JP5371971B2 - 目標組織領域における所望方向性を維持するための移植可能型デバイス、システム及び方法 - Google Patents
目標組織領域における所望方向性を維持するための移植可能型デバイス、システム及び方法 Download PDFInfo
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Description
1965年に最初に説明があったのは、睡眠時無呼吸は、睡眠中における呼吸の短い中断(10秒以上)により特徴づけられる呼吸障害である。睡眠時無呼吸は、一般的ではあるが深刻な、場合によっては生命にかかわる状況であり、1800万人にも及ぶ米国国民に影響のあるものである。いびきも、睡眠時無呼吸状況とは独立して又は当該状況の際中に発生する可能性がある。
図1が示すように、上気道は、鼻の先端に位置づけられる鼻弁から始まり声帯を収容することからボイスボックスとも呼ばれる喉頭へ延びる導管からなる。咽頭(ギリシャ語でpharynx,意味は「喉」)は、頭部の口腔及び鼻腔から食道及び喉頭に至る上気道における錐体状通路である。咽頭は、呼吸機能及び消化機能の双方を担うものである。環状筋及び縦走筋の双方は、この器官の壁部に存在し、これら壁部は、咽頭壁と呼ばれる。環状筋は、食道に食物を押し込む補助をなし、空気が吸い込まれることを防止する締め付け部を形成する一方、縦走筋は、飲み込みの間に咽頭の壁を持ち上げる。
この導管に沿う全ての組織が動的で呼吸サイクルに反応性があるものの、咽頭だけが全体的に折り畳めるものとなっている。この領域内の咽頭構造及び個々の解剖学的構成部は、咽頭壁、舌根、口蓋垂を持つ軟口蓋、及び喉頭蓋を含む。
今まで、上気道全体に沿った崩壊に対処する治療モダリティだけが、持続的気道陽圧法(CPAP;continuous positive airway pressure)マシンのような機械的陽圧呼吸装置である。様々な外科的処置及び口腔装置のような他の全てのモダリティは、本質的に、気道の特定の領域(口蓋、舌根及び舌骨レベルなど)に対処するものであるが、治療しない咽頭壁の部分を残すものである。これにより、OSAを制御する際に手術又は機器におけるCPAPの相当に高い成功率になりうる。呼吸サイクルに対し本質的に気道副木として振る舞うCPAPは非常にうまくいくものの、非常に重大な欠点が幾つかある。それは、着用するのに嵩張って移動しづらいものであり、社交面で受け入れ難く、そして、多くの点(閉所恐怖症、顔及び鼻マスク圧力炎症、気道刺激などの理由)で耐えられないものとなる可能性がある。これら要因により、比較的に乏しい長期順守率となる。或る研究では、患者の65%が、6ヶ月のうちに自分のCPAP治療を断念することを明らかになった。OSAの他の現在の治療には、オトガイ舌筋向上(GA;genioglossal advancement)、上下顎向上(MA;maxillomandibular advancement)及び舌骨筋切離術がある。InfluENT Medicalは、縫合線ループが、舌を通り下顎の中に本来的に挿入されるネジに固定されるようにしたオトガイ舌筋向上処置を提案している。他の処置の舌骨筋切離及び懸垂において、舌骨は、舌骨に結ばれ縫合線を用いて向上させられ、当該構造を下顎に位置づけられる2つのネジに固定する。これらの治療は、侵襲性の高い外科的処置及び長い回復時間を伴うものであり、これにより、患者への魅力が比較的に乏しいものとなっている。
人類において、舌は、多種多様な動きを受ける器官であり、その1つの理由として、話すこと、食べること及び飲み込むことを含む広範な活動に絡んでいることがある。人が目を覚ますと、舌は通常、上前方の位置に動く。人が眠ると、舌の筋肉は、弛緩し、非常に広い範囲の方向に動くことができる。この動きは、横方向、後方、前方、頭方、尾方、転がりの態様で、又はこれらの組み合わせの態様で生じる可能性がある。
上述したように、睡眠時無呼吸は、気道が封鎖されるようになると生じる。気道の封鎖は、上気道系の少なくとも一部における筋肉が緊張性を失い当該気道が閉鎖されることを許すときに生じる可能性がある。本発明は、様々なデバイスを上気道系の様々な組織に挿入して、その周囲組織の再整形、再配置又は張力印加をなすようにすることを意図するものである。
閉塞性睡眠時無呼吸は、軟口蓋の組織が「柔らかい」状態になるときに生じる可能性がある。図5Aに示されるように、軟口蓋の柔らかい組織は、舌の裏、又は他の気道構造で崩壊し、これにより気道を閉鎖する可能性がある。したがって、この気道の閉鎖を軽減又は排除するよう軟口蓋の組織の張力印加及び/又は再配置を行うことが望ましい。
閉塞性睡眠時無呼吸は、図6Aに示されるように、口蓋垂が「柔らかく」及び/又は歪んだものとなるときにも起きる。口蓋垂が柔らかくなると、これは後方に位置づけられることができることになり、舌の裏及び/又は咽頭壁に対して崩壊し、図6Aに示されるように気道を閉鎖する。したがって、気道の閉鎖を軽減するよう前方への口蓋垂の張力印加及び/又は再配置をすることが望ましい。
閉塞性睡眠時無呼吸はまた、舌の筋肉が緊張性を失うときにも起こり、口蓋垂及び/又は咽頭壁に対して後方に舌根を崩壊させ、これにより、図7Aに示されるように気道を閉鎖する可能性がある。したがって、舌における筋肉に張力をかけ、或いは気道の閉鎖を軽減するように舌を位置づけ直すのが望ましい。
閉塞性睡眠時無呼吸の他の原因は、喉頭蓋の異常性を含み、これは、図8Aに示されるように気道を閉鎖し又は制限するものである。例えば、喉頭蓋は、脱出して気道を閉鎖するように折れ曲がる。また、喉頭蓋は、歪みうるものであり、これにより気道を制限する可能性がある。喉頭蓋はまた、筋肉の緊張性を失い「柔らかい」ものともなりうる。柔らかな喉頭蓋は、気道を制限する可能性がある。したがって、気道の閉鎖を軽減するように喉頭蓋の張力印加又は再位置付けをなすことは望ましいのである。
閉塞性睡眠時無呼吸の他の原因は、上気道に沿う咽頭壁における筋肉が緊張性を失うときにある。これらの筋肉が弛緩するとき、図9Aに示されるように気道を閉鎖する可能性がある。このことは、上気道筋肉の過剰な弛緩を伴う個人又は気道が既に狭い個人において特に当てはまる。個人の気道は、その個人の特定の組織形態により生来的に狭いことがあり、或いは肥満又はその他の病気のような他の要因のために狭くなっている可能性がある。したがって、気道の閉鎖を軽減するよう上気道における筋肉に張力をかけることが望ましい。
治療装置10は、3つの異なる方法のうちの少なくとも1つにより睡眠時無呼吸の治療に用いることができる。
A.とげ付き縫合線
上述したような治療装置10は、様々な方法で構成可能である。1つの代表的実施例において、治療装置10は、図10A及び図10Bに示されるように、とげ付き縫合線110の形態を採る。とげ付き縫合線110は、気道の組織領域における所望の方向での移植のためにサイズ設定され構成された長手ボディを有する。縫合線110は、ナイロン、ポリプロピレン又はステンレス鋼などの柔軟性のある糸様プラスチック又は金属材料を有することができ、望ましくは、前に規定したように本質的に引張可能なものとされるのが良い。
これまで概略的に述べたように、1つ又は複数のとげ付き縫合線110は、口蓋垂14に移植可能である。図11Aは、とげ付き縫合線110を挿入するのに使用するための代表的機器16を示している。この機器16は、縫合線110を通過させるのに十分大きな孔20を備えた中空の鋭利な針18を有する。中空の鋭利な針18は、柄22に付けられるようにしてもよい。好ましくは、針18は、緩やかに湾曲した形状を有し、軟口蓋24に相似のものとするのが良い。針18は、柄22による近位端と、当該柄から間隔をおいた遠位端とを含む。
1つ又は複数のとげ付き縫合線110は、前方へ舌34を引き開放気道を保持するために舌34に挿入可能である。舌根は、様々な方法によりとげ付き縫合線110の使用により前方に引かれることができる。
1つ又は複数のとげ付き縫合線110を、口蓋24の緊張性を改善しいわゆる「柔らかい口蓋」を軽減するよう口蓋弓52に移植することができる。
茎突舌骨筋、舌骨舌筋、茎突咽頭筋、口蓋舌筋、口蓋咽頭及び咽頭収縮筋(図15Aに示される)を含む咽頭側壁筋肉のいずれかの組み合わせに張力を掛けるよう1つ又は複数の所望の方向に1つ又は複数のとげ付き縫合線110を移植することは、横の気道壁崩壊を排除することに役立つものである。この実施例における所望の方向は、軸の(すなわち、概して下から上への)方向に筋肉を縮めるようとげ付き縫合線110に張力を掛けるか、又は例えば椎前筋膜などの下層構造への結合によって横方向に筋肉に張力を掛ける、という治療目的によって決まる。一端において当該下層構造の中へ横に延びる軸状縫合線110などの技術の組み合わせも、用いることができる。
1つ又は複数のとげ付き縫合線110は、開放気道を保持するように喉頭蓋56に移植されることができる(図16A及び図16B参照)。とげ付き縫合線110は、様々な態様で、「柔らかい喉頭蓋」を治療することに役立つ。
軟口蓋24における牽引ステッチ口蓋垂形成術は、縫合線ループ50を形成する標準的なとげ無し縫合線を用いて行うこともできる(図17A参照)。標準的な縫合線ループ50は、硬口蓋28に挿入され、その後に手短に口蓋垂14を出て、次いで口蓋垂14の組織を通り戻るように継続し、硬口蓋28を通り最終的に出るため及び硬口蓋28への最終的結合のために戻るようにされる針を用いて適用することができる。
A.縫合線の調整
縫合線110/210における張力は、様々な方法で調整可能である。図18Aないし図18Cにおいて分かるように、縫合線210における張力の調整のための手段の1つは、先細の釘58を含むものである。この方法において、孔64を含むベースプレート62は、硬口蓋28に取り付けられる。図18Bにおいて分かるように、縫合線210は、ベースプレート62における孔64に適合した先細釘58を通されて結ばれる。そして、縫合線210の長さは、先細釘58をその周辺において縫合線210の端部を包むよう捩じり、その後に(図18Cに示されるように)ベースプレート62における孔64の中へ先細釘58を挿入し固定することによって、その治療結果を最大化するよう調整される。このタイプの調整は、とげ付き縫合線110とともに用いることもできる。縫合線110のとげ付き部は、前に述べたように、その所望の固定ポイント(例えば口蓋垂)に軟組織を通過させられる。とげ付き縫合線110の場合、滑らかな端部は、先細釘58を通されこれに結ばれる。当該調整の残りは、標準の縫合線210に対するものと同じままである。
縫合線の除去は、とげ付き縫合線110に関して特に重要な問題である。とげ付き縫合線110は、節のない状態でいずれの方向にも自由に動かすことのできる慣例的な縫合線のように除去することはできない。とげ付き縫合線110は、開始ポイントから固定ポイントへ(例えば、硬口蓋から口蓋垂へ)1方向に自由に動く。したがって、固定位置を容易に識別することができるようにすることが望ましい。1つの方策は、綿撒糸60など、固定ポイントの近くに識別可能マーカを配置することを含む(図17C参照)。この識別可能マーカは、触診により、或いはプローブを用いることにより、簡単に見つけられる筈である。例えば、マーカは、X線で位置特定可能なものとすることができ、或いは、このマーカは、磁気プローブを用いて位置特定可能な強磁性体小片を有することができる。他の代替例は、共振周波数を誘発させることになる超音波プローブを用いることを含む。
睡眠時無呼吸を治療するために患者の気道を安定させ維持するために他の装置及び方法を利用可能であることも意図している。例えば移植構造は、舌の動き及び/又は形状に影響を及ぼす外来筋領域の中、上又は近傍における移植のためにサイズ設定され構成されることができる。このような外来筋の例には、例えば、図1Bに示されるように、オトガイ舌筋、舌骨舌筋、茎突舌筋及び口蓋舌筋がある。この構造の位置は、舌を所望の方向に維持するよう外来筋領域に対して安定化させられる。
図23Aないし図23Cは、1つの代表例として、舌の動き及び/又は形状に影響を及ぼす外来筋領域の中、上又は近傍における移植のためにサイズ設定され構成された補強部材72を有する移植構造を示している。図23Aに示されるように、補強部材72は、舌の下にある外来筋領域に少なくとも一部が重なるようサイズ設定され構成される。
図24Aないし図24Cは、他の代表例として、舌の動き及び/又は形状に影響を及ぼす外来筋領域の中、上又は近傍における移植のためにサイズ設定され構成されたフック部材80を有する移植構造を示している。図23Bに示されるように、フック部材80は、舌の下にある外来筋領域を通じて延びるようサイズ決めされ構成される。
図25Aは、他の代表例として、舌の動き及び/又は形状に影響を及ぼす外来筋領域における移植のためにサイズ設定され構成されたエラストマ構造76を有する移植構造を示している。図25Aに示されるように、エラストマ構造76は、スプリングの形態をとる。
図26A、図27A及び図28Aは、舌の動き及び/又は形状に影響を及ぼす組織領域における移植のためにサイズ決めされ構成されたエラストマ構造500を有する移植構造の付加的な代表例を示している。図26A及び図27Aに示されるように、治療装置は、舌又は舌の外来筋における所望の方向での移植のためにサイズ設定され構成される長手エラストマ構造500の形態をとる。エラストマ移植構造500は、舌又は舌の外来筋に移植したときに舌を再整形又は移動するよう適合させられている。
おくことができる。例として、PGAビーズ512は、ポリ−L−乳酸(PLLA;poly-L-lactic acid)ビーズ511の間に散在させられるようにしてもよい(図30E参照)。PGAビーズ512は、PLLA511ビーズよりも非常に速いレートで生体分解することになり、これにより、応力のかけられた/伸張させられた状態から弛緩した/収縮した状態へ構造500の漸進的な戻りを可能にする(図30F参照)。
図35Aないし図35Cは、(図26Aないし図26Dに示されるように)コイルスプリング構造510とともに用いることのできるスプリング拡張器の代表例を示している。図35Aにおいて分かるように、スプリング拡張器590は、螺旋の隆起又はその周囲に包まれたネジ山を持つ柔軟性円柱状シャフトである。螺旋の隆起は、柔軟性円柱状シャフトの近位端の近くで始まり、コイルスプリング構造510により形成される相補形の螺旋と噛み合う。柔軟性円柱状シャフト592は、チタン、ニチノール又はポリマのような材料から形成されるのが望ましい。
Claims (27)
- 気道における組織領域において所望の方向に移植をなすようサイズ設定され構成された少なくとも1つの長手非弾性ボディと、
組織を連結させ、前記所望の方向から外れる前記組織領域内での前記長手非弾性ボディの再方向付けを阻止するようサイズ設定され構成された前記長手非弾性ボディから延びる突出部のアレイと、
硬口蓋に配され、前記長手非弾性ボディの張力を調整する調整手段と、
を有し、
前記調整手段は、釘構造及びベースプレートを有し、前記ベースプレートは、硬口蓋に取り付けられるように構成され、前記釘構造が適合される孔を有し、前記釘構造は、前記長手非弾性ボディが前記釘構造を通されてそれに結ばれるように構成され、
前記調整手段は、前記釘構造の周囲に前記長手非弾性ボディの端部を巻きつけるように前記釘構造を捩じることにより、前記長手非弾性ボディの前記張力を調整する、移植システム。 - 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディの前記所望の方向は、張力の状態を含む、システム。
- 請求項2に記載の移植システムであって、前記張力の状態を調整するための構成部をさら含むシステム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディの前記所望の方向は、曲線状構成を含む、システム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディは、柔軟性材料を有する、システム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディは、縫合線材料を有する、システム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記突出部の少なくとも1つは、柔軟性材料を有する、システム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記突出部の少なくとも1つは、とげを有する、システム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディは、口蓋、口蓋垂、舌、喉頭蓋、又は上気道に沿う筋肉における所望の方向での移植のためにサイズ設定され構成される、システム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディに結合された組織固定部をさらに含むシステム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記長手非弾性ボディに結合された骨固定部をさらに含むシステム。
- 請求項1に記載の移植システムであって、前記組織領域の中へ導入され、前記組織領域における移植のための前記長手ボディの通過を受け入れる内部孔を有するようにサイズ設定され構成された移植ツールをさらに含むシステム。
- 請求項12に記載の移植システムであって、前記移植ツールは、組織に入り込むようにサイズ設定され構成された遠位端領域を含む、システム。
- 気道における組織領域における所望の方向での移植のためにサイズ設定され構成された少なくとも1つの長手ボディと、
前記長手ボディから延びているとともに、組織を連結し、前記組織領域における前記長手ボディの移植の後の前記所望の方向から外れる前記組織領域内における前記長手ボディの再方向付けを阻止するようサイズ設定され構成された、垂直付勢された外向き延在状態で前記長手ボディに弾力的に結合されている突出部のアレイであって、前記組織領域における前記長手ボディの移植中に前記長手ボディに対して内向きに曲がることにより弾力的に屈曲するようサイズ設定され構成された突出部のアレイと、
硬口蓋に配され、前記長手ボディの張力を調整する調整手段と、
を有し、前記調整手段は、釘構造及びベースプレートを有し、前記ベースプレートは、硬口蓋に取り付けられるように構成され、前記釘構造が適合される孔を有し、前記釘構造は、前記長手ボディが前記釘構造を通されてそれに結ばれるように構成され、
前記調整手段は、前記釘構造の周囲に前記長手ボディの端部を巻きつけるように前記釘構造を捩じることにより、前記長手ボディの前記張力を調整する、移植システム。 - 請求項14に記載の移植システムであって、前記長手ボディの前記所望の方向は、張力の状態を含む、システム。
- 請求項15に記載の移植システムであって、前記張力の状態を調整するための構成部をさらに含むシステム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記長手ボディの前記所望の方向は、曲線状構成を含む、システム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記長手ボディは、柔軟性材料を有する、システム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記長手ボディは、縫合線材料を有する、システム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記突出部の少なくとも1つは、柔軟性材料を有する、システム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記前記突出部の少なくとも1つは、とげを有する、システム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記長手ボディは、口蓋、口蓋垂、舌、喉頭蓋、又は上気道に沿う筋肉における所望の方向での移植のためにサイズ設定され構成される、システム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記長手ボディに結合された組織固定部をさらに含むシステム。
- 請求項14記載の移植システムであって、前記長手ボディに結合された骨固定部をさらに含むシステム。
- 請求項14に記載の移植システムであって、前記組織領域に導入され、前記組織領域における移植のための前記長手ボディの通過を受け入れる内部孔を有するようにサイズ形成され構成される移植ツールをさらに含むシステム。
- 請求項25に記載の移植システムであって、前記移植ツールは、組織に入り込むようサイズ設定され構成された遠位端領域を含む、システム。
- 上気道に沿う筋肉における所望の方向での移植のためにサイズ設定され構成された少なくとも1つの長手ボディと、
組織を連結し、前記所望の方向から外れる前記組織領域内の前記長手ボディの再方向付けを阻止するようサイズ設定され構成された前記長手ボディから延びる突出部のアレイと、
硬口蓋に配され、前記長手ボディの張力を調整する調整手段と、
を有し、前記調整手段は、釘構造及びベースプレートを有し、前記ベースプレートは、硬口蓋に取り付けられるように構成され、前記釘構造が適合される孔を有し、前記釘構造は、前記長手ボディが前記釘構造を通されてそれに結ばれるように構成され、
前記調整手段は、前記釘構造の周囲に前記長手ボディの端部を巻きつけるように前記釘構造を捩じることにより、前記長手ボディの前記張力を調整する、移植システム。
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