JP6716575B2 - 活性薬剤を含有する吸収性マイクロニードルを有する線形外科用ステープラー - Google Patents

活性薬剤を含有する吸収性マイクロニードルを有する線形外科用ステープラー Download PDF

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Description

本発明は、外科用ステープルにより修復又は接合された組織の特性を高める外科用器具及び方法に関し、より詳細には、標的手術部位にて修復又は隣接された組織の特性を高めるために治療材料を適用するように設計された外科用器具及び方法に関する。
長年を通して、医療分野では、生体組織を接合又は結合しようと様々な技術を利用されている。従来、縫合は、切断された組織を再接合してけがを閉鎖する、容認された技術であった。縫合は外科用針及び縫合糸を用いて達成され、縫合の所期の機能は、治癒過程中に創傷又は組織の縁部を互いに接して保持することである。ステープルは、例えば、腸など様々な人体構造を接合又は吻合するときに縫合に取り替わって使用されている。ステープルを適用するために採用される外科ステープル留め装置は、一般的に、患者の伸長した組織の分節を同時に切断及び封着するように設計される。
線形又は環状の外科ステープル留め装置は、生体組織の分節を共に接合するために、及び/又は、吻合部を作成するために、1つ又は複数の列の外科用締結具、例えば、ステープルを生体組織に順次又は同時に適用するために外科医により採用されている。直線的な外科ステープル留め装置は、一般的に、接合されるべき生体組織が配置される一対の顎部つまり指状構造体を含む。外科ステープル留め装置が作動されると、発射バーが長手方向に移動して顎部の一方のステープル駆動部材と接触し、外科用ステープルが生体組織を通って押され、反対側の顎部のアンビルに入りかつそのアンビルに当接し、その結果、ステープルが閉鎖状態で圧着される。ナイフ刃は、ステープルの列/線間に切り込みが入るように提供され得る。
環状外科ステープル留め装置は、一般的に、ステープルの複数の環状の列(通常は2個又は3個)、環状カートリッジ組立体に作動上関連したアンビル組立体、及びステープルの列の内側に配設された環状刃を含む環状ステープルカートリッジ組立体を含む。一般に、終端間吻合ステープラーは、通常は、ステープルのアレイ又は群を患者の腸又は他の管状器官の近似部分内に設置する。結果的に得られる吻合部は、腸の近似部分間の確実な接続部を維持するために多数の「B」字形のステープルを含む腸の反転した部分を含む。
吻合部の漏出は、結果的に、有意な病的状態が発生し、かつ、死亡となり得ることが多い。外科用ステープルの使用に加えて、シーラント(例えば、合成又は生物シーラント)を、手術部位に塗布して漏れに備えたガードを行うことができる。生物シーラントは、通常は、別個のステップで吻合部の外面に塗布される。
「Structure Containing Wound Treatment Material」という名称の米国特許出願第2013/0068819号は、円形ステープル留め装置のアンビル組立体を開示しており、アンビル組立体は、上にアンビルプレートを支持するように構成されたアンビルヘッド、アンビルヘッドから延在し、かつ、円形ステープル留め装置の接続部材に選択的に係合するように構成されたシャフト、アンビルヘッドに作動上接続され、中に複数のステープル形成ポケットを画定するアンビルプレート、及び、アンビルプレートの各ステープル形成ポケット内に配置された創傷治療材料を含む。創傷治療材料は、接着剤、シーラント、止血剤及び薬のうちの少なくとも1つである。
いずれも「Structure for applying sprayable wound treatment material」という名称の米国特許出願第2011/0147432号及び同第2006/0108393号は、修復又は接合されるべき組織の特性を高める外科用器具、構造体、及び方法に関し、かつ、ターゲット手術部位に創傷治療材料を送達する創傷治療材料分散システムを含む外科ステープル留め装置を開示している。分散システムは、外方方向に創傷治療材料を分注するように配向されたアンビル組立体内に形成された開口、及びアンビル組立体の開口と流体連通する創傷治療材料供給源を含む。
「Microneedle Delivery Device and Methods of Using Same」という名称の米国特許出願第2011/0014181号は、顕微針生理活性薬剤送達システム、関連装置、及びその使用方法を説明している。説明されている顕微針は、針、又は、既存の医療機器とインターフェース接続することができる注射器装置を使用して送達可能であるか、又は、装置は、独立型システムとして使用することができる。システムは、必要とする組織に、例えば、心筋に少なくとも1つの生理活性薬剤を送達する。
「Method,system and device for delivering a substance to tissue」という名称の米国特許出願第2007/0038181号は、物質を複数の顕微針により組織又は器官に、特に膀胱に送達する装置及び方法を開示している。装置は、送達管、送達されるべき物質で満たされる物質チャンバ、複数の針、管に対して、針を介して組織に物質を送達するように移動可能なハンドルに結合されたプランジャ、及び中に少なくとも1つのオリフィスを有する保護板を含み得、装置が第1の静止位置にあるとき、ニードルチップは、保護板の第1の側面上にあり、装置が第2の動作位置にあるとき、針は保護板の第2の側面上にあるようになっている。
「Surgical apparatus and structure for applying sprayable wound treatment material」という名称の米国特許第8,281,975号は、組織の隣接断面間の吻合部を形成する装置を開示している。この装置は、本体部分、本体部分の近位端にて作動上支持される作動組立体、本体部分の方に及び本体部分から離れる移動に対して本体部分の遠位端にて移動可能に取り付けられたアンビル組立体、管状本体部分の方に及びその本体部分から離れるようにアンビルを移動させる、本体部分とアンビル組立体との間に延在する接近組立体、接近組立体に作動上関連した分散組立体であって、アンビル組立体と本体部分との間に間置された少なくとも1つのチャンネルを画定する少なくとも1つの傾斜面を含み、かつそこから流体を分注するように構成される分散組立体、及び分散組立体に創傷治療材料を導くための少なくとも1つの導管を含む。
「Annular Adhesive Structure」という名称の米国特許第8,152,042号は、吻合部にて封着するための装置を開示している。いくつかの実施形態では、座金又は構造体は、アンビルシャフトに完全に巻回され、ステープルは、シーラントを放出するために構造体を介して打ち込まれる。
「Extraluminal sealant applicator and method」という名称の米国特許第7,972,357号、及び同第7,744,624号は、手術部位のターゲット組織にシーラントを塗布する装置を開示している。装置は、ハンドル、導管、及びエンドエフェクタを含む。ハンドルは、エンドエフェクタを操作し、かつエンドエファクタを介して手術部位に生物学的シーラントを分注するように構成及び適合される手段を有する。導管は、シーラントを保管し、かつ/又はエンドエフェクタに向かって運ぶ。エンドエフェクタは、人体器官又は組織周りに締着して、実質的に均一に生物シーラントを塗布及び閉じ込めるように構成される。更に詳しくは、参考文献は、手術部位の標的組織にシーラントを塗布するシステムを開示しており、このシステムは、第1の部分及び第2の部分を含む2剤式シーラントと、装置であって、ハンドルと、ハンドルと作動上関連したエンドエフェクタであって、第1の顎部部材、第2の顎部部材、及び標的組織にシーラントを塗布するように構成されたシーラント塗布構造体を含むエンドエフェクタと、を備える、装置と、を備え、第1の顎部部材は、シーラントをシーラント塗布構造体に搬送するために第1の導管及び第2の導管と流体連通し、第2の顎部部材は、シーラントをシーラント塗布構造体に搬送するために第3の導管及び第4の導管と流体連通し、第1及び第3の導管は、シーラント塗布構造体に2剤式シーラントの第1の部分を搬送するように構成され、第2及び第4の導管は、シーラント塗布構造体に2剤式シーラントの第2の部分を搬送するように構成される。
「Pouch used to deliver medication when ruptured」という名称の米国特許第8,096,458号は、ハンドル部、細長い本体部分、及び本体部分の遠位端に位置するヘッド部分を備え、ヘッド部分は、アンビル組立体、ステープルカートリッジ組立体、及びナイフ刃を含み、ステープルカートリッジ組立体は、ステープルの環状アレイ又はグループを有し、アンビル組立体は、シャフトに沿って本体部分に接続され、アンビル組立体は、中に複数のステープル形成ポケット及び凹部を画定するアンビルプレート、並びに凹部内に実質的に配置された創傷治療材料を備える、外科ステープル留め装置を説明している。
「Tissue fastening devices and processes that promote tissue adhesion」という名称の米国特許第8,241,308号は、治療薬を受容するように構成された流体開口部、組織分節に治療薬を送達するように構成された複数の流体ポート、及び流体開口部と複数の流体ポートとの間の通路を画定する第1の留め具部材、並びに基部の中心に近接した基部から延在する実質的に平坦な基部及び支柱を有する第2の留め具部材を備え、支柱は、固締されるべき組織分節が第1の留め具部材と第2の留め具部材との間に保持されるように第1の留め具部材を受け取る及び保持する開口部を画定し、実質的に平坦な基部は、支柱の周辺部を越えて半径方向に延在し、縦軸は、流体開口部を通って延び、流体ポートは、軸の周りを半径方向に配置される、組織表面を有する組織セグメントを留めるための留め具を開示している。
米国特許第8,366,677号「Microneedle arrays formed from polymer films」は、表面から突出するマイクロニードルを有するポリマー基層を含む、経皮的送達装置であって、マイクロニードルは、ポリマー基層と組成上同質であり、経皮的送達装置のマイクロニードルは、ポリマー基層が取り除かれた後でも活性薬剤の持続的な送達を供給するために、患者の肌表面内に残されるように構成され、ポリマー基層のポリマー及びマイクロニードルは、ポリビニルアルコールである、経皮的送達装置を開示している。
米国特許第8,016,849号は、遠位端及び近位端を有し、その遠位端に使い捨て装填ユニットを受け入れるように適合された第1の半セクション、第1の半セクションと並列した関係にあり、遠位端及び近位端を有する第2の半セクション、第1の半セクションの遠位端と選択的に作動上係合することができる使い捨て装填ユニットであって、カートリッジ、カートリッジ内に支持された複数の展開可能な針であって、各針は貫通して延在するルーメン、及び液体を半径方向に分注するためにその外側周辺に形成された少なくとも1つの穴を含む、針、各針をカートリッジから標的組織へ順次展開させるために各針と作動上関連している針プッシャ、及び、推進力を各針プッシャに伝達して針をカートリッジから展開させるために並進可能にカートリッジ内に配置された作動部材、を含む使い捨て装填ユニット、並びに、標的手術部位に創傷治療材料を送達するための創傷治療材料アプリケーター組立体であって、第1の半セクション及び第2の半セクションのそれぞれの遠位端の外側周辺上に支持されたそれぞれのリザーバを含み、創傷治療材料は各リザーバ内に配置され、リザーバの少なくとも1つは複数の展開可能な針と直接流体連通するアプリケーター組立体、を備える、外科用器具を開示している。
米国特許公開公報第2005/0184121号は、複数の個々の外科用ステープルを含有し、かつ複数のステープルスロットが中に形成された作業表面を有するステープルカートリッジを第1の顎部の遠位端に受け入れるように適合された第1の顎部、外科用ステープラーの操作中にステープルカートリッジ及びステープルアンビルが互いに対して接近することができるように、第2の顎部の遠位端にステープルアンビルを有する第2の顎部、それらのステープルスロットから、接近したステープルアンビルに対して外科用ステープルを発射するための駆動部材、ステープルカートリッジに装填された複数のステープルを放出するために外科用ステープラーを発射させる前、その後、及びそれと同時のうちの少なくとも1つの間に、外科用の生体適合性創傷閉鎖材料の量を標的ステープル部位に分配するための生体適合性創傷閉鎖材料分配システム、生体適合性創傷閉鎖材料を中に含有するためにステープルカートリッジ内に配置された少なくとも1つのリザーバ、少なくとも1つの接着剤のリザーバと連通し、該リザーバからステープルカートリッジの作業表面へ延在するステープルカートリッジに形成された複数のダクト、並びに、それぞれが先端を有する複数の展開可能な針であって、生体組織の隣接層の少なくとも1つの層を貫入し、かつ生体適合性創傷閉鎖材料が針の外部に沿って送達され生体組織の1つ又は複数の層に浸透することができるように、それらの先端がステープルカートリッジの作業表面から出て延びることができるように、ステープルカートリッジのダクトに適合及びそのダクト内に配置される、針、を含む生体組織特性増強システム、を備える、外科用ステープラーを開示している。
米国特許公開公報第2013/0008937号は、ステープル留め器具の遠位端に位置付けられ、中に画定されたナイフ軌道を有するステープルアンビル、ステープルアンビルに隣接して位置付けられたステープルカートリッジであって、ステープルカートリッジ及びステープルアンビルは互いに対して並列可能であり、ステープルカートリッジに列で形成された個別のステープルスロット内に個別に配置された複数の外科用ステープルを含み、かつステープルの隣接する列の間に形成されたナイフスロットを有する、ステープルカートリッジ、個別のステープルスロットからステープルアンビルに対して外科用ステープルを発射するための駆動部材、ステープル及びナイフ刃を放出するために少なくとも1つのカムウェッジを有するステープルアクチュエーターであって、ステープル列に沿って可動である、ステープルアクチュエーター、及び、ステープル留め器具と作動上関連する創傷閉鎖材料アプリケーター組立体であって、ステープルアンビル及びステープルカートリッジの外部の位置からステープルアクチュエーターへ創傷閉鎖材料を搬送するための導管であって、ステープルアクチュエーターから近位に延在する、導管、及び導管と連通しかつオリフィスを有する分配先端を含む、創傷閉鎖材料アプリケーター組立体、を備え、導管及び分配先端は、導管及び分配先端がステープル列に沿ってステープルアクチュエーターと共に移動するように、ステープルアクチュエーターに取り付けられる、生体組織を接合するための外科用ステープル留め器具を開示している。
公開済みPCT特許出願第2013/188884号は、それぞれが少なくとも2つの微細構造を含む1つ又は複数の微細構造配列を備える、創傷閉鎖装置を開示している。いくつかの態様では、少なくとも1つの微細構造は組織へ貫入して、それを適所で保持することが可能である。いくつかの態様では、微細構造はマイクロニードルである。
公開済み欧州特許出願第1,187,653号は、a)それぞれ基端部及び先端を有し、少なくとも1つの中空経路が基端部と先端に又はそれらの間に配置された、複数の中空マイクロニードル、b)マイクロニードルの基端部が取り付けられる又は一体化される基材、及びc)一体化されて又は使用時まで分離可能に、マイクロニードルの少なくとも1つの基端部と接続している少なくとも1つのリザーバを備え、運搬される材料の体積又は量を選択的に変更することができる、生体バリアを通って又は生体バリアの中へ材料を運搬するための装置を開示している。
米国特許公開公報第2009/0043250号は、マイクロニードル、マイクロニードルのアレイ、及び針を含有する膜を開示している。
米国特許公開公報第2009/0062752号は、マイクロニードルの形状に形成され、組織を穿孔するのに適する材料を含む第1の層、及び上に形成され、マイクロニードルと電気通信するように連結されることが可能なスイッチを有する第2の層を含む、マイクロニードル装置を開示している。
米国特許公開公報第2013/0345671号は、a)生体適合性材料で作られ、血管を覆うように形成された本体、b)本体の内部に接続され、血管平滑筋細胞に薬物を送達するように血管の中膜に挿入される生体適合性材料で作られた1つ又は複数の針、c)本体内に形成された1つ又は複数の薬物リザーバ、及びd)薬物リザーバから血管の中膜へ薬物を送達するように機能する、針内に形成されたマイクロチャネル、を含む、血管の外壁に取り付けるための薬物送達装置を開示している。
「Dissolving and biodegradable microneedle technologies for transdermal sustained delivery of drug and vaccine」と題された、Xiaoyun Hong et al.による論文(Drug Design,Development and Therapy 2013:7,pp.945〜95)は、マイクロニードル技術の概要を提供し、溶解及び生分解性マイクロニードルの技術が様々な薬物及びワクチン剤の経皮的持続的送達に使用されてきたことを開示している。レビューは、マイクロニードルの幾何学形状、並びに皮膚を経由する代表的な溶解及び生分解性マイクロニードルの送達方法を説明し、続いて製造方法を説明している。
「A Bio−Inspired Swellable Microneedle Adhesive for Mechanical Interlocking with Tissue」と題された、Seung Yun Yang et al.による論文(Nat Commun.2013,4,p.1702)は、植皮固定のステープルと比較して接着強度が上昇し、腸の粘膜組織からの取り外し力約4.5N/cm2を達成する、膨潤可能なマイクロニードル先端を介して組織と機械的に連結し、かつポリ(スチレン)−ブロック−ポリ(アクリル酸)の膨潤可能な先端及び非膨潤可能なポリスチレン芯、最小挿入力及び深さでありながら膨潤した状態で高い接着強度を有して組織を貫通する円錐形マイクロニードルを備える、2相性マイクロニードルのアレイを開示している。
「Microneedles for drug and vaccine delivery」と題された、Yeu−Chun Kim et al.による論文(Adv Drug Deliv Rev.2012,64(14),pp.1547〜1568)は、マイクロニードル技術の概要を説明し、(i)皮膚透過性を上昇させるための皮膚前処理用の固体マイクロニードル、(ii)皮膚内で溶解する薬物で被覆されたマイクロニードル、(iii)薬物を封入し皮膚内で完全に溶解するポリマーマイクロニードル、及び(iv)皮膚内へ薬物を注入するための中空のマイクロニードルとして、微細加工技術により可能になったマイクロニードルの製造を開示している。マイクロニードルは、多数の小分子及び蛋白薬物、並びにワクチンを用いた、公開されたヒト試験を含む、広範囲の異なる低分子量薬物、生物学的治療薬、及びワクチンを送達するために使用されてきた。中空のマイクロニードルを使用するインフルエンザ予防接種は広く臨床で用いられており、多数の固体マイクロニードル製品が美容整形の目的で販売されている。皮膚への適用に加えて、マイクロニードルはまた、眼及び細胞へ生理活性剤の送達に適応されてきた。
吻合封着を含むステープル留めされた組織封着の術後の漏れは、病的状態及び死亡に至ることが示されている。いくつかの技術は、滴下又は噴霧によるステープル留め後の漿膜層への材料の直接的な塗布に関係する。これらの技術に関連した問題は、アクセスが非常に難しく、材料が適正なスポット及び吻合部のまわりに完全に塗布されたか否かの視覚的な評価である。材料はまた、標的部位がステープル線に沿って実際に漿膜下であるときに漿膜層の頂部上に塗布される。大腸の漿膜層への治療薬塗布では、全てが24〜48時間以内で、材料が手術中に適正なスポットに塗布されたと想定して、材料が移動して漿膜を通って、ステープル領域に入り、その後、生物学的効果を提供して、漏出形成に関連した問題を克服することが必要である。結腸直腸吻合術への局所補助療法の適用における最も難しいステップの1つは、部位へのアクセスにおける極端な制限のために部位に材料を供給することである。一部の結腸直腸吻合は、患者において比較的「低く」(即ち、前下方切除)が実行され、実際のステープル線は、骨盤管内で深く、これにより、周縁部周りの材料の局所施用が非常に難しくなる。他の技術は、ステープラーが配備されると即座に材料を送達しようとし、その結果、高圧縮下の組織に材料を送達する設備は複雑なものとなる。ステープルによって接合された組織の生存能力を高めるための治療薬の送達を改善する必要性が存在する。
本発明は、外科用ステープルにより修復又は接合された組織の特性を高める外科用器具及び方法に関し、より詳細には、特に組織生存性を向上させて漏れを防止するように隣接腸の断面間で吻合部を封着するとき、標的手術部位にて修復又は隣接された組織の特性を高めるために治療材料を適用するように設計された外科用器具及び方法に関する。本発明は、一実施形態では、対向する第2の顎部に接続された第1の顎部に設置された使い捨てカートリッジ、及び薬剤(medicant)を放出する複数の吸収性マイクロニードルを有する、組織層を接合するための線形外科用ステープラーに関する。マイクロニードルは、鋭い組織貫通遠位端及び近位端を有する細長いロッドであり、カートリッジの組織に面する表面上又は内に解放可能に配置され、各マイクロニードルの近位端はカートリッジ上に支持されている。カートリッジは、組織切除スロットによって分離されたアレイ内に位置付けられた複数の展開可能なステープルを含む。マイクロニードルは、好ましくは、カートリッジの周縁に、ステープルのアレイの外側かつ組織切除スロットに遠位に、位置付けられている。マイクロニードルは、その遠位端にかかりを更に含むことができ、組織に面する表面に実質的に垂直に位置付けられている。カートリッジは、好ましくは、直径50マイクロメートル〜約1000マイクロメートル、及び長さ約100マイクロメートル〜約2500マイクロメートルのマイクロニードルを少なくとも10本有する。
一実施形態では、マイクロニードルは、組織に面する表面上に配置された取り付けストリップによって解放可能に支持されている。取り付けストリップは、マイクロニードルが埋め込まれた圧縮可能な発泡体層であり得る。別の実施形態では、マイクロニードルは、組織に面する表面上に解放可能に配置されたバットレス又は組織厚さコンペンセーターによって支持されている。上述の全実施形態では、マイクロニードルは、組織層の接合後、組織層内に残されるように構成されている。
マイクロニードルによって供給される薬剤は、薬物、酵素、成長因子、抗炎症薬、血管拡張剤、ペプチド、タンパク質、栄養素、賦形剤、細胞、又はこれらの組み合わせであり得る。薬剤は、約2時間〜約4週間、より好ましくは約4時間〜約5日間、最も好ましくは約4時間〜約3日間の期間にわたって、マイクロニードルから隣接する組織の中へ放出され得る。
本発明は、別の実施形態では、線形ステープラーの対向する第2の顎部に接続された第1の顎部に設置された使い捨てカートリッジ上に少なくとも1つの薬剤を含有する、複数の可溶性又は吸収性のマイクロニードルを配置することによって組織層を接合する方法に関し、上記カートリッジは、組織切除スロットによって分離されたアレイ内に複数の展開可能なステープルを収容し、上記マイクロニードルは、組織貫通遠位端及び近位端を有する細長いロッドから構成され、カートリッジの組織に面する表面上又は内に解放可能に配置され、マイクロニードルの近位端はカートリッジ上に支持され、その方法は、接続された第1の顎部と第2の顎部との間に組織層を位置付けることと、接続された第1の顎部と第2の顎部とを持ち寄せることによって、上記顎部間の組織層を圧縮することと、それによって、上記マイクロニードルを上記組織層の中へ展開させることと、複数のステープルを組織層の中へ同時に又は連続的に展開させることによって、組織層を閉鎖する又は接合することと、顎部を開放し、カートリッジと共に線形ステープラーを組織層との接触から取り外し、マイクロニードルが組織層に留まることを可能にすること、及び、薬剤がマイクロニードルから組織層の中へ放出されることを可能にすること、を含む。マイクロニードルは、好ましくはカートリッジの周縁に、ステープルのアレイの外側かつ組織切除スロットに遠位に、好ましくは位置付けられている。マイクロニードルは、その遠位端にかかりを更に有することができ、組織に面する表面に実質的に垂直に位置付けられている。マイクロニードルは、一実施形態では、組織に面する表面上に配置された取り付けストリップによって解放可能に支持されることができる。取り付けストリップは、マイクロニードルが埋め込まれた圧縮可能な発泡体層であり得る。マイクロニードルは、別の実施形態では、組織に面する表面上に解放可能に配置されたバットレス又は組織厚さコンペンセーターによって支持されることができる。マイクロニードルが組織層の接合後、組織層に留まり、マイクロニードルが経時的に組織層内で完全に溶解する又は吸収されるように、マイクロニードルは、顎部を開放し、カートリッジと共に線形ステープラーが組織層との接触から取り外されると、カートリッジから分離するように構成されている。マイクロニードルは、薬剤として、薬物、酵素、成長因子、抗炎症薬、血管拡張剤、ペプチド、タンパク質、栄養素、賦形剤、細胞、又はこれらの組み合わせを含有する又は含むことができる。薬剤は、約2時間〜約4週間、より好ましくは約4時間〜約5日間、最も好ましくは約4時間〜約3日間の期間にわたって放出され得る。
線形外科用ステープル留め器具又は線形ステープル留め装置の予想図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略予想切抜き図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略上面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略切断図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略上面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略断面正面図を示す。 本発明のマイクロニードルの実施形態の概略断面正面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略断面正面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略断面正面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略断面正面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略断面正面図を示す。 本発明のステープルカートリッジの実施形態の概略断面正面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面側面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面側面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面正面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面正面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面側面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面側面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面正面図を示す。 操作中の本発明の線形外科用ステープラーの部分の概略断面正面図を示す。 本発明の実施形態による接合された組織層の簡略化断面図を示す。 組織層をステープル留めする順序を概略正面断面図で示す。 組織層をステープル留めする順序を概略正面断面図で示す。 組織層をステープル留めする順序を概略正面断面図で示す。 本発明のマイクロニードルの概略断面側面図を示す。 本発明のマイクロニードルの概略断面側面図を示す。
手術は、多くの場合、ステープル線に沿って組織の部分を任意選択で同時に切断しながら、2つ以上の組織層を共に接合することを伴う。例えば、多くの場合、結腸直腸手術は結腸及び直腸の分節の切除を伴う。結腸直腸摘除後、結腸と直腸は円形ステープラーで引き寄せられ、端々吻合術が行われる。吻合の術後の漏れは、病的状態及び死亡に至ることが示されている。
外科用線形ステープル留め器具などの典型的な外科ステープル留め装置は、ステープル収容構成要素、及び対向するアンビル構成要素を有し、その間で、接合される少なくとも2つの組織層が、ステープル収容構成要素からステープルが送り出される前に圧縮され、それによって、ステープルが両方の組織層を穿孔し、対向するアンビル構成要素に接して曲げられ、変形され、又は閉じられる。線形外科用ステープラーでは、使い捨て式のステープル留めカートリッジがステープル収容構成要素であり、カートリッジは、カートリッジを保持するように適合された下側顎部などの装置の顎部に典型的に設置され、対向する、つまり上側顎部がアンビル構成要素である。
図1をここで参照すると、Ethicon,Inc.(Somerville,NJ)に付与された米国特許第5,275,323号「Surgical stapler」から得た図と共に、一般的線形外科用ステープル留め器具又は線形ステープル留め装置が示され、参照により全目的でその全体が本明細書に組み込まれる。
典型的な線形外科用ステープラーは、使い捨てカートリッジ内に収容された複数の列のステープルを組織内へ加える。カートリッジは、隣接する平行な列のステープルの間に配置され、ステープルの列の全長を実質的に延在するスロットを有する。ステープラーは、ステープルの発射手段、及びスロットに沿って可動である切断手段を含む。図1に見られるように、典型的な外科用ステープラー20は、上片30、発射手段40、下片50、及びステープルカートリッジ60を備える。
ステープルカートリッジ60は下片50内に嵌合する。具体的には、ステープルカートリッジ60の前部は、下側顎部溝54に嵌合する。より具体的には、ステープルカートリッジ60の平行な側壁61は、下側顎部溝54内に嵌合する。ステープルカートリッジ60の後部は、破壊可能な横方向部材66を有する。この破壊可能な横方向部材66は、発射手段40のカートリッジロック手段47の上に配置される。同時に、後方に延在する表面62内の2つの脚部65は、ステープルカートリッジ60を下片50に固定する。
図1では、上片30は、後方上ハンドル部31及び前方上顎部32を有する。同様に、下片50は、後方可動下ハンドル部51及び前方下顎部53を含む。図1に例示される外科用ステープラーの実施形態は、発射手段40、板ばね57、及びステープルカートリッジ60を下片50に組み込む。しかしながら、これらの要素は、下片50の代わりに上片30に配置されてもよい。
図1に例示される下ハンドル部51は可動であり、より具体的には、2つのロック位置の間で旋回可能である。第1のロック位置において、可動下ハンドル部51は、斜角で下顎部53に位置付けられる。第1のロック位置にある間、下部ハンドル51のC字型部材52は、静止ロックピン33から係合解除される。上片30及び下片50はそれぞれ、ステープラー20の操作の前又は後に第1のロック位置において分離されてもよい。その一方で、第2のロック位置において、可動下部ハンドル51のC字型部材52は、上片30及び下片50を共にロックする。第2のロック位置において、可動下ハンドル部51は下顎部52と平行である。この第2のロック位置は、静止ロックピン33をC字型部材52と係合することにより起こる。この可動ハンドル部の設計は、上ハンドル部31又は下ハンドル部51それぞれの上にあってもよい。
発射ノブ59は発射手段40を作動させる。また、発射手段40は、ルーフ組立体70も含み、同様に、ナイフ刃組立体44のような切断手段も有する。切断面45は、ナイフ刃組立体44に含まれている。ナイフ刃組立体が図1に例示されているが、組織は、ナイフ刃又はカミソリ刃の切断以外の多くの方法で切断されてもよい。
ナイフ刃組立体44がスロット64と整列しているとき、発射ノブ59は、ステープルカートリッジ60に向かって手動で押される。発射ノブ59を押すことで、ナイフ刃組立体44がステープルカートリッジ60に向かって前方へ動かされる。次に、ナイフ切断面45がステープルカートリッジ60のスロット64を通って動かされ、ステープルをステープルカートリッジ60から長手方向スロット63を通って同時に前進させる。ステープルカートリッジ60のいくつかの実施形態では、ナイフ刃組立体は、ステープルカートリッジ60に組み込まれる。
線形外科用ステープラーの他のバージョン及び修正は当業者に既知であり、全て、ステープル(ステープルは図1に示されていない)を収容する複数の長手方向スロット63であって、スロット64の両側にいくつかの列で配置された、長手方向スロット63を有するステープルカートリッジ60を含む。典型的には、少なくとも2つ及びしばしば少なくとも3つの列の長手方向スロット63が、スロット64の各側にあり、各列のスロット64は、封着を向上させてステープル留め線に沿って漏出を防ぐために、隣接する列のスロットに対して典型的には互い違い又はオフセットに配置される。
本発明によれば、治療材料、つまり医学的に有用な薬又は薬剤の組織層への塗布は、薬剤を含有する可溶性又は吸収性のマイクロニードルを漿膜下組織内に挿入することを含む、組織内への挿入によって行われる。薬剤を含有するマイクロニードルの組織内への挿入は、ステープルによる組織の接合直前(すなわち、ステープルを組織内へ展開する前)、又はステープルによる組織の接合と同時にかつ同期的に行われ、ステープルを展開させるのと同じ外科用ステープラーを使用して行われる。次に、薬剤が可溶性又は吸収性のマイクロニードルから周囲組織へ経時的に放出され、そのような期間は、12時間、24時間、48時間、1週間、2週間、4週間など、数時間から数日、数週間までにわたり、そのような薬剤の放出は、薬剤の持続性放出と呼ばれる。薬剤の放出期間は通常、約4週間以内である。可溶性又は吸収性のマイクロニードルは、マイクロニードルの吸収期間にわたって完全に溶ける又は吸収され、その期間は、薬剤の放出の期間と同じ、又は、24時間、48時間、1週間、2週間、4週間、6週間など薬剤の放出の期間より長くなり得るが、通常約6〜8週間以内である。
治療材料又は治療薬又は薬剤は、任意の医学的に有用な物質、又は物質の組み合わせを指し、その物質は、薬物、酵素、成長因子、ペプチド、タンパク質、栄養素、賦形剤、抗菌剤、及び任意の他の注射可能な医薬品を含め、組織生存性を向上させることができる。特に関心が高いのは、成長因子、血管拡張薬、及び抗血栓症薬などの薬剤である。また、治療薬の他の例は、自家細胞及びフィブリノーゲンである。
臨床所見により、早くも術後1〜2日に吻合部にて又はその近傍で全層腸欠損の形成が発生し得ることがわかっており、漏出の臨床症状が発生する典型的な期間は、術後1〜5日である。例えば、K.Jonsson,H.Jiborn,B.Zederfeldt,「Breaking strength of small intestinal anastomoses」,The American Journal of Surgery,v.145,pp.800〜803,1983;Y.−H.Ho,M.A.T.Ashour,「Techniques for colorectal anastomosis」,World Journal of Gastroenterology,16(13),pp.1610〜1621,2010を参照されたい。
本発明によれば、ステープル留めされた組織の回復の結果を向上させるためには、組織は、ステープル線の内側ではなくステープル線の外側で薬剤を施される。本発明は、マイクロニードルが薬剤で含浸及び/又は被覆され、マイクロニードルがステープル留めの直前又は同時に送達され、活性薬剤又は薬剤を放出するように組織内に残される、可溶性又は吸収性のマイクロニードルをステープル線の外側に送達する外科用ステープラーの実施形態を開示する。マイクロニードルはステープラーの作動によって組織に注入/挿入され、好ましくは、マイクロニードルは、共にステープル留めされる組織層の両方に挿入される。マイクロニードルは、即効性及び/若しくは遅延性又は持続性の薬剤の放出のために組織に残され、マイクロニードルは組織内で最終的に完全に溶解する又は吸収される。
本発明によれば、線形外科用ステープラーのステープルカートリッジは、ステープラーの作動によって組織に挿入される複数の固体の、任意選択で、かかり付きの、植込型マイクロニードルを有する。図2をここで参照すると、ステープルカートリッジ60の一実施形態が概略切断図で示され、ステープルカートリッジ60は、組織に面する表面160、平行な側壁61を有し、スロット64が、スロット64の各側で、組織に面する表面160内のいくつかの互い違いに配置された列の長手方向スロット63を分離する。長手方向チャネル130は、長手方向スロット63と連通し、ステープル110及びステープルアドバンサー120を含み、ステープル110は、ステープルアドバンサー120によって押されたとき、長手方向スロット63を通って組織内へ前進するように構成される。
マイクロニードル100と示される、薬剤を含有する複数の可溶性又は吸収性のマイクロニードルは、長手方向スロット63と平行である細長いマイクロニードルのアレイ内に配置される。マイクロニードル100は、マイクロニードルチャネル135内に配設される。マイクロニードル100は、マイクロニードルアドバンサー125によって組織内へ前進され、マイクロニードル100は、マイクロニードル開口部又はマイクロニードルウェル105を経由してステープルカートリッジ60から出る。
マイクロニードル100は、ステープルカートリッジ60の周縁に、ステープル線(つまり、ステープルアレイ)の外側に、かつ組織切除線に遠位に位置付けられ、スロット64、つまり組織切除スロットと一致する。
図2に示される実施形態の操作では、発射ノブ59の作動によって図1に示される発射手段40が作動し、同時にステープルアドバンサー120及びマイクロニードルアドバンサー125が作用されることによって、マイクロニードル100はステープルと同時に組織へ挿入される。マイクロニードル100は、ステープル110と整列しており、組織に面する表面160に実質的に垂直である。
図3は、図2の実施形態のステープルカートリッジ60の概略上面図を示す。図2及び3に示される線形ステープラーカートリッジの実施形態では、マイクロニードルは、ステープルウェルに類似のウェル内で展開され、ステープルと同じ機構によって組織へ押し込まれる。この実施形態は、マイクロニードルが充填されたウェルの列を追加するように、現在使用されるステープル留めカートリッジの修正を必要とする。あるいは、ステープルを収容する列のうちの1つを、マイクロニードルを収容する列と取り替えることができる。マイクロニードルは、ステープルと同様に、同じ機構によってステープルと同時に展開される。好ましくは、マイクロニードルは、鋭いかかり付き先端を有する細長いピンの形状を有する。あるいは、マイクロニードルは、ステープルに類似の「U」字型であるが、金属ステープルに比べて脚部が短い形状であり得る。
図4をここで参照すると、ステープルカートリッジ60の代替の実施形態が概略切断図で示され、マイクロニードル100は、組織に面する表面160上に、任意選択で、組織に面する表面160の横方向延長部150上に配設されている。複数のマイクロニードル100は、ステープルカートリッジ60の周縁に細長いアレイ内に配置され、マイクロニードルアレイは、長手方向スロット63と平行で、スロット64から遠位であり、ステープル線の外側が長手方向スロット63に一致している。
マイクロニードル100は、取り付けストリップ102によって組織に面する表面160に取り外し可能に取り付けられる。取り付けストリップ102は、組織に面する表面160上に配設された細長い平坦な支持構造体であり、長手方向スロット63と平行にかつスロット64から遠位にステープルカートリッジ60の長さに沿って延び、ステープル線の外側が長手方向スロット63に一致している。ステープルカートリッジ60の片側に少なくとも1つの取り付けストリップ102がある。示されるように、好ましくは、2つの取り付けストリップ102がステープルカートリッジ60のそれぞれの側にあり、ステープル線の外側が長手方向スロット63と一致し、スロット64から遠位である。
図5は、図4の実施形態のステープルカートリッジ60の概略上面図を示す。
図6は、図4〜5の実施形態のステープルカートリッジ60の概略断面正面図を示し、長手方向スロット63、ステープルアドバンサー120、及びステープル110送達の他の態様は、簡潔にするために示されていない。鋭い端部でかつ組織に面する表面160に遠位に任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100は、示されるように、組織に面する表面160の横方向延長部150上に、任意選択で、取り付けストリップ102によって組織に面する表面160上に支持される。更に図6に示されるのは、図2〜5に示されていない後方カバー111である。マイクロニードル100は、ステープル110と整列され、組織に面する表面160に実質的に垂直であり得る。
組織内に挿入されると、マイクロニードル100が破断する、つまり取り付けストリップ102から分離して組織に留まるように、マイクロニードル100は、取り付けストリップ102上に分離可能に支持される。マイクロニードルは、組織に面して鋭い先端を有することができる。図7をここで参照すると、取り付けストリップ102上に支持されたマイクロニードル100のいくつかの異なる態様が示される。図7Aは、鋭い先端106及び任意選択のかかり101を有し、かかり101と反対側の端部で取り付けストリップ102に強く取り付けられたマイクロニードル100であって、マイクロニードルが取り付けストリップ102に取り付けられたマイクロニードル付近でマイクロニードル100を弱体化させる切り目又は戻り止め107を有する、マイクロニードル100を示す。有利なことに、マイクロニードル100が組織内に挿入され、かかり101が組織と係合した後、ステープルカートリッジ60が除去される際に、マイクロニードル100は切り目又は戻り止め107で破断し、マイクロニードル100が組織内に留まる。戻り止め107を有するマイクロニードル100の強い取り付けは、接着剤、同時モールド成形(co-molding)、溶着、及び当業者に既知の他の方法によって行われる。
図7Bは、鋭い先端106及び任意選択のかかり101を有し、かかり101と反対側の端部で取り付けストリップ102に分離可能に取り付けられたマイクロニードル100を示す。マイクロニードル100のストリップ102からの分離性は、かかり101と反対側のマイクロニードル100の端部と取り付けストリップ102との間の領域108で、接着剤、溶着、及び当業者に既知の他の方法によって、マイクロニードル100をストリップ102に弱く接合させることによって達成される。有利なことに、マイクロニードル100が組織内に挿入され、かかり101が組織と係合した後、ステープルカートリッジ60が除去される際に、マイクロニードル100は、領域108で取り付けストリップ102から分離し、マイクロニードル100が組織内に留まる。
図7Cは、鋭い先端106及び任意選択のかかり101を有し、かかり101と反対側の端部で取り付けストリップ102に分離可能に取り付けられたマイクロニードル100であって、分離性は、マイクロニードル100を取り付けストリップ102内の空洞又は開口109の中へぴったりと挿入する、又はマイクロニードル100を発泡体又はゲルなどの突き刺し可能な材料で作ることができる取り付けストリップ102の中へ直接挿入することによって形成される弱い接合によって達成される、マイクロニードル100を示す。有利なことに、マイクロニードル100が組織内に挿入され、かかり101が組織と係合した後、ステープルカートリッジ60が除去される際に、マイクロニードル100は、取り付けストリップ102から分離し、マイクロニードル100が組織内に留まる。
図8に示す実施形態では、かかり101を有するマイクロニードル100は、取り付けストリップ102なしで、かかり101と反対側の端部で直接ステープルカートリッジ60に分離可能に取り付けられ、分離性は、マイクロニードル100を、組織に面する表面160内の空洞113内へ、又は任意選択で、示されるように、組織に面する表面160の横方向延長部150内の空洞113の中へ、ぴったりと摩擦嵌合挿入することによって形成される接合によって達成される。有利なことに、マイクロニードル100が組織内に挿入され、かかり101が組織と係合した後、ステープルカートリッジ60が除去される際に、マイクロニードル100は、ステープルカートリッジ60から分離し、マイクロニードル100が組織内に留まる。長手方向スロット63、ステープルアドバンサー120、及びステープル110送達の他の態様は、簡潔にするために示されていない。
図9に示す実施形態では、折りたたみ式保護具119は、ステープルカートリッジ60上に配設されたマイクロニードル100を少なくとも部分的に囲み、外科用ステープラーの顎部の閉鎖及びマイクロニードル100の組織内への挿入の前に、マイクロニードル100が損傷するのを防ぐ。折りたたみ式保護具119は、薄い折りたたみ式金属形状の形態であり得、又は容易に圧縮可能な発泡体で作ることができる。
図10に示す実施形態では、取り付けストリップ102は、発泡体又は不織布フェルトなどの厚い折りたたみ式材料で作られ、ステープルカートリッジ60上に配設されたマイクロニードル100を完全に封入して包み込むような寸法であり、したがって、上述の折りたたみ式保護具119と同様に機能し、外科用ステープラーの顎部の閉鎖及びマイクロニードル100の組織内への挿入の前に、マイクロニードル100が損傷するのを防ぐ。マイクロニードル100は、取り付けストリップ102の発泡体内に解放可能に支持され、取り付けストリップ102の圧縮、マイクロニードルの組織内への挿入、及びかかり101の組織との係合の直後に解放され、一方で取り付けストリップ102は、ステープル留めの完了の直後にステープルカートリッジ60と共に除去される。
図11に示す実施形態では、ステープルカートリッジ60の組織に面する表面160上に配設されたバットレス103がマイクロニードル100を支持している。この実施形態では、マイクロニードル100は、マイクロニードル100が組織内で展開された直後にバットレス103から分離しないように構成される。マイクロニードル100は、接着剤、共成形、溶着、挿入、及び当業者に既知の他の方法を使用して、バットレス103に恒久的に取り付けられる。一実施形態では、図11に示されるように、マイクロニードル100は、組織に面する表面160に遠位の端部で任意選択のかかり101を有する。代替の実施形態では、マイクロニードル100はバットレス103によって組織に支持されるので、マイクロニードル100はかかり101を有しない。バットレス103は、織布、不織布、発泡体、又は成形構造体の形態で、合成ポリマー又は天然ポリマーなどの非吸収性又は好ましくは吸収性材料で作られた薄い平坦な支持構造体である。
一態様では、バットレス103は、組織に面する表面160全体又は組織に面する表面160の少なくとも大部分を覆う。バットレスの使用及びバットレスの作製に有用な様々な材料は、外科用ステープル留めの分野の当業者に既知である。ステープルが展開されると、バットレス103は、当該技術分野で知られるように、バットレス103も貫通する展開したステープルによって接合される組織層に取り付けられる。米国特許第6,273,897号「Surgical buttress and surgical stapling apparatus」、及び同第6,325,810号「Foam buttress for stapling apparatus」は、両方ともEthicon,Inc.に付与され、外科用ステープラー及びバットレスを説明するが、参照により全目的でそれら全体が本明細書に組み込まれる。
図12に示す実施形態では、ステープルカートリッジ60の組織に面する表面160上に配置された圧縮可能な組織厚さコンペンセーター104は、マイクロニードル100を支持する。この実施形態では、示されるように、マイクロニードル100は、組織厚さコンペンセーター104によって、部分的に、完全に、実質的に完全に、囲まれるように構成され、マイクロニードル100が組織内へ展開されると、圧縮可能な組織厚さコンペンセーター104から分離しないように構成される。マイクロニードル100は、圧縮可能な組織厚さコンペンセーター104内に配設され、そのコンペンセーター104によって包み込まれる。一実施形態では、図12に示されるように、マイクロニードル100は、組織に面する表面160に遠位の端部にて任意選択のかかり101を有する。代替の実施形態では、マイクロニードル100は圧縮可能な組織厚さコンペンセーター104によって組織に支持されるので、マイクロニードル100はかかり101を有しない。組織厚さコンペンセーター104は、織布、不織布、発泡体、又は成形構造体の形態で、合成ポリマー又は天然ポリマーなどの非吸収性又は好ましくは吸収性材料で作られた平坦な支持構造体である。一態様では、組織厚さコンペンセーター104は、組織に面する表面160全体又は組織に面する表面160の少なくとも大部分を覆う。ステープルが展開されると、組織厚さコンペンセーター104は、当該技術分野で知られるように、組織厚さコンペンセーター104も貫通する展開したステープルによって接合される組織層に取り付けられる。圧縮可能な組織厚さコンペンセーターの使用及び圧縮可能な組織厚さコンペンセーターの作製に有用な様々な材料(発泡体及び布地など)は、外科用ステープル留めの分野の当業者に既知である。米国特許及び米国特許公報第8,657,176号「Tissue thickness compensator for a surgical stapler」、公開済み米国特許出願第2012/0241505号「Tissue thickness compensators for circular surgical staplers」、及び米国特許出願第2012/0241503号「Tissue thickness compensators」は、外科用ステープラー及び圧縮可能な組織厚さコンペンセーターを説明するが、参照により全目的でそれら全体が本明細書に組み込まれる。
以下で説明するように、図4〜12で示される本発明の実施形態では、ステープラーの顎部が閉鎖する際に、すなわち、ステープルの展開及び組織層を共にステープル留めする前に、並びにナイフ切断面45及びステープル110の展開の前、すなわち、組織層を共にステープル留めする前に、マイクロニードル100が展開される。
図13をここで参照すると、線形外科用ステープラー20の部分が、上側顎部32及び下側顎部53が開き、ステープルカートリッジ60が下側顎部53内に設置されて、概略断面側面図で示される。簡潔にするために、長手方向スロット63、ステープル110、長手方向チャネル130、ステープルアドバンサー120、横方向延長部150、及び後方カバー111は、図13に示されていない。
図13Aは、取り付けストリップ102を有するステープルカートリッジ60、並びに取り付けストリップ102上に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有する、マイクロニードル100を示す。
図13Bは、バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104を有するステープルカートリッジ60、並びにバットレス103上又は組織厚さコンペンセーター104内に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100を示す。
図13C及び13Dをここで参照すると、図13A及び13Bに示された実施形態が、図13A及び13Bの矢印で示される方向から得た概略正面断面図で示される。概略断面正面図は、上側顎部32及び下側顎部53が開き、ステープルカートリッジ60が下側顎部53内に設置されて示される。
取り付けストリップ102を有するステープルカートリッジ60、並びに取り付けストリップ102上に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100が図13Cに示される。バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104を有するステープルカートリッジ60、並びにバットレス103上又は組織厚さコンペンセーター104上に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100が図13Dに示される。
図14をここで参照すると、図13に示された線形外科用ステープラー20の部分の実施形態が概略断面側面図で示され、ステープルの展開に先立って、上側顎部32及び下側顎部53が、接合される2つの組織層T1及びT2上に閉じている(ステープルは図14に示されていない)。簡潔にするために、長手方向スロット63、ステープル110、長手方向チャネル130、ステープルアドバンサー120、横方向延長部150、及び後方カバー111は、図14に示されていない。
図14Aは、取り付けストリップ102を有するステープルカートリッジ60、並びに取り付けストリップ102上に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100を示し、マイクロニードル100が組織層T1及びT2の両方へ入っているのを示している。
図14Bは、バットレス103上又は組織厚さコンペンセーター104内に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100を有するステープルカートリッジ60を示し、マイクロニードル100が組織層T1及びT2の両方へ入っているのを示している。
有利なことに、図11、12、13B、14Bの実施形態のマイクロニードル100は、バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104によって組織上に支持されるので、かかり101は任意選択である。これらの実施形態の一態様では、マイクロニードル100はかかりを有していない(図示せず)。
図14C及び14Dをここで参照すると、図14A及び14Bに示される実施形態が、図13A〜Dと同様に、図14A及び14Bの矢印で示される方向から得た概略正面断面図で示される。概略断面正面図は、ステープルの展開に先立って、上側顎部32及び下側顎部53が、接合される2つの組織層T1及びT2上に閉じているのが示される(ステープルは図14に示されていない)。
取り付けストリップ102を有するステープルカートリッジ60、並びに取り付けストリップ102上に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有する、マイクロニードル100が図13Cに示される。バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104を有するステープルカートリッジ60、並びにバットレス103上又は組織厚さコンペンセーター104上に配設された、先端及び上側顎部32に面する任意選択のかかり101を有するマイクロニードル100が図13Dに示される。
上側顎部32及び下側顎部53が組織層T1及びT2上に閉鎖した後、顎部32及び53の力が組織層T1及びT2をそれらの顎部の間で圧縮することによってマイクロニードル100が組織へ挿入されることが理解されるべきである。当技術分野で知られているように、その後ステープルは組織層T1及びT2へ発射され、ステープル留めされた組織の接合を形成する。マイクロニードル100の鋭い先端は、マイクロニードル100によって組織層T1及びT2を穿孔することを容易にする。任意選択のかかり101は、マイクロニードル100がステープル留めされた組織層T1及びT2から出るのを防ぐ。有利なことに、図11、12、13B、14Bの実施形態のマイクロニードル100は、バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104によって組織上に支持されるので、これらの実施形態では、かかり101は任意選択である。したがって、本発明のいくつかの態様では、マイクロニードルにかかりは存在しない。
図15をここで参照すると、ステープル留めされ、切除され、外科用ステープラーが除去された後の接合された組織層が簡略化断面図で示される。図15Aは、マイクロニードル100が取り付けストリップ102(図15には示されてない)から分離しており、マイクロニードル100が組織層T1及びT2の両方に入っている、接合された組織層T1及びT2を示す。かかり101は、マイクロニードル100がステープル留めされた組織層T1及びT2から出るのを防ぐ。ステープル110は示されない。
図15Bは、マイクロニードル100が、バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104上に支持され、組織層T1及びT2の両方に入っている、接合された組織層T1及びT2を示す。この実施形態では、かかり101は任意選択であり、図15Bに示されていない。ステープル110は示されない。
図15Cは、図15Aの矢印で示される方向から得た、図15Aに示される実施形態の概略正面断面図を示す。組織を2つの部分に分離する切除線119の各側に3つの列のステープル110によって接合された組織層T1及びT2が示され、ステープル留めされた領域の外側で、切除線119に遠位に位置付けられたマイクロニードル100が組織層T1及びT2の両方に入っているのが示される。
図15Dは、図15Bの矢印で示される方向から得た、図15Bに示される実施形態の概略正面断面図を示す。組織層T1及びT2が、切除線119の各側に3つの列のステープル110によって接合され、マイクロニードル100が、ステープル留めされた領域の外側で、切除線119に遠位に位置付けられているのが示される。マイクロニードル100が、バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104上に支持され、組織層T1及びT2の両方に入っているのが示される。バットレス103又は組織厚さコンペンセーター104が、切除線119の各側に3つの列のステープル110によって、接合された組織層T1及びT2に取り付けられ、切除線119がバットレス103又は組織厚さコンペンセーター104を2つの部分に分離しているのも示される。
図15に示されるマイクロニードル100は、組織層T1及びT2の両方に入り、ステープル留め後、両方の組織層に、組織の圧縮されてステープル留めされた領域の外側で、ステープル線の外側かつ組織切除線に遠位に、留まるように構成される。
図16をここで参照すると、組織層T1及びT2をステープル留めする順序が、図13C、14C、15Cと同様に概略正面断面図で示され、取り付けストリップ102は、発泡体などの厚い圧縮可能又は折りたたみ式材料で作られ、図10の実施形態に類似のマイクロニードル100を部分的に又は完全に封入して包み込むような寸法である。簡潔にするために、ステープル110は図16に示されていない。
図16Aは、上側顎部32及び下側顎部53が開いており、組織層T1及びT2が上側顎部32と下側顎部53との間にあり、マイクロニードル100が、スロット64を有するステープルカートリッジ60上に支持された取り付けストリップ102の発泡体内に解放可能に支持されているのを示す。
図16Bは、顎部32と顎部53との間での組織層T1及びT2の圧縮が始まり、組織層T1及びT2が、上側顎部32、マイクロニードル100、及び取り付けストリップ102の発泡体と最初の接触をしているのを示す。
図16Cは、顎部32と顎部53との間での組織層T1及びT2の圧縮を示し、取り付けストリップ102もまた圧縮され、マイクロニードル100が解放され組織層T1及びT2に入る。
図16Dは、マイクロニードル100が組織内に挿入されると、ステープル(図示せず)が発射され、上側顎部32及び下側顎部53が開かれ、今や接合された組織層T1及びT2が解放され、マイクロニードル100が組織中にあり、取り付けストリップ102から分離されたのを示す。依然として取り付けられ、今や膨張した取り付けストリップ102を有するステープルカートリッジ60が下側顎部53上に支持され、組織と接触していない。切除線119は、組織を2つの部分に分離して示される。
図17をここで参照すると、組織層T1及びT2をステープル留めする順序が、図13D、14D、15Dと同様に概略正面断面図で示され、マイクロニードル100が、図11の実施形態に類似の薄いバットレス103上に支持されている。簡潔にするために、ステープル110は図17に示されていない。
図17Aは、上側顎部32及び下側顎部53が開いており、組織層T1及びT2が上側顎部32と下側顎部53との間にあり、マイクロニードル100が、スロット64を有するステープルカートリッジ60上に解放可能に支持されるバットレス103上に恒久的に支持されているのを示す。
図17Bは、顎部32と顎部53との間で組織層T1及びT2の圧縮が始まり、組織層T1及びT2が、マイクロニードル100及び上側顎部32と最初の接触をしているのを示す。
図17Cは、マイクロニードル100が組織層T1及びT2に入っている、顎部32と顎部53との間での組織層T1及びT2の圧縮を示す。
図17Dは、マイクロニードル100が組織内に挿入されると、ステープル(図示せず)が発射され、上側顎部32及び下側顎部53が開かれ、今や接合された組織層T1及びT2が解放され、マイクロニードル100が、ステープルカートリッジ60から今や分離したバットレス103上に組織中で支持されているのを示す。バットレス103は、ステープルカートリッジ60から発射されたステープル(図示せず)で組織に取り付けられている。切除線119は、バットレス103及び組織を2つの部分に分離して示される。
図18をここで参照すると、組織層T1及びT2をステープル留めする順序が、図12の実施形態に類似の組織厚さコンペンセーター104と共に、図13D、14D、15Dと同様に概略正面断面図で示される。簡潔にするために、ステープル110は図18に示されていない。
図18Aは、上側顎部32及び下側顎部53が開いており、組織層T1及びT2が上側顎部32と下側顎部53との間にあり、マイクロニードル100が、スロット64を有するステープルカートリッジ60上に解放可能に支持される組織厚さコンペンセーター104上に恒久的に支持されているのを示す。
図18Bは、顎部32と顎部53との間で組織層T1及びT2の圧縮が始まり、組織層T1及びT2が、上側顎部32及びマイクロニードル100と、並びに/又は組織厚さコンペンセーター104と最初の接触をしているのを示す。
図18Cは、マイクロニードル100が組織層T1及びT2並びに組織厚さコンペンセーター104に入っている、顎部32と顎部53との間での組織層T1及びT2の圧縮を示す。
図18Dは、マイクロニードル100が組織内に挿入されると、ステープル(図示せず)が発射され、上側顎部32及び下側顎部53が開かれ、今や接合された組織層T1及びT2が解放され、マイクロニードル100が、ステープルカートリッジ60から分離した組織厚さコンペンセーター104上に組織中で支持されているのを示す。組織厚さコンペンセーター104は、ステープルカートリッジ60から発射されたステープル(図示せず)で組織に取り付けられている。切除線119は、組織厚さコンペンセーター104及び組織を2つの部分に分離して示される。
本発明の代替の実施形態によると、マイクロニードル100は、組織に面する上側顎部32上に配置される。
かかり付き及びかかり付きなしのマイクロニードルは、射出成形、レーザー切断、キャスティング、3D印刷、微細加工、エンボス加工、及び他の既知の技術を含む、当業者に既知の様々な技術によって製造することができる。マイクロニードルはまた、剛性の押し出されたモノフィラメントで作ることができ、鋭利性を持たせるために角度切りされ、任意選択で、部分的な表面切断によってかかり付けされる。一態様では、準剛性の押し出されたモノフィラメントは、かかり付き縫合糸に典型的なかかりを有し、押し出されたモノフィラメントで作られたマイクロニードル上に複数のかかりが存在する。マイクロニードルの強度及び寸法安定性は、破損せずに組織を貫通するのに十分である。
マイクロニードルの構成材料は、ラクチド、グリコライド、p−ジオキサノン、及びこれらの組み合わせなどのポリエステル及び/又はモノマーベースのコポリマー、ポリビニルアルコール、ゼラチン、コラーゲン、フィブリン、及びこれらの組み合わせ、又は当業者に既知の他の生体適合性、生体吸収性ポリマーが挙げられるが、これらに限定されない、任意の可溶性及び/又は吸収性のポリマー、合成又は天然、並びにこれらの組み合わせである。全実施形態では、マイクロニードルは、創傷治癒に適切な期間内に、又は創傷治癒よりもやや長い期間内に、すなわち、約1日から2、3日、1〜3週間、約8〜10週間の期間内に、周囲組織へ完全に吸収されることが意図される。
本発明の実施形態によると、マイクロニードル100又は100aは、直径が約50マイクロメートル〜約1500マイクロメートル、より好ましくは、200マイクロメートル又は500マイクロメートルなど、100〜1000マイクロメートルである。本発明の実施形態によると、マイクロニードル100又は100aは、長さが500マイクロメートル又は1000マイクロメートル又は2000マイクロメートルなど、約100マイクロメートル〜約3000マイクロメートルである。特定の実施形態では、約10本〜約500本又は1000本のマイクロニードル、より好ましくは少なくとも10本のマイクロニードル、最も好ましくは少なくとも25本又は50本又は100本のマイクロニードルが、1つ又はいくつかのマイクロニードルのアレイ又はグループで配置される。
図19をここで参照すると、かかりなしのマイクロニードル100が鋭い先端106を有して示される。マイクロニードル100は、示されるようにかかりなし、又は簡潔にするために示されていないがかかり付きであり得る。図19Aは、マイクロニードル本体の全体にわたって分配された薬剤200を有する吸収性マイクロニードル100を示す。図19Aのマイクロニードルは、薬剤200が含浸された吸収性ポリマー材料で作られる。薬剤はそのポリマー材料に混合されることができる、又はマイクロニードルは薬剤に、若しくは結果として薬剤のマイクロニードルへの浸透及び拡散が得られるキャリア溶液中の薬剤に、曝されることができる。
図19Bは、マイクロニードル100の本体を構成するポリマー210内に分配された離散粒子又はマイクロビーズ又は微小球205の形態で薬剤を有する吸収性マイクロニードル100を示す。
図19Cは、マイクロニードル100の本体を構成するポリマー210内に別個の細長いインサート206の形態で薬剤を有する吸収性マイクロニードル100を示す。
図19Dは、マイクロニードル100の外側に被覆されたコーティング207の形態で薬剤を有する吸収性マイクロニードル100を示す。
図19Eは、マイクロニードル100の外側に被覆されたコーティング207の形態で薬剤を有し、マイクロニードル100の本体を構成するポリマー210内に分配された離散粒子又はマイクロビーズ又は微小球205の形態で同じ又は異なる薬剤を有する、吸収性マイクロニードル100を示す。この実施形態では、マイクロニードル100の挿入直後の時間枠で、すなわち、例えば1時間、5時間、12時間、24時間など数時間にわたって、コーティング207の薬剤が最初に放出され、それによって離散粒子205の形態の薬剤が、経時的に、すなわち、例えば、3日間、1週間、2週間、3週間など、1日又は数日間又は数週間以内に放出される。
本発明のマイクロニードルでは、薬剤200は、様々なメカニズムによって、すなわち、マイクロニードルから拡散することによって、マイクロニードルが身体へ溶解及び/若しくは吸収されることによる放出によって、又は両方のメカニズムによって、マイクロニードル100から放出される。
いくつかの実施形態では、薬剤は、マイクロニードルが完全に吸収されるより速く放出される。一態様では、薬剤は、1日、2日、又は3日にわたって放出され、一方でマイクロニードルの完全な吸収/溶解は、1週間、2週間、又は3週間にわたって起こる。別の態様では、薬剤は、1週間、2週間、又は3週間にわたって放出され、一方でマイクロニードルの完全な吸収/溶解は、3週間、5週間、又は8週間にわたって起こる。代替の実施形態では、薬剤は、マイクロニードルの吸収と実質的に同期して放出される、すなわち、薬剤は、マイクロニードルの吸収が進行するのとおよそ同じ期間にわたって放出される。
更に代替の実施形態では、薬剤は、マイクロニードルの溶解より遅く放出される。一態様では、マイクロニードルは、1日、2日、又は7日で溶解し、一方で薬剤の微粒子は、1週間、2週間、又は3週間にわたって薬剤を放出し続ける。
図20をここで参照すると、多数のかかり101を有するマイクロニードル100が示され、かかり101がマイクロニードル100の長さに沿って位置付けられている。吸収性マイクロニードル100は、鋭い先端106を有し、薬剤200がマイクロニードル本体の全体にわたって分配されているのが示される。図20のマイクロニードル100は、かかり付きモノフィラメントの短い区分、本質的にかかり付き縫合糸の短い区分であり、薬剤200が含浸された吸収性ポリマー材料で作られる。代替の実施形態(図示せず)では、図20のマイクロニードル100は、薬剤200で更に被覆される。
以上、本発明についてその具体的な実施形態を参照して説明してきたが、本明細書に開示される本発明の概念から逸脱することなく、多くの変更、修正、及び変形が可能であることは明白である。したがって、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広義の範囲内にある、全てのかかる変更、修正、及び変形を全て包含するものとする。
〔実施の態様〕
(1) 組織層を接合するための線形外科用ステープラーであって、
a)対向する第2の顎部に接続された第1の顎部に設置された使い捨てカートリッジであって、
組織切除スロットによって分離されたアレイ内に複数の展開可能なステープルを収容する、カートリッジと、
b)薬剤を放出する複数の吸収性マイクロニードルであって、鋭い組織貫通遠位端と近位端とを有する細長いロッドから構成され、
前記カートリッジの組織に面する表面上又は内に解放可能に配置され、前記マイクロニードルの前記近位端は前記カートリッジ上に支持されている、マイクロニードルと、を備える、ステープラー。
(2) 前記マイクロニードルが、前記カートリッジの周縁に、前記ステープルの前記アレイの外側かつ前記組織切除スロットに遠位に、位置付けられている、実施態様1に記載のステープラー。
(3) 前記マイクロニードルが、その前記遠位端にかかりを更に含み、前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面に実質的に垂直である、実施態様1に記載のステープラー。
(4) 前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面上に配置された取り付けストリップによって解放可能に支持されている、実施態様1に記載のステープラー。
(5) 前記取り付けストリップが、圧縮可能な発泡体層であり、前記マイクロニードルが、前記圧縮可能な発泡体層内に埋め込まれている、実施態様4に記載のステープラー。
(6) 前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面上に解放可能に配置されたバットレス又は組織厚さコンペンセーターによって支持されている、実施態様1に記載のステープラー。
(7) 前記マイクロニードルが、前記組織層の接合後、前記組織層内に残されるように構成されている、実施態様1に記載のステープラー。
(8) 前記薬剤が、薬物、酵素、成長因子、抗炎症薬、血管拡張剤、ペプチド、タンパク質、栄養素、賦形剤、細胞、又はこれらの組み合わせを含む、実施態様1に記載のステープラー。
(9) 前記薬剤が、約2時間〜約4週間、より好ましくは約4時間〜約5日間、最も好ましくは約4時間〜約3日間の期間にわたって放出されている、実施態様1に記載のステープラー。
(10) 前記カートリッジが少なくとも10本のマイクロニードルを含み、前記マイクロニードルは、直径50マイクロメートル〜約1000マイクロメートル、及び長さ約100マイクロメートル〜約2500マイクロメートルである、実施態様1に記載のステープラー。
(11) 線形ステープラーの対向する第2の顎部に接続された第1の顎部に設置された使い捨てカートリッジ上に少なくとも1つの薬剤を含有する、複数の可溶性又は吸収性のマイクロニードルを有する線形ステープラー組立体を使用して、組織層を接合する方法であって、前記カートリッジは、組織切除スロットによって分離されたアレイ内に複数の展開可能なステープルを収容し、前記マイクロニードルは、組織貫通遠位端と近位端とを有する細長いロッドであり、前記カートリッジの組織に面する表面上又は内に解放可能に配置され、前記マイクロニードルの前記近位端は前記カートリッジ上に支持され、該方法は、
a)前記接続された第1の顎部と前記第2の顎部との間に少なくとも2つの組織層を位置付けることと、
b)前記接続された第1の顎部と前記第2の顎部とを持ち寄せることによって、前記顎部間の前記組織層を圧縮することと、
c)それによって、前記マイクロニードルを前記組織層の中へ展開させることと、
d)前記複数のステープルを前記組織層の中へ同時に又は連続的に展開させることによって、前記組織層を閉鎖する又は接合することと、
e)前記顎部を開放し、前記カートリッジと共に前記線形ステープラーを前記組織層との接触から取り外し、前記薬剤が前記マイクロニードルに近接する及び/又は隣接する前記組織層の中へ経時的に放出されるように、前記マイクロニードルが前記組織層内に留まることを可能にすることと、を含む、方法。
(12) 前記マイクロニードルが、前記カートリッジの周縁に、前記ステープルの前記アレイの外側かつ前記組織切除スロットに遠位に、位置付けられている、実施態様11に記載の方法。
(13) 前記マイクロニードルが、その前記遠位端にかかりを更に含み、前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面に実質的に垂直である、実施態様11に記載の方法。
(14) 前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面上に配置された取り付けストリップによって解放可能に支持されている、実施態様11に記載の方法。
(15) 前記取り付けストリップが、圧縮可能な発泡体層であり、前記マイクロニードルが、前記圧縮可能な発泡体層内に埋め込まれている、実施態様14に記載の方法。
(16) 前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面上に解放可能に配置されたバットレス又は組織厚さコンペンセーターによって支持されている、実施態様11に記載の方法。
(17) 前記顎部を開放し、前記カートリッジと共に前記線形ステープラーが前記組織層との接触から取り外されると、前記マイクロニードルが前記カートリッジから分離するように構成され、前記マイクロニードルが、前記組織層の接合後、前記組織層内に留まり、前記マイクロニードルが、経時的に前記組織層内で完全に溶解する又は吸収される、実施態様11に記載の方法。
(18) 前記薬剤が、薬物、酵素、成長因子、抗炎症薬、血管拡張剤、ペプチド、タンパク質、栄養素、賦形剤、細胞、又はこれらの組み合わせを含む、実施態様11に記載の方法。
(19) 前記薬剤が、約2時間〜約4週間、より好ましくは約4時間〜約5日間、最も好ましくは約4時間〜約3日間の期間にわたって放出されている、実施態様11に記載の方法。
(20) 前記カートリッジが少なくとも10本のマイクロニードルを含み、前記マイクロニードルは、直径50マイクロメートル〜約1000マイクロメートル、及び長さ約100マイクロメートル〜約2500マイクロメートルである、実施態様11に記載の方法。

Claims (10)

  1. 組織層を接合するための線形外科用ステープラーであって、
    a)対向する第2の顎部に接続された第1の顎部に設置された使い捨てカートリッジであって、
    組織切除スロットによって分離されたアレイ内に複数の展開可能なステープルを収容する、カートリッジと、
    b)薬剤を放出する複数の吸収性マイクロニードルであって、鋭い組織貫通遠位端と近位端とを有する細長いロッドから構成され、
    前記カートリッジの組織に面する表面上又は内に解放可能に配置され、前記マイクロニードルの前記近位端は前記カートリッジ上に支持されている、マイクロニードルと、を備える、ステープラー。
  2. 前記マイクロニードルが、前記カートリッジの周縁に、前記ステープルの前記アレイの外側かつ前記組織切除スロットに遠位に、位置付けられている、請求項1に記載のステープラー。
  3. 前記マイクロニードルが、その前記遠位端にかかりを更に含み、前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面に実質的に垂直である、請求項1に記載のステープラー。
  4. 前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面上に配置された取り付けストリップによって解放可能に支持されている、請求項1に記載のステープラー。
  5. 前記取り付けストリップが、圧縮可能な発泡体層であり、前記マイクロニードルが、前記圧縮可能な発泡体層内に埋め込まれている、請求項4に記載のステープラー。
  6. 前記マイクロニードルが、前記組織に面する表面上に解放可能に配置されたバットレス又は組織厚さコンペンセーターによって支持されている、請求項1に記載のステープラー。
  7. 前記マイクロニードルが、前記組織層の接合後、前記組織層内に残されるように構成されている、請求項1に記載のステープラー。
  8. 前記薬剤が、薬物、酵素、成長因子、抗炎症薬、血管拡張剤、ペプチド、タンパク質、栄養素、賦形剤、細胞、又はこれらの組み合わせを含む、請求項1に記載のステープラー。
  9. 前記薬剤が、2時間〜4週間の期間にわたって放出されている、請求項1に記載のステープラー。
  10. 前記カートリッジが少なくとも10本のマイクロニードルを含み、前記マイクロニードルは、直径50マイクロメートル〜約1000マイクロメートル、及び長さ約100マイクロメートル〜約2500マイクロメートルである、請求項1に記載のステープラー。
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