JP4856633B2 - 植え込まれたデバイス及び物質への拒絶反応を最小化するための電界を印加する装置 - Google Patents
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Description
1.生体液(Biofluids):細胞外環境で見られる液体で、例えば、間質液(interstitial fluid)、脳脊髄液(cerebrospinal fluid)などであり、限定されないが、タンパク質、ホルモン、栄養素、電解質、異化生成物(catabolic products)又は導入された異物など、様々な物質を含み、対象の生体全体に見られる液体である。
2.デバイスのクリティカルストラクチャ/フィーチャ(Critical structures/features of devices):細胞、タンパク質、線維状カプセルの存在、又はその他の液流(flow)の制限又は遮断が、対象とするデバイスの性能を低下させるところに位置するデバイスのあらゆる部分。例えば、これらの部分は、液体の流入部又は流出部、センサの位置などに関連している。
3.デバイス(Device):この発明に関連するデバイスは、装置(apparatus)、機器(instruments)、システム、構造物(structures)、物質(materials)、又はホストボディー(host body)に対してノンネイティブなその他の対象物を意味し、対象の生体における1つ以上の皮下領域(subdermal regions)における一部又はすべてのいずれかに配置された、組成が無機又は有機のものである。
4.電気泳動(Electrophoresis):分子又は粒子(実効電荷を有する)の電界の影響下における移動。
5.皮下(Subdermal):皮膚の下。本発明に関しては、この領域には、対象の生体内に位置する組織、臓器、腔(cavities)、液体(fluids)、血管又は接続構造(connective structures)などが含まれる。また、この関係では、皮下には、マイクロデリバリ針などのデバイスによって穿孔されるか、貫通される真皮(dermis)領域も含まれる。
6.対象物(Subject):生体内及び/又は生体上に1つ以上のデバイスを有する人間又は哺乳動物。
電気泳動回路は、様々な形状及び組成を有する1つ以上の電極を用いることによって完成される。好ましい実施の形態には、デバイスのクリティカルストラクチャの少なくとも一部を構成するか又はそれに近接する少なくとも1つの第1電極、及び少なくとも1つの第2電極又はデバイスの機能に対して非クリティカルな領域に位置する第2電極がある。
電解液及び液体は、第1電極と第2電極との間の電気的接続手段を構成する周辺組織によって提供される。本発明に係る特定の実施の形態では、第2電極は対象の皮膚又は生体の外側に配置される。そのような実施の形態では、第2電極から皮下領域への電気的接続を維持するために、電気的接続を確実にする手段(例えば、塩分を含んだ溶液又は導電性ゲル)が、通常存在している必要がある。
電気泳動を目的とする電極の活性化は、様々な態様で実施することができる。それらには、限定されるものではないが、コマンドによる活性化、周期的な活性化、又は例えば常に「オン」というような実質的に連続的な活性化が含まれる。すなわち、このようなことは、限定された活性化のパターンが、より少ないアクティビティでフォローされることを示している。この実施の形態に関する例は、デバイスの植え込み後すぐ、例えば24〜72時間に、電流の頻回(frequent)パルスを使用することである。それによって、より低く、より多くの慢性炎症性アクティビティを処置することができるように、植え込み物の残りの寿命に対して、より低い周波数又は周期の供給によってフォローされる創傷治癒カスケードの初期段階を限定することができる。
式(1) デューティサイクル(ON時間/OFF時間)=R2/(Rl+2R2)
R1=98Kohm、R2=1Kohm、C=10μfと仮定すると、デューティサイクルは、1/(98+2*1)又は1%と等しく、パルス周波数は1.44Hzに等しい。エレクトロニクス技術分野の専門家であれば、別の種類のパルスパターンと同様に、遅延及びパルス振幅又は周波数の変化を含む、より複雑な回路を容易に考えることが可能であり、本発明の範囲内で採用可能なことを容易に理解できるであろう。
線維状カプセルの形成を遅らせるか又は抑制するための電流を発生させる装置は、新たな利用方法があり、様々な植え込み医療デバイスと共に用いることに適している。これらのデバイス及びシステムは、限定されるものではないが、カテーテル、MEMS(微小電子機械システム)ベースの薬剤送達システム及び脱着可能又は取り替え可能な診断器具又は薬剤送達デバイスを含んでいる。また、本発明は、薬剤の経皮送達及び間質液のサンプリングに適したデバイスが記載されている米国特許出願第10/032,765号「生体のモニタリング及び治療用コンパウンドの送達用ゲートウェイプラットフォーム」に開示されているシステムに対して有用である。この発明の構造体の使用に関しては、創傷治癒拒絶反応又はカプセル化の制御を減らすこと、又は周辺組織で発生した電界を使用する利益を享受することができる、その他のデバイス又はシステムに適用することができる。
これらの送達先のサイトには、限定されるものではないが、皮下、脳脊髄、標的の臓器又は腹腔内の位置が含まれる。
Claims (11)
- 皮下の全体又は一部に配置されたデバイスに対する生体の拒絶反応を抑制するために電界を印加する装置であって、
a.生体内に導入されたクリティカルストラクチャ又はフィーチャに近接して、皮下に配置された1つ以上の第1電極と、
b.別の場所に位置する1つ以上の第2電極と、
c.少なくとも1つの前記第1電極及び少なくとも1つの前記第2電極に接続され、少なくとも1つの前記第1電極から少なくとも1つの前記第2電極へ、組織を介して電流を通電するための制御回路及び電源を備え、
前記第1電極と前記第2電極間に、パルス周波数:0.1〜1000Hz、電流密度:0.01〜100A/cm2の条件で電流が通電されるように構成され、さらに、
前記第1電極が半透過性構造体によって組織と分離され、前記第1電極の表面と前記半透過性構造体の組織側の表面との間隔が1μm以上であることを特徴とする装置。 - 1つ以上の前記第1電極が、前記デバイスに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 1つ以上の前記第2電極が、前記デバイスに取り付けられていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 1つ以上の前記第1電極が、前記デバイスに取り付けられていないことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 1つ以上の前記第2電極が、前記デバイスに取り付けられていないことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記デバイスが、実質的に経皮型であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記デバイスが、完全に植え込まれて使用されるものであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記デバイスが、治療薬の送達を目的として用いられるものであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記デバイスが、検体用の生体液のサンプリングを目的として用いられるものであることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記クリティカルストラクチャ又はフィーチャが、前記デバイスの内側と外側との間を仕切る役割をする半透過性構造体で構成され、1つの前記第1電極が、前記半透過性構造体に近接して位置することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 1つの前記第1電極が前記デバイスの内側に位置し、1つの前記第2電極が前記デバイスの外側に位置し、電流が前記半透過性構造体を流れるように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の装置。
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