JP2016523142A - 多機能救急包帯 - Google Patents

Abstract

（１）機械的性質を最適化すると共に、十分な圧力を加えて出血を止めるのを補助しつつ虚血及び／又は壊死を防ぐことにより、また（２）ほぼ無限の寿命を持つ（ガーゼ及び／又は微生物セルロース内に埋め込まれた）抗出血性無機ナノ構造を組み込むことにより止血を行う、特殊な多機能救急包帯を開示する。また、病原体が包帯を通過するのを（中間フィルター層により）妨げる。当該包帯が総合的な抗菌特性を有するのと併せて、当該特殊な多機能包帯は、単一設計において、これらすべての重要な特徴を有する。当該特殊な包帯は片手で取り付けることができ、特殊な固着装置を使用して取り付け方向を変えることができる。プリントされた長方形等、最終生地上の視覚補助部は、過度に延伸させると縦方向の長方形が横方向の長方形に変わり、応力−歪み曲線の最適領域周辺では長方形が正方形に変わるため、使用者は延伸量を制御する指標を得る。

Description

本発明は、概して医療包帯の分野に関するものである。より具体的には、本発明は、民間の状況（ｃｉｖｉｌｉａｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）、災害、紛争地域、戦争その他の軍事的用途といった病院搬送前の緊急事態において、虚血、炎症、壊死、並びに病原体及び毒素基質が包帯を通過することを防ぎつつ、制御不能な出血を治療対象とする、特殊な多機能包帯に関するものである。

現在、様々な包帯が市場で入手可能であり、これらは、外傷を原因とする出血創や切断創、挫滅創からの出血を止めるために、病院搬送前及び病院での緊急事態において応急処置用具として使用される。２００３年３月１９日〜２００４年５月１８日に米国陸軍により非機密に公表された「ＷＩＡ ｗｏｕｎｄｅｄ ａｒｅａｓ」で報告されているように、近年、戦争における外傷関連の死亡率が５８％となっているのは、肢部（例えば腕部、脚部、頭部）の負傷が原因である。従って、この分野において包帯取り付けを行う者は、（本願明細書中で開示されるそれ以外の機能に加えて）身体の形状に沿うこと（ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｄｙ）が可能であり、かつ一旦創部上に配置された後は特別な支持なく固定可能である包帯の価値を理解している。このような包帯であれば、特に肢部以外で包帯をするのが困難な領域、即ち腋窩部、鼠径部、臀部、腹部、及び胸部において、包帯取り付けを片手で開始することが（常に可能になるというわけではなくとも）容易になるであろう。

しかしながら、これらの包帯のうち、事故や落下、壊滅的な災害、紛争地域、労働災害、戦争といった病院到着前の緊急事態に対して利用可能であるものの割合は限られている。特に、このような従来の包帯には、以下のすべてではないにしても、これらのうち少なくとも一つの欠点がある。
１．従来の包帯では、応力−歪み曲線による包帯生地構成の物理的性質が最適化されていない。このような最適化がされていないことにより、市場に出ている包帯の大半は、出血を止めることができないか、出血を止められたとしても過度の圧力により虚血及び／又は壊死を引き起こしてしまう。
２．現在市場に出ている包帯の大半は別々の部材から形成されており、このような別々の部材は１人の使用者が両手を使うか又は２人の使用者により一つに組み立てる必要があるため、従来の包帯は実用的でないものが多い。
３．現在市場で入手可能な救急包帯はいずれも、微生物及び／又はウィルスといった様々な病原体から創傷を適切に隔離することができないため、従来の包帯には、外環境から創傷を生物学的に保護する機構が備わっていない。
４．現在市場に出ている包帯の大半には血液凝固を促す機構が備わっておらず、このような従来の包帯は単に圧力を加えることにより出血を防止するものであり、これらには項目（１）で述べたような問題がある。このため、従来の包帯には出血を止めるのに役立つ最適な機構も備わっていない。稀に血液凝固を促す機構を有する場合があったとしても、このような機構は有機物質に限られており、これはこのような包帯の寿命が限られたものとなる要因になる。
５．従来の包帯には創傷被覆材の周りに弾性固定化ストライプが設けられておらず、当該包帯を片手で取り付けるのが困難である。片手で包帯を取り付けられるかどうかは、この分野で重要なこととされている。
６．例えば（ｉ）応力−歪み曲線及びスリップ防止用ストライプにより物理的性質が最適化され、（ｉｉ）化学的抗菌性が付与され、（ｉｉｉ）病原体及び有害物質をブロック及びトラップすると共に出血を止める助けとなる生物学的性質を併せ持つ、といった三つの機能すべてが単一設計において最適化され一元化されているものは、従来の包帯には見られない。

以下の参考文献はいずれも、上述の従来技術の代表的なものであり、上述の欠点がある。

Ｇｒａｕの特許出願（米国特許第５６２８７２３号明細書（特許文献１））には、使用者が創傷に圧力を加えたり包帯の取り付け方向を片手で急に変えたりすることを可能にする装置を有する救急包帯が開示されている。

Ｍａらの特許（米国特許第７４６２７５３号明細書（特許文献２））によると、ナノサイズの銀を含む創傷被覆材が提供される。特許文献２では、被覆材は、皮膚接触層と、銀ナノ結晶を含ませた活性炭布の殺菌抗毒層と、極小サイズの孔を有し細菌が通過するのを防ぐバリアとなる複合生地の分離層と、弾性包帯と、を備える。

Ｂｅｃｈｅｒｔらの特許（米国特許第７６０５２９８号明細書（特許文献３））によると、創傷カバーが提供される。特許文献３では、創傷カバーは、ナノスケールの銀を有し創傷に接触する不織布材料の吸収性マトリックスと、気体透過性かつ液体不透過性の層１４と、を備える。

Ｄｕｂｒｏｗらの特許（米国特許第８０２５９６０号明細書（特許文献４））によると、ナノファイバーを備える多孔質基体、物品、システム、及び組成物、並びにこれらの使用方法及び生産方法が提供される。特許文献４では、包帯は、ナノファイバーコーティング（当該ナノファイバーはＺｎＯ等の抗菌性材料を備える）を有する可撓性の多孔質基体ストリップと、創傷との接触面を提供する保護パッドと、を備える。

Ｄａｎｉｅｌｓらの特許（米国特許第８３０４５９５号明細書（特許文献５））によると、止血能力の高い再吸収可能なナノ構造及び包帯材料が提供される。特許文献５では、包帯は、包帯材料並びに出血の凝固及び鈍化を促進するために設けられたナノ粒子を備える。

Ｖｉｌｌａｎｕｅｖａらの特許出願公開（米国特許出願公開第２００７／０１４１１３０号明細書（特許文献６））によると、創傷用又は外科用被覆材が提供される。特許文献６では、包帯は、不織布シート又はフィルムの基層と、当該基層中央に位置する吸収性パッド等の基体と、を備える。当該パッドは、細菌、病原体、微生物等をトラップするために付与された静菌性組成物を有し、当該静菌性組成物はパッドの繊維構造内に埋め込まれたアンモニウム塩とすることができる。

Ｌｉｎらの特許出願公開（米国特許出願公開第２０１２／００６４１４５号明細書（特許文献７））によると、創傷被覆材が提供される。特許文献７では、二重層状の創傷被覆材は、細菌バリアとして機能するように抗菌性材料１１を含有する外側ポリマー材料層と、創傷治癒を促すためにその中に上皮細胞を有する多孔質炭素材料層と、を備える。

Ｓｉｎｉａｇｕｉｎｅの特許（米国特許第８２３７００９号明細書（特許文献８））では、高分子マイクロファイバー不織布メッシュから作製された最上被覆層と、微生物不透過性層を形成するように十分小さな極小サイズの孔を有する不織布マイクロファイバーメッシュの第２層と、を備える創傷カバーが開示される。

Ｊｕｎｇらの特許出願公開（米国特許出願公開第２０１２／００２７６８１号明細書（特許文献９））では、様々なウィルスを標的にするように使用可能なシアル酸等の標的因子の送達のために炭素ナノ構造を利用することが開示されている。

Ｖａｓｉｌｅｖらの特許出願公開（米国特許出願公開第２０１２／０１０７５９２号明細書（特許文献１０））では、創傷被覆材中に銅、銀、又は金ナノ粒子を使用する旨が開示されている。

上記引用文献の正確な長所、特徴、及び利点が何であれ、いずれの文献によっても本発明の目的は達成されず、果たされない。

米国特許第５６２８７２３号明細書 米国特許第７４６２７５３号明細書 米国特許第７６０５２９８号明細書 米国特許第８０２５９６０号明細書 米国特許第８３０４５９５号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１４１１３０号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００６４１４５号明細書 米国特許第８２３７００９号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００２７６８１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０１０７５９２号明細書

本発明は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、当該基層の物理的性質が、虚血及び／又は壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されている、基層と；病原体をフィルタリングする中間層と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、を備える多機能救急包帯について開示する。このような多機能救急包帯は、基層上に配置された、複数のプリントされた幾何学的形状体を更に備えることができ、当該幾何学的形状体それぞれに関するアスペクト比は、当該包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化する。このような多機能救急包帯は、基層上に配置された固着装置を更に備えることができ、これにより、当該多機能救急包帯を片手で取り付けたり取り付ける方向を突然変えたりすることが可能になる。片手での包帯取り付けは、包帯と組織との間の摩擦係数を増加させるために創傷被覆材を取り囲むシリコーンストライプを追加することにより、更に容易になる。

また本発明は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、当該基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されており、当該基層上に修正用ディスプレイが配置されている、基層と；病原体をフィルタリングする中間層と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、を備える多機能救急包帯であって、修正用ディスプレイ内に見える幾何学的形状体に関するアスペクト比が、当該包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする多機能救急包帯についても開示する。

また本発明は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、当該基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されており、当該基層上に複数のプリントされた幾何学的形状体が配置されている、基層と；病原体をフィルタリングする中間層と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、を備える多機能救急包帯であって、幾何学的形状体それぞれに関するアスペクト比が、当該包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする多機能救急包帯についても開示する。

一実施形態では、当該多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による虚血及び／又は壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、応力−歪み曲線の強度及び傾きが最適領域周辺で維持される。

一実施形態では、当該多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、生地の強度は、生地材料に関する応力−歪み曲線に関する最適領域周辺に設定されている。

一実施形態では、当該多機能包帯により創傷に加わる圧力が、当該多機能包帯がどれだけ延伸しているかの弱関数であると共に当該多機能包帯を創傷の周りに巻き付ける回数の強関数となるように、応力−歪み曲線の傾きが小さく設定されている。

一実施形態では、基層中の抗菌性ナノ構造は、４級アンモニウムナノソード、金属ナノ粒子（例えば銀ナノ粒子や金ナノ粒子）、及び抗菌性酸化物（例えば、Ｔｉ０_２やＺｎＯ）のうちいずれかである。

一実施形態では、ガーゼ及び／又は微生物セルロース中の抗出血性ナノ構造は、複塩として知られた天然鉱物（例えば、ＫＮａ_{４６．７２}Ｃａ_３Ｍｇ_{１．３０５}Ａｌ_{６９．４６}ＨＳｉ_８６．１Ｓ_４２Ｏ_４３１ｎＨ_２０）、合成血小板、及びアミノ酸配列のうちいずれかを備える。

一実施形態では、中間層は、微生物病原体及び／又はウィルス病原体を遮断する構造で装飾されており、微生物病原体及び／又はウィルス病原体遮断構造は、シアル酸を含有するポリマー鎖及びシアル酸誘導体を含有するポリマー鎖のうちいずれかを備える。

一実施形態では、創傷被覆ガーゼの周りの基層には、包帯と組織との間の摩擦係数を増加させて包帯取り付けの初期段階において包帯を固定するのに役立つように、弾性シリコーンストライプがコートされている。

本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち一方を図示する。 本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち一方を図示する。 本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち他方を図示する。 本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち他方を図示する。 市販の包帯（図２Ａ及び２Ｂ）における様々な応力−歪み曲線を、本発明の教示内容に従って作られた包帯の非限定的例による応力−歪み曲線と比較して図示する。 市販の包帯（図２Ａ及び２Ｂ）における様々な応力−歪み曲線を、本発明の教示内容に従って作られた包帯の非限定的例による応力−歪み曲線と比較して図示する。 市販の包帯（図２Ａ及び２Ｂ）における様々な応力−歪み曲線を、本発明の教示内容に従って作られた包帯の非限定的例による応力−歪み曲線と比較して図示する。 一つの繊維について測定された応力−歪み曲線を図示する。ここで、実線は１回目の測定結果であり、高弾性率を呈する。一方、破線は１回目の後の測定結果であり、エラストマー繊維固有の疲労挙動を示し、低弾性率を呈する。 本発明に係る包帯構造に関する最適な性質のものを選び出すための、応力−歪み曲線の比較を図示する。

本発明について好ましい実施形態を図示して説明するが、本デバイスは、多数の様々な構成、形態、及び材料で作成することができる。本発明の好ましい実施形態について、図面にて図示すると共に本明細書中で詳細に説明するが、本開示は本発明の原理及びこれに関連する具体的な機能的構成を例示するものと捉えるべきものであり、本発明を図示される実施形態に限定しようとするものではないことが理解される。当業者であれば、本発明の範囲内で考えられる他の多数の変形例に想到するであろう。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄには、本発明に係る包帯１００の二つの実施形態が図示されている。

第１実施形態では、図１Ａ及び１Ｂに示すように、包帯１００は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備え、最適化された物理的性質を有する（即ち、応力−歪み曲線に関して最適化されている）基層１０２であって、包帯を組織に対して固定化するために、創傷被覆用ガーゼの周りを弾性シリコーンストライプ１０３でコートされた基層１０２と；様々な病原体群をトラップ及びブロックするフィルターとして機能する中間層１０４と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロース１０６と、を備える。この多機能救急包帯は、基層１０２上に配置された固着装置１１０を更に備えることができ、これにより、当該多機能救急包帯を片手で取り付けたり取り付ける方向を突然変えたりすることが可能になる。一実施形態では、基層１０２は織物層である。別の実施形態では、基層１０２には、ポリアミド及びポリウレタンから成る合成ヤーンを含有する構造体並びに／又はライクラといったエラストマーが付加される。当該エラストマーの多くは、織られたものではなく編まれたものである。これらにより、新しいエラストマー系ヤーンを使用するため、従来のものに比べて、形状適合性が高く（ひいては取り付けが容易であり）弾性が高いという大きな利点が得られる。包帯をする際に張力が大きすぎると、結果として組織に損傷をもたらし、壊死を引き起こす。そこで、包帯の安全な取り付けが、基層上で包帯全体にわたってプリントされた視覚補助部として幾何学的形状体１０８を導入することにより実現される。当該幾何学的形状体１０８はそれぞれ、アスペクト比が、どの程度包帯を延伸させるかに応じて変わる。基層１０２は、長方形形状から成るプリントされた取り付けガイド１０８であって、包帯を最適機能範囲である６０〜８０ｍｍＨｇで伸長させると当該長方形形状が正方形に変わるものを設けることにより、更に補助される。上記の最適機能範囲は、通常の循環を妨げることなく組織への酸素運搬が維持されるように出血を制御するために一定量の圧力を創傷に加えるという、多数の臨床試験研究に基づいて導出されたものである。大半の文献では、大腿深静脈をほぼ塞ぐには約７０ｍｍＨｇの圧力が必要であると提唱されている。従って、包帯生地の張力は、製造工程中に当該製品に予めプログラムされ、一定回数巻き付けた後の印加圧力範囲が６０〜８０ｍｍＨｇとなるように修正される。加えて、包帯により加わる総圧力は、折り曲げやすさ（ｆｌｅｘｉｎｇ）（即ち当該包帯がどの程折り曲げやすいか）の弱関数とされる一方、使用者による巻き付け回数の強関数である。弱関数とは、従属する変数が変化しても、結果がそれほど著しく変化しない関数である。これに対し、強関数又は大きく従属する（ｈｅａｖｉｌｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）関数は、その関数が従属する変数が僅かでも変化すると著しく変化する。例えば、ｆ（ｘ）＝ｘ＋１は、ｇ（ｘ）＝ｘ^２と比較すると、ｘについて遥かに弱関数である。従属する変数「ｘ」の所定の変化量に対して、ｇはｆより遥かに大きく変化するためである。このことは、図２Ｄに示すように、生地構成内の弾性繊維について事前に物理的劣化処理を行うことによりわかる。ここで、実線は、第１テストサイクルで測定されたエラストマー繊維の応力−歪み特性を示し、他の点線／破線はそれぞれ第１テストサイクル後のものである。第１テストサイクル後の結果は、より小さな一定のヤング率を示している。プリントされた取り付けガイド１０８は、包帯全体にわたって分布しており、図３に図示するように、包帯の取り付け方法について使用者を正確にガイドするための視覚補助となる。

図１Ｃ〜１Ｄに示された別の実施形態では、包帯により加わる圧力量をよりうまく制御するために、小さな透明ディスプレイを利用している。この実施形態では、生地の張力が次のようにして修正される。プリントされた長方形形状体１０８が１１３で表された領域をカバーするように延伸している場合、使用者は、このくらいの歪みで１００％の歪みなのだと理解できる。ここで、歪み１００％の状態は、創傷に加わる一定量の圧力に対応する。同様に、１０８が１１４で表された領域をカバーするように延伸している場合は２００％の歪み等を意味しており、これは、使用者が一巻きごとに正しい量の圧力を生じさせるのに役立つ。更に１００％伸長させるごとに、また一巻きごとに、例えば１０ｍｍＨｇが加わる。同様に、１０８が１１５で表された領域をカバーするように延伸している場合、歪みが３００％であることを意味する。従って、使用者は、創傷に対して正確かつ精密に圧力を加えることができる。構成要素１１７は、修正メーターとして使用される一枚の透明プラスチックであり、プリントされた数字「ｉ」、「ｉｉ」、及び「ｉｉｉ」を有する。構成要素１１６は、１１７を生地に対して保持するステッチである。図１Ｃは、救急包帯の同実施形態の詳細図である。図１Ｃは（図１Ａ〜Ｂに示すような）包帯構造を示すものではなく、使用者が包帯の歪み量をよりうまく制御できるようにするための視覚補助を表しており、当該視覚補助は創傷被覆部以外のどこかに位置している。

本発明では、応力−歪み挙動を最適化することにより包帯構成の物理的性質が最適化される。これは、基層１０２を形成する生地構成を変えることにより達成される。当該生地構成は、生地の織り方だけでなく繊維の断面及び数によって各々異なる機能を持つ、様々な種類の繊維により形成される。

本発明に係る包帯構造は、基層１０２に抗菌性ナノ構造を使用しているため、細菌は包帯マトリックス上に局在したり包袋マトリックス内に生息したりすることができない。このような抗菌性ナノ構造としては、４級アンモニウムナノソード、銀や金等の金属ナノ粒子、Ｔｉ０_２やＺｎＯ等の抗菌性酸化物、天然鉱物のうちいずれか一つであってよいが、これらに限定されるものではない。このような抗菌性ナノ構造は、グラム陽性菌であろうがグラム陰性菌であろうが様々な細菌の細胞壁を破壊することにより殺菌を行う。

本発明に係る包帯構造によると、中間層１０４を使用してこれらの病原体をトラップ及び固定化することにより、外環境の微生物及びウィルスから創部を隔離するために、病原体が包帯を通って移動するのが両方向において妨げられる。細菌及びウィルスは、ヒト細胞表面を修飾している、シアル酸（ＳＡ）を末端に有するポリマー鎖（ＰＣ）とまず相互作用し、これらのポリマー鎖をくっつくための手段として使うことにより、ヒト細胞に感染する。このような病原体をトラップ及び固定化するために、トラップにこれと同じアイデアを使って、繊維生地上にヒト細胞の表面特性を再現している。

本発明に係る包帯構造はまた、ＷｏｕｎｄＳｅａｌのような、ガーゼ及び／又は微生物セルロース１０６内に埋め込まれる化学物質又はナノ構造の市販品を使用することにより、出血を止めるのにも役立つ。これらの製品は親水性ポリマー及びカリウム塩を含有する。これらは、一緒になって、小さな切り傷の上に人工カサブタを形成するように機能する。製品Ｓｅａｌ−Ｏｎはセルロースを含有しており、これも切り傷の上にゲル状層を形成することにより機能するものである。製品ＱｕｉｋＣｌｏｔ（登録商標）は、ゼオライトと呼ばれる天然鉱物で作られている。ゼオライトは、身体の自然凝固機構を加速させることにより凝固をもたらす。製品ＢｌｏｏｄＳＴＯＰ（登録商標）は植物セルロースから成る。血液と接触すると、ＢｌｏｏｄＳＴＯＰ（登録商標）は透明保護層で創傷をシールする透明ゲルを形成する。Ｃｅｌｏｘ（商標）顆粒は表面積の大きなフレークであり、血液と接触すると、膨張し、ゲル化し、互いにくっついて、出血部を塞ぐ血栓のようなゲルを形成する。その他の製品、例えば天然鉱物、合成血小板、及び／又はアミノ酸が、出血を止めるためにガーゼ及び／又は微生物セルロース１０６内で使用されてもよい。Ａｌ、Ｃａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｓの各元素のイオンを含有する複塩（例えば、ＫＮａ_{４６．７２}Ｃａ_３Ｍｇ_{１．３０５}Ａｌ_{６９．４６}ＨＳｉ_８６．１Ｓ_４２Ｏ_４３１ｎＨ_２０）を使用してもよい。

本発明に係る包帯構造は、包帯と組織との間の高摩擦係数を増加させるために、創傷被覆用ガーゼを取り囲む弾性シリコーンストライプ１０３で更に装飾されている。包袋と組織との間の摩擦係数が大きいと、包帯取り付けの初期段階において包帯を固定するのに役立ち、包帯が外れないようにするのに重要とされる。このスリップ防止機能により、以下の包帯巻き付けをよりうまく制御することが可能になる。

図２Ａ〜２Ｃには、異なる化学的性質を有する市販の一つの繊維について測定された応力−歪み曲線（図２Ａ及び２Ｂ）と、本願において開示される包帯を使用したもの（図２Ｃ）と、を図示している。具体的な生地設計及び歪み量を仮定して、応力−歪み曲線を図２Ａに示した繊維から作られた救急包帯では、過度の力を加えることにより壊死を引き起こすおそれがある。一方、図２Ｂでは、限界点がずっと低くなっているため、必要な延伸状態も維持されない。また図２Ｂでは、十分な応力が加えられないことにより、出血を止められないおそれがある。一方、図２Ｃに示されたものは、伸長範囲がより大きく弾性率が小さいという理由で使用することができる。これにより、本発明では、包帯が及ぼす圧力を、当該包帯がどれだけ伸長しているかの弱関数とすると共に、使用者が当該包帯を巻き付けた回数の強関数とすることが可能になる。

図２Ｄは、生地構成内の弾性繊維についての事前の物理的劣化処理中に測定された、応力対歪みグラフを図示したものである。実線は第１テストサイクルで測定されたエラストマー繊維の応力−歪み特性を示し、他の点線／破線はそれぞれ第１テストサイクル後のものである。第１テストサイクル後の結果は、より小さな一定のヤング率を示している。実線（ラベル「１^ｓｔ」）は応力−歪み測定の第１サイクルであり、他の線は、線群の上から順に１回目の測定後に連続して測定されたものである。これらはすべて同じサンプルについてのものである。１回目の測定の間にサンプルが劣化するため、他の曲線は下降していき、この劣化のために弾性率が低下していく。曲線は、下側及び右側にシフトしている。前者は繊維の弱化が原因であり、後者はサンプルをサンプルホルダーから取り外していないことが原因である。従って、ｘ軸方向に広がるのは、繊維の伸長により修正損失（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が生じたことが原因である。ヤング率は低いのが望ましい。繊維は作製中に一度伸長するだけで劣化してしまうので、弾性率が低下し、その挙動はより安定になる。即ち、１^ｓｔ曲線と２^ｎｄ曲線との差異は、２^ｎｄ曲線と３^ｒｄ曲線との差異と比較すると遥かに大きい。従って、より低い曲線をもって最終製品の特性とすることが必要である。

図３には、三つの異なる包帯の応力−歪み曲線の比較を図示している。即ち、それぞれ２００、２０１、及び２０２で表された、弱い包帯、最適な包帯、及び強い包帯である。４０２で表された所定の歪みに対して、弱い包帯２００では十分な応力が掛けられず（垂直点線３００で示す）、血液が失われ続けることになる。一方、強い包帯２０２では圧力を掛けすぎて壊死を引き起こしてしまう（垂直点線３０１で示す）。最適な包帯は、これら二つの極端な条件の間に位置するものとされ、２０１で表されている。一つの応力−歪み曲線、例えば曲線２０１に関するものを考えると、形状体５０１、５０２、及び５０３は、弱圧力領域（出血が止まらない）、最適領域、及び過剰圧力領域（虚血・壊死）に対応する、プリントされた幾何学的形状体の予想アスペクト比を示す。こうした値は、止血に最適な圧力範囲についての結論が、制御された動物実験及び健康なボランティア達に対する臨床試験により抽出されている文献（例えば、Ｓ．ＴｈｏｍａｓによるＥＭＷＡ Ｊｏｕｒｎａｌの論文「Ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌａｐｌａｃｅ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｂ−Ｂａｎｄａｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」、及びＬｏｇａｎらによるｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｏｕｎｄ Ｃａｒｅの論文「Ａ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｓｕｂ−Ｂａｎｄａｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ ａｎｄ Ｉｎｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ Ｂａｎｄａｇｅｒｓ」を参照）から取ったものである。

〔結論〕
上述の実施形態において、多機能救急包帯を有効に利用するためのシステム及び方法を示した。様々な好適な実施形態を示して説明してきたが、こうした開示により本発明が限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲において規定されるような本発明の趣旨及び範囲内に含まれる、すべての修正例及び代替的な構成がカバーされるものと理解されるであろう。例えば、本発明は、サイズ、材料、又は具体的な製造技術により制限されるべきではない。

１００ 包帯
１０２ 基層
１０３ 弾性シリコーンストライプ
１０４ 中間層
１０６ ガーゼ、微生物セルロース
１０８ 幾何学的形状体、取り付けガイド
１１０ 固着装置

本発明は、概して医療包帯の分野に関するものである。より具体的には、本発明は、民間の状況（ｃｉｖｉｌｉａｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎ）、災害、紛争地域、戦争その他の軍事的用途といった病院搬送前の緊急事態において、虚血、炎症、壊死、並びに病原体及び毒素基質が包帯を通過することを防ぎつつ、制御不能な出血を治療対象とする、特殊な多機能包帯に関するものである。

現在、様々な包帯が市場で入手可能であり、これらは、外傷を原因とする出血創や切断創、挫滅創からの出血を止めるために、病院搬送前及び病院での緊急事態において応急処置用具として使用される。２００３年３月１９日〜２００４年５月１８日に米国陸軍により非機密に公表された「ＷＩＡ ｗｏｕｎｄｅｄ ａｒｅａｓ」で報告されているように、近年、戦争における外傷関連の死亡率が５８％となっているのは、肢部（例えば腕部、脚部、頭部）の負傷が原因である。従って、この分野において包帯取り付けを行う者は、（本願明細書中で開示されるそれ以外の機能に加えて）身体の形状に沿うこと（ｔａｋｉｎｇ ｔｈｅ ｓｈａｐｅ ｏｆ ｔｈｅ ｂｏｄｙ）が可能であり、かつ一旦創部上に配置された後は特別な支持なく固定可能である包帯の価値を理解している。このような包帯であれば、特に肢部以外で包帯をするのが困難な領域、即ち腋窩部、鼠径部、臀部、腹部、及び胸部において、包帯取り付けを片手で開始することが（常に可能になるというわけではなくとも）容易になるであろう。

しかしながら、これらの包帯のうち、事故や落下、壊滅的な災害、紛争地域、労働災害、戦争といった病院到着前の緊急事態に対して利用可能であるものの割合は限られている。特に、このような従来の包帯には、以下のすべてではないにしても、これらのうち少なくとも一つの欠点がある。
１．従来の包帯では、応力−歪み曲線による包帯生地構成の物理的性質が最適化されていない。このような最適化がされていないことにより、市場に出ている包帯の大半は、出血を止めることができないか、出血を止められたとしても過度の圧力により虚血及び／又は壊死を引き起こしてしまう。
２．現在市場に出ている包帯の大半は別々の部材から形成されており、このような別々の部材は１人の使用者が両手を使うか又は２人の使用者により一つに組み立てる必要があるため、従来の包帯は実用的でないものが多い。
３．現在市場で入手可能な救急包帯はいずれも、微生物及び／又はウィルスといった様々な病原体から創傷を適切に隔離することができないため、従来の包帯には、外環境から創傷を生物学的に保護する機構が備わっていない。
４．現在市場に出ている包帯の大半には血液凝固を促す機構が備わっておらず、このような従来の包帯は単に圧力を加えることにより出血を防止するものであり、これらには項目（１）で述べたような問題がある。このため、従来の包帯には出血を止めるのに役立つ最適な機構も備わっていない。稀に血液凝固を促す機構を有する場合があったとしても、このような機構は有機物質に限られており、これはこのような包帯の寿命が限られたものとなる要因になる。
５．従来の包帯には創傷被覆材の周りに弾性固定化ストライプが設けられておらず、当該包帯を片手で取り付けるのが困難である。片手で包帯を取り付けられるかどうかは、この分野で重要なこととされている。
６．例えば（ｉ）応力−歪み曲線及びスリップ防止用ストライプにより物理的性質が最適化され、（ｉｉ）化学的抗菌性が付与され、（ｉｉｉ）病原体及び有害物質をブロック及びトラップすると共に出血を止める助けとなる生物学的性質を併せ持つ、といった三つの機能すべてが単一設計において最適化され一元化されているものは、従来の包帯には見られない。

以下の参考文献はいずれも、上述の従来技術の代表的なものであり、上述の欠点がある。

Ｇｒａｕの特許出願（米国特許第５６２８７２３号明細書（特許文献１））には、使用者が創傷に圧力を加えたり包帯の取り付け方向を片手で急に変えたりすることを可能にする装置を有する救急包帯が開示されている。

Ｍａらの特許（米国特許第７４６２７５３号明細書（特許文献２））によると、ナノサイズの銀を含む創傷被覆材が提供される。特許文献２では、被覆材は、皮膚接触層と、銀ナノ結晶を含ませた活性炭布の殺菌抗毒層と、極小サイズの孔を有し細菌が通過するのを防ぐバリアとなる複合生地の分離層と、弾性包帯と、を備える。

Ｂｅｃｈｅｒｔらの特許（米国特許第７６０５２９８号明細書（特許文献３））によると、創傷カバーが提供される。特許文献３では、創傷カバーは、ナノスケールの銀を有し創傷に接触する不織布材料の吸収性マトリックスと、気体透過性かつ液体不透過性の層１４と、を備える。

Ｄｕｂｒｏｗらの特許（米国特許第８０２５９６０号明細書（特許文献４））によると、ナノファイバーを備える多孔質基体、物品、システム、及び組成物、並びにこれらの使用方法及び生産方法が提供される。特許文献４では、包帯は、ナノファイバーコーティング（当該ナノファイバーはＺｎＯ等の抗菌性材料を備える）を有する可撓性の多孔質基体ストリップと、創傷との接触面を提供する保護パッドと、を備える。

Ｄａｎｉｅｌｓらの特許（米国特許第８３０４５９５号明細書（特許文献５））によると、止血能力の高い再吸収可能なナノ構造及び包帯材料が提供される。特許文献５では、包帯は、包帯材料並びに出血の凝固及び鈍化を促進するために設けられたナノ粒子を備える。

Ｖｉｌｌａｎｕｅｖａらの特許出願公開（米国特許出願公開第２００７／０１４１１３０号明細書（特許文献６））によると、創傷用又は外科用被覆材が提供される。特許文献６では、包帯は、不織布シート又はフィルムの基層と、当該基層中央に位置する吸収性パッド等の基体と、を備える。当該パッドは、細菌、病原体、微生物等をトラップするために付与された静菌性組成物を有し、当該静菌性組成物はパッドの繊維構造内に埋め込まれたアンモニウム塩とすることができる。

Ｌｉｎらの特許出願公開（米国特許出願公開第２０１２／００６４１４５号明細書（特許文献７））によると、創傷被覆材が提供される。特許文献７では、二重層状の創傷被覆材は、細菌バリアとして機能するように抗菌性材料１１を含有する外側ポリマー材料層と、創傷治癒を促すためにその中に上皮細胞を有する多孔質炭素材料層と、を備える。

Ｓｉｎｉａｇｕｉｎｅの特許（米国特許第８２３７００９号明細書（特許文献８））では、高分子マイクロファイバー不織布メッシュから作製された最上被覆層と、微生物不透過性層を形成するように十分小さな極小サイズの孔を有する不織布マイクロファイバーメッシュの第２層と、を備える創傷カバーが開示される。

Ｊｕｎｇらの特許出願公開（米国特許出願公開第２０１２／００２７６８１号明細書（特許文献９））では、様々なウィルスを標的にするように使用可能なシアル酸等の標的因子の送達のために炭素ナノ構造を利用することが開示されている。

Ｖａｓｉｌｅｖらの特許出願公開（米国特許出願公開第２０１２／０１０７５９２号明細書（特許文献１０））では、創傷被覆材中に銅、銀、又は金ナノ粒子を使用する旨が開示されている。

Ｔｈｕａｓｎｅらの特許出願公開（仏国特許出願公開第２４９９４１６号明細書）には、テープにわたってプリントされた長方形部分を有する圧縮包帯であって、テープに張力が掛かると当該長方形部分の寸法が変化するものが開示されている。

上記引用文献の正確な長所、特徴、及び利点が何であれ、いずれの文献によっても本発明の目的は達成されず、果たされない。

米国特許第５６２８７２３号明細書 米国特許第７４６２７５３号明細書 米国特許第７６０５２９８号明細書 米国特許第８０２５９６０号明細書 米国特許第８３０４５９５号明細書 米国特許出願公開第２００７／０１４１１３０号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００６４１４５号明細書 米国特許第８２３７００９号明細書 米国特許出願公開第２０１２／００２７６８１号明細書 米国特許出願公開第２０１２／０１０７５９２号明細書 仏国特許出願公開第２４９９４１６号明細書

本発明は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、当該基層の物理的性質が、虚血及び／又は壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されている、基層と；病原体をフィルタリングする中間層と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、を備える多機能救急包帯について開示する。このような多機能救急包帯は、基層上に配置された、複数のプリントされた幾何学的形状体を更に備えることができ、当該幾何学的形状体それぞれに関するアスペクト比は、当該包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化する。このような多機能救急包帯は、基層上に配置された固着装置を更に備えることができ、これにより、当該多機能救急包帯を片手で取り付けたり取り付ける方向を突然変えたりすることが可能になる。片手での包帯取り付けは、包帯と組織との間の摩擦係数を増加させるために創傷被覆材を取り囲むシリコーンストライプを追加することにより、更に容易になる。

また本発明は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、当該基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されており、当該基層上に修正用ディスプレイが配置されている、基層と；病原体をフィルタリングする中間層と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、を備える多機能救急包帯であって、修正用ディスプレイ内に見える幾何学的形状体に関するアスペクト比が、当該包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする多機能救急包帯についても開示する。

また本発明は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、当該基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されており、当該基層上に複数のプリントされた幾何学的形状体が配置されている、基層と；病原体をフィルタリングする中間層と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、を備える多機能救急包帯であって、幾何学的形状体それぞれに関するアスペクト比が、当該包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする多機能救急包帯についても開示する。

一実施形態では、当該多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による虚血及び／又は壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、応力−歪み曲線の強度及び傾きが最適領域周辺で維持される。

一実施形態では、当該多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、生地の強度は、生地材料に関する応力−歪み曲線に関する最適領域周辺に設定されている。

一実施形態では、当該多機能包帯により創傷に加わる圧力が、当該多機能包帯がどれだけ延伸しているかの弱関数であると共に当該多機能包帯を創傷の周りに巻き付ける回数の強関数となるように、応力−歪み曲線の傾きが小さく設定されている。

一実施形態では、基層中の抗菌性ナノ構造は、４級アンモニウムナノソード、金属ナノ粒子（例えば銀ナノ粒子や金ナノ粒子）、及び抗菌性酸化物（例えば、Ｔｉ０_２やＺｎＯ）のうちいずれかである。

一実施形態では、ガーゼ及び／又は微生物セルロース中の抗出血性ナノ構造は、複塩として知られた天然鉱物（例えば、ＫＮａ_{４６．７２}Ｃａ_３Ｍｇ_{１．３０５}Ａｌ_{６９．４６}ＨＳｉ_８６．１Ｓ_４２Ｏ_４３１ｎＨ_２０）、合成血小板、及びアミノ酸配列のうちいずれかを備える。

一実施形態では、中間層は、微生物病原体及び／又はウィルス病原体を遮断する構造で装飾されており、微生物病原体及び／又はウィルス病原体遮断構造は、シアル酸を含有するポリマー鎖及びシアル酸誘導体を含有するポリマー鎖のうちいずれかを備える。

一実施形態では、創傷被覆ガーゼの周りの基層には、包帯と組織との間の摩擦係数を増加させて包帯取り付けの初期段階において包帯を固定するのに役立つように、弾性シリコーンストライプがコートされている。

本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち一方を図示する。 本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち一方を図示する。 本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち他方を図示する。 本発明の二つの実施形態に関する二つの構造のうち他方を図示する。 市販の包帯（図２Ａ及び２Ｂ）における様々な応力−歪み曲線を、本発明の教示内容に従って作られた包帯の非限定的例による応力−歪み曲線と比較して図示する。 市販の包帯（図２Ａ及び２Ｂ）における様々な応力−歪み曲線を、本発明の教示内容に従って作られた包帯の非限定的例による応力−歪み曲線と比較して図示する。 市販の包帯（図２Ａ及び２Ｂ）における様々な応力−歪み曲線を、本発明の教示内容に従って作られた包帯の非限定的例による応力−歪み曲線と比較して図示する。 一つの繊維について測定された応力−歪み曲線を図示する。ここで、実線は１回目の測定結果であり、高弾性率を呈する。一方、破線は１回目の後の測定結果であり、エラストマー繊維固有の疲労挙動を示し、低弾性率を呈する。 本発明に係る包帯構造に関する最適な性質のものを選び出すための、応力−歪み曲線の比較を図示する。

本発明について好ましい実施形態を図示して説明するが、本デバイスは、多数の様々な構成、形態、及び材料で作成することができる。本発明の好ましい実施形態について、図面にて図示すると共に本明細書中で詳細に説明するが、本開示は本発明の原理及びこれに関連する具体的な機能的構成を例示するものと捉えるべきものであり、本発明を図示される実施形態に限定しようとするものではないことが理解される。当業者であれば、本発明の範囲内で考えられる他の多数の変形例に想到するであろう。

図１Ａ、図１Ｂ、図１Ｃ、及び図１Ｄには、本発明に係る包帯１００の二つの実施形態が図示されている。

第１実施形態では、図１Ａ及び１Ｂに示すように、包帯１００は、抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備え、最適化された物理的性質を有する（即ち、応力−歪み曲線に関して最適化されている）基層１０２であって、包帯を組織に対して固定化するために、創傷被覆用ガーゼの周りを弾性シリコーンストライプ１０３でコートされた基層１０２と；様々な病原体群をトラップ及びブロックするフィルターとして機能する中間層１０４と；抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロース１０６と、を備える。この多機能救急包帯は、基層１０２上に配置された固着装置１１０を更に備えることができ、これにより、当該多機能救急包帯を片手で取り付けたり取り付ける方向を突然変えたりすることが可能になる。一実施形態では、基層１０２は織物層である。別の実施形態では、基層１０２には、ポリアミド及びポリウレタンから成る合成ヤーンを含有する構造体並びに／又はライクラといったエラストマーが付加される。当該エラストマーの多くは、織られたものではなく編まれたものである。これらにより、新しいエラストマー系ヤーンを使用するため、従来のものに比べて、形状適合性が高く（ひいては取り付けが容易であり）弾性が高いという大きな利点が得られる。包帯をする際に張力が大きすぎると、結果として組織に損傷をもたらし、壊死を引き起こす。そこで、包帯の安全な取り付けが、基層上で包帯全体にわたってプリントされた視覚補助部として幾何学的形状体１０８を導入することにより実現される。当該幾何学的形状体１０８はそれぞれ、アスペクト比が、どの程度包帯を延伸させるかに応じて変わる。基層１０２は、長方形形状から成るプリントされた取り付けガイド１０８であって、包帯を最適機能範囲である６０〜８０ｍｍＨｇで伸長させると当該長方形形状が正方形に変わるものを設けることにより、更に補助される。上記の最適機能範囲は、通常の循環を妨げることなく組織への酸素運搬が維持されるように出血を制御するために一定量の圧力を創傷に加えるという、多数の臨床試験研究に基づいて導出されたものである。大半の文献では、大腿深静脈をほぼ塞ぐには約７０ｍｍＨｇの圧力が必要であると提唱されている。従って、包帯生地の張力は、製造工程中に当該製品に予めプログラムされ、一定回数巻き付けた後の印加圧力範囲が６０〜８０ｍｍＨｇとなるように修正される。加えて、包帯により加わる総圧力は、折り曲げやすさ（ｆｌｅｘｉｎｇ）（即ち当該包帯がどの程折り曲げやすいか）の弱関数とされる一方、使用者による巻き付け回数の強関数である。弱関数とは、従属する変数が変化しても、結果がそれほど著しく変化しない関数である。これに対し、強関数又は大きく従属する（ｈｅａｖｉｌｙ ｄｅｐｅｎｄｅｎｔ）関数は、その関数が従属する変数が僅かでも変化すると著しく変化する。例えば、ｆ（ｘ）＝ｘ＋１は、ｇ（ｘ）＝ｘ^２と比較すると、ｘについて遥かに弱関数である。従属する変数「ｘ」の所定の変化量に対して、ｇはｆより遥かに大きく変化するためである。このことは、図２Ｄに示すように、生地構成内の弾性繊維について事前に物理的劣化処理を行うことによりわかる。ここで、実線は、第１テストサイクルで測定されたエラストマー繊維の応力−歪み特性を示し、他の点線／破線はそれぞれ第１テストサイクル後のものである。第１テストサイクル後の結果は、より小さな一定のヤング率を示している。プリントされた取り付けガイド１０８は、包帯全体にわたって分布しており、図３に図示するように、包帯の取り付け方法について使用者を正確にガイドするための視覚補助となる。

図１Ｃ〜１Ｄに示された別の実施形態では、包帯により加わる圧力量をよりうまく制御するために、小さな透明ディスプレイを利用している。この実施形態では、生地の張力が次のようにして修正される。プリントされた長方形形状体１０８が１１３で表された領域をカバーするように延伸している場合、使用者は、このくらいの歪みで１００％の歪みなのだと理解できる。ここで、歪み１００％の状態は、創傷に加わる一定量の圧力に対応する。同様に、１０８が１１４で表された領域をカバーするように延伸している場合は２００％の歪み等を意味しており、これは、使用者が一巻きごとに正しい量の圧力を生じさせるのに役立つ。更に１００％伸長させるごとに、また一巻きごとに、例えば１０ｍｍＨｇが加わる。同様に、１０８が１１５で表された領域をカバーするように延伸している場合、歪みが３００％であることを意味する。従って、使用者は、創傷に対して正確かつ精密に圧力を加えることができる。構成要素１１７は、修正メーターとして使用される一枚の透明プラスチックであり、プリントされた数字「ｉ」、「ｉｉ」、及び「ｉｉｉ」を有する。構成要素１１６は、１１７を生地に対して保持するステッチである。図１Ｃは、救急包帯の同実施形態の詳細図である。図１Ｃは（図１Ａ〜Ｂに示すような）包帯構造を示すものではなく、使用者が包帯の歪み量をよりうまく制御できるようにするための視覚補助を表しており、当該視覚補助は創傷被覆部以外のどこかに位置している。

本発明では、応力−歪み挙動を最適化することにより包帯構成の物理的性質が最適化される。これは、基層１０２を形成する生地構成を変えることにより達成される。当該生地構成は、生地の織り方だけでなく繊維の断面及び数によって各々異なる機能を持つ、様々な種類の繊維により形成される。

本発明に係る包帯構造は、基層１０２に抗菌性ナノ構造を使用しているため、細菌は包帯マトリックス上に局在したり包袋マトリックス内に生息したりすることができない。このような抗菌性ナノ構造としては、４級アンモニウムナノソード、銀や金等の金属ナノ粒子、Ｔｉ０_２やＺｎＯ等の抗菌性酸化物、天然鉱物のうちいずれか一つであってよいが、これらに限定されるものではない。このような抗菌性ナノ構造は、グラム陽性菌であろうがグラム陰性菌であろうが様々な細菌の細胞壁を破壊することにより殺菌を行う。

本発明に係る包帯構造によると、中間層１０４を使用してこれらの病原体をトラップ及び固定化することにより、外環境の微生物及びウィルスから創部を隔離するために、病原体が包帯を通って移動するのが両方向において妨げられる。細菌及びウィルスは、ヒト細胞表面を修飾している、シアル酸（ＳＡ）を末端に有するポリマー鎖（ＰＣ）とまず相互作用し、これらのポリマー鎖をくっつくための手段として使うことにより、ヒト細胞に感染する。このような病原体をトラップ及び固定化するために、トラップにこれと同じアイデアを使って、繊維生地上にヒト細胞の表面特性を再現している。

本発明に係る包帯構造はまた、ＷｏｕｎｄＳｅａｌのような、ガーゼ及び／又は微生物セルロース１０６内に埋め込まれる化学物質又はナノ構造の市販品を使用することにより、出血を止めるのにも役立つ。これらの製品は親水性ポリマー及びカリウム塩を含有する。これらは、一緒になって、小さな切り傷の上に人工カサブタを形成するように機能する。製品Ｓｅａｌ−Ｏｎはセルロースを含有しており、これも切り傷の上にゲル状層を形成することにより機能するものである。製品ＱｕｉｋＣｌｏｔ（登録商標）は、ゼオライトと呼ばれる天然鉱物で作られている。ゼオライトは、身体の自然凝固機構を加速させることにより凝固をもたらす。製品ＢｌｏｏｄＳＴＯＰ（登録商標）は植物セルロースから成る。血液と接触すると、ＢｌｏｏｄＳＴＯＰ（登録商標）は透明保護層で創傷をシールする透明ゲルを形成する。Ｃｅｌｏｘ（商標）顆粒は表面積の大きなフレークであり、血液と接触すると、膨張し、ゲル化し、互いにくっついて、出血部を塞ぐ血栓のようなゲルを形成する。その他の製品、例えば天然鉱物、合成血小板、及び／又はアミノ酸が、出血を止めるためにガーゼ及び／又は微生物セルロース１０６内で使用されてもよい。Ａｌ、Ｃａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｎａ、Ｓｉ、Ｓの各元素のイオンを含有する複塩（例えば、ＫＮａ_{４６．７２}Ｃａ_３Ｍｇ_{１．３０５}Ａｌ_{６９．４６}ＨＳｉ_８６．１Ｓ_４２Ｏ_４３１ｎＨ_２０）を使用してもよい。

本発明に係る包帯構造は、包帯と組織との間の高摩擦係数を増加させるために、創傷被覆用ガーゼを取り囲む弾性シリコーンストライプ１０３で更に装飾されている。包袋と組織との間の摩擦係数が大きいと、包帯取り付けの初期段階において包帯を固定するのに役立ち、包帯が外れないようにするのに重要とされる。このスリップ防止機能により、以下の包帯巻き付けをよりうまく制御することが可能になる。

図２Ａ〜２Ｃには、異なる化学的性質を有する市販の一つの繊維について測定された応力−歪み曲線（図２Ａ及び２Ｂ）と、本願において開示される包帯を使用したもの（図２Ｃ）と、を図示している。具体的な生地設計及び歪み量を仮定して、応力−歪み曲線を図２Ａに示した繊維から作られた救急包帯では、過度の力を加えることにより壊死を引き起こすおそれがある。一方、図２Ｂでは、限界点がずっと低くなっているため、必要な延伸状態も維持されない。また図２Ｂでは、十分な応力が加えられないことにより、出血を止められないおそれがある。一方、図２Ｃに示されたものは、伸長範囲がより大きく弾性率が小さいという理由で使用することができる。これにより、本発明では、包帯が及ぼす圧力を、当該包帯がどれだけ伸長しているかの弱関数とすると共に、使用者が当該包帯を巻き付けた回数の強関数とすることが可能になる。

図２Ｄは、生地構成内の弾性繊維についての事前の物理的劣化処理中に測定された、応力対歪みグラフを図示したものである。実線は第１テストサイクルで測定されたエラストマー繊維の応力−歪み特性を示し、他の点線／破線はそれぞれ第１テストサイクル後のものである。第１テストサイクル後の結果は、より小さな一定のヤング率を示している。実線（ラベル「１^ｓｔ」）は応力−歪み測定の第１サイクルであり、他の線は、線群の上から順に１回目の測定後に連続して測定されたものである。これらはすべて同じサンプルについてのものである。１回目の測定の間にサンプルが劣化するため、他の曲線は下降していき、この劣化のために弾性率が低下していく。曲線は、下側及び右側にシフトしている。前者は繊維の弱化が原因であり、後者はサンプルをサンプルホルダーから取り外していないことが原因である。従って、ｘ軸方向に広がるのは、繊維の伸長により修正損失（ｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ ｌｏｓｓ）が生じたことが原因である。ヤング率は低いのが望ましい。繊維は作製中に一度伸長するだけで劣化してしまうので、弾性率が低下し、その挙動はより安定になる。即ち、１^ｓｔ曲線と２^ｎｄ曲線との差異は、２^ｎｄ曲線と３^ｒｄ曲線との差異と比較すると遥かに大きい。従って、より低い曲線をもって最終製品の特性とすることが必要である。

図３には、三つの異なる包帯の応力−歪み曲線の比較を図示している。即ち、それぞれ２００、２０１、及び２０２で表された、弱い包帯、最適な包帯、及び強い包帯である。４０２で表された所定の歪みに対して、弱い包帯２００では十分な応力が掛けられず（垂直点線３００で示す）、血液が失われ続けることになる。一方、強い包帯２０２では圧力を掛けすぎて壊死を引き起こしてしまう（垂直点線３０１で示す）。最適な包帯は、これら二つの極端な条件の間に位置するものとされ、２０１で表されている。一つの応力−歪み曲線、例えば曲線２０１に関するものを考えると、形状体５０１、５０２、及び５０３は、弱圧力領域（出血が止まらない）、最適領域、及び過剰圧力領域（虚血・壊死）に対応する、プリントされた幾何学的形状体の予想アスペクト比を示す。こうした値は、止血に最適な圧力範囲についての結論が、制御された動物実験及び健康なボランティア達に対する臨床試験により抽出されている文献（例えば、Ｓ．ＴｈｏｍａｓによるＥＭＷＡ Ｊｏｕｒｎａｌの論文「Ｔｈｅ Ｕｓｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｌａｐｌａｃｅ Ｅｑｕａｔｉｏｎ ｉｎ ｔｈｅ Ｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｓｕｂ−Ｂａｎｄａｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅ」、及びＬｏｇａｎらによるｔｈｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｗｏｕｎｄ Ｃａｒｅの論文「Ａ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ Ｓｕｂ−Ｂａｎｄａｇｅ Ｐｒｅｓｓｕｒｅｓ Ｐｒｏｄｕｃｅｄ ｂｙ Ｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ ａｎｄ Ｉｎｅｘｐｅｒｉｅｎｃｅｄ Ｂａｎｄａｇｅｒｓ」を参照）から取ったものである。

〔結論〕
上述の実施形態において、多機能救急包帯を有効に利用するためのシステム及び方法を示した。様々な好適な実施形態を示して説明してきたが、こうした開示により本発明が限定されるものではなく、添付の特許請求の範囲において規定されるような本発明の趣旨及び範囲内に含まれる、すべての修正例及び代替的な構成がカバーされるものと理解されるであろう。例えば、本発明は、サイズ、材料、又は具体的な製造技術により制限されるべきではない。

１００ 包帯
１０２ 基層
１０３ 弾性シリコーンストライプ
１０４ 中間層
１０６ ガーゼ、微生物セルロース
１０８ 幾何学的形状体、取り付けガイド
１１０ 固着装置

Claims (22)

1. （ｉ）抗菌性ナノ構造でコートされると共に（ｉｉ）一つ以上のスリップ防止用ストライプを有する弾性繊維生地を備える基層であって、前記基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されている、基層と；
   病原体をフィルタリングする中間層と；
   抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、
   を備える多機能救急包帯。
2. 前記基層上に配置された、複数のプリントされた幾何学的形状体を更に備え、前記幾何学的形状体それぞれに関するアスペクト比が、前記多機能救急包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
3. 前記基層上に配置された修正用ディスプレイを更に備え、前記幾何学的形状体は、第１応力レベルで所定の第１形状に変化し、第２応力レベルで所定の第２形状に変化し、前記第１応力レベル及び前記第２応力レベルは、６０〜８０ｍｍＨｇの間にある圧力値が加えられていることに対応することを特徴とする、請求項２に記載の多機能救急包帯。
4. 前記基層上に配置された修正用ディスプレイを更に備え、前記修正用ディスプレイ内に見える幾何学的形状体に関するアスペクト比が、前記多機能救急包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
5. 前記多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、前記応力−歪み曲線の強度及び傾きが最適領域周辺で維持されることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
6. 前記多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、前記生地の強度が、前記生地材料に関する前記応力−歪み曲線に関する最適領域周辺に設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
7. 前記多機能救急包帯により創傷に加わる圧力が、前記多機能救急包帯がどれだけ延伸しているかの弱関数であると共に前記多機能救急包帯を前記創傷の周りに巻き付ける回数の強関数となるように、前記応力−歪み曲線の傾きが、エラストマーの疲労挙動を使用して、小さく設定されていることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
8. 前記抗菌性ナノ構造が、４級アンモニウムナノソード、金属ナノ粒子、及び抗菌性酸化物のうちいずれかであることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
9. 前記抗菌性ナノ構造が、銀及び金のうちから選択された金属ナノ粒子を備えることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
10. 前記抗菌性ナノ構造が、Ｔｉ０_２及びＺｎＯのうちから選択された抗菌性酸化物を備えることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
11. 前記スリップ防止用ストライプが、摩擦係数の大きい化学物質から成るコーティング又はプリントであることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
12. 前記スリップ防止用ストライプがシリコーンゴム系混合物又はシリコーン誘導体を備えることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
13. 前記抗出血性ナノ構造が、複塩として知られる天然鉱物、合成血小板、及びアミノ酸のうちいずれかを備えることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
14. 前記複塩がＫＮａ_{４６．７２}Ｃａ_３Ｍｇ_{１．３０５}Ａｌ_{６９．４６}ＨＳｉ_８６．１Ｓ_４２Ｏ_４３１ｎＨ_２０であることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
15. 前記中間層が微生物病原体及び／又はウィルス病原体を遮断する構造で装飾されていることを特徴とする、請求項１に記載の多機能救急包帯。
16. 前記微生物病原体及び／又はウィルス病原体遮断構造が、シアル酸を含有するポリマー鎖及びシアル酸誘導体を含有するポリマー鎖のうちいずれかを備えることを特徴とする、請求項１５に記載の多機能救急包帯。
17. 抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、前記基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されており、前記基層上に修正用ディスプレイが配置されている、基層と；
    病原体をフィルタリングする中間層と；
    抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼ及び／又は微生物セルロースと、
    を備える多機能救急包帯であって、
    前記修正用ディスプレイ内に見える幾何学的形状体に関するアスペクト比が、前記多機能救急包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする多機能救急包帯。
18. 前記多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、前記応力−歪み曲線の強度及び傾きが最適領域周辺で維持されることを特徴とする、請求項１７に記載の多機能救急包帯。
19. 前記多機能救急包帯が、加わり得る過剰圧力による壊死を防ぎつつ、所望の圧力を創傷に加えることで出血を止めるのを補助するように、前記生地の強度が、前記生地材料に関する前記応力−歪み曲線に関する最適領域周辺に設定されていることを特徴とする、請求項１７に記載の多機能救急包帯。
20. 前記多機能救急包帯により創傷に加わる圧力が、前記多機能救急包帯がどれだけ延伸しているかの弱関数であると共に前記多機能救急包帯を前記創傷の周りに巻き付ける回数の強関数となるように、前記応力−歪み曲線の傾きが、エラストマーの疲労挙動を使用して、小さく設定されていることを特徴とする、請求項１７に記載の多機能救急包帯。
21. 前記抗菌性ナノ構造が、４級アンモニウムナノソード、金属ナノ粒子、及び抗菌性酸化物のうちいずれかであり、前記金属ナノ粒子が銀及び金のうちから選択され、前記抗菌性酸化物が、Ｔｉ０及びＺｎＯのうちから選択されることを特徴とする、請求項１７に記載の多機能救急包帯。
22. 抗菌性ナノ構造でコートされた弾性繊維生地を備える基層であって、前記基層の物理的性質が、壊死を防ぐと共に出血を止めるように、応力−歪み曲線を使用して最適化されており、前記基層上に複数のプリントされた幾何学的形状体が配置されている、基層と；
    病原体をフィルタリングする中間層と；
    抗出血性ナノ構造で装飾されたガーゼと、
    を備える多機能救急包帯であって、
    前記幾何学的形状体それぞれに関するアスペクト比が、前記多機能救急包帯がどれだけ延伸しているかの指標として、修正される応力に対応して変化することを特徴とする多機能救急包帯。

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