JP7462513B2 - コア・シェル構造の軟質材料押出しのためのニードルアダプタおよび装置 - Google Patents

Description

本開示は概して、医用生体ニードルのためのアダプタに関し、より詳細にはコア・シェル管状構造の押出しのためのアダプタに関する。

本明細書中で提供される背景技術の説明は、本開示の背景を一般的に提供することを目的とする。ここで名前が挙げられている発明人らの研究作業は、それが本背景技術の項において説明され得る範囲内で、そうでなければ出願時点において先行技術として適格であり得ない該説明の他の側面と共に、当該技術に対抗する先行技術として明示的にも暗示的にも認められていない。

軟質管状構造および他の軟質円筒形コア・シェル構造は、工業的および医用生体的利用分野において数多くの重要な役割を有する。例えば、人工の灌流可能な組織および補綴は、栄養素を供給するために人工脈管構造を必要とする可能性がある。しかしながら、このような構造は、特に、求められる再現性および生体適合性に関して製造が難しい。

いくつかの事例において、このようなコア・シェル構造を製造しようとする研究者達は、医用生体ニードルを用いた独自の押出し装置を作製してきた。このような初歩的な装置には概して、第１のニードルのハブ内に孔を開けるステップ、孔の中に第２のニードルのシャフトを挿入し接合点を接着剤で封止するステップ、および第１のニードルのシャフトを第３のニードルのシャフト内に挿入するステップが関与する。このようなその場しのぎの装置には典型的に、装置を作製する間の傷害の可能性；再現可能な結果の欠如、および生体適合性のない接着剤などの意図された機能に反する材料の導入；および同時終端先端部を得るために同軸ニードルシャフトを切断する必要性などを含めた多数の欠点がある。

他の事例では、既製のコア・シェルノズルシステムが市販されている。このような装置は高価となる傾向があり、カスタマイズ可能でなく（例えば単一のユニットは単一のコア・シェル寸法しか押出しできない）、ノズルはバイオインクなどの押出し材料で容易に詰まる可能性がある。これら全ての理由から、このようなシステムは、特に研究者の間では使用が制限されている。

したがって、コア・シェル構造の押出しのための改良型装置を提供することが望ましいと思われる。

本節は、本開示の概要を提示するものであり、その全範囲またはその特徴の全ての広範な開示ではない。

さまざまな態様において、本教示は、２本のニードルを伴うコア・シェル構造を押出すためのアダプタ(an adapter for extruding core-shell structures with two needles)を提供する。該アダプタは、第１および第２のアダプタ部品を含む。第１のアダプタ部品は、第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が雌ルアー継手(female Luer fitting)と結合するように構成されたネジ式の開放端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手(internal male Luer fitting)を含む内部ネジ式チャンバを有する本体を含む。第１のアダプタ部品は同様に、内部雄ルアー継手に対して直接第１の入口流体を通過させるように構成された外部雌ルアー継手を含む第１の入口ポートをも含む。第１のアダプタ部品はさらに、側方チャネルを介して内部ネジ式チャンバ内に第２の入口流体を通過させるように構成された外部雌ルアー継手を含む第２の入口ポートを含む。アダプタは付加的に、内部ネジ式チャネルの開放端部と結合するように構成された雌ルアー継手、およびニードルと結合するように構成された雄ルアー継手を有する第２のアダプタ部品を含む。該雄ルアー継手は、雌ルアー継手から同軸的に延在する。

他の態様において、本教示は、コア・シェル管状構造を押出すための装置を提供する。該装置は、第１のアダプタ部品上の第１の入口ポートを有するコア流体通路を含む。第１の入口ポートは、外部供給源からコア流体を受入れるように構成されている。コア流体通路は同様に、第１のアダプタ部品上の第１のテーパ付き雄ルアー継手、および第１のテーパ付き雄ルアー継手に取付けられ、第１の入口ポートと流体連通状態にあるコアニードルをも含んでいる。該装置はさらに、第１のテーパ付き雄ルアー継手を取り囲むネジ式内部チャンバを伴うシリンダおよび側方チャネルの頂上にある第２の入口ポートを有するシェル流体通路を含む。シェル流体通路はさらに、ネジ式内部チャンバに可逆的に取付けられた雌ルアー継手を有する第２のアダプタ本体、および雌ルアー継手と直接流体連通状態にある第２のテーパ付き雄ルアー継手を含む。シェル流体通路は同様に、第２の雄ルアー継手に連結され、第２の入口ポートと流体連通状態にあり、こうしてコアおよびシェルニードルが同軸になっている、シェルニードルを含む。

さらに他の態様において、本教示は、２本のニードルを伴うコア・シェル構造を押出すための装置を提供する。該装置は、第１および第２のアダプタ部品を含む。第１のアダプタ部品は、第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が雌ルアー継手と結合するように構成された開放ネジ式端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバを有する本体を含む。第１のアダプタ部品は同様に、内部雄ルアー継手に対して直接第１の入口流体を通過させるように構成された外部雌ルアー継手を含む第１の入口ポートをも含む。第１のアダプタ部品はさらに、側方チャネルを介して内部ネジ式チャンバ内に第２の入口流体を通過させるように構成された外部雌ルアー継手を含む第２の入口ポートを含む。アダプタは付加的に、内部ネジ式チャネルの開放端部と結合するように構成された雌ルアー継手、およびニードルと結合するように構成された雄ルアー継手を有する第２のアダプタ部品を含む。該雄ルアー継手は、雌ルアー継手から同軸的に延在する。装置は同様に、第１のアダプタ部品の内部雄ルアー継手に連結されたコアニードル、および第２のアダプタ部品の雄ルアー継手に連結されたシェルニードルも含んでいる。

さらなる利用分野および上述の結合技術を増強するさまざまな方法が、本明細書中で提供されている説明から明らかとなるものである。本要約中の説明および具体例は、単に例示を目的としたものであり、本開示の範囲を限定するよう意図されたものではない。

本教示は、詳細な説明および添付図面から、より完全に理解されるものである。

コア・シェル構造を押出すための本教示の装置の斜視図である。 ライン２Ａ－２Ａに沿って見た、２本のニードルを含む図１の装置の側面断面図である。 ２本のニードルの取付けを介して図１および２Ａの装置を作製するためのツーピースアダプタの側面断面図である。 図２Ｂのツーピースアダプタの第１の「上部」部品の側面断面図である。 コアニードルが取付けられた状態の図２Ｃの第１の部品の側面断面図である。 図２Ｂのツーピースアダプタの第２の「下部」部品の側面断面図である。 シェルニードルが取付けられた状態の図２Ｅの下部部品の側面断面図である。 太字矢印がシェル液体の流路を示す、図２Ａの側面断面図である。 ニードル先端部の拡大終端図を伴う、ニードルシャフトの側面平面図である。 同心コアとシェルニードルの間のニュートラル、プラスおよびマイナスオフセットを示す３つのニードルシャフト対の端部部分の側面断面図である。 図４Ａで部分的に示されているニードルシャフトの３つの斜視図である。 図２Ｃおよび２Ｄの第１のアダプタ部品にコアニードルを可逆的に取付けるための工具の斜視図である。 ライン５Ｂ～５Ｂに沿って見た、図５Ａの工具の端部平面図である。 コアニードルと係合する図５Ａおよび５Ｂの工具の斜視図である。 コアニードルと係合する図５Ａおよび５Ｂの工具の斜視図である。 図６Ｂの工具およびニードルの斜視断面図である。 第１のアダプタ部品を透明に描いた、図２Ｃおよび２Ｄの第１のアダプタ部品内に挿入された図６Ｂの工具およびニードルの斜視図である。 アダプタが、２つの同心コアを形成するように積重ねられた第１のアダプタ部品の２つの複製部品を有している、コア－中間シェル構造の押出しのための装置の一変形形態のそれぞれ側面平面図および側面断面図である。 アダプタが、２つの同心コアを形成するように積重ねられた第１のアダプタ部品の２つの複製部品を有している、コア－中間シェル構造の押出しのための装置の一変形形態のそれぞれ側面平面図および側面断面図である。 アダプタが、３つの同心コアを形成するように積重ねられた第１のアダプタ部品の３つの複製部品を有している、コア－中間－中間’－シェル構造の押出しのための装置の変形形態のそれぞれ側面平面図および側面断面図である。 アダプタが、３つの同心コアを形成するように積重ねられた第１のアダプタ部品の３つの複製部品を有している、コア－中間－中間’－シェル構造の押出しのための装置の変形形態のそれぞれ側面平面図および側面断面図である。

本明細書中に示されている図は、いくつかの態様を描写する目的で当該技術の特徴のうち、方法、アルゴリズムおよび装置の一般的特徴を例証するように意図されている、ということを指摘しておかなければならない。これらの図は、いずれかの所与の態様の特徴を厳密に反映していない可能性があり、必ずしも特定の実施形態を本技術の範囲内で規定または限定するよう意図されていない。さらに、いくつかの態様は、図の組合せからの特徴を包含し得る。

本教示は、コア－シェル構造を押出すための装置、およびこのような装置を作製するためのアダプタを提供する。アダプタは共通の医用生体ニードルを受入れ、こうして本教示のアダプタを押出し装置へと変換する。提供されたアダプタは、２つの異なる材料供給源（例えば、シリンジ、バッグ、コンテナまたは管）から同軸的に、軟質材料の２つの異なる同心層を押出すことを可能にする。

本教示のアダプタは、可逆的に連結可能な構成要素を含む。第１の構成要素は、少なくとも２つの進入ポートを有し、比較的長く狭いシャフトを有するニードルに連結する。このニードルはこのとき、最終的なコア・シェル構造のコア部分を押出すためのコアニードルとなる。第２のアダプタ構成要素は、比較的短かい幅広のシャフトを有するニードルに連結する。このニードルはこのとき、最終的なコア・シェル構造のシェル部分を押出すためのシェルニードルとなる。第１および第２のアダプタ構成要素は共に連結してコア・シェル押出し装置を形成する。完成した装置において、進入ポートの一方はコアニードルと流体連通状態にあり、他方の進入ポートは、シェルニードルと流体連通状態にある。コアニードルシャフトは、第１の進入ポート内へと通過させられた液体がコア材料として押出され、第２の進入ポート内へと通過させられた液体はシェル材料として押出され、コアおよびシェル材料が共にコア・シェル管状構造を形成するような形で、シェルニードルシャフト内に収められている。

図１は、コア・シェル構造を押出すための装置１００の斜視図を示す。本明細書中で使用される「コア・シェル構造」なる表現は、外側つまりシェルシリンダと内側つまりコアシリンダを有する同心または同軸シリンダ構造を意味する。いくつかの実装において、コアシリンダは空気で構成され得、こうして、コア・シェル構造は中空管となる。多くの実装において、コア・シェル構造のコアおよびシェルシリンダはそれらの共通軸に沿って可とう性かつ／または非線形であり得ることが理解される。

図２Ａは、装置１００の内部に大部分が格納されたシェルニードル１５０およびコアニードル１６０を例示する、ライン２－２に沿って見た、図１の装置１００の側面断面図を示す。図２Ｂは、図２Ａ中の装置と同じ検分軸に沿って見た、本教示のアダプタ１０５を示す。アダプタ１０５は、第１のアダプタ部品１１０および第２のアダプタ部品１２０を含む。図２Ａの装置１００は図２Ｂのアダプタ１０５ならびにコアおよびシェルニードル１５０、１６０を含む、ということが指摘される。第２のアダプタ部品１２０は、シェルニードル１５０に可逆的に取付けられるように構成されている。第１のアダプタ部品は、入口ポート１３０、１４０を有し、コアニードル１６０に可逆的に取付けられるように構成されている。

２Ｃおよび２Ｄは、それぞれコアニードル１６０が取付けられていない状態および取付けられている状態にある第１のアダプタ部品１１０の側面断面図を示す。図２Ｅおよび２Ｆは、それぞれシェルニードル１５０が取付けられていない状態および取付けられている状態にある第２のアダプタ部品１２０の側面断面図を示す。図２Ｇは、押出し中の未硬化のコアおよびシェル液体の一般化された流路を例示する曲線ブロック矢印を伴う、図２Ａの側面断面図を示す。

特に図２Ａ～２Ｆを参照すると、第２のアダプタ部品１２０は、雄ルアー継手１２２および、雄ルアー継手１２２とは反対側でこの雄ルアー継手と流体連通状態にある雌ルアー継手１２４を含む。雄ルアー継手はシェルニードル１５０のハブ１５２とドッキングするように構成されている。

第１のアダプタ部品１１０は、コア入口ポート１３０およびシェル入口ポート１４０を含む。いくつかの実装において、コア入口ポート１３０およびシェル入口ポート１４０のいずれかまたは両方が、シリンジの雄ルアー継手とドッキングするように構成された雌ルアー継手を含み得る。図１および２Ａ～２Ｃの実施例では、両方の入口ポート１３０、１４０が雌ルアー継手を含んでいることが指摘される。いくつかの事例においては、コア入口ポート１３０およびシェル入口ポート１４０のいずれかまたは両方が、有刺管継手または圧縮管継手などの管継手を含み得る。いくつかの実装では、コア入口ポート１３０およびシェル入口ポート１４０のいずれかまたは両方が、図１、２Ａ～２Ｄおよび２Ｇに示されたタイプのテーパ付き雌ルアー継手を含むことができ、有刺または他の管継手とは反対側の雄ルアー継手を有するルアー管継手に対して可逆的に取付けられ得る。

コア入口ポート１３０は、内部ネジ式チャンバ１１２と共に、第１のアダプタ部品１１０の内部に位置設定された雄ルアー継手１３５と流体連通状態にある。内部ネジ式チャンバは、開放端部１１３および開放端部１１３から内部ネジ式チャンバ１１２の反対側の端部に存在する雄ルアー継手１３５に囲まれている。開放端部１１３および雄ルアー継手１３５は距離Ｌだけ離隔し得る。第１のアダプタ部品１１０の雄ルアー継手１３５は、コアニードル１６０と結合するように構成されている。こうして、コアニードル１６０が取付けられた時点で、コア入口ポート１３０、第１のアダプタ部品１１０の雄ルアーアダプタ１３５およびコアニードル１６０は、互いに流体連通状態にあり、未硬化コア流体が装置１００を通過するときに通ることのできる通路を形成する。内部ネジ式チャンバ１１２は図２Ａ～２Ｇの例においてはその全長Ｌに沿ってネジ山が付いているものの、必ずしもそのようである必要はなく、開放端部１１３の周りおよび雄ルアー継手１３５の周りの端部部分にネジ山を付けることができると考えられる。

第１のアダプタ部品１１０の内部ネジ式チャンバ１１２の開放端部１１３は、第２のアダプタ部品１２０の雌ルアー継手１２４と結合するように構成されている。第１および第２のアダプタ部品１１０、１２０が開放端部１１３と第２のアダプタ部品１２０の雌ルアー継手１２４の結合を介して取付けられた時点で、アダプタ１００は組立てられた状態になるということが指摘される。組立てられたアダプタ１０５または装置１００は、第１および第２のアダプタ部品１１０、１２０の間の接合部に漏液シールとするためのＯリング１７０を含むことができる。

第１のアダプタ部品のシェル入口ポート１４０は、側方チャネル１１６を介して内部ネジ式チャンバ１１２と流体連通状態にある。図２Ａ～２Ｇの実施例では、側方チャネル１１６は側方アーム１１４内に格納されている。概して、シェル入口ポート１４０、側方チャネル１１６および内部ネジ式チャンバ１１２は、コア入口ポート１３０、第１のアダプタ部品１１０の雄ルアーアダプタ１３５およびコアニードル１６０で形成されて未硬化コア流体が中を通過できる通路に平行な流体通路を形成する。

図３は、ニードルシャフトが内径Iと外径Ｏを有することを標示するニードルシャフトの先端部の差込み端部平面図を伴う、ニードルシャフトの側面平面図を示す。図２Ａおよび３を特に参照すると、コアニードル１６０はハブ１６２とシャフト１６４を含む。ハブ１６２は従来、必ずというわけではないものの、プラスチックで形成され、雌ルアー継手を含み、こうして第１のアダプタ部品１１０の雄ルアー継手１３５に対し可逆的に係止されているということが理解される。さらに、シャフトは従来、必ずというわけではないものの、ステンレス鋼で形成され、図３に示されているように、断面内径および断面外径を有する管を画定する、ということが理解される。

シェルニードル１５０は、ハブ１５２およびシャフト１５４を含む。ハブ１５２は従来、必ずというわけではないものの、プラスチックで形成され、雌ルアー継手を含み、こうして、第２のアダプタ部品１２０の雄ルアー継手１２２に対し可逆的に係止されているということが理解される。さらに、シャフトは従来、必ずというわけではないものの、ステンレス鋼で形成され、図３に示されているように、断面内径および断面外径を有する管を画定する、ということが理解される。図２Ｄおよび２Ｆにおいて、簡略化のためにニードルシャフト１５４、１６４が省略され、ニードルハブ１５２、１６２のみが示されているということが指摘される。

図２Ａおよび２Ｇに示されているように、上述の通りコアおよびシェルニードル１５０、１６０と共に一緒に結合された第１および第２のアダプタ部品１１０、１２０で装置１００が完全に形成されている場合、コアニードル１５０のシャフト１５４は、コアニードル１６０のシャフト１６４の内側に入れ子にされ、ニードルシャフトの同軸対を形成する。したがって、コアニードル１６０のシャフト１６４の外径はシェルニードル１５０のシャフト１５４の内径より小さいものでなければならないということが認識される。さらに、特に図２Ｇを参照すると、完全に組立てられた装置１００において、コア入口ポート１３０がコアニードル１６０のシャフト１６４と流体連通状態にあり、シェル入口ポート１４０がシェルニードル１５０のシャフト１５４と流体連通状態にあるということが分かる。

したがって、未硬化のコア流体がコア進入ポート１３０内に推進されると、図２Ｇに示された通り、それは直接コアニードル１６０までそしてコアニードルシャフト１６４を通って進む。同様にして、未硬化のシェル流体がシェル進入ポート１４０内を推進されると、それは、側方チャネル１１６を通って、内部ネジ式チャネル１１２内へ、さらに、シェルニードル１５０のハブ１５２内へと進み、シェルニードル１５０のシャフト１５４を通過する。未硬化のコア流体および未硬化のシェル流体が同時にそれらのそれぞれの進入ポート１３０、１４０内へ推進された時点で、それらは、論述され図２Ｇに部分的に示されている通り装置を通過し、所望のコア・シェル構成でそれらのそれぞれのニードルシャフト１６０、１５０の先端部から押出される。

ユーザは、コアおよびシェルニードル１６０、１５０のサイズゲージを変更することによりコア・シェル押出し物の寸法を容易に変更することができる。上述の通り、シェルニードル１５０のシャフト１５４の内径がコアニードル１６０のシャフト１６４の外径よりも大きいことしか必要ではない。同じく上述の通り、コアニードル１６０のシャフト１６４は概してシェルニードル１５０のシャフト１５４よりも長く、こうして２本のシャフト１５４、１６４の先端部がほぼ一致する（すなわちニードルシャフト１５４、１６４がほぼ同じ場所で終る）ようになっていなければならない。

図４Ａは、３つの異なる構成での、シェルおよびコアニードル１５０、１６０のシャフト１５４、１６４の先端部の側面断面図である。図４Ｂは、同じ３つの構成の斜視図である。図４Ａおよび４Ｂの各々の左側のパネル(panel)では、ニードルシャフト１５４、１６４のオフセットはゼロである（すなわちそれらの先端部は同一平面上にある）。中央のパネルでは、先端部のオフセットはプラスであり、ここでシェルニードル１５０のシャフト１５４はコアニードル１６０のシャフト１６４の先端部から突出している。右側のパネルでは、先端部のオフセットはマイナスであり、ここでシェルニードル１５０のシャフト１５４は、コアニードル１６０のシャフト１６４の先端部内に引込んでいる。

多くの実装においてゼロオフセットが選好されるものの、一部の実装では、例えばコア流体および、シェル流体の間の実質的な粘度格差の結果として、プラスまたはマイナスのオフセットが選好される可能性がある。ニードルのオフセットは、第１のアダプタ部品１１０の内部ネジ式チャネル１１２の開放端部１１３に対する第２のアダプタ部品１２０の雌ルアー継手１２４の結合によって仲介される第１および第２のアダプタ部品１１０、１２０間の連結を緩めたり締めたりすることによって調整可能であるということが認識される。オフセットの調整可能範囲は、第１および第２のアダプタ部品１１０、１２０間の接合部において厚いＯリング１７０を使用することによって増大させることができる。

いくつかの実装において、未硬化のシェル流体は、熱架橋性または化学架橋性または光架橋性組成物、例えばコラーゲン、Ｍａｔｒｉｇｅｌ（商標）またはさまざまなアクリレート、アルギネートまたはそれらの組成物を含み得る。コア流体は、異なる架橋性組成物を含むことができ、または、架橋性活性剤を含むことができ、または単純に、ひとたびシェル部分が架橋された時点で除去されることになる流動性空間充填剤を含むことができる。

したがって、本教示のアダプタおよび装置は、共通の医用生体ニードルを用いて容易に修正可能であるということが認識される。こうして、ユーザは、成り行き任せでその場しのぎの装置の作製を試みて鋭利なニードルを加工する必要がない。またユーザは、コアおよびシェルの寸法が単一の構成に限定された高価な既製のコア・シェルノズルを購入する必要もない。

再び図２Ｃおよび２Ｄを参照すると、いくつかの事例においては、内部ネジ式チャネル１１２の長さＬに起因して、第１のアダプタ部品１１０に対して手作業でコアニードル１６０を取付けることが困難である場合がある、ということが認識される。図５Ａは、第１のアダプタ部品１１０に対するコアニードル１６０の取付けを容易にし、同時に第１のアダプタ部品１１０からのコアニードル１６０の除去を容易にすることのできる工具２００の斜視図を示す。図５Ｂは、図５Ａのライン５Ｂ－５Ｂに沿って見た、工具２００の端部平面図を示す。工具２００は概して、細長い管状構造２１０および、工具２００の長さを走行し工具がコアニードル１６０を内部に収容することを可能にする貫通孔２１２を含む。図５Ａおよび５Ｂの例示的工具２００は、４つのノッチ２１４と凹凸の付いた取っ手２１６を含み、この取っ手は手で工具２００をより正しく把持できるようにしている。

図６Ａおよび６Ｂは、コアニードル１６０のハブ１６２と係合する図５Ａおよび５Ｂの工具の斜視図を示す。ハブ１６２は通常フィン１６６を有すること、ひいては工具２００のノッチ２１４がコアニードル１６０のフィン１６６と噛合しこのフィン１６６を把持し、こうして工具２００がねじ回しのように回転させられた時点でコアニードル１６０がそれと共に回転するようになっていること、が理解される。図６Ｃは、工具２００の貫通孔２１２の中を通るコアニードル１６０のシャフト１６４を示す、図６Ｂの工具およびニードルの斜視断面図を示す。

図６Ｄは、第１のアダプタ部品１１０内に挿入された図６Ｂの工具およびニードルの斜視図を示し、この第１のアダプタ部品は工具２００の内部動作を示すように透明に描かれている。さらに図２Ｃを参照すると、この位置で工具２００を回すことでユーザは、コアニードル１６０を第１のアダプタ部品１１０の内部ネジ式チャンバ１１２の雄ルアー継手１３５と係合させることができる、ということが認識される。

いくつかの変形形態においては、本教示の装置１００およびアダプタ１０５を、３つ以上の同心層（例えばコア層、１つ以上の中間層およびシェル層）を有する多層同心構造の押出しのために調整することができる。図７Ａおよび７Ｂは、コア層とシェル層の間に載置され１つの中間層を有する多層同心構造（すなわちコア・中間・シェル構造）の押出しのための装置３００の側面平面図および側面断面図をそれぞれ示す。図７Ａおよび７Ｂの装置３００は、それが共に積重ねられた第１のアダプタ部品１１０Ａと第１のアダプタ部品１１０Ｂを含むという点を除いて、図１Ａおよび２Ａの装置１００と同じである。第１のアダプタ部品１１０Ａおよび第１のアダプタ部品１１０Ｂの各々は、図１および図２Ａ～２Ｄの第１のアダプタ部品１１０と同じである。図７Ａおよび７Ｂの装置３００においては、第１のアダプタ部品１１０Ａの第１の入口ポート（図２Ｃの第１の入口ポート１３０と等価）は、第１のアダプタ部品１１０Ｂの内部ネジ式チャンバの開放端部（図２Ｃの内部ネジ式チャンバ１１２の開放端部１１３と等価）に対して可逆的に取付けられた雌ルアー継手である。

上述の通り、第１のアダプタ部品１１０Ａはコアニードル１６０Ａに連結され、第１のアダプタ部品１１０Ｂは中間ニードル１６０Ｂに連結され、こうして、コアニードル１６０Ｂのシャフトは、図４Ａおよび４Ｂに示された上述の形で、それ自体シェルニードル１５０のシャフトの内側に格納されている中間ニードル１６０Ａのシャフトの内側に格納されるようになっている。したがって、第１の入口ポート１３０Ｂに進入する未硬化コア流体はコアニードル１６０Ｂのハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造の中心層またはコア同心層として押出される。第３の入口ポート１４０Ｂに進入する未硬化の中間層流体は、中間ニードル１６０Ａのハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造の中間層として押出される。第３の入口ポート１４０Ａに進入する未硬化シェル流体は、シェルニードル１５０のハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造のシェルまたは外側層として押出される。さらに、コアニードル１６０Ｂは最長で最も狭いシャフトを有するべきであり；中間ニードル１６０Ａは中間の長さおよび外径のシャフトを有するべきであり；シェルニードル１５０は最短で最も幅広のシャフトを有するべきであり、こうして、３本のシャフトは、図４Ａおよび４Ｂ内に２つのニードルについて示されているように、おおよそ同時終端しているということが理解される。

図７Ｃおよび７Ｄは、多層同心構造の押出しのための装置４００が、コアおよびシェル層間に載置されている２つの中間層（すなわちコア・中間・中間’・シェル構造）を有する該コンセプトのさらなる拡張の側面平面図および側面断面図を示す。上述のものと同様、第１の入口ポート１３０Ｃに進入する未硬化コア流体はコアニードル１６０Ｃのハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造の中心層またはコア同心層として押出され；第２の入口ポート１４０Ｃに進入する未硬化の第１の中間層流体は、中間ニードル１６０Ｂのハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造の第１の中間層（中間）として押出され；第３の入口ポート１４０Ｂに進入する未硬化の第２の空間層流体は、中間ニードル１６０Ａのハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造の第２の空間層流体（中間’）として押出され；第４の入口ポート１４０Ａに進入する未硬化シェル流体はシェルニードル１５０のハブおよびシャフト内へ移行し、多層同心構造のシェル層または外側層として押出される。追加できる中間層の数に対する唯一の制限は、互いに同心的に挿入され得るニードルの利用可能性にある、ということが認識される。

ルアー継手は概して、大部分のニードルとのそれらの共通の特徴および直接的使用のために選好されるものの、当該アダプタおよび装置のさまざまな雄および雌ルアー継手を他のタイプの連結で置換することが可能であることが理解される。このような連結は合理的に標準化されているかまたは標準化可能であり、ニードル連結に利用可能であることが好ましい。さらに、第１および第２のアダプタ部品１１０、１２０を、プラスチック、金属またはルアー継手に利用可能な他のあらゆる比較的硬質で可撓性のない材料で形成できるということが理解される。

以上の説明は、事実上単に例示的なものであり、いかなる形であれ開示、その応用または使用を限定するように意図されたものではない。本明細書中で使用されるＡ、ＢおよびＣの少なくとも１つという言い回しは、非排他的論理「ｏｒ」を用いて論理（ＡｏｒＢｏｒＣ）を意味するものとみなされるべきである。１つの方法の中のさまざまなステップを、本開示の原則を改変することなく異なる順序で実行することができる、ということを理解すべきである。範囲の開示は、全ての範囲および範囲全体の中の細分割された範囲の開示を含む。

本明細書中で使用される見出し（例えば「背景技術」および「発明の概要」）および小見出しは、本開示内の主題の全体的組織のためのみに意図され、該技術またはそのいずれかの態様の開示を限定するように意図されていない。記載された特徴を有する多数の実施形態の列挙は、付加的な特徴を有する他の実施形態または記載の特徴の異なる組合せを包含する他の実施形態を排除するように意図されたものではない。

本明細書中で使用される「ｃｏｍｐｒｉｓｅ（含む）」および「ｉｎｃｌｕｄｅ（含む）」なる用語およびそれらの異形は、非限定的であるように意図され、したがって連続的なアイテムの列挙またはリストは、本技術の装置および方法において同様に有用であり得る他の類似のアイテムを排除するものではない。同様に、「ｃａｎ」および「ｍａｙ」なる用語およびそれらの異形は、非限定的であるように意図され、したがって、１つの実施形態が或る要素または特徴を含み得る（ｃａｎまたはｍａｙ）という記述は、これらの要素または特徴を含まない本技術の他の実施形態を排除するものではない。

本開示の広義の教示は、さまざまな形態で実装され得る。したがって、本開示には特定の実施例が含まれるものの、開示の真の範囲はそのように限定されるべきではなく、明細書および以下のクレームを検討した上で当業者には他の修正が明らかになるものである。１つの態様またはさまざまな態様に対する本明細書中の言及は、１つの実施形態または特定のシステムに関連して説明された特定の特徴部、構造または特徴が少なくとも１つの実施形態または態様の中に含められることを意味する。「１つの態様において」（またはその変形形態）なる言い回しの出現は、必ずしも、同じ態様または実施形態に対して言及するものではない。同様に、本明細書中で論述されているさまざまな方法ステップは、描写されたものと同じ順序で実施されなければならないわけではなく、各々の方法ステップが各々の態様または実施形態内で求められるわけではないということも理解すべきである。

実施形態についての以上の説明は、例示および説明を目的として提供されたものである。それは、網羅的であるようにまたは本開示を限定するように意図されたものではない。特定の実施形態の個別の要素または特徴は、概してその特定の実施形態に限定されず、該当する場合には、互換性があり、たとえ具体的に図示または説明されていなくとも、選択された実施形態において使用可能である。同じものを多くの形で変化させることも可能である。このような変形形態は、本開示からの逸脱としてみなされるべきではなく、このような修正はすべて、本開示の範囲内に含められるように意図されている。
本明細書に開示される発明は以下の態様を含む。
〔態様１〕
２本のニードルを伴うコア・シェル構造を押出すためのアダプタであって、
第１のアダプタ部品であって、
第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が雌ルアー継手と結合するように構成されたネジ式の開放端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバ、および前記内部雄ルアー継手に対して直接第１の入口流体を通過させるように構成された第１の入口を有する本体、および
側方チャネルを介して前記内部ネジ式チャンバ内に第２の入口流体を通過させるように構成された第２の入口ポート、
を含む第１のアダプタ部品と、
第２のアダプタ部品であって、
前記内部ネジ式チャネルの前記開放端部と結合するように構成された雌ルアー継手、および
ニードルと結合するように構成され、前記雌ルアー継手から同軸的に延在する雄ルアー継手、
を含む第２のアダプタ部品と、
を含む、アダプタ。
〔態様２〕
前記第２のアダプタ部品が、前記内部ネジ式チャンバに対する前記第３の雌ルアー継手の連結を介して、前記第１のアダプタ部品に対し可逆的に連結されている、態様１に記載のアダプタ。
〔態様３〕
前記第１のアダプタ部品および前記第２のアダプタ部品の間に位置付けされたＯリングをさらに含む、態様２に記載のアダプタ。
〔態様４〕
前記第１の入口ポートおよび前記第２の入口ポートに対して可逆的に連結されたルアー管継手を含む、態様１に記載のアダプタ。
〔態様５〕
熱可塑性物質で形成された、態様１に記載のアダプタ。
〔態様６〕
コア・シェル管状構造を押出すための装置であって、
コア流体通路であって、
外部供給源からコア流体を受入れるように構成された、第１のアダプタ部品上の第１の入口ポート、
前記第１の入口ポートと直接流体連通状態にある、前記第１のアダプタ部品上の第１のテーパ付き雄ルアー継手、および
前記第１のテーパ付き雄ルアー継手に取付けられ、前記第１の入口ポートと流体連通状態にあるコアニードル、
を含むコア流体通路と、
シェル流体通路であって、
前記第１のテーパ付き雄ルアー継手を取り囲むネジ式内部チャンバを伴うシリンダ、
前記ネジ式内部チャンバ内のアパーチャに連結された、前記第１のアダプタ部品内の側方チャネル、
前記側方チャネルの頂上にある第２の入口ポート、
第２のアダプタ本体であって、
前記ネジ式内部チャンバに可逆的に取付けられた雌ルアー継手、
前記雌ルアー継手と直接流体連通状態にある第２のテーパ付き雄ルアー継手
を有する第２のアダプタ本体、および
シェルニードルであって、前記第２のテーパ付き雄ルアー継手に連結され、前記第２の入口ポートと流体連通状態にあり、こうして前記コアニードルおよび該シェルニードルが同軸になっている、シェルニードル、
を含むシェル流体通路と、
を含む、装置。
〔態様７〕
前記コアニードルが、外径を有するコアニードルシャフトを含み、前記シェルニードルが、前記コアニードルシャフトの外径よりも大きい内径を有するシェルニードルシャフトを含む、態様６に記載の装置。
〔態様８〕
前記コアニードルシャフトが前記シェルニードルシャフトの内側に位置付けされている、態様６に記載の装置。
〔態様９〕
前記第１の入口ポートおよび前記第２の入口ポートの少なくとも一方が管継手を含む、態様６に記載の装置。
〔態様１０〕
前記第１の入口ポートおよび前記第２の入口ポートの少なくとも一方が雌ルアー継手を含む、態様６に記載の装置。
〔態様１１〕
前記第１の入口ポートおよび前記第２の入口ポートの少なくとも一方が可逆的に連結されたルアー管継手を含む、態様１０に記載の装置。
〔態様１２〕
前記第１の入口ポートがコア入口雌ルアー継手を含み、前記第２の入口ポートがシェル入口雌ルアー継手を含み、
前記コア入口雌ルアー継手に可逆的に取付けられたコア流体シリンジと、前記シェル入口雌ルアー継手に可逆的に取付けられたシェル流体シリンジと、をさらに含む、
態様１０に記載の装置。
〔態様１３〕
前記コア流体シリンジがコア流体を含み、シェル流体シリンジが未硬化のシェル流体を含む、態様１２に記載の装置。
〔態様１４〕
前記未硬化のシェル流体が、
光重合性種、
熱架橋性種、
化学架橋性種、
光架橋性種、
からなる群から選択された少なくとも１つの材料を含む、態様１３に記載の装置。
〔態様１５〕
前記コアニードルを除去しまたは前記第１のテーパ付き雄ルアー継手に再取付けするための工具をさらに含み、
前記工具が、
細長い管状構造、および、
前記管状構造の長さを通って内部を走り、前記工具が前記コアニードルのシャフトを内部に収容できるようにする貫通孔、および
前記管状構造の一端部にあり、前記コアニードルのハブと噛合しこのハブ内でフィンを把持するように構成されたノッチ、
を含む、態様６に記載の装置。
〔態様１６〕
３本以上のニードルを伴う多層同心構造を押出すための装置であって、前記アダプタが、
第１のアダプタ部品であって、
第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が雌ルアー継手と結合するように構成された開放端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバ、および前記内部雄ルアー継手に対して直接第１の入口流体を通過させるように構成された第１の入口ポートを有する本体、および
側方チャネルを介して前記内部ネジ式チャンバ内に第２の入口流体を通過させるように構成された第２の入口ポート、
を含む第１のアダプタ部品と、
第２のアダプタ部品であって、
前記内部ネジ式チャネルの前記開放端部と結合するように構成された雌ルアー継手、および
ニードルと結合するように構成され、前記雌ルアー継手から同軸的に延在する雄ルアー継手、
を含む第２のアダプタ部品と、
付加的なアダプタ部品であって、実質的に前記第１のアダプタ部品と同一で、
第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が前記第２のアダプタ部品の雌ルアー継手と結合するように構成された開放端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバ、および前記第１のアダプタ部品の前記開放端部と結合するように構成された外部雌ルアー継手を含む第１の入口ポート、を有する本体、および
側方チャネルを介して前記内部ネジ式チャンバ内に第３の入口流体を通過させるように構成された第２の入口ポート、
を含む付加的なアダプタ部品と、
前記第１のアダプタ部品の前記内部雄ルアー継手に連結されたコアニードルと、
前記付加的なアダプタ部品の前記内部雄ルアー継手に連結された中間ニードルと、
前記第２のアダプタ部品の前記雄ルアー継手に連結されたシェルニードルと、
を含む、装置。
〔態様１７〕
前記コアニードルが、外径を有するコアニードルシャフトを含み、前記中間ニードルが前記コアニードルシャフトの外径よりも大きい内径を有し且つ外径を有する中間ニードルシャフトを含み、前記シェルニードルが、前記中間ニードルシャフトの外径よりも大きい内径を有するシェルニードルシャフトを含む、態様１５に記載の装置。
〔態様１８〕
前記コアニードルシャフトが、前記シェルニードルシャフトの内側に位置付けされている前記中間ニードルシャフトの内側に位置付けされている、態様１５に記載の装置。
〔態様１９〕
前記コアニードルシャフト、前記中間ニードルシャフトおよび前記シェルニードルシャフトの相対的位置がオフセットにより特徴付けられ、前記オフセットは、前記第１のアダプタ部品、前記第２のアダプタ部品および前記付加的なアダプタ部品の間の少なくとも１つの連結を緩めたり、または、締めたりすることによって手動で調整可能である、態様１７に記載の装置。
〔態様２０〕
前記第１の入口ポートがコア入口雌ルアー継手を含み、前記第２の入口ポートがシェル入口雌ルアー継手を含み、
前記コア入口雌ルアー継手に可逆的に取付けられたコア流体シリンジと、前記シェル入口雌ルアー継手に可逆的に取付けられたシェル流体シリンジと、をさらに含む、
態様１５に記載の装置。

Claims (20)

1. ２本のニードルを伴うコア・シェル構造を押出すためのアダプタであって、
   第１のアダプタ部品であって、
   第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が第２の雌ルアー継手と結合するように構成されたネジ式の開放端部を含み、第２の相対する端部が、前記コア・シェル構造のコア部分を押出すためのコアニードルと結合されるように構成された内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバ、および前記内部雄ルアー継手に対して直接第１の入口流体を通過させるように構成された第１の入口雌ルアー継手を伴う第１の入口ポートを有する本体、および
   側方チャネルを介して前記内部ネジ式チャンバ内に第２の入口流体を通過させるように構成された第２の入口ポート、
   を含む第１のアダプタ部品と、
   第２のアダプタ部品であって、
   前記内部ネジ式チャンバの前記ネジ式の開放端部と結合するように構成された前記第２の雌ルアー継手、および
   前記コア・シェル構造のシェル部分を押出すためのシェルニードルと結合するように構成され、前記第２の雌ルアー継手から同軸的に延在する雄ルアー継手、
   を含む第２のアダプタ部品と、
   を含む、アダプタ。
2. 前記第２のアダプタ部品が、前記内部ネジ式チャンバに対する前記第２の雌ルアー継手の連結を介して、前記第１のアダプタ部品に対し連結されている、請求項１に記載のアダプタ。
3. 前記第１のアダプタ部品および前記第２のアダプタ部品の間に位置付けされたＯリングをさらに含む、請求項２に記載のアダプタ。
4. 前記第１の入口ポートおよび前記第２の入口ポートに対して連結されたルアー管継手を含む、請求項１に記載のアダプタ。
5. 熱可塑性物質で形成された、請求項１に記載のアダプタ。
6. コア・シェル管状構造を押出すための装置であって、
   コア流体通路であって、
   外部供給源からコア流体を受入れるように構成され、第１のアダプタ部品上にある第１の入口ポートであって、コア入口雌ルアー継手を伴う第１の入口ポートと、
   前記第１の入口ポートの前記コア入口雌ルアー継手と直接流体連通状態にある、前記第１のアダプタ部品上の第１のテーパ付き雄ルアー継手、および
   前記コア・シェル管状構造のコア部分を押出すためのコアニードルであって、前記第１のテーパ付き雄ルアー継手に取付けられ、前記第１の入口ポートと流体連通状態にあるコアニードル、
   を含むコア流体通路と、
   シェル流体通路であって、
   前記第１のテーパ付き雄ルアー継手を取り囲むネジ式内部チャンバを伴うシリンダ、
   前記ネジ式内部チャンバ内のアパーチャに連結された、前記第１のアダプタ部品内の側方チャネル、
   前記側方チャネルの頂上にある第２の入口ポート、
   第２のアダプタ本体であって、
   前記ネジ式内部チャンバに取付けられた第２のアダプタ本体雌ルアー継手、
   前記第２のアダプタ本体雌ルアー継手と直接流体連通状態にある第２のテーパ付き雄ルアー継手、
   を有する第２のアダプタ本体、および
   前記コア・シェル管状構造のシェル部分を押出すためのシェルニードルであって、前記コアニードルおよび該シェルニードルが同軸になるように、前記第２のテーパ付き雄ルアー継手に連結され、前記第２の入口ポートと流体連通状態にある、シェルニードル、
   を含むシェル流体通路と、
   を含む、装置。
7. 前記コアニードルが、外径を有するコアニードルシャフトを含み、前記シェルニードルが、前記コアニードルシャフトの外径よりも大きい内径を有するシェルニードルシャフトを含む、請求項６に記載の装置。
8. 前記コアニードルシャフトが前記シェルニードルシャフトの内側に位置付けされている、請求項７に記載の装置。
9. 前記第２の入口ポートは、管継手を含む、請求項６に記載の装置。
10. 前記第２の入口ポートは、シェル入口雌ルアー継手を含む、請求項６に記載の装置。
11. 前記シェル入口雌ルアー継手は、連結されたシェル入口雌ルアー管継手である、請求項１０に記載の装置。
12. 前記コア入口雌ルアー継手に取付けられたコア流体シリンジと、前記シェル入口雌ルアー継手に取付けられたシェル流体シリンジと、をさらに含む、
    請求項１０に記載の装置。
13. 前記コア流体シリンジがコア流体を含み、シェル流体シリンジが未硬化のシェル流体を含む、請求項１２に記載の装置。
14. 前記未硬化のシェル流体が、
    熱架橋性種、
    化学架橋性種、
    光架橋性種、
    からなる群から選択された少なくとも１つの材料を含む、請求項１３に記載の装置。
15. 前記コアニードルを除去しまたは前記第１のテーパ付き雄ルアー継手に再取付けするための工具をさらに含み、
    前記工具が、
    細長い管状構造、および、
    前記細長い管状構造の長さを通って内部を走り、前記工具が前記コアニードルのシャフトを内部に収容できるようにする貫通孔、および
    前記細長い管状構造の端部にあり、前記コアニードルのハブと噛合しこのハブ内でフィンを把持するように構成されたノッチ、
    を含む、請求項６に記載の装置。
16. ３本以上のニードルを伴う多層同心構造を押出すための装置であって、前記装置が、
    第１のアダプタ部品であって、
    第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が雌ルアー継手と結合するように構成された開放端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバ、および前記内部雄ルアー継手に対して直接第１の入口流体を通過させるように構成された第１の入口雌ルアー継手を伴う第１の入口ポートを有する本体、および
    側方チャネルを介して前記内部ネジ式チャンバ内に第２の入口流体を通過させるように構成された第２の入口ポート、
    を含む第１のアダプタ部品と、
    第２のアダプタ部品であって、
    前記内部ネジ式チャンバの前記開放端部と結合するように構成された第２のアダプタ部品雌ルアー継手、および
    ニードルと結合するように構成され、前記第２のアダプタ部品雌ルアー継手から同軸的に延在する雄ルアー継手、
    を含む第２のアダプタ部品と、
    付加的なアダプタ部品であって、実質的に前記第１のアダプタ部品と同一で、
    第１および第２の相対する端部を伴い、第１の相対する端部が前記第２のアダプタ部品の第２のアダプタ部品雌ルアー継手と結合するように構成された開放端部を含み、第２の相対する端部が内部雄ルアー継手を含む内部ネジ式チャンバ、および前記第１のアダプタ部品の前記開放端部と結合するように構成された外部雌ルアー継手を含む第１の入口ポート、を有する本体、および
    側方チャネルを介して前記内部ネジ式チャンバ内に第３の入口流体を通過させるように構成された第３の入口ポート、
    を含む付加的なアダプタ部品と、
    前記第１のアダプタ部品の前記内部雄ルアー継手に連結されたコアニードルであって、前記多層同心構造のコア部分を押出すためのコアニードルと、
    前記付加的なアダプタ部品の前記内部雄ルアー継手に連結された中間ニードルであって、前記多層同心構造の中間部分を押出すための中間ニードルと、
    前記第２のアダプタ部品の前記雄ルアー継手に連結されたシェルニードルであって、前記多層同心構造のシェル部分を押出すためのシェルニードルと、
    を含む、装置。
17. 前記コアニードルが、外径を有するコアニードルシャフトを含み、前記中間ニードルが前記コアニードルシャフトの外径よりも大きい内径を有し且つ外径を有する中間ニードルシャフトを含み、前記シェルニードルが、前記中間ニードルシャフトの外径よりも大きい内径を有するシェルニードルシャフトを含む、請求項１６に記載の装置。
18. 前記コアニードルシャフトが、前記シェルニードルシャフトの内側に位置付けされている前記中間ニードルシャフトの内側に位置付けされている、請求項１７に記載の装置。
19. 前記コアニードルシャフト、前記中間ニードルシャフトおよび前記シェルニードルシャフトの相対的位置がオフセットにより特徴付けられ、前記オフセットは、前記第１のアダプタ部品、前記第２のアダプタ部品および前記付加的なアダプタ部品の間の少なくとも１つの連結を緩めたり、または、締めたりすることによって手動で調整可能である、請求項１７に記載の装置。
20. 前記第１の入口雌ルアー継手は、コア入口雌ルアー継手であり、前記第３の入口ポートがシェル入口雌ルアー継手を含み、
    前記コア入口雌ルアー継手に取付けられたコア流体シリンジと、前記シェル入口雌ルアー継手に取付けられたシェル流体シリンジと、をさらに含む、
    請求項１６に記載の装置。