JP3462561B2 - 薬物投与器具 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【産業上の利用分野】本発明は、血栓、動脈硬化等の各
種疾患の治療、及び、ＰＴＣＡ等の治療後の再閉塞に対
する治療を目的としてカテーテルの先端に装着して使用
される薬物投与器具に関し、特に、超音波と電気泳動を
併用した薬物投与器具に関する。 【０００２】 【従来の技術】たとえば、心筋梗塞は、冠動脈において
血栓或いは動脈硬化のために血行が閉塞され、心筋に十
分酸素が供給されなくなり、心筋が壊死に到る病気であ
る。 【０００３】この心筋梗塞の治療法の一つとして、内科
的血栓溶解療法がある。この内科的血栓溶解療法は、薬
物の経口投与、或いは、血管内注射により、血栓を薬物
により溶解させるものである。しかしながら、この内科
的血栓溶解療法は、薬物を血液に吸収させこの血液を体
内で循環させることにより、患部に薬物成分を投与する
ものであるので、投与した薬物の量に比べて患部に吸収
される薬物の量が非常に少ないので、患部に対する薬物
投与効率が非常に悪いという問題があった。また、有効
血中濃度を得るために薬物濃度を高めると他の臓器や器
官に副作用を生じるという問題があった。 【０００４】一方、血栓部分に集中的に治療を行うもの
として、血管拡張療法等が知られている。この血管拡張
療法は、ＰＴＣＡ（ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ ｔｒａ
ｎｓｌｕｍｉｎａｌ ｃｏｒｏｎａｒｙ ａｎｇｉｏｐ
ｌａｓｔｙ：経皮的冠動脈形成術）とも呼ばれており、
Ｘ線透視下に患者の大腿部より経皮的に冠動脈入口まで
ガイドカテーテルを導入し、その先端にバルーンの付い
たカテーテルをガイドワイヤーの誘導によって病変部位
へ到達させ、そこでバルーンを膨張させることにより、
冠動脈の狭窄を拡張し、冠血流量を増加させる方法であ
る。 【０００５】しかしながら、この血管拡張療法において
は、手術後数ヵ月以内に再狭窄が３０〜５０％という高
い率で発生するという問題がある。このため、手術から
一定期間経過後に、冠動脈造影法により再検査を行い、
再狭窄があった場合には、血管拡張療法を再度繰り返
し、狭窄が治療できない場合には、より大掛かりな冠動
脈バイパス手術を必要としていた。 【０００６】また、再狭窄の防止のために、血管拡張療
法を実施する際に、ステントと呼ばれる金網状の円筒体
を血管の狭窄部に挿入し、バルーンを膨張させて円筒体
の直径を広げることにより血管の壁面を補強することが
行われている。しかしながら、この場合でも、極めて高
い頻度で再閉塞は発生している。 【０００７】 【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明は、患
部に対して効率的に薬物を投与して治療効果を高めるこ
とができる薬物投与器具を提供することを目的とする。 【０００８】 【課題を解決するための手段】本発明は、超音波照射と
イオントフォレシスを併用して薬物を注入するためのカ
テーテルの先端に設けられて使用される薬物投与器具で
あって、圧電素子と、この圧電素子を挟むように設けら
れた第１及び第２の電極とからなる電極部と、この電極
部の近傍に設けられ前記カテーテルから供給される薬物
を患者に対して注入するための開口部と、前記患者に対
して電気的に接続される第３の電極を有し、前記第１及
び第２の電極の間には超音波周波数の電気信号が印加さ
れ、前記第３の電極と、前記第１と第２の電極のなかの
外側の電極との間に直流電圧が印加されることを特徴と
する。 【０００９】 【作用】薬物は、濃度勾配及び電極間の電位差に応じた
電気泳動により生体組織内に吸収される。このとき、薬
物の適用部位に超音波が照射されることにより、照射部
位の生体組織が振動し、薬物が生体組織内に侵入し易く
なる。更に、薬物にも超音波が照射されるので、薬物の
拡散，浸透効果が改善される。また更に、超音波は電極
にも照射されるので、電極近傍での分極が防止され、電
極としての機能が十分維持される。 【００１０】 【実施例】以下、図面を参照しながら実施例に基づいて
本発明の特徴を具体的に説明する。 【００１１】図１（ａ），（ｂ）は、本発明の超音波利
用薬物投与器具の第１の実施例を示す斜視図及び断面図
である。図において、１は、人体の器官内に挿入される
シリコンやテフロンからなるカテーテルの先端に取付け
られる、或いは、カテーテルの先端と一体になって形成
された円筒状の薬物投与器具である。薬物投与器具１に
は、電極部２と薬物注入部３が設けられている。 【００１２】電極部２は、円筒状の圧電素子４と、この
圧電素子４の内周面の表面に、たとえば、銀の蒸着によ
り形成された筒状の内側電極５と、圧電素子４の外周面
の表面に同様に形成された円筒状の外側電極６とから構
成されている。なお、内側電極５は、その表面が絶縁物
で被覆されることにより外部に対して電気的に絶縁した
状態で設けられ、外側電極６は外部に対して電気的に露
出した状態で設けられている。内側電極５と外側電極６
には、それぞれリード線７及び８が接続されており、こ
れらのリード線７及び８は、カテーテルの内部に沿って
カテーテルの根元まで導出され、体外に引き出される。
また、薬物投与器具１の先端部は、円板状の蓋体９で覆
われている。電極部２の直径はたとえば約１ｍｍ、軸方
向の長さも約１ｍｍである。但し、この寸法に限定され
るものではなく、治療の対象となる患部の種類や状態に
応じて種々変更することができる。 【００１３】薬物注入部３は、矢印Ａで示す薬物の搬送
方向に関して電極部２より上流側に設けられており、円
形の開口部１０を有している。薬物は開口部１０から矢
印Ｂ方向に噴出する。 【００１４】図２は、各電極に印加される信号或いは電
圧を説明するための回路図である。前記電極部２の内側
電極５と外側電極６から導出されたリード線７と８は、
それぞれ絶縁トランス１１の二次側巻線１１Ｓの一方の
端子１２ａと他方の端子１２ｂにそれぞれ接続される。
他方の端子１２ｂは直流電源１３を介して不関電極とし
て作用する人体接触用電極１４に接続される。人体接触
用電極１４は、治療の対象となる患者の皮膚に密着さ
れ、人体と直流電源１３の一方の極を電気的に接続す
る。 【００１５】また、絶縁トランス１１の一次側巻線１１
Ｐには、超音波信号電源１５が接続され、また、一次側
巻線１１Ｐの一方の端子が接地される。 【００１６】なお、図２においては、直流電源１３及び
超音波信号電源１５は、模式的に図示されているが、実
際には、直流電源１３としては、極性、電圧、印加時間
等を任意に設定することができる可変直流電圧源装置を
使用することができ、また、超音波信号電源１５として
は、可変周波数発振器、可変出力増幅回路等からなるプ
ログラマブル超音波出力装置を使用することができる。 【００１７】図３は、図１に示す薬物投与器具１を患部
にまで送り込むためのガイド部材の使用態様を示す説明
図である。ガイド部材１６は、先端に図１に示す薬物投
与器具１が設けられたカテーテル１７の外径より若干径
大の内径を有する可撓性のパイプから構成されており、
最初は同図（ａ）に示すように、薬物投与器具１をガイ
ド部材１６の中に収納した状態で、ガイド部材１６に力
を加えてガイド部材１６の先端が患部近傍に到るまで血
管内を移動させる。このとき、ガイド部材１６と共にカ
テーテル１７も移動する。このときの移動方向は、挿入
を容易にするため、血液流の方向に対して順方向とす
る。そして、ガイド部材１６の先端が患部近傍に近づい
たら、今度はカテーテル１７のみに力を加えて、同図
（ｂ）に示すように、薬物投与器具Ａをガイド部材１６
の先端から突出させる。そして、カテーテル１７の根元
から液密状態で引き出されたリード線７，８に所定の信
号を印加すると共にカテーテル１７の根元から矢印Ｃで
示すように薬物を注入する。 【００１８】カテーテル１７の根元は、薬物供給槽に直
接接続されるか、或いは、着脱可能なカップラを介して
接続される。また、カテーテル１７の根元に開閉自在の
プラグを設け、薬物の注入の際にプラグを開けて、注射
器等により薬物の注入を行い、薬物投与時には、プラグ
を閉じるようにすることもできる。 【００１９】図４は、図１に示す薬物投与器具１を使用
して血栓を治療する場合の作用を模式的に示す説明図で
ある。 【００２０】図において、Ｄは血管、Ｅは血管Ｄの管
壁、Ｆは管壁Ｅにできた血栓、Ｇは皮膚、Ｈは血管ｄと
皮膚Ｇとの間の人体組織、Ｉは血液の流れる方向を、そ
れぞれ模式的に示すものである。 【００２１】図４は、薬物投与器具１の電極部２を患
部、すなわち、血栓Ｆに対向する位置に移動させた状態
を示している。図３（ｂ）に示すように、カテーテル１
７の根元からカテーテル１７に内部に血栓治療用の溶液
状の薬物を注入すると、この薬物はカテーテル１７に沿
って薬物投与器具１に設けられた薬物投与器具１まで到
る。薬物投与器具１の先端は蓋体９で閉塞されており、
薬物注入部３には開口部１０が設けられているので、カ
テーテル１７内を矢印Ａの方向に沿って搬送されてきた
薬物は、矢印Ｂで示すように血管Ｄ内に注入される。血
管Ｄ内に注入された薬物は、血液流に押されて血栓Ｆ方
向に流れ、血栓Ｆの表面に薬物の成分が接触する。 【００２２】また、電極部２の内側電極５と外側電極６
との間には、超音波周波数の電気信号が印加されるの
で、圧電素子４は超音波周波数で機械的に振動し、この
超音波振動が血栓Ｆ及び血栓Ｆ近傍の薬物に与えられ
る。このとき、この超音波振動は、矢印Ｊで示すよう
に、圧電素子４の面に対して垂直方向、すなわち、電極
部２の軸に対して垂直方向に放射されるので、血栓Ｆに
対して効率的に超音波振動が照射される。 【００２３】血栓Ｆに超音波振動が照射されると、超音
波振動により血栓Ｆの組織が緩み薬物が吸収されやすく
なる。 【００２４】更に、電極部２の外側電極６と人体接触用
電極１４との間には直流電圧が印加されているので、矢
印Ｈで示すように、直流電源１３の正電極→リード線８
→外側電極６→血液→血栓→管壁Ｅ→人体組織Ｈ→皮膚
Ｇ→人体接触用電極（不関電極）１４→直流電源１３の
負電極と電流が流れ、この電流の流れに伴って薬物の成
分が血栓Ｆの内部に浸透する。すなわち、イオントフォ
レシスとして知られているイオン泳動法を利用して、薬
物を血栓Ｆの内部に効率的に浸透させることができる。 【００２５】イオントフォレシスは、吸収速度を高める
ための方法の一つであり、、たとえば、森本：「米国に
おけるＴＴＳ製剤の開発」，Ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ
Ｒｅｓｅａｒｃｈ，ｖｏｌ．１０，ｎｏ．３，１９８
９，ｐｐ１６９（８８９）〜１８０（９００）に記載さ
れている。このイオントフォレシスは、イオン導入法ま
たはイオン浸透療法といわれ、一定の薬物を直流電流に
よって皮膚または粘膜を通して疼痛なく生体内に導入す
る一種の電気療法である（「医学大辞典」，南山堂，１
９７４年４月１０日発行参照）。このイオントフォレシ
スによれば、濃度勾配に加えて電気泳動による薬物の吸
収が行われるので薬物吸収が促進されるという利点があ
る。また、超音波を照射することにより、イオントフォ
レシスに必要とされる電圧を下げることができるので、
心臓の近傍で使用する場合でも不整脈を誘発する恐れが
なくなる。 【００２６】また、より少ない薬物投与量でより高い効
果が得られるので、副作用も減少する。 【００２７】ところで、先に述べたように、上記外側電
極６には直流電圧が印加されるので、外側電極６の表面
近傍で分極が生じ、電位差による薬物注入の効果が低下
する恐れがあるが、本実施例においては、超音波は外側
電極６にも照射されているので、外側電極６の表面近傍
で微細液流が発生して分極が解消され、電極としての機
能が低下することがない。 【００２８】図５は、本発明の第２の実施例を示す斜視
図である。第１の実施例との相違点は、カテーテル１７
の側壁に開口部を設ける代わりに、薬物投与器具１の先
端部に開口部１０ａを設け、薬物投与器具１の先端部を
薬物注入部としたことである。この第２の実施例の薬物
投与器具の作用は、第１の実施例とほぼ同様であるが、
第２の実施例ではカテーテル１７の先端が開口している
ので、カテーテルの内部にガイド用のワイヤー（図示せ
ず）を通してカテーテルをガイドすることができる。こ
の場合、カテーテルの外周に図３に示すようなガイド部
材を必要としないので、より細い血管内に薬物投与器具
１を挿入することができるという利点がある。 【００２９】図６は、本発明の第３の実施例を示す斜視
図である。第３の実施例においては、電極部が、平板環
状の圧電素子４ａと、この圧電素子４ａの内側表面に被
着された環状の内側電極５ａと、圧電素子４の外側表面
に形成された環状の外側電極６ａとから構成されてい
る。なお、内側電極５ａはその表面が絶縁物で被覆され
ることにより外部に対して電気的に絶縁した状態で設け
られ、外側電極６ａは外部に対して電気的に露出した状
態で設けられている。 【００３０】第３の実施例においては、圧電素子４ａ及
び電極５ａ，６ａの中央に開口部１０ｂが形成されてお
り、この開口部１０ｂを介して薬物が矢印Ｌで示すよう
に前方に注入される。また、圧電素子４ａはカテーテル
１７の軸方向に振動するので、超音波エネルギも矢印Ｌ
で示すように前方に照射される。この第３の実施例にお
いては、圧電素子４ａ及び電極５ａ，６ａの中央に開口
部１０ｂが形成されているので、第２の実施例と同様に
ワイヤーによるガイドが可能である。 【００３１】図７は、本発明の第４の実施例を示す斜視
図である。第４の実施例においては、電極部が、円板状
の圧電素子４ｂと、この圧電素子４ｂの内側表面に被着
された円板状の内側電極５ｂと、圧電素子４ｂの外側表
面に形成された円板状の外側電極６ａとから構成されて
おり、この電極部によりカテーテル１７の先端部が閉塞
されている。したがって、第４の実施例においては、薬
物を注入するための開口部１０ｃがカテーテル１７の側
壁に設けられている。第４の実施例においては、薬物は
側方に注入され、超音波は前方に照射される。 【００３２】なお、上述の各実施例においては、電極部
をカテーテルの先端部に１個のみ設けたが、図８に示す
ように、カテーテルの軸に沿って分割された複数の電極
部２ａ，２ａ，・・を設けたり、図９に示すように、カ
テーテルの軸の沿って間隔をおいて複数の電極部２ｂを
設けるようにしてもよい。なお、このように電極部をカ
テーテルの軸に沿って分割するのは、カテーテルの軸に
沿って長い距離に渡って電極部を形成すると圧電素子は
通常は可撓性を持たないので、カテーテルの可撓性が失
われるからである。但し、圧電素子としてフッ素化合物
フィルム等の圧電材料からなる可撓性を有するフィルム
を使用することにより、図１０に示すように、カテーテ
ルの軸に沿って長い距離に渡って電極部２ｃを形成する
ことができる。 【００３３】なお、上記実施例においては、薬物投与器
具を血管内に挿入する場合を例に挙げて説明したが、本
発明はこれに限定されるものではなく、消化管や腫瘍内
に挿入することもできる。 【００３４】なお、本発明の薬物投与器具により注入可
能な薬物としては、ヘパリン、ヒルディン、ウロキナー
ゼ、フォトフィリン（超音波感受性薬物）等がある。 【００３５】 【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、患
部に対して、超音波照射とイオントフォレシスを併用す
るようにしたので、薬物の浸透圧の差だけで薬物の成分
を浸透させる場合に比べて、薬物の投与効果を著しく高
めることができる。しかも、超音波照射のための電極の
一部とイオントフォレシスのための電極を兼用したの
で、構成も簡単となる。

【図面の簡単な説明】 【図１】 本発明の超音波利用薬物投与器具の第１の実
施例を示す斜視図及び断面図である。 【図２】 図１に示す薬物投与器具の各電極に印加され
る信号或いは電圧を説明するための回路図である。 【図３】 図１に示す薬物投与器具を患部にまで送り込
むためのガイド部材の使用態様を示す説明図である。 【図４】 図１に示す薬物投与器具を使用して血栓を治
療する場合の作用を模式的に示す説明図である。 【図５】 本発明の第２の実施例を示す斜視図である。 【図６】 本発明の第３の実施例を示す斜視図である。 【図７】 本発明の第４の実施例を示す斜視図である。 【図８】 カテーテルの軸に沿って分割された複数の電
極部を設けた例を示す斜視図である。 【図９】 カテーテルの軸の沿って間隔をおいて複数の
電極部を設けた例を示す斜視図である。 【図１０】 電極部の圧電素子として可撓性を有するフ
ィルムを使用した例を示す斜視図である。 【符号の説明】 １：薬物投与器具、２：電極部、３：薬物注入部、４：
圧電素子、５：内側電極、６：外側電極、７，８：リー
ド線、９：蓋体、１０：開口部、１１：絶縁トランス、
１２ａ，１２：端子、１３：直流電源、１４：人体接触
用電極、１５：超音波信号電源

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平２−180275（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−115563（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−170172（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−70987（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A61M 25/00 A61M 31/00 A61M 37/00 A61N 1/30

Claims (1)

1. (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 超音波照射とイオントフォレシスを併用
   して薬物を注入するためのカテーテルの先端に設けられ
   て使用される薬物投与器具であって、 圧電素子と、この圧電素子を挟むように設けられた第１
   及び第２の電極とからなる電極部と、 この電極部の近傍に設けられ前記カテーテルから供給さ
   れる薬物を患者に対して注入するための開口部と、 前記患者に対して電気的に接続される第３の電極を有
   し、 前記第１及び第２の電極の間には超音波周波数の電気信
   号が印加され、 前記第３の電極と、前記第１と第２の電極のなかの外側
   の電極との間に直流電圧が印加されることを特徴とする
   薬物投与器具。