JP6741335B2 - 薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法 - Google Patents
薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6741335B2 JP6741335B2 JP2014257428A JP2014257428A JP6741335B2 JP 6741335 B2 JP6741335 B2 JP 6741335B2 JP 2014257428 A JP2014257428 A JP 2014257428A JP 2014257428 A JP2014257428 A JP 2014257428A JP 6741335 B2 JP6741335 B2 JP 6741335B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- administration
- drug solution
- myoelectric
- pain caused
- experimental animal
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 230000036407 pain Effects 0.000 title claims description 92
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 59
- 238000001647 drug administration Methods 0.000 title description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 151
- 239000003814 drug Substances 0.000 claims description 132
- 229940079593 drug Drugs 0.000 claims description 119
- 230000003183 myoelectrical effect Effects 0.000 claims description 98
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 60
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 60
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 45
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 41
- 238000010171 animal model Methods 0.000 claims description 31
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims description 20
- 206010002091 Anaesthesia Diseases 0.000 claims description 18
- 230000037005 anaesthesia Effects 0.000 claims description 18
- 210000002027 skeletal muscle Anatomy 0.000 claims description 15
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 11
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 claims description 9
- 238000007920 subcutaneous administration Methods 0.000 claims description 9
- 230000011514 reflex Effects 0.000 claims description 8
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 6
- 230000008034 disappearance Effects 0.000 claims description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 claims description 3
- 239000008155 medical solution Substances 0.000 claims description 3
- 241000700159 Rattus Species 0.000 description 68
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 20
- 241000282412 Homo Species 0.000 description 14
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 10
- HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M Sodium hydroxide Chemical compound [OH-].[Na+] HEMHJVSKTPXQMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 9
- 230000000638 stimulation Effects 0.000 description 9
- 239000002504 physiological saline solution Substances 0.000 description 8
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 8
- WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N L-glutamic acid Chemical compound OC(=O)[C@@H](N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-VKHMYHEASA-N 0.000 description 5
- FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N L-methotrexate Chemical compound C=1N=C2N=C(N)N=C(N)C2=NC=1CN(C)C1=CC=C(C(=O)N[C@@H](CCC(O)=O)C(O)=O)C=C1 FBOZXECLQNJBKD-ZDUSSCGKSA-N 0.000 description 5
- 229960000485 methotrexate Drugs 0.000 description 5
- 208000023275 Autoimmune disease Diseases 0.000 description 4
- WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N Glutamic acid Natural products OC(=O)C(N)CCC(O)=O WHUUTDBJXJRKMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000002202 Polyethylene glycol Substances 0.000 description 4
- 235000013922 glutamic acid Nutrition 0.000 description 4
- 239000004220 glutamic acid Substances 0.000 description 4
- 230000002757 inflammatory effect Effects 0.000 description 4
- 229920001223 polyethylene glycol Polymers 0.000 description 4
- 241000124008 Mammalia Species 0.000 description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000008215 water for injection Substances 0.000 description 3
- PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N Isoflurane Chemical compound FC(F)OC(Cl)C(F)(F)F PIWKPBJCKXDKJR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 2
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I dipotassium trisodium dihydrogen phosphate hydrogen phosphate dichloride Chemical compound P(=O)(O)(O)[O-].[K+].P(=O)(O)([O-])[O-].[Na+].[Na+].[Cl-].[K+].[Cl-].[Na+] LOKCTEFSRHRXRJ-UHFFFAOYSA-I 0.000 description 2
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229960002725 isoflurane Drugs 0.000 description 2
- 229910000403 monosodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 2
- 235000019799 monosodium phosphate Nutrition 0.000 description 2
- 239000002953 phosphate buffered saline Substances 0.000 description 2
- AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M sodium dihydrogen phosphate Chemical compound [Na+].OP(O)([O-])=O AJPJDKMHJJGVTQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 210000000689 upper leg Anatomy 0.000 description 2
- 241000282472 Canis lupus familiaris Species 0.000 description 1
- 241000700198 Cavia Species 0.000 description 1
- 241000699800 Cricetinae Species 0.000 description 1
- 241000699694 Gerbillinae Species 0.000 description 1
- 241001465754 Metazoa Species 0.000 description 1
- 241000699666 Mus <mouse, genus> Species 0.000 description 1
- 241000699670 Mus sp. Species 0.000 description 1
- 241000282339 Mustela Species 0.000 description 1
- 241000283973 Oryctolagus cuniculus Species 0.000 description 1
- 206010047095 Vascular pain Diseases 0.000 description 1
- 239000004480 active ingredient Substances 0.000 description 1
- 230000003444 anaesthetic effect Effects 0.000 description 1
- 239000003963 antioxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003078 antioxidant effect Effects 0.000 description 1
- 239000013011 aqueous formulation Substances 0.000 description 1
- 210000004204 blood vessel Anatomy 0.000 description 1
- 230000036760 body temperature Effects 0.000 description 1
- 230000037396 body weight Effects 0.000 description 1
- 239000000872 buffer Substances 0.000 description 1
- 238000013480 data collection Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 1
- 238000009472 formulation Methods 0.000 description 1
- 229930195712 glutamate Natural products 0.000 description 1
- 238000001802 infusion Methods 0.000 description 1
- 239000003983 inhalation anesthetic agent Substances 0.000 description 1
- 238000003780 insertion Methods 0.000 description 1
- 230000037431 insertion Effects 0.000 description 1
- 150000002632 lipids Chemical class 0.000 description 1
- 210000003141 lower extremity Anatomy 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 244000309715 mini pig Species 0.000 description 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000004118 muscle contraction Effects 0.000 description 1
- 150000004767 nitrides Chemical class 0.000 description 1
- 239000008363 phosphate buffer Substances 0.000 description 1
- 239000008055 phosphate buffer solution Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 238000011160 research Methods 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 210000001170 unmyelinated nerve fiber Anatomy 0.000 description 1
- 230000000007 visual effect Effects 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Investigating Or Analysing Biological Materials (AREA)
- Measurement And Recording Of Electrical Phenomena And Electrical Characteristics Of The Living Body (AREA)
Description
本発明は、薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法に関する。
注射は最も用いられている薬液投与方法であるが、注射による痛みは患者にとって不快である。このため、注射による痛みを低減することが望まれている。注射による痛みには、注射針の穿刺による痛みと薬液（薬液の注入）による痛みがある。従って、注射による痛みを低減するためには、穿刺による痛みと薬液投与による痛みをそれぞれ評価（定量化）できることが必要である。
これに関連し、下記非特許文献１では、麻酔したラットの脊髄反射で針の穿刺による痛みを評価する方法が提案されている。また、下記非特許文献２では、筋電図（ＥＭＧ）から血管の痛みを評価する方法が提案されている。
岡本（Ｏｋａｍｏｔｏ，Ｋ）、網（Ａｍｉ，Ｎ）、大島（Ｏｓｈｉｍａ，Ｈ）、「麻酔ラットにおける屈筋反射反応と針挿入の痛みの評価（Ａｓｓｅｓｓｍｅｎｔ ｏｆ ｎｅｅｄｌｅ ｉｎｓｅｒｔｉｏｎ ｐａｉｎ ｗｉｔｈ ｆｌｅｘｏｒ ｒｅｆｌｅｘ ｒｅｓｐｏｎｓｅｓ ｉｎ ａｎｅｓｔｈｅｔｉｚｅｄ ｒａｔｓ）」、Ｐａｉｎ Ｒｅｓｅａｒｃｈ、日本疼痛学会、２０１２年、第２７巻、第２４号、ｐ．２１５−２２５
（Ｍａｓｕｍｉ，Ｓ）、（Ｓｅｎｂａ，Ｅ）、「麻酔ラットにおける脂肪乳剤誘発による血管の痛みにおける一酸化窒素の関与（Ｎｉｔｒｉｃ ｏｘｉｄｅ ｉｎｖｏｌｖｅｍｅｎｔ ｉｎ ｌｉｐｉｄ ｅｍｕｌｓｉｏｎ−ｉｎｄｕｃｅｄ ｖａｓｃｕｌａｒ ｐａｉｎ ｉｎ ａｎｅｓｔｈｅｔｉｚｅｄ ｒａｔｓ）」、Ｅｕｒ Ｊ Ｐｈａｒｍａｃｏｌ、Ｅｌｓｅｖｉｅｒ、２００８年、第５９４号、ｐ．６４−６９
しかしながら、従来では、薬液投与による痛みを評価（定量化）する有効な方法についての提案はなされていなかった。
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る薬液投与による痛みの評価方法では、身体の所定部位と、前記所定部位に刺激を与えた際に脊髄反射によって屈曲する骨格筋とを有する哺乳類の実験動物を準備し、前記実験動物を吸入麻酔にて麻酔し、麻酔された前記実験動物の前記骨格筋に測定電極を挿入し、前記骨格筋の筋電位を前記測定電極で測定しながら、麻酔された前記実験動物の前記所定部位に注射針を穿刺し、前記注射針の穿刺による筋電反応が消えた後に、麻酔された前記実験動物に前記注射針を介して薬液を投与し、前記薬液の投与による筋電反応の持続時間の測定、及び前記薬液の投与による前記筋電反応が生じてから消えるまでの筋電位の絶対値を積分したＥＭＧ強度の測定の少なくとも一方を行う、ことを特徴とする。
上記の本発明の方法によれば、注射針の穿刺による筋電反応が消えた後に実験動物に薬液を投与して薬液投与による筋電反応を測定するので、筋電図（ＥＭＧ）上で穿刺による筋電反応と薬液投与による筋電反応とが重なることがない。これにより、穿刺による痛みと分けて、薬液投与による痛みを評価（定量化）することができる。また、ヒトが感じる痛みは、実験動物を用いた筋電反応の結果と同様の傾向を示すため、本発明の方法により、ヒトに注射した場合の薬液投与による痛みを評価することが可能である。従って、本発明の方法によれば、より痛みの低減されたヒト用の薬液注射の開発に寄与することができる。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記実験動物の前記所定部位の複数の投与箇所に、組成の異なる複数の前記薬液を同じ投与条件で投与し、又は同一組成の前記薬液を異なる投与条件で投与してもよい。
このように、同じ実験動物で複数箇所に投与することにより、薬液組成又は投与条件による痛みの違いを比較することができ、より痛みの少ない薬液又は投与条件を選定することができる。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記実験動物は、ラットであってもよい。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記所定部位は足底皮下であり、前記骨格筋は半腱様筋であってもよい。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記複数の投与箇所における一箇所当たりの投与量は１０〜１００μＬであってもよい。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、隣接する前記投与箇所同士の間隔を２ｍｍ以上あけてもよい。
これにより、薬液投与による筋電反応の取得において、隣接する投与箇所による影響を回避し、精度の高い測定が可能となる。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記複数の投与箇所での総投与量は２００μＬ以下であってもよい。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記薬液の投与速度は５〜１００μＬ／ｓｅｃであってもよい。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、穿刺による前記筋電反応が消えてから１秒以上経過した後に、前記薬液の投与を開始してもよい。
これにより、穿刺による筋電反応と分けて、薬液投与による筋電反応をより効果的に測定することができる。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、穿刺による前記筋電反応が生じた場合にのみ前記薬液を投与してもよい。
これにより、無駄な薬液投与を回避することができる。
上記の薬液投与による痛みの評価方法において、前記測定電極として双極電極を用い、前記実験動物の胸部皮膚に基準電極を貼付してもよい。
これにより、ノイズの少ない筋電位波形を取得することができ、測定精度を向上させることができる。
また、本発明に係る薬液投与の選定方法は、身体の所定部位と、前記所定部位に刺激を与えた際に脊髄反射によって屈曲する骨格筋とを有する哺乳類の実験動物を準備する準備ステップと、前記実験動物を吸入麻酔にて麻酔する麻酔ステップと、麻酔された前記実験動物の前記骨格筋に測定電極を留置する測定電極留置ステップと、前記骨格筋の筋電位を前記測定電極で測定しながら、麻酔された前記実験動物の前記所定部位に注射針を穿刺する穿刺ステップと、前記注射針の穿刺による筋電反応が消えた後に、麻酔された前記実験動物に前記注射針を介して薬液を投与する投与ステップと、前記薬液の投与による筋電反応が生じてから消えるまでの前記筋電位の絶対値を積分したＥＭＧ強度の測定、及び前記薬液の投与による前記筋電反応の持続時間の測定の少なくとも一方を行う測定ステップと、を含み、組成の異なる複数の薬液毎に、又は複数の投与条件毎に、前記穿刺ステップ、前記投与ステップ及び前記測定ステップを行い、さらに、組成の異なる前記複数の薬液のうち、前記持続時間が最も短い、あるいは前記ＥＭＧ強度が最も小さい薬液組成、又は前記複数の投与条件のうち、前記持続時間が最も短い、あるいは前記ＥＭＧ強度が最も小さい投与条件を特定する特定ステップを含む、ことを特徴とする。
この方法によれば、痛みの少ない薬液組成又は投与条件を選定することができる。
本発明の薬液投与による痛みの評価方法によれば、穿刺による痛みと分けて、薬液投与による痛みを評価（定量化）することができる。また、本発明の薬液投与の選定方法によれば、痛みの少ない薬液組成又は投与条件を選定することができる。
以下、本発明に係る薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法について好適な実施形態を挙げ、添付の図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の方法に用いる一構成例に係る測定システム１０の概略図である。図１に示す本実施形態において、薬液投与による痛みの評価のために使用する被検体（実験動物）はラット１２である。使用し得るラット１２の条件としては、例えば、７〜１０週齢、体重２００〜４００ｇ、系統はＳＤ（他の系統でも可）である。ラット１２の順化・検疫期間は５日間以上とするのが好ましい。ラット１２には麻酔用マスク１３を装着し、吸入麻酔をする。
なお、使用し得る実験動物は、身体の所定部位と、所定部位に刺激を与えた際に脊髄反射によって屈曲する骨格筋とを有する哺乳類であればよい。ラット１２の場合、足底皮下１２ａに刺激を与えた際に脊髄反射によって半腱様筋１２ｂが屈曲する。ラット１２以外に使用し得る哺乳類の実験動物としては、例えば、マウス、モルモット、スナネズミ、ハムスター、フェレット、ウサギ、イヌ、ミニブタ等が挙げられる。
薬液はシリンジ１４に充填される。シリンジ１４の容量は例えば、１〜１０ｍＬである。シリンジ１４は樹脂製の軟質チューブ１６を介して注射針１８に接続されている。適用し得る注射針１８のサイズは、例えば、３４Ｇ〜２２Ｇである。注射針１８はラット１２の足底皮下１２ａに穿刺される。
シリンジ１４はシリンジポンプ２０に装着される。シリンジポンプ２０は、装着されたシリンジ１４の押子１４ａを押すスライダ２２を備える。シリンジポンプ２０では、設定された送液量とシリンジ１４の種類（容量）に基づいて、スライダ２２で押子１４ａを押し込む速度を決定する。これにより、ラット１２への薬液の投与速度を任意に設定することができる。薬液の投与速度は例えば５〜１００μＬ／ｓｅｃである。
薬液投与による痛みを測定するために、ラット１２の大腿部の半腱様筋１２ｂの筋電位を記録する。筋電位の記録においては、針状の測定電極２４（例えば、双極釣針電極）を半腱様筋１２ｂに穿刺して留置するともに、胸部皮膚１２ｃに基準電極２６を貼付する。測定電極２４及び基準電極２６からの電位信号は、高感度生体電気増幅器２８によって増幅され、データ収集装置３０に送信される。
データ収集装置３０では、所定のサンプリング間隔（例えば、０．１ｍｓ）でデータ（電位信号）を記録し、筋電位波形を生成する。パーソナルコンピュータ３２では、データ収集装置３０により生成された筋電位波形をモニタ画面３２ａに表示する。
また、この測定システム１０では、注射による筋電反応を測定する前準備として、筋電反応（筋肉の収縮）を測定できる麻酔深度に調節するために、クリップ型刺激電極３４を使用した電気刺激を行う。クリップ型刺激電極３４は、図示しない電気刺激装置に接続されている。
薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法は、上記のように構成された測定システム１０を用いる場合、例えば以下のように行うことができる。
異なる複数の薬液組成からどの組成が最も痛みが少ないかを調べたい場合には、組成の異なる複数の薬液を準備する。薬液組成の違いは、例えば、薬液成分（例えば、有効成分の化学構造、バッファー、安定化剤、酸化防止剤等）の種類、ｐＨ値、粘度等による。あるいは、異なる複数の投与条件からどの投与条件が最も痛みが少ないかを調べたい場合には、同一組成の薬液について異なる複数の投与条件を計画する。投与条件のパラメータとしては、薬液の投与速度（注入速度）、投与量が挙げられる。
被検体となるラット１２を準備し（準備ステップ）、ラット１２に吸入麻酔をする（麻酔ステップ）。適用可能な吸入麻酔薬としては例えばイソフルランが挙げられる。空気に対する麻酔濃度は、麻酔導入時で例えば３〜４％／Ａｉｒであり、記録時で例えば１〜２％／Ａｉｒである。なお、安定したデータを得るため、麻酔中は、保温マットによりラット１２を加温し、体温を一定に保つことが好ましい。
次に、麻酔されたラット１２の半腱様筋１２ｂに測定電極２４を留置する（測定電極留置ステップ）。具体的には、クリップ型刺激電極３４でラット１２の後肢の甲と裏を挟み込み、図示しない電気刺激装置により、クリップ型刺激電極３４を介して痛覚のＣ繊維に電気刺激（例えば、４０Ｈｚ、１０ｍＡ、２ｍｓ）を与える。このとき収縮が認められた位置の大腿部皮膚を約１ｃｍ程度切開して半腱様筋１２ｂを露出させてから、測定電極２４を挿入する。
測定電極２４を留置したら、クリップ型刺激電極３４を介して図示しない電気刺激装置により再び電気刺激（例えば、４０Ｈｚ、５ｍＡ、２ｍｓ）を与え、筋電反応強度を参照しながら、ラット１２の麻酔深度を微調整する。その後、麻酔深度を一定に保持する。
また、ラット１２の胸部を脱毛して胸部皮膚１２ｃを露出させた後、胸部皮膚１２ｃに基準電極２６を貼付する。なお、基準電極２６の貼付は、測定電極２４の留置の前でも後でもよく、あるいは並行して行ってもよい。測定電極２４として双極電極を用いるとともに、ラット１２の胸部皮膚１２ｃに基準電極２６を貼付すると、ノイズの少ない筋電位波形を取得することができ、測定精度を向上させることができる。なお、基準電極２６を貼付する場合には、測定電極２４は単極電極であってもよい。
以上の準備が整ったら、同一のラット１２を用いて、組成の異なる複数の薬液毎に、又は複数の投与条件毎に、以下に説明する穿刺ステップ、投与ステップ及び測定ステップを行う。すなわち、ある薬液組成又は投与条件にて穿刺ステップ、投与ステップ及び測定ステップを行った後に、同一のラット１２を用いて、別の薬液組成又は投与条件にて穿刺ステップ、投与ステップ及び測定ステップを行うことを繰り返す。
穿刺ステップでは、麻酔されたラット１２の足底皮下１２ａに注射針１８を穿刺する。この場合、注射針１８の先端部に設けられた刃面全体が足底皮下１２ａに刺さったら穿刺完了である。このように注射針１８をラット１２に穿刺すると、穿刺による筋電反応が生じる。
穿刺ステップに続く投与ステップでは、注射針１８の穿刺による筋電反応が消えた後に、麻酔されたラット１２に注射針１８を介して薬液を投与する。この場合、シリンジポンプ２０は予め設定された投与速度及び投与量に基づきシリンジ１４の押子１４ａを押し込むことにより、薬液は、設定された投与速度及び投与量でラット１２の足底皮下１２ａに注入される。
なお、各投与ステップにおいて、隣接する投与箇所（穿刺箇所）同士の間隔は、一箇所当たりの投与量が１００μＬ以下の場合で２ｍｍ以上あけることが好ましい。これにより、薬液投与による筋電反応の取得において、隣接する投与箇所による影響を回避し、精度の高い測定が可能となる。
組成の異なる複数の薬液を試験する場合には、各投与ステップでの薬液の投与速度及び投与量を同じにする。また、同一組成の薬液について複数の投与条件を試験する場合には、各投与ステップにおいて、薬液の投与速度と投与量の一方又は両方を変えて、薬液を投与する。
ラット１２の足底サイズを考慮すると、複数の投与箇所における一箇所当たりの投与量は１０〜１００μＬであることが好ましい。また、複数の投与箇所でのラット１２への総投与量は２００μＬ以下であることが好ましい。例えば、投与量と投与箇所数の組合せは、２０μＬ×８箇所（＝１６０μＬ）、５０μＬ×４箇所（＝２００μＬ）、１００μＬ×２箇所（２００μＬ）等が挙げられる。また、薬液の投与速度は、例えば、５〜１００μＬ／ｓｅｃである。
なお、穿刺ステップにおいて穿刺による筋電反応が生じた場合にのみ薬液を投与すると、無駄な薬液投与を回避することができる。すなわち、穿刺したにもかかわらず筋電反応が見られない場合には、別の場所に穿刺し直すことで、筋電反応が生じない箇所への薬液の投与を未然に防止することができる。
注射（穿刺及び薬液投与）に伴ってラット１２の半腱様筋１２ｂに発生した筋電位は、測定電極２４により検出され、高感度生体電気増幅器２８により増幅された後に、データ収集装置３０に送られる。データ収集装置３０によって、筋電位データから筋電位波形が生成される。生成された筋電位波形は、パーソナルコンピュータ３２のモニタ画面３２ａに表示される。
図２は、得られる筋電位波形の一例を示している。図２において、Ｔ１は注射針１８を穿刺した時点であり、穿刺による筋電反応（Ｒ１）が見られる。また、Ｔ２はラット１２への薬液の投与を開始した時点であり、薬液投与による筋電反応（Ｒ２）が見られる。
上述したように、本発明では、注射針１８の穿刺による筋電反応が消えた後に、麻酔されたラット１２に注射針１８を介して薬液を投与するので、穿刺による筋電反応と薬液投与による筋電反応とが時間的に重ならない。すなわち、薬液投与による筋電反応を、穿刺による筋電反応と分けて測定することができる。
このような筋電位波形が得られたら、薬液投与による痛みを評価（定量化）するために、測定ステップを行う。測定ステップでは、薬液投与による筋電反応の持続時間Ｔの測定、及び薬液投与による筋電反応が生じてから消えるまでの筋電位の絶対値を積分した積分値Ｓ、すなわちＥＭＧ強度（μＶ．ｓ）の測定の少なくとも一方を行う。積分値Ｓは、筋電反応の持続時間Ｔの期間における筋電位を整流化し、積分した筋電位波形の面積である。薬液投与による筋電反応の持続時間Ｔと積分値Ｓは、パーソナルコンピュータ３２により計算してもよいし、データ収集装置３０により計算した値をモニタ画面３２ａに表示させてもよい。
このように、本発明の方法によれば、注射針１８の穿刺による筋電反応が消えた後にラット１２に薬液を投与して薬液投与による筋電反応を測定するので、筋電図（ＥＭＧ）上で穿刺による筋電反応と薬液投与による筋電反応とが重なることがない。これにより、穿刺による痛みと分けて、薬液投与による痛みを評価（定量化）することができる。この場合、穿刺による筋電反応が消えてから１秒以上（より好ましくは１０秒以上）経過した後に、薬液の投与を開始すると、穿刺による筋電反応と分けて、薬液投与による筋電反応をより効果的に測定することができる。
以上のように組成の異なる複数の薬液毎に、又は複数の投与条件毎に、穿刺ステップ、投与ステップ及び測定ステップを行い、次に、組成の異なる複数の薬液のうち持続時間Ｔが最も短いあるいは積分値Ｓが最も小さい薬液組成、又は複数の投与条件のうち持続時間Ｔが最も短いもしくは積分値Ｓが最も小さい投与条件を特定する（特定ステップ）。これにより、痛みの少ない薬液組成又は投与条件を選定することができる。
ここで、図３Ａは、組成の異なる複数の薬液をラットに注射した場合の各薬液の投与による筋電反応の持続時間を示すグラフである。図３Ｂは、組成の異なる複数の薬液をラットに注射した場合の各薬液の投与による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図３Ａ及び図３Ｂから、ラットでは薬液組成の違いによって、筋電反応の持続時間及びＥＭＧ強度が異なること、すなわち薬液投与による痛みに差があることが分かる。
図４Ａは、生理食塩水を異なる複数の投与量にてヒトに注射した場合の痛みの大きさ（ＶＡＳ：Ｖｉｓｕａｌ Ａｎａｌｏｇ Ｓｃａｌｅ）を示すグラフである（下部に出典元を示す）。ＶＡＳは、最大を１０として、現在の痛みがどの程度であるかを示す評価スケールである。図４Ｂは、生理食塩水を異なる複数の投与量にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図４Ａ及び図４Ｂから、投与量が増えるほど痛みが大きくなる傾向があることは、ヒトもラットも同じであることが分かる。
図５Ａは、異なる複数のｐＨ値でヒトに注射した場合の痛みの大きさ（ＶＡＳ）を示すグラフである（下部に出典元を示す）。図５Ｂは、異なる複数のｐＨ値でラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図５Ａ及び図５Ｂから、ｐＨ値が低いほど痛みが大きくなる傾向があることは、ヒトもラットも同じであることが分かる。
図６Ａは、５％ＮａＣｌをヒトに注射した場合の痛みの大きさ（ＶＡＳ）の時間経過を示すグラフである（下部に出典元を示す）。図６Ａから、５％ＮａＣｌをヒトに注射すると、大きな痛みが生じることが分かる。一方、図６Ｂは、ＮａＣｌを異なる複数の濃度にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図６Ｂから、ラットではＮａＣｌ濃度が５％以上で痛みが顕著に大きくなることが分かる。よって、図６Ａ及び図６Ｂから、ＮａＣｌ濃度による痛みに関して、ヒトとラットは同様の傾向を示すことが分かる。
図７Ａは、グルタミン酸を異なる複数のモル濃度にてヒトに注射した場合の痛みの大きさ（ＶＡＳ）を示すグラフである。なお、図７Ａは、同図の下部に示す出典元のグラフに基づいて作成したグラフである。図７Ｂは、グルタミン酸を異なる複数のモル濃度にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図７Ａ及び図７Ｂから、グルタミン酸のモル濃度が高いほど痛みが大きくなる傾向があることは、ヒトもラットも同じであることが分かる。
以上より、ヒトが感じる痛みの大きさは、ラットを用いた筋電反応の測定結果と同様の傾向を示すことが分かる。また、ラット以外の哺乳類の場合にも、ラットと同様の傾向を示すものと考えられる。よって、本発明の方法は、ヒト用の薬液及び投与方法の開発に適用することができる。
図８Ａは、ポリエチレングリコール・生理食塩水混合液を異なる複数の粘度にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応の持続時間を示すグラフである。図８Ｂは、ポリエチレングリコール・生理食塩水混合液を異なる複数の粘度にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図８Ａ及び図８Ｂから、注射液の粘度の違いで痛みの大きさが変わることが分かる。
図９Ａは、リン酸緩衝生理食塩水（ｐＨ５）を異なる複数の投与速度にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図９Ｂは、１０％ＮａＣｌを異なる複数の投与速度にてラットに注射した場合の注射液による筋電反応から得たＥＭＧ強度を示すグラフである。図９Ａ及び図９Ｂから、注射液の組成によっては、注射液の投与速度の違いによって痛みの大きさが変わることが分かる。
次に、ラット１２を用いた薬液投与による痛みの評価について、具体的な実施例を説明する。本実施例においては、以下のように、組成の異なるサンプル１〜３の薬液（炎症性自己免疫疾患治療用の注射用水性製剤）を調整した。
（サンプル１）
リン酸水素二ナトリウム（無水）０．７１ｇを注射用水５０ｍＬに溶解した。リン酸二水素ナトリウム（無水）０．６０ｇを注射用水５０ｍＬに溶解した。リン酸水素二ナトリウム溶液：リン酸二水素ナトリウム溶液＝８７：１３の容量比で混合し、この混合液を注射用水で１０倍希釈して１０ｍＭリン酸緩衝液とした。メトトレキサート１２５ｍｇ、塩化ナトリウム２７ｍｇを１０ｍＭリン酸緩衝液５ｍＬに溶解し、水酸化ナトリウム適量にてｐＨを７．５付近に調整し、メトトレキサート２５ｍｇ／ｍＬ濃度の水溶液を得た。この水溶液を０．２μｍの孔径のメンブランフィルターを用いて濾過し、炎症性自己免疫疾患治療用の注射用水性製剤を調製した。
リン酸水素二ナトリウム（無水）０．７１ｇを注射用水５０ｍＬに溶解した。リン酸二水素ナトリウム（無水）０．６０ｇを注射用水５０ｍＬに溶解した。リン酸水素二ナトリウム溶液：リン酸二水素ナトリウム溶液＝８７：１３の容量比で混合し、この混合液を注射用水で１０倍希釈して１０ｍＭリン酸緩衝液とした。メトトレキサート１２５ｍｇ、塩化ナトリウム２７ｍｇを１０ｍＭリン酸緩衝液５ｍＬに溶解し、水酸化ナトリウム適量にてｐＨを７．５付近に調整し、メトトレキサート２５ｍｇ／ｍＬ濃度の水溶液を得た。この水溶液を０．２μｍの孔径のメンブランフィルターを用いて濾過し、炎症性自己免疫疾患治療用の注射用水性製剤を調製した。
（サンプル２）
サンプル１における水酸化ナトリウムの添加量を変化させた以外は、サンプル１と同様に行い、ｐＨ８．０のメトトレキサートを含有する注射用水性製剤を調製した。
サンプル１における水酸化ナトリウムの添加量を変化させた以外は、サンプル１と同様に行い、ｐＨ８．０のメトトレキサートを含有する注射用水性製剤を調製した。
（サンプル３）
サンプル１における水酸化ナトリウムの添加量を変化させた以外は、サンプル１と同様に行い、ｐＨ８．５のメトトレキサートを含有する注射用水性製剤を調製した。
サンプル１における水酸化ナトリウムの添加量を変化させた以外は、サンプル１と同様に行い、ｐＨ８．５のメトトレキサートを含有する注射用水性製剤を調製した。
図１に示した測定システム１０を用い、サンプル１〜３のメトトレキサートを含有する注射用水性製剤をラット１２に投与したときの筋電図（ＥＭＧ）を測定した。
具体的には、濃度３％／Ａｉｒのイソフルランでラット１２を麻酔し、半腱様筋１２ｂを露出した。麻酔を１．５％／Ａｉｒ程度に落とし、足先先端にクリップ型刺激電極３４を装着した。電気刺激（４０Ｈｚ、１０ｍＡ、２ｍｓ）を行い、収縮が認められた位置に測定電極２４を挿入した。電気刺激強度を５ｍＡに落とし、１００μＶ程度の反応が得られるまで、麻酔濃度を落とした（１〜１．４％／Ａｉｒ）。麻酔濃度を変更してから３０分以上安定化させ、ラット１２への薬液の投与を行った。
ラット１２への薬液の投与においては、シリンジポンプ２０に１ｍＬシリンジ１４を装てんし、２９Ｇの注射針１８を足底皮下１２ａに穿刺し、１０μＬ／ｓｅｃの投与速度で２０μＬを投与した。同一の投与条件にてサンプル１〜３を順次ラット１２に投与した。ＥＭＧ強度の測定結果を図１０に示す。
図１０から、異なる組成のサンプル１〜３のうち、サンプル１の薬液投与によるＥＭＧ強度が最も小さいことが分かった。すなわち、サンプル１の薬液投与による痛みが最も少ないことが分かった。従って、本実施例では、痛みの少ない炎症性自己免疫疾患治療用の注射用水性製剤として、サンプル１の薬液組成を選定することとした。
上記において、本発明について好適な実施形態を挙げて説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、種々の改変が可能なことは言うまでもない。
１０…測定システム １２…ラット
１４…シリンジ １８…注射針
２０…シリンジポンプ
１４…シリンジ １８…注射針
２０…シリンジポンプ
Claims (11)
- 身体の所定部位と、前記所定部位に刺激を与えた際に脊髄反射によって屈曲する骨格筋とを有する哺乳類の実験動物を準備し、
前記実験動物を吸入麻酔にて麻酔し、
麻酔された前記実験動物の前記骨格筋に測定電極を挿入し、
前記骨格筋の筋電位を前記測定電極で測定しながら、麻酔された前記実験動物の前記所定部位である皮下に注射針を穿刺し、
前記注射針の穿刺による筋電反応が消えてから１秒以上経過した後に、麻酔された前記実験動物の前記皮下への前記注射針を介した薬液の投与を開始し、
前記薬液の投与による筋電反応の持続時間の測定、及び前記薬液の投与による前記筋電反応が生じてから消えるまでの前記筋電位の絶対値を積分したＥＭＧ強度の測定の少なくとも一方を行うことにより、穿刺による前記筋電反応と分けて、前記薬液の投与による前記筋電反応を測定する、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項１記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記実験動物の前記所定部位の複数の投与箇所に、組成の異なる複数の前記薬液を同じ投与条件で投与し、又は同一組成の前記薬液を異なる投与条件で投与する、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項２記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記実験動物は、ラットである、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項３記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記所定部位は足底皮下であり、前記骨格筋は半腱様筋である、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項３又は４記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記複数の投与箇所における一箇所当たりの投与量は１０〜１００μＬである、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項５記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
隣接する前記投与箇所同士の間隔を２ｍｍ以上あける、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項３〜６のいずれか１項に記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記複数の投与箇所での総投与量は２００μＬ以下である、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項３〜７のいずれか１項に記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記薬液の投与速度は５〜１００μＬ／ｓｅｃである、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項１〜８のいずれか１項に記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記穿刺による前記筋電反応が生じた場合にのみ前記薬液を投与する、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 請求項１〜９のいずれか１項に記載の薬液投与による痛みの評価方法において、
前記測定電極として双極電極を用い、前記実験動物の胸部皮膚に基準電極を貼付する、
ことを特徴とする薬液投与による痛みの評価方法。 - 身体の所定部位と、前記所定部位に刺激を与えた際に脊髄反射によって屈曲する骨格筋とを有する哺乳類の実験動物を準備する準備ステップと、
前記実験動物を吸入麻酔にて麻酔する麻酔ステップと、
麻酔された前記実験動物の前記骨格筋に測定電極を留置する測定電極留置ステップと、
前記骨格筋の筋電位を前記測定電極で測定しながら、麻酔された前記実験動物の前記所定部位である皮下に注射針を穿刺する穿刺ステップと、
前記注射針の穿刺による筋電反応が消えてから１秒以上経過した後に、麻酔された前記実験動物の前記皮下への前記注射針を介した薬液の投与を開始する投与ステップと、
前記薬液の投与による筋電反応が生じてから消えるまでの前記筋電位の絶対値を積分したＥＭＧ強度の測定、及び前記薬液の投与による前記筋電反応の持続時間の測定の少なくとも一方を行うことにより、穿刺による前記筋電反応と分けて、前記薬液の投与による前記筋電反応を測定する測定ステップと、を含み、
組成の異なる複数の薬液毎に、又は複数の投与条件毎に、前記穿刺ステップ、前記投与ステップ及び前記測定ステップを行い、
さらに、組成の異なる前記複数の薬液のうち、前記持続時間が最も短い、あるいは前記ＥＭＧ強度が最も小さい薬液組成、又は前記複数の投与条件のうち、前記持続時間が最も短い、あるいは前記ＥＭＧ強度が最も小さい投与条件を特定する特定ステップを含む、
ことを特徴とする薬液投与の選定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014257428A JP6741335B2 (ja) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014257428A JP6741335B2 (ja) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2016116626A JP2016116626A (ja) | 2016-06-30 |
| JP6741335B2 true JP6741335B2 (ja) | 2020-08-19 |
Family
ID=56243280
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014257428A Active JP6741335B2 (ja) | 2014-12-19 | 2014-12-19 | 薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6741335B2 (ja) |
Family Cites Families (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02172455A (ja) * | 1988-12-26 | 1990-07-04 | Makutaa Kk | 痛覚検出装置 |
| JPH07136172A (ja) * | 1993-07-13 | 1995-05-30 | Taisho Pharmaceut Co Ltd | 味の測定方法及び測定装置 |
| US7226430B2 (en) * | 2003-12-26 | 2007-06-05 | Codman & Shurtleff, Inc. | Closed loop system and method for controlling muscle activity via an intrathecal catheter |
| DE602006005333D1 (de) * | 2006-03-06 | 2009-04-09 | Gen Electric | Automatische Kalibrierung der Sensibilität einer Person gegenüber einem Arzneimittel |
| JP5607408B2 (ja) * | 2009-04-03 | 2014-10-15 | 帝人ファーマ株式会社 | アレンドロン酸含有注射剤 |
| EP2946729B1 (en) * | 2012-03-22 | 2018-07-04 | Terumo Kabushiki Kaisha | Pain intensity measuring apparatus |
-
2014
- 2014-12-19 JP JP2014257428A patent/JP6741335B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2016116626A (ja) | 2016-06-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Luft et al. | Transcranial magnetic stimulation in the rat | |
| Peppel et al. | Responses of rat medullary dorsal horn neurons following intranasal noxious chemical stimulation: effects of stimulus intensity, duration, and interstimulus interval | |
| US20130204156A1 (en) | Methods and Systems For Assessing Muscle Electrical Activity in Response to Stimulation of a Motor Nerve | |
| US20130204155A1 (en) | Anesthesia Monitoring Systems and Methods of Monitoring Anesthesia | |
| Snyder et al. | Effect of mepivacaine in an infraorbital nerve block on minimum alveolar concentration of isoflurane in clinically normal anesthetized dogs undergoing a modified form of dental dolorimetry | |
| Zhao et al. | Comparison of two cannulation methods for assessment of intracavernosal pressure in a rat model | |
| US11284835B2 (en) | Method for assessing pain caused by administration of drug solution, and method for selecting drug solution administration | |
| Zarucco et al. | Sensory nerve conduction and nociception in the equine lower forelimb during perineural bupivacaine infusion along the palmar nerves | |
| Voigt et al. | Effects of isoflurane with and without dexmedetomidine or remifentanil on heart rate variability before and after nociceptive stimulation at different multiples of minimum alveolar concentration in dogs | |
| Pascoe | The effects of lidocaine or a lidocaine-bupivacaine mixture administered into the infraorbital canal in dogs | |
| Freeman et al. | Effects of chemical restraint on electroretinograms recorded sequentially in awake, sedated, and anesthetized dogs | |
| Viana et al. | Plasma catecholamine concentrations and hemodynamic responses to vasoconstrictor during conventional or Gow-Gates mandibular anesthesia | |
| JP6741335B2 (ja) | 薬液投与による痛みの評価方法及び薬液投与の選定方法 | |
| Arcioni et al. | Lateral popliteal sciatic nerve block: a single injection targeting the tibial branch of the sciatic nerve is as effective as a double‐injection technique | |
| Noga et al. | The micropig model of neurosurgery and spinal cord injury in experiments of motor control | |
| Ubags et al. | Differential effects of nitrous oxide and propofol on myogenic transcranial motor evoked responses during sufentanil anaesthesia. | |
| Dong et al. | Tooth pulp-evoked potentials in the trigeminal brainstem nuclear complex | |
| Skarda et al. | Analgesic, hemodynamic and respiratory effects of caudal epidurally administered ropivacaine hydrochloride in mares | |
| Choquette et al. | Comparison of lidocaine and lidocaine–epinephrine for the paravertebral brachial plexus block in dogs | |
| Kim et al. | The effects of maxillary nerve block, ethmoidal nerve block and their combination on cardiopulmonary responses to nasal stimulation in anesthetized Beagle dogs | |
| Bernal et al. | Pharmacokinetic–pharmacodynamic modelling of the antinociceptive effect of a romifidine infusion in standing horses | |
| Tuck et al. | F-wave in experimental allergic neuritis | |
| Culp et al. | Comparisons of the effects of acupuncture, electroacupuncture, and transcutaneous cranial electrical stimulation on the minimum alveolar concentration of isoflurane in dogs | |
| Baars et al. | Prediction of motor responses to surgical stimuli during bilateral orchiectomy of pigs using nociceptive flexion reflexes and the bispectral index derived from the electroencephalogram | |
| Valadares et al. | Neostigmine combined or not with lidocaine for epidural anesthesia in mares |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20171108 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20180910 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20181009 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20181206 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20190208 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20190806 |
|
| A601 | Written request for extension of time |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A601 Effective date: 20191007 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20191205 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20200623 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20200721 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6741335 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |