JP2009526589A - 植込み可能な流体分配デバイスおよび流体送出方法 - Google Patents

Abstract

植込み可能な流体分配デバイス（３２、１３２、３００）について記載する。該デバイスは、リモートポンプ（３０、１３０）から加圧流体を受け取る第１の入口（４０、３１０）を含む。また、複数の出口（５０、３１２）が設けられており、各出口が流体送出カテーテル（３６）に連結可能である。弁機構（４２、１５０、１７０、１９０、２００）が、第１の入口から複数の出口への流体の通過を制御するように配置される。また、流体分配デバイスと、植込み可能なポンプ（３０、１３０）と、複数の薬物送出カテーテル（３６）とを含む装置についても記載する。流体分配デバイス（３２、１３２、３００）を使用して薬物を体内の多数の領域に送出することができ、脳内の様々な部位への薬物の順次送出が開示される。

Description

本発明は、薬物などの流体をヒトまたは動物の身体の様々な部分に送出（ｄｅｌｉｖｅｒ）する、植込み可能な（ｉｍｐｌａｎｔａｂｌｅ）装置に関する。詳細には、本発明は、関連した薬物送出ポンプとともに使用するための植込み可能な薬物分配デバイスと、薬物を脳に送出する方法とに関する。

植込み可能な様々な薬物送出システムが知られており、通常、腹部に植え込むことのできる薬物ポンプアセンブリと、薬物をポンプから１つまたは複数の必要とされる解剖学的部位へと経路指定する１つまたは複数の可撓性カテーテルとを含む。薬物リザーバは、ポンプアセンブリ内に一体化することもでき、またはポンプから遠隔に設けることもできる。通常、薬物リザーバまたはポンプは、経皮的に再充電できるように、患者の皮膚の近くに植え込まれるように設計される。公知の薬物送出ポンプの例が記載されている（例えば、特許文献１、２、および３参照。）。

米国特許第３９５１１４７号明細書 米国特許第４０１３０７４号明細書 米国特許第４６９２１４７号明細書 米国特許第５７５２９３０号明細書 米国特許出願公開第２００４／０２２０５４５号明細書 国際公開第２００５／１０５１９９号パンフレット 国際公開第２００４／１０５８３９号パンフレット 国際公開第２００３／０７７７８５号パンフレット MOLECULAR THERAPY Vol. 1, No. 5, May 2000, Part 1

薬物を１つの解剖学的部位へと経路指定することは、特定の医学的状態の処置には十分であるが、しばしば、薬物を体内の多数の部位に送出するための要件が存在する。例えば、複数の流体流出口を有するカテーテルを含む薬物送出装置が記載されている（例えば、特許文献４参照）。同様に、薬物をポンプアセンブリから脊柱の様々な部分へと経路指定するための、分岐かつ／または多ルーメンカテーテルの使用が記載されている（例えば、特許文献５参照）。分岐カテーテルまたは多孔カテーテルの使用は、体内の様々な部位への薬物送出を可能にするが、カテーテルの異なる流出口からの薬物の相対的な流れは、予測不可能な場合がある。特に、カテーテル流出口が遮断または閉塞されて、特定の部位への薬物の流れを減少させ、またはなくし、他方で他の部位へと送出される薬物の量を増加させることになる虞がある。これは、処置有効性を著しく低下させかねない。

多数の流体制御弁と、流量センサと、圧力センサとを含む分岐カテーテルシステムが記載されている（例えば、特許文献６参照）。特に、特許文献６は、システムの様々な部分で圧力および流体流量を監視しながら弁を開閉する様々な方法を概説している。これは、システム内の流体流れの問題（例えば、閉塞または漏れ）を見つけられるようにするために述べられている。しかし、特許文献６のシステムは、実装して被術体内に植え込むのが比較的複雑である。

薬物の精確な投薬量をリザーバから体内の多数の部位それぞれに送り出すことができるようにする、他の植込み可能な薬物送出ポンプが記載されている（例えば、特許文献７参照）。ポンプは、ロータを２つ以上のチュービングに押し当てて、それらのチュービング内で薬物を押し進めることによって動作する。次いで、腹部に植え込まれたポンプから薬物を各カテーテルに運ぶために、別個のチュービングが使用される。必要ならば、ポンプ内のチュービングの内径を、各カテーテルへの薬物の相対的な流れを制御するように選択することができる。

本発明の第１の態様によれば、植込み可能な流体分配デバイスは、リモートポンプから加圧流体を受け取る第１の入口と、それぞれ流体送出カテーテルに連結可能な複数の出口と、第１の入口から複数の出口への流体の通過を制御する弁機構とを含む。

ゆえに、本発明は、ヒトまたは動物の体内に植え込むことのできる、加圧された流体供給をリモートポンプからそれに送り込むことのできる第１の入口を有する、流体分配デバイスを提供する。デバイスは、また、関連カテーテルに連結できる複数の出口を有しており、それについては以下でより詳細に説明する。本発明のデバイスの弁機構は、第１の入口と複数の出口との間の流体連通を必要に応じて制御できるようにする。弁機構は、好ましくは、異なる構成間で切り替えることができ、それによって使用時に第１の入口からデバイスの複数の出口への流体の流れに対する能動制御をもたらす、単一のＮポート（Ｎは、少なくとも３の整数値である）流れ制御弁であり、それについては以下でより詳細に説明する。デバイスは、いずれのタイプの流体を経路指定するためにも使用できるが、薬液などを経路指定するのに特に適している。

本発明の流体分配デバイスによって、公知の薬物送出システムに優るいくつかの利点を有する薬物送出装置を提供できるようになる。例えば、流体分配デバイスは、ポンプアセンブリに比べて比較的小さなものとすることができ、それによって、薬物が送出されるべき（１つまたは複数の）部位にはるかに近い領域に該デバイスを植え込むことができるようになる。脳に薬物を送出するためのシステムの場合、流体分配デバイスは、植え込まれたカテーテルからわずか数センチメートルしか離れていない患者の頭骨の上に据え付けることができる。この配置は、各カテーテルが長いチュービングを通じて患者の胴体に植え込まれたポンプに連結される、特許文献７に記載のポンプなどのシステムに比べて、改善された流体流れ制御をもたらす。そのような配置は、また、特定の薬物がポンプアセンブリから放出された後に起こり得る停滞効果を低減することができる。

本発明の流体分配デバイスは、また、特許文献６の分配配置された分岐カテーテルシステムと比較していくつかの利益を有する。特に、本発明のデバイスは、必要とされる場合、単一の弁機構によって流体経路指定機能全体を提供できるようにする。特に、本発明のデバイスは、身体の様々な部分に植え込まれるべき、２ポート弁、流れ制限装置、圧力センサ、および様々な相互連結チュービング片の分散ネットワークを必要としない。本発明の流体分配デバイスは、リモートポンプから流体を受け取り、その流体を必要とされる方式で複数の出口に分配することができる。ゆえに、特許文献６のネットワーク化されたシステムに比べて、本発明の一体化されたデバイスでは、流体分配手段の損傷または故障の可能性がより低いことがわかる。

有利には、本発明のデバイスは、該デバイスを通る流体流量を制御する流体流れ制御手段を含む。流体流れ制御手段は、好都合には、第１の入口と複数の出口のうちの少なくとも１つとの間に配置された１つまたは複数の流れ調節装置を含むことができる。好ましくは、そのような別個の流れ調節装置は、流体分配デバイスのハウジング内に配置される。各流れ調節装置は、固定の特性を有することもでき（例えば、直径の狭い、チュービングを含むことができる）、または可変の特性を有することもできる（例えば、入口と出口との間の流体経路内に可変狭窄部を設けるように構成することができる）。流体流れ制御手段は、可変の流れ調節装置に直列に連結された固定の流れ調節装置を含むことができ、例えば、固定の流れ調節装置が圧力を所与の量だけ低減することができ、次いで可変の流れ調節装置が流量を必要なレベルに「微調整」することができる。

別個の流れ調節装置を設けることができるが、好ましい一実施形態では、弁機構自体が、それを通り抜ける流体の流量を制御するための一体型の流体流れ制御手段を含むことができる。ゆえに、弁機構は、「オン」、「オフ」、および１つまたは複数の中間流量状態を提供することができる。換言すれば、弁機構は、流体経路指定および流れ制御機能の両方を果たすことができる。第１の入口から所望の出口へと流体を選択的に経路指定し、またさらにそのような経路指定された流体の流量を制御する単一の弁機構を提供すると、より小型のデバイスを提供できるようになる。特に、そのようなデバイスは、特許文献６に記載されているタイプの分配配置された流れ制限装置および弁の複雑なネットワークを必要としない。

前述の流れ制御の提供によって、第１の入口のところで流体が受け取られるよりも低い圧力で流体を出口から吐出できるようになる。これによって、例えば、流体を比較的高い圧力で流体分配デバイスに供給し、他方で液体をより低い圧力でカテーテルへと経路指定できるようになる。可変の流れ調節装置が設けられる場合、各カテーテルに供給される流体の圧力は、流体送出を最適化するために必要に応じて動的に、場合によっては連続的に、調節することができる。所与の出口への流体流量と、その出口での流体の圧力とが、所与のデバイスについて相互依存的であることに留意すべきである。換言すれば、所与のシステム構成について、出口への流体流れを低減すると、またその出口での流体の圧力も低減することができる。

好都合には、弁機構は、流体が第１の入口から複数の出口のいずれへも通ることのできない、シャットオフ状態を提供する。換言すれば、弁機構は、第１の入口とすべての出口との間で流体連通が妨げられる、完全閉止状態を有するように構成することができる。デバイスを通る流体流れを停止できることにより、必要に応じて必要なときに流体送出を中断することができる。これは、ボーラス送出が必要とされるとき、例えば、高流量での薬物の送出に薬物送出なしの期間が散在することになるときに、有利な可能性がある。

有利には、デバイスは、出口の２つ以上のセットを含んでおり、出口の各セットが前記複数の出口のうちの少なくとも１つを含んでおり、弁機構は、流体がある一瞬に第１の入口から出口の１つのセットだけに通ることができるようにする。出口のセットは、共通の出口を含むことができる、すなわち、非排他的なセットとすることができる。ただし、出口のセットは、有利には相互排他的である。この方法では、弁機構は、流体を一度に出口のうちのいくつかだけに経路指定することができる。そのような配置によって、必要ならば順次的な方式で流体を出口のセットへと経路指定できるようになり、それについては以下で説明する。各セットは、単一の出口を含むことができ、その場合、必要に応じて第１の入口と前記複数の出口のうちのいずれか選択された１つ（１つだけ）との間に流体連通を順に確立することができる。

好ましくは、デバイスは、弁機構の動作を制御する制御装置を含む。制御装置は、電子デバイスまたは電気機械的デバイスとすることができる。制御装置は、好ましくは、弁機構が必要とされる状態をとるよう、該弁機構に適切な制御信号を印加するように構成される。好都合には、制御装置は、プログラム可能である、すなわち、制御装置は、弁機構の動作を制御する命令のセットを格納することができる。あるいは、制御装置は、リモートインターフェースから制御信号を受信し、それに応じて弁機構の構成を調節するように構成することもできる。弁機構の動作を制御するための制御装置を設けることが好ましいが、そのようなコンポーネントが必須ではないことに留意すべきである。弁機構は、望むなら、手作業で再構成可能なものとすることができる。例えば、弁機構は、ユーザによって、場合によっては植込み後に皮膚を通じて、手作業で再調整可能なものとすることができる。

制御装置は、有利には、患者体内への植込みの前に、弁機構を所望の方式で制御する命令のセットをプログラムすることができる。有利には、制御装置は、通信リンク上でプログラムすることができる。例えば、制御装置は、無線（例えば、インダクティブ、ＲＦなど）通信リンクを通じてプログラムすることができる。制御装置を遠隔でプログラムまたは再プログラムできることにより、デバイスの体内への植込みの前、植込みの間、または植込みの後に、流体送出プロセスを変更することができる。これは、デバイスの植込み後に薬物送出プロファイルが修正を必要とする場合に、きわめて有利な可能性がある。制御装置は、また、植込みの間にデバイスを事前準備する命令をプログラムすることができる。例えば、デバイスは、設定された期間にわたって、または、植込みが済んでおり、必要な薬物送出プログラムを開始すべきであるという命令を（例えば、通信リンクを通じて）受け取るまで、最大流体流れを提供するように構成することができる。

有利には、デバイスは、出口の２つ以上のセットを含んでおり、出口の各セットが前記複数の出口のうちの少なくとも１つを含んでおり、制御装置は、流体が第１の入口から出口の各セットへと順番に通されるように弁機構を操作するように構成される。セットは、非排他的なものとすることもでき（例えば、ある出口が１つよりも多くのセットに含まれてよい）、または相互排他的なものとすることもできる。弁機構は、各出口への同時流体排出を可能にすることができるが、流体が出口のセットへと順に通されるように（例えば、順次流体送出をもたらすために）制御装置を構成できることに留意すべきである。あるいは、弁機構は、前述の形態をとり、流体を一度に出口の１つのセットだけに経路指定可能であってもよい。好ましい一実施形態では、制御装置は、第１の入口と出口の各セットとの間の流体連通が順次確立されるように弁機構を再構成するようにプログラムすることができる。

制御装置は、有利には時計を含んでおり、それによって弁機構を所定の時間間隔で自動的に調節できるようになる。この方法では、各出口間または出口の各セット間で流体流れを切り替える時間を定めることができる。例えば、制御装置は、流体を各出口内または出口の各セット内に予め設定された期間にわたって順に経路指定するように構成することができる。さらに、制御装置は、様々な出口を通る流体の流量または出口での流体の圧力を時間とともに変更するようにプログラムすることができる。時間指定された配置が実装される場合、制御装置の時計は、リモート電気ポンプの時計と同期させることができる。例えば、リモートポンプは、流体を様々なカテーテルへと経路指定する流体分配デバイスと一致するように、そのような流体が吐出される圧力を変えることができる。また、流体分配デバイス内を流体が通されていない期間は、ポンプを停止することができる。

時間指定された操作の代わりに、制御装置は、特定の条件が満たされるときに別の出口または出口のセットへと流体を導くように弁機構を再構成することができる。例えば、出口は、第１の入口での流体圧力の低下に応答して（例えば、リモートポンプが様々な時間間隔の間に流体を様々な圧力で提供するようにプログラムされる場合）、または特定の量の流体（例えば、特定の投薬量）が出口を通過したときに、切り替えることができる。制御装置は、また、リモートユニットによって、例えば無線リンク上で、直接操作することができる。例えば、弁機構を変更する命令は、ユーザインターフェースやリモートポンプなどのリモートユニットから受信することができる。また、流体分配デバイスとリモートポンプとの両方を制御するために、単一の主制御装置を設けることもできる。

流体を様々な出口へと選択的に経路指定できる流体分配デバイスを提供することには、特に制御装置の制御下で順次送出が自動的に実施される場合に、いくつかの利点がある。特に、薬物送出を、身体（例えば、脳内）のいくつかの異なる部位間で循環できるようになる。例えば、そのような順次送出によって、化学療法薬を特定の期間にわたって全脳に送出できるようになる。そのような順次送出は、多数のカテーテルを通じて大量の化学療法薬を同時に全脳に送り出す必要をなくし、それによってそのような処置の有効性を低減することなく化学療法処置に付随した副作用を軽減する。また、必要とされる最大流量を低減すると、関連ポンプアセンブリのコストおよびサイズが削減／縮小される。

流体送出を監視するために、本発明のデバイスは、有利には、流体圧力および流体流量のうちの少なくとも１つを感知する少なくとも１つのセンサを含む。換言すれば、デバイスは、一体型の流体圧力感知手段および／または流体流量感知手段を含むことができる。好都合には、少なくとも１つのセンサは、弁機構内に配置することができる。

少なくとも１つのセンサは、有利には、少なくとも１つの圧力センサを含むことができる。入口で受け取られる、および／または出口のうちの１つもしくは複数を通って吐出される流体の圧力を測定するために、圧力センサを設けることができる。各圧力センサは、例えば、シリコンひずみゲージを含むことができる。（１つもしくは複数の）圧力センサからのデータは、必要に応じて、記録する、または、例えばテレメトリリンクを通じて、デバイスから出力することができる。

少なくとも１つのセンサは、好都合には、１つまたは複数の流体流量センサを含むことができる。流量センサは、流体が第１の入口を通ってデバイスへと流れ込む速度、および／または流体が出口のうちの１つもしくは複数を通って出力される速度を測定するために設けることができる。流体流量が、また、複数の圧力センサを使用して測定することもできることに留意すべきであり、流体経路に沿った２点間の圧力降下が流量の指標を与える。流体流量の測定により、流体分配デバイスによって受け取られる流体の量および／または出口を通じて分配される流体の量を決定できるようになり、それによって投薬量を測定できるようになる。（１つもしくは複数の）流量センサからのデータは、必要に応じて、記録する、または、例えばテレメトリリンクを通じて、デバイスから出力することができる。

デバイスが前述の少なくとも１つのセンサを含む場合、制御装置は、流体圧力および／または流体流量データを受信するように構成することができる。例えば、制御装置は、（１つまたは複数の）圧力センサからの流体圧力データと、（１つまたは複数の）流量センサからの流体流量データとを受信することができる。制御装置は、そのようなデータを格納する、かつ／またはそのようなデータをリモートインターフェースに転送するように構成することができる。少なくとも１つのセンサからのデータは、デバイスの動作を制御する制御装置によって使用することができ、その結果、例えばフィードバック制御ループを確立できるようになる。一実施形態では、制御装置は、測定された流量および／または流体圧力データに応答して弁機構を制御するようにプログラムすることができる。例えば、流体がそれへと通される出口は、特定の量の流体がその出口を通過したときに変更することができる。流体送出は、また、設定された期間内に特定の量の流体が分配されたときに、完全に妨げることができる。

制御装置は、好都合にはメモリ部分を含む。このメモリ部分は、流体送出履歴データを格納するために使用することができる。例えば、メモリ部分は、薬物送出データを、時間および／または薬物がそれを通って送出される出口に応じて格納することができる。そのようなデータは、通信リンクを通じてリモートユニットにダウンロード可能なものとすることができる。一実施例では、通信リンクは、ブルートゥース（Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ）接続を含むことができる。その場合、データは、ブルートゥース対応の携帯電話または類似のものを通じてデバイスからリモートコンピュータインターフェース（例えば、病院にある）へと送信することができる。

制御装置は、有利にはアラームを含む。アラームは、故障またはデバイスの動作に関する他の問題が識別されたときに、音（例えばビープ音）または他の表示を発するように構成することができる。換言すれば、制御装置は、自己監視機能を実行するように構成することができる。アラームは、例えば、流体圧力が所定の範囲からはずれるとき、流体流れが特定の限度を超えて増減するとき、またはバッテリ残量が少ない場合に鳴らすことができる。制御装置は、また、アラーム発生時にデバイスを「安全」構成に置くように構成することができる。例えば、デバイスは、バッテリ残量が少ない場合、または流体流量のさらなる望まれない増加が検出された場合に、すべての流体流れが停止される「オフ」状態へと切り替えることができる。また、アラーム状態発生時に、信号を（例えばブルートゥースリンクを通じて）リモートインターフェースに送信することができる。

第１の入口だけを設けることができるが、デバイスは、有利には、少なくとも１つの追加の入口を含む。換言すれば、デバイスは、複数の入口を含むことができる。好都合には、弁機構は、また、少なくとも１つの追加の入口から複数の出口への流体の通過を制御する。各入口は、１つまたは複数のリモートポンプから加圧流体を受け取るように構成することができる。各入口は、異なる流体を受け取ることができ、流体分配デバイスは、そのような流体を混合する何らかの種類のチャンバまたは他の領域を含むことができる。有利には、弁機構は、第１の入口および少なくとも１つの追加の入口から流体を受け取る混合チャンバを含む。必要に応じて混合比を制御して、様々な混合物（例えば、薬物の様々な組合せ）を様々な出口または出口のセットへと経路指定できるようにすることができる。混合比は、また、時間によって変えることができる。各入口は、望むなら、それに永久的に取り付けられた、可撓性チュービングを含むことができる。

デバイスは、わずか２つの出口だけを含むことができるが、より多くの出口を設けることもできる。ゆえに、デバイスは、好都合には３以上、４以上、５以上、６以上、７以上、８以上、または１０以上の出口を含むことができる。常時必要とされるよりも多くの出口を有するデバイスを設けることができることに留意すべきである。例えば、８つの出口を有するデバイスを、実際には８つ未満の出口しか必要とされない用途で使用することができる。より少ない出口しか必要とされない場合、流体の不慮の放出を防ぐため、使用されない出口を封止するために（１つまたは複数の）キャップを使用することができる。出口は、植込みの間にそれら出口を外科医が容易に識別できるように、マークを付ける（例えば、番号を付けるまたは色分けする）ことができる。

流体送出カテーテルに連結可能な複数の出口に加えて、デバイスは、有利には、入口で受け取った流体をそれへと経路指定できる１つまたは複数の流体戻り出口を含むことができる。デバイスは、ゆえに、流体をリモートポンプへと戻すように経路指定できるようになる、１つまたは複数の流れ戻り経路を提供するように構成することができる。そのような流れ戻り出口は、圧力解放またはブリーディング（ｂｌｅｅｄｉｎｇ）目的で使用することができ、またさらに、デバイス内の流体停滞効果を防ぐために使用することができる。流体は、流体がそれを通ってポンプから供給されるチュービングとは別個の、チュービングを通じて、デバイスからポンプへと戻るように経路指定することもでき、または、多ルーメンチュービングを使用して、流体を関連ポンプへと／関連ポンプから別々に経路指定することもできる。

有利には、弁機構は、チャンバを含んでおり、チャンバは、第１の入口と流体連通し、複数の排出開孔部を有しており、排出開孔部を通じて弁アセンブリのチャンバから流出する流体は、前記複数の出口のうちの１つへと経路指定される。好都合には、弁機構は、各排出開孔部に関連付けられた可動プラグを含んでおり、各可動プラグの運動が、関連開孔部を通る流体流れを制御する。各可動プラグは、その関連開孔部に係合する弾性変形可能な部分（例えば、ゴム引きされた（ｒｕｂｂｅｒｉｓｅｄ）末端キャップ）を含むことができる。その開孔部に直接係合する各プラグの代わりに、可撓性ダイアフラムをプラグと開孔部との間に配置することができる。そのような一実施例では、プラグは、ダイアフラムを開孔部と接触させて流体流れ制御をもたらす役目を果たすことができる。

弁機構は、好都合には、複数の電動アクチュエータを含むことができ、各電動アクチュエータは、前記可動プラグのうちの少なくとも１つを動かすように配置される。一実施形態では、各可動プラグは、関連付けられた電動アクチュエータを含むことができる。各電動アクチュエータは、双安定なものとすることができ、それによって電力を消費する必要なしに各プラグを「オン」または「オフ」状態のいずれかで保持できるようになる。あるいは、弁機構は、好都合には、前記複数の可動プラグそれぞれをその関連開孔部と接触させることのできる単一の可動部材を含むこともできる。ゆえに、弁機構は、好都合には、前記複数の可動プラグのうちのいずれか１つまたは複数を選択的に関連開孔部と接触または非接触状態にする、可動部材（例えば、陥凹部もしくは突出部がそれに形成された回転可能ディスク）を含むことができる。各可動プラグには、加えられる力がないときには所定の場所に戻るように、ばね荷重をかけることができる。例えば、可動プラグには、可動部材によって力が加えられないときには「開」または「閉」位置へと戻るように、ばね荷重をかけることができる。

前述の弁アセンブリは、有利には植込み可能な流体分配デバイスの一部を成すことができるが、また、他の（例えば、非医療）用途で使用することもできる。ゆえに、入口と流体連通する、１つまたは複数の排出開孔部を有するチャンバを含む、弁アセンブリを設けることができ、該弁アセンブリは、また、各排出開孔部に関連付けられた可動プラグを含んでおり、開孔部に対する可動プラグの運動が、該開孔部を通る流体流れを制御する。流体は、可動プラグを前述の方式で適切に動かすことによって、いずれか選択された開孔部を通ってチャンバから流出することができる。

好都合には、弁機構は、外側部材内で実質的に保持された、外側部材に対して可動の内側部材を含む。有利には、内側部材は、前記第１の入口と流体連通するキャビティを閉囲または画定する。内側部材は、さらに、あるいは代替的に、第１の入口と流体連通する１つまたは複数のチャネルを含むこともできる。弁アセンブリの外側部材は、好ましくは複数の排出ポートを含んでおり、各排出ポートは、前記出口のうちの１つと流体連通している。内側部材は、好都合には、それに形成された少なくとも１つの開孔部を有する。外側部材に対する内側部材の運動によって、有利には、流体を第１の入口から可動部材の少なくとも１つの開孔部を通って前記出口のいずれかへと選択的に経路指定できるようになる。そのような弁機構は、排出ポートのうちのいずれかと位置合わせできる単一の開孔部、または複数の開孔部を含むことができ、各開孔部は、１つの関連排出ポートと位置合わせすることができる。内側部材は、いくつかの方法で外側部材に対して可動のものとすることができる。有利には、内側部材は、外側部材に対して軸方向に平行移動可能なものとすることができる。好都合には、内側部材は、外側部材に対して回転可能である。ゆえに、内側部材の軸方向平行移動または回転は、それに応じてデバイス内の流体経路を制御する。

ゆえに、弁アセンブリまたは機構であって、弁が、入口と、１つまたは複数の出口を含む外側部分と、外側部分に対して可動の内側部分とを含んでおり、外側部分に対する内側部分の運動によって、第１の入口と出口のうちのいずれか１つまたは複数との間に流体連通を選択的に確立できる弁アセンブリまたは機構が、本明細書で記載される。内側部分は、それに形成された少なくとも１つの開孔部を有することができ、入口と流体連通するキャビティを画定することができる。内側部分は、流体を入口から可動部材の少なくとも１つの開孔部を通って複数の出口のうちのいずれか１つまたは複数へと選択的に経路指定できるように、複数の位置のいずれか１つへと移動可能なものとすることができる。そのような弁は、前述の流体分配デバイスで使用することもでき、または様々な代替（例えば、非医療用）デバイスのいずれか１つで使用することもできる。

有利には、本発明のデバイスの弁機構は、第１の入口から流体を受け取る、第１の弾性変形可能なチュービングと、流体を複数の出口へと送出する、１つもしくは複数の追加の弾性変形可能なチュービングとを含む。その場合、弁機構は、有利には、１つまたは複数の追加の弾性変形可能なチュービングそれぞれに対して選択的に押し付けることができ、それによって該チュービング内の流体の通過を制御する、単一の流れ制御部材を含むことができる。オン／オフ配置を設けることができるが、流れ制御部材は、有利には、弾性変形可能な関連チュービングそれぞれの可変変形をもたらし、それによって該チュービング内の流体流量を制御する。弁機構は、前記流れ制御部材を動かす電動アクチュエータを含むことができる。アクチュエータは、例えば、ステッパモータおよび／または圧電アクチュエータを含むことができる。可撓性チューブ片が変形される弁機構には、流体経路内に配置されるべき弁コンポーネントを必要としないという利点がある。そのようなデバイスは、また、流体漏れをまねく虞のある機械的摩耗の影響を受ける可能性も低い。

流れ制御部材は、１つまたは複数のセグメントを含むことができ、各セグメントは、出口に通じる弾性変形可能なチュービング片のうちの１つに隣接して配置される。流れ制御部材の各セグメントは、円形部分とほぼ平らな部分とを含む断面プロファイルを有することができる。流れ制御部材の回転により、必要に応じて各セグメントの平らなまたは円形の断面部分を弾性変形可能な関連チュービングと接触させることができる。各セグメントの円形断面部分は、関連可撓性チューブを変形させ、それによってそのチューブ内の流体流れを妨げるように構成することができ、セグメントのほぼ平らな断面は、チューブ変形の低減（または変形ゼロ）をもたらし、それによって流体をチューブ内に通すように構成することができる。各セグメントの平らな部分は、常に流体が弾性変形可能な複数のチューブのうちの１つだけを通ることができるように、オフセットさせることができる。ゆえに、流れ制御部材の回転によって、「開」であるチューブを必要に応じて選択できるようになり、またさらに、その回転を使用して、選択された「開」のチューブ内の流体流量を制御することができる。

ゆえに、弾性変形可能なチュービング（例えばプラスチックを含むチュービング）と可動の流れ制御部材とを含む弁または流体経路指定手段であって、前記弾性変形可能なチュービング内の流体流れを制限するために可動の流れ制御部材を前記チュービングに押し付けることができる弁または流体経路指定手段が、本明細書で記載される。弁は、第１の入口から流体を受け取る、第１の弾性変形可能なチュービングと、流体を１つまたは複数の出口へと送出する、１つまたは複数の追加の弾性変形可能なチュービングとを含むことができ、流れ制御部材は、前記第１および追加の弾性変形可能なチュービングのうちのいずれか１つまたは複数に押し付けることができる。こうして、流体を運ぶ複数の変形可能なチューブと、前記複数の弾性変形可能なチューブ内の流体流れを制限するために前記チューブのうちのいずれか１つまたは複数に選択的に押し付けることのできる流れ制御手段とを含む、流体経路指定手段が提供される。そのような流体制御デバイスは、本発明の弁機構を提供することもでき、または任意の数の代替（例えば、非医療）用途で使用することもできる。

有利には、デバイスは、少なくとも１つの電動コンポーネントに電力を供給する（例えば、弁機構に電力を供給する）一体型電源を含む。あるいは、デバイスは、電動コンポーネントと、リモート電源から電力を受け取る手段とを含むこともできる。例えば、電気ケーブルを、植え込まれたリモートバッテリからデバイスへと届けることができる。好ましくは、そのような遠隔に配置されたバッテリは、リモートポンプアセンブリ内に収められる。電源は、好ましくはバッテリであるが、代替的に、動的電源（ｋｉｎｅｔｉｃ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ）またはＲＦハーベスティング電源（ＲＦ ｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ ｐｏｗｅｒ ｓｏｕｒｃｅ）を含むこともできる。また、皮膚を通して外部電源をデバイスへと結合させる（例えば、バッテリを再充電するため）手段を設けることができ、例えば、デバイスは、誘導電力結合（ｉｎｄｕｃｔｉｖｅ ｐｏｗｅｒ ｃｏｕｐｌｉｎｇ）を含むことができる。

好ましくは、第１の入口および複数の各出口は、チューブ連結手段を含む。例えば、連結手段は、縫合（ｓｕｔｕｒｅ）またはスナップ嵌めコネクタによってチュービングをそれに取り付けることのできるノズルを含むことができる。あるいは、１つまたは複数のチュービングをデバイスに永久的に連結する（例えば、デバイス製造時に連結する）こともできる。例えば、入口は、リモートポンプまで延びるのに十分に長い可撓性チュービング片（例えば、プラスチックを含むチュービング）を含むことができる。リモートポンプに連結されるべきチュービングの端部は、リモートポンプ上の相補的なコネクタにしっかり取り付けることのできる、ねじ山などの一体型コネクタを含むことができる。同様に、各出口は、所望の解剖学的部位に到達するのに十分に長い、デバイスに永久的に取り付けられる、可撓性チュービングを含むことができる。１つを超える出口が設けられる場合、各出口は、永久的に取り付けられた同様の長さの可撓性チュービングを含むことができる。永久的な流体接続を提供すると、植込みの間または植込みの後のデバイスからの漏れの危険が低減され、またさらに、患者の体内にデバイスを植え込むのに必要な時間が短縮される。

デバイスは、好都合には、１つまたは複数の細菌フィルタを含むことができる。例えば、出口の少なくとも１つまたはすべてが細菌フィルタを含むことができる。細菌フィルタは、さらに、あるいは代替的に、前記少なくとも１つの入口のところに設けることもできる。さらに、１つまたは複数の細菌フィルタを弁機構自体の中に含めることもできる。適切に配置された細菌フィルタを設けると、確実に、デバイスに連結されたカテーテルを通って細菌が輸送されなくなり、該カテーテルから細菌が吐出されなくなる。これは、流体が血液脳関門を通って脳内に直接送出されるときに特に重要である。

本発明のデバイスの可能な１つの用途は、ウイルス性材料、例えば遺伝子治療材料を、身体の諸領域に送出することである。ゆえに、弁機構の流体接触表面のほぼすべてが、（例えば遺伝子治療ウイルスベクターの）ウイルス活性を大きく低減させない材料から形成されることが好ましい。ゆえに、デバイスは、有利には、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、フルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、およびポリウレタンのうちの少なくとも１つを含む、流体接触表面を含むことができる。そのような材料とウイルスベクターの送出との適合性が、記載されている（例えば、非特許文献１参照）。流体接触表面は、また、好都合には、ガラス（例えば、溶融シリカ、シリカ、石英など）、またはセラミック（例えば、ジルコニア）を含むことができる。そのような材料の任意の組合せを必要に応じて提供することができる。

有利には、流体分配デバイスは、皮下に据え付けられるように適合されており、すなわち、デバイスは、皮膚の下に植込み可能である。好ましくは、デバイスは、頭骨に形成された陥凹部または穴の中に少なくとも一部が据え付けられるように適合される。デバイスは、それから突き出ている、頭骨に（例えば、ねじを使用して）取り付けることのできる１つまたは複数のフランジを有することができる。好都合には、デバイスは、ほぼ円筒状の外側ハウジングを含む。デバイスは、ドーム形の上面を有することができる、すなわち、感染部位の原因になりかねない鋭い縁部が存在しないようにすることができる。デバイスの（１つまたは複数の）入口と複数の出口とは、ハウジングから径方向に突き出ることができる。ハウジングは、チタンから形成することができる。あるいは、デバイスおよび／または該デバイスに含まれるコンポーネントは、デバイスを体内に植え込まれた患者が磁気共鳴画像法（ＭＲＩ）スキャンを受けられるように、プラスチックまたは他の非磁性材料から形成することもできる。

有利には、デバイスは、１つまたは複数の微小電気機械システム（ＭＥＭＳ：ｍｉｃｒｏ−ｅｌｅｃｔｒｏ−ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ｓｙｓｔｅｍ）コンポーネントを使用して形成される。例えば、デバイスは、ＭＥＭＳベースのアクチュエータ、圧力センサ（例えば、シリコンひずみゲージ）などを含むことができる。

本発明によれば、前述の植込み可能な流体分配デバイスを含む、植込み可能な薬物送出装置を提供することができる。装置は、好ましくは、また、少なくとも１つのポンプアセンブリを含む。ポンプアセンブリは、植込み可能なものとすることができ、抗菌フィルタなどを含むことができる。ポンプアセンブリから流体分配デバイスの第１の入口まで流体を運ぶために、有利には、可撓性の植込み可能チュービングを設けることができる。流体分配デバイスが複数の入口を含む場合、ポンプを各入口に繋ぐために複数のチューブ（または多ルーメンチューブ）を設けることができる。チュービングは、プラスチック（例えばポリウレタン）を含むことができる。そのような装置は、１つまたは複数のリモートポンプから流体分配デバイスを通じた体内の１つまたは複数の異なる部位への薬物の送出を可能にする。

前述のように、ポンプを流体分配デバイスに繋ぐ可撓性チュービングは、流体分配デバイスに永久的に取り付けられた第１の端部と、コネクタを含む第２の端部とを有することができる。その場合、ポンプアセンブリは、可撓性チュービングの第２の端部に設けられたコネクタへの取付けに適した相補的なコネクタ（例えば、雄ねじ山を有するポート）を含むことができる。この方法では、チュービングは、ポンプアセンブリと流体分配デバイスとの両方にしっかり取り付けることができる。ポンプアセンブリは、また、関連可撓性チュービングがしっかり取り付けられていないときにポンプアセンブリから流体が出ていくのを防ぐように構成された自閉式弁を有することができる。例えば、ポンプ上のコネクタは、自閉式コネクタとすることができる。あるいは、ポンプアセンブリは、流体流れまたは排出流体圧力を測定し、漏れが起こっている可能性が高い程度まで流量が増加するまたは圧力が低下する場合に流体の供給を停止するように構成することもできる。

有利には、ポンプアセンブリは、定圧ポンプを含む。ポンプアセンブリは、１つまたは複数の薬物を含む流体を蓄える１つまたは複数のリザーバを含むことができる。ポンプは、体内のいずれか適切な場所に植え込むことができ、例えば、ポンプは、腹部への植え込みに適合させることができる。リザーバを含めたポンプアセンブリは、流体リザーバに経皮的に補充する手段を有することができる。好都合には、流体をポンプから流体分配デバイスへと運ぶために、可撓性チュービングが設けられる。該チュービングは、皮下に通すことができる。チュービングは、１０ｃｍよりも長い、２０ｃｍよりも長い、５０ｃｍよりも長い、または１ｍよりも長いものとすることができる。チュービングは、作動が可能となるようにチュービングのコイルを患者の体内に設けることができるようにするのに十分に長いものとすることができる。

ポンプアセンブリが、流体分配デバイスおよび／または流体分配デバイスの機能を制御する制御電子機器に電力を供給する電源を含む場合、チュービングは、その長さに沿って走る複数の導電性トラックを含むことができる。これらの導電性トラックまたはワイヤは、好ましくは互いに電気的に絶縁されており、ポンプアセンブリと流体分配デバイスとの間で必要な信号および／または電力を運ぶように構成される。電気ワイヤをチュービングの周りに巻き付けることもでき、またはチュービングが外側（例えば、プラスチック）壁内に埋め込まれたそのようなワイヤを含むこともできる。ワイヤが埋め込まれる壁は、チュービングの内壁を形成することができる。チュービングは、一端または両端（例えば、ポンプアセンブリおよび／または流体分配デバイスに連結する端部）に、流体および電気接続の両方をもたらすコネクタを含むことができる。あるいは、必要に応じて別個の流体および電気コネクタを設けることもできる。ポンプと流体分配デバイスとの間の通信リンクが確立される場合、ポンプと流体分配デバイスとの両方の動作を制御するために単一の制御装置を設けることができる。

ゆえに、流体を運ぶコアまたはルーメンを画定する壁を含む植込み可能なチュービングであって、壁がまた１つまたは複数の導電性トラックも含むチュービングが、本明細書で記載される。導電性トラックまたはワイヤは、有利には、流体を運ぶコアと同軸なものとすることができる。コネクタは、必要に応じてチュービングの一端または両端に設けることができる。（１つまたは複数の）コネクタは、相補的なコネクタ（例えば、ポンプ上のコネクタ）への流体および電気接続の両方を提供することができる。そのようなチュービングは、前述のタイプの装置で使用することができ、またさらに、様々な異なる用途でも使用することができる。

有利には、装置は、複数のカテーテルを含んでおり、流体分配デバイスの各出口は、流体送出カテーテルに連結可能である、または連結される。流体分配デバイスの各出口は、可撓性チュービングを通じて流体送出カテーテルに連結することができる。ゆえに、装置は、流体分配デバイスの出口からカテーテルへと流体を運ぶために可撓性チュービングを含むことができ、そのようないずれのチュービングも頭皮全体にわたって皮下に通すことができる。被術体の脳への送出が必要とされる場合、カテーテルは、特許文献８に記載のタイプのものとすることができる。

前述のように、流体分配デバイスは、その中の流体圧力および／または流体流量を感知する１つまたは複数のセンサを含むことができる。流体の圧力および／または流量を感知する１つまたは複数のセンサは、好都合には、装置内の１つまたは複数の場所（例えば、ポンプもしくはカテーテルのところ）に設けることができる。これらのセンサのいくつかまたはすべてを、流体分配デバイスの外側に設けることができる。流体分配デバイスの弁機構の動作を制御する制御装置が設けられる場合、その制御装置は、また、流体分配デバイスの外部の場所で流体圧力（および／または流量）を監視するように構成することができる。有利には、制御装置は、確実に装置内の流体圧力が所定の値を超えないようにするように構成される。前述のように、制御装置は、所定の圧力値を超える場合、圧力警告信号を発することができる。

本発明の他の態様によれば、外科手術方法は、前述の１つまたは複数の流体分配デバイスを植え込むステップを含む。好都合には、該方法は、また、ポンプアセンブリおよび可撓性チュービングのうちの少なくとも１つを植え込むステップを含む。有利には、該方法は、また、少なくとも１つのカテーテルを植え込むステップを含む。好ましくは、少なくとも１つのカテーテルを植え込むステップは、中枢神経系の１つまたは複数の部分への流体の送出を可能にする少なくとも１つのカテーテルを植え込むステップを含む。好ましくは、カテーテルは、脳への流体の送出を可能にするように植え込まれる。そのようなカテーテルの場所は、必要とされる特定の処置によって決まる。

本発明の他の態様によれば、脳に薬物を送出する方法は、（ａ）複数のカテーテルがそれに植え込まれた被術体脳を得るステップと、（ｂ）前記カテーテルの相互排他的な２つ以上のサブセットに流体を順次送出するステップとを含む。カテーテルの各サブセットは、１つまたは複数のカテーテルを含むことができる。有利には、ステップ（ａ）は、被術体脳に複数のカテーテルを植え込む工程を含む。好ましくは、ステップ（ａ）は、薬物をほぼ全脳に送出できるようになる場所に前記複数のカテーテルを植え込む工程を含む。

脳内の様々な部位への薬物の順次送出は、処置有効性を改善することができる。例えば、脳全体への薬物の送出は、７つのカテーテルを使用して最も効率的に達成することができる。例えば、第１のカテーテル対（セットＡ）は、薬物を左および右の前頭葉に送出するために挿入することができる。次いで、第２のカテーテル対（セットＢ）は、左および右の頭頂後頭葉への送出を可能にするように挿入することができる。第３のカテーテル対（セットＣ）は、左および右の側頭後頭葉に挿入することができる。カテーテル（セットＤ）は、また、白質トラックを通って薬物を小脳へと押し下げることができるように、脳橋に挿入することができる。

ゆえに、方法は、各セットＡ、Ｂ、Ｃ、およびＤのカテーテルに薬物を順次送出することを伴うことができる。例えば、薬物を１時間にわたってセットＡのカテーテルに送り出し、続いて薬物を１時間にわたってセットＢのカテーテルに送り出し、続いて薬物を１時間にわたってセットＣのカテーテルに送り出し、続いて薬物を１時間にわたってセットＤのカテーテルに送り出すことができる。その場合、サイクルは、必要に応じて何度でも繰り返すことができる。サイクルには、薬物送出なしの期間を散在させることができ、薬物がその間に送出される時間は、必要に応じて、カテーテルのセットによって異なるものとすることができる。シーケンス（すなわち、Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）は、また、変更することもでき、または必要に応じて時間とともに変化することもできる。

有利には、ステップ（ｂ）は、各カテーテルに送出される流体の量を決定する工程を含む。例えば、流量を測定または推定することができる。そのような場合、特定の量の流体が送出されたときに、送出シーケンスの次のステップをトリガすることができる。ゆえに、ステップ（ｂ）は、各カテーテルに送出される流体の量を選択する工程を含むことができる。

前述のように、ステップ（ｂ）は、有利には複数回繰り返すことができる。例えば、薬物送出は、何時間、何日間、何週間、何ヶ月間、または何年間にもわたって実施することができる。さらに、各カテーテルによって送出される流体の相対量は、前記ステップ（ｂ）の反復間に変更することができる。換言すれば、各カテーテルを通じた薬物送出のシーケンスおよび／または持続時間は、時間とともに変えることができる。薬物送出スキームのそのような変形形態は、例えばニューロトロフィンが送出される場合に必要とされることがある。ニューロトロフィンは、脳内の所望の標的部位で神経成長または軸索発芽を引き起こすことができる。成長／発芽がもたらされた後には、薬物は、新たに発芽した軸索および神経接続の完全性を維持することになる、神経細胞体が位置する、より離散的な領域に送出することができる。換言すれば、脳構造が受け取っている薬物によってその脳構造が変えられるにつれて、薬物送出プロファイルを適合させることができる。また、薬物送出プロファイルは、処置に対する患者の反応を考慮して医師によって変更することができる。

ステップ（ｂ）は、好ましくは、薬物を送出する工程を含む。様々な状態を処置するいくつかの薬物について、以下でより詳細に説明する。送出される流体は、活性な構成成分がそれに溶解された液体（例えば、薬物、染料など）とすることもでき、または小さな固体粒子（例えば、ウイルス、ウイルスベクター、リポソーム、ナノ粒子、遺伝子治療剤など）を含む液体とすることもできる。好ましくは、ステップ（ｂ）は、対流促進式の送出（ｃｏｎｖｅｃｔｉｏｎ ｅｎｈａｎｃｅｄ ｄｅｌｉｖｅｒｙ）を通じて流体を送出する工程を含む。換言すれば、カテーテルによる流体排出の圧力は、対流促進式の送出をもたらすように選択される。方法は、本明細書に記載される本発明の装置、または他のいずれかのタイプの装置を使用するステップを含むことができる。

ゆえに、リモートポンプから加圧流体を受け取る第１の入口と、１つまたは複数の出口とを含む、植込み可能な流体分配デバイスであって、前記第１の入口と前記１つまたは複数の出口との間で流体連通を選択的に確立できるようにする再構成可能な流体経路指定手段（例えば、流体経路指定弁または弁機構）を含むデバイスが、本明細書で記載される。

また、少なくとも１つの入口と１つまたは複数の出口とを含む、頭骨に据付可能な流体分配デバイスが本明細書で記載される。デバイスは、頭骨に形成された陥凹部または穴の中に少なくとも一部が据え付けられるように適合させることができる。デバイスは、それから突き出る、頭骨に（例えば、ねじを使用して）取り付けることのできる１つまたは複数のフランジを有することができる。デバイスは、受動的な（例えば、可動部をもたない）ものとすることもでき、または前述したタイプの流体経路指定手段（例えば、弁アセンブリなど）などの能動的コンポーネントを含むこともできる。デバイスは、また、ポンプおよび／またはリザーバを含むことができる。デバイスは、ＭＥＭＳコンポーネントから形成することができ、５ｃｍ未満、より好ましくは３ｃｍ未満、より好ましくは１ｃｍ未満の１つの寸法を有することができる。デバイスは、好ましくはヒトの頭骨の上に据え付けるのに適している。好ましくは、デバイスは、複数の出口を含む。

また、第１の入口（例えば、リモートポンプから加圧流体を受け取る）と、複数の出口とを含む、植込み可能な流体分配デバイスであって、前記複数の出口が、出口の２つ以上の相互排他的なセットに分けられており、デバイスが、第１の入口と前記出口の２つ以上の相互排他的なセットのうちのいずれか１つとの間に流体連通を選択的に確立できるようにする再構成可能な流体経路指定手段（例えば、弁機構）を含むデバイスが、本明細書で記載される。好ましくは、出口の相互排他的なセットそれぞれが１対の出口を含む。前述のように、各出口は、カテーテルに連結することができる。デバイスは、出口（したがってカテーテル）の相互排他的なセットそれぞれへと流体を順に経路指定するように構成することができる。デバイスは、また、ポンプおよび／またはリザーバを含むことができる。デバイスは、ＭＥＭＳコンポーネントから形成することができ、５ｃｍ未満、より好ましくは３ｃｍ未満、より好ましくは１ｃｍ未満の１つの寸法を有することができる。デバイスは、好ましくは、頭骨の上に据え付けるのに適している。

ここで、本発明について、単なる一例として添付の諸図面に即して説明する。

図１を参照すると、特許文献７に記載されているタイプの従来技術の植込み可能な薬物送出システムの略図が示されている。リザーバユニット２１が、患者の前腹壁の上で、好ましくは腹直筋の前方の腹直筋鞘内で、皮下に植え込まれた状態で示されている。リザーバユニット２１は、ある体積の注入用薬物を保持する目的を有しており、ユニット２１が可能な限り多くの薬物を保持するためにかなり大きいので、このような場所は、非常に適している。

リザーバユニット２１からは供給チューブ２２に通じており、該供給チューブは、ポンプユニット２３に通じる。供給チューブ２２は、リザーバユニット２１とポンプユニット２３との間で皮下に通される。ポンプユニット２３は、鎖骨下領域で皮下に植え込まれる。この場所での植え込みは、ポンプユニット２３が小型であるので可能であり、それは、リザーバユニット２１の場所が遠隔であることで可能となった。ポンプユニット２３についてのこの場所は、患者にとって不便または不快であると判明せず、なおかつ経皮的補充が比較的容易である身体の表面に十分に近いことから、使用される。

ポンプユニット２３は、それを通して容易に触診できるその前面上に補充ポート２４を含む。ポンプユニット２３は、そこから薬物が１つまたは複数の出口チューブへと送り込まれる１つまたは複数の出口ポート２５を含む。出口チューブ２６は、患者の脳に植え込まれた脳実質内カテーテル２７に通じる。

脳実質内カテーテルは、脳神経外科の分野で、脳の特定の部分に薬物を送出することで知られている。カテーテルは、定位挿入され、それらの遠位端を脳内の処置されるべき標的の近くに置いて頭骨に固定される、剛性チューブである。脳実質内カテーテル２７は、頭皮および頚部を通って皮下に通された出口チューブ２６に連結される。

図１に記載されるタイプの、従来技術の植込み可能な薬物送出システムによって、薬物を長期間にわたって脳内の多数の部位に注入できるようになる。様々な部位に供給される流体の相対的な体積は、ポンプで使用されるチュービング直径によって制御できるが、薬物は、各部位に同時に供給される。しかし、そのような薬物送出方法が常に最適なレジメンを提供するわけではないことがわかっている。特に、本発明者は、脳の様々な部分に薬物を順次（同時ではなく）送出することによって、改善された処置が得られることを見出した。

図２を参照すると、脳の様々な領域への薬物の順次送出を可能にする、本発明の薬物送出装置が示されている。装置は、可撓性チュービング３４を通じて頭骨に据付可能な流体分配デバイス３２の入口に繋がれた一体型の薬物リザーバを有する、植込み可能なポンプアセンブリ３０を含む。流体分配デバイス３２の４つの出口は、それぞれ、４つの供給チューブ３８ａ〜３８ｄ（以下、総じて供給チューブ３８と称す）を通じて、４つのカテーテル３６ａ〜３６ｄ（以下、総じてカテーテル３６と称す）に連結される。流体分配デバイス３２は、それについては以下でより詳細に説明するが、チューブ３４を通じてポンプアセンブリ３０から加圧流体を受け取り、その流体を各カテーテル３６へと順に経路指定するように構成される。１つのカテーテルへの薬物送出を順に循環させることが好ましいが、流体分配デバイスは、カテーテルの排他的サブセットへと流体を順次経路指定するように構成することができる。例えば、流体は、異なるカテーテル対へと順に経路指定することができる。

薬物送出装置全体が、患者の体内に植込み可能である。例えば、ポンプアセンブリ３０は、腹部に植え込むことができ、可撓性チュービング３４は、頭骨に据え付けられた流体分配デバイス３２へと皮下に通すことができる。同様に、供給チューブ３８は、頭皮を通って各カテーテル３６へと皮下に通すことができる。カテーテルは、定位挿入され、それらの遠位端を処置されるべき標的の近くに置いて頭骨に固定されるチューブである。

４つのカテーテル３６は、特定の医学的状態の処置に必要とされるのに応じて、同一のものであっても異なるものであってもよいことに留意すべきである。例えば、視床に薬物を供給するために１対のより大きなカテーテルを使用しながら、患者の脳幹に薬物を送出するために１対の微小カテーテルを使用することができる。適切なカテーテルは、特許文献８に記載されており、その内容を参照により本願に援用する。

特定の状況では、薬物送出装置が対流促進式の薬物送出を提供することが好ましい。換言すれば、各カテーテル３６の流出開孔部のところの流体圧力は、組織の膨圧を克服するには十分であるが、カテーテルと組織との界面に沿った流体の逆流を引き起こすほどには高くないように構成することができる。この方法では、拡散薬物送出技術を使用するよりも深く薬物を組織に押し入れることができる。対流促進式の送出が行われる状況（ｒｅｇｉｍｅ）は、各標的部位での組織の膨圧、カテーテル流出開孔部のサイズ、およびカテーテル流出開孔部での流体の圧力によって決まる。当業者は、必要ならば対流促進式の薬物送出をもたらすように装置を構成することができる。

ポンプアセンブリ３０は、単一の薬物リザーバだけを含むが、また、多数のリザーバから流体を引き出すポンプアセンブリを使用することも可能である。そのような配置では、ポンプアセンブリは、流体分配デバイス３２の単一の入口に異なる薬物または薬物濃度を通すように構成することができる。あるいは、流体分配デバイスには、別個のチュービングまたは多重コアチュービングを通じて異なる流体を別々に受け取るために、多数の入口を設けることもできる。この後者の場合、流体分配デバイスは、２つ以上の入口から受け取った薬物を混合し、そのような混合された流体を出口へと選択的に経路指定するように構成することができる。２つ以上の入口から受け取られた流体の相対混合比は、その流体を異なる出口へと導くときには、同じものとすることも異なるものとすることもできる。

また、本明細書に含まれる諸実施例は、脳の諸領域に薬物を送出することを記載しているが、流体分配デバイスを使用して薬物または任意のタイプの流体を体内のいずれの（１つもしくは複数の）部位にも送出できることに留意すべきである。例えば、薬物は、中枢神経系の他の部分、主要な臓器（例えば、腎臓、肝臓など）、または筋肉に供給することができる。同様に、デバイスを必要に応じてヒトの身体にも動物の身体にも植え込むことができることが、当業者には認識される。

ここで図３を参照すると、図２に関して記載した植込み可能な流体分配デバイス３２の様々なコンポーネントの略図が与えられている。植込み可能な流体分配デバイス３２は、可撓性チュービング３４を通じて関連ポンプアセンブリ３０から加圧流体を受け取る入口４０を含む。入口４０で受け取られた流体は、任意の圧力センサ４４および／または任意の流量センサ４６を通って四方弁４２へと経路指定される。流体分配デバイスの四方弁４２部分は、以下でより詳細に説明するいくつかの異なる方法で実装できるが、弁４２の基本機能は、入口４０で受け取られた流体を４つの出口５０ａ〜５０ｄのうちのいずれか１つへと経路指定することである。弁４２からの流体排出は、任意の流体圧力センサ５２ａ〜５２ｄおよび／または任意の流量センサ５４ａ〜５４ｄを通って、その関連出口へと経路指定することができる。各出口５０ａ〜５０ｄは、チュービング３８ａ〜３８ｄを通って関連カテーテル３６ａ〜３６ｄに連結される。また、弁４２の動作を制御し、デバイスのいずれかの圧力および／または流量センサからデータを受け取るために、制御装置５６が設けられる。別個の流れセンサを設けることができるが、流路に沿った２点間の圧力降下から流量を決定できることが当業者には認識されよう。これによって、別個の流量センサを設ける代わりに、流量を測定するために１対の圧力センサを使用できるようになる。そのような１対の圧力センサのうちの１つは、必要ならばリモートポンプのところに配置することができる。

使用に際しては、流体は、入口４０から各出口５０ａ〜５０ｄへと順に経路指定される。患者に植え込まれた後には、薬物は、ゆえに、４つのカテーテル３６を通じて脳内の４つの部位へと順次送出することができる。脳内の様々な標的部位への薬物の順次（同時ではなく）送出は、特定の処置の有効性を大きく改善し、かつ／または特定の処置に付随した副作用を低減することがわかっている。例えば、脳腫瘍に隣接した部位への化学療法薬の順次送出は、そのような薬物を同じ部位に同時に送出するよりも患者に対する有害な影響が低いことがわかっている。また、四方弁４２が、すべての出口への流体流れが妨げられる第５の「オフ」状態を有することができることに留意すべきである。換言すれば、異なるカテーテルを通じた薬物の順次送出には、薬物が送出されない期間を散在させることができる。

流体分配デバイス３２の動作は、制御装置５６によって制御される。最も単純な構成では、制御装置５６は、所定の持続時間にわたって流体を各出口へと順次経路指定するように弁４２を作動させるように構成（例えば、予めプログラム）される。そのような配置では、流体は、各出口５０に同じ持続時間にわたって経路指定することもでき、または異なる出口には異なる期間にわたって経路指定することもできる。制御装置５６は、また、すべての流体流れが妨げられる期間が存在するように構成することができる。

流体分配デバイス３２の予めプログラムされた経路指定スケジュールは、ポンプアセンブリ３０によって提供される流体圧力および／または流体組成と同期させることができる。例えば、ポンプは、流体分配デバイスが流体を第１のカテーテルへと経路指定している期間は第１の圧力で、流体分配デバイスが流体を第２のカテーテルへと経路指定している期間は第２の圧力で流体を送出するように構成することができる。ポンプアセンブリ３０は、また、すべての出口への流体流れが妨げられる「オフ」状態に流体分配デバイス３２がある期間は、流体流れを停止するように構成することができる。

制御装置５６は、また、任意の圧力センサ４４を使用して入口４０で受け取られる流体の圧力を監視するように構成することができる。代替的に、または追加的に、制御装置５６は、任意の流量センサ４６を使用して流体分配デバイス３２へと達する流体の量を監視するように構成することもできる。このような配置によって、異なるカテーテルを通じた薬物送出の必要な持続時間を決定するために、測定された流入流体圧力および／または流入流体流量を制御装置５６によって使用できるようになる。制御装置５６は、さらに、あるいは代替的に、任意の圧力センサ５２および／または任意の流量センサ５４を使用して各出口での流体圧力および／または流体流量を監視するように構成することもできる。この方法では、デバイスによって排出される流体の量および／または流体の圧力を測定することができる。そのような測定値を制御装置５６によって使用して、例えば特定の投薬量を提供するために、各カテーテル３６を通じて必要とされる流体送出の持続時間を計算することができる。

流体分配デバイス３２は、また、選択された出口５０での流体の圧力が入口４０で受け取られた流体の圧力よりも低くなるように構成することができる。例えば、弁４２は、経路指定装置（ｒｏｕｔｅｒ）の役割を果たすことができるだけでなく、また、出口５０への流体圧力および／または流量の制御をいくらかもたらすように構成することもできる。あるいは、経路指定弁４２が入口４０のところの圧力よりも低い圧力で流体を受け取るように、別個の圧力調節装置（図示せず）を設けることもできる。流体圧力調節を予め定められたものとすることもでき（例えば、固定圧力調節装置を設けることができ）、または各出口での流体圧力を制御装置５６によって動的に制御することもできる。入口４０で受け取られる流体の圧力は時間とともに変化するが各出口で流体の一定圧力が必要な場合、流体圧力調節をもたらすことが有利な可能性がある。

制御装置５６は、流体分配デバイス３２を患者に植え込む前に特定の薬物送出レジメンを提供するように構成（例えば、プログラム）することができる。流体分配デバイス３２は、また、植込み後にテレメトリリンクを確立できるように通信デバイス（例えば、ＲＦ送信機／受信機）を含むことができる。この方法では、デバイスが患者に植え込まれたときに該デバイスからデータを受信かつ／または該デバイスにデータを送信することができる。また、テレメトリリンクを使用して、植え込まれたデバイスから情報を受信することもでき、その結果、例えば、送出された薬物の量や様々なカテーテルを通る流量などに関する情報をデバイスから受信できるようになる。そのようなデータは、植込み後の薬物送出システムの正しい動作を保証するために使用することができる。テレメトリリンクは、また、薬物送出プログラムを必要に応じて変更させる制御装置５６にコマンドを送信するために使用することもできる。

流体分配デバイス３２の入口４０に流体を供給するポンプアセンブリ３０は、いずれか公知のタイプのものとすることができる。例えば、ポンプ３０アセンブリは、定圧ポンプとすることができる。定圧ポンプは、通常、リザーバが満たされたときにガスが圧縮され、次にそれがリザーバを空にするための圧力をもたらすように、ガスを含むハウジング内に配置された薬物リザーバを含む。換言すれば、加圧流体を吐出するために必要とされるエネルギーは、充填プロセスによって提供され、別個の動力源は必要とされない。あるいは、電動ポンプアセンブリを設けることもできる。

図４を参照すると、図２および図３に関して前述したタイプの植込み可能な流体分配デバイス３２の外側ハウジングが示されている。流体分配デバイス３２は、ほぼ円筒状で、ドーム形の上面６４を有する。流体分配デバイス３２は、弁４２と必要なチュービングなどとを含む上側部分６６、および制御装置５６の電子機器とデバイスに電力供給するのに必要なバッテリとを含む下側部分６８を有する。デバイスの下側部分６８の大部分は、患者の頭骨７０に形成された陥凹部または穴の中に配置することができる。突き出たフランジ７２によって、ねじ７４を使用してデバイス３２を頭骨にしっかり取り付けることができるようになる。デバイスの入口４０および出口５０（図４では出口５０ａおよび５０ｂだけが示されていることに留意する）は、上側部分６６の半径の周りに分配配置され、上側部分からほぼ垂直に突き出る。入口４０および各出口５０は、縫合を使用してチュービング（例えば、可撓性チュービング３４およびカテーテル供給チューブ３８）をそれにしっかり取り付けることのできるノズルを含む。あるいは、ノズルは、チュービングをそれに取り付けることのできるバーブ付き端部、または「スナップ嵌め」コネクタを含むこともできる。

図２から図４に関して記載した流体分配デバイス３２は、必要な制御電子機器およびバッテリすべてを収容する。ただし、また、電源および／または電子機器の一部を流体分配デバイスから遠隔に配置することも可能である。そのような薬物送出装置の一例を、ここで、図５に即して説明する。

図５に示される装置は、可撓性プラスチックチュービング１２６を通じてリモート流体リザーバ１２８に取り付けられたポンプアセンブリ１３０を含む。また、患者の頭骨の上に据え付けるのに適した流体分配デバイス１３２も示されている。流体分配デバイス１３２は、可撓性チュービング１３４を通じてポンプアセンブリ１３０から流体を受け取る入口を有する。流体分配デバイス１３２は、また、４つの関連供給チューブ３８ａ〜３８ｄ（以下、総じて供給チューブ３８と称す）を通じて、カテーテル３６ａ〜３６ｄ（以下、総じてカテーテル３６と称す）それぞれに連結される。

流体分配デバイス１３２は、以上で図２から図４に関して記載した流体分配デバイス３２に類似の機能を果たす。ただし、流体分配デバイス１３２は、一体型電源を含まない。代わりに、可撓性チュービング１３４は、その外表面の周りに巻き付けられた、またはその外表面に形成された、絶縁された電気ケーブル１３５を有する。電源（例えばバッテリ）がポンプアセンブリ１３０内に配置されており、電気ケーブル１３５を通じて電力が流体分配デバイス１３２に供給される。ポンプアセンブリ１３０は、流体分配デバイス１３２に電力供給するために使用されるのと同じ電源によってやはり電力供給できる電気ポンプを含むことができる。ポンプアセンブリ１３０内にバッテリを配置すると、以上で図２から図４に関して記載した流体分配デバイス３２に比べて、流体分配デバイス１３２のサイズが縮小される。

リモート電源に加えて、流体分配デバイス１３２の動作を制御するために使用される電子機器の一部またはすべてをポンプアセンブリ１３０内に配置することができる。そのような一実施例では、多芯電気ケーブルを使用して、ポンプアセンブリから流体分配デバイス１３２に電力および制御信号の両方を送ることができる。あるいは、流体分配デバイス１３２は、無線リンクを通じてポンプアセンブリ１３０内の電子機器によって制御することもできる。そのような配置では、流体分配デバイス１３２の流体経路指定機能は、ポンプ制御と同期させることができ、その結果、例えば、ポンプによって排出される異なる流体圧力または薬物組成を異なるカテーテルへと経路指定できるようになる。

図６を参照すると、前述のタイプの流体分配デバイスに含めるのに適した弁アセンブリ部分１５０が示されている。弁１５０は、４つの排出チューブ１５２ａ〜１５２ｄへと分岐する流入チューブを含んでおり、またさらに４つのセグメント１５６ａ〜１５６ｄを有する回転可能部材１５４も含む。また、図示されていないが、回転可能部材１５４を回転させるために、モータ（例えば電気ステッパモータ）を設けることができる。

回転可能部材１５４の４つのセグメント１５６ａ〜１５６ｄは、それぞれ、４つの変形可能チューブ１５２ａ〜１５２ｄの１つに隣接して配置され、円形部分とほぼ平らな部分とを含む断面プロファイルを有する。回転可能部材１５４の回転によって、各セグメントの平らなまたは円形の断面部分を必要に応じて関連可撓性チューブに隣接させて配置できるようになる。各セグメントの円形断面部分は、関連可撓性チューブを変形させ、それによってそのチューブ内の流体流れを妨げるように構成されており、セグメントのほぼ平らな断面は、最小限のチューブ変形をもたらし、それによって流体をチューブ内に通すように構成される。各セグメントの平らな部分は、常に流体が４つの排出チューブ１５２ａ〜１５２ｄのうちの１つだけを通ることができるようにオフセットされる。回転可能部材１５４の回転によって、「開」である１つのチューブを必要に応じて選択できるようになる。また、回転可能部材１５４の回転を使用して、チューブ変形量を制御し、したがって「開」チューブ内の流量の制御をもたらすことができる。

図７を参照すると、前述のタイプの流体分配デバイスに含めるのに適した代替的な弁アセンブリ１７０が示されている。アセンブリは、多数の出口１７４を有する外側ハウジング１７２を含む。外側ハウジング１７２内には、開孔部１８０と、流体を（例えばリモートポンプから）受け取るための入口１８２とを有する、回転可能部材１７８が収められている。入口１８２から回転可能部材１７８に進入する流体が開孔部１８０を通ってしか回転可能部材１７８から流出できないように、流体シールが設けられる。回転可能部材１７８の回転によって、開孔部を出口１７４のいずれか１つと位置合わせできるようになり、その結果、流体を入口１８２から出口１７４のうちのいずれか１つへと選択的に経路指定できるようになる。

図８を参照すると、前述のタイプの流体分配デバイスに含めるのに適した他の弁アセンブリ１９０が示されている。弁アセンブリ１９０は、複数の流体出口１９２を有するほぼ円筒状の外側ハウジング１９１を含む。複数の開孔部１９６を有するほぼ円筒状の内側部材１９４が、外側ハウジング１９１内で保持される。内側部材１９４は、また、加圧流体を受け取る入口１９８を含む。内側部材１９４は、外側ハウジング１９１内で回転可能であり、入口１９８から受け取られた流体が、開孔部１９６がその関連流体出口１９２と位置合わせされているときにだけその開孔部を通り抜けることができるように、内側部材１９４と外側ハウジング１９１との間に流体シールが設けられる。この方法では、外側ハウジング１９１内での内側部材１９４の回転によって、入口１９８と出口１９２のうちのいずれか１つとの間に流体連通を選択的に確立することができる。

図９を参照すると、前述のタイプの流体分配デバイスに含めるのに適した他の弁アセンブリ２００が示されている。弁アセンブリ２００は、径方向にオフセットされた複数の流体出口２０４を有する、ほぼ円筒状の外側ハウジング２０２を含む。複数の開孔部２０８を有するほぼ円筒状の内側部材２０６が、外側ハウジング２０２内で保持される。内側部材２０６は、また、加圧流体を受け取る入口２１０を含んでおり、外側ハウジング２０２に対して軸方向に平行移動可能である。開孔部がその関連流体出口２０８と位置合わせされたときにだけ流体がそのような開孔部を通り抜けることができるように、内側部材２０６と外側ハウジング２０２との間に流体シールが設けられる。ゆえに、流体連通は、外側ハウジング２０２内での内側部材２０６の線形平行移動によって、入口２１０と出口２０４のうちのいずれか１つとの間に選択的に確立することができる。

単一の流体分配デバイス（例えば、以上で図２から図９に関して記載した流体分配デバイス３２または１３２）を患者に植え込むこともでき、またはそのようないくつかのデバイスを植え込んで１つに繋ぐこともできる。流体分配デバイスを１つに繋ぐことのできる２つの方法が、図１０に示されている。

図１０Ａを参照すると、第１の流体分配デバイス２３０と第２の流体分配デバイス２３２とを含む流体送出装置が示されている。第１の流体分配デバイス２３０は、入口２３４と３つの出口２３６とを含む。第２の流体分配デバイス２３２は、入口２３８と２つの出口２４０とを含む。第２の流体分配デバイス２３２の入口２３８は、第１の流体分配デバイス２３０の出口２３６に連結される。この場合、カテーテルは、第１の流体分配デバイス２３０の他の出口２３６と、第２の流体分配デバイス２３２の出口２４０とに連結することができる。ゆえに、この配置によって、流体を４つのカテーテルのうちのいずれか１つへと経路指定できるようになる。

図１０Ｂを参照すると、２つの流体分配デバイス２４０を含む流体送出装置が示されている。各流体分配デバイス２４０は、入口２４２と、１対の出口２４４とを含む。流体をリモートポンプアセンブリ（図示せず）から各流体分配デバイス２４０の入口へと経路指定するために、分岐チューブ２４６が配置される。この配置は、また、流体を４つの出口２４４に連結された４つのカテーテルのうちのいずれか１つへと経路指定できるようにする。

２つ以上の流体分配デバイスが設けられる場合、協調的な流体経路指定操作を実施することができる。例えば、流体分配デバイスは、流体を特定の時間間隔にわたって特定の出口へと経路指定するようにプログラムすることができる。この場合、２つの流体分配デバイスの動作を植込みの前に同期させることができる。あるいは、何らかの種類のデータリンク２４８を２つの流体分配デバイス間に設けることもできる。この場合、一方の流体分配デバイスをマスターユニットとすることができ、他方のデバイスをスレーブユニットとすることができる。あるいは、２つ以上の流体分配デバイスをリモート制御ユニットにケーブルで繋ぐこともでき、例えば、関連ポンプアセンブリが、分配デバイス動作に必要な電源および／または制御電子機器を含むことができる。２つの流体分配デバイスの組合せが示されているが、必要に応じて任意の数のユニットを１つに繋ぐことができることが当業者には認識される。

図１１から図１３を参照すると、本発明の流体分配デバイス３００の代替的な設計が示されている。特に、図１１は、流体分配デバイス３００の様々なコンポーネントの分解組立図を与えており、該流体分配デバイス３００は、図１２ではその組み立てられた状態で示されている。

図１１を参照すると、流体分配デバイス３００は、ステッパモータ３０２と、制御電子機器３０４と、５つの圧力センサが３０６と、流体ハウジング３０８と、突き出た機構３１７を有する環状の回転可能部分３１６とを含む。また、末端キャップ３１８およびバッテリ３１９も設けられている。流体ハウジング３０８は、入口３１０と、４つの出口３１２（図１１では出口のうちの２つだけが示されていることに留意する）とを含む。流体ハウジング３０８は、入口３１０から中央の内部キャビティまで走る流体経路を含む。他の４つのキャビティそれぞれが、関連出口３１２と流体連通する。また、他のキャビティは、それぞれ、開孔部を通じて中央の内部キャビティに結合されており、流れ制御部材が各開孔部の近くに設けられる。

各流れ制御部材は、外部から加えられる力がないときには該流れ制御部材がその関連開孔部に係合して該関連開孔部とともに流体シールを提供するように、ばね荷重をかけられている。回転可能部分３１６の突出部３１７は、該突出部をいずれか選択された流れ制御部材に押し付けることができ、それによって該流れ部材をその開孔部から係脱させ、その結果関連出口への流体の通過を可能にするように配置される。この方法では、中央の内部キャビティから選択された出口への流体流れの量は、回転可能部分３１６の突出部３１７によって流れ制御部材に加えられる力を変えることによって制御することができる。５つの圧力センサ３０６によって、入口圧力と４つの出口それぞれのところの圧力とを別々に監視できるようになる。

その動作が制御電子機器３０４によって制御されるステッパモータ３０２は、制御電子機器３０４および流体ハウジング３０８部分に形成された開孔部を通り抜けて回転可能部分３１６に係合するシャフトを有する。ステッパモータ３０２を作動させることによる回転可能部分３１６の回転によって、回転可能部分３１６の突出部３１７を流れ制御部材のうちのいずれか選択された１つと位置合わせできるようになる。突出部３１７は、傾斜表面を有しており、したがって、やはり流れ制御をもたらす。ゆえに、ステッパモータ３０２を使用して回転可能部分３１６を回転させると、流体を入口からいずれか１つの選択された出口へと必要な流量で流せるようになることがわかる。

図１２を参照すると、図１１に関して記載した流体分配デバイス３００がその組み立てられた状態で示されている。デバイス３００は、ステッパモータ３０２と、電子機器３０４と、流体ハウジング３０８と、さらにバッテリ３１９とを含む。図４に関して前述したように、デバイスは、頭骨に形成された陥凹部または頭骨を貫く穴に植え込むのに適している。

図１３Ａおよび図１３Ｂを参照すると、図１１および図１２に関して記載した流体ハウジング３０８のより詳細な図が示されている。

図１３Ａは、入口キャビティ３３９を通じて入口３１０と流体連通する中央の内部キャビティ３４０を含むハウジング３０８を示す。中央の内部キャビティ３４０の壁には、流体がそれを通って他の出口キャビティ３４１へと到達できる開孔部が形成される。各出口キャビティ３４１は、また、関連出口３１２と流体連通する。各出口キャビティ３４１には、また、円錐状プラグ３２６とばね荷重がかけられた据付部３２８とが設けられる。追加の力がないときには、ばね荷重がかけられた据付部３２８は、円錐状プラグ３２６と開孔部を画定する壁とを係合させるように配置される。回転可能部分３１６は、ステッパモータ３０２のシャフト３３０に繋がれる。また、圧力センサ３０６が、入口キャビティ３３９および出口キャビティ３４１内に設けられる。回転可能部分３１６の回転は、該回転可能部分に形成された突出部をプラグ３２６のうちのいずれか１つと位置合わせさせ、それによって該プラグをその関連開孔部から係脱させ、それによって該開孔部を通る流体流れを可能にする。適切な形状をした突出部（例えばランプ（ｒａｍｐ））を提供すると、開孔部に対する関連ゴム引きプラグ３２６の位置を制御できるようになる。換言すれば、開孔部を通る流量は、必要に応じて開孔部を部分的に塞ぐように回転可能部分３１６を使用してゴム引きプラグの位置を変化させることによって制御することができる。

図１３Ｂは、図１３Ａの線Ｉ−Ｉに沿ったハウジングの断面図を示す。ハウジング３０８が、４つの出口キャビティ３４１と１つの入口キャビティ３３９とを画定する５つのセグメントに分割されることがわかる。入口キャビティ３４１の開孔部３６０は、遮断されない。４つの出口キャビティのうちの３つの開孔部は、関連プラグ３２６によって塞がれる。１つの出口キャビティの開孔部３６２は、関連プラグ３２６によって封止されず、すなわち、この構成では、プラグ３２６は、図１３Ａに示されるように回転可能部分３１６の突出部３１７によって開孔部３６２から係脱させられている。

図１１から図１３の図が概略的なものにすぎないことに留意すべきであり、基本概念の多くの変形形態が可能であることが当業者には理解される。例えば、ハウジングは、流体経路内のデッドスペースを最小限に抑えるように設計することができる。また、回転可能部分３１６とばね荷重をかけられた機構とがプラグを各開孔部内に押し込む別個の圧電アクチュエータに置き換えられた、類似の配置を提供することもでき、そのようなアクチュエータは、電力消費を最小限に抑えるために双安定なものとすることができる。さらに、加えられる力がないときにはプラグが各関連開孔部から係脱するように、それらのプラグにばね荷重をかけることができる。そのような場合、回転可能部分３１６は、陥凹部がプラグと位置合わせされたときにプラグに加わる物理的な力が解放されるように、陥凹部を含むことができる。

図１４は、図１１〜１３に示されるデバイスの変形形態を示す。図１３Ａに示されるように各開孔部を選択的に塞ぐ円錐状プラグ３２６を設ける代わりに、図１４は、開孔部４０２を覆うために可撓性ダイアフラム４００が使用されるデバイスを示す。また、ダイアフラムと接触させることのできる双安定アクチュエータ４０４が設けられる。図１４Ａは、アクチュエータ４０４がダイアフラム４００を開孔部４０２と接触させ、それによって該開孔部を通る流体流れを妨げる、「閉」状態を示す。図１４Ｂは、ダイアフラムが開孔部に押し当てられず、それによって流体の通過を可能にする、「開」状態を示す。また、必要ならば中間の流れ状態を提供することができる。図１４には１つの開孔部だけが示されているが、単一のダイアフラムは複数の開孔部を覆うことができる。その場合、ダイアフラムを各アクチュエータと接触させる個々のアクチュエータを設けることもでき、または前述の回転可能部分３１６に類似した単一の作動機構を、すべての開孔部を通る流れを制御するために使用することもできる。

図１５は、他の回転弁機構を示す。基部部分４５２に対して回転可能な中央部分４５０が設けられている。基部部分４５２は、必要に応じて機構の入口／出口ポートに連結される４つのチャネル４５４ａ〜４５４ｄを含む。中央部分４５０は、２つのチャネル４５６ａおよび４５６ｂを含む。図１５Ａに示される回転位置では、基部部分４５２のチャネル４５４ａおよび４５４ｂは、中央部分４５０のチャネル４５６ａを通じて流体連通し、基部部分４５２のチャネル４５４ｃおよび４５４ｄは、中央部分４５０のチャネル４５６ｂを通じて流体連通する。

図１５Ｂに示されるように中央部分を約９０°回転させると、弁内の流体経路が変化する。特に、図１５Ｂから、そのような回転が、基部部分４５２のチャネル４５４ｂと４５４ｃとを中央部分４５０のチャネル４５６ａを通じて流体連通させ、基部部分４５２のチャネル４５４ａと４５４ｄとを中央部分４５０のチャネル４５６ｂを通じて流体連通させることがわかる。チャネル４５４ａが入口と流体連通している場合、中央部分４５０の回転によって、それぞれの出口と流体連通できるチャネル４５４ｂまたは４５４ｄのうちのいずれか１つへと流体を経路指定できるようになることがわかる。また、流体は、チャネル４５４ｃから４５４ｂまたは４５４ｄのいずれかへと選択的に経路指定することができる。４つのポート弁が示されているが、必要に応じてより多いまたはより少ないポートを設けることができる。

図１６は、デバイスを通る流体経路指定路を変えるために角回転の縮小が必要とされる、図１５の回転弁機構の「バーニヤ（Ｖｅｒｎｉｅｒ）」バージョンを示す。弁機構は、基部部分５００と、回転可能部分５０２とを含む。基部部分は、回転可能部分５０２のところで終わる複数のチャネル５０４ａ〜５０４ｇを含む。回転可能部分は、４つのチャネル５０６ａ〜５０６ｄを含む。回転可能部分５０２の各チャネル５０６の近位端は、互いに流体連通しており、これらのチャネルの遠位端は、回転可能部分５０２の周囲に分配配置される。

使用に際しては、回転可能部分５０２のチャネル５０６の近位端は、基部部分５００の選択されたチャネルと流体連通して置かれる。図１６は、回転可能部分５０２のチャネル５０６ａ〜ｄの近位端と流体連通する基部部分５００のチャネル５０４ａを示す。図１６は、また、回転可能部分５０２のチャネル５０６ａの遠位端が基部部分５００のチャネル５０４ｂと位置合わせされた様子を示しており、この構成によって、流体がチャネル５０４ａから回転可能部分５０２を通ってチャネル５０４ｂへと到達できるようになる。回転可能部分５０２の反時計回りの小さな回転は、チャネル５０６ａと５０４ｂとの間の流体連通を遮断させるが、その後、チャネル５０６ｂと５０４ｃとの間で流体連通が確立される。反時計回りのさらなる回転は、次いで、チャネル５０６ｃと５０４ｄとの間などに流体接続を確立する。この方法では、回転可能部分５０２の比較的小さな回転運動を使用して、流体を様々な出口へと経路指定することができる。また、より大きな運動を使用して、流体がそれを通って回転可能部分５０２の各チャネル５０６の近位端へと到達できる、基部部分５００のチャネルを変更することができる。換言すれば、弁機構は、複数の入口を提供することができる。本明細書に記載の装置は、ヒトまたは動物の体内の１つもしくは複数の任意の部位に流体を送出するように植え込むことができる。ただし、装置は、植え込まれた１つまたは複数のカテーテルを通じてある種の治療剤／薬物を脳に供給することを伴う医学的処置で使用するのに特に適している。流体は、それに溶解した１つもしくは複数の剤を含むこともでき、または流体によって運ばれる粒子（例えば、遺伝子治療剤、ナノ粒子、ウイルスベクター、リポソームなど）を含むこともできる。

図１７を参照すると、脳への対流促進式送出について可能ないくつかの用途が与えられている。特に、剤のタイプと、そのような剤を送出するために必要な外径０．２ｍｍのカテーテルの数とが示されている。特定の状況では、送出レジメンは、連続送出を必要とすることがあり、他方、他の処置は、パルス状（ボーラス）送出を必要とすることがある。複数のカテーテル（または複数のカテーテルのセット）を通じた治療剤の順次送出は、また、処置有効性の改善をもたらすことができる。図１７のリストが決して網羅的なものではないことに留意すべきである。前述したタイプの装置を使用できる多数の用途が当業者には理解される。

脳の様々な部分に薬物を同時に送出する従来技術の薬物送出装置を示す図である。 脳の様々な部分に薬物を順次送出する本発明の薬物送出装置を示す図である。 図２に示される流体分配デバイスの様々なコンポーネントを示す図である。 図２および図３に示される流体分配デバイスの外側ハウジングを示す図である。 脳の様々な部分に薬物を順次送出する本発明の代替的な薬物送出装置を示す図である。 流体分配デバイスとして使用するのに適した第１の弁アセンブリを示す図である。 流体分配デバイスとして使用するのに適した第２の弁アセンブリを示す図である。 流体分配デバイスとして使用するのに適した第３の弁アセンブリを示す図である。 流体分配デバイスとして使用するのに適した第４の弁アセンブリを示す図である。 いくつかの流体分配デバイスの組合せを示す図である。 いくつかの流体分配デバイスの組合せを示す図である。 本発明の流体送出デバイスの分解組立図である。 図１１のデバイスを組み立てられた状態で示す図である。 図１１のデバイスの流体流れ経路を示す図である。 図１１のデバイスの流体流れ経路を示す図である。 図１１〜１３の弁機構のダイアフラムバージョンを示す図である。 図１１〜１３の弁機構のダイアフラムバージョンを示す図である。 他のタイプの回転弁機構を示す図である。 他のタイプの回転弁機構を示す図である バーニヤ（Ｖｅｒｎｉｅｒ）タイプの回転弁機構を示す図である。 本発明の様々な薬物送出用途を記載する図である。

Claims (42)

1. 植込み可能な流体分配デバイスであって、
   リモートポンプから加圧流体を受け取る第１の入口と、
   それぞれ流体送出カテーテルに連結可能な複数の出口と、
   前記第１の入口から前記複数の出口への流体の通過を制御する弁機構とを含むことを特徴とするデバイス。
2. 前記弁機構は、それを通り抜ける流体の流量および圧力のうちの少なくとも１つを制御することを特徴とする請求項１に記載のデバイス。
3. 前記弁機構は、流体が前記第１の入口から前記複数の出口のいずれへも通ることのできないシャットオフ状態を提供することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
4. 出口の相互排他的な２つ以上のセットを含んでおり、出口の各セットは、前記複数の出口のうちの少なくとも１つを含んでおり、前記弁機構は、流体がある一瞬に前記第１の入口から出口の１つのセットだけに通ることができるようにすることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
5. 前記弁機構の動作を制御する制御装置を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
6. 出口の相互排他的な２つ以上のセットを含んでおり、出口の各セットは、前記複数の出口のうちの少なくとも１つを含んでおり、前記制御装置は、流体が前記第１の入口から出口の各セットへと順番に通されるように前記弁機構を操作するように構成されることを特徴とする請求項５に記載のデバイス。
7. 流体圧力および流体流量のうちの少なくとも１つを感知する少なくとも１つのセンサを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
8. 前記少なくとも１つのセンサは、前記弁機構内に配置されることを特徴とする請求項７に記載のデバイス。
9. 少なくとも１つの追加の入口を含でんおり、前記弁機構は、また、前記少なくとも１つの追加の入口から前記複数の出口への流体の通過を制御することを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
10. 前記弁機構は、前記第１の入口および前記少なくとも１つの追加の入口から流体を受け取る混合チャンバを含むことを特徴とする請求項９に記載のデバイス。
11. 少なくとも３つの出口を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
12. 少なくとも４つの出口を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
13. 前記弁機構は、チャンバを含んでおり、前記チャンバは、前記第１の入口と流体連通し、複数の排出開孔部を有しており、排出開孔部を通じて前記チャンバから流出する流体は、前記複数の出口のうちの１つへと経路指定されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
14. 前記弁機構は、各排出開孔部に関連付けられた可動プラグを含んでおり、各可動プラグの運動は、前記関連開孔部を通る流体流れを制御することを特徴とする請求項１３に記載のデバイス。
15. 前記弁機構は、複数の電動アクチュエータを含んでおり、各電動アクチュエータは、前記可動プラグのうちの少なくとも１つを動かすように配置されることを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
16. 前記弁機構は、前記複数の可動プラグそれぞれをその関連開孔部と接触させることのできる単一の可動部材を含むことを特徴とする請求項１４に記載のデバイス。
17. 前記弁機構は、外側部材内で実質的に保持された、前記外側部材に対して可動の内側部材を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス。
18. 前記内側部材は、前記第１の入口と流体連通するキャビティを画定しており、前記外側部材は、複数の排出ポートを含んでおり、各排出ポートは、前記出口のうちの１つと流体連通しており、前記内側部材は、それに形成された少なくとも１つの開孔部を有しており、前記外側部材に対する前記内側部材の運動によって、流体を前記第１の入口から前記可動部材の前記少なくとも１つの開孔部を通って前記複数の出口のうちのいずれか１つまたは複数へと選択的に経路指定できるようになることを特徴とする請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記内側部材は、前記外側部材に対して軸方向に平行移動可能および回転可能の少なくとも一方であることを特徴とする請求項１８に記載のデバイス。
20. 前記弁機構は、前記第１の入口から流体を受け取る、第１の弾性変形可能なチュービングと、流体を前記複数の出口へと送出する、１つまたは複数の追加の弾性変形可能なチュービングとを含んでおり、前記弁機構は、前記１つまたは複数の追加の弾性変形可能なチュービングそれぞれに対して選択的に押し付けることができ、それによって前記チュービング内の流体の通過を制御する、単一の流れ制御部材を含むことを特徴とする請求項１から１２のいずれか一項に記載のデバイス。
21. 前記弁機構は、前記流れ制御部材を動かす電動アクチュエータを含むことを特徴とする請求項２０に記載のデバイス。
22. 一体型電源を含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
23. 前記第１の入口および前記複数の出口それぞれは、チューブに連結するコネクタを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
24. 前記弁機構の流体接触表面のほぼすべては、ウイルス活性を大きく低減しない材料から形成されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
25. 前記流体接触表面は、ポリプロピレン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン／テトラフルオロエチレンコポリマー（ＥＴＦＥ）、フルオロエチレンプロピレン（ＦＥＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリウレタン、ガラス、およびセラミックのうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項２４に記載のデバイス。
26. 皮下に据え付けられるように構成されることを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
27. 頭骨に形成された陥凹部内に少なくとも一部が据え付けられるように構成されることを特徴とする請求項２６に記載のデバイス。
28. ほぼ円筒状の外側ハウジングを含むことを特徴とする前記請求項のいずれか一項に記載のデバイス。
29. 前記請求項のいずれか一項に記載の植込み可能な流体分配デバイスと、少なくとも１つのポンプアセンブリとを含む薬物送出装置であって、前記少なくとも１つのポンプアセンブリから前記流体分配デバイスまで流体を運ぶために可撓性チュービングが設けられることを特徴とする薬物送出装置。
30. 前記ポンプおよび前記流体分配デバイスの動作を制御するために単一の制御装置が設けられることを特徴とする請求項２９に記載の装置。
31. 請求項１から２８のいずれか一項に記載の植込み可能な流体分配デバイスと、複数の流体送出カテーテルとを含む薬物送出装置であって、前記流体分配デバイスの各出口は、流体送出カテーテルに連結されることを特徴とする薬物送出装置。
32. 各出口は、可撓性チュービングを通じて流体送出カテーテルに連結されることを特徴とする請求項３１に記載の装置。
33. 前記装置内の１つまたは複数の場所で流体の圧力を感知する１つまたは複数のセンサと、前記流体分配デバイスの前記弁機構の動作を制御する制御装置とを含んでおり、前記制御装置は、確実に前記装置内の前記流体圧力が所定の値を超えないようにするように構成されることを特徴とする請求項２９から３２のいずれか一項に記載の装置。
34. 請求項１から２８のいずれか一項に記載のデバイスおよび請求項２９から３３のいずれか一項に記載の装置のうちの少なくとも１つを植え込むステップを含むことを特徴とする外科手術方法。
35. 脳に薬物を送出する方法であって、（ａ）複数のカテーテルがそれに植え込まれた被術体脳を得るステップと、（ｂ）前記カテーテルの相互排他的な２つ以上のサブセットに流体を順次送出するステップとを含むことを特徴とする方法。
36. ステップ（ａ）は、前記被術体脳に複数のカテーテルを植え込む工程を含むことを特徴とする請求項３５に記載の方法。
37. ステップ（ａ）は、薬物をほぼ全脳に送出できるようになる場所に前記複数のカテーテルを植え込む工程を含むことを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. ステップ（ｂ）は、各カテーテルに送出される流体の量を決定する工程を含むことを特徴とする請求項３５から３７のいずれか一項に記載の方法。
39. ステップ（ｂ）は、各カテーテルに送出される流体の量を選択する工程を含むことを特徴とする請求項３５から３８のいずれか一項に記載の方法。
40. ステップ（ｂ）は、複数回繰り返され、各カテーテルによって送出される流体の相対量は、前記ステップの後続の少なくとも２回の反復間に変更されることを特徴とする請求項３５から３９のいずれか一項に記載の方法。
41. ステップ（ｂ）は、薬物を送出する工程を含むことを特徴とする請求項３５から４０のいずれか一項に記載の方法。
42. ステップ（ｂ）は、対流促進式の送出を通じて流体を送出する工程を含むことを特徴とする請求項３５から４１のいずれか一項に記載の方法。

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