JP7467338B2 - 閉塞カフ、及びそのようなカフを備える埋め込み可能な閉塞システム - Google Patents

Description

本発明は、尿道又は膀胱頸部のような身体構造上の管を選択的に閉塞することを意図した閉塞カフ、並びにそのようなカフを備える埋め込み可能な（implantable）閉塞システムに関する。

例えば、（人工尿道又は肛門括約筋の場合）失禁を改善する、又は（胃バンドの場合）胃の内部への食物の摂取を制限するように、身体構造上の管を選択的に閉塞することを意図した、埋め込み可能な閉塞システムが存在する。身体構造上の管の閉塞は、該管の周囲に巻かれたカフによって及ぼされる圧迫によってもたらされる。

本明細書は、カフの中でも流体技術に基づくカフ（膨張可能なタンクであって、身体構造上の管に及ぼされる圧迫に応じて該タンクを選択的に充填したり空にしたりすることを可能にする流体回路に結合されたタンクを備えるカフ）に注目する。

閉塞システムの中には、手動、すなわち使用者（例えば患者自身）がカフによって加えられる圧迫を制御するものが存在する。他に自動のシステムも存在する。すなわち、このようなシステムは、単数又は複数のセンサと、アクチュエータと、アクチュエータを制御して、使用者が介入することを必要とせずに、カフによって身体構造上の管の特定の圧迫を課す制御ユニットと、を備える。

国際公開第２０１６／０８３４２８号の文献には、自動埋め込み可能な閉塞システムが記載されている。このシステムは、
－容量が可変（可変容量）の流体を収容する膨張可能な閉塞カフであって、閉塞すべき生来の管（natural duct）の少なくとも一部を取り囲むことを意図した閉塞カフと、
－流体で充填された可変容量の容器であって、固定部と可動部とを備える容器と、
－容器と閉塞カフとの間の流体連結部と、
を備える流体回路を備えている。

更に、このシステムはアクチュエータを備えている。アクチュエータは、容器の可動部に機械的に結合されることにより、前記可動部を固定部に対して直線的に移動させて容器の容量を調整する。

アクチュエータ及び可変容量の容器は、気体を収容した漏れ防止ハウジング内に配置されている。

図１Ａ及び１Ｂは、このシステムに使用され得る閉塞カフ１’であって、それぞれ、（埋め込み前の）自由状態にある閉塞カフ１’、及び閉塞すべき身体構造上の管２の周囲に埋め込まれた閉塞カフ１’を示している。

前記カフは、前記身体構造上の管を取り囲むのに適したバンド１０と、バンド１０の１つの面に実質的にその全長に亘って配置された膨張可能なタンク１１’と、を備えている。膨張可能なタンク１１は、その端部の１つに、タンク１１の内部と容器に接続されたチューブ３との流体連結を確保し得るコネクタ１２を備えている。

バンドは、前記コネクタ１２と反対側のその端部に、長方形の開口１４を有している。開口１４は、身体構造上の管２に巻回されたカフを適所に保持するように、コネクタ１２に係合することが意図されている。

本明細書において、カフの「長さ」とは、前記カフが閉鎖状態にあるときのカフの内周長さを意味すると理解される。この長さは、図２ＡにおいてＬ_１０として表示されている。この長さは、カフの閉鎖装置に依存するため、通常はバンドの全長より短い。

対象となる用途及び患者に応じて、異なる長さを有する複数のカフが存在する。

閉塞カフの長さは、外科医によって、カフが計画された位置における身体構造上の管の周長に応じて選択される。

人工尿道括約筋の場合、カフは通常、女性において、大きな周長を有する膀胱頸部の周囲に埋め込まれる。典型的に、このような用途のカフの長さは、１０センチメートル前後である。

しかしながら、このような寸法のカフの使用により、システムの埋め込み及び埋め込みの手術において多くの問題が生じる。

上述のカフの第１の欠点は、かさ張ることである。更に、上述の、女性の膀胱頸部の周囲のカフの埋め込みは、膀胱頸部の周囲におけるカフを挿入する空間が小さいために、難しい。更に、カフの位置が膣壁に非常に近い。このため、外科医は、埋め込みに際して膣壁に穴を開けないよう注意しなければならない。

その一方で、カフの容量は重要である。流体の容器は、カフによる身体構造上の管に対する十分な圧迫を提供するような寸法を有していなければならない。これは、上述の容器を収容するハウジングが、よりかさ張るということを意味する。

更に、容器の容量が大幅に変化することにより、アクチュエータが同様にハウジングに配置される場合、アクチュエータに給電するエネルギー源の自律性が減少することとなる。

このため、大きな寸法のカフを使用することにより、埋め込み手術がますます複雑になり、埋め込み可能なハウジングの容量が増大し、且つシステムの自律性が減少するということが同時にもたらされる。

したがって、本発明の目的は、上述の問題を引き起こすことなしに、大きな周長を有する身体構造上の管の周囲に埋め込むことができる閉塞カフを実現することである。

この目的のために、本発明は、身体構造上の管を選択的に閉塞するための閉塞カフであって、
－前記身体構造上の管を取り囲むのに適したバンドであって、所定の長さに亘って巻回された前記バンド自体を保持するのに適した閉鎖装置を設けられたバンドと、
－前記バンドの内面に配置された膨張可能なタンクと、
を備えるカフを提案する。

前記膨張可能なタンクは前記バンドの前記長さの一部のみに亘って延び、前記長さの他の一部は前記バンドの自由内側表面を規定し、前記自由内側表面は前記身体構造上の管に対する当接ゾーンを形成するように構成され、これにより、前記バンド自体が前記閉鎖装置により巻回された状態にあるとき、前記膨張可能なタンクは前記バンドの前記自由内側表面に対向することを、前記カフは特徴とする。

その一般的な意味によれば、「自由（ｆｒｅｅ）」という用語は、本明細書において、バンドの内面が、バンドと身体構造上の管との間に介在し得るいずれの追加要素も支持しないことを意味する。

本明細書において、「内側／内」という用語は、カフが閉鎖状態にあるときに、身体構造上の管と直接接触することが意図されているカフの面を指す。「外側／外」という用語は、反対側の面を指す。

特に有利な態様において、バンド自体が身体構造上の管の周囲に巻回され、且つタンクが膨張しているとき、タンクが身体構造上の管の押圧力をバンドの前記自由表面に対して及ぼしつつ、身体構造上の管がタンクの壁とバンドの自由表面との間で圧縮されるように、タンクの長さが選択される。

好適には、膨張可能なタンクは、バンドの長さの７５％以下の長さに亘って延びる。

バンドの長さは、３０乃至１１０ｍｍ、好適には７０乃至１１０ｍｍに含まれ得る。

一実施形態によれば、バンドは生体適合性エラストマーで被覆された生地から形成される。膨張可能なタンクは、生体適合性エラストマーから作製され得る。一実施形態によれば、前記生体適合性エラストマーは、シリコーンである。

有利には、カフは、タンクとチューブとの流体連結を確保するようにバンドの一端部に配置されたコネクタを更に備える。

一実施形態によれば、閉鎖装置は、バンドの一端部に形成された開口であって、巻回されたバンド自体を保持するようにコネクタの周囲に係合可能である開口を備える。

或いは、閉鎖装置は、バンドの一端部において歯を設けられた表面と、取付装置と、を備える。取付装置は、端部が挿入されるスロットであって、端部を引き抜く力に対して歯をブロックするように構成されたスロットを備える。好適には、これらの歯は、バンドの外面に配置される。

また、本発明は、上述のカフと、膨張可能なタンクの容量を変化させるべくカフと流体連結するポンプを備えた埋め込み可能なハウジングと、を備える埋め込み可能な閉塞システムに関する。

本発明の特定の用途によれば、閉塞システムは、人工尿道括約筋である。

本発明の他の特徴及び利点は、添付図面を参照してなされる以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

例えば埋め込みを目的として外科医に供給される、既知のタイプの閉塞カフの概略図。 身体構造上の管の周囲に埋め込んだ後の図１Ａのカフの概略図（前記管に圧縮を及ぼさない状態が表されている）。 例えば埋め込みを目的として外科医に供給される、本発明の一実施形態による閉塞カフの概略図。 身体構造上の管の周囲に埋め込んだ後の図２Ａのカフの概略図（前記管に圧縮を及ぼさない状態が表されている）。 身体構造上の管の周囲に埋め込んだ後の図２Ａのカフであって、前記管を閉塞する構成におけるカフの概略図。 閉塞カフを閉鎖するためのシステムの代替形態を示す図。 図１Ａに示すようなカフにより及ぼされる圧縮により膀胱頸部に生成される圧縮応力の有限要素によるシミュレーションを示す図。 本発明の一実施形態によるカフにより及ぼされる圧縮により膀胱頸部に生成される圧縮応力の有限要素によるシミュレーションを示す図。 本発明の一実施形態によるカフを備える埋め込み可能な閉塞システムを示す図。

図面を通じて同一の参照記号は、同一又は少なくとも同じ機能を果たす要素を示す。

既知の閉塞カフと比較して、本発明は膨張可能なタンクの長さを短くすることを提案する。

図２Ａ－２Ｃは、本発明の一実施形態によるカフ１を、それぞれ自由状態、管に圧縮を及ぼしていない閉鎖状態、及び前記管を閉塞する構成で概略的に示している。

膨張可能なタンク１１は、バンドの長さＬ_１０の７５％未満、好適にはバンドの長さの６０％未満、より好適な態様ではバンドの長さの５０％未満に亘って延びている。膨張可能なタンクの長さは、Ｌ_１１として表示されている。

したがって、例えば長さが１０ｃｍのカフの場合、膨張可能なタンクの長さは、４．５ｃｍである。

換言すれば、バンド１０の内面は、タンク１１が配置されている長さＬ_１１を有する領域と、長さＬ_１３を有する領域と、に分けられる。長さＬ_１３を有する領域は、自由表面を形成する、すなわちタンクが存在していない領域であって、身体構造上の管に対する当接ゾーンを構成している領域である。

したがって、カフが閉鎖状態にある場合、タンク１１の壁は、バンドの自由表面１３に面している（図２Ｂに示すように、身体構造上の管２は、これら２つの表面の間に配置されている）。

これに対して、図１Ａ及び１Ｂに示すような既知のタイプのカフにおいて、カフが閉鎖しているとき、タンクの２つの端部が接触している。特にタンクの膨張時にその容量が変化することを考慮してこれら２つの端部の間にわずかな遊びが存在するとしても、バンドの対応するゾーンは、身体構造上の管に対する当接ゾーンを構成していない。

本発明に戻ると、タンク１１が膨張すると、タンク１１は、身体構造上の管をバンドの自由表面１３に対して押圧することにより、徐々に管を閉塞する（図２Ｃ参照）。したがって、身体構造上の管は、一方でタンク１１と、他方で自由表面１３との間で圧縮される。

有利には、異なる長さを有する多数のカフが外科医に入手可能であり、それらの中から外科医は患者及び埋め込みが計画された箇所に最適なものを選択する。多数のカフにおいて、バンドの長さは、通常３乃至１１ｃｍに含まれる。

短い長さのカフ（すなわち、典型的には７ｃｍ未満）の場合、膨張可能なタンクは、カフの全長に亘って配置され得る。

カフの所定の長さ（例えば７ｃｍ）から、膨張可能なタンクの長さ（例えば、４．５ｃｍ前後）が決められ得る。したがって、全てのカフの寸法に同じポンプを使用することが可能であり、これによりハウジングの基準が増加することが回避される。

このようなカフは、以下の態様において製造され得る。

一方で、バンドを、生体適合性エラストマーで被覆された生地から形成する。有利には、生地は特にＤＡＣＲＯＮ（登録商標）の名称で知られている生体適合性ポリエステル布地であり、エラストマーはシリコーンである。バンドは、例えば水ジェットによって、大きい寸法のシートから切断することができる。このようにして形成されたバンドは、滑らかであり、身体構造上の組織に定着せず（したがって、カフの外植の可能性を許容し）、伸縮しないという利点を有する。

他方で、タンクを、生体適合性エラストマー、例えばシリコーンから、好適にはディッピング法により作製する。この目的は、完璧な平滑表面状態を確保して身体構造上の管に柔軟に接触することを確保することである。

タンクを、バンドに接着する。

一方、コネクタを鋳型成形し、タンクの反対側のバンドの面に接着するとともに、前記バンドを貫通させる。こうして、タンクと、コネクタにスリーブ接続されたチューブとの間の流体連結が確保される。

図２Ａに示す一実施形態によれば、カフ１の閉鎖装置は、コネクタ１２に係合することが意図された長方形の開口１４を備えている。

図３に示す別の実施形態によれば、バンドは、第１端部に複数の歯１５を有するとともに、その第２端部に、好適にはコネクタ１２の位置に、取付装置１６を有している。取付装置１６は、第１端部を挿入可能とするように適合されたスロットであって、バンド１０の挿入方向における変位のみを許容する保持システムを設けられたスロットを備えている（歯は、バンドをスロットから引き出そうとする牽引動作に対抗する）。有利には、管の圧縮された部分を損なうリスクを避けるように、歯１５はバンド１０の外面にある。歯は、バンドの一体部分として形成してもよいし、鋳型成形により製造した後にバンドに接着してもよい。

当然ながら、当業者は、本発明の範囲を超えることなく、他の任意の閉鎖装置を選択することができる。

膨張可能なタンクの長さを短くすることには、主に３つの有利な効果がある。

第１の効果は、カフがかさ張らないことである。これにより、使用可能なスペースが限られているゾーンへの埋め込みが容易になる。埋め込み前の収縮状態において、カフは薄い厚さのバンドの形状にあるため、国際公開２０１３／１６５５６３号の文書に記載のカフとは異なり、カフを膀胱頸部の周囲の切開ゾーンに比較的簡単に挿入することができる。国際公開２０１３／１６５５６３号のカフは、バンドの内面と一体のアンビルと、タンクと一体のハンマーとの協働を利用して、身体構造上の管を圧縮する。アンビル及びハンマーは比較的剛性を有するため、埋め込みゾーンにおいて無視できないほどかさ張る。これに対し、本発明においては、図２Ｂ及び２Ｃに明瞭に示すように、カフが身体構造上の管の周囲に埋め込まれると、前記管は、可撓性部品であるタンク１１及びバンドの自由表面１３と直接接触する。これにより、カフの厚さを最小にすることができるとともに、身体組織を損なうリスクを低減することができる。

本発明の第２の有利な効果は、タンクを膨張させて身体構造上の管を閉塞するために必要な流体の体積が減少することである。

この結果、ハウジングに収容された容量が可変（可変容量）の容器の容量は限られたままであり、エネルギー源の自律性に不利益が生じない。

第３の効果は、身体構造上の管に対するカフの動作モードを変更できることである。

図４Ａは、１２０ｃｍ Ｈ_２Ｏのカフ内の流体圧力について、図１Ａに示すようなカフにより膀胱頸部に加えられた圧縮応力の有限要素によるシミュレーションの結果を示す。タンクの膨張と組み合わされたカフの湾曲により、タンク１１’が４つのポケットに分割され、各ポケットはカフの内周のおよそ４分の１に亘って延びているという結果がもたらされていることが観察できる。しかし、膀胱頸部は、２つの隣接するポケット同士の間に挟まれ、このようなピンチゾーンＰにおいて、頸部の残りの部分が受ける応力をはるかに超える局所的な機械的応力を受けている。このような局所的な応力は、膀胱頸部にダメージを与えやすい、例えば萎縮させやすい。

図４Ａ及び４Ｂにおいて、濃い色で表された応力レベルは、各シミュレーションの右側に示すカラースケールの高い応力に対応している。

図４Ｂは、１２０ｃｍ Ｈ_２Ｏのカフ内の流体圧力について、図２Ａに示す本発明の一実施形態によるカフにより膀胱頸部に加えられた圧縮応力の有限要素によるシミュレーションの結果を示す。膨張可能なタンク１１の長さが短いことにより、膨張頸部のピンチゾーンがなくなることで膀胱頸部が局所的に受ける過剰な圧力がなくなるという結果がもたらされていることが観察できる。したがって、膀胱頸部はダメージを受けにくくなる。

図５は、ポンプを備えた埋め込み可能なハウジングと、当該ポンプに流体連結する上述のような閉塞カフと、を備える埋め込み可能な閉塞システムを示す。ポンプは、国際公開２０１６／０８３４２８号の文書に記載の装置のうちの１つであると有利である。

ハウジング４は、可変容量の容器と、アクチュエータ並びに前記単数又は複数の電子モジュールと、必要であればエネルギー源と、を収容している。ハウジングは、気体、例えば空気を収容している。流体又は気体が、体内媒体から又は体内媒体へ移動することを回避するように、前記ハウジングは、漏れを防止するものでなければならない。ハウジングは、生体適合性材料から作製される。例えば、ハウジングは埋め込み可能なチタンから作製され、レーザー溶接により密封されている。漏れ防止性の制御は、システムが埋め込まれている期間におけるハウジングの完全な漏れ防止性を確保するように、ヘリウム（例えば、漏れ率が１０^－９ｍｂａｒ．ｌ／ｓ未満のヘリウム）を使用して特に実施され得る。

可変容量の容器は、カフ１にチューブ３により連結されている。

有利には、ハウジングは、可変容量の容器を画定する壁に、穿刺ポート５を備えている。穿刺ポート５は、針によって穿孔可能であるとともに、針の取り外し後に漏れを防止した態様で閉鎖可能である。これにより、流体を容器に注入したり除去したりすることが可能となっている。

Claims (9)

1. ポンプを備えた埋め込み可能なハウジングと、身体構造上の管（２）を選択的に閉塞するための閉塞カフ（１）と、を備える埋め込み可能な閉塞システムであって、
   前記閉塞カフ（１）は、
   －前記身体構造上の管（２）を取り囲むのに適したバンド（１０）であって、所定の長さ（Ｌ１０）に亘って巻回された前記バンド自体を保持するのに適した閉鎖装置を設けられたバンド（１０）と、
   －前記バンド（１０）の内面に配置された膨張可能なタンク（１１）と、
   を備え、
   前記膨張可能なタンク（１１）は前記バンド（１０）の前記長さ（Ｌ１０）の一部（Ｌ１１）のみに亘って延び、前記長さ（Ｌ１０）の他の一部（Ｌ１３）は前記バンドの自由内側表面（１３）を規定し、前記自由内側表面（１３）は前記身体構造上の管に対する当接ゾーンを形成するように構成され、これにより、前記バンド（１０）自体が前記閉鎖装置により巻回された状態にあるとき、前記膨張可能なタンク（１１）は前記バンドの前記自由内側表面（１３）に対向し、
   前記膨張可能なタンク（１１）は、前記膨張可能なタンクの流体の容量を変化させるべく前記ポンプに流体連結し、
   前記タンク（１１）とチューブ（３）との流体連結を確保するように前記バンドの一端部に配置されたコネクタ（１２）を更に備え、
   前記閉鎖装置は、前記バンド（１０）の、前記コネクタ（１２）が配置されている側とは反対側の一端部に形成された開口（１４）であって、巻回された前記バンド自体を保持するように前記コネクタ（１２）の周囲に係合可能である開口（１４）を備える、埋め込み可能な閉塞システム。
2. 前記バンド自体が前記身体構造上の管（２）の周囲に巻回され、且つ前記タンク（１１）が膨張しているとき、前記タンク（１１）が前記身体構造上の管（２）の押圧力を前記バンドの前記自由内側表面（１３）に対して及ぼしつつ、前記身体構造上の管が前記タンク（１１）の壁と前記バンドの前記自由内側表面（１３）との間で圧縮されるように、前記タンク（１１）の前記長さ（Ｌ１１）が選択される、請求項１に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
3. 前記膨張可能なタンク（１１）及び前記バンドの前記自由内側表面（１３）は、前記バンドが前記身体構造上の管（２）の周囲に巻回されたとき、前記身体構造上の管と直接接触するように構成される、請求項１又は２に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
4. 前記膨張可能なタンク（１１）は、前記バンドの前記長さ（Ｌ１０）の７５％未満の長さ（Ｌ１１）に亘って延びる、請求項１乃至３の一項に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
5. 前記バンドの前記長さは、３０乃至１１０ｍｍに含まれる、請求項１乃至４の一項に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
6. 前記バンド（１０）は、生体適合性エラストマーで被覆された生地から形成される、請求項１乃至５の一項に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
7. 前記タンク（１１）は、生体適合性エラストマーから作製される、請求項１乃至６の一項に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
8. 前記生体適合性エラストマーはシリコーンである、請求項６又は７に記載の埋め込み可能な閉塞システム。
9. 前記閉塞カフは、尿道又は膀胱頸部の周囲に埋め込まれる、請求項１乃至８のいずれか一項に記載の埋め込み可能な閉塞システム。

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