JP4551498B2 - 人工括約筋 - Google Patents

Description

本願発明は、尿道、肛門等の括約筋の機能を補助或いは代行する人工括約筋に関する。

図７により従来の人工括約筋について説明する。
図７（ａ）は、形状記憶合金を用いた人工括約筋の概要を示す（例えば特許文献１参照）。
図７（ａ）の人工括約筋は、膀胱Ｂに通じる尿道管ＵＤの周囲に形状記憶合金ＳＭＡを装着してある。尿道管ＵＤは、尿道海綿体（図示せず）からなり、その中央に尿の通路である尿道（図示せず）を備えている。
通常（非排尿時）形状記憶合金ＳＭＡは、尿道管ＵＤを圧迫して（尿道海綿体を圧迫する）尿道を閉塞している。即ち非排尿の状態にある。
排尿のときは、電熱器、温水等の加熱手段ＨＣによって形状記憶合金ＳＭＡを加熱或いは暖めると、形状記憶合金ＳＭＡは記憶した形状に戻るため、尿道管ＵＤは弛緩して尿道が開く。即ち排尿の状態になる。排尿後形状記憶合金ＳＭＡの加熱を中止するか或いは冷却すると、形状記憶合金ＳＭＡは、再び尿道管ＵＤを圧迫する状態に戻り、尿道を閉塞する。

図７（ｂ）は、永久磁石を用いた人工括約筋の概要を示す（例えば特許文献２参照）。
ケースＣは、軟磁性体ＭＭと永久磁石ＰＭ２を収容しており、軟磁性体ＭＭはケースＣに固定し、永久磁石ＰＭ２はケースＣ内を移動する。軟磁性体ＭＭと永久磁石ＰＭ２は、尿道管ＵＤの両側に配置し、通常（非排尿時）永久磁石ＰＭ２は、軟磁性体ＭＭに引き寄せられている。したがって尿道管ＵＤは、永久磁石ＰＭ２によって圧迫され（尿道海綿体が圧迫される）、尿道を閉塞している。即ち非排尿の状態にある。
排尿のときは、体外の永久磁石ＰＭ１を永久磁石ＰＭ２に近付けると、永久磁石ＰＭ２は永久磁石ＰＭ１側へ移動し、尿道管ＵＤは弛緩して尿道が開く。即ち排尿の状態になる。排尿後永久磁石ＰＭ１を永久磁石ＰＭ２から遠ざけると、永久磁石ＰＭ２は、再び軟磁性体ＭＭ側へ引き寄せられて尿道管ＵＤを圧迫し尿道を閉塞する。

特開平７−５１３０４号公報 特開２００４−９７２９５号公報

従来の形状記憶合金を用いた人工括約筋は、尿道管ＵＤの弛緩、圧迫に加熱手段や冷却手段を使用するから、排尿、非排尿が面倒でかつ装置が複雑になる。その上形状記憶合金は、応動が遅いため尿道管ＵＤの弛緩、圧迫の切替えが遅くなり、排尿、非排尿を円滑に行うことができない。
一方従来の永久磁石を用いた人工括約筋は、装置が簡単になり、かつ排尿、非排尿は円滑に行われる。しかしながら非排尿時には、尿道管ＵＤを永久磁石ＰＭ２により軟磁性体ＭＭへ押付けるため、尿道管ＵＤに加わる圧迫力は不均一になり、尿道管は局所的に強く圧迫されるようになる。そのため尿道管ＵＤを長時間圧迫し続けると血行障害になる場合がある。
本願発明は、これらの従来の人工括約筋の問題点を解決することを目的とする。

本発明は、その目的を達成するため、請求項１に記載の人工括約筋は、尿道管等の器官の周囲に巻く紐、その紐の両端の夫々を固定する支持部を備えた体内の２個の磁石、その体内の２個の磁石の夫々が移動する２個の磁石ガイド、前記体内の２個の磁石の夫々を引き寄せる又は引き離す軟磁性体、及びその軟磁性体を磁化する体外の磁石からなり、前記器官は、前記体内の２個の磁石が前記軟磁性体に引き寄せられているとき閉じ、前記体内の２個の磁石が前記体外の磁石の反発力により前記軟磁性体から引き離されているとき開くことを特徴とする。
請求項２に記載の人工括約筋は、請求項１に記載の人工括約筋において、前記体内の磁石及び前記体外の磁石は永久磁石であることを特徴とする。
請求項３に記載の人工括約筋は、請求項１に記載の人工括約筋において、前記体内の磁石は永久磁石であり、前記体外の磁石は電磁石であることを特徴とする。
請求項４に記載の人工括約筋は、請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の人工括約筋において、前記紐は、帯状の紐であることを特徴とする。
請求項５に記載の人工括約筋は、請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の人工括約筋において、前記軟磁性体の前記体内の磁石を引き寄せる面は円錐状であることを特徴とする。

本願発明の人工括約筋は、尿道管等の外周に沿って紐を巻き、その紐を締めたり緩めたりすることにより尿道海綿体を圧迫したり弛緩したりするから、例えば尿道を閉塞するとき、紐は尿道海綿体を一様に圧迫し、局所的に強く圧迫することがない。したがって本願発明の人工括約筋は、尿道海綿体に無理な力が加わることがなく比較的小さな圧迫力で尿道を閉塞できるから、長時間尿道海綿体を圧迫していても、血行障害は低減する。また紐が幅広の帯状のものの場合には、尿道管の長手方向の広い範囲（幅広の部分）を圧迫し、尿道の広い範囲（長い範囲）を閉塞することができるから、より小さな圧迫力で尿道を閉塞することができる。
本願発明の人工括約筋は、体内の２個の磁石と２個の磁石ガイドを用いているから、紐により尿道管等を曲げることができ、小さな圧迫力で尿道を閉塞することができる。

本願発明の人工括約筋は、紐と磁石を用いるだけで尿道を閉塞し、閉塞を解除できるから、構造が簡単で故障が少なく、体内に長く留置できる。また体外の磁石を軟磁性体に近付けてその磁石の極性を変えて（反転して）、体内の磁石を軟磁性体から引き離したり、軟磁性体へ引き寄せたりするだけで、紐を移動できるから、尿道の閉塞、閉塞解除の操作が簡単になり、かつ紐は、磁石ガイド内を移動する磁石とともに移動するから、紐の移動はスピーディになり、尿道の閉塞、閉塞解除が円滑になる。即ち排尿、非排尿を円滑に行うことができる。また体外の磁石が電磁石の場合には、その電磁石を所定の位置に固定した状態で、電磁石に接続してある励磁電源の極性を切替えるだけで体内の磁石を軟磁性体から引き離したり、軟磁性体へ引き寄せたりできる。
本願発明の人工括約筋の軟磁性体は、体内の磁石を引き寄せる面を円錐状に形成してあるから、体外の磁石の反発力により体内の磁石を軟磁性体から容易に引き離すことができる。

図１〜図６により本願発明の実施例を説明する。なお各図に共通の部分は、同じ符号を使用している。

図１、図２、図３により実施例１を説明する。
図１は、人工括約筋の平面図と側面図である。図１（ａ）は、図１（ｂ）のＸ２部分の矢印方向の断面を示し、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＸ１部分の矢印方向の断面を示す。
図１において、１１は円筒状のカバー（ケース）、１２は蓋、２１は円筒状の磁石ガイド、３１は紐、ＰＭ１は体外の永久磁石、ＰＭ２は体内の永久磁石、ＭＭは軟磁性体（例えば鉄板、パーマロイ等）、ＵＤは膀胱（図示せず）に通じる尿道管、ＵＤ１は尿道、ＵＤ２は尿道海綿体である。カバー１１、蓋１２、磁石ガイド２１は、シリコーン樹脂、フッ素樹脂等の非磁性材料で作製する。

カバー１１は、軟磁性体ＭＭを取付けた磁石ガイド２１を収容し、解放端に蓋１２を嵌めてある。またカバー１１には、尿道管ＵＤが貫通する孔部１３を形成してある。なおカバー１１は、例えば孔部１３を２分するように２つの部分に分割して、孔部１３に尿道管ＵＤを収容してから一体的に組み立てるように構成してある。

磁石ガイド２１は、側面の対向する位置に一対のスリット２３を形成してある。磁石ガイド２１の開放端には、軟磁性体ＭＭを嵌めてある。永久磁石ＰＭ２は、円柱状で、棒状の支持部４１１，４１２を備え、支持部４１１，４１２は、スリット２３内を移動する。
尿道管ＵＤは、紐３１と磁石ガイド２１の底面２２の間にあり、紐３１は、尿道管ＵＤの略半周面に沿って尿道管ＵＤを包むように１回巻いてあり、紐３１の両端は、永久磁石ＰＭ２の支持部４１１，４１２に固定してある。永久磁石ＰＭ１は、通常（非排尿時）永久磁石ＰＭ２に作用しない場所（永久磁石ＰＭ２から離れた場所）にある。永久磁石ＰＭ２は、通常軟磁性体ＭＭに引き寄せられ、軟磁性体ＭＭと接触している。永久磁石ＰＭ２は、永久磁石ＰＭ１を近付けると、後述するように反発力によって軟磁性体ＭＭから引き離され、尿道管ＵＤ側へ移動する。
なおカバー１１は、省略することもできる。

図２は、図１の磁石ガイド２１、永久磁石ＰＭ２、軟磁性体ＭＭ及び紐３１の構成を示す。図２（ａ）のａ２は、図２（ａ）のａ１の矢印方向の平面図、図２（ｂ）のｂ２は、図２（ｂ）のｂ１の矢印方向の平面図、図２（ｃ）のｃ２は、図２（ｃ）のｃ１の矢印方向の平面図である。

磁石ガイド２１は、円筒状の筒体の両側にスリット２３を形成してある。永久磁石ＰＭ２は、円柱状で、両側に突出する一対の支持部４１１，４１２を備えている。軟磁性体ＭＭは、円柱状で、永久磁石ＰＭ２と接触する側は、先端を細くし円錐状に形成してある。したがって永久磁石ＰＭ２は、軟磁性体ＭＭと点接触する。なお軟磁性体ＭＭの円錐状の部分は、円板状（平面状）でもよいが、実験の結果、円錐状にすると、体外の永久磁石ＰＭ１を軟磁性体ＭＭに近付けたとき、永久磁石ＰＭ２は、軟磁性体ＭＭから容易に引き離れることが分かった。その永久磁石ＰＭ２の引き離しは、永久磁石ＰＭ２と軟磁性体ＭＭの接触面積が小さくなるほど容易になる。
紐３１は、図２（ｄ）のｄ１のように太い糸状のもの、或いは図２（ｄ）のｄ２のように扁平な帯状のものを用いる。帯状の紐は、編んだもの、織ったもの、不織のもの、或いはメッシュ状のもの等を用いることができる。紐３１は、非磁性材料で作製する。

図３により、尿道管ＵＤの閉塞、閉塞解除を説明する。
図３（ａ），（ｂ）は、尿道を閉塞している状態（非排尿の状態）を示し、図３（ｃ）,（ｄ）は、尿道の閉塞を解除している状態(排尿の状態)を示す。
図３（ａ），（ｂ）の場合、図１の永久磁石ＰＭ１は、永久磁石ＰＭ２から離れた位置にあるため、永久磁石ＰＭ２は、軟磁性体ＭＭに引き寄せられて軟磁性体ＭＭに接触している。この場合紐３１の両端は、永久磁石ＰＭ２とともに移動して軟磁性体ＭＭ側へ引っ張られているから、尿道管ＵＤの紐３１を巻いた部分の尿道海綿体ＵＤ２は、圧迫されてＸ３のように細くなり、その部分の尿道ＵＤ1は、図３（ａ）のように閉塞する。即ち尿道ＵＤ1は、閉じて非排尿の状態になる。

次に図３（ｃ）,（ｄ）の場合、排尿のため図１の永久磁石ＰＭ１を軟磁性体ＭＭに近付けると（永久磁石ＰＭ１と永久磁石ＰＭ２が反発する極性で近付ける）、軟磁性体ＭＭは磁化されて、永久磁石ＰＭ２を軟磁性体ＭＭから引き離す反発力が生じるため、永久磁石ＰＭ２は、軟磁性体ＭＭから引き離されて尿道管ＵＤ側へ移動する。同時に紐３１の両端も尿道管ＵＤ側へ戻るから、尿道管ＵＤの周囲の紐３１は緩み、尿道管ＵＤの紐３１を巻いた部分の尿道海綿体ＵＤ２は、弛緩してＸ４のように元の太さに戻り、その部分の尿道ＵＤ1は、図３（ｃ）のように閉塞を解除する。即ち尿道ＵＤ１は、開いて排尿の状態になる。
排尿後尿道ＵＤ１を閉塞するときは、永久磁石ＰＭ１の極性を逆にする（反転する）と、軟磁性体ＭＭは、逆の極性に磁化されて永久磁石ＰＭ２を引き寄せ、図３（ａ），（ｂ）の状態に戻る。その後は、永久磁石ＰＭ１は軟磁性体ＭＭから離れた場所へ移動できる。

図３の場合、紐３１は、尿道管ＵＤの外周に沿って巻かれているから、非排尿時（図３（ａ），（ｂ）の場合）尿道管ＵＤの紐３１を巻いた部分の尿道海綿体ＵＤ２を一様に圧迫し、局所的に強く圧迫することがない。したがって尿道海綿体ＵＤ２は、無理な力が加わることがなく比較的小さな圧迫力で尿道ＵＤ1を閉塞することができる。この場合紐３１に帯状のものを用いると、紐３１は、尿道管ＵＤの長手方向の広い範囲（幅広の部分）を圧迫するから、尿道ＵＤ1の広い範囲（長い範囲）を閉塞できる。したがって尿道海綿体ＵＤ２を強く圧迫しないで尿道ＵＤ1の尿の通過を阻止できる。また尿道海綿体ＵＤ２は、一様に圧迫され、局所的に強く圧迫されることがなく、かつ圧迫力は、比較的小さくてよいから、尿道ＵＤ1を閉塞するために尿道海綿体ＵＤ２を長時間圧迫していても、血行障害は低減する。

図３の場合、紐３１は、永久磁石ＰＭ２とともに移動し、永久磁石ＰＭ２は、軟磁性体ＭＭに近付けた永久磁石ＰＭ１の極性を変えるだけ軟磁性体ＭＭから引き離されたり、軟磁性体ＭＭへ引き寄せられたりして移動するから、紐３１の駆動手段が簡単になる。したがって図３の人工括約筋は、構造が簡単で故障が少なく、体内に長く留置でき、かつ尿道ＵＤ1の閉塞、閉塞解除の操作が簡単になる。また紐３１は、永久磁石ＰＭ２とともにスピーディに移動して尿道海綿体ＵＤ２を圧迫したり、弛緩したりするから、尿道ＵＤ1の閉塞、閉塞解除は、永久磁石ＰＭ２の移動速度に対応して行われる。したがって排尿、非排尿は、円滑に行われる。

図３の場合、紐３１の両端は同時に移動するから、一端のみを移動する場合よりも永久磁石ＰＭ２の移動量が小さくなり、磁石ガイド２１を小さくすることができる。
図３は、永久磁石ＰＭ１を軟磁性体ＭＭに近付けたり、遠ざけたりする例について説明したが、永久磁石ＰＭ１は、所定の位置に固定し、永久磁石ＰＭ１を回転させて極性を反転するように構成してもよい。また永久磁石ＰＭ１は、電磁石を用い、その電磁石を所定の位置に固定し、電磁石に接続してある励磁電源の極性を切替えて電磁石の極性を切替えるように構成してもよい。同様に永久磁石ＰＭ２に電磁石を用いてもよい。
ここで本願は、永久磁石と電磁石を含めて磁石と呼ぶ。

図４は、尿道管に紐を複数回（３回）巻いてある。
図４（ａ）は、図４（ｂ）のＸ５部分の矢印方向の断面を示し、図４（ｂ）は、図４（ａ）のＸ６部分の矢印方向の断面を示す。
図４の場合紐３１は、尿道管ＵＤの全周に沿って複数回巻いてあるから、尿道海綿体ＵＤ２をより均一に圧迫し、かつ尿道管ＵＤの長手方向の広い範囲を圧迫して尿道ＵＤ１の長い範囲を閉塞する。したがって紐３１の一巻き毎の圧迫力はそれほど大きくなくても、尿道ＵＤ１は、尿の通過を阻止できる。

図５は、２本の紐を用いている。
図５（ａ）は、図５（ｂ）のＸ８部分の矢印方向の断面を示し、図５（ｂ）は、図５（ａ）のＸ７部分の矢印方向の断面を示す。
紐３１の両端は、永久磁石ＰＭ２の支持部４１１，４１２に固定し、紐３３の両端は、カバー１１に固定してある。
紐３１，３３は、尿道管ＵＤを反対方向へ引っ張り、反対方向から圧迫するから、尿道海綿体ＵＤ２の周面に加わる圧迫力は均一になり、かつ尿道管ＵＤの長手方向の広い範囲を圧迫する。また尿道管ＵＤは、紐３１，３３によって反対方向へ引っ張られるから、磁石ガイド２１の底面２２に接触することなく、尿道ＵＤ１を閉塞し、閉塞を解除できる。

図６は、紐の支持部を永久磁石の端面に設けてある。
図６（ａ）において、紐３１の支持部４１３は、永久磁石ＰＭ２の端面（永久磁石ＰＭ２の移動方向と直交する面）に設けてある。紐３１は、尿道管ＵＤの周面に沿って１回巻き、紐３１の両端は、磁石ガイド２１の底面の開口部２５から磁石ガイド２１内へ引き込み、支持部４１３に固定してある。

図６（ａ）の場合、支持部４１３は、永久磁石ＰＭ２の周面から突出していないから、磁石ガイド２１は、図１の支持部４１１，４１２が移動するスリット２３を形成しなくてもよい。そして支持部４１３は、永久磁石ＰＭ２の周面から突出していないから、永久磁石ＰＭ２は、磁石ガイド２１の円筒内を円滑に移動できる。また紐３１の両端は、支持部４１３の同じ個所に固定してあるから、紐３１は、尿道管ＵＤの周面と接触する範囲が図１の場合よりも大きくなる。

図６（ｂ）の場合、紐３１の一端は永久磁石ＰＭ２の支持部４１３に固定し、他端は支持部４１４に固定してある。支持部４１４は、図１のカバー１１に取付けてもよいし、カバー１１を設けずに筋部等に埋め込む（留置する）こともできる。
図６（ｂ）の場合には、紐３１は尿道管ＵＤの全周に沿って巻かれるから、尿道管ＵＤの圧迫力はより均一になる。

図６（ｃ）の場合は、図６（ａ）の磁石ガイド２１を２個用いている。紐３１は、尿道管ＵＤの周面に沿って１回巻き、その両端は、２個の永久磁石ＰＭ２の支持部４１３に夫々固定してある。図６（ｃ）の場合には、図６（ｄ）のように尿道管ＵＤを紐３１によって膀胱Ｂ方向へやや持ち上げるように磁石ガイド２１を設置すると、尿道管ＵＤは紐３１によって膀胱Ｂ方向へ曲げられ、尿道ＵＤ１の閉塞を補助する。したがってこの場合には、小さな圧迫力で尿道ＵＤ１を閉塞できる。
なお図６（ｃ）の場合、２個の磁石ガイド２１はいずれか１個にして、図６（ｂ）の支持部４１５に相当する支持部を設けてもよい。
前記各実施例は、尿道の閉塞、閉塞解除を例に説明したが、尿道の他人工肛門等、括約筋によって閉塞し、閉塞を解除する器官に利用できる。

本願発明の実施例１の人工括約筋の平面図と側面図である。 図１の磁石ガイド、永久磁石、軟磁性体及び紐の構成を示す図である。 図１の尿道の閉塞状態（非排尿状態）と尿道の閉塞解除状態(排尿状態)を示す図である。 本願発明の実施例２の人工括約筋の平面図と側面図である。 本願発明の実施例３の人工括約筋の平面図と側面図である。 本願発明の実施例４の人工括約筋の側面図である 従来の人工括約筋の概略図である。

符号の説明

１１ カバー
１２ 蓋
１３ 孔部
２１ 磁石ガイド
２２ 底面
２３ スリット
２５ 開口部
３１ 紐
４１１，４１２，４１３，４１４ 支持部
ＭＭ 軟磁性体
ＰＭ１，ＰＭ２ 永久磁石
ＵＤ 尿道管
ＵＤ１ 尿道
ＵＤ２ 尿道海綿体

Claims (5)

1. 尿道管等の器官の周囲に巻く紐、その紐の両端の夫々を固定する支持部を備えた体内の２個の磁石、その体内の２個の磁石の夫々が移動する２個の磁石ガイド、前記体内の２個の磁石の夫々を引き寄せる又は引き離す軟磁性体、及びその軟磁性体を磁化する体外の磁石からなり、前記器官は、前記体内の２個の磁石が前記軟磁性体に引き寄せられているとき閉じ、前記体内の２個の磁石が前記体外の磁石の反発力により前記軟磁性体から引き離されているとき開くことを特徴とする人工括約筋。
2. 請求項１に記載の人工括約筋において、前記体内の磁石及び前記体外の磁石は永久磁石であることを特徴とする人工括約筋。
3. 請求項１に記載の人工括約筋において、前記体内の磁石は永久磁石であり、前記体外の磁石は電磁石であることを特徴とする人工括約筋。
4. 請求項１から請求項３のいずれかの請求項に記載の人工括約筋において、前記紐は、帯状の紐であることを特徴とする人工括約筋。
5. 請求項１から請求項４のいずれかの請求項に記載の人工括約筋において、前記軟磁性体の前記体内の磁石を引き寄せる面は円錐状であることを特徴とする人工括約筋。

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