JP2023528392A - 生体組織における異物反応の光ベースの調節のためのデバイスおよび関連する方法 - Google Patents

Abstract

生体組織における異物反応の調節、より具体的には、生体組織における異物反応の光ベースの調節のためのデバイスおよび関連する方法が開示される。医療デバイスおよび他の民生用電子機器を含む、経皮的および／または皮下的デバイスによって誘発され得る異物反応の調節特性を有する光を提供する光源が開示される。関連する皮下組織を照射するために光源からの光を伝搬する光送達構造が開示される。異物反応の調節には、コラーゲンおよび線維組織の生成の阻害、炎症および治癒の調節、ならびに／または一酸化窒素の生成および／もしくは放出の増加が含まれ得る。経皮的および／または皮下的デバイスに関連する異物反応を調節することによって、そのようなデバイスの性能特性および寿命を改善することができる。

Description

関連出願
[0001]本出願は、２０２０年５月２９日に出願された仮特許出願番号６３／０３１，９７０、および２０２０年５月２９日に出願された仮特許出願番号６３／０３２，０２２の利益を主張し、その開示は全体の参照により本明細書に組み込まれる。

[0002]本開示は、一般に、生体組織における異物反応の調節に関し、より具体的には、生体組織における異物反応の光ベースの調節のためのデバイスおよび関連する方法に関する。

[0003]異物反応（ＦＢＲ）は一般に、異物が皮下組織に挿入されると開始し、創傷の形成および身体の先天的な創傷治癒カスケードの開始から始まる。タンパク質は異物の表面に付着し得、関連するタンパク質吸着は、ＦＢＲの初期段階で炎症細胞の接着を促進する界面を提供し得る。ＦＢＲが進行するにつれて、単球、マクロファージ、マスト細胞、および線維芽細胞が異物の部位に信号を送られ、ケモカインおよびサイトカインを放出することによって異物のクリアランスが開始される。放出されたメディエーターの濃度と型は、異物を消化するために体が食作用を試み得るため、さらなる細胞動員を誘発する。異物の消化がうまくいかない場合、活性化されたマクロファージからの欲求不満の食作用は、異物をさらに分解しようとする異物巨細胞（ＦＢＧＣ）へのマクロファージの融合につながり得る。一定期間後、ＦＢＲは線維芽細胞の浸潤とコラーゲンマトリックスの形成に進むことができ、天然組織から異物をカプセル化して隔離する。

[0004]宿主の少なくとも表皮および真皮を通って延びるために経皮的に挿入され、それによって皮下組織に存在する少なくとも１つの領域を有するように設計された多種多様な医療デバイスが存在する。さらに、宿主の真皮の下に完全に存在するように皮下に移植されるように設計された他の医療デバイスが存在する。例示的なデバイスおよび用途には、バイオメトリックセンサ、カテーテル、ペースメーカ、人工装具、乳房インプラント、生体材料などが含まれ、新しいデバイスおよび用途が絶えず開発されている。体の生来のＦＢＲは特定の場合に役立ち得るが、コラーゲンのカプセル化の特徴的な結果は、挿入または移植された医療デバイスの性能に悪影響を及ぼし得る。連続血糖モニタ（ＣＧＭ）は、ＦＢＲが性能特性に悪影響を与え得るデバイスの例である。

[0005]真性糖尿病は、インスリンの欠乏または耐性のいずれかに起因する慢性高血糖を特徴とする世界的な流行病である。糖尿病患者の血糖値は１日を通して大きく変動し、心臓発作、脳卒中、高血圧、腎不全、失明、および四肢切断などの深刻な合併症を引き起こし得る。ポータブル血糖センサにより、患者は血糖値を監視し、インスリンレベルを管理し、真性糖尿病の罹患率と死亡率を減らすことができる。従来の血糖監視技術は、主に電気化学的アンペロメトリック血糖センサに基づいている。血糖モニタとして使用するための承認されたバイオメトリックセンサは多数ある。１つの例では、スクリーン印刷された電極に固定化された血糖デヒドロゲナーゼ（ＧＤＨ）またはグルコースオキシダーゼ（ＧＯｘ）を含むテストストリップを使用している。分析は、１マイクロリットル（μＬ）未満などの少量の血液サンプルを、毛細管現象を介してテストストリップにその後導入される指を刺して取得することに基づいている。これらの監視は、血糖管理を改善することで糖尿病患者の健康状態を改善したが、そのような監視は瞬間的な血糖濃度しか提供しないため、そのようなデバイスは高血糖または低血糖のイベントを事前に警告することはできない。さらに、サンプル収集（すなわち、指で刺す）方法は、不便で、痛みを伴う可能性があり、患者のコンプライアンスが低下し得る。したがって、血糖の連続監視を可能にする分析方法が求められてきた。

[0006]適切な時間間隔で血糖値を提供するＣＧＭが開発され、これにより、傾向（例えば、血糖値が増加しているか減少しているか）、大きさ、持続時間、および日中の血糖変動の頻度に関するリアルタイムの情報を取得できる。ＣＧＭシステムは、１日２４時間、定期的に血糖測定を行い、測定値を動的データに変換して、血糖の方向と変化率を生成する。このコンテキストを持つことで、ＣＧＭユーザは血糖の高低を積極的に管理することができ、食事、運動、および病気が個人の血糖値に与え得る影響についてさらに洞察を得ることができる。ＣＧＭは、血糖測定器の測定値のみに基づいて治療を決定する際の当て推量を軽減または最小限に抑えることで、糖尿病管理の改善にも貢献できる。

[0007]皮下ＣＧＭは、最終的に交換する必要があるので、それらを挿入し、後にそれらを除去するために手術を必要とする。これらの制限を克服するために、酸素消費量または対応する過酸化水素生成を血糖濃度の尺度としてアンペロメトリーで監視できる経皮ニードル型マイクロセンサを含む経皮ＣＧＭが開発された。

[0008]ＣＧＭデバイスを使用する場合、設計、製造、および使用基準は重要であるが、本来のＦＢＲは生物分析および臨床的有用性に大きな影響を与え得る。ＦＢＲが解決され、デバイスがコラーゲン層によってカプセル化されると、長期的な医療用インプラントは生体適合性または不活性であると見なされ得る。しかし、ＣＧＭの場合、ＦＢＲはセンサの精度と寿命に制限を与え得る。血糖センサの性能に対するＦＢＲの影響は、血管新生、細胞の血糖消費、カプセルの厚さ、カプセルの拡散係数、およびカプセルの多孔性に関連し得る。場合によっては、ＦＢＲによって局所ｐＨが低下し得（例えば、３．６まで低下）、ＧＯｘの活性がｐＨに依存し得るため、バイオセンサの性能がさらに低下し得る。物質移動の減少は遅延時間を増加させ、高血糖センサ信号と低血糖センサ信号との間で変動する場合、大きさと差を潜在的に減少させ得る。血糖や酸素などの重要な検体の物質移動の減少は、コラーゲンカプセルの厚さ、血管密度、またはＦＢＲに関連するその他の予期しない要因に起因する可能性がある。この点で、バイオセンサの精度と寿命は制限され得る。

[0009]イベントのＦＢＲ配列は、ＣＧＭなどの医療デバイスの有用性に直接影響を与え得るため、重要な研究は、関連するセンサ性能を改善するための戦略として、デバイス要素の生体適合性を改善することに焦点を当ててきた。これらの戦略は、組織とセンサの界面での化学的変化、デバイスの物理的特性の変化、および組織反応に影響を与える生物学的に活性な分子の放出にまで及ぶ。

[0010]皮下に挿入または移植されたデバイスの場合、ＦＢＲ配列は、初期の炎症反応または経時的な漸進的な機能喪失をもたらし得る。ＦＢＲ配列が進行するにつれて、炎症細胞がコラーゲンマトリックスの形成につながり得、これが天然組織からデバイスを隔離しようとし得る。皮下インプラントが完全に形成されたカプセル内で移動する場合、生体界面の細胞が再損傷し得、それによってＦＢＲ配列が再開される。このコラーゲンカプセル化は、天然組織の微小血管系を欠いており、挿入または移植されたデバイスの寿命の間持続することができる。

[0011]当技術分野では、従来のデバイスに関連する課題を克服できる一方で、ＦＢＲを軽減するための改良されたデバイスおよび方法を探し続けている。

[0012]本開示は、一般に、生体組織における異物反応の調節に関し、より具体的には、生体組織における異物反応の光ベースの調節のためのデバイスおよび関連する方法に関する。医療デバイスおよび他の民生用電子デバイスを含む、経皮的および／または皮下的デバイスによって誘発され得る異物反応の調節特性を有する光を提供する光源が開示される。関連する皮下組織を照射するために、そのような光源からの光を伝搬する光送達構造が開示される。異物反応の調節には、コラーゲンおよび線維組織の生成の阻害、炎症および治癒の調節、ならびに／または一酸化窒素の生成および／もしくは放出の増加が含まれ得る。経皮的および／または皮下的デバイスに関連する異物反応を調節することによって、そのようなデバイスの性能特性および寿命を改善することができる。

[0013]一態様では、異物反応を調節する方法は、宿主の皮下組織の領域内に異物を提供することと、１つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源を提供することと、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分に光を照射して、皮下組織の領域内の異物反応を調節することと、を含む。特定の実施形態では、光は、１ミリメートル（ｍｍ）から１５ｍｍまでの範囲の組織深さで、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分に照射される。特定の実施形態では、光は、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分に、４ｍｍから１５ｍｍまでの範囲の組織深さで照射される。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または６００から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある。特定の実施形態では、第１の波長は、第１の時間間隔中に皮下組織の領域に照射され、第２の波長は、第１の時間間隔とは異なる第２の時間間隔中に皮下組織の領域に照射される。第１の時間間隔は第２の時間間隔と重複することができ、または第１の時間間隔は第２の時間間隔と重複しないようにすることができる。特定の実施形態では、第１の時間間隔は３日から３０日までの範囲であり、第２の時間間隔は０日から４日までの範囲である。特定の実施形態では、第２の時間間隔は、異物反応の止血および炎症段階中に提供され、第１の時間間隔は、異物反応の増殖およびリモデリング段階中に提供される。この方法は、宿主の外部にある光源を提供することと、光源と光学的に結合された光送達構造を提供することと、宿主の皮膚を通して光送達構造を挿入し、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分に到達させることと、をさらに含むことができる。特定の実施形態では、光送達構造は、光導波路を含む。特定の実施形態では、光送達構造は、直径が８ミクロン（μｍ）から２５０μｍまでの範囲の光ファイバを含む。特定の実施形態では、この方法は、皮下組織の領域の上にある皮膚を追加の光で照射することをさらに含んでもよい。

[0014]別の態様では、デバイスは宿主の皮下組織の領域内に少なくとも部分的に挿入されるように構成された異物と、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分を照射して、皮下組織の領域内の異物反応を調節するために、１つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源と、を含む。特定の実施形態では、光源は、皮下組織の領域と位置合わせされた宿主の皮膚の部分を通して光を照射するために、皮下組織の領域の外側に提供される。特定の実施形態では、デバイスは、光源と光学的に結合された光送達構造をさらに備え、光送達構造の少なくとも一部は、皮下組織の領域内に存在して、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分を照射することができる。特定の実施形態では、デバイスは、皮下組織の領域と位置合わせされた宿主の皮膚の部分を通して光を照射するために提供される追加の光源をさらに備える。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある。特定の実施形態では、デバイスは連続血糖モニタを含み、異物は連続血糖モニタのセンサプローブを含む。さらなる実施形態では、デバイスは、光源と光学的に結合された光送達構造を備え、光送達構造の少なくとも一部は、皮下組織の領域内に存在して、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分を照射することができる。

[0015]別の態様では、デバイスは、宿主の皮下組織の領域内に少なくとも部分的に挿入されるように構成された異物と、１つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源と、光源と光学的に結合された光送達構造と、を含み、光送達構造の少なくとも一部は、皮下組織の領域内に存在して、皮下組織の領域の１つまたは複数の部分を照射することができる。特定の実施形態では、デバイスは連続血糖モニタであり、異物は連続血糖モニタのセンサプローブを含む。特定の実施形態では、光送達構造は、センサプローブの１つまたは複数の部分を取り囲むように配置される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサプローブと平行に配置される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサプローブと非平行に配置される。特定の実施形態では、光送達構造の少なくとも一部は、センサプローブの活性感知領域の０．５ｍｍ以内に配置される。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある。特定の実施形態では、デバイスは、ペースメーカ、インプラント型心臓除細動器、インプラント型心臓モニタ、蝸牛インプラント、関節置換インプラント、美容インプラント、薬物送達デバイス、または子宮内デバイスのうちの１つである。特定の実施形態では、デバイスは、光源に電力を供給するように構成された電源と、光源の投与パラメータを制御するように構成された制御モジュールとをさらに備えることができる。特定の実施形態では、電源は、バッテリおよび充電式バッテリのうちの少なくとも１つを備える。特定の実施形態では、電源は、誘導結合電源を含む。特定の実施形態では、制御モジュールは、光源の投与パラメータを能動的に制御するマイクロプロセッサを含む。他の実施形態では、制御モジュールはマイクロコントローラを含んでもよい。特定の実施形態では、光源の投与パラメータは、外部電子機器によって決定される。特定の実施形態では、電源はまた、異物の１つまたは複数の機能を動作するための電力を提供するように構成されている。特定の実施形態では、電源および制御モジュールは、皮下組織の領域の外部に配置される。

[0016]別の態様では、連続血糖モニタは、宿主内の血糖濃度を監視するように構成されたセンサプローブと、宿主への経皮挿入のためにセンサプローブを機械的に支持するセンサホルダと、１つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源と、光源と光学的に結合された光送達構造と、を含み、光送達構造は、宿主への経皮挿入のために構成されている。特定の実施形態では、光送達構造は、光導波路を含む。特定の実施形態では、光送達構造は、直径が８μｍから２５０μｍまでの範囲の光ファイバを含む。特定の実施形態では、光送達構造は、センサプローブと平行に配置される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサプローブと非平行に配置される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサホルダによって機械的に支持される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサプローブの長さよりも短い長さを含む。特定の実施形態では、光送達構造の少なくとも一部は、センサプローブの活性感知領域の０．５ｍｍ以内に配置される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサホルダと宿主との間に配置される別個の構造によって機械的に支持される。特定の実施形態では、光送達構造は、センサホルダの横方向周囲に沿って配置される別個の構造によって機械的に支持される。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む。特定の実施形態では、光の１つまたは複数のピーク波長は、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある。

[0017]別の態様では、前述の態様のいずれかを個別にもしくは一緒に、および／または本明細書に記載の様々な別個の態様および特徴を組み合わせて、さらなる利点を得ることができる。本明細書に開示された様々な特徴および要素のいずれも、本明細書に反対のことが示されない限り、１つまたは複数の他の開示された特徴および要素と組み合わせることができる。

[0018]当業者は、添付の図面に関連して好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読んだ後、本開示の範囲を理解し、その追加の態様を理解するであろう。

[0019]本明細書に組み込まれ、その一部を形成する添付の図面は、本開示のいくつかの態様を示し、説明と共に、本開示の原理を説明するのに役立つ。

[0020]異物反応（ＦＢＲ）に関連する可能性のある創傷治癒段階の進行中の細胞増殖を全体的に示すチャートである。 [0021]ＦＢＲの効果を観察するための、非糖尿病の男性志願者に対する２週間にわたる第１の連続血糖モニタ（ＣＧＭ）のセンサ信号のチャートである。 [0022]図１Ｂと同じ２週間にわたる同じ志願者の第２のＣＧＭのセンサ信号のチャートである。 [0023]図１Ｂおよび１Ｃのチャートからの最初の２日間にわたる第１および第２のＣＧＭからのセンサ信号の結合チャートである。 [0024]図１Ｂおよび１Ｃのチャートからの６日目および７日目にわたる第１および第２のＣＧＭからのセンサ信号の結合チャートである。 [0025]図１Ｂおよび１Ｃのチャートからの１３日目および１４日目にわたる第１および第２のＣＧＭからのセンサ信号の結合チャートである。 [0026]酵素修飾電極および電気化学的検出に基づく、血糖濃度を測定するために使用される化学反応の概略図である。 [0027]宿主の皮膚を通して経皮的に配置するための異物を含み、本開示の原理によるＦＢＲ調節能力をさらに含むデバイスの一部を示す図である。 [0028]本開示の原理による、ＦＢＲ調節能力を提供するために、皮膚の下のより深い深さでの光の送達を含むデバイスの一部を示す図である。 [0029]図３および図４のデバイスについて説明したＦＢＲ調節能力の組み合わせを含むデバイスの一部を示す図である。 [0030]ＦＢＲ調節能力を提供するために、宿主への経皮挿入のためのセンサプローブおよび対応する光送達構造を有するデバイスの一部の図である。 [0031]図６のデバイスと同様のデバイスの一部の図であるが、光送達構造が、光が光送達構造とセンサプローブとの間を伝搬するように構成された中空シースを具体化する図である。 [0032]ＦＢＲ調節能力を提供するために、宿主への経皮挿入のための光送達構造が対応するセンサプローブに隣接して配置されるデバイスの一部の図である。 [0033]図８のデバイスの一部の図であり、この配置が光送達構造に関連付けられた光フィルタをさらに含む図である。 [0034]ＦＢＲ調節能力を提供するために光を経皮的に送達するための光送達構造および対応するカニューレ支持体を有するデバイスの図である。 [0035]光源をハウジング内に組み込むことができる実施形態のための図１０Ａのデバイスの代替構成の図である。 [0036]監視中に宿主の皮膚にＦＢＲ調節光を送達することができる組み込まれた光源を有するＣＧＭを表す図である。 [0037]図１１のＣＧＭと同様のＣＧＭを表す図であり、監視中に宿主の皮膚の下にＦＢＲ調節光を送達することができる対応する光送達構造をさらに含む図である。 [0038]図１２のＣＧＭと同様のＣＧＭを表す図であり、監視中に宿主の皮膚の下にＦＢＲ調節光を送達するための光送達構造の代替配置を含む図である。 [0039]図１２のＣＧＭと同様のＣＧＭを表す図であり、監視中に宿主の皮膚の下にＦＢＲ調節光を送達するための光送達構造およびセンサプローブの傾斜配置を含む図である。 [0040]光送達構造体をセンサプローブと同時に挿入するための図１４のＣＧＭと同様に配置することができるＣＧＭの一部の斜視図である。 [0041]監視中にＦＢＲ調節光を送達するためにセンサホルダと宿主の皮膚との間に配置されたＣＧＭ付属品を有するＣＧＭを表す図である。 [0042]図１６ＡのＣＧＭと同様のＣＧＭを表す図であり、監視中にＦＢＲ調節光を送達するためのＣＧＭ付属品の代替構成を有する図である。 [0043]図１６Ａまたは図１６ＢのＣＧＭ付属品の上面図である。 [0044]図１６Ｃの切断線１６Ｄ－１６Ｄに沿ったＣＧＭ付属品の断面図である。 [0045]ＦＢＲ調節光能力を備えた従来のＣＧＭを後付けする能力を提供するアセンブリの分解上面斜視図である。 [0046]光送達構造の挿入および対応する挿入ガイドの除去後の図１７Ａのアセンブリの底面斜視図である。 [0047]感知用のマイクロニードルアレイと、ＦＢＲ調節光能力を提供するための１つまたは複数の光源とを有する感知デバイスの分解斜視図である。 [0048]本開示の原理によるＦＢＲ調節能力を有する発光包帯の図である。 [0049]本開示による光ベースのＦＢＲ調節能力を含み得るペースメーカを概略的に示す図である。 [0050]図２０Ａのハウジングの一部の概略図であり、ＦＢＲ調節能力を提供するための光源の配置を示す図である。 [0051]図２０Ａのハウジングの表面の一部の概略図であり、光源の別の配置を示す図である。 [0052]患者に移植されたインプラント型心臓除細動器（ＩＣＤ）の概略図であり、ＩＣＤが本開示によるＦＢＲ調節能力を含む図である。 [0053]患者に移植されたインプラント型心臓モニタ（ＩＣＭ）の概略図であり、ＩＣＭが本開示によるＦＢＲ調節能力を含む図である。 [0054]患者内の蝸牛インプラントの概略図であり、蝸牛インプラントが本開示によるＦＢＲ調節能力を含む図である。 [0055]本開示によるＦＢＲ調節能力を含む人工膝の概略図である。 [0056]本開示によるＦＢＲ調節能力を含むデバイスの制御方式の概略図である。 [0057]図２５のデバイスと同様のデバイスの制御方式の概略図であるが、光源の動作は、デバイスの他の機能とは別に提供される図である。 [0058]図２６のデバイスと同様のデバイスの制御方式の概略図であるが、電源の少なくとも一部がデバイスから離れて提供される図である。 [0059]図２６のデバイスと同様のデバイスの制御方式の概略図であるが、光源の動作は、デバイスの他の機能とは別に提供される図である。

[0060]以下に説明する実施形態は、当業者が実施形態を実施できるようにするために必要な情報を表し、実施形態を実施する最良のモードを示す。添付の図面に照らして以下の説明を読むと、当業者は、本開示の概念を理解し、本明細書で特に言及されていないこれらの概念の適用を認識するであろう。これらの概念および適用は、本開示および添付の特許請求の範囲内にあることを理解されたい。

[0061]第１、第２などの用語は、本明細書では様々な要素を説明するために使用され得るが、これらの要素はこれらの用語によって限定されるべきではないことが理解されるであろう。これらの用語は、ある要素を別の要素と区別するためにのみ使用される。例えば、本開示の範囲から逸脱することなく、第１の要素を第２の要素と呼ぶことができ、同様に、第２の要素を第１の要素と呼ぶことができる。本明細書で使用される「および／または」という用語は、関連するリスト項目の１つまたは複数の任意およびすべての組み合わせを含む。

[0062]層、領域、または基板などの要素が、別の要素の「上に（ｏｎ）」ある、または「上に（ｏｎｔｏ）」延びていると言及される場合、それは他の要素の上に直接あるか、または他の要素の上に直接延びている可能性があり、または介在する要素も存在し得ることが理解されるであろう。対照的に、ある要素が別の要素の「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎ）」ある、または「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｎｔｏ）」延びていると言及される場合、介在する要素は存在しない。同様に、層、領域、または基板などの要素が、別の要素の「上に（ｏｖｅｒ）」ある、または「上に（ｏｖｅｒ）」延びていると言及される場合、それは他の要素の上に直接あるか、または他の要素の上に直接延びている可能性があり、または介在する要素も存在し得ることが理解されるであろう。対照的に、ある要素が別の要素の「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｖｅｒ）」ある、または「直接上に（ｄｉｒｅｃｔｌｙ ｏｖｅｒ）」延びていると言及される場合、介在する要素は存在しない。ある要素が別の要素に「接続されている」または「結合されている」と言及される場合、それは他の要素に直接接続または結合され得るか、または介在する要素が存在し得ることも理解されるであろう。対照的に、要素が別の要素に「直接接続されている」または「直接結合されている」と言及される場合、介在する要素は存在しない。

[0063]「下方」または「上方」または「上」または「下」または「水平」または「垂直」などの相対的な用語は、図に示されるように、ある要素、層、または領域と別の要素、層、または領域との関係を説明するために、本明細書で使用され得る。これらの用語および上記で論じた用語は、図に示した向きに加えて、デバイスの様々な向きを包含することを意図していることが理解されるであろう。

[0064]本明細書で使用される用語は、特定の実施形態を説明することのみを目的としており、開示を限定することを意図していない。本明細書で使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、および「ｔｈｅ」は、文脈が明確に別段の指示をしない限り、複数形も含むことを意図している。「含む（ｃｏｍｐｒｉｓｅｓ）」、「含んでいる（ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ）」、「含む（ｉｎｃｌｕｄｅｓ）」、および／または「含んでいる（ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ）」という用語は、本明細書で使用される場合、記載された特徴、整数、ステップ、動作、要素、および／または構成要素の存在を指定するが、１つまたは複数の他の特徴、整数、ステップ、動作、要素、構成要素、および／またはそれらのグループの存在または追加を排除しないことがさらに理解されるであろう。

[0065]別段の定義がない限り、本明細書で使用されるすべての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本開示が属する技術分野の当業者によって一般的に理解されるのと同じ意味を有する。本明細書で使用される用語は、本明細書および関連技術の文脈におけるそれらの意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されない限り、理想化されたまたは過度に形式的な意味で解釈されないことがさらに理解される。

[0066]実施形態は、本開示の実施形態の概略図を参照して本明細書で説明される。したがって、層および要素の実際の寸法は異なる可能性があり、例えば製造技術および／または公差の結果として、図の形状とは異なることが予想される。例えば、正方形または矩形として図示または説明された領域は、丸みを帯びたまたは湾曲した特徴を有し得、直線として示される領域は、いくらかの不規則性を有し得る。したがって、図に示される領域は概略的なものであり、それらの形状はデバイスの領域の正確な形状を示すことを意図するものではなく、開示の範囲を限定することを意図するものではない。さらに、構造または領域のサイズは、説明のために他の構造または領域に対して誇張されている場合があり、したがって、本主題の一般的な構造を示すために提供されており、一定の縮尺で描かれている場合もそうでない場合もある。図間で共通の要素は、共通の要素番号で本明細書に示されることがあり、その後再説明されない場合がある。

[0067]本開示は、一般に、生体組織における異物反応（ＦＢＲ）の調節に関し、より具体的には、生体組織におけるＦＢＲの光ベースの調節のためのデバイスおよび関連する方法に関する。医療デバイスおよび他の民生用電子機器を含む、経皮的および／または皮下的デバイスによって誘発され得るＦＢＲの調節のための特性を有する光を提供する光源が開示される。関連する皮下組織を照射するために、そのような光源からの光を伝搬する光送達構造が開示される。ＦＢＲの調節には、コラーゲンおよび線維組織の生成の阻害、炎症および治癒の調節、ならびに／または一酸化窒素の生成および／もしくは放出の増加が含まれ得る。経皮的および／または皮下的デバイスに関連するＦＢＲを調節することによって、そのようなデバイスの性能特性および寿命を改善することができる。

[0068]生体組織内に異物が挿入されると、ＦＢＲは、時間をかけて創傷治癒の様々な段階をカスケードすることを開始することができる。止血は、異物の挿入直後に発生する初期段階であり、それによって血液の損失を軽減するために凝固が開始される。止血の後に炎症期が続き、局所的な炎症がさらに出血を制御し、感染を減らし、新しい組織形成のために創傷を準備するのに役立ち得る。増殖中、創傷部位に沿って新しい組織が形成され、その後、コラーゲンがリモデリングされて創傷閉鎖を促進するリモデリングまたは成熟段階が続く。この点に関して、図１Ａは、ＦＢＲに関連する可能性のある創傷治癒段階の進行中の細胞増殖を全体的に示すチャート１０である。チャート１０では、様々な細胞型の相対量および関連組織における酸素利用可能性が、ＦＢＲ開始後の日数によってプロットされている。チャート１０は、止血、炎症、増殖、およびリモデリング段階の例示的なタイミングをさらに提供するが、正確なタイミングは患者によって異なり得ることが予想される。図示のように、止血および炎症段階は、利用可能な酸素を消費する好中球の急速な増加によって特徴付けられる。好中球が減少すると、単球、次にマクロファージが増加し、組織が増殖に移行するにつれてさらに酸素を消費する。好中球と単球の活動の高まりは、線維芽細胞と内皮細胞の信号伝達トリガーであり、長期間にわたってリモデリング中に最終的に創傷を閉じ得る。異物が残っている場合、得られた組織は異物をカプセル化しようとし、それによって周囲の組織から異物を壁で囲むことができる。

[0069]様々な医療および民生用電子デバイスなどの経皮的および／または皮下対象物の場合、関連するＦＢＲは、デバイスの精度および／または寿命に影響を与え得る。連続血糖モニタ（ＣＧＭ）に対するＦＢＲの効果を調査するために、５２歳の非糖尿病男性志願者に１４日間、２つのＣＧＭセンサを取り付けた。２つのＣＧＭセンサは、ベルトラインの上に挿入された同一のセンサであり、１つのセンサは正中線の左側に配置され、もう１つのセンサは正中線の右側に配置された。センサは、アンペロメトリックポテンショスタットに接続され、対応する参照電極に対して０．５５Ｖにバイアスされた。センサによって生成された信号は、２週間にわたって２分ごとに記録された。志願者はまた、従来の測定器と一般的な血糖ストリップを使用して、試験中少なくとも１日に２回血糖値を収集し、血糖値は７５ミリグラム／デシリットル（ｍｇ／ｄＬ）と１２５ｍｇ／ｄＬとの間の範囲であった。図１Ｂから１Ｆは、２週間にわたる２つのセンサ（センサ１およびセンサ２として表される）のデータプロットを表す。

[0070]図１Ｂは、２週間にわたるナノアンペア（ｎＡ）単位のセンサ１センサ信号のチャートである。図１Ｃは、志願者における同じ２週間にわたるｎＡ単位のセンサ２センサ信号のチャートである。図に示すように、最初の２日間はセンサ信号の感度と信号強度が低くなる傾向があり、その後、両方のセンサ信号が互いにより正確に追跡する傾向がある期間が続く。約１０日を超えると、センサ信号のノイズが増加し、信号強度が低下する。信号強度および感度のそのような変動性は、図１Ｄから１Ｆについて以下に説明するように、様々なＦＢＲ段階に起因し得る。

[0071]図１Ｄは、図１Ｂおよび１Ｃのチャートからの最初の２日間にわたるセンサ１およびセンサ２からのセンサ信号の組み合わせチャートである。センサ１および２の電源を入れてから最初の２時間は、信号が１から３ｎＡの範囲に落ち着くまでに、電気化学的ブレークインが約１～２時間かかる場合がある。センサ１とセンサ２の信号は２日目までにより密接に追跡し始めるが、両方のセンサは志願者の実際の血糖変化に対してなおも低い感度を示す。これは、図１Ａに示されるように、ＦＢＲの止血および炎症段階の１つまたは複数の部分に対応し得る。これは、センサ１および２への酸素の利用可能性が低下していることを示している。

[0072]図１Ｅは、図１Ｂおよび１Ｃのチャートからの６日目および７日目にわたるセンサ１およびセンサ２からのセンサ信号の組み合わせチャートである。図に示すように、両方のセンサは２から５ｎＡの範囲の信号強度を取得し、精度と感度が向上し、ノイズが低減された状態で相互に追跡する。これは、志願者の実際の血糖値の精度が向上したことを示している。図１Ａに戻ると、この期間は、増殖の特定の部分およびリモデリング段階の初期の部分に対応し得、ＦＢＲ反応がこの期間中のセンサの動作への影響を低減した可能性があることを示している。

[0073]図１Ｆは、図１Ｂおよび１Ｃのチャートからの１３日目および１４日目にわたるセンサ１およびセンサ２からのセンサ信号の組み合わせチャートである。図に示すように、両方のセンサの信号強度は低下を示しており、値は現在０．５から４ｎＡまでの範囲であり、センサ２はセンサ１よりも信号強度の大幅な低下を示している。生信号強度のこの低下は、リモデリング段階でのＦＢＲカプセル形成によって提供される拡散制限に起因し得る。この点に関して、両方のセンサは、図１Ｄと１Ｅのチャートに関してより大きなノイズを示している。

[0074]本開示の実施形態は、様々な医療および民生用電子デバイスなどの経皮的および／または皮下対象物のためのＦＢＲを光で調節するために提供される。関連するＦＢＲを調節することにより、そのようなデバイスの性能特性と動作寿命が改善され得る。経皮および／または皮下センサの例では、関連するＦＢＲを調節することで、ＦＢＲがセンサをカプセル化しようとし得るメカニズムを変更することにより、センサの精度および／または寿命を向上させることができる。図１Ｂから１Ｅに提供されるＣＧＭの例では、ＦＢＲ調節光は、ＦＢＲ進行の後期段階を遅くするために送達され、図１Ｅに示されるもののように動作期間を延長することができる。ＦＢＲ調節光を提供して、初期ＦＢＲ段階を経て、より速く図１Ｅに示されるような動作期間に到達する進行を促進することもできる。血糖監視実施形態の実際の血糖濃度と比較して、本開示によるＦＢＲ調節は、タイムラグを低減し、精度を高め、また臨床的に関連するセンサ性能の持続時間を延長することによって、間質腔内の血糖の測定を改善することができる。皮下インプラントの例では、ＦＢＲ調節に関連する改善を決定するのに他の測定基準が役立ち得る。人工関節置換の例では、本開示に従ってＦＢＲを調節することにより、関節内の可動域に関連する痛みを軽減することができる。本開示の特定の態様は、コラーゲンおよび線維組織の生成を阻害し（例えば、コラーゲン生合成の阻害、プロコラーゲン生成の阻害、コラーゲン増殖の阻害、および／またはコラーゲンの相対移動速度の阻害）、炎症および治癒を調節し、ならびに／または内因性一酸化窒素（ＮＯ）の生成および／もしくは放出を増加させるための光の適用を対象とする。特定の態様では、本発明による内因性ＮＯの生成および／または放出の増加は、１つまたは複数の好ましい効果を提供し得、それにより、ＮＯによって示される血管新生の挙動は、無血管カプセル化を回避するのに役立ち得、局在化されたＮＯは、炎症誘発性サイトカインの発現をダウンレギュレートするのに役立ち得、および／またはＮＯ濃度の上昇により白血球の接着が減少し得るため、ＮＯがデバイスと組織の界面およびそのような界面の近くで炎症細胞の局在を低下させ得る。

[0075]本開示の態様は、生体組織においてＦＢＲを調節するために光を投与することに関する。特定の波長の光が効果を発揮するメカニズムは、投与される波長と関連するＦＢＲの特定の段階に応じて異なり得る。様々な波長の光が、照射された組織内またはその近くで１つまたは複数の生物学的効果をさらに誘発し得、無細胞環境にある微生物を不活性化し、および／または細胞関連環境にある微生物の複製を阻害し、局所免疫反応をアップレギュレートし、ＮＯの酵素的生成を刺激してＮＯの内因性貯蔵を増加させ、ＮＯの内因性貯蔵からＮＯを放出し、抗炎症効果を誘導する抗菌効果を含む。本開示の態様によれば、広範囲の波長にわたって光を提供することができ、紫外線（ＵＶ）範囲、可視光範囲、および赤外線（ＩＲ）範囲、ならびにそれらの組み合わせを含んで、様々なＦＢＲ段階を調節し、および他の生物学的効果を誘発する。

[0076]特定の態様では、近紫外線から様々な波長の青緑光までの範囲のより短い波長の光は、組織生存率への影響を低減したＦＢＲ調節反応を誘発し得る。このようにして、３００ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲、または３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲のピーク波長を有する光の適用は、コラーゲンの生合成をダウンレギュレートし、線維芽細胞の抗増殖効果をもたらし、それによってコラーゲンの形成と異物に沿った瘢痕化を減少させるのに役立ち得る。このような光の波長は、マクロファージ活性化のＦＢＲ段階を制限し得るマクロファージ阻害性サイトカイン－１（ＭＩＣ－１）の発現をさらに提供し、それによって線維芽細胞の増加に関連する後期ＦＢＲ段階の進行を妨害し得る。さらなる態様では、そのような波長の光は、上記のように、内因性ＮＯの生成および／または放出の増加を誘導することができる。

[0077]特定の態様では、紫外線光は、ＦＢＲ調節および／または抗菌光適用の一部として投与され得る。光の紫外線波長範囲は、３１５ｎｍから４００ｎｍまでの範囲にピーク波長を有する紫外線－Ａ光、２８０ｎｍから３１５ｎｍまでの範囲にピーク波長を有する紫外線－Ｂ光、および２００ｎｍから２８０ｎｍまでの範囲にピーク波長を有する紫外線－Ｃ光を含み得る。しかし、紫外線光への過度の暴露は、関連する組織の細胞毒性の懸念につながり得る。したがって、可視光のみによる対応する処理よりも短いサイクルおよび／またはより低い線量の紫外線光を使用することが望ましい場合がある。

[0078]特定の態様では、６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にピーク波長を有するなど、赤光および／または近赤外光を含むより長い波長範囲は、前述のより短い波長の光とは異なるＦＢＲ調節反応を誘発するのにも役立ち得る。上で挙げた短い波長は、ＦＢＲ中のコラーゲンおよび／またはマクロファージの活性化を抑制するのに役立ち得るが、より長い波長の光は、治癒の様々な段階に沿ってコラーゲンおよび／または線維組織形成への進行を促進するなど、異なる反応を誘発し得る。

[0079]図１Ａに戻ると、本開示の態様は、関連するＦＢＲを調節するために、異物によって影響を受けた組織を照射することに関連し得る。１つまたは複数の波長範囲の光の１つまたは複数の組み合わせを照射して、創傷治癒の様々な段階に沿ってＦＢＲ調節反応の様々な組み合わせを誘発することができる。一例では、４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲内、または４００ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲内のピーク波長を有する光が、様々なＦＢＲ段階に関連する１つまたは複数の時間間隔中に適用され得る。光は、コラーゲンおよび／または線維組織の形成を減少させるために適用されてもよく、そうでなければ、医療デバイスセンサの感知など、異物の意図された機能を妨害し得る。光は、ＦＢＲ段階全体、または増殖やリモデリングなどの選択された時間間隔で適用できる。他の態様では、デバイスおよび関連する方法は、異なる波長範囲の光を照射して、異なる時間間隔で異なるようにＦＢＲを調節することを含み得る。例えば、関連する組織は、止血および／または炎症段階の１つまたは複数の部分の間に、より長い波長の光（例えば、赤および／または６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲などの近赤外線）で照射され得、初期の局所的な治癒を誘導し、続いて近紫外線および／または青波長の光（例えば、３１５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲など）を照射して、ＦＢＲ進行の後期段階を妨害する。再び図１Ａ～１Ｆを参照すると、特定のプロトコルは、０から４日の時間間隔中の長波長光の適用と、３から３０日の時間間隔中の短波長光の適用とを含み得る。この点に関して、最初の局所的な治癒は異物を所定の位置に固定することを促進し得るが、ＦＢＲ進行の後期段階を妨害することは、異物の意図された機能に影響を与える可能性のあるコラーゲンおよび／または線維組織の形成を抑制し得る。さらに別の実施形態では、デバイスおよび関連する方法は、創傷治癒の様々な段階で、ＦＢＲ調節光の異なる投与を提供することができる。ＦＢＲ調節光の異なる投与は、異なる投与間隔（すなわち、投与間の時間）、投与期間（すなわち、特定の投与の時間）、投与位置、および／または異なる波長を指し得る。例として、近紫外線および／または青波長の光を、創傷治癒の様々な段階を通して適用することができ、止血および炎症段階に関連する時間間隔中の初回投与間隔を延長および／または初回投与期間を短縮（例えば、０から３または４日）し、その後、増殖期およびリモデリング期に関連する時間間隔（例えば、３から３０日）では、投与間隔を短縮し、投与期間を延長する。さらなる例において、近紫外線および／または青波長は、増殖およびリモデリング段階中に最初に適用され得、止血および炎症段階中にはいかなる波長の光も適用されない。別の言い方をすれば、異物の挿入後の最初の期間の後に、光の投与量を増加させることができ、最初の時間間隔は、光を照射しないか、またはその後の時間間隔よりも少ない光の投与量を具体化することができる。様々な実施形態では、異なる波長に対する上記の時間間隔は、意図された用途に応じて、重複する間隔または重複しない時間間隔を含み得る。

[0080]本明細書に開示されるデバイスは、１つまたは複数のＦＢＲ調節反応を誘導する適切な光スペクトルを放出することができる光源を含み得る。光スペクトルは、特定の光源の光の波長に対する発光強度のグラフで表すことができる。特定の態様では、光源は、可視スペクトルの光特性、例えば主に４００ｎｍから７００ｎｍまでの範囲のピーク波長を有する発光を備えることができる。対象となる用途に応じて、光特性には、７００ｎｍ以上の赤外線もしくは近赤外線ピーク波長、または４００ｎｍ以下の紫外線ピーク波長も含まれ得る。本明細書で使用される場合、光は、１８０ｎｍから４０００ｎｍまでの範囲内の単一または複数のピーク波長を有する可視および非可視の電磁放射を含み得る。特定の実施形態では、発光は、２００ｎｍから１，０００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４９０ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４３５ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４２０ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４４０ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲、または４２０ｎｍから４４０ｎｍまでの範囲、または４５０ｎｍから４９０ｎｍまでの範囲、または６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲、または４９０ｎｍから５７０ｎｍまでの範囲、または５１０ｎｍから５５０ｎｍまでの範囲、または５２０ｎｍから５４０ｎｍまでの範囲、または５２５ｎｍから５３５ｎｍまでの範囲、または５２８ｎｍから５３２ｎｍまでの範囲、または６３０ｎｍから６７０ｎｍまでの範囲、または３２０ｎｍから４００ｎｍまでの範囲、または３８５ｎｍから４５０ｎｍｎｍまでの範囲、または３５０ｎｍから３９５ｎｍまでの範囲、または２８０ｎｍから３２０ｎｍまでの範囲、または３２０ｎｍから３５０ｎｍまでの範囲、または２００ｎｍから２８０ｎｍまでの範囲、または２６０ｎｍから２７０ｎｍまでの範囲、または２４０ｎｍから２５０ｎｍまでの範囲、または２００ｎｍから２２５ｎｍまでの範囲に単一のピーク波長を有し得る。さらなる実施形態では、発光は、対象用途および所望の生物学的効果に応じて、上に挙げた範囲のいずれかから選択される複数のピーク波長を含み得る。

[0081]「ピーク波長」という用語は、本明細書では一般に、発光体によって放射される光の最大の放射出力である波長を指すために使用される。「主波長」という用語は、スペクトルの知覚される色を指す場合があり、すなわち、「ピーク波長」とは対照的に、光源から放射された光を見ることで知覚される色感覚に最も似た色感覚を生み出す光の単一波長（つまり、「色相」にほぼ似ている）であり、これは、光源のスペクトル出力分布で最大の出力を持つスペクトル線を指す。人間の目はすべての波長を等しく知覚するわけではなく（例えば、赤と青の光よりも黄と緑の光をよりよく知覚する）、多くの固体発光体（例えば、ＬＥＤ）から放射される光は実際には波長の範囲であるため、知覚される色（つまり、主波長）は、最高出力の波長（ピーク波長）と必ずしも同じではない（多くの場合、異なる）。レーザなどの真の単色光は、同じ主波長とピーク波長を有し得る。本開示の目的のために、本明細書で別段の指定がない限り、波長値はピーク波長値として説明される。

[0082]対象用途に応じて、上記のピーク波長範囲のいずれかの半値全幅（ＦＷＨＭ）値は、１００ｎｍ以下、または９０ｎｍ以下、または４０ｎｍ以下、または２０ｎｍ以下であり得る。特定の態様では、より低いＦＷＨＭ値は、典型的には、上述の波長帯域のいずれかにおける単一発光色の発光ダイオード（ＬＥＤ）に関連する。より大きなＦＷＨＭ値（例えば、４０ｎｍから１００ｎｍまで）は、スペクトル帯域幅がＬＥＤ発光と蛍光体変換発光との組み合わせである蛍光体変換ＬＥＤに関連し得る。本開示に適用可能であり得る例示的な蛍光体変換ＬＥＤは、５８５ｎｍから６００ｎｍまでの範囲のピーク波長と７０ｎｍから１００ｎｍまでの範囲のＦＷＨＭ値を有する、蛍光体変換琥珀色ＬＥＤ、ならびに５２０ｎｍから５６０ｎｍまでの範囲にピーク波長を有する蛍光体変換ミントおよび／またはライムＬＥＤである。本開示の追加の実施形態は、４００ｎｍから４７０ｎｍまでの範囲のピーク波長を有するＬＥＤと、広域発光スペクトルを提供するための１つまたは複数の蛍光体とを含み得る広域スペクトル白色ＬＥＤにも適用可能であり得る。そのような実施形態では、広域スペクトルＬＥＤは、１つまたは複数の生物学的効果を誘発する特定の波長を提供することができると同時に、照明のために標的領域に広域スペクトル発光も提供する。この点に関して、単一および／または複数の生物学的効果のための組織への光の衝突は、単一のピーク波長の光または複数のピーク波長を有する光の組み合わせで提供され得る。

[0083]１つまたは複数のＦＢＲ調節および／または他の生物学的効果を誘発するための光の投与量は、ピーク波長、放射束、および標的組織への放射照度を含む１つまたは複数の光特性と共に投与され得る。標的組織への放射照度は、０．１ミリワット／平方センチメートル（ｍＷ／ｃｍ^２）から２００ｍＷ／ｃｍ^２までの範囲、または５ｍＷ／ｃｍ^２から２００ｍＷ／ｃｍ^２までの範囲、または５ｍＷ／ｃｍ^２から１００ｍＷ／ｃｍ^２までの範囲、または５ｍＷ／ｃｍ^２から６０ｍＷ／ｃｍ^２までの範囲、または６０ｍＷ／ｃｍ^２から１００ｍＷ／ｃｍ^２まで、または１００ｍＷ／ｃｍ^２から２００ｍＷ／ｃｍ^２までの範囲で提供され得る。そのような放射照度範囲は、上述の範囲のいずれかで標的組織を照射するのに適した出力（放射束）で構成されたＬＥＤベースのフォトニックデバイスを含む、連続波構成およびパルス構成のうちの１つまたは複数で投与され得る。そのような放射照度範囲を提供するための光源は、少なくとも５ｍＷ、または少なくとも１０ｍＷ、または少なくとも１５ｍＷ、または少なくとも２０ｍＷ、または少なくとも３０ｍＷ、または少なくとも４０ｍＷ、または少なくとも５０ｍＷ、または少なくとも１００ｍＷ、または少なくとも２００ｍＷ、または５ｍＷから２００ｍＷの範囲、または５ｍＷから１００ｍＷの範囲、または５ｍＷから６０ｍＷの範囲、または５ｍＷから３０ｍＷの範囲、または５ｍＷから２０ｍＷの範囲、または５ｍＷから１０ｍＷの範囲、または１０ｍＷから６０ｍＷの範囲、または２０ｍＷから６０ｍＷの範囲、または３０ｍＷから６０ｍＷの範囲、または４０ｍＷから６０ｍＷの範囲、または６０ｍＷから１００ｍＷの範囲、または１００ｍＷから２００ｍＷの範囲、または２００ｍＷから５９０ｍＷの範囲、または本明細書で指定される別の範囲の光源からの放射束値を提供するように構成され得る。光源の１つまたは複数の構成、対応する照明デバイス、および標的組織からの距離に応じて、光源の放射束値は、組織での放射照度値よりも高くなり得る。

[0084]特定の標的組織型に対する特定のピーク波長は、重大な組織損傷を引き起こすことなく最大２００ｍＷ／ｃｍ^２の放射照度で投与され得るが、他のピーク波長および対応する組織型に対する安全上の考慮事項は、特に連続波用途において、より低い放射照度を必要とし得る。特定の実施形態では、光のパルス放射照度を投与することができ、それにより、著しく高い放射照度の安全な適用が可能になる。パルス放射照度は、安全な範囲内に収まる平均放射照度として特徴付けることができ、それにより、適用された組織に損傷を与えないか、最小限に抑える。特定の実施形態では、０．１Ｗ／ｃｍ^２から１０Ｗ／ｃｍ^２までの範囲の放射照度が、標的組織に安全にパルス化され得る。

[0085]光源は、本開示の態様によるＬＥＤ、有機ＬＥＤ（ＯＬＥＤ）、レーザ、および他のランプのうちの１つまたは複数を含むことができる。レーザは、光ファイバまたは他の送達機構と組み合わせて照射に使用することができる。ＬＥＤは、電気的に作動すると光を放射することができる固体電子デバイスである。ＬＥＤは、効率が高く、比較的低コストで、多くの異なる標的発光スペクトル帯域にわたって構成できる。したがって、ＬＥＤは、光線療法用途のフォトニックデバイスの光源として使用することができる。ＬＥＤからの光は、必要な電力を標的治療領域または組織に送達できるデバイスを使用して投与される。高出力ＬＥＤベースのデバイスを使用して、様々な異なる医療用途の様々なスペクトルおよび電力のニーズを満たすことができる。本明細書で説明するＬＥＤベースのフォトニックデバイスは、所望の波長範囲で１００ｍＷ／ｃｍ^２または２００ｍＷ／ｃｍ^２の高い放射照度を提供するのに適した電力で構成することができる。このデバイスのＬＥＤアレイは、照射ヘッド、ハンドピースに組み込む、および／または外部ユニットとして組み込むことができる。

[0086]様々な光源に加えて、本開示の原理は、１つまたは複数の他の型の指向性エネルギー源も含むことができる。本明細書で使用されるように、指向性エネルギー源は、前述の様々な光源、ならびに／または熱、赤外線加熱、抵抗加熱、電波、マイクロ波、音波、超音波、電磁干渉、および標的の身体組織に向けられる可能性のある電磁放射のうちの１つまたは複数を提供できるエネルギー源のいずれかを含み得る。可視電磁放射と非可視電磁放射の組み合わせには、１８０ｎｍから４０００ｎｍまでの範囲のピーク波長が含まれ得る。本明細書に開示される照明デバイスは、光源と、可視光および紫外線光を超える指向性エネルギーを提供できる別の指向性エネルギー源とを含み得る。他の実施形態では、可視光および紫外線光を超える指向性エネルギーを提供できる他の指向性エネルギー源を、本開示の照明デバイスとは別に提供することができる。

[0087]本開示の特定の態様は、連続血糖モニタ（ＣＧＭ）のためにＦＢＲを有利に調節するためのデバイスおよび対応する方法に関する。ＦＢＲ関連の悪影響を受けにくいＣＧＭを提供することにより、関連するセンサは、従来のＣＧＭよりも比較的長い期間、精度を維持することができる。例えば、実際の血中血糖濃度と比較して、間質腔内の血糖の測定は、本開示に従ってＦＢＲを調節するときに、タイムラグを短縮し、精度を高め、また臨床的に関連するセンサ性能の持続時間を延長することによって改善され得る。本開示の態様をさらに掘り下げる前に、ＣＧＭの一般的な説明を提供する。グルコノラクトンへの血糖の酵素的酸化（グルコン酸に加水分解する）は、触媒作用のあるグルコースオキシダーゼ（ＧＯｘ）の存在下で発生し得、その後の酸素枯渇および／または過酸化水素形成の電気化学的検出は、ＣＧＭセンサによって実行され得る。触媒作用のあるＧＯｘの存在下でのグルコノラクトンへの血糖の酵素的酸化（グルコン酸に加水分解する）と、それに続く酸素枯渇および／または過酸化水素生成の電気化学的検出を、図２の概略図１２に示す。一部のセンサは、２つの酸素電極（１つは酵素で覆われ、もう１つは参照用）を使用して酸素の消費を監視することにより、血糖を検出し得る。これらの電極間の差分電流を比較して、酸素のバックグラウンド変動を補正することができる。あるいは、ＧＯｘによって酵素的に生成された過酸化水素は、アンペロメトリーで定量化できる。アンペロメトリック酵素電極は、電極設計、電極材料、酵素固定化方法、および高分子膜組成が大きく異なる。経皮的ＣＧＭデバイスで血糖濃度測定を実行するために、様々なデバイスと材料が採用されてきた。ＣＧＭデバイスは、典型的には、センサの遠位端が経皮的に存在するように設計されたニードル型センサまたはセンサプローブを含む。

[0088]図３は、宿主の皮膚１８を通して経皮的に配置するための異物１６を含み、本開示の原理によるＦＢＲ調節能力をさらに含むデバイス１４の一部を示す図である。特定の実施形態では、デバイス１４は、異物１６がＣＧＭのセンサプローブを表すＣＧＭを含むことができる。図示のように、光源２０は、異物１６が挿入された皮下組織の領域に位置合わせされた宿主の皮膚１８の部分に光２２を照射してその部分を通す配置で、皮膚１８の外側に設けることができる。光源２０は、単一型の光源、または異なる時間に異なる波長を独立して提供できる複数の光源を具体化することができる。波長に応じて、光２２の一部が皮膚１８を透過して、下にある組織を様々な深さで照射することができる。しかしながら、光２２のすべての波長が皮膚１８およびその下の組織を通過するのに適しているわけではない。例えば、赤および近赤外波長は、皮膚１８の下の特定の組織深さ（例えば、約２．５ミリメートル（ｍｍ）まで）まで通過することができ、青などのより短い波長は、約０．５ｍｍを超える組織深さを通過する光がほとんどない場合がある。典型的なＣＧＭ用途では、センサプローブは、適用および挿入角度に応じて皮膚１８の下約３ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲、または約４ｍｍから８ｍｍまでの範囲、または約５ｍｍから７ｍｍまでの範囲の深さまで延び得る。この点に関して、センサプローブ（例えば、異物１６）は、間質液の血糖監視のためにセンサプローブの遠位端１６’が皮下組織層に存在し得るように、表皮および真皮を通過することができる。したがって、図３に示される構成は、止血および／または炎症段階の一部の間など、異物１６に沿った治癒の増加を促進することによってＦＢＲを調節することが望まれる場合、より長い波長の光２２を皮膚１８および皮膚１８の下方の特定の深さに送達するのに適し得る。

[0089]より長い波長であっても、光２２は、異物１６の遠位端１６’に到達するのに十分な深さまでまだ浸透しない可能性がある。しかし、これは、ＣＧＭなどの特定の用途では有利な場合がある。血糖監視におけるセンサプローブのための活性感知領域は、図３に示されるように、遠位端１６’またはその近くに配置され得る。血糖およびグルコースオキシダーゼの吸光度は、５６０ｎｍから７６０ｎｍの範囲でより高く、６６０付近にピーク吸光度があり得る。さらに、吸光度は４２０ｎｍ未満で増加し始め得る。この点に関して、より高い吸光度を有する波長が活性感知領域と相互作用するのを避けることが望ましい場合がある。一部の光が活性感知領域に到達する程度まで、そのような影響は、使用される光のスペクトル、送達される光の放射照度束密度、およびそのような光送達の持続時間に基づいて補償され得る。

[0090]図４は、本開示の原理によるＦＢＲ調節能力を提供するために、皮膚１８の下の増大した組織深さでの光２２の送達を含むデバイス２４の一部を示す図である。特定の実施形態では、光源２０は、異物またはセンサプローブ１６に沿って、またはその近くの皮下組織部分に到達するために、宿主の皮膚１８の下に光２２を照射するように配置され得る。例えば、光導波路などの光送達構造２６を皮膚１８の下に経皮的に挿入することができ、光２２を光源２０から伝搬させて、異物１６の標的領域に近い深さで組織を照射することができる。特定の実施形態では、光送達構造２６は、光ファイバの形態の光導波路を含む。ＣＧＭ用途の場合、光送達構造２６の配置は、活性感知が発生する場所に対応するセンサプローブの標的領域に、青、青緑、および／または近紫外線を含むより短い波長の光の適切な送達を提供し得る。さらに別の実施形態では、光送達構造２６は、上述の赤および／または近赤外波長などのより長い波長の光を単独で、またはより短い波長の光と組み合わせて適切に送達することができる。対応する組織深さは、活性感知領域の位置に応じて、１ｍｍから１５ｍｍまでの範囲、または４ｍｍから１５ｍｍまでの範囲であり得る。例えば、特定の実施形態では、ＣＧＭ用の例示的なセンサプローブ１６は、４ｍｍから８ｍｍまでの範囲の組織深さで提供されるセンサプローブ１６の遠位端１６’またはその近くに配置される感知領域を有し得る。このようにして、光送達構造２６は、光２２が感知領域に近接して、例えば活性感知領域の約０．５ｍｍ以内に送達されるような深さまで経皮的に挿入され得る。特定のプローブ先端設計では、感知領域は、遠位端１６’、またはセンサプローブ１６のプローブ先端から約１ｍｍの距離に提供され得る。

[0091]図５は、図３のデバイス１４と図４のデバイス２４について説明したＦＢＲ調節能力の組み合わせを含むデバイス２８の一部を示す図である。このようにして、図３および４について上述した原理は、デバイス２８のために一緒に組み込むことができる。図示のように、第１の光源２０－１は、光送達構造２６を通して光２２－１を送達して、皮膚１８の下の様々な組織深さで異物１６またはその近くの組織を照射するように配置され得る。第２の光源２０－２は、光２２－２の特定の波長に応じて、皮膚１８の表面および皮膚１８の下のより浅い組織深さに光２２－２を照射するように配置され得る。ＣＧＭ用途の場合、第１の光源２０－１は、青、青緑、および／または近紫外線を含むより短い波長を有する関連する光２２－１を提供することができる一方、第２の光源２０－２は、関連する光２２－２に、赤および／または近赤外線などのより長い波長を提供することができる。上述の特定の波長は特定の実施形態に適している場合があるが、デバイス２８の構成は、異なる意図されたＦＢＲ調節反応に基づいて波長の異なる組み合わせを提供する調整された用途を可能にする。例えば、第１および第２の光源２０－１、２０－２は、皮膚１８の上方および下のそれぞれの位置に同じ波長の光を提供するように構成され得る。

[0092]図３～５のデバイスは、図１Ａに示される創傷治癒の様々な段階において、ＦＢＲ調節光の異なる投与量を送達することが可能であり得る。上述のように、ＦＢＲ調節光の異なる投与は、異なる投与間隔、投与期間、投与位置、および／または異なる波長を指すことがある。特定の投与プロトコルでは、ＦＢＲ調節光を送達するためのデバイスおよび関連する方法は、止血および炎症段階の間、異物１６の挿入から３日目まで、６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を有する光を提供することを含み得る。後続のステップでは、４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲など、第１の波長とは異なる第２の波長を備えた光を、３日目から異物１６の動作の終了まで提供することができる。さらなる投与プロトコルでは、第１の波長および第２の波長の適用時間が重複し得る。さらに別の投与プロトコルでは、異物１６の挿入から異物１６の動作の終了まで、４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲の単一波長を適用することができる。そのようなプロトコルでは、単一波長の投与量はＦＢＲ段階全体で一定であってもよいし、前述のように特定のＦＢＲ段階に基づいて単一波長の投与量を変化させてもよい。

[0093]特定の実施形態では、ＦＢＲ調節光を送達するための配置は、ＣＧＭのセンサプローブなどの経皮異物を含むデバイス全体内の要素として組み込むことができる。光送達構造は、皮膚の下の特定の深さ、皮膚の特定の表面の外側、およびそれらの組み合わせに光を提供するように配置され得る。皮膚の下に光を送達するために、対応する光送達構造を、異物と同時に、または異物とは別に皮膚内に挿入するように配置することができる。同時挿入のために、光送達構造は、異物の１つまたは複数の部分を取り囲むように配置されてもよく、および／または光送達構造は、異物が存在する皮下組織の領域内など、対応する異物に隣接して提供されてもよい。光送達構造を異物と一緒に組み込むことによって、光送達構造の位置合わせを改善して、異物の標的領域により一貫して光を送達することができる。

[0094]図６は、ＦＢＲ調節能力を提供するために、宿主への経皮挿入のためのセンサプローブ３２および対応する光送達構造３４を有するデバイス３０の一部の図である。特定の実施形態では、デバイス３０は、ＣＧＭなどの医療感知デバイス、または様々な他の民生用電子監視デバイスを具体化することができる。図示のように、光送達構造３４は、センサプローブ３２の部分を取り囲むように配置された中空構造を具体化する。例えば、光送達構造３４は、スリーブ、フィルム、およびセンサプローブ３２の部分の周りに提供されるコーティングのうちの少なくとも１つを含み得る。活性感知領域３６を含むセンサプローブ３２の一部は、光送達構造３４の端から突出するように配置される。活性感知領域３６は、電極が絶縁体によって覆われていないセンサプローブ３２の部分に対応することができる。経皮的に挿入されると、関連するＦＢＲが様々な段階を経て前進するにつれて、活性感知領域３６の精度が損なわれ得る。ＦＢＲを調節するために、光送達構造３４は、活性感知領域３６またはその近くで経皮的に光２２を送達するように配置される。特定の実施形態では、光送達構造３４は、そこを通るセンサプローブの一部を収容するために中空の光導波路を備える。光送達構造３４は、活性感知領域３６に隣接する端に配置された光散乱領域３８をさらに含んでもよい。光散乱領域３８は、光送達構造３４を出る光２２を散乱させるのに役立ち、活性感知領域３６にわたって改善された均一性を有する光散乱粒子または光拡散材料を含んでもよい。光散乱領域３８は、光送達構造３４上にコーティングまたはフィルムを具体化することができ、または光散乱領域３８は、光送達構造３４の内部に形成することができる。

[0095]図７は、図６のデバイス３０に類似するデバイス４０の一部の図である。しかし、デバイス４０の光送達構造４２は、光２２が光送達構造４２とセンサプローブ３２との間を伝搬するように構成された中空シースを具体化することを除く。図示のように、センサプローブ３２は、光送達構造４２によって画定された空間を通って延びる。光２２は、センサプローブ３２と光送達構造４２との間に形成されたギャップに向けられてもよく、光２２は、関連するＦＢＲを調節するための活性感知領域３６を含む組織領域に出てもよい。特定の実施形態では、光送達構造４２は、光２２の伝搬のための中空の反射管または中空の光ガイドを具体化することができる。特定の実施形態では、光送達構造４２は、図６について上述した光散乱領域をさらに含むことができる。

[0096]図８は、ＦＢＲ調節能力を提供するために、宿主への経皮挿入のための光送達構造４６が対応するセンサプローブ３２に隣接して配置されるデバイス４４の一部の図である。図示のように、光送達構造４６は、センサプローブ３２に隣接して配置され得、光送達構造４６の遠位端４６’は、センサプローブ３２の遠位端３２’とオフセットされ得る。このようにして、光送達構造４６を出る光２２は、関連するＦＢＲの調節のための活性感知領域３６も含む組織の領域に提供され得る。光送達構造４６は、光ファイバなどの光導波路を含むことができる。特定の実施形態では、光送達構造４６は、同時の経皮挿入のためにセンサプローブ３２に取り付けることができる。他の実施形態では、光送達構造４６は、センサプローブ３２から離間されてもよい。そのような配置では、光送達構造４６およびセンサプローブ３２は、同時の経皮挿入のためにデバイス４４の共通部分に固定され得る。さらに別の実施形態では、光送達構造４６およびセンサプローブ３２は、同時経皮挿入または異なる時間での経皮挿入のいずれかのために、デバイス４４の異なる要素に固定され得る。さらに、光送達構造４６およびセンサプローブ３２は、光２２を活性感知領域３６に送達するために、互いに対して平行に、または角度を付けて整列され得る。光送達構造４６は、図６について上述したような光散乱領域をさらに含むことができる。

[0097]図９は、図８のデバイス４４の一部の図であり、光送達構造４６に関連付けられた光フィルタ４８をさらに含む配置を備える。特定の実施形態では、光フィルタ４８は、光２２を送達する光源と、光２２の特定の波長を減衰させるための光送達構造４６の遠位端４６’との間に配置され得る。光フィルタ４８は、光送達構造４６内に組み込むことができ、または光フィルタ４８は、光送達構造４６の受光端に配置される別個の構造を具体化することができる。光フィルタ４８は、光２２の特定の波長をフィルタリングする一方で、光２２の他の波長がそこを通って遠位端４６’に向かって伝搬することを可能にするように構成され得る。例えば、光フィルタ４８は、特定の値を超える波長をフィルタリングするローパスフィルタ、特定の値より下の波長をフィルタリングするハイパスフィルタ、特定の波長帯域内の波長を通過させるバンドパスフィルタ、特定の波長帯域内の波長を阻止するノッチフィルタを具体化することができる。このように、光送達構造４６は、所望の波長または所望の波長範囲のみが光送達構造４６の残りの部分を通過できるように、受信光２２をさらに調整するように構成され得る。例として、より短い波長の光を活性感知領域３６に送達することが望まれる用途については、光フィルタ４８は、５９０ｎｍから１，０００ｎｍまでの波長範囲、または５９０ｎｍから６００ｎｍまでの範囲であり得る光２２の少なくとも５０パーセント、または少なくとも８０パーセントをフィルタリングするように構成することができる。さらに別の例では、紫外線スペクトル内の１つまたは複数の波長など、光２２のより短い波長をフィルタリングするために、１つまたは複数の光フィルタ４８を設けることができる。この点に関して、１つまたは複数の光フィルタ４８を使用することにより、ユーザは、対応する光源を必ずしも変更する必要なく、特定の用途のために特定の波長の光を調整することができる。

[0098]一方、図６～９は、ＣＧＭ用のセンサプローブなどのセンサプローブ３２に関連して説明されているが、開示された原理は、経皮的に挿入され得る任意の異物（例えば、図３～５の１６）に適用可能である。本明細書に開示されるように、異物は、酵素的電気化学的血糖センサ、非酵素的電気化学的センサ、過酸化水素生成を血糖濃度の尺度としてアンペロメトリーで監視するマイクロセンサまたはマイクロセンサレイ、インプラント型微小透析プローブ、カテーテル、静脈ライン、化学療法ポート、乳酸バイオセンサ、がんバイオセンサ、糖化ヘモグロビンまたはＡ１Ｃバイオセンサ、ＮＯ濃度検出器、経皮的電気神経刺激（ＰＥＮＳ）デバイス、および意図した機能を実行するために身体組織や体液にアクセスする必要がある経皮デバイスを含み得る。

[0099]異物がラクトースバイオセンサである例では、ラクトースバイオ感知は、ヒドロゲルに固定化された乳酸オキシダーゼおよびパラジウムベンゾポルフィリンに基づくことができる。ｌ－乳酸は、スポーツ医学、臨床化学、および全体的な正常な代謝機能におけるその役割により、非常に興味深い検体である。乳酸は、細胞代謝の正常な副産物である。しかし、嫌気呼吸中に細胞内乳酸濃度が上昇し、細胞から排泄されると間質乳酸レベルが上昇し、筋肉や他の組織に蓄積して、苦痛、痛み、および機能障害を引き起こし得る。乳酸濃度は、循環血液量減少（ショック）、心臓病、および腎不全など、様々な急性脱酸素化イベントを評価するために使用できる。高乳酸レベルは、患者が重大な失血を経験した外傷でも一般的である。血中乳酸レベルを監視する機能は、標準的な血圧監視と比較して、蘇生治療を必要とする患者の識別を改善できる。特定の実施形態では、継続的な乳酸監視は、現役の軍人およびその他のリスクの高い要員の動的な健康評価、または持久系アスリートの「酸素負債」を概算するために使用される。特定の実施形態では、乳酸バイオセンサは、酵素を使用して、経皮的に挿入された電極の表面で過酸化水素（Ｈ_２Ｏ_２）を生成し、結果として生じる電位の変化は、間質乳酸濃度に相関させることができる。あらゆる異物と同様に、乳酸レベルの経皮的監視に関連する課題は、乳酸センサのインプラントによって誘発される異物反応に関連している。この点に関して、本開示の原理は、乳酸センサ機能に対する異物反応を緩和するＦＢＲ調節能力を有利に提供し、それによって精度を改善し、そのようなデバイスの有効寿命を延ばすことができる。

[0100]特定の実施形態では、本明細書に開示される異物は、がんバイオセンサを含み得る。乳がんや肺がんなどのがんのバイオマーカーを検出するために、多大な努力が払われてきた。この点で、がんバイオセンサは、がんの進行を検出するための比較的非侵襲的な方法を提供し得る。がんバイオセンサは、トランスデューサ表面に抗体、相補的核酸プローブまたは他の固定化生体分子などの特定の生体認識分子を含むことができる。生体認識分子はバイオマーカー（標的）と特異的に相互作用し、生成された生物学的反応はトランスデューサによって測定可能な分析信号に変換される。生物学的反応の種類に応じて、電気化学的、光学的、質量ベースのトランスデューサなど、様々なトランスデューサを使用してがんバイオセンサを製造できる。他の異物と同様に、がんバイオセンサによる経皮的監視に関連する課題には、誘発された異物反応が含まれ得る。この点に関して、本開示の原理は、ＦＢＲ調節能力を有利に提供して、がんセンサ機能に対する異物反応を軽減し、それによって精度を改善し、そのようなデバイスの有効寿命を延ばすことができる。

[0101]図１０Ａは、光送達構造５２と、ＦＢＲ調節能力を提供するために経皮的に光を送達するための対応するカニューレ支持体５４とを有するデバイス５０の図である。光送達構造５２は、光ファイバまたは光ファイバカニューレの形態の光導波路を備えることができる。カニューレ支持体５４は、光送達構造５２の機械的支持を改善するために、皮膚１８の表面の下および真皮内への挿入のために構成された１つまたは複数の突起５４’を含んでもよい。さらに、カニューレ支持体５４の他の部分は、接着剤によって宿主の皮膚１８の表面に固定することができる。光送達構造５２は、カニューレ支持体５４と係合し、挿入中に光送達構造５２のストッパーを形成するように寸法決めされたフランジまたはハウジング５６を含むことができる。例えば、カニューレ支持体５４が宿主の皮膚１８に固定された後、光送達構造５２は、カニューレ支持体５４の開口部を通って皮膚１８内に誘導され得る。次に、ハウジング５６は、カニューレ支持体５４の一部と係合して、皮膚１８の下に光送達構造５２の深さを設定することができる。このようにして、ハウジング５６およびカニューレ支持体５４は、図示の下皮内などの所望の深さで光送達構造５２の遠位端５２’を集合的に提供することができる。光源２０は、光送達構造５２に光を提供するために外部に配置されてもよい。特定の実施形態では、そのような配置は、臨床医のオフィスでのＦＢＲ調節光の試験および／または送達のために利用され得る。図１０Ｂは、実施形態のための図１０Ａのデバイス５０の代替構成の図であり、光源２０をハウジング５６内に組み込むことができる。この点に関して、光送達構造５２が皮膚１８の下に挿入されると、ハウジング５６および組み込まれた光源２０により、宿主ユーザの可動性を高めることができる。

[0102]図１０Ａおよび１０Ｂに示されるように、光送達構造５２は、光抽出を促進するために遠位端５２’に配置された光散乱領域３８を含むことができる。特定の実施形態では、光散乱領域３８は、光送達構造５２の残りの部分と比較して小さい表面積を備え、遠位端５２’で出る光を集中させる。一例として、皮膚１８の下に挿入される光送達構造５２の部分（例えば、光ガイドまたは光ファイバ）は、皮膚１８の下で約５ｍｍから約１５ｍｍまでの範囲の長さ、８ミクロン（μｍ）から２５０μｍまでの範囲の直径を有することができ、遠位端５２’から測定される光散乱領域３８の長さは、直径よりも短くてもよい。この点に関して、光送達構造５２内を伝搬することができる光の実質的に大部分は、遠位端５２’で出ることができ、それによって、光源２０によって提供される光の量に対して高用量の送達光を可能にする。そのような配置は、電源がバッテリまたは再充電可能な電源を含み得る携帯用用途における電源の寿命を改善するのに有利であり得る。

[0103]図１０Ａおよび１０Ｂに示されるデバイスは、皮膚の下のセンサプローブまたはその近くにＦＢＲ調節光を提供するために、ＣＧＭまたは他の監視デバイスの一部として提供されてもよい。別の用途では、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるデバイスは、ＦＢＲの調節以外の目的で、皮下組織または下皮に治療量の光を送達するのによく適し得る。この点に関して、本開示の原理は、異物が存在しない場合でも、光の皮下送達にも適用可能であり得る。他の用途では、図１０Ａおよび１０Ｂに示されるデバイスはまた、実験的研究においてＦＢＲ調節光を評価するための試験構造として有用であり得る。特定の用途では、ＦＢＲ調節光を評価するためのプロトコルで、ｉｎ ｖｉｖｏ研究のヒトモデルにブタを（宿主として）使用し得る。ラット、マウス、およびウサギが皮膚研究に使用されてきたが、ブタの皮膚は、ヒトの表皮の厚さや真皮と表皮の厚さの比率など、多くの面でヒトの皮膚に似ていることが示されている。さらに、ブタと人間は、皮膚の毛包と血管のパターンが似ている。

[0104]本開示の原理は、監視中にＦＢＲ調節光を提供するための様々なＣＧＭ用途に適用可能であり得る。図１１～１７Ｂは、ＦＢＲ調節能力を有するＣＧＭまたはＣＧＭ構成要素の様々な配置を示す図である。例示的な配置は、ＣＧＭ内および／またはＣＧＭと組み合わせて利用され得る付属品内に含まれ得る１つまたは複数の光源および光送達構造を含む。特定の例では、そのような付属品は、従来のＣＧＭをＦＢＲ調節能力で後付けする能力を提供することができる。

[0105]図１１は、監視中に宿主の皮膚１８にＦＢＲ調節光を送達することができる組み込まれた光源２０を有するＣＧＭ５８を表す図である。ＣＧＭ５８は、一般に、センサプローブ３２を含むセンサホルダ６０を含み得る。センサホルダ６０は、経皮挿入中にセンサプローブ３２を機械的に支持することができる。特定の構成では、センサプローブ３２は、ＣＧＭ５８に対して垂直に提供されてもよい。しかしながら、他の構成では、センサプローブ３２は、ＣＧＭ５８に対してある角度で提供され得る。センサホルダ６０は、典型的には、前述のように接着剤によって皮膚１８に固定される。ＣＧＭ５８は、ポータブルモニタ、携帯電話、ウェアラブルデバイス（例えば、時計やその他のグラフィックディスプレイデバイス）、コンピュータ、およびネットワークの１つまたは複数などの外部デバイスに血糖感知情報を中継することができる送信機６２をさらに含んでもよい。送信機６２は、電源（例えば、バッテリまたは充電式バッテリ）、マイクロプロセッサおよび／またはマイクロコントローラ、無線および／または有線通信を容易にするための通信モジュール、ならびに他の関連する電子機器のうちの１つまたは複数を含み得る。特定の実施形態では、センサホルダ６０は、皮膚１８の表面の下にセンサプローブ３２を配置するために、最初に皮膚１８に取り付けられてもよい。したがって、送信機６２は、後でセンサホルダ６０に取り付けることができる別個の部品を具体化することができる。他の実施形態では、センサホルダ６０および送信機６２は、相互に着脱可能に取り外し可能ではない単一ＣＧＭの要素であってもよい。さらなる実施形態では、ＣＧＭ５８は、任意選択のインスリン注入カテーテル６４をさらに含んでもよい。他の実施形態では、関連するインスリン注入カテーテルは、ＣＧＭ５８とは別に提供されてもよい。図１１に示すように、１つまたは複数の光源２０を、センサプローブ３２の注入部位またはその近くの皮膚１８の領域に光を提供する配置で、センサホルダ６０またはＣＧＭ５８内に設けることができる。そのような配置は、注入部位で、および波長に応じて、センサプローブ３２を含む組織領域に対応する皮膚１８の下の深さまで、ＦＢＲを調節するために光を提供するのに適し得る。

[0106]図１２は、図１１のＣＧＭと同様のＣＧＭ６６を表す図であり、監視中に宿主の皮膚１８の下にＦＢＲ調節光を送達することができる、対応する光送達構造２６をさらに含む。図１２では、光送達構造２６は、ＣＧＭ６６内の光源２０－１、２０－２のうちの少なくとも１つから光を受け取る、光ファイバなどの光導波路を具体化することができる。特定の実施形態では、光源２０－１は、センサホルダ６０内に存在し得、光送達構造２６は、センサホルダ６０によって機械的に支持され得る。したがって、センサプローブ３２および光送達構造２６は、現在、皮膚１８の下に挿入され得る。図示のように、光送達構造２６は、前述の活性感知領域が存在し得る遠位端３２’またはその近くに光を送達するために、センサプローブ３２の長さよりも短い長さを含み得る。この点に関して、光送達構造２６は、ＦＢＲを調節し、経時的にセンサプローブ３２の精度を改善するために、遠位端３２’またはその近くで光を送達するのに適し得る。さらなる実施形態では、ＣＧＭ６６はまた、センサプローブ３２の注入部位またはその近くの皮膚１８の領域に光を提供するように配置される光源２０－２を含んでもよい。例えば、光源２０－１は、そうでなければ皮膚１８を遠位端３２’まで透過し得ない青光または近紫外線光を放射するように構成されてもよく、光源２０－２は、例えば、皮膚１８の表面に沿った赤および／または近赤外線などのより長い波長を発するように構成されてもよい。

[0107]図１３は、図１２のＣＧＭと同様のＣＧＭ６８を表す図である。これは、監視中に宿主の皮膚１８の下にＦＢＲ調節光を送達するための光送達構造２６の代替配置を含む。図示のように、光送達構造２６は、センサプローブ３２の部分を取り囲む中空構造として配置される。この点に関して、図１３の光送達構造２６は、図６の光送達構造３４または図７の光送達構造４２と同様であり得る。例えば、図１３の光送達構造２６は、センサプローブ３２の部分に沿って、および遠位端３２’またはその近くでＦＢＲ調節光を送達するための光伝搬経路を画定するように構成された、スリーブ、フィルム、コーティング、またはシースを具体化することができる。

[0108]図１４は、図１２のＣＧＭと同様のＣＧＭ７０を表す図である。これは、監視中に宿主の皮膚１８の下にＦＢＲ調節光を送達するための、光送達構造２６およびセンサプローブ３２の傾斜配置を含む。ＣＧＭ７０の型に応じて、センサプローブ３２は、ある角度で宿主の皮膚１８に存在するように設計され得る。図示のように、光送達構造２６は、センサプローブ３２と平行またはセンサプローブ３２から平行から約１０度以内のいずれかである対応する角度で皮膚１８内に存在するように配置することができ、遠位端３２’またはその近くに光を提供する。例として、センサプローブ３２は、皮膚１８内に４５度の角度で配置されてもよく、光送達構造２６は、センサプローブ３２から３５度から５５度までの範囲の角度で配置されてもよい。特定の実施形態では、光源２０－１および対応する光送達構造２６は、センサホルダ６０内に組み込まれてもよい。図示のように、ＣＧＭ７０は、図１２について上述したように、光源２０－２をさらに含むことができる。

[0109]図１５は、光送達構造２６をセンサプローブ３２と同時に挿入するために、図１４のＣＧＭ７０と同様の方法で配置することができるＣＧＭ７２の一部の斜視図である。説明のために、送信機６２は図１５では省略され、センサホルダ６０と、対応するセンサプローブ３２と、光送達構造２６とをよりよく示す。図示のように、センサプローブ３２は、センサホルダ６０の底面６０_Ｂからある角度で延びるように配置される。活性感知領域３６は、センサプローブ３２の遠位端３２’の近くに見える。光送達構造２６はまた、センサホルダ６０とオフセットされかつ平行（または平行から１０度以内）の位置でセンサホルダ６０に組み込まれてもよい。この点に関して、光送達構造２６は、センサプローブ３２の挿入と同時に挿入され得る。図示のように、光送達構造２６は、光送達構造２６の少なくとも一部、例えば、図１５の遠位端２６’が、センサプローブ３２の活性感知領域３６に近接して配置され得るように設けることができる。これに関して、光送達構造２６の少なくとも一部は、センサプローブ３２の１つまたは複数の部分も含む組織の領域に存在するように配置され得る。例として、光送達構造２６の遠位端２６’は、活性感知領域３６から１ｍｍ以下、または０．７５ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下の距離に配置され得る。このような距離は、活性感知領域３６まで６００ｎｍ未満、または４００ｎｍから６００ｎｍまでの範囲、または、４００ｎｍから５００ｎｍまでの範囲、または４００ｎｍから４５０ｎｍまでの範囲など比較的浅い浸透深さを示すより短い波長の光を提供するのによく適し得る。特定の実施形態では、光送達構造２６の直径は、センサプローブ３２の直径よりも小さくてもよい。一例として、センサプローブ３２の直径は約４００μｍであり得、一方、光送達構造２６の直径は８μｍから２５０μｍまでの範囲であり得る。他の実施形態では、光送達構造２６およびセンサプローブ３２は、同じ直径を有してもよい。

[0110]図１６Ａは、監視中にＦＢＲ調節光を送達するためにセンサホルダ６０と宿主の皮膚１８との間に配置されたＣＧＭ付属品７６を有するＣＧＭ７４を表す図である。特定の実施形態では、ＣＧＭ付属品７６は、光源２０－２および光源２０－２を駆動するための関連回路を含む、フレキシブルプリント回路基板などのＣＧＭ７４とは別個の構造を備える。図示のように、ＣＧＭ付属品７６は、センサホルダ６０と皮膚１８との間に配置され得る。特定の実施形態では、ＣＧＭ付属品７６は、皮膚１８に接着して取り付けられてもよく、またはＣＧＭ付属品７６は、光源２０－２および対応する電子機器に組み込まれる接着包帯材料を具体化してもよい。特定の実施形態では、ＣＧＭ付属品７６は、センサプローブ３２に位置合わせされ得る開口部７８を形成する。この点に関して、ＣＧＭ付属品７６は最初に皮膚１８に取り付けられ得、センサプローブ３２は次いで挿入中に開口部７８を通過して皮膚１８内に入り得る。さらに図示されるように、光送達構造２６はまた、センサプローブ３２と同時に、開口部７８を通過して皮膚１８内に入ることができる。したがって、ＣＧＭ付属品７６は、ＣＧＭ７４に１つまたは複数のＦＢＲ調節能力を後付けする能力を提供することができる。

[0111]図１６Ｂは、図１６ＡのＣＧＭ７４と同様のＣＧＭ８０を表す図であり、監視中にＦＢＲ調節光を送達するためのＣＧＭ付属品７６の代替構成を有する。図１６Ｂでは、ＣＧＭ付属品７６は、光源２０－１および２０－２の両方を含む。図示のように、光源２０－１に関連する光送達構造２６はまた、ＣＧＭ付属品７６に組み込むことができる。この点に関して、光送達構造２６は、ＣＧＭ付属品７６が皮膚に取り付けられるときに、最初に皮膚１８の下に挿入され得る。次に、センサプローブ３２は、センサホルダ６０がＣＧＭ付属品７６および／または皮膚１８に取り付けられると、開口部７８を通って皮膚１８内に入ることができる。このようにして、光送達構造２６に対する開口部７８の横方向の間隔は、光送達構造２６からＦＢＲ調節光を受け取るのに適した位置で皮膚１８内にセンサプローブ３２を誘導するように構成され得る。図１６Ｂでは角度を付けて示されているが、センサプローブ３２と光送達構造２６の両方は、開示された原理から逸脱することなく垂直に配置されてもよい。

[0112]図１６Ｃは、図１６Ａまたは図１６ＢのＣＧＭ付属品７６の上面図である。ＣＧＭ付属品７６は、取り付け中の開口部７８に対して図１６Ａおよび１６Ｂのセンサホルダ６０を位置決めするための１つまたは複数の位置合わせマーク８４を含むことができる。ＣＧＭ付属品７６は、それを宿主の皮膚に接着するための接着材料を含むことができる。ＣＧＭ付属品７６は、ＣＧＭ付属品７６を下にある皮膚に固定する追加の形態を可能にするためにセンサホルダによって占められるフットプリントを越えて延びる任意選択の翼部分７６’をさらに含むことができる。例えば、翼部分７６’は、それ自体の接着材料を含むことができ、および／または翼部分７６’は、接着テープで固定できるタブを形成することができる。特定の実施形態では、ＣＧＭ付属品７６は、光源２０に外部電力を提供するおよび／または信号伝達するためのコネクタ８５を含み得る。例として、図１６Ｃは、４つの光源２０で描かれている。しかしながら、任意の数の光源２０が、図１６Ａおよび１６Ｂの光源２０－１、２０－２の様々な構成およびそれらの組み合わせで存在し得る。

[0113]図１６Ｄは、図１６Ｃの切断線１６Ｄ－１６Ｄに沿ったＣＧＭ付属品７６の断面図である。特定の実施形態では、ＣＧＭ付属品７６は、両面フレキシブルプリント回路基板などの両面フレキシブル部材を具体化することができる。このように、コネクタ８５は、ＣＧＭ付属品７６の上面７６_Ｔ上に提供されるか、またはそこからアクセス可能であり得、光源２０は、ＣＧＭ付属品７６の反対側の底面７６_Ｂ上またはその内部に提供され得る。したがって、コネクタ８５は、外部からアクセス可能である一方、光源２０は、下にある皮膚にＦＢＲ調節光を提供するように配置され得る。特定の実施形態では、上面７６_Ｔおよび底面７６_Ｂの一方または両方は、銅などの熱伝導性コーティングまたはフィルムを含むことができ、これは、光源から周囲の空気または下にある皮膚に向かって熱を放散するサーマルスプレッダーとして機能し得る。

[0114]図１７Ａは、ＦＢＲ調節光能力を備えた従来のＣＧＭを後付けする能力を提供するアセンブリ８６の分解上面斜視図である。図示のように、ＣＧＭとは別個の構造である光送達構造ホルダ８８は、センサホルダ６０の横方向周囲に沿って配置され得る。特定の実施形態では、センサホルダ６０が機械的接続によって宿主の皮膚上に配置された後、光送達構造ホルダ８８をセンサホルダ６０に取り付けることができる。機械的接続は、光送達構造ホルダ８８を適所に固定するためのスナップ嵌め、プレス嵌め、スプリングクリップ、または他の適切な機械的接続を含み得る。光送達構造ホルダ８８の一部に着脱可能に取り付け可能な挿入ガイド９０を設けることができる。挿入ガイド９０は、前述のように光送達構造を挿入するためのガイドとして機能するチャネル９２を含むことができる（例えば、図４の２６または図１０Ａ～１０Ｂの５２）。チャネル９２によって画定される挿入経路９４は、図１７Ａに重畳された破線の矢印で示されている。図示のように、挿入経路９４は、挿入ガイド９０の開口部９６を通って、および光送達構造ホルダ８８の対応する開口部９８を通って延びる。特定の実施形態では、開口部９８の相対的なサイズは、挿入経路９４に沿った例示的な光送達構造の挿入の深さを制御するためのストッパーを形成することができる。光送達構造の挿入後、挿入ガイド９０は、アセンブリ８６の残りの部分から取り外すことができる。

[0115]図１７Ｂは、光送達構造２６の挿入および挿入ガイド９０の除去後の図１７Ａのアセンブリ８６の底面斜視図である。図示のように、センサプローブ３２は、センサホルダ６０に組み込むことができる。この点に関して、センサプローブ３２は、最初に宿主の皮膚に挿入され得る。次に、光送達構造ホルダ８８をセンサホルダ６０に取り付けることができ、光送達構造２６を図１７Ａの挿入ガイド９０によって挿入することができる。したがって、図示のように、光送達構造２６は、センサプローブ３２とは異なる角度で提供され得る。特定の実施形態では、そのような配置により、光送達構造２６の遠位端２６’を、センサプローブ３２の活性感知領域３６またはその近くに正確に配置することが可能になり得る。例として、光送達構造２６の遠位端２６’は、活性感知領域３６から１ｍｍ以下、または０．７５ｍｍ以下、または０．５ｍｍ以下の距離で活性感知領域３６の方を指すように配置され得る。

[0116]図１８は、感知用のマイクロニードルアレイ１０２と、ＦＢＲ調節光能力を提供するための１つまたは複数の光源２０とを有する感知デバイス１００の分解斜視図である。特定の実施形態では、感知デバイス１００は、皮膚１８内の血糖値を監視するためのプローブを形成するマイクロニードルアレイ１０２を有するＣＧＭである。感知デバイス１００は、例えばシリコンのフレーム１０６内に設けられた銀／塩化銀電極などの電極１０４を含むことができる。ヒドロゲル材料１０８は、電極１０４およびフレーム１０６とマイクロニードルアレイ１０２との間に提供され得る。マイクロニードルアレイ１０２は、マイクロニードルチップ１１０の一部を形成し得る。特定の実施形態では、マイクロニードルアレイ１０２が挿入される皮膚１８の部分上またはその近くにＦＢＲ調節光を提供するために、マイクロニードルチップ１１０に組み込まれるなど、１つまたは複数の光源２０が感知デバイス内に提供されてもよい。

[0117]図１９は、本開示の原理によるＦＢＲ調節能力を有する発光包帯１１２の図である。発光包帯１１２は、包帯１１２を支持するためのストラップ１１８を受け入れるための１つまたは複数のストラップフック１１６が取り付けられた本体またはハウジング１１４を含んでもよい。１つまたは複数の型の光源２０－１、２０－２は、ハウジング１１４の表面１１４’の領域の周りに分散され得、電気コネクタ１２０によって相互接続され得る。光源２０－１、２０－２は、ＬＥＤ、レーザ、または前述の他の型の光源を含むことができる。特定の実施形態では、１つまたは複数の光源２０－１は、１つまたは複数の光源２０－２とは異なる波長の光を放射するように構成され得る。例えば、光源２０－１は、青または近紫外線光を放射するように構成することができ、一方、光源２０－２は、赤または近赤外線光を放射するように構成することができる。さらに別の例では、１つまたは複数の光源２０－１、２０－２は、同じまたは類似の波長の光を放射するように構成された同じ型の光源であってもよい。さらに別の実施形態では、光源２０－１、２０－２は、光源２０－１用のＬＥＤおよび光源２０－２用のレーザなど、異なる型の光源であってもよい。特定の例として、レーザは、約２ミリワットと約１００ミリワットとの間の公称出力で、６００～８００ｎｍの範囲の波長で光を放射する垂直共振器面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ）を含むことができる。電気コネクタ１２０は、ハウジング１１４上に形成されたフレキシブルフラットワイヤコネクタまたはトレースを含み得る。特定の実施形態では、電気コネクタ１２０は、ハウジング１１４内に組み込まれる制御モジュール１２１につながることができる。制御モジュール１２１はまた、他の制御回路要素と共に中央電源を含むことができる。ハウジング１１４は、フレキシブルプリント回路基板に接合される成形シリコン材料を含むことができ、存在する場合、電源はフレキシブルリチウムポリマーバッテリを含むことができる。

[0118]図１９の発光包帯１１２は、宿主の皮膚の表面および／または皮膚の下で、挿入されたバイオセンサを取り囲む組織にＦＢＲ調節光を提供するために使用され得る。このようにして、発光包帯１１２は、上述のような所望のＦＢＲ調節特性（例えば、波長特性、放射照度束密度、持続時間、パルスまたは非パルス、コヒーレンスなど）を有する光を送達することができる光送達デバイスまたは複数のデバイスを具体化することができる。発光包帯１１２は、特定の実施形態では組み込まれたバイオセンサをさらに含むことができるが、他の用途では、発光包帯１１２は、従来のバイオセンサとは別の構造である。バイオセンサを有する実施形態では、制御モジュール１２１は、感知された情報（例えば、血糖濃度）をディスプレイに送信するためのテレメトリ／送信ポータルを備える通信モジュールをさらに含み得る。このようなディスプレイは、ハウジングにさらに組み込まれてもよいし、ディスプレイは外部デバイスによって提供されてもよい。発光包帯１１２はまた、下にある皮膚への接着を促進するための接着層を含んでもよい。包帯という用語は、発光包帯１１２の文脈で使用されているが、図１９について上述した原理は、スリーブ、カフまたはバンドなどの他の型のウェアラブル発光デバイス、およびブランケットまたはパッドなどの発光カバーにも適用可能であり得る。

[0119]様々な実施形態では、経皮的異物について上述した原理は、皮下のまたは移植されたデバイスにＦＢＲ調節能力を提供するために適用することもできる。このようなデバイスには、心臓インプラント（ペースメーカ、インプラント型心臓モニタ、およびインプラント型心臓除細動器など）、眼内インプラント、蝸牛インプラント、人工関節（膝、股関節、肩、および肘など）、美容インプラント（乳房インプラント、ふくらはぎインプラント、および臀部インプラントなど）、薬物送達デバイス、避妊インプラント、および血管ステントが含まれ得る。インプラント型デバイスは、血管ステントから医療分野で様々な機能を果たし、心拍律動を調節し、または脳内の偽信号をブロックする電気刺激デバイス、脊椎を機械的に補強し、または股関節、肩、肘、および膝の可動域を回復する整形外科用デバイスへの血流を維持する。インプラント型デバイスは、制御された薬物送達システムとしても使用される。本開示の原理をインプラント型デバイスに適用することにより、ＦＢＲを光で調節して、感染を減少させ、および／またはデバイス機能に対するコラーゲンマトリックス形成の影響を軽減することができる。本明細書に開示されるインプラント型デバイスの実施形態は、エネルギー貯蔵デバイスと、１つまたは複数の関連する光源に電力を供給し、動作を制御するための様々な電子機器とを含み得る。

[0120]心臓インプラントは、例えば、ペースメーカ、およびインプラント型心臓除細動器を含み得る。ＦＢＲにより、長年の手術による心臓インプラントの長期的な性能が低下し得、移植中の感染により、コストが増加するだけでなく、死亡率と罹患率のリスクが増加し得る。この点に関して、本開示の態様は、光ベースのＦＢＲ調節能力を含む心臓インプラントデバイスを提供する。

[0121]図２０Ａは、本開示による光ベースのＦＢＲ調節能力を含み得るペースメーカ１２２を概略的に示す。ペースメーカ１２２は、パルス発生器１２４と、パルス発生器１２４から患者の心臓１２８の様々な位置１２６ａ～ｃに電気パルスを送達するように配置されたパルスリード１２６とを備え得る。パルス発生器１２４は、通常、ハウジング１３０内に配置された心臓センサ１３２を有するハウジング１３０を備える。ペースメーカ１２２は、典型的には、ユーザの心拍の制御を助けるために胸部の皮膚の下に配置される小さなデバイスである。不規則な心拍（不整脈）、特に遅い患者によく使用される。ペースメーカ１２２は、ユーザの胸部に外科的に移植することができる。ペースメーカ１２２の例示的な実施形態は、電気インパルスを心臓１２８の右心室に搬送する単腔ペースメーカ、心臓１２８の右心室および右心房に電気インパルスを搬送して、２つの心腔間の収縮のタイミングを制御するのを助ける二重腔ペースメーカ、心臓１２８の下室（すなわち、右心室および左心室）を刺激して、心臓１２８をより効率的に鼓動させる両心室ペースメーカを含む。使用中、ＦＢＲに関連する線維カプセルは、パルスリード１２６の１つまたは複数の部分を取り囲み、励起閾値を上昇させることができ、それにより、エネルギー貯蔵デバイスからより多くのエネルギーを必要とするか、または治療が標的組織に完全に到達するのを妨げることさえある。したがって、ＦＢＲの予防、最小化、および／または調節は、ペースメーカ１２２の耐用年数を延長し、および／または初期感染および／または炎症に関連する合併症を軽減することができる。これに関して、ハウジング１３０は、１つまたは複数のパルスリード１２６およびハウジング１３０の外部に沿って光を送達するために光学的に結合され得る１つまたは複数の光源１３４をさらに含み得る。例えば、パルスリード１２６は、パルスリード１２６の部分に沿って光源１３４からのＦＢＲ調節光を伝搬するための導光材料で少なくとも部分的に包まれ得る。さらに、ハウジング１３０は、ハウジング１３０の外部にＦＢＲ調節光を送達するために導光材料で包むことができる。他の実施形態と同様に、光源１３４は、ＦＢＲ配列の初期段階での治癒を促進し、拒絶を減らすための赤および／または近赤外線などのより長い波長、ならびに青および／または近紫外線などの短波長を提供する複数の波長能力を提供して、さもなければペースメーカ１２２の一部をカプセル化する可能性のある線維組織の形成を緩和することができる。光源１３４は、ペースメーカ１２２の残りの部分と同じ電源で電気的に駆動されてもよいし、光源１３４は、ハウジング１３０内に別個の電源を含んでもよい。

[0122]図２０Ｂは、図２０Ａのハウジング１３０の一部の概略図である。図２０Ａは、光源１３４の配置を示す。図示のように、光源１３４（例えば、ＬＥＤ）は、ハウジング１３０の支持構造１３６上に提供され得る。導光材料層またはコーティングなどの光送達構造１３８は、ハウジング１３０の外部に沿って封入層を提供することができる。図示のように、光源１３４は、光送達構造１３８内に光を放射することができ、そこで光は、ハウジング１３０の外面に沿って伝搬し、ＦＢＲを調節することができる。特定の実施形態では、光送達構造１３８は、光源１３４からの光の少なくとも一部を異なる波長に変換するための波長変換材料を含むことができる。

[0123]図２０Ｃは、図２０Ａのハウジング１３０の表面の一部の概略図である。図２０Ａは、光源１３４の別の構成を示している。特定の実施形態では、光源１３４は、ハウジング１３０の表面１３０’内の凹部に配置され得、および光送達構造１４０（例えば、ライトパイプ、ファイバ、ディフューザ、１つまたは複数のレンズ、デジタルライトプロセッサ、インデックスマッチング機能など）は、光源１３４から放射された光が光送達構造１４０に入り、パルスリード１２６に沿ってなど、ペースメーカ１２２の他の部分にＦＢＲ調節光を送達することができる場所に配置することができる。図２０Ｃの光送達構造１４０は、図２０Ｂの光送達構造１３８と組み合わせて使用することができる。特定の実施形態では、光送達構造１４０は、前の図の光送達構造２６、３４、４２、および４６について前に説明したのと同様の構造を含むことができる。

[0124]図２１は、患者１４６に移植されたインプラント型心臓除細動器（ＩＣＤ）１４４の概略図１４２であり、ＩＣＤ１４４は、本開示によるＦＢＲ調節能力を含む。ＩＣＤ１４４は、ハウジング１４８および電極１５０を含み得る。ＩＣＤ１４４は、図２０Ａ～２０Ｃの光源１３４と同様の光源１５２を備えることができる。光源１５２は、ハウジング１４８上またはその中に配置され得る。あるいは、光源１５２は、電極１５０に、またはハウジング１４８と電極１５０の両方に配置されてもよい。光源１５２は、図２０Ｂまたは２０Ｃに示されるように、光送達構造１３８、１４０のうちの１つまたは複数と共に配置され得る。ＩＣＤ１４４は通常、心拍律動を監視し、不規則な心拍（不整脈）を検出するために患者の胸部に配置される小型（通常はバッテリ駆動のデバイス）である。ＩＣＤ１４４は、ユーザの心臓に接続された１つまたは複数のワイヤを介して電気パルスまたはショックを送り、異常な心拍律動を緩和することができる。患者はＩＣＤを使用して、危険なほど速い心拍（心室頻拍）や、心臓が体の残りの部分に十分な血液を供給するのを妨げる無秩序な心拍（心室細動）を制御する。ＩＣＤ１４４は、患者１４６の皮膚の下、通常は左鎖骨の下方に外科的に配置され、１つまたは複数のフレキシブル絶縁ワイヤ（リード）がＩＣＤ１４４から静脈を通って心臓まで延び得る。ＩＣＤ１４４は、異常な心拍律動を常に監視し、即座に修正しようとする。これは、心停止で心臓の鼓動が停止した場合に特に役立つ。ＩＣＤ１４４は、心拍を調節するために電気パルスを送る。ＩＣＤは、低エネルギーペーシングで心拍の軽度の乱れに対処し、高エネルギーショックでより深刻な心拍律動の問題に対処するようにプログラムできる。外科的挿入中の機械的組織損傷（急性外傷）、ならびに微小電極と電気的に励起する組織との長期接触、および電極固定に関連する微動（慢性障害）は、ＦＢＲに関与する細胞の活性化を誘発する。したがって、本明細書に記載の技術を使用して光源１５２によってＦＢＲを調節することが有利である。光源１５２は、ＩＣＤ１４４の残りの部分と同じ電源で電気的に駆動されてもよいし、光源１５２は、ハウジング１４８内に別個の電源を含んでもよい。

[0125]図２２は、患者１５８に移植されたインプラント型心臓モニタ（ＩＣＭ）１５６の概略図１５４であり、ＩＣＭ１５６は、本開示によるＦＢＲ調節能力を含む。ＩＣＭ１５６は、図２０Ａ～２０Ｃの光源１３４と同様の光源１６０を備えることができる。光源１６０は、ＩＣＭ１５６の残りの部分と同じ電源で電気的に駆動されてもよいし、光源１６０は、ＩＣＭ１５６内に別個の電源を含んでもよい。ＩＣＭは通常、不整脈を検出するために患者の心臓の電気的活動を長期間監視するために使用される小型の電気生理学（ＥＰ）デバイスである。ＩＣＭは、患者に取り付けられたワイヤリードを使用するかさばる外部ホルターモニタの必要性をなくし得る。ＩＣＭ１５６は、患者１５８の皮膚の下に挿入されて、患者の心電図を連続的に監視し、最長３６ヶ月などの長期間にわたって心拍律動のリアルタイム分析を実行することができる。しかし、典型的なＩＣＭは最終的に機能しなくなる可能性があり、多くの場合、その機能不全の原因の少なくとも一部は、身体の生来のＦＢＲにあり得る。光源１６０および本開示による様々な対応する光送達構造を含めることによって、ＦＢＲ調節光は、ＩＣＭの動作寿命を延ばすことができる。

[0126]図２３は、患者１６４内の蝸牛インプラント１６２の概略図であり、蝸牛インプラント１６２は、本開示によるＦＢＲ調節能力を含む。蝸牛インプラント１６２は、蝸牛に沿って配置された電極アレイ１６６、受信機／刺激装置１６８、送信機１７０、スピーチプロセッサ１７２、およびマイクロホン１７４を備えてもよい。蝸牛インプラント１６２は、図２０Ａ～２０Ｃの光源１３４と同様の光源１７６をさらに備えることができる。蝸牛インプラント１６２は、典型的には、聴覚のために蝸牛神経を電気的に刺激する小さな電子デバイスである。当業者は、多種多様な蝸牛インプラントに精通しており、本発明によるデバイスおよび方法は、そのような蝸牛インプラントのいずれかを使用することができる。蝸牛インプラント１６２は、音を受信するためのマイクロホン１７４を含む外部部品を有することができる。それに反応して、蝸牛インプラント１６２は音を処理し、移植された電極アレイ１６６への移植されたワイヤ１７７を介して内部部品に音を送信する。蝸牛インプラント１６２の移植された部分（例えば、ワイヤ１７７および電極アレイ１６６）への活性ＦＢＲは、デバイスの劣化および／または故障をもたらすことが予想され得る。ＦＢＲの重症度は、移植後の性能および聴覚の維持と負の相関関係にあり得る。蝸牛インプラント１６２は長期間のインプラントであることを意図しているので、ゆっくり進行するＦＢＲでさえ、性能低下または他の問題を引き起こし得る。したがって、本明細書に記載の技術を使用してＦＢＲの発症を最小化または防止することは有利である。特定の実施形態では、光源１７６は、受信機／刺激装置１６８などの外部部品のうちの１つまたは複数に組み込むことができ、端に任意選択のディフューザを備えた光ファイバ光などの光送達構造を設けて、注入された部分に沿って光を伝搬させてＦＢＲを調節することができる。特定の実施形態では、蝸牛インプラント１６２のエネルギー貯蔵デバイスを利用して、光源１７６にも電力を供給することができる。蝸牛インプラントの交換には固有のリスクが伴うため、ＦＢＲを調節して長期的な機能を改善することには利点がある。

[0127]本開示の原理はまた、完全および／または部分的な関節置換インプラント、ならびに美容インプラント、薬物送達システム、および子宮内デバイスのためのＦＢＲ調節光を提供するために適用可能であり得る。関節全置換術（ＴＪＲ）および部分関節置換術は、他の方法では障害となり得る末期の関節炎を治療するために使用され得る。当業者は、多種多様な人工関節に精通しており、本発明によるデバイスおよび方法は、そのような人工関節のいずれをも使用することができる。ＴＪＲは、股関節、膝、肩、および／または肘などの大きな関節で使用できる。様々なベアリング面を使用できるが、最も一般的なのは、メタルオンポリエチレン（ＭＯＰ）、セラミックオンセラミック（ＣＯＣ）、またはメタルオンメタル（ＭＯＭ）である。使用される生体材料は、周囲の組織への悪影響を最小限に抑え、感染を回避しながら、関節の体重負荷を支持するのに十分な耐性がなければならない。最新の材料のほとんどは、バルク状態を維持し、骨内で機械的安定性を達成し、微生物が定着して慢性感染症を引き起こさない限り、十分に許容されるが、過度の摩耗は摩耗粒子またはイオン複合体を生成し得る。これは急性および慢性の炎症を引き起こす可能性があり、人工装具周囲の骨溶解、骨支持の喪失、その後の緩み、およびインプラントの失敗を引き起こし得る。さらに、手術後の最初の局所炎症反応は、さらなる合併症につながり得る。したがって、関節置換術に使用される整形外科用インプラントは、痛みの緩和と機能の回復に効果的であるが、摩耗や摩耗副産物（粒子を含む）に対する異物反応の可能性があるため、平均余命は限られている。この点に関して、本開示の態様は、股関節、膝、肩、および／または肘に移植される様々な関節置換構造、ならびに美容インプラント、薬物送達システム、および子宮内デバイスなどのＦＢＲを誘発する可能性のある他のインプラント型デバイスに適用可能であり得る。そのような構造は、関節置換構造内に統合された光源および対応する電源を含み得る。

[0128]図２４は、本開示によるＦＢＲ調節能力を含む人工膝１７８の概略図である。人工膝１７８は、（大腿骨に取り付けられた）第１の人工装具１８０および（脛骨に取り付けられた）第２の人工装具１８２を備えることができる。第１の人工装具１８０および第２の人工装具１８２のうちの１つまたは複数を含む人工膝１７８は、ＦＢＲ調節光を提供するための図２０Ａ～２０Ｃの光源１３４と同様の１つまたは複数の光源１８４をさらに備えることができる。図２４は人工膝の文脈で提供されているが、開示された原理は、同様の方法で１つまたは複数のＦＢＲ調節光源を含む美容インプラント、薬物送達システム、および子宮内デバイスを含む他のインプラントにも適用可能であり得る。

[0129]本開示の原理によれば、経皮的および／または皮下的デバイスに関連するＦＢＲを調節するために、１つまたは複数の光源を設けることができる。１つまたは複数のＦＢＲ調節光源は、デバイスとは別個の構造として、またはデバイスと一体化された構造として組み込むことができる。そのような光源を電気的に起動および制御するための電源および／または制御回路は、デバイスの既存の電源および制御回路と統合され得る。他の実施形態では、光源を電気的に起動および制御するための電源および／または制御回路は、デバイスの他の機能に電力を供給および制御するものとは別個であってもよい。デバイスが電源および／または制御回路を必要としないさらに別の実施形態（例えば、関節置換、美容インプラントなど）では、光源を動作するために、電子機器の様々な要素を一体的に、および／または遠隔で組み込むことができる。特定の実施形態では、インプラント用の電源は、誘導的に、光電池を用いて光学的に、超音波的に、および／または電磁気的に再充電され得る充電式バッテリを含み得る。インプラント型デバイスのＦＢＲ調節光源の追加の電源には、例えば、エネルギーを生成するために血中に豊富に存在する血糖と酸素を利用するバイオ燃料電池を使用して、インプラントを取り囲む潜在的なソースから生成および収集されるエネルギーが含まれ得る。電力はまた、熱電発電機および／または圧電発電機によって、体温および／または呼吸や運動などの体の動きから収集される場合もある。

[0130]図２５は、本開示によるＦＢＲ調節能力を含むデバイス１８６の制御方式の概略図である。デバイス１８６は、ＣＧＭもしくは他のバイオセンサなどの経皮デバイス、宿主の皮膚の下に完全に移植された皮下デバイス、または包帯、ブランケット、もしくは他のカバーなどの局所デバイスを表すことができる。図示のように、デバイス１８６は、医療デバイス１９２および光源１９４の両方に電力および制御を提供するように構成された電源１８８および制御モジュール１９０を含み得る。電源１８８は、他の一体型電源の中でも、バッテリおよび／または充電式バッテリを含むことができる。制御モジュール１９０は、マイクロプロセッサおよび／またはマイクロコントローラなどの活性電子機器を含み得、光源１９４によって提供される持続時間、間隔、および波長などの投与パラメータを能動的に制御および／または決定し、電力および他の動作機能を医療デバイス１９２に提供する。他の実施形態では、制御モジュール１９０は、光源１９４にのみ電力を供給する受動電子機器を具体化することができる。そのような実施形態では、投与パラメータは、無線周波数通信によって動作するものを含む外部電子機器によって制御され得る。例として、デバイス１８６はＣＧＭを具体化することができ、したがって医療デバイス１９２は血糖監視のためのセンサプローブを表すことができる。そのような実施形態では、デバイス１８６の血糖監視機能を動作するために使用される同じ制御モジュール１９０および電源１８８を使用して、光源１９４を動作することもできる。別の例として、デバイス１８６は、医療デバイス１９２が心臓センサおよびパルスリードを表すペースメーカを具体化することができる。したがって、ペースメーカの感知およびペーシング機能を動作する同じ制御モジュール１９０および電源１８８を使用して、光源１９４を動作することもできる。デバイス１８６が、整形外科用インプラント、カテーテル、および／または化学療法ポートなどの一体化された電源および制御モジュールを必要としない構造を表すさらに別の例では、電源１８８および制御モジュール１９０は、光源１９４の動作を制御するためだけに組み込まれ得る。

[0131]図２６は、図２５のデバイス１８６と同様のデバイス１９６の制御方式の概略図である。しかし、光源１９４の動作は、デバイス１９６の他の機能とは別に提供されることを除く。この点に関して、医療デバイス１９２は、第１の電源１８８－１および第１の制御モジュール１９０－１によって電力供給および制御され得、一方、光源１９４は、第２の電源１８８－２および第２の制御モジュール１９０－２によって電力供給および制御される。この点に関して、ＦＢＲ調節光は、デバイス１９６の他の機能とは別個の専用電子機器によって送達され得る。

[0132]図２７は、図２５のデバイス１８６と同様のデバイス１９８の制御方式の概略図である。しかし、電源１８８の少なくとも一部がデバイス１９８から離れて提供されることを除く。これに関して、電源１８８は、制御モジュール１９０、医療デバイス１９２、および光源１９４に無線電力伝送を提供するための誘導結合電源を具体化することができる。このような構成は、前述の皮下デバイスの１つまたは複数など、デバイス１９８に容易にアクセスできない可能性がある用途に役立ち得る。

[0133]図２８は、図２６のデバイス１９６に類似するデバイス２００の制御方式の概略図である。しかし、光源１９４の動作は、デバイス２００の他の機能とは別に提供されることを除く。この点に関して、第１の電源１８８－１および第１の制御モジュール１９０－１は、医療デバイス１９２に関連する機能を制御するためにデバイス２００内に組み込むことができ、一方、第２の電源１８８－２は、図２７について説明したように遠隔に提供される。そのような実施形態では、光源１９４の投与パラメータを制御する第２の制御モジュール１９０－２は、デバイス２００内に組み込むことができる。

[0134]前述の態様のいずれか、ならびに／または本明細書に記載の様々な別個の態様および特徴を組み合わせて、さらなる利点を得ることができると考えられる。本明細書で開示された様々な実施形態のいずれも、本明細書で反対のことが示されない限り、１つまたは複数の他の開示された実施形態と組み合わせることができる。

[0135]当業者は、本開示の好ましい実施形態に対する改良および修正を認識するであろう。そのような改良および修正はすべて、本明細書に開示された概念および以下の特許請求の範囲内にあると見なされる。

Claims (58)

1. 異物反応を調節する方法であって、
   宿主の皮下組織の領域内に異物を提供するステップと、
   １つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源を提供するステップと、
   皮下組織の前記領域の１つまたは複数の部分に前記光を照射して、皮下組織の前記領域内の異物反応を調節するステップと、
   を含む、方法。
2. 前記光が、１ミリメートル（ｍｍ）から１５ｍｍまでの範囲の組織深さで皮下組織の前記領域の前記１つまたは複数の部分に照射される、請求項１に記載の方法。
3. 前記光が、４ミリメートル（ｍｍ）から１５ｍｍまでの範囲の組織深さで皮下組織の前記領域の前記１つまたは複数の部分に照射される、請求項１に記載の方法。
4. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項１に記載の方法。
5. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、４００ナノメートル（ｎｍ）から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項１に記載の方法。
6. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、６００ナノメートル（ｎｍ）から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項１に記載の方法。
7. 光の前記１つまたは複数のピーク波長は、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、前記第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、前記第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある、請求項１に記載の方法。
8. 前記第１の波長が第１の時間間隔中に皮下組織の前記領域に照射され、前記第２の波長が前記第１の時間間隔とは異なる第２の時間間隔中に皮下組織の前記領域に照射される、請求項７に記載の方法。
9. 前記第１の時間間隔が前記第２の時間間隔と重複する、請求項８に記載の方法。
10. 前記第１の時間間隔は、前記第２の時間間隔と重複しない、請求項８に記載の方法。
11. 前記第１の時間間隔が３日から３０日の範囲までであり、前記第２の時間間隔が０日から４日までの範囲である、請求項８に記載の方法。
12. 前記第２の時間間隔が前記異物反応の止血および炎症段階中に提供され、前記第１の時間間隔が前記異物反応の増殖およびリモデリング段階中に提供される、請求項８に記載の方法。
13. 前記宿主の外部にある光源を提供するステップと、
    前記光源と光学的に結合された光送達構造を提供するステップと、
    前記宿主の皮膚を通して前記光送達構造を挿入して、皮下組織の前記領域の１つまたは複数の部分に到達するステップと、
    を含む、請求項１に記載の方法。
14. 前記光送達構造が光導波路を含む、請求項１３に記載の方法。
15. 前記光送達構造は、直径が８ミクロン（μｍ）から２５０μｍまでの範囲の光ファイバを含む、請求項１３に記載の方法。
16. 皮下組織の前記領域の上にある皮膚を追加の光で照射するステップをさらに含む、請求項１に記載の方法。
17. 宿主の皮下組織の領域内に少なくとも部分的に挿入されるように構成された異物と、
    皮下組織の前記領域内の異物反応を調節するために、皮下組織の前記領域の１つまたは複数の部分を照射するために、１つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源と、
    を含む、デバイス。
18. 前記光源が、皮下組織の前記領域と位置合わせされた前記宿主の皮膚の部分を通して前記光を照射するために、皮下組織の前記領域の外側に設けられる、請求項１７に記載のデバイス。
19. 前記光源と光学的に結合された光送達構造をさらに含み、前記光送達構造の少なくとも一部は、皮下組織の前記領域内に存在して、皮下組織の前記領域の１つまたは複数の部分を照射することができる、請求項１７に記載のデバイス。
20. 皮下組織の前記領域と位置合わせされた前記宿主の皮膚の部分を通して光を照射するために提供される追加の光源をさらに含む、請求項１９に記載のデバイス。
21. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項１７に記載のデバイス。
22. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、４００ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項１７に記載のデバイス。
23. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、６００ナノメートル（ｎｍ）から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項１７に記載のデバイス。
24. 光の前記１つまたは複数のピーク波長は、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、前記第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、前記第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある、請求項１７に記載のデバイス。
25. 前記デバイスが連続血糖モニタを含み、前記異物が前記連続血糖モニタのセンサプローブを含む、請求項１７に記載のデバイス。
26. 前記光源と光学的に結合された光送達構造をさらに含み、前記光送達構造の少なくとも一部は、皮下組織の前記領域内に存在して、皮下組織の前記領域の１つまたは複数の部分を照射することができる、請求項２５に記載のデバイス。
27. 宿主の皮下組織の領域内に少なくとも部分的に挿入されるように構成された異物と、
    １つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源と、
    前記光源と光学的に結合された光送達構造であって、前記光送達構造の少なくとも一部が皮下組織の前記領域内に存在して、皮下組織の前記領域の１つまたは複数の部分を照射することができる、光送達構造と、
    を含む、デバイス。
28. 前記デバイスが連続血糖モニタであり、前記異物が前記連続血糖モニタのセンサプローブを含む、請求項２７に記載のデバイス。
29. 前記光送達構造は、前記センサプローブの１つまたは複数の部分を取り囲むように配置される、請求項２８に記載のデバイス。
30. 前記光送達構造は、前記センサプローブと平行に配置される、請求項２８に記載のデバイス。
31. 前記光送達構造は、前記センサプローブと非平行に配置される、請求項２８に記載のデバイス。
32. 前記光送達構造の少なくとも一部が、前記センサプローブの活性感知領域の０．５ミリメートル（ｍｍ）以内に配置される、請求項２８に記載のデバイス。
33. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項２７に記載のデバイス。
34. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、４００ナノメートル（ｎｍ）から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項２７に記載のデバイス。
35. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、６００ナノメートル（ｎｍ）から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項２７に記載のデバイス。
36. 光の前記１つまたは複数のピーク波長は、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、前記第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、前記第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある、請求項２７に記載のデバイス。
37. 前記デバイスは、ペースメーカ、インプラント型心臓除細動器、インプラント型心臓モニタ、蝸牛インプラント、関節置換インプラント、美容インプラント、薬物送達デバイス、または子宮内デバイスのうちの１つである、請求項２７に記載のデバイス。
38. 前記光源に電力を供給するように構成された電源と、前記光源の投与パラメータを制御するように構成された制御モジュールとをさらに含む、請求項２７に記載のデバイス。
39. 前記電源は、バッテリおよび充電式バッテリのうちの少なくとも１つを含む、請求項３８に記載のデバイス。
40. 前記電源は、誘導結合電源を含む、請求項３８に記載のデバイス。
41. 前記制御モジュールが、前記光源の前記投与パラメータを能動的に制御するマイクロプロセッサを含む、請求項３８に記載のデバイス。
42. 前記光源の前記投与パラメータが外部電子機器によって決定される、請求項３８に記載のデバイス。
43. 前記電源が、前記異物の１つまたは複数の機能を動作するための電力を提供するようにも構成される、請求項３８に記載のデバイス。
44. 前記電源および前記制御モジュールは、皮下組織の前記領域の外部に配置される、請求項３８に記載のデバイス。
45. 宿主内の血糖濃度を監視するように構成されたセンサプローブと、
    前記宿主への経皮挿入のために前記センサプローブを機械的に支持するセンサホルダと、
    １つまたは複数のピーク波長の光を放射することができる光源と、
    前記光源と光学的に結合された光送達構造であって、前記宿主への経皮挿入のために構成される、光送達構造と、
    を含む、連続血糖モニタ。
46. 前記光送達構造が光導波路を含む、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
47. 前記光送達構造が、８ミクロン（μｍ）から２５０μｍまでの範囲の直径を有する光ファイバを含む、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
48. 前記光送達構造が前記センサプローブと平行に配置される、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
49. 前記光送達構造が前記センサプローブと非平行に配置される、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
50. 前記光送達構造が前記センサホルダによって機械的に支持される、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
51. 前記光送達構造が、前記センサプローブの長さよりも短い長さを含む、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
52. 前記光送達構造の少なくとも一部が、前記センサプローブの活性感知領域の０．５ミリメートル（ｍｍ）以内に配置される、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
53. 前記光送達構造が、前記センサホルダと前記宿主との間に配置された別個の構造によって機械的に支持される、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
54. 前記光送達構造が、前記センサホルダの横方向周囲に沿って配置された別個の構造によって機械的に支持される、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
55. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
56. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、４００ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
57. 光の前記１つまたは複数のピーク波長が、６００ナノメートル（ｎｍ）から１６００ｎｍまでの範囲の第１の波長を含む、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。
58. 光の前記１つまたは複数のピーク波長は、３１５ナノメートル（ｎｍ）から６００ｎｍまでの範囲の第１の波長と、前記第１の波長とは異なる第２の波長とを含み、前記第２の波長は６００ｎｍから１６００ｎｍまでの範囲にある、請求項４５に記載の連続血糖モニタ。

Images