JP6059168B2 - 胃内バルーンシステムならびに治療プロセスおよび製品 - Google Patents

Description

（関連出願の相互参照）
本願は、米国特許出願第１１／６９４，５３６号（２００７年３月３０日出願）の優先権を主張し、米国特許出願第１１／２６３，３０２号（２００５年１０月２１日出願）、同第１１／２６２，６１４号（２００５年１０月３１日出願）、同第１１／３１５，９２５号（２００５年１２月２２日出願）、および同第１１／４５２，６７０号（２００６年６月１４日出願）に関連するものであり、これらの出願の全内容はその全体が本明細書に参考として援用される。

（発明の分野）
本発明は、概して、埋込型体重制御装置に関する。より具体的には、本発明は、病的肥満の治療のために胃内バルーンによって引き起こされる吐き気を低減するための装置および方法に関する。

（背景）
極度に肥満の個人において減量を達成するために使用される胃空間充填材が当技術分野において公知である。この目的のために利用される全ての胃空間充填材は、食道を通って空の袋または空間充填材が胃の中に設置されるという原理に基づいて機能する。その後、袋または空間充填材は、口または鼻を通って胃に挿入される充填管またはカテーテルを通る食塩水等の好適な吹送流体によって（完全または部分的に）充填される。空間充填材は胃の空間を占拠し、それにより、食物に利用可能な余地をあまり残さずに、肥満の個人に対して満腹感を生成する。従来技術の臨床経験は、多くの肥満患者にとって、胃内空間充填材が食欲を制御し、減量を完遂するのに有意に役立つことを示している。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、特許文献１および特許文献２において、Ｇａｒｒｅｎらは、それを通って延在する中央開口部を有する可撓性でドーナツ状の膨張型空間充填材を備える、胃の容積を低減することによってヒトの肥満を治療するための胃挿入物を開示している。空間充填材の少なくとも一部分は、空間充填材を膨張させるための針による穿刺および針の除去時の穿刺の密閉を促進するために、自己密閉の物質を有する。本明細書の方法は、胃の容積を低減するために肥満の治療を受けている個人の胃の内側に空間充填材を配置するステップを含む。Ｇａｒｒｅｎらの胃挿入物は、食欲を制御することに満足できるほど役立つ。しかしながら、挿入物は、吐き気および不快な副作用を引き起こす場合がある。患者の病的な肥満の治療用の胃内バルーンによって引き起こされる吐き気を低減し得る、空間充填システムを有することが望ましいと思われる。

小腸の吸収面を迂回する、または分割あるいは迂回のいずれかによって胃のサイズを低減することを目指す、いくつかの外科技術が試されてきた。これらの手技は、病的な肥満患者において実行することが危険であると証明されているとともに、多数の生命に係る術後合併症を伴っている。さらに、そのような手術手技は、しばしば、元に戻すことが困難である。

肥満の治療のための非外科的アプローチは、ほとんどの個人が食物の摂取量を制限することに十分な意志力を保有しないためにしばしば成功しない、自発的食餌療法を含む。他のアプローチは、しばしば錠剤の形で服用される、メチルセルロース（ＭＣ）等の胃充填材の使用を含む。チルセルロースは、胃の中で拡張して、個人に充満感を残す。また、膨張型の袋または管の組み合わせが提案されており、袋は、胃の中へ飲み込まれ、それに取り付けられる管は、特に食事時間の直前または食事中に、周期的に袋を膨張させるために使用される。いったん個人が摂食すると、袋はいっせいに収縮させることができ、または、発生する消化の状態および胃内容物の漸次低減を刺激するように、数時間の気管にわたって徐々に収縮させることができる。

メチルセルロース（ＭＣ）は、自然で最も豊富なポリマーである、セルロースに由来する水溶性ポリマーである。粘度増強ポリマーとして、それは幅広いｐＨ範囲にわたって沈殿なしで溶液を濃くする。これらの機能性ヒドロゲルは、温度、ｐＨ、または圧力等の変動環境に暴露するにつれて、それらの構造を変化させる場合がある。ＭＣは、加熱または塩添加時に水溶液からゲル化する（Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００２；１８：７２９１，Ｌａｎｇｍｕｉｒ ２００４；２０：６１３４）。ＭＣのこの独特な相転移挙動は、種々の生物医学的用途のために、それが有望な機能性ヒドロゲルとなることを可能にする（Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００１；２２：ｌ１１３，Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ
２００４；５：１９１７）。Ｔａｔｅらは、熱応答性足場材料としてのＭＣの使用を研究した（Ｂｉｏｍａｔｅｒｉａｌｓ ２００１；２２；１１１３）。彼らの研究では、室温で低粘度を示すようにＭＣ溶液が産生され、３７℃で軟質ゲルを形成し、したがって、注射用の膨潤性材料としてＭＣを適切にした。加えて、その熱応答性特徴を使用して、ＭＣは、タンパク質薬剤の送達のためのｐＨ感受性を用いたシステムとして、水性アルギン酸塩を硬化することが報告された（Ｂｉｏｍａｃｒｏｍｏｌｅｃｕｌｅｓ ２００４；５：１９１７）。本発明のいくつかの側面は、膨潤性ヒドロゲル（メチルセルロース等）で充填材の内部空間を充填するための方法および材料を提供し、ヒドロゲルは、温度感受性またはｐＨ感受性ヒドロゲルである。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、１９７９年１月９日発行の特許文献３は、膨張型の袋および管の組み合わせを開示している。管類は、袋に取り付けられ、治療を受けている個人の食道の内側に残る。これらの管はしばしば、食道の浸食および潰瘍を引き起こす。この特許はまた、胃切開方法も開示しており、胃袋を膨張させるために使用される、永久的に取り付けられた管は、胃壁の開口部ならびに腹部の開口部を通って延在する。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、１９８１年１月２７日発行の特許文献４は、胃の外側および隣接に外科的に配置される、膨張型の袋および管の組み合わせを開示している。袋の膨張時に、上腹部が膨張され、満腹感を生成するように胃が圧迫され、それは個人の食物を摂取したいという願望を低減する。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、１９９６年７月８日発行の特許文献５は、その中に通路を有する細長い可撓性管と、膨張した胃挿入物を把持して安定化させるように構築および配設される、可撓性管の遠位端における保持装置とを備える、肥満の治療を受けている個人の胃腔から膨張した胃挿入物を除去するための内視鏡器具を開示している。

例えば、２００４年１１月３０日発行の特許文献６といった、ある従来技術は、胃の神経筋肉組織を刺激するための胃刺激装置を開示している。１つの開示では、消化管または胃への電気刺激の逆行性フィードバック制御を提供するために刺激電極およびセンさを使用して、胃腸の作用を調節する方法を提供する。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、２００６年３月２８日発行の特許文献７は、胃壁の電気刺激用の装置を開示している。装置はまた、胃または胃環境の種々のパラメータを感知するためのセンサ、または物質送達装置等の、他の機能的側面を有してもよい。一実施形態では、内視鏡送達システムが、食道を通って胃の中へ機能的装置を送達し、胃壁の組織を安定化させるために使用される吸引を用いて、それは胃壁に取り付けられる。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、２００３年３月１８日発行の特許文献８、２００６年３月２１日発行の特許文献９、および２００６年７月１１日発行の特許文献１０は、筐体と、筐体内に含有される電子回路と、筐体に連結され、電子回路に電気的に連結される、少なくとも１つの刺激電極と、筐体に連結され、少なくとも１つの刺激電極が胃壁と電気接触するように、胃腔内の筐体を胃壁に取り付ける働きをする、取付装置とを備える、胃刺激装置を開示しており、電子回路は、少なくとも１つの刺激電極を通って胃に電気刺激信号を送達するように構成される。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、１９８７年９月２２日発行の特許文献１１は、食物の摂取を抑止し、バルーンによる胃壁への機械的外傷を最小限化するために、離間した場所のみにおいてバルーンによる胃壁の係合を可能にするように配置される、膨張されると複数の滑面凸状突起を有する、胃に挿入可能および膨張可能なバルーンを開示している。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、２００４年６月８日発行の特許文献１２は、拡張型装置を胃壁に固着あるいは固定することによって内部で維持される、患者の胃に挿入される拡張型装置を開示している。そのような拡張型装置は、患者の胃壁の１つまたはいくつかの襞を通って少なくとも部分的に延在するように構成することができる、１つ以上の締結器への取付のための係留領域を有する。そのような締結器は、種々の構成（例えば、らせん、伸長、リング、クランプ）で形成することができ、非貫通式となるように構成することができる。

米国特許第４，４１６，２６７号明細書 米国特許第４，８９９，７４７号明細書 米国特許第４，１３３，３１５号明細書 米国特許第４，２４６，８９３号明細書 米国特許第４，５９８，６９９号明細書 米国特許第６，８２６，４２８号明細書 米国特許第７，０２０，５３１号明細書 米国特許第６，５３５，７６４号明細書 米国特許第７，０１６，７３５号明細書 米国特許第７，０７６，３０５号明細書 米国特許第４，６９４，８２７号明細書 米国特許第６，７４６，４６０号明細書

したがって、胃の区画のサイズを低減することは、有意な割合の人々において減量を誘発することが示されており、本発明は、胃の区画のサイズを非手術的に低減し、かつ容易に除去される装置を対象としている。さらに、本発明は、薬剤放出能力および／または刺激能力を有する胃空間充填装置を開示する。本発明の一側面は、インプラントによって引き起こされる吐き気を低減するための手段を有する胃内バルーンシステムに関する。

本発明の好ましい実施形態によれば、本発明のいくつかの側面は、互いに固定される少なくとも２つの可撓性の膨張型の空間充填材と、胃の内部の容積に膨張可能であり、他の残りの空間充填材と流体連通していない第１の空間充填材と、薬剤送達機構とを備える、胃の容積を低減することによって患者の肥満を治療するための胃空間充填システムに関する。一実施形態では、薬剤送達機構は、薬剤貯留部と、薬剤貯留部に取り付けられる薬剤放出ポンプと、薬剤分注のために薬剤放出ポンプを始動させるためのマーカセンサとを備える。

一実施形態では、空間充填システムは、受信機または制御器に胃の圧力測定値を伝送するための圧力測定値装置を備える。さらなる実施形態では、胃の内圧を感知するために、圧力センサ要素が胃空間充填システム上に載置される。さらなる実施形態では、圧力センサ要素はさらに、患者の体外の受信機に測定された内圧信号を無線で伝送するための伝送器を備える。測定された内圧は、薬剤貯留部からの薬剤の放出を信号伝達するために、所定の閾値圧力と比較される。いくつかの実施形態では、ｐＨセンサ、流速センサ、温度センサ、電解質センサ、または同等物が、圧力センサ要素を代替してもよい。

一実施形態では、胃空間充填システムの２つの空間充填材のうちの少なくとも１つは、胃の内壁に固着される。さらなる実施形態では、固着作用は、胃の内壁に接触している間に空間充填材が膨張されると固着機構を起動するように、かつ充填材が収縮されると固着機構を逆転するように、配設および構成される。同様に、充填システム上に位置する電気刺激器（電極）が提供され、電極は、胃壁の接触点または部位で構成される。

さらなる実施形態では、少なくとも２つのバルーンの充填システムの少なくとも一部分は、超音波可視性である。可視化の１つの方法は、空間充填材またはその一部に超音波可視性気泡を有することである。別の方法は、空間充填材またはその一部に超音波可視性造影剤を組み込むことである。

一実施形態では、胃空間充填システム上の薬剤含有被覆用の生分解性材料は、ラクチド、グリコリド、カプロラクトン、ポリジオキサノン、炭酸トリメチレン、ポリオルトエステル、およびポリエチレンオキシドのポリマーまたは共重合体から成る群より選択される。

本発明のいくつかの側面は、吐き気止め薬で被覆された、または吐き気止め薬を搭載した胃空間充填装置を埋め込むステップを含む、最小限の吐き気効果で患者の肥満を治療する方法を提供する。

本発明のいくつかの側面は、胃空間充填材と、少なくとも１つの治療用手段と、少なくとも１つの治療用手段を空間充填材に固着するための固着手段とを備える、患者の胃腸系に治療を提供するためのシステムを提供する。一実施形態では、治療用手段は、（ａ）胃腸系の胃または腸への薬剤放出のために薬剤を搭載した薬剤貯留部、（ｂ）胃腸系の胃または腸への電気刺激を提供するための電気刺激アセンブリ、（ｃ）胃腸系の胃または腸への機械的マッサージを提供するための機械的運動アセンブリ、（ｄ）胃腸系の胃または腸への食物吸収を阻害するための吸収阻害手段、（ｅ）信号を感知するため、または胃腸系の胃または腸の症状を診断するためのセンサまたは診断器具、（ｆ）胃腸系の胃または腸への栄養放出のために栄養を搭載した栄養送達設備、および（ｇ）小腸治療から成る群より選択される。
本発明は、例えば以下の項目を提供する。
（項目１）
患者の胃腸系へのオンデマンドの制御された薬剤の送達用システムであって、
胃空間充填材と、
該胃空間充填材の装置に固定される薬剤貯留部と、
該薬剤貯留部から該薬剤を分注するための、該貯留部に固定されるポンプと、
該胃の内部から少なくとも１つの信号伝達パラメータを受信することが可能なセンサであって、該ポンプに機能的に接続され、該少なくとも１つのパラメータが事前設定値の閾値に到達すると該薬剤の送達を始動させるように構成される、センサと
を組み合わせて備える、システム。
（項目２）
前記胃空間充填材は、少なくとも２つのバルーンと、該２つのバルーンを接続するバルーン間部とを備え、前記ポンプは、該バルーン間部に位置する、項目１に記載のシステム。
（項目３）
前記バルーン間部は、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、シリコーン、フッ素重合体、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、それらの共重合体、および熱分解炭素材料を含む不活性セラミックから成る群より選択される、少なくとも１つの材料から本質的に成る、項目２に記載のシステム。
（項目４）
前記少なくとも２つのバルーンのうちの１つの少なくとも相当の部分は、前記薬剤貯留部である、項目２に記載のシステム。
（項目５）
前記薬剤は、制吐剤、吐き気止め薬、および満腹感を生成することが知られているホルモンから成る群より選択される、項目１に記載のシステム。
（項目６）
前記センサは、圧力センサ、ｐＨセンサ、流量センサ、温度センサ、および電解質センサから成る群より選択される、項目１に記載のシステム。
（項目７）
前記ポンプに、または前記センサに接続される電源をさらに備え、該電源は、バッテリである、項目１に記載のシステム。
（項目８）
アンテナを有する電源をさらに備え、該電源は、前記ポンプに、または前記センサに接続され、該電源は、電磁または誘導の連結を使用して、該アンテナを介して遠隔測定でエネルギーを受容する、項目１に記載のシステム。
（項目９）
前記ポンプの動作モードは、遠心、軸方向、脈動、回転、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される、項目１に記載のシステム。
（項目１０）
前記薬剤は、前記胃腸系の腸の胃隣接部分の中へ分注される、項目１に記載のシステム。
（項目１１）
前記薬剤は、前記腸の遠位部分の中へ分注される、項目１０に記載のシステム。
（項目１２）
患者の胃腸系への持続的な薬剤の送達用システムであって、
胃空間充填材であって、薬剤は、該充填材の外部表面の少なくとも一部分上に被覆され、該薬剤被覆は、薬剤を搭載した薬剤担体から成る、胃空間充填材を組み合わせて備える、システム。
（項目１３）
前記薬剤被覆は、層、列、および／または塊のうちの少なくとも１つの形である、項目１２に記載のシステム。
（項目１４）
前記薬剤担体は、シリコーンまたはポリウレタンでできている、項目１２に記載のシステム。
（項目１５）
前記薬剤担体は、生分解性である、項目１２に記載のシステム。
（項目１６）
前記薬剤担体は、ラクチド、グリコリド、カプロラクトン、ポリジオキサノン、炭酸トリメチレン、ポリオルトエステル、およびポリエチレンオキシドから成る群より選択される、項目１５に記載のシステム。
（項目１７）
前記薬剤担体は、コラーゲン、キトサン、エラスチン、ゼラチン、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される、項目１５に記載のシステム。
（項目１８）
前記胃充填材は、前記バルーンの外部表面上に少なくとも１つの溝を有し、少なくとも１つの溝の相当の部分は、製剤で充填される、項目１２に記載のシステム。
（項目１９）
胃壁の筋肉層または該胃の関連神経を電気刺激するためのシステムであって、
胃空間充填材と、該充填された空間充填材の周囲に載置され、該空間充填材が充満すると該筋肉層または神経と接触する少なくとも１つの電極と、該電極に接続される電源と、刺激に対して該電源を起動するための外部伝送遠隔測定信号とを備える、システム。
（項目２０）
前記外部伝送信号は、ＲＦ（無線周波数）信号である、項目１９に記載のシステム。
（項目２１）
前記電源は、電磁連結を使用して、該電源に接続されるアンテナを介して遠隔測定エネルギーを受信する、項目１９に記載のシステム。
（項目２２）
前記電極は、導電性シリコーンでできている、項目１９に記載のシステム。
（項目２３）
患者の胃腸系に治療を提供するためのシステムであって、胃空間充填材と、少なくとも１つの治療用装置と、該空間充填材に該少なくとも１つの治療用装置を固着するための固着装置とを備える、システム。
（項目２４）
前記治療用装置は、前記胃腸系の胃または腸への薬剤放出のために薬剤を搭載した薬剤貯留部である、項目２３に記載のシステム。
（項目２５）
前記治療用装置は、前記胃腸系の胃または腸に電気刺激を提供するための電気刺激アセンブリである、項目２３に記載のシステム。
（項目２６）
前記治療用装置は、前記胃腸系の胃および腸のうちの少なくとも１つに機械的マッサージを提供するための機械的運動アセンブリである、項目２３に記載のシステム。
（項目２７）
前記治療用装置は、前記胃腸系の胃および腸のうちの少なくとも１つへの食物吸収を阻害するための吸収阻害製品である、項目２３に記載のシステム。
（項目２８）
前記治療用装置は、前記胃腸系の前記胃または前記腸における信号を感知するため、または症状を診断するためのセンサおよび診断器具のうちの少なくとも１つである、項目２３に記載のシステム。
（項目２９）
前記治療用装置は、前記胃腸系の胃または腸への栄養放出のために栄養を搭載した栄養送達設備である、項目２３に記載のシステム。
（項目３０）
前記治療は、小腸治療である、項目２３に記載のシステム。

添付図面を参照して読むと、次の発明を実施するための形態から、本発明の付加的な目的および特徴が明白となり、本発明自体が最も良く理解されるであろう。
図１は、２つのバルーンの胃空間充填システムからのオンデマンドの制御された薬剤送達の概略フロー図を示す。 図２は、２つのバルーンの胃空間充填システムからの持続的薬剤送達の概略フロー図を示す。 図３は、腸の中へ薬剤を分注するための能力を有する、２つの空間充填材を有する胃空間充填システムを示す。 図４は、内部ポンプ機構で薬剤を分注するための能力を有する、胃空間充填システムを示す。 図５は、本発明の２つのバルーンの胃空間充填システムの全体描写を示す。 図６Ａは、２つのバルーンの胃空間充填システムの入口部を示す。 図６Ｂは、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムの入口部の切断面１−１の水平断面図を示す。 図７は、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムの第１のバルーン部の前面断面図を示す。 図８Ａは、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムのバルーン間部の前面断面図を示す。 図８Ｂは、図８Ａのバルーン間部の切断面２−２の水平断面図を示す。 図９は、複数の薬剤貯留部の代替実施形態を示す。 図１０は、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムの第２のバルーン部の前面断面図を示す。 図１１Ａは、バルーン空洞内で陥凹した薬剤分注部を示す。 図１１Ｂは、患者の腸領域内へ延在可能な薬剤分注部を示す。 図１２は、自己放出式薬剤貯留部を有する空間充填装置の斜視図を示す。 図１３は、図１２の空間充填システムの切断面３−３の水平断面図を示す。 図１４は、電気刺激能力を有する空間充填装置の斜視図を示す。

下記の本発明の例示的であるが限定的ではない実施形態は、具体的には、肥満を治療するための薬剤送達機構および／または電気刺激機構を備える、胃内空間充填システムに関する。説明が種々の実施形態の具体的詳細を説明する一方で、説明は、例証に過ぎず、本発明を限定するものとして決して解釈されるべきではないことが理解される。さらに、当業者が想到することができる、本発明の種々の用途およびその修正もまた、下記の一般的概念によって包含される。

肥満の内科的合併症は、肺疾患（異常機能、閉塞性睡眠時無呼吸、低換気症候群）、突発性頭蓋内圧亢進症、脳卒中、白内障、非アルコール性脂肪肝疾患（脂肪症、脂肪性肝炎、肝硬変）、冠状動脈性心疾患、糖尿病、脂質異常症、高血圧症、重症膵炎、胆嚢疾患、癌（乳房、子宮、頸部、結腸、食道、膵臓、腎臓、前立腺）、婦人科異常（異常月経、不妊症、多嚢胞性卵巣症候群）、骨関節炎、静脈炎（静脈うっ滞）、皮膚、および通風といった適応症のうちの１つ以上に関する場合がある。本発明の胃内バルーンシステムは、上記の適応症を管理または治療するための治療用手段を提供するものである。

胃は多くの機能を有し、そのうちの１つは、拡張および収縮することである。このＪ字形器官は、極めて活発な筋肉を有する。これらの筋肉は、どれだけの食物が胃の中にあるかに応じて拡張および収縮する。この収縮は、食物の機械的分解の形である。この分解の目的は、化学物質が作用するために利用可能な表面積を増加させることである。胃の胃腺は、化学分解を行う酵素を分泌し、タンパク質を部分的に消化する。ペプシンは、タンパク質を分解する酵素である。胃腺はまた、食物中のほぼ全ての細菌を死滅させる塩酸も分泌し、酸に不安定なタンパク質の分解による消化を助ける。それはまた、塩酸から胃壁を保護する粘液も分泌する。全ての食物が機械的および化学的に分解される時までには、食物は、蠕動によって胃から出て小腸に進入する、半流動性の物質になる。

胃の構造は非常に独特である。それは、噴門、基底部、本体、および幽門といった４つの細分に分けることができる。噴門は、心臓に最も近い領域であり、食道が胃に接続される場所である。基底部は、（直立している個人に対して）胃の残りの部分の上方で曲がる領域である。胃の本体は、中心に位置する最大領域である。幽門は、小腸に接続される領域である。噴門および幽門は、食物および流体の移動を調節する括約筋である。塩酸は通常、食道に逆戻りしない。嘔吐すると食道に焼け付くような感覚があり、これは胃からの塩酸である。

ヒトの胃の容積は個人によって変動する。概して、ヒトの胃は、約１リットルの容積を有する。胃は拡張する能力を有するため、さらに多くの食物を保持することができる。ヒトの胃は、１ガロンよりもよりも多い、最大で４リットルまで膨張させることができる。胃が空の１ガロンの牛乳パックであると想像されたい。食物にとって十分な余地がある。

（２つのバルーンの空間充填システム）
図１−１４は、胃空間充填装置、製造の方法、および薬剤送達、電気刺激、ならびに他の治療用機構の一実施形態または代替実施形態を示す。本発明の胃内バルーンシステムは、治療用手段としての機能を果たすか、またはシステム上の他の治療用手段を固着するための固着手段としての機能を果たしてもよい。治療用手段は、薬剤放出、電気刺激、機械的運動、吸収阻害、センサまたは診断器具、栄養送達、および小腸治療用であってもよいが、それらに限定されない。一実施形態は、表面被覆、封入ポーチ、またはポンプ機構を介して、薬剤または栄養放出のための貯留部としてバルーンシステムを採用するものである。

図１は、２つのバルーンの胃空間充填システムからのオンデマンドの制御された薬剤送達の概略フロー図を示す。本発明の胃充填システムは、１つ以上のバルーンまたはバルーン型充填材を含んでもよい。一実施形態では、システムは、薬剤貯留部と、薬剤貯留部から薬剤を分注するためのポンプと、周辺パラメータを感知し、所望に応じて薬剤の送達を始動させるためのセンサとを備える。使用時において、胃内の２つのバルーンの充填システムは、送達カテーテルを介して食道および噴門切痕を通って患者の胃の中へ挿入される。胃空間充填システムの両バルーンは、装置の送達段階または回収段階中に、カテーテル鞘内に収縮され、折り畳まれ、後退させられる。各バルーンは、所望の容積まで生理食塩水または他の流体で充満されるが、容積は調整可能である。同じ送達カテーテルの別個の管腔を通って、または充填管を通って、貯留部は液体薬剤を搭載する。センサは、マーカまたはパラメータを連続的に監視して、マーカレベルが所定値と比較して正常かどうかをチェックする。薬剤貯留部に取り付けられるポンプは、薬剤放出のために始動される。

ポンプモードは、断続的、連続的、または１回発射のみであってもよい。薬剤送達を始動させるためのマーカまたはパラメータは、ｐＨ、温度、圧力、電解質濃度、電解質種類、ペプチド、または他の生化学的信号を含んでもよい。ポンプは、遠心、軸方向、脈動、回転、遠心および軸方向の組み合わせ、およびその他を含んでもよい。例えば、Ｍｏｒｔｅｚａ Ｇｈａｒｉｂは、非回転式で無ブレードかつ無弁の動作を使用して送出する水力弾性ポンプを開示した（米国特許第６，２５４，３５５号）。例えば、Ｄｉａｚらは、圧力管と、圧力管の第１端に連結される第１のキャップアセンブリと、圧力管の第２端に連結される第２のキャップアセンブリとを含み、第２のキャップアセンブリが圧力管の内部空間に収納される流体容器を支持する流体送達装置を開示した（米国特許第６，２７６，５６７号）。

一般に、ポンプ機構の起動はまた、胃の内部からの信号がない場合に、患者によって開始されてもよい。吐き気の発現時に、患者が嘔吐したい感覚、または過流涎、蒼白、発汗、悪心等の症状の関連自動効果を経験すると、患者は、必要量の薬剤（例えば、制吐薬液、吐き気止め薬、満腹感を生成することが知られているホルモン、および同等物）を送達するようにオンとなる、手持ち式の無線周波数エミッタをオンにすることができる。同様に、薬剤送達を始動させるための事態（パラメータ）は、ｐｌｔ、ｐ、ｔ、電解質、ペプチド、または生化学物質のうちの少なくとも１つであってもよい。当業者であれば、これらのそれぞれがどのように役立つかを理解する。

図２は、２つのバルーンの胃空間充填システムからの持続的薬剤送達の概略フロー図を示す。一実施形態では、胃内の２つのバルーンの充填システムは、バルーンの外側表面の少なくとも一部分上の薬剤被覆（層、列、または塊）を備え、薬剤被覆は、薬剤を搭載した薬剤担体を含む。薬剤担体は、概して、バルーン材料の同様の弾性によって生体適合性である。薬剤担体は、薬剤が担体を通って拡散するために非生分解性（シリコーン、ポリウレタン等）であってもよい。代替実施形態では、薬剤担体は、生分解性である。生分解性材料は、ラクチド、グリコリド、カプロラクトン、ポリジオキサノン、炭酸トリメチレン、ポリオルトエステル、およびポリエチレンオキシドのポリマーまたは共重合体から成る群より選択されてもよい。別の実施形態では、生分解性材料は、コラーゲン、キトサン、エラスチン、ゼラチン、およびそれらの組み合わせから成る群より選択される。使用時、薬剤は、胃に挿入された後の所定の期間にわたって、充填システムから放出し続ける。

図３は、胃腸系４１の中へ薬剤を分注するための薬剤分注部１５を拡張する能力を有する、２つの空間充填材１２、１４を有する胃空間充填システム１０を示すが、図４は、さらに腸の下流部分４２の中へ内部ポンプ機構２９によって薬剤を分注するための能力を有する胃空間充填システム１０を示す。上記のように、内部ポンプ機構は、胃４０の内部信号に反応することによって作動されるか、または体外から患者によって作動されてもよい。

図５は、本発明の２つのバルーンの胃空間充填システム１０の全体図を示す。システムは、入口部１１と、第１のバルーン部１２と、第２のバルーン部１４と、バルーン間部１３と、薬剤分注部１５とを備えてもよい。一実施形態では、バルーンの外側表面２０の少なくとも一部分は、制吐性とともに親水性となるように、または低減した表面摩擦を有するように処置される。互いに対するバルーンの摩擦を防止するために、２つのバルーンが最小距離で分離されることは必須である。２つのバルーン間の距離は、約１０〜４０ｍｍの間、好ましくは、約２０〜３０ｍｍの間でサイズ決定される。充填システムを典型的な患者の胃に適切に嵌合するために、二重バルーン空間充填材の全体的な軸長は、約１００〜３００ｍｍの間、好ましくは、約１５０〜２００ｍｍの間でサイズ決定される。

図６Ａは、２つのバルーンの胃空間充填システムの入口部１１を示すが、図６Ｂは、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムの入口部の切断面１−１の水平断面図を示す。入口部１１の近位端１６は、送達カテーテル鞘に、流体充填管に、または回収可能装置に連結するための連結機構１７を備えてもよい。一実施形態では、入口部は、バルーン外形から最小限の突起を示すように、第１のバルーン内へ陥凹されてもよい。導管２１は、流体連通または器具スループットのための複数の管腔を含んでもよい。一実施形態では、管腔は、自己密閉式または単方向性の一方向弁を有する。管腔は、第１のバルーン１２内への流体注入のための第１の管腔１８Ａと、第２のバルーン１４内への流体注入のための第２の管腔１８Ｂと、薬剤貯留部２７内への薬剤注入のための第３の管腔１８Ｃと、器具（例えば、プッシュプル式プランジャ）が薬剤出口部１５を操作できるようにするための第４の管腔１８Ｄと、必要であれば他の管腔とを含んでもよい。

図７は、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムの第１のバルーン部１２の前面断面図を示す。充填流体は、バルーン壁２３Ａを外向きに拡張するように、管腔１８Ａを経由して第１のバルーン１２の第１の内部空間２２Ａの中に導入される。第１の管腔１８Ａおよび第１のバルーン空間２２Ａの接合面において、流体に一方向の流れのみを許容するように、第１の単方向弁２４Ａまたは制限部を提供する。

図８Ａは、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムのバルーン間部１３の前面断面図を示すが、図８Ｂは、図８Ａのバルーン間部の切断面２−２の水平断面図を示す。一実施形態では、バルーン間部１３は、第１のバルーンを第２のバルーンに接続する鞘壁２６を含む、可撓性の細長い区域を備える。可撓性の細長い区域は、バルーン適合性ポリマー、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリウレタン、シリコーン、フッ素重合体、それらの共重合体、および同等物から選択される材料から作成されてもよい。

バルーン間部の一部分は、薬剤貯留部２７Ｃとしての機能を果たす閉鎖空間を形成し、薬剤注入のための第３の管腔１８Ｃは、単方向制限部２８によって貯留部に一方向に流体連通している。オプションのポンプ機構２９は、鞘壁２６上のポートを通って、または薬剤分注部１５上の排出ポート３０を通って薬剤を放出するように、バルーン間部に、またはそれに隣接して好適に位置する。一実施形態では、鞘壁上または薬剤分注部上のポートには、充填システムからの薬剤放出のための単方向の特徴が装備されている。一実施形態では、ポンプ機構は、埋込型のバッテリまたは電力発生源によって電力供給される。別の実施形態では、ポンプ機構には、電磁エネルギーまたは超音波エネルギーを介して再充電されるもの等の、遠隔再充電式の電力発生要素が装備されている。

図１０は、図５の２つのバルーンの胃空間充填システムの第２のバルーン部１４の前面断面図を示す。既述のように、充填流体は、バルーン壁２３Ｂを外向きに拡張するように、第２の管腔１８Ｂを経由して第２のバルーン１４の第２のバルーン空間２２Ｂに導入される。第２の管腔１８Ｂおよび第２のバルーン空間２２Ｂの接合面において、流体に一方向の流れのみを許容するように、第２の単方向弁２４Ｂまたは制限部を提供する。

一実施形態では、本発明の薬剤貯留部は、バルーン間部内の閉鎖空間であってもよく、または、第１または第２のバルーンのいずれかの内部に好適に位置するポーチであってもよい。別の実施形態では、第１のバルーンおよび第２のバルーンはまた、二方向弁を介して流体連通してもよい。図９の代替実施形態では、第１のバルーンの中の第１の薬剤貯留ポーチ２７Ａ、第２のバルーンの中の第２の薬剤貯留ポーチ２７Ｂ、およびバルーン間部の中の薬剤貯留部２７Ｃは、ポンプ機構２９によって選択的に作動される三方向弁３８を介して制御状態で流体連通してもよい。一実施形態では、薬剤貯留部は、埋め込み期間中に少なくとも１回、再充填されてもよい。

図１１Ａは、第２のバルーン１４のバルーン空洞内の陥凹した薬剤分注部１５を示すが、図１１Ｂは、外向きに突出し、患者の腸領域内へ延在可能な薬剤分注部を示す。薬剤分注部は、分注部１５の周囲に適切に位置する複数の排出ポート３０を有してもよい。

持続的薬剤送達システムにおいて、図１２は、自己放出式の薬剤貯留部を有する空間充填装置１０の斜視図を示す。第１のバルーン１２、第２のバルーン１４、およびバルーン間部１３を含む、システムの外側表面は、複数の被覆域３１を有するようにサイズ決定され、構成されてもよい。一実施例では、被覆域は、薬剤含有被覆の相当量を保持し得る、槽状または溝状の区域である。図１３は、図１２の空間充填システムの切断面３−３の水平断面図を示す。被覆域を含むバルーンの全体的な外形は、バルーンの本来の外部外形と実質的に同等である。いくつかの側面では、薬剤含有被覆は、生分解性であって、特定の速度および継続時間で生分解するようにサイズ決定され、構成される。一実施形態では、被覆材料は、持続的薬剤拡散のためのスポンジまたは発泡体のような、高い割合の空隙または微小孔を含むエラストマー材料である。

図１４は、電気刺激能力を有する空間充填装置１０の斜視図を示す。一実施形態では、バルーンの最外周に電極３３Ａ、３３Ｂを提供する。電極は、絶縁導体３４を介して発電機３２に接続される、点電極、列電極、輪状電極、面積電極、または同等物であってもよい。発電機は、神経刺激またはホルモン分泌のための無線周波数エネルギーを提供し得る。電極は、概して、金網、金属線、または導電性エラストマーシリコーン等の、可撓性導体材料から作成される。導電性シリコーンは、十分に分散された金属粒子を有する弾性シリコーンから作成されてもよいことが、当業者に公知である。

欧州において規制認可を受け、米国で後期臨床試験を済ませた、減量達成用の１つの従来の装置は、Ｍｅｄｔｒｏｎｉｃの胃刺激システムである。この装置によるこれまでの結果は不本意であり、極めて重要な米国の試験は、有効性についての事前設定された終了点を満足しなかった。一般に、装置は、正常な運動性を持つ患者の胃の中で乱れた運動を起こし、吐き気が重要な問題点であると思われる。これらの種類の装置に大幅な改善の余地があり、種々の電極、電極に対する種々の位置、および印加されている電気パルスの強度および調律の変動を試験する価値があると思われる。本発明の１つの具体的側面は、胃の刺激のために、ある特定のパターンで配設および離間される電極を有するバルーン、好ましくは二重バルーンを提供することである。本発明の別の具体的側面は、意図された胃または腸の刺激のために、固着された電気刺激サブユニットを有するバルーンシステムを提供することである。

一実施形態では、バルーンの間の接続部材、例えば、図５のバルーン間部は、可撓性および／または弾性の材料によって作成されている。別の実施形態では、接続部材は、２つの空間充填材の間における流体連通を可能にしない、中実の可撓性材料によって作成されている。

本発明の装置は、移行、腸閉塞、出血性素因、浸食、胃またはあらゆる内蔵の穿孔、および同等物を防止または回避するための機構を提供することを意図する。アクセス部位関連の軽度の合併症、装置の存在による、またはアクセス関連の問題点による、多少の患者の不快感、吐き気、膨満感、および同等物等のいくつかの合併症は、装置設計の有益性が危険性を上回れば容認可能である。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、２００５年５月１０日発行の米国特許第６，８９０，３００号は、センサにおける誘導インダクタンスの検出に基づく、ＭＥＭＳ（微小電気機械システム）チップセンサを開示している。センサは、流体圧力または他のマーカレベル（例えば、バイオマーカ）の検出のための環境において使用される。パラメータ変化を感知するための方法およびシステムが、ヒトにおいて特に有用である。例えば、ｐＨセンサを使用して、過度の酸濃度が感知されると、バルーンシステム上の装置が、例えば、本明細書で開示されるような薬剤送達ポンプを使用して、制酸薬を放出するために始動される。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、２００５年９月６日発行の米国特許第６，９３９，２９９号は、コンデンサおよびインダクタを１つの小型チップに統合する埋込型微小圧力センサを開示し、コンデンサは、上部蓄電板と、１つ以上のスパイラルインダクタコイルに接続される下部蓄電板とを有する。センサは、上部蓄電板の最上部に配置される薄くて頑丈な膜を形成して、外部の流体圧力を感知するようにシリコーンから微細機械加工される。センサの共振周波数は、センサの近位に配置される外部検出器ピックアップコイルによって、遠隔監視され、かつ、連続的に測定されることができる。

その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、２００６年１１月７日発行の米国特許第７，１３１，９４５号は、目の中に設置されるようにサイズ決定され、構成される、圧力スイッチを備える、所定の閾値圧力以上の過度の眼圧を検出するための無線眼圧センサ装置を開示し、圧力スイッチは、眼圧が所定の閾値圧力よりも高い時に起動され、光出力は、目の中に設置され、圧力スイッチに電気的に接続されるように構成され、光出力の状態は、圧力スイッチが起動されたか否かを示す。本発明のいくつかの側面は、胃の内圧または圧力波を検出するための無線圧力センサ装置を提供し、センサ装置は、体外から無線周波数を受信するか、または無線周波数出力信号を発信するように構成される。

本発明のいくつかの側面は、（ａ）インダクタンスコイルと、誘導性−容量性回路としての離間した蓄電板とを備え、流体が蓄電板のうちの１つと圧力接触している無線容量性のＭＥＭＳチップセンサを提供するステップと、（ｂ）センサからの内部信号として共振周波数応答を生成するように、センサ内への外部信号として相互インダクタンスを誘導するステップと、（ｃ）直列抵抗の変化から生じる、センサからの流体の流体圧力によって生成される板の間隔の変動によるセンサの静電容量の変化に起因する、センサからの共振周波数反応の関数としての内部信号から、患者の外部で患者体内の圧力を判定するステップとを含む、患者の体内の流体圧力または圧力変化を判定するための方法を提供する。例えば、米国特許第６，８９０，３００号または第６，９３９，２９９号に開示されているＭＥＭＳユニットといった、圧力センサ要素および使用方法が当業者に周知である。

（薬剤放出特徴を有する空間充填材）
機能的装置を有する、２つのバルーンの空間充填システムを提供し、装置は、内部の胃壁に内視鏡によって取り付けられてもよい。機能的装置は、１つ以上の治療または診断機能を有してもよい。装置は、胃腸または他の生理的および臨床症状の長期または短期の監視または治療に使用されてもよい。装置は、ｐＨ監視、圧力監視、温度監視、筋電図記録、胃筋電図記録、電気刺激、胃ペーシング、物質または薬剤送達（例えば、薬物または遺伝子療法）、バルーン肥満療法等の診断または治療用途に使用されてもよい。種々のセンサ、例えば、圧力センサ、ひずみゲージ、温度センサ、ｐＨモニタ、胃の筋肉収縮を感知するためのセンサ、胃壁の電気パラメータ、グルコース監視、または酸化還元を感知するためのセンサが使用されてもよい。

充填システム上のセンサは、電気パラメータ、圧力、移動、および温度を感知するために使用されてもよい。超音波診断法が、バルーン充填システムの一部として音響トランスデューサを有する、埋め込み充填装置によって利用されてもよい。パラメータは、胃の症状または電気刺激等の治療の有効性を判定するために測定されてもよい。装置は、胃運動障害を含む種々の胃の症状を治療するため、所望または所定の速度で薬剤または物質（例えば、徐放または局所薬剤治療）を送達するため、および／または肥満を治療するために使用されてもよい。装置は、胃壁の筋肉層または胃の関連神経を電気刺激するために使用されてもよい。治療を作動させるために、外部伝送遠隔測定信号（例えば、電磁気）が使用されてもよい。例えば、薬物または他の物質の放出は、充填システム上の装置筐体中の電子機器によって受信される外部ＲＦ信号によって、作動させられてもよい。感知された診断情報はまた、埋め込み装置から、感知された情報を記録または評価してもよい外部受信機／制御器に伝送されてもよい。

本発明のいくつかの側面は、胃の内圧を感知するために２つのバルーンの胃空間充填システムの少なくとも１つのバルーン上に載置される、圧力センサ要素を提供する。一実施形態では、圧力センサ要素はさらに、患者または受容者の体外の受信機に測定された圧力を無線で伝送するための伝送器を備える。別の実施形態では、圧力センサ要素は、薬剤貯留部に据え付けられた薬剤放出ポンプのアクチュエータに測定された圧力を伝送する。

本発明のいくつかの側面は、薬剤送達特徴および／または電気刺激特徴を選択的に有する、２００５年１２月２２日出願の米国特許出願第１１／３１５，９２５号に開示されているような、多重バルーン空間充填材を提供する。一実施形態では、多重バルーン空間充填システムのそれぞれは、独立して注入流体によって充填されるものである。別の実施形態では、少なくとも１つのバルーンは薬剤貯留部の役割を果たす。

バルーン状の空間充填材は、概して、厚みを作成するためにマンドレルをシリコーン溶液に数回浸漬被覆することによって製造され得る。バルーン状の空間充填材を別の空間充填材と接続するために、例えば、ＲＴＶシリコーンまたは適温硬化シリコーン接着剤といった、シリコーン適合性接着剤が概して使用される。

一実施形態では、空間充填装置の少なくとも一部分は、超音波可視性である。別の実施形態では、視認のための超音波信号を発信するために、超音波トランスデューサが空間充填材上に載置される。

一実施形態では、胃空間充填装置は、患者の食道を通って送達可能となるように構成される。別の実施形態では、空間充填装置の外側表面の少なくとも一部分は、抗酸物質または抗接着物質で処置される。空間充填材は、ポート注入または再結合注入を通って、経時的にサイズが増加されることが可能となるべきである。弁が注入ポートとして使用される時、弁は、陥凹の中に入れられるか、または薄型となり得るため、胃の壁に接触しなくてもよい。空間充填材のサイズは、胃による初期受入および増加した容積を可能にして、減量および吐き気の欠如、膨満および嘔吐の適正なバランスを得るように、経時的に調整することができる。

一実施形態では、空間充填装置は、ポリウレタンシート材料から加工され、ポリウレタンシート材料は、単一層を備える。好ましい実施形態では、空間充填装置には、継ぎ目も縁もない。別の実施形態では、空間充填材は、ポリエステル、ポリウレタン、ナイロン、ポリエチレン、シリコーン、ラテックス、ポリエチレン、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、およびそれらの共重合体から成る群より選択される、非生分解性材料でできている。一実施形態では、本発明の空間充填装置は、永久インプラントである。別の実施形態では、本発明の空間充填装置は、約３〜１２ヶ月の有用寿命を有する。充填装置は、少なくとも１つの放射線不透過性マーキングを備えてもよく、放射線不透過性マーキングは、白金、金、タングステン、ヨウ素、および同等物から成る群より選択されてもよい。放射線不透過性マーキングはまた、空間充填装置上に放射線不透過性物質を被覆するか、または貼り付けることによって適用されてもよい。

シリコーンは概して、浸透力を受ける、ガスおよび水透過性の膜である。場合によっては、空気が周辺の体液によって急速に再吸収され、装置が倒壊する場合がある。イオンまたは圧力差の力は、容積変化を引き起こし得る。いくつかの実施形態では、胃内空間充填材を構成するための材料は、ガスまたは水透過性によるあらゆる望ましくない効果を緩和するために構成および有効化される非透過性物質で、被覆、含浸、または混合されてもよい。図示した実施形態では、空間充填材の内部空間は、膨潤性ヒドロゲルで充填され、膨潤性ヒドロゲルは、温度感受性またはｐＨ感受性ヒドロゲルとなり得る。

胃空間充填装置は、利用可能な胃の容積の最大で９０％（好ましくは９５％）まで胃の容積に嵌合するようにサイズ決定され、構成される。一実施形態では、バルーン表面は、空間充填材による胃壁への機械的外傷を最小化するために、離間した場所のみにおいて空間充填材による胃壁の係合を可能にするように配置される、複数の滑面凸状突起を備える。本発明の胃内バルーンシステムは、消化または吸収に干渉せず、したがって、下痢および吸収不良に関する問題を引き起こさない。

一実施形態では、空間充填材の外側表面の少なくとも一部分は、抗酸物質、耐食物質、または抗接着物質で処置され、物質は、ポリテトラフルオロエチレン、不活性材料、または生物適合性である他の生物材料（アルブミン、メラトニン、ホスホリルコリン、固定化抗体、またはタンパク質）を備える。表面を処置する方法は、被覆、塗装、浸漬、含浸、および同等物を含む。一実施形態では、メラトニンまたはＰＣ（ホスホリルコリン）被覆が、空間充填材の外側表面の少なくとも一部分上にある。１つの好ましい実施形態では、メラトニンまたはホスホリルコリン被覆は、胃壁に接触することを意図する、空間充填材の外側表面の少なくとも一部分上にある。一実施形態では、表面は、満腹のためにペプチドで被覆される。胃空間充填材はまた、高密度ポリエチレン、直鎖状低密度ポリエチレン、および超高分子量ポリエチレンのようなポリオレフィン族、フッ素化エチレンプロピレンのようなフッ素重合体材料、ポリメチルペンテン、ポリスルホン、または熱可塑性ポリウレタンおよびＣ−Ｆｌｅｘ型ブロック共重合体等のいくつかのエラストマーでできているか、またはそれで表面被覆されてもよい。

メラトニンは、過敏性腸症候群と関連する疼痛を低減してもよい（Ｇｕｔ ２００５；５４：１４０２−１４０７）。当業者に公知であるように、メラトニンは、胃腸の運動性および感覚の調節に関与する、睡眠促進物質である。ある過去の臨床実験では、メラトニンを２週間にわたって就寝時に３ｍｇ経口投与し、メラトニン投与計画を受けた患者は、プラセボによる対照群と比較して、腹痛の有意な減衰および感受性の低減を示した。本発明のいくつかの側面は、膨張型空間充填材を備える、胃の容積を低減することによって患者の肥満を治療するための胃空間充填装置を提供し、空間充填装置の外側表面の少なくとも一部分は、メラトニンで処置される。メラトニンおよび／または満腹感のためのペプチドは、本発明の薬剤貯留部中の主要構成要素であってもよい。

（刺激特徴を有する胃内空間充填材）
電気刺激は、概して、治療または診断目的による胃の組織への電気信号または電磁場の印加を意味するように定義される。一実施形態では、電気刺激信号は、臨床的に欠けている、弱い、または望ましくない周波数あるいは繰り返し率である、胃平滑筋の遅波信号に同調する。刺激器は、平滑筋収縮と関連する平滑筋のスパイクバースト電気的活性を誘起するように設計されてもよい。信号はまた、平滑筋ペーシング電位を混乱させて平滑筋収縮を低減するように設計されてもよい。信号はまた、自然の波形を乱し、既存または固有のペーシングを効果的に改変するように設計されてもよい。

図１４に示されるように、電極は、バルーン周囲を拡張することによって、胃壁に接触するように駆動されてもよい。測定されるインピーダンスは、胃壁との良好な組織接触を確保するために使用される。いったん胃壁が接触されると、電気刺激は要求に応じて起動される。インピーダンスが組織接触を示さなければ、電気刺激は起動されない。

刺激器はまた、胃と関連する神経に影響を及ぼすように設計されてもよい。一変化例では、装置は、胃の中の食物または液体の混合または分解を促進または推進するように設計される。別の変化例では、装置は、胃を通って小腸の中への食物または液体の移動を制御、促進、または推進するように設計される。別の変化例では、装置は、胃を刺激して、胃から小腸の中への食物の通過を遅延するように設計される。吐き気、肥満、または疼痛症状を治療するために刺激を使用するステップを含むが、それに限定されない、他の刺激効果も検討される。刺激は、平滑筋収縮および／または胃と関連する神経に影響を及ぼしてもよい。

刺激電極は、事前にプログラムされたパルス発生器、または、例えば、感知したパラメータまたは刺激への反応に基づいて、および／または、種々のパラメータ、例えば、インピーダンス、電流密度等を最適化するように、装置が胃に埋め込まれる時にプログラムまたは改正されるもののいずれかによって、刺激を提供する。刺激器には、好ましくは、ＲＦまたは他の信号伝送および受信能力が提供される。信号伝送能力は、例えば、外部装置にデータを伝達するため、または外部装置から付加的なプログラミング情報、コマンド信号、または刺激信号を受信するために、刺激器と外部装置との間の遠隔測定通信に使用されてもよい。刺激器はまた、電気刺激特徴を、例えば、薬剤送達等の他の治療または診断機能と組み合わせてもよい。

装置の一実施形態は、埋め込まれた時に胃壁の筋肉層と電気接触する、少なくとも１つの刺激電極を有する装置の電子回路を含有する、電子機器ユニットを含む。

装置の一実施形態は、胃壁と電気接触する少なくとも１つの刺激電極と、装置の電子回路を含有する電子機器ユニットと、装置を胃壁に取り付けるための取付機構とを含む。１つ以上の刺激電極は、取付装置によって胃の壁に固定されてもよい。１つ以上の刺激電極はまた、電子機器ユニット筐体上に位置してもよい。一実施形態では、少なくとも１つの刺激電極は、胃の壁に組み込まれる。代替として、筐体は、胃壁に可撤的に取り付けられ、胃壁に埋め込まれる電極部分に可撤的に接続されてもよい。バッテリ、電子機器、または他の特徴を含有する筐体またはユニットは、したがって、電極部分または他の部分が胃壁に埋め込まれたままである間に、例えば、バッテリが取り換えを必要とする時に、交換されてもよい。装置の電気刺激パルスは、電極に電気的に連結される筐体中の電子回路を通って送達される。装置の刺激パラメータは、遠隔測定を介して、外部プログラマを使用してプログラムすることができる。

刺激は、少なくとも１つの刺激電極を通って、好ましくは、少なくとも１対の双極電極を通って提供される。代替として、遠隔リターン電極が単極装置において提供されてもよい。刺激器装置は、装置ととともに含まれるバッテリによって電力供給されてもよく、または、例えば外部源によって、誘導的に電力供給されてもよい。

刺激装置は、内視鏡下で口および食道を通って配備できるようなサイズおよび形状で構成される。そのようなものとして、刺激器は、インプラント部位に送達される時に、概して小さい外形、例えば、円筒形である。一実施形態では、電極は、図１４で開示されるような可撓性リング電極である。

本発明の機能的装置は、薬剤送達装置であってもよい。装置は、バルーン部に取り付けられ、薬剤ポンプは、電子回路によってポンプに送達される電子制御信号によって作動される。薬剤は、胃自体の中または腸の中へ送出されてもよい。電子回路は、ある投与計画に従って、薬剤または物質送達を制御するように事前にプログラムされてもよい。それはまた、感知したフィードバックに基づいて、その投与計画を判定してもよい。また、送達される薬剤のパラメータまたは送達自体の制御は、外部制御信号によって、または遠隔測定通信を介して電子回路をプログラムする外部制御器によって作動されてもよい。

装置構成要素は、装置の寿命、例えば、数週間、数ヶ月、またはそれ以上にわたって、胃の強酸性環境（胃のｐＨは、時には１．０ほども低い場合がある）中で耐えて機能できるようにする、生体適合性材料で構成される。電子機器ユニットの筐体またはシェルは、酸性の胃条件に暴露された場合に環境に対して比較的不活性である、医療グレードのチタン、タンタル、またはこれらの金属の合金により構成されてもよい。代替として、筐体は、好適な不活性ポリマーから、例えば、ＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）、ＬＬＤＰＥ（直鎖状低密度ポリエチレン）、およびＰＰ（ポリプロピレン）、ならびにＵＨＭＷＰＥ（超高分子量ポリエチレン）といったポリオレフィン族、またはＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ＦＥＰ（フッ素化エチレンプロピレン）、および他の構成材料等のフッ素重合体材料から構成されることが可能であってもよい。ＰＭＰ（ポリメチルペンテン）、ポリスルホン、ＰＭＭＡ（ポリメチルメタクリレート）もまた、使用されてもよい。ブロック共重合体もまた、所望の特性に従って、使用または選択されてもよい。例えば、シリコーン、Ｃ−Ｆｌｅｘ（登録商標）、ポリウレタン、共重合体ナイロン（例えば、ＰＥＢＡＸ（登録商標））等の、より軟質の材料が使用されてもよい。

電極は、この好ましくは、例えば、白金、イリジウム、金、タンタル、チタン、ステンレス鋼、またはこれらの金属のうちの１つ以上の合金、例えば、白金／イリジウム合金等の、耐食金属および合金でできている。

電極は、バルーンや筐体の上に直接載置されるか、または充填システムの可撓性後部またはテザー上に設置されてもよい。電極は、好ましくは、密閉電気接点を通って、または下記のもの等の成形耐食材料を通って筐体の中へ延在するリードを通って、電子回路に連結される。

本発明の好ましいシステムは、食道を通って胃の中へ刺激器を有する充填システムを送達するための内視鏡送達システムを含む。

胃壁を刺激することが可能な装置に加えて、装置の電極はまた、診断目的で使用されてもよい。例えば、電極は、胃壁の電気的活性を感知および観察するために使用されてもよい。そのような感知は、パターンを識別し、疾患を診断し、種々の治療プロトコルの有効性を評価するために、経時的に使用されてもよい。例えば、ＥＭＧまたはＥＧＧ（胃筋電図）活性の不規則または欠如が感知されてもよい。刺激は、感知したＥＭＧまたはＥＧＧ活性あるいは活性の欠如に応じて提供されてもよい。

充填システムの送達は、好ましくは、内視鏡の誘導により、かつ内視鏡のポート、オーバーチューブを通って、または内視鏡の側面に沿って挿入される器具を使用して実行される。システムまたは装置は、特注または標準内視鏡コネクタツール、装置保持器具、把持器、または同等物によって、内視鏡の前の適所に保持される。装置および内視鏡は、食道の中および胃の中へ挿入される。オーバーチューブは、食道を保護するために内視鏡とともに使用されてもよい。オーバーチューブはまた、食道を通って器具を設置するための付加的な器具作動を含んでもよい。内視鏡は、胃の内側の位置へと操縦される。装置を胃に送達する手技を行うために、種々の装置作動および保持器具が使用されてもよい。

一変化例では、センサは、胃の種々のパラメータを感知するために、装置に、または別個に含むことができる。センサは、電子機器ユニット（刺激器筐体）上で、例えば、固着器により、または粘膜下層内に取り付けられる、独立して取り付けられた装置において、取付機構または他の手段によって、載置されてもよい。刺激装置は、例えば、胃壁収縮を感知する機械的センサを含んでもよい。一実施形態では、胃に埋め込まれる装置は、周辺組織の収縮による圧力変化を測定するように配設される圧力センサを含む。代替として、電気センサは、平滑筋収縮からの壁厚さの変化による、インピーダンスの変化を検出してもよい。そのようなセンサの他の例は、例えば、ｐＨセンサ、インピーダンスセンサ、圧力センサ、ひずみゲージ、および熱電対等の温度測定装置を含んでもよい。

刺激装置は、電気パラメータまたは他の感知したパラメータを感知することに応じて、刺激を送達するようにプログラムされてもよい。例えば、食物が摂取された時を判定するために、ｐＨセンサが使用されてもよい。ｐＨが変化すると、ある意味では、食物摂取を示し、刺激装置は、刺激パルスを送達して胃運動性を刺激するように指示されてもよい。装置はまた、ユーザ制御されてもよく、装置の受容者または治療医は、例えば、遠隔測定を介して制御信号を送達する外部ユニットを使用することによって、外部から装置を起動することができる。例えば、温度の変化によって、食物が摂取された時を判定するために、温度センサが使用されてもよい。装置は、温度の急激な変化を検出すると、胃を刺激し始めてもよい。運動性パターン、例えば、収縮の存在、強度、または頻度を感知するために、圧力センサが使用されてもよい。基底部の収縮性を識別するように、平均圧力変移が観察されてもよい。刺激装置はまた、装置刺激プログラムをプログラムまたは再プログラムするために、感知したパラメータを使用してもよい。例えば、電極に連結された回路を通ってインピーダンス変化を測定すること（例えば、インピーダンスを判定するように、電極にわたって一定電流または電圧を送達すること）、または、刺激パルスに応じて、ひずみゲージを使用して胃の収縮挙動を判定することによって、最適な反応を提供するように、刺激パルスの有効性が監視および調整されてもよい。刺激プログラムはまた、圧力測定の変化に応じた自動調整を含んでもよい。

機能的装置は、装置とともに含まれるバッテリによって電力供給されてもよく、または機能的装置は、誘導的に電力供給されてもよい。装置の全体または一部分は、装置の一部分、例えば、バッテリユニットを取り換える目的で、除去され、取り換えられてもよい。そのようなものとして、装置の種々のモジュールには、結合が提供される。

胃空間充填材は、胃の最大９５％まで充填することが可能であり、自己調整可能であり、または携帯型である。それはまた、圧力、容積、ｐＨ、温度、サイズ、電解質特性等の入力信号に従って空間充填材を調整するように、ダイヤルまたはプログラムされてもよい。一実施形態では、空間充填材にはまた、出血／潰瘍検出、移行リミッタ等の故障検出機構が装備されている。調整可能または遠隔調整可能な胃空間充填材は、回収可能である。装置は、所与の患者の胃の形状およびサイズに適応するか、またはそれに合わせて作られるかのいずれかである特注形状により、制限的な食物摂取量のために設計および配設されてもよい。

以前に開示されているように、治療を作動させるために、外部伝送遠隔測定信号（例えば、電磁気）が使用されてもよい。空間充填材の容積の調整は、減量の進行に基づいて、医師の診察室で行われ得る。例えば、充填材容積の増加は、送入作用を起動するように、充填システム上の装置筐体中の電子機器によって受信される外部ＲＦ信号によって、作動されてもよい。空間充填材の入口における、組み込まれたマイクロポンプには、外部伝送遠隔測定信号からの指示の下でその容積を増加させるように、流体が空間充填材に進入するための一方向弁が装備されてもよい。

一実施形態では、埋込型空間充填材またはバルーンシステムは、エネルギー源（バッテリ）を含有しない。電気マイクロポンプを動作し、充填材容積を調整するためのエネルギーおよびコマンドは、電磁連結を使用して体外から送信される。遠隔測定エネルギーおよび信号を受信するために、充填システムは、胸骨の真上で患者の皮膚の下に設置されるアンテナへの可撓性ケーブルによって結び付けられる。動作中、医師は、マイクロポンプの埋め込みアンテナの真上に、制御ユニットに接続された外部アンテナを設置し、送入活動のための最適な電磁連結を達成するように胸骨の上方に設置した。その内容全体が参照することにより本明細書に組み込まれる、米国特許第６，８５０，１２８号は、導体間の直接接触とは対照的に、電磁連結の原理を教示している。線のうちの１つの上の導体は、共振スロットに隣接する接地面に接続される。マイクロ波エネルギーは、スロットに連結され、それにより、スロットを励起する。第２の導体は、接地面を間にして第１の導体と対向している。励起された共振スロットからのマイクロ波エネルギーは、第２の導体へと伝わり、それにより、本発明で訴えられるような、第１の導体と第２の導体との間の非接触相互接続を可能にする。

空間充填材の中へ流体を送入する前に、患者は、絶食し、それに続いて多くの透明液を飲んでもよい。一旦、遠隔測定信号が受信されると、所定の増分量の液体、例えば、２５ｍｌまたは５０ｍｌが、胃の内部の充填材の周囲から送入される。いずれの外部流体も、充填材調整動作に直接関与しない。医師の指示により、好ましくは、蛍光可視化または何らかのフィードバックシステムを介して、所望の充填材空間が達成されるまで、送入を繰り返すことができる。充填材容積調整は、患者にとって快適であり、数分しか続かず、正確であり、実行し易く、可視化を介してリアルタイムで監視される。

一実施形態では、第１のバルーン１２の長手方向長さは、約７０〜８０ｍｍの間、好ましくは約７５ｍｍである。第２のバルーン１４は、約１００〜４００ｃｃの間、好ましくは約１００〜３００ｃｃの間の空間容積に拡張されてもよい。一実施形態では、第２のバルーンの長手方向長さは、約６０〜７０ｍｍ、好ましくは約６５ｍｍである。さらなる実施形態では、第１のバルーンの半径は、約４０〜６０ｍｍの間の最大値に拡張されてもよいが、第２のバルーンの半径は、約２０〜４０ｍｍの間の最大値に拡張されてもよい。１つの好ましい実施形態では、第１のバルーンは、胃の入口領域において実質的にさらなる空間制限を活用して、肥満の個人にとって満腹感をさらに生成するように、本発明の二重バルーン胃空間充填材における第２のバルーンよりも実質的に大きい。

先述の内容から、胃内バルーンシステムによって引き起こされる吐き気を低減するための薬剤送達特徴を有する、少なくとも２つの空間充填材を備える胃空間充填装置が開示されていることを理解されたい。具体的実施形態を参照して本発明を説明したが、説明は本発明を例証し、本発明を限定するとして解釈されるものではない。当業者が、添付の請求項によって説明されるような本発明の精神および範囲を逸脱することなく、種々の修正および用途を思いついてもよい。

Claims (21)

1. 肥満を処置するためのシステムであって、
   前記システムは、
   導管によって第２のバルーンに接続された第１のバルーンを含む胃空間充填材であって、前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンは、膨張した状態で、ヒトの患者における胃腔内に配置され、かつ胃腔の相当の容積を占拠するように構成されており、前記導管は、前記第１のバルーンと前記第２のバルーンとの間に間隔を空けられたバルーン間部を含み、前記バルーン間部は、１０ｍｍよりも長い長さを有し、前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンは、膨張されると、少なくとも４０ｍｍの直径を有する、胃空間充填材と、
   前記導管を通って延びている器具スループットチャネルであって、前記器具スループットチャネルは、器具を受容するように構成されている、器具スループットチャネルと
   を含む、システム。
2. 前記導管は、前記第１のバルーンと流体連通している第１の管腔と、前記第２のバルーンと流体連通している第２の管腔と、前記器具スループットチャネルを画定している第３の管腔とを含む、請求項１に記載のシステム。
3. 前記導管は、軸方向の長さを有し、前記器具スループットチャネルは、前記軸方向の長さに沿って延びている、請求項１に記載のシステム。
4. 前記胃空間充填材は、食道を介して前記胃腔から回収可能である、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンは、シリコーン、ラテックス、ポリエチレン、ポリウレタン、およびナイロンのうちの少なくとも１つから作製される、請求項１に記載のシステム。
6. 前記バルーン間部は、約２０〜３０ｍｍの長さを有する、請求項１に記載のシステム。
7. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの各々は、外側表面を有する壁を含み、前記システムは、前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンのうちの少なくとも１つの前記外側表面の少なくとも一部分上に被覆された薬剤をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの各々は、壁を含み、前記システムは、前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンのうちの少なくとも１つの前記壁内に含浸される薬剤をさらに含む、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの少なくとも一部分上に配置された薬剤をさらに含み、前記薬剤は、接着に抵抗するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
10. 前記胃空間充填材に結合された治療アセンブリをさらに含み、前記治療アセンブリは、薬剤送達、機械的運動、吸収阻害、センサ機能、栄養送達、小腸治療のうちの少なくとも１つのために構成されており、さらに、前記胃空間充填材は、前記治療アセンブリを前記胃腔に固着するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
11. 前記患者の食道を介して前記胃腔に前記胃空間充填材を送達するように構成されている送達カテーテルをさらに含み、前記送達カテーテルは、前記胃空間充填材を折り畳まれた状態で受容するように構成されている、請求項１に記載のシステム。
12. 胃空間充填システムであって、
    第１の端部および前記第１の端部に対向する第２の端部を有する導管であって、前記第１の端部は、第１のバルーンに動作可能に結合されており、前記第２の端部は、第２のバルーンに動作可能に結合されており、前記導管は、前記第１のバルーンと前記第２のバルーンとの間に間隔を空けられたバルーン間部を含み、前記バルーン間部は、１０ｍｍよりも長い長さを有し、前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンは、膨張されると、少なくとも４０ｍｍの直径を有する、導管と、
    前記導管を通る第１の管腔であって、前記管腔は、前記第１のバルーン内への流体注入のために構成されている、第１の管腔と、
    前記導管を通る第２の管腔であって、前記第２の管腔は、前記第２のバルーン内への流体注入のために構成されている、第２の管腔と、
    前記導管を通って延びている第３の管腔であって、前記第３の管腔は、器具スループットのために構成されている、第３の管腔と
    を含み、
    前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンは、ヒトの患者の胃内に埋め込まれるように構成されている、胃空間充填システム。
13. 前記第１の管腔は、前記導管の前記第１の端部から前記第１のバルーンまで延びており、
    前記第２の管腔は、前記導管の前記第１の端部から前記第２のバルーンまで延びている、請求項１２に記載の胃空間充填システム。
14. 前記第３の管腔は、前記導管の前記第１の端部から前記導管の前記第２の端部まで延びている、請求項１２に記載の胃空間充填システム。
15. 前記導管の前記第１の端部における結合機構をさらに含み、前記結合機構は、前記第３の管腔内への器具スループットのために構成されており、かつ、送達カテーテルおよび／または充填管に結合するように構成されている、請求項１２に記載の胃空間充填システム。
16. 前記胃空間充填システムは、患者の食道を通した前記患者の前記胃への送達のために構成されている、請求項１２に記載の胃空間充填システム。
17. 前記導管は、送達カテーテルに対する取り付けのために構成されており、前記導管の前記第３の管腔は、前記送達カテーテルを通過した器具を受容するように構成されている、請求項１２に記載の胃空間充填システム。
18. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの各々は、少なくとも６０ｍｍの長さおよび少なくとも４０ｍｍの直径を有する、請求項１に記載のシステム。
19. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの各々は、少なくとも６０ｍｍの長さを有する、請求項１に記載のシステム。
20. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの各々は、少なくとも６０ｍｍの直径を有する、請求項１に記載のシステム。
21. 前記第１のバルーンおよび前記第２のバルーンの各々は、少なくとも１００ｃｃの容積を有する、請求項１に記載のシステム。

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