CN100420493C - 细胞因子控制装置,治疗装置以及治疗方法 - Google Patents

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Abstract

一种电磁波发射单元(1)，通过将发射线圈(1-2)绕在设置在外壳(2)中的绕线管(1-1)上构成。借助谐振电路(4)将电流(例如谐振频率为60kHz，谐振电流为0.95mA)从电源单元(3)提供给发射线圈(1-2)。在操作中，发射线圈(1-2)发射弱电磁波，以形成适合于在P点进行治疗的电磁场(例如磁通量密度≒6.7nT，电场强度≒0.42V/m)。当受疾病侵袭的部分置于P点或邻近该点时，炎症细胞因子受到控制。可以确定，例如具有炎症的动物中的炎症细胞因子明显受到控制。有效工作范围为20至180kHz，并且在邻近60kHz时能够获得特别优选的结果。

Description

细胞因子控制装置，治疗装置以及治疗方法
背景技术
本发明涉及一种细胞因子控制装置，该装置控制在生物体内分泌的细胞因子，本发明还涉及一种利用上述控制功能的治疗装置，例如抑制炎症细胞因子的炎症治疗装置。
生物体内分泌细胞因子，以便对创伤(可能对生物体的内环境产生干扰的疾病发作或刺激)作出反应，从而通过维持其内环境平衡而生存。此时，生物体内的细胞因子产生重要反应。例如，当引起炎症的刺激物反应分泌炎症细胞因子时，在生物体内出现炎症反应。
TNF(肿瘤坏死因子)-α，IL(白细胞介素)-1β，IL-6，IL-8以及类似物作为炎症细胞因子是公知的。可以看到在参考文献1(“细胞因子与疾病”，Bessatu Igaku No Ayumi，Jiro Imanishi(编辑)，Katsuji Fujita(出版者)，Ishiyaku Publishers，In.(出版社)，第一次出版/第一次印刷：2000年7月10日出版)中对细胞因子进行了描述，因此在此将省去详细说明。按照惯例，在大多数情况下，作为促进或抑制细胞因子分泌的手段，将一些种类的化学物质，例如药物和生物成份施用于存在于与分泌相关的神经和细胞中的受体。
对炎症细胞因子的角色已经有许多研究。如TNF-α(肿瘤坏死因子-α)、和IL-1的细胞因子是由包括免疫活性细胞的各种类型的细胞对细胞应力如感染作出反应而产生的(Koj，A.，Biochim.Biophys.Acta，1317，84-94(1996))。这种细胞因子的生物活性包括正调控机制和负调控机制。在正常状态下，调控机制以平衡方式工作，以构成一个网络来维持细胞因子的自我平衡。可以认为，当存在适当量的细胞因子时，它在免疫反应中扮演着重要的角色，但是过度产生细胞因子则与炎症疾病相关(Dinarello，C.A.，Curr.Opin.Immunol.，3，941-948(1991))。如果例如用于肿瘤坏死因子(TNF-α)的负调控机制(控制机制)功能不足，则TNF-α促进生成其它各种类型的炎症细胞因子，例如IL-1β，IL-6和IL-8，并且生成的细胞因子将促进TNF-α的生成。这种链式反应形成炎症的恶性循环。这样将引起骨、软骨等中的组织被破坏，导致风湿性关节炎等自身免疫性疾病。
目前已经对抑制细胞因子的方法进行了研究。日本专利公开第2002-363104号报道了一种基于非甾体(nonsteroidal)抗炎试剂的炎症细胞因子抑制剂。日本专利公开第2002-326950号报道了一种包含乳铁蛋白作为活性成分的炎症细胞因子抑制剂。另外，日本专利公开第2001-114690号，PCT(WO)7-50317(WO95/14081)，PCT(WO)9-5-5-55(WO95/13067)报道了一种p38MAP激酶抑制剂。日本专利公开第11-180873号报道了一种NF-κB激活抑制剂。日本专利公开第2000-239182报道了一种包含肝细胞生长因子作为活性成分的炎症细胞因子控制剂。所有这些报道均与采用药物和提取物的方法相关，因此它们存在过度抑制、出现抵抗力和药物副作用的危险。另外，由炎症细胞因子引起的诸如自身免疫疾病等的炎症疾病趋于变成慢性，因此病人需要长期的药物治疗。这种疾病主要是采用非甾体药物进行对症治疗，但不能期望能完全治愈。因此，这种方法不适于采用具有副作用的药物。
不用药物来控制细胞因子的方法已有报道，该方法为在同源的T细胞悬浮液中施以适当量的氧化应力，从而引起臭氧和氧气的混合物形成泡沫；或者细胞除接受应力外用UV光照射细胞，从而导致T细胞中炎症细胞因子的生成变少，并且增生反应变少(PCT(WO)2002-523332)。还有一种报道的方法是，当在一个滤波器中形成体外电路时，将在没有电解发生的范围内的电压，或者电压或磁场等于或高于电解发生时的电压施加给血液，并使血液通过电极或磁场之间，以强迫例如在白细胞等细胞表面释放离子通道，改变细胞膜电位，或通过刺激细胞，在电压、电流或磁场的作用下在细胞表面形成离子泵，从而激活细胞，产生或释放作为细胞因子的白细胞介素和干扰素(PCT(WO)8-508299)。日本专利公开第11-322619号公开了一种方法为将人体血液或淋巴液通过电极或电场之间，以强迫例如在白细胞等细胞表面释放离子通道，改变细胞膜的电位，或通过刺激细胞，在电压和电流的作用下在细胞表面形成离子泵，从而激活细胞，产生或释放作为细胞因子的白细胞介素和干扰素。
前面描述的所有这些不依赖于药物的细胞因子控制方法均涉及在体外，即提取到体外的处理细胞的方法。因此，它们不是用于生物体的非侵害性的治疗方法。
发明内容
发明概述
本发明的目的是提供一种细胞因子控制装置，该装置通过采用电磁波或电磁场来控制生物体细胞中分泌的细胞因子的分泌，不采用如药物或生物成份等任何化学物质的介入。
本发明的目的是提供一种治疗装置，该装置通过对有机体采用弱电磁波或电磁刺激来控制细胞因子，从而可以避免例如药物等化学物质的副作用和植物毒性，因为采用例如药物等化学物质来抑制细胞因子时存在具有副作用或植物毒性的危险。
为了达到上述目的，本发明包括接收到能量后发射电磁波的电磁波发射装置，以及用于向电磁波发射装置提供能量的电源装置。这样有可能通过发射弱电磁波，例如20至于180kHz(优选为60kHz)，并对生物体施加由电磁波形成的电磁场，来大大地抑制生物体内分泌的炎症细胞因子。
目前对生物体进行的细胞因子控制方法的研究主要为采用药物，而没有采用电场或磁场来进行非侵害性的细胞因子控制的报道。采用本发明的电源装置和电磁波发射装置从体外用电磁波来照射细胞因子，可以非侵害性地调节生物体内细胞因子的数量。
值得注意的是，由电磁波发射装置发射的电磁波的频率并不限制在20至180kHz范围内，只要是电磁波能够控制细胞因子即可。这就是说，在本发明中，由电磁波发射装置发射的电磁波的可能频率范围在一定程度内变化。可通过谐振频率(fr)来调节磁场和电场的强度。
另外，本发明可通过改变电磁波的频率和强度来控制生物体内分泌的细胞因子的数量和选择要控制的细胞因子，因此可用作一种试验装置或研究装置(细胞因子控制装置)，也可作为治疗装置。
如果例如利用炎症细胞因子抑制效果，则可以治疗疾病，包括类风湿性关节炎、多发性骨髓瘤、Castleman氏病、Crohn氏病、心肌炎、心肌梗死、动脉硬化、脊椎炎、脊髓受损。但是，本发明不限制这些，而是可通过细胞因子控制对任何疾病产生医疗效果。
通常采用线圈来用作电磁波发射装置。但是也可采用天线等。另外，可采用谐振电路，通过将电磁波频率调节到谐振电路的谐振频率而将谐振电流馈送给电磁波发射装置。当发射电磁波时，可采用例如矩形波、复合波和频带噪声等连续波，或者通过将其转换成脉冲状波形而获得的波。
附图说明
图1示出了按照本发明一个实施方案的细胞因子控制装置的基本配置；
图2所示的方框图示意性示出了上述细胞因子控制装置的电源单元的内部电路布置；
图3所示的图表说明了细胞因子控制装置用电磁波照射对炎症细胞因子TNF-α和IL-6的抑制效果；
图4A示出了采用具有中间抽头的谐振线圈来改变谐振频率的示例性方法；
图4B示出了采用谐振电容组来改变谐振频率的示例性方法；
图4C示出了采用谐振线圈组来改变谐振频率的示例性方法；
图4D示出了采用由谐振线圈和谐振电容构成的一串联电路组来改变谐振频率的示例性方法；
图5的透视图示出了当同时发射不同频率的电磁波时发射线圈的安装方式的例子；
图6A的平面图示出了环形线圈(螺旋线圈)是如何用作发射线圈的例子；
图6B的透视图示出了可用于替代发射线圈的发射天线(杆状天线)的例子；
图6C的剖面图示出了可用于替代发射线圈的发射天线(扁平天线)的例子；
图7示出了在细胞因子控制装置的电磁波频率改变时获得的在胶原蛋白诱导关节炎大鼠模型的血浆中的IL-6测量结果；
图8示出了在细胞因子控制装置的电磁波频率改变时获得的在胶原蛋白诱导关节炎大鼠模型的血浆中测得的抗型II(anti-type II)胶原蛋白抗体滴定量结果；
图9示出了采用细胞因子控制装置的电磁波照射后，MRL自发关节炎模型小鼠的关节炎组织的实验结果；
图10示出了采用细胞因子控制装置的电磁波照射后，II型胶原蛋白诱导关节炎模型小鼠的关节炎组织的实验结果；以及
图11示出了采用细胞因子控制装置的不同频率电磁波照射后，II型胶原蛋白诱导关节炎模型小鼠的关节炎组织的实验结果。
优选实施方案的详细描述
下面将结合附图描述本发明。图1示出了按照本发明一个实施方案的细胞因子控制装置的基本配置。参见图1，附图标记1表示电磁波发射单元；附图标记2为容纳电磁波发射单元的外壳；以及附图标记3为向电磁波发射单元1提供能量的电源单元。
电磁波发射单元1由圆柱绕线管1-1和环绕绕线管1-1的线圈(发射线圈)1-2组成。外壳2由圆柱壳体2-1和设在壳体2-1的前后表面上的圆碟2-2和2-3组成。绕线管1-1、外壳2-1和圆碟2-2和2-3由氯乙烯制成。电磁波发射单元1与安装部件(未示出)固定在一起，以便基本上位于外壳2的中央空间2-4的中心。电磁波发射单元1的发射线圈1-2可以与电源单元3为一整体，或与之分开，但具有延伸导线LA和LB。
绕线管1-1的直径D1和长度L1分别设定为约5厘米和7厘米。壳体2-1的直径D2和长度L2分别设定为约10厘米和15厘米。发射线圈1-2由一层构成，并且其匝数设定为45。发射线圈1-2的一端和另一端从碟2-3侧面通过导线LA和LB延伸至外壳2的外侧。
图2示意性地示出了电源单元3的内部电路布置。电源单元3包括电源(DC电源)3-1，接收电源3-1提供的能量之后产生振荡信号F1的振荡器3-2，接收电源3-1提供的能量后对来自振荡器3-2的振荡信号F1进行放大的放大器3-3，包括初级绕组T1和次级绕组T2的升压变压器3-4，谐振线圈3-5以及谐振电容3-6。
升压变压器3-4接收经放大器3-3放大的振荡信号F1并将其作为初级绕阻T1的输入AC电压e1，升高该输入AC电压e1，并将得到的电压作为输出AC电压e2从次级绕组T2输出。假设在该实施方案中，从次级绕组T2输出的输出AC电压e2具有正弦波形。尽管未示出，振荡器3-2具有调节按钮。可操作该调节按钮来调节振荡信号F1的频率。
来自电磁波发射单元1的发射线圈1-2的一端的导线LA通过电源单元3中的接线端P1与升压变压器3-4的次级绕组T2的一端相连。来自线圈1-2的另一端的导线LB通过接线端P2与谐振线圈3-5的一端相连。升压变压器3-4的次级绕组T2的另一端接地。谐振线圈3-5的另一端通过谐振电容3-6接地。
在该实施方案中，谐振线圈3-5的电感值设定为150mH，谐振电容3-6的电容值设定为47pF。发射线圈1-2、谐振线圈3-5和谐振电容3-6构成串联谐振电路4，其中流过的AC电流i2在AC电压e2的频率变为60kHz时呈现最大值。构成串联谐振电路4，从而当谐振频率fr设定为60kHz，并且AC电压(AC电源)e2的频率变为60kHz时，谐振电流流动。
在该实施方案中，振荡器3-2中的振荡信号F1的频率可以预先调节，这样AC电流i2呈现最大值，同时通过天线监视串联谐振电路4中流过的AC电流i2的增加。通过该调节，将升压变压器3-4的次级绕组T2输出的输出AC电压e2值设定为5.6V；串联谐振电路4中流过的AC电流i2值为0.95mA；并且输出AC电压e2和AC电流i2的频率为60kHz。
[电磁波的发射]
参见图2，打开电源(DC电源)3-1，由电源3-1向振荡器3-2和放大器3-3提供能量。振荡器3-2在接收到电源3-1提供的能量之后产生振荡信号F1，并将其输送给放大器3-3。放大器3-3对来自振荡器3-2的振荡信号F1进行放大，并将其输送给升压变压器3-4。
升压变压器3-4接收放大器3-3放大的振荡信号F1，并将其作为初级绕组T1的输入AC电压e1，升高该输入AC电压e1，并将其作为输出AC电压e2从次级绕组T2输出。在该操作中，AC电流i2流过电磁波发射单元1的发射线圈1-2，发射线圈1-2发射电磁波。
此时，由于AC电压e2的频率根据振荡信号F1的频率设定为60kHz(已预先调节)，并且与串联谐振电路4的谐振频率fr一致，发射线圈1-2中流过的AC电流i2变为最大。因此，发射线圈1-2以最大效率发射电磁波。这就是说，将谐振频率为fr的交变电流馈送给发射线圈1-2升高了施加给发射线圈1-2的电压，这样与磁场一起高效地发射电场。
由fr＝1/[2π(LC)1/2]求得谐振频率fr，这里L为谐振线圈的电感值，C为谐振电容的电容值。当L与C的乘积保持为常数时，谐振频率fr保持不变。当电感值L增大，而电容值C减小时，代表电路锐度的Q增大，产生大电场。反之，当电感值L减小，而电容值C增大时，代表电路锐度的Q减小，产生小电场。以这种方式，可以改变电场和磁场之间的强度比率。另外，由于电路的Q与谐振电路的DC阻抗成反比，可通过在谐振电路的接地侧***一个可变电阻来调节电场和磁场的强度。
改变谐振频率的方法例如包括使用如图4A所示具有中间抽头的谐振线圈3-51的方法，使用如图4B所示谐振电容组3-61的方法，使用如图4C所示谐振线圈组3-52的方法，以及采用如图4D所示由谐振线圈和谐振电容构成的串联电路组3-53的方法。
参见图4A，通过转换谐振线圈3-51的中间抽头的位置来改变谐振频率fr，其中谐振线圈采用开关SW1与谐振电容3-6的一端相连。
参见图4B，采用开关SW1转换与谐振线圈3-5相连的谐振电容组3-61中的具有不同电容值的电容C1，C2和C3来改变谐振频率fr。
参见图4C，采用开关SW1转换连接在发射线圈1-2和谐振线圈3-6之间的谐振线圈组3-52中的具有不同电感值的线圈CL1，CL2和CL3来改变谐振频率fr。
参见图4D，分别串联连接线圈CL1和电容C1，线圈CL2和电容C2以及线圈CL3和电容C3，并且采用开关SW1转换由线圈和电容构成的串联连接电路来改变谐振频率fr。
在图2所示的电路结构中，串联谐振电路4具有削弱放大器3-3的失真分量和削弱非谐振频率分量的效果。显然，如果通过放大来自振荡器3-2的振荡信号F1而获得的来自放大器3-3的信号几乎不包含谐振频率分量，则可省去谐振线圈3-5和谐振电容3-6。
另外，在图2所示的电路结构中，通过将谐振电流馈送给发射线圈1-2而将在P点形成的电磁场中磁场与电场的比率设定为约1∶0.044。可以获得相似的医疗效果的磁场与电场的比率在一定范围内变化，并且谐振电流不必总是馈送给发射线圈1-2。这就是说，即使AC电压e2的频率偏离谐振频率fr，或者将60kHz的AC电压e2施加给发射线圈1-2而不使用谐振频率也是足够的。另外，电磁场的强度在一定程度内变化。
在该实施方案中，AC电压e2具有正弦波形，并且发射线圈1-2发射具有正弦波形的电磁波。然而，也可采用如矩形波、复合波和频带噪声等连续波，或者为通过将其转换为脉冲状波形的波。例如，如图5所示，第一发射线圈1-21和第二发射线圈1-22可绕在绕线管1-1外，以便分别从第一发射线圈1-21和第二发射线圈1-22发射具有频率f1的电磁波和具有频率f2的电磁波(f1≠f2)。
在该实施方案中，圆柱形发射线圈1-2用作发射电磁波的装置。然而，也可采用类似图6A所示的环形线圈(螺旋线圈)5-1，类似图6B所示的杆状天线5-2，或者类似图6C所示的扁平天线5-3。
发射线圈1-2发射的60kHz的弱电磁波通过碟2-2的发送，在碟2-2的前部形成电磁场。在该实施方案中，在距离碟2-2一定距离d(d＝50厘米)的
Figure C0380679600101
Figure C0380679600102
的电磁场。在P点的电磁场中，基于磁场的能量密度约为0.011(W/m2)，基于电场的能量密度约为0.00047(W/m2)。磁场与电场的比率约为1∶0.044。可通过将谐振电流馈送给发射线圈1-2获得具有该比率的电磁波。
在该实施方案中，发射线圈1-2具有一层。然而，线圈并不限于为一层，而是可以有两层或多层。另外，可采用缠绕着如平行绕组或螺旋绕组等绕组对的线圈。在该例中，可通过转换馈送到一个绕组和另一个绕组之间的电流的相位来调节磁场的大小。
[动物实验①：鼠辅助剂诱导关节炎对体内细胞因子影响实验]
[实验动物]
(从Charles River Japan，Inc.)购买五周大的雄性SD老鼠用于实验。
[喂养]
将每只动物收容喂养在不锈钢支托繁殖笼中。每个动物室中的温度设定为22±3℃(实际测量值：22至23℃)；湿度为55±15％(实际测量值：57至65％)。提供完全新风***，通风频率为每小时10次或更多。从早6点至晚6点提供室内照明12小时，照明度为150至300Lux。采用食物CE-2(购自CLEA Japan，Inc.)来喂养，并且允许动物不受限制地饮水。
[实验方法]
(1)分组
将动物分成两组，如下所示用①和②来表示，每组包括5只动物：
A1：非电磁波照射组(对照组)……A组
A2：60kHz电磁波照射组……B组
将辅助溶液(关节炎诱导物质)给予上述动物组，以检验用细胞因子控制装置100发射的60kHz电磁波反复照射的效果。B组的照射周期为11天。
(2)60kHz电磁波照射
将动物放在聚碳酸酯鼠笼中(215W×230D×130H(单位：毫米))，并薄薄地铺一层碎屑。用细胞因子控制装置100发射的60kHz电磁波从上部直接照射动物。在这种情况下，动物距装置的距离为50厘米，即位于图1中的P点。在此位置，每天早上重复三次10分钟的照射(共30分钟)，间隔20分钟。总共进行11天的60kHz电磁波照射，即施给辅助剂前10天和施给辅助剂当天。
(3)辅助剂诱导关节炎的生成
在液态石蜡(Kanto Kagaku)中悬浮分支杆菌(butytricum)(Difco)来制备作为关节炎诱导物质的辅助溶液。在右后腿的脚垫(footpad)处经皮注射0.3mg/0.05ml/部位的辅助溶液，以生成关节炎鼠。
(4)血液采集
在施给辅助剂之后的那天斩去每只鼠的头部采集血液。根据预定方法，血液经EDTA处理和离心得到血浆。立即冷冻血浆并用于细胞因子测量。
(5)细胞因子测量
采用市售试剂盒测量炎症细胞因子TNF-α和IL-6(TNF-α：鼠TNF-α；ELISA Kit Wako，Wako Pure Chemical Industries，Ltd，IL-6(Endogen RatInterleukin-6ELISA，Endogen)。
[实验结果]
图3示出了采用细胞因子控制装置100发射的60kHz电磁波照射炎症细胞因子TNF-α和IL-6的抑制结果。
当对A组和B组的炎症细胞因子TNF-α和IL-6的数量进行比较时，非电磁波照射的A组中的TNF-α数量为215pg/ml，而60kHz电磁波照射的B组为96pg/ml。很显然，与非电磁波照射的A组相比，60kHz电磁波照射的B组中TNF-α明显被抑制(显著水平：0.1％)。可以看出，对于炎症疾病和类风湿性关节炎的治疗来说，抑制TNF-α是有效的。
非电磁波照射的A组中IL-6的数量为754pg/ml，而60kHz电磁波照射的B组为204pg/ml。显然，与非电磁波照射的A组相比，60kHz电磁波照射的B组中IL-6明显被抑制(显著水平：0.1％)。由于IL-6的量暗含对应于炎症的程度，因此IL-6被抑制表示炎症被抑制。
可以看出，这种鼠关节炎模型与人的类风湿性关节炎十分相关。这也非常鲜明地表明，在该模型中抑制作为炎症细胞因子的TNF-α和IL-6对治疗人体的炎症疾病、类风湿性关节炎等是很有效的。
[动物实验②：类风湿因子性自发关节炎和MRL鼠组织的效果]
[实验动物]
(从Charles River Japan，Inc.)购买六周大的患有自发性关节炎的MRL鼠用于实验。注意，在参考文献2(“关节炎模型”，Chiyuki Abe和Takashi Sawai(编辑)，Ishiyaku Pjblishers，In.(出版社)，第一次出版/第一次印刷：2000年7月19日出版)。MRL鼠自身生长有关节炎，不必施给任何关节炎诱导辅助剂。
[喂养]
以与动物实验①相同的方式喂养老鼠。
[实验方法]
(1)分组
将动物分成两组，如下所示用①和②来表示，每组包括6只动物：
A1：非电磁波照射组(对照组) 6只鼠……C组
A2：60kHz电磁波照射组 6只鼠……D组
(2)电磁波照射
电磁波照射方法与动物实验①相同。电磁波照射周期为从实验开始5周；每天重复10分钟照射三次(共30分钟)，间隔20分钟。
(3)血清学实验/组织学实验
在实验开始那天和第五个实验星期那天从尾部静脉采集血液，测量血浆中类风湿因子和抗-ds-DNA抗体。上述操作之后，按照预定方法，每只鼠的右前腿被HE染色，以进行组织学实验。
[实验结果]
(1)血清学实验结果
1)类风湿因子RF-IgG
非电磁波照射的C组中类风湿因子RF-IgG的平均量为120单位/ml，而60kHz电磁波照射的D组为73单位/ml。这就是说，采用60kHz电磁波照射能够抑制RF-IgG。因为RF-IgG暗含着与炎症的程度相关，对RF-IgG的抑制表示炎症被抑制。
2)类风湿因子RF-IgM
非电磁波照射的C组中类风湿因子RF-IgM的量为24单位/ml，而60kHz电磁波照射的D组为15单位/ml。这就是说，采用60kHz电磁波照射能够抑制RF-IgM。因为RF-IgM反映着急性期炎症的程度，因此这表明用60kHz电磁波照射抑制急性炎症。
3)抗-ds-DNA抗体
体现急性炎症向慢性炎症转变的抗-ds-DNA抗体在非电磁波照射的C组中的量为1457单位/ml，而60kHz电磁波照射的D组为737单位/ml。这就是说，采用60kHz电磁波照射能够抑制抗双链DNA抗体。
(2)组织学实验结果
实验之后，将动物屠宰。然后对右前腿进行HE染色，并且按照预定方法进行组织学组织检查。根据对滑膜组织的重叠、滑膜下组织的水肿变化、纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、绒毛形成、软骨受损、软骨增生、骨/软骨***的替代、关节翳的形成以及骨瘤的观察，按照无改变(-)、略微改变(+)、中等改变(++)以及严重改变(+++)来对样品评分。在统计分析中，采用Wilcoxon U实验和卡方实验来进行显著差异实验，显著水平设为p＜0.05。
图9示出了组织学组织检查结果。在非电磁波照射组(对照组)中，可确认滑膜重叠、水肿、纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、软骨受损、肉芽替代
以及骨瘤，因此观察到了关节炎的发展。与之相反，在60kHz电磁波照射组为，在对照组中观察到的中等滑膜重叠已明显改善。同样，水肿、纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、软骨受损以及肉芽替代均已明显改善。已知这种MRL模型与人类风湿性关节炎有很强的相关性。因此相信，细胞因子控制装置对例如类风湿性关节炎等炎症疾病的治疗是有效的。
[动物实验③：II型胶原蛋白诱导关节炎模型鼠的关节炎组织判定的效果]
[实验动物]
购买六周大的雄性MRL鼠用于实验。将牛II型胶原蛋白(ElastinProducts Co.，Inc.)皮内注入至鼠的尾端(每只100μg，间隔一周注入两次)，以生成关节炎。一周一次施给***(ICN Biomedicals Inc.)，电磁波照射的周期为4周。
[实验方法]
(1)分组
将老鼠分成三组，每组由如下6只鼠组成。
(2)电磁波照射
①：非电磁波照射组(对照组)
②：施给***组(肌肉注射***，每周1mg/kg)
③：电磁波照射组(60kHz电磁波照射组)：每天总计30分钟的照射，即10分钟照射，20分钟间断，10分钟照射，20分钟间断，并且10分钟照射。
(3)组织学组织检查
实验之后，将动物屠宰。然后对右前腿进行HE染色，并且按照预定方法进行组织学组织检查。根据对滑膜组织的重叠、滑膜下组织水肿变化、纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、绒毛形成、软骨受损、软骨增生、骨/软骨***的替代、关节翳的形成以及骨瘤的观察，按照无改变(-)、略微改变(+)、中等改变(++)以及严重改变(+++)来对样品评分。在统计分析中，采用Wilcoxon U实验和chisquared方实验来进行显著不同实验，显著水平设为p＜0.05。
[实验结果]
图10示出了组织学组织检查结果。在对照组①中，可确认滑膜重叠、水肿、纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、软骨受损、肉芽替代以及骨瘤的恶化评分，因此观察到了关节炎的发展。在施给***组②和60kHz电磁波照射组③中观察到，这些改变中的中等滑膜重叠、水肿以及肉芽替代在评分中已明显改善。与非电磁波照射组①相比，在施给***组②和60kHz电磁波照射组③中均未观察到纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、软骨受损以及骨瘤的改善。在施给***组②和60kHz电磁波照射组③之间没有显著的不同。这些结果表明，采用电磁波照射II型胶原蛋白诱导关节炎模型鼠具有采用***作为治疗风湿病药物类似的医疗效果。
[采用不同频率电磁波的动物实验]
[动物实验④：对胶原蛋白诱导关节炎鼠模型血浆中IL-6的测量和抗-II型胶原蛋白抗体滴定测量]
[实验动物]
采用6周大的雌性Lew鼠。
(1)分组
将老鼠分成七组，每组由5只鼠组成：①非治疗组(对照组)，②疾病对照组，③***施给组，④电磁波照射组(20-kHz-电磁波照射组)，⑤电磁波照射组(60-kHz-电磁波照射组)，⑥电磁波照射组(180-kHz-电磁波照射组)，⑦电磁波照射组(540-kHz-电磁波照射组)。
(2)关节炎生成
将10mg/ml牛II型胶原蛋白(Elastin Products Co.，Inc.)在0.02M三羟甲基氨基甲烷/0.15M盐缓冲溶液(pH：8.0)搅拌制得的乳剂皮内注入至组②至⑦的鼠的尾梢部，每只1mg。
(3)电磁波照射方法
在施给II型胶原蛋白前的那天开始，对组④至⑦的老鼠每天进行10分钟照射，20分钟间断，10分钟照射，20分钟间断，以及10分钟照射，电磁波照射频率调节至20，60，180和540kHz。
(4)给药
从施给II型胶原蛋白之后的那天开始，每周一次将含有抗炎症效果的***(ICN Biomedicals Inc.)以每只1mg的剂量施给***施给组③中的老鼠。
(5)血清中IL-6的测量
采集每只鼠的血清，采用购自ANALYZA的鼠IL-6免疫测定试剂盒来测量血清中IL的量。
(6)血清中抗-II型胶原蛋白抗体滴定量的测量
采集鼠血清，采用鼠IgG抗-II型胶原蛋白ELISA试剂盒(购自Chodrex)来测量。
(3)组织学组织检查
以动物实验③相同的方式进行组织学组织检查。
[实验结果]
(1)IL-6测量结果
参见图7，在施给II型胶原蛋白的第42天的慢性阶段，没有关节炎的非治疗组(对照组)①中IL-6的量为241pg/ml。与此相反，除了施给作为关节炎诱导物质的II型胶原蛋白以外没有进行治疗的疾病对照组②中，IL-6的量为443pg/ml。
在***施给组③中，肌肉内施用***，一种已知包含抗炎症效果的类固醇以每周每只1mg的剂量，与疾病对照组②相比，IL-6的增生被明显抑制到数量为144pg/ml。
在20-kHz-电磁波照射组④，60-kHz-电磁波照射组⑤，180-kHz-电磁波照射组⑥和540-kHz-电磁波照射组⑦中，血浆中IL-6的测量值为202，106，156和282pg/ml，小于疾病对照组②中的443pg/ml。这就是说，可以确定，采用电磁波照射具有抑制II型胶原蛋白诱导关节炎中炎症细胞因子IL-6增生的效果。具体地说，采用60-kHz和180-kHz电磁波呈现出明显的，等效于***施给组③的抑制效果。另外，采用20-kHz电磁波呈现出相当明显的抑制效果。在本发明中，数值限定在20kHz至180kHz即基于该测量结果。
(2)抗-II型胶原蛋白抗体滴定测量
参见图8，在没有施给II型胶原蛋白的对照组①中的血清中抗体滴定量为180单位/ml，而在施给II型胶原蛋白第42天的疾病对照组②中为530单位/ml。在***施给组③中，抗体滴定量的增加明显被抑制，其抗体滴定量的值为290单位/ml。20-kHz-电磁波照射组④和60-kHz-电磁波照射组⑤呈现的抑制抗-II型胶原蛋白抗体滴定量的效果几乎等效于***施给组③，在两组中抗体滴定量数值分别为246单位/ml和275单位/ml。
(3)组织学组织检查结果
图11示出了组织学组织检查结果。与非治疗对照组①相比，在疾病对照组②中，可确认在如下项目中外观组织发生了改变，例如滑膜组织重叠、水肿、纤维蛋白沉积、纤维原细胞增殖、淋巴细胞、多核白细胞、软骨受损、软骨增生、肉芽替代以及骨瘤。与疾病对照组②相比，在***施给组③和20至180-kHz-电磁波照射组④，⑤和⑥中，可确认在许多项目中有明显改善的炎症组织图像。在540-kHz-电磁波照射组⑦中，尽管可确认有改善倾向，但仅可确认水肿项目中有明显改善的图像。在60-kHz-电磁波照射组⑤中，在如下方面可确认有改善：滑膜重叠、水肿、淋巴细胞、多核白细胞、软骨受损、软骨增生、肉芽替代等，这样呈现出等效于***的效果。当对各个组中可确认的明显改善的项目数量进行比较时，可以发现，采用60-kHz电磁波照射和***在6个项目中呈现明显改善，即效果最好；采用180-kHz电磁波、20-kHz电磁波和540-kHz电磁波分别在3个项目、2个项目和1个项目中呈现明显改善。
在药物治疗领域，当将整个身体或被炎症例如炎症疾病或关节风湿病侵袭的部分放在或靠近图1中的P点，并用细胞因子控制装置(治疗装置)100发射的电磁波来照射时，炎症细胞因子的分泌被抑制，炎症减少。在这种情况下，可以对炎症疾病进行治疗而不必采用药物，或者减少用药量，没有副作用和植物毒性的风险。尽管这种治疗装置可与身体接触，但装置可在距其适当距离之处照射。因此该装置的特征在于它在侵害性、安全和方便使用方面是有利的。
如上所述，本发明的装置能够很好地抑制生物体中分泌的细胞因子，并呈现很强的炎症抑制效果。另外，从多种生病的动物模型中可以确定，这种效果等效于广泛用于医疗领域的作为强炎症抑制剂的类固醇。因此，该装置被认为是对人体炎症疾病，即由炎症细胞因子TNF-α，IL-1β，IL-6，IL-8等引起的疾病，例如类风湿性关节炎、多发性脊髓瘤、Castleman病、Crohn病、心肌炎、心肌梗死、动脉硬化、脊椎炎和脊髓受损有效。
另外，该装置例如可通过改变发射线圈发射出的电磁波的频率和强度来选择受控制的细胞因子，并且可用作实验装置或研究装置以及治疗装置。

Claims (11)

1. 一种细胞因子控制装置，其特征在于包括用于在接收到能量后向有机体发射电磁波以控制有机体中细胞因子的电磁波发射装置，以及用于向所述电磁波发射装置提供能量的电源装置。
2. 按照权利要求1所述的细胞因子控制装置，其特征在于所述电磁波发射装置包括线圈。
3. 按照权利要求1所述的细胞因子控制装置，其特征在于为所述电磁波发射装置提供能量的所述电源装置包括AC电源。
4. 按照权利要求3所述的细胞因子控制装置，其特征在于还包括谐振电路。
5. 按照权利要求3所述的细胞因子控制装置，其特征在于电磁波的频率设定为20至180kHz。
6. 一种治疗装置，其特征在于包括用于在接收到能量后向有机体发射电磁波以控制有机体中细胞因子的电磁波发射装置，以及向所述电磁波发射装置提供能量的电源装置。
7. 按照权利要求6所述的治疗装置，其特征在于通过电磁波控制炎症细胞因子。
8. 按照权利要求7所述的治疗装置，其特征在于电磁波的频率设定为20至180kHz。
9. 一种治疗方法，该方法通过采用电磁波来控制细胞因子，从而治疗疾病。
10. 按照权利要求9所述的治疗方法，其特征在于细胞因子包括炎症细胞因子。
11. 按照权利要求10所述的治疗方法，其特征在于电磁波的频率设定为20至180kHz。
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