続的なレーザーより高い温度における上昇を引き起こさない。
【００６１】
レーザーのパワーは、１０ｋＷから１２ｋＷの間である。
【００６２】
レーザーは、３ｍｍ2から７ｍｍ2の間の直径、または治療されるべき領域のサイズに適合した直径のビームを有する一方で、小さな組織表面の正確な修復を可能にする同一の表面パワー（ｃｍ2当たり）を維持するように構成される。
【００６３】
レーザーは、表面の与えられた場所に焦点を合わせるコリメーターを伴なうことができる。
【００６４】
外科手術の間、外科医は、必ずしも常に病変点にビームを向けることはできないが、例えば椎間板ヘルニアを治療するための針などを、人体の器官または骨を通過させることによって、病変に向けてレーザービームを位置付けなければならない。そのような目的のために、光ビームが内視鏡、または修復されるべき領域に近いハンドピースを通過するのを引き起こすことができる。
【００６５】
レーザーは、ビームのより容易な取り扱いを可能にするファイバー工学系と、修復されるべき組織の点の上の光ビームから生じた光点のアジャストメントとを伴なうことができる。
【００６６】
レーザーは、繊維性結合組織の衝突面の垂線に対して４５°から９０°の間、好ましくは４５°から６０°の間の入射角を有するように構成することができ、これは、本発明の組成物によって得られる最適な入射を可能にする。
【００６７】
１つの変形によれば、コラーゲンおよび／またはアルブミンを含有するパッチを、断裂または亀裂の上に直接接着することができる。そのようなパッチの使用は、接合の機械的抵抗に５０％までのさらなる増加を許し、水和した組成物の場合でも水性組成物の損失を防止する。
【００６８】
椎間板ヘルニア型の病変の修復強度（repair strength）の比較例
＜脊椎板ヘルニアの説明＞
図１に示されるように、健全なまたは正常な脊椎円板５は、脊柱靭帯７（「線維輪」）で囲まれた中心３（「髄核」）を含む。脊椎円板は、また、脊椎骨９によって囲まれ、これは、神経根１１が現れる脊髄を保護する。線維輪７は、筋肉および組織によって囲まれる。図３に示されるように、椎間板ヘルニアは、脊柱靭帯７を通過した中心部３の突出１３に対応する。
【００６９】
＜本発明の水性組成物の例の調製＞
この例で用いられる組成物は、以下のように調製する。
【００７０】
アルブミン溶液は、約２ｇのウシアルブミン血清を５ｍｌの脱イオン水で希釈して調製する。得られた最終濃度は、約４０重量％、すなわち１００ｍｌ当たり４０ｇである。
【００７１】
金ナノ粒子の溶液は、約２．４７×１０9粒子の濃度を有する約１１ｍｌの脱イオン水からなる溶液を、３０分間、１００００ｒｐｍで遠心分離することによって調製する。金ナノ粒子の沈殿物が得られ、脱イオン水がその上に上澄みとなる。約１０．６１ｍｌの上澄み水を除去し、残留水中に沈殿物を溶解する。水性組成物は、その後、１ｍｌ当たり約７×１０10粒子の濃度の金ナノ粒子を含んで得られる。
【００７２】
約１４２．９μｌの金ナノ粒子の溶液を採取して１．５ｍｌの管に収容し、約８５７．１μｌの最終アルブミン溶液でその体積を完成させて、１ｍｌ当たり約１×１０10ナノ粒子のナノ粒子濃度と、約３４％のアルブミン重量濃度とを有する約１ｍｌの最終溶液を得る。
【００７３】
＜用いられるレーザー＞
用いられる医療ダイオードレーザーは、約８０８ｎｍにおいて放射し、ダイオードレーザー源１５に接続された約７ｋＷの電源、レーザードライバー、および温度コントローラーを有する。図３に示される実施形態においては、ダイオードレーザー、ダイオードレーザー源、レーザードライバー、および温度コントローラーは、１つの同じ容器１５内に含まれる。レーザーは、約３．１ｍｍの直径を有する光点を形成するコリメーター１６、およびファイバー光学ケーブル１７と連結される。
【００７４】
光ビームの光出力点は、修復されるべき線維輪の衝突面の垂線に対して約５０°の角度で配置された金属ロッドに固定することができ、表面は、光学ファイバーからの光ビームの出力から約１０ｃｍに配置される。
【００７５】
２つの熱電対は、温度データレコーダーに接続される。直径約０．４ｍｍの熱電対は、治療される領域を発端として約５５ｍｍまでの深さで環の中に、および組織欠陥の２つの側の上に挿入することができる。温度はリアルタイムで記録され、約４５℃の最大値に達する。
【００７６】
＜ブタ脊椎円板の製造＞
脊椎円板は、４０ｋｇから８０ｋｇの重さのあるブタから、死後４時間以内に取り出す。
【００７７】
採取された脊椎円板は、特別に外科用メスを用いて全ての肉を落とす。
【００７８】
脊椎円板は、約−１８℃に冷凍して使用まで保存する。
【００７９】
＜サンプルの調製＞
椎間板ヘルニアの治療は、線維輪６（図４参照）に切り込みを形成して、ブタ脊椎円板でシミュレートする。切り込みは、非修復、または２つの異なる方法による修復済み２１（図５参照）とする。
【００８０】
図４に示されるように、切り込みは、外科用メス３１を用いて、中心３に対して半径方向（矢印３３）に形成する。
【００８１】
第１の対照椎間板は、開放した切り込みを伴なって、すなわち修復せずに準備する。
【００８２】
第２の椎間板は、「ゴールドスタンダード」技術で切り込みを修復して準備する。すなわち、切り込みの中に注入された２滴のシアンアクリレート接着剤の切り込み内への直接注入であり、切り込みは縫合点によって塞がれる。
【００８３】
図５に示されるように、第３の脊椎板は、以下の手法における本発明のアセンブリーで切り込み２１を修復することにより準備する。切り込みを形成した後、本発明の組成物４１は、適切な手段４３を用いて切り込み内に直接注入する。その後、上述したようにレーザーを用いて、切り込み上にビームの焦点を合わせて接合を達成する。
【００８４】
外科用メスを用いて環状流路５１を同様に形成し、これは管またはセンサー５３（図６参照）を受け入れることが意図される。
【００８５】
こうして準備されるサンプルは、固定され、線維輪７内に形成された環状流路５１の１つの中に、切り込みの両側から横方向に約１ｃｍ、約０．７５ｃｍの深さまで可撓管５５を挿入する。管５５は加圧された注射器５７に接続し、管５５を介して神経核内へのメチレンブルーを含有する食塩水の注入を可能にする。注射器５５は、約３ｍｌ．ｍｉｎ-1に調整する。
【００８６】
食塩水は、約２．１６ｇの塩化ナトリウムを約２５０ｍｌに希釈し、染色のためにメチレンブルーを加える。脊椎円板の中心部の中への注入が意図される食塩水の染色は、組織欠陥が液体を漏らす際の視覚的な識別を可能にする。
【００８７】
注入の間、コンピュータータイプのデータプロセッサ装置６０に接続可能な圧力センサー５９で、椎間板内圧を測定する。１つの環状流路５１のみを使用するために、Ｙ型のバイパス装置６１を使用して注入と圧力測定との間を選ぶことができる。
【００８８】
健全な椎間板５、すなわち損傷のないものは、弾性的に変形して食塩水を含有できる線維輪７を有する。一方、椎間板ヘルニアを患って修復された椎間板は、切り込みの点で弱められ、修復が不十分な効果を有すると、修復された切り込みを通した食塩水の漏れとして置き換えられる。比較例について圧力を測定して、最大圧力を検出する。この最大圧力は、線維輪によって保持され得る注入された食塩水の最大量に相当する。最大圧力を超えると、食塩水は前述の輪の外に漏れる。それゆえ、最大圧力の測定は、切り込みの修復の頑健性および密閉性の検出を可能にする。
【００８９】
健全な脊椎円板が耐え得る最大椎間板内圧は、一般的に３２バールを超え、それゆえ、この例で用いられる最大圧力に対応する。.典型的には、健全な輪によって放出される前に注入された食塩水の体積は、実質的に５ｍｌに等しい。
【００９０】
＜圧力測定の結果＞
修復された、または修復されないそれぞれのタイプの椎間板について、約１５試験を行なった。以下に与えられる値は、１５試験について得られた結果の平均である。
【００９１】
測定された最大圧力は、脊椎円板の線維輪の外に溶液が漏れる食塩水の圧力を超える。
【００９２】
未修復の切り込みを含む脊椎円板は、約４．４バールから１．５バール以内までの最大圧力に耐える。
【００９３】
ゴールドスタンダード法にしたがって修復された切り込みを含む脊椎円板は、約１０バールから５バール以内までの最大圧力に耐える。
【００９４】
本発明のアセンブリーで修復された切り込みを含む脊椎円板は、約２５バールから２バール以内までの最大圧力に耐える。
【００９５】
上述したように、健全な脊椎円板は、３２バールを超える、特に実質的に３４．５バールに等しい圧力に耐える。
【００９６】
それゆえ、本発明のアセンブリーで修復された脊椎円板は、健全な脊椎円板、すなわち非損傷の輪が耐え得る圧力に近い圧力に耐える接合部を有する。結果として、本発明のアセンブリーにより形成された接合部は、非常に有効である。
【００９７】
本発明は、椎間板ヘルニアの修復に限定されるものではなく、軟骨または他の繊維性結合組織の修復のためにもまた、使用することができる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
レーザーによる線維性結合組織の修復治療における使用のための水性組成物であって、
１ｍｌ当たり１．５．１０9粒子を超え、厳密には１ｍｌ当たり１．１０10粒子未満の濃度での金ナノ粒子、および
３０％から４５％の間の重量濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲン
を含有する組成物。
【請求項２】
先立つ請求項に記載の組成物であって、前記アルブミンおよび／またはコラーゲンは、ウシまたはヒト由来のものである組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の組成物であって、前記金ナノ粒子は、球状、三角形状、またはロッド形状のものである組成物。
【請求項４】
先立つ請求項のいずれかに記載の組成物であって、前記金ナノ粒子の最大寸法は３ｎｍから２５０ｎｍの間である組成物。
【請求項５】
先立つ請求項のいずれかに記載の組成物であって、前記繊維性結合組織は、軟骨、靭帯、または腱である組成物。
【請求項６】
先立つ請求項のいずれかに記載の水性組成物、
０．７８μｍから１．４μｍの波長において放射するレーザー
を具備するアセンブリー。
【請求項７】
先立つ請求項に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、約８０８ｎｍの波長において放射するアセンブリー。
【請求項８】
請求項６または７に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、パルス状または連続的であるアセンブリー。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、３ｍｍ2から７ｍｍ2の間の直径を有するビームを有するように構成されているアセンブリー。
【請求項１０】
先立つ請求項のいずれかに記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、コリメーターおよびファイバー光学系を伴なうアセンブリー。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、繊維組織の衝撃面の法線に対して、４５°から６０°の間の入射角を有するように構成されているアセンブリー。
【請求項１】
レーザーによる線維性結合組織の修復治療における使用のための水性組成物であって、
１ｍｌ当たり１．５．１０9粒子を超え、厳密には１ｍｌ当たり１．１０10粒子未満の濃度での金ナノ粒子、および
３０％から４５％の間の重量濃度でのアルブミンおよび／またはコラーゲン
を含有する組成物。
【請求項２】
先立つ請求項に記載の組成物であって、前記アルブミンおよび／またはコラーゲンは、ウシまたはヒト由来のものである組成物。
【請求項３】
請求項１または２に記載の組成物であって、前記金ナノ粒子は、球状、三角形状、またはロッド形状のものである組成物。
【請求項４】
先立つ請求項のいずれかに記載の組成物であって、前記金ナノ粒子の最大寸法は３ｎｍから２５０ｎｍの間である組成物。
【請求項５】
先立つ請求項のいずれかに記載の組成物であって、前記繊維性結合組織は、軟骨、靭帯、または腱である組成物。
【請求項６】
先立つ請求項のいずれかに記載の水性組成物、
０．７８μｍから１．４μｍの波長において放射するレーザー
を具備するアセンブリー。
【請求項７】
先立つ請求項に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、約８０８ｎｍの波長において放射するアセンブリー。
【請求項８】
請求項６または７に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、パルス状または連続的であるアセンブリー。
【請求項９】
請求項６乃至８のいずれか１項に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、３ｍｍ2から７ｍｍ2の間の直径を有するビームを有するように構成されているアセンブリー。
【請求項１０】
先立つ請求項のいずれかに記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、コリメーターおよびファイバー光学系を伴なうアセンブリー。
【請求項１１】
請求項６乃至１０のいずれか１項に記載のアセンブリーであって、前記レーザーは、繊維組織の衝撃面の法線に対して、４５°から６０°の間の入射角を有するように構成されているアセンブリー。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公表番号】特表２０１３−５１０１８６（Ｐ２０１３−５１０１８６Ａ）
【公表日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５３８３７８（Ｐ２０１２−５３８３７８）
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１７９２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５５０４７
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５０８１８９２１２）
【氏名又は名称原語表記】ＣＲＥＡＳＰＩＮＥ
【出願人】（５１２１２０７１９）
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＲＮＡＲＤ Ｍａｒｃ
【住所又は居所原語表記】２０ ｃｈｅｍｉｎ ｄｅ Ｊａｃｑｕｉｎ， ３３８５０ ＬＥＯＧＮＡＮ， ＦＲＡＮＣＥ
【出願人】（５１２１２０７２０）
【氏名又は名称原語表記】ＴＲＩＣＯＴ Ｆｒａｎｃｋ
【住所又は居所原語表記】８１ ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｍａｒｅｃｈａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ３３４００ ＴＡＬＥＮＣＥ， ＦＲＡＮＣＥ
【Ｆターム（参考）】
【公表日】平成２５年３月２１日（２０１３．３．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年８月２７日（２０１０．８．２７）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＦＲ２０１０／０５１７９２
【国際公開番号】ＷＯ２０１１／０５５０４７
【国際公開日】平成２３年５月１２日（２０１１．５．１２）
【出願人】（５０８１８９２１２）
【氏名又は名称原語表記】ＣＲＥＡＳＰＩＮＥ
【出願人】（５１２１２０７１９）
【氏名又は名称原語表記】ＢＥＲＮＡＲＤ Ｍａｒｃ
【住所又は居所原語表記】２０ ｃｈｅｍｉｎ ｄｅ Ｊａｃｑｕｉｎ， ３３８５０ ＬＥＯＧＮＡＮ， ＦＲＡＮＣＥ
【出願人】（５１２１２０７２０）
【氏名又は名称原語表記】ＴＲＩＣＯＴ Ｆｒａｎｃｋ
【住所又は居所原語表記】８１ ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｍａｒｅｃｈａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ３３４００ ＴＡＬＥＮＣＥ， ＦＲＡＮＣＥ
【Ｆターム（参考）】
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