JPH07504585A - 生物学的部位での電流発生装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 生物学的部位での電流発生装置 本発明は一般的に生物学的環境の範囲内で電位を生成するための装置に関する、 そして更に特定的にはその環境内で電流をその場で生成のための装置に関する。

人体の選択された部分または他の生物学的環境に電位を適用すると有益な結果が 生じることは良く知られている。ある手法においては、電位は人体の選択部分を 通じて電流を生成するが；他の部分では生成しない。

例えば、血流内にバイメタル構造を設けると、いかなる電流も無しに電位を生成 する構造を構成して、血液凝固を促進する。他の手法によれば、外部電源が生物 学的環境に一定の間隔をとって配置された電極間に電流を生成して、腫瘍後退を 促進する。

Ｂ、　Ｎｏｒｄｅｎｓｔｒｏｍ氏のＢｉｏｌｏｇｉｃａｌｌｙ　Ｃ１ｏｓｅｄ　 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｃ１ｒｃｕｉｔｓ　（生物学的閉電気回路ｒＮｏｒｄｉｃ　 Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｐｕｂｌｉｃａｔｉｏｎ　１９８３　Ｊを参照のこと。

良く知られ、且つ種々の形を有する［ステント」として知られる管状内部人工器 官の分類も在る。

「拡張カテーテル」に対するＥｒｎｅｓｔ　Ｐ、　５ｔｒｅｃｈｅｒ氏の米国特 許証番号４．９２２．９０５はそのようなステントのある形態の製造、構造、そ して使用法について説明する。

「注入ステント」に対する１９９１年ｌＯ月９日に提出された私の同時係属出願 番号０７／７７３．８４７は、補助拡張装置を必要としない自己拡張ステントを 開示する。

本発明における、生物学的環境内で電流をその場で生成するための装置は、電解 質の存在を特徴とする。その部位発電機は電解質と接触し、そして材料の第一と 第二、そして第三層とを有する。第一と第二層とは異なる電気化学電位を有する 電導性材料から構成される。第三層は中間に在って、第一と第二層とを隔絶する 。もし生物学的環境内の増殖性細胞が第一と第二層とにブリッジを形成するなら ば、それらは電流通路を形成する。これが起こると、電気分解を通じて、装置は 更なる増殖性細胞の成長を禁する電流をこの電流通路内で発生する。

図１は腫瘍侵入が在る腫瘍近くの組織内の従来技術のステントの横断面図であ図 ２は本発明により構成されたステントアッセンブリーの構成要素の展開斜視図； 図３は図２で示されたステントアッセンブリーの、一部切り欠き、斜視図；図４ は腫瘍近くの通路に配置された本発明により構成されたステントアッセンブリー の断面図；そして 図５は本発明により電流を発生するための装置の交代的形態を示す。

癌の末期的症状にある多（の患者において、たとえ限られた時間であっても、最 小の外傷で管の開通性を維持することは重要である。前述のように、不透過性膜 の流動性を有するステントを使用することについての選択は、常に可能であると は限らない。但し、図１に示されるように、従来技術のオーブンメツシュのステ ントは腫瘍侵入を被り易い。良く知られているように、これらのステントは円筒 状のオーブンメツシュに限定されるかまたは形成されるワイヤーフィラメントを 含む。特に、図１は周囲組織１２を通じて、腫瘍１３に近い管ｌｌ内に配置され た従来技術のオーブンメツシュステントｌＯを示す。腫瘍１３がオーブンメツシ ュステント１０に接触すると、腫瘍細胞はステント壁のオーブンメツシュを通じ て移動することが出来、そしてステント１０の範囲内での腫瘍の拡張又はミクロ の腫瘍を生じさせる。これらのミクロの腫瘍１４が成長すると、それらは管１１ を部分的に閉塞させる。結局、それらは周囲の組織１２の機能を失うと共にその 管１１を完全に閉塞させる。これが起こると、周囲組織内での結果として生じる 機能喪失か生命を脅かすことになるかも知れない。そのような状況の下ての唯一 の実際的な交代的方法はそのステントを交換することである。明らかに、これは 外科手術に耐えることが出来ないかも知れない患者に手術を行う必要がある。

図２．３に示されるステントアッセンブリー２０は、数ケ月から一年又はそれ以 上の期間に渡って反復的外科手術の必要性無しに開通性を維持すべきである。

このステントアッセンブリーは、両端開口、閉壁構造の一般的形状であり、そし て入れ子にされる又は同心要素として、この特定形態において三層円筒構造を形 成する内部ステント２１、中間絶縁体２２、そして外部ステント２３とを包含す る。内部ステント２１と外部ステント２３、そして絶縁体２２との材料と構造は 多数の基準に合致しなければならない。主要な基準は、（＋）内部と外部のステ ント　２１と２３とを形成する材料は異なる電気化学的電位を有する、（２）絶 縁体２２は内部と外部のステント２１と２３とを電気的に互いに隔絶する。

これらの主要な基準に合うステントアッセンブリー２０が人体の管内に設けられ る時、それは電解質流体内に浸される。例えば、ステントアッセンブリー２０が 肝臓胆管内に設置されるならば、胆汁は電解質の液体となる。ステントアッセン ブリー２０が血管網内に設置されるならば、血液が電解液となる。内部と外部の ステント２１と２３の部分にブリッジを架ける構造からすぐ近くの細胞であるな らば、結果として生じる電気分解作用はステント間に電位を生成して、そのブリ ッジの細胞構造を通じて電流が流れる。他の材料選択や構成基準はステントアッ センブリー２０のための特定用途に依存する。例えば、選択された材料は生物学 的環境との適合性が在るべきである。つまり、各材料はその環境で生物学的に不 活発又は中立であるべきである。明かとなるように、内部ステント２１又は外部 ステント２３の何れかが陰極として働く。電気分解は陽極を侵食する、そしても しその材料が生物学的に中立であるならば、電解質のいかなる副産物も患者に逆 影響を及ぼさない。

陰極として働くステントは他のステントから独立して自立するのに十分な強度を 持たなければならない。再び、電解質は陽極ステントをいつかは破壊するので、 陰極ステントの全強度は管の開存性を維持するのに十分な強度でなければならな い。材料選択、フィラメントサイズ、そしてメツシュサイズの全てが強度を支配 する。種々のフィラメントサイズとメツシュ構造のタンタルステントは、種々の 用途において自立している。従って、タンタルは種々の用途において望ましい陰 極材料となる。

選択された陽極材料とその構造は許容範囲の平均寿命を持っていなければならな い。一度陽極材料が選択されるならば、陰極の機械的設計カ坪均寿命を支配する 。例えば、フィラメントサイズとメツシュサイズとの選択はオーブンメツシュス テントの平均寿命を支配する。鉄は望ましい陽極材料である。銀は他の可能な陽 極材料である。幾つかの有益な治療効果がある特性を有するかも知れないが、銀 の陽極で発生される出力電圧は鉄の陽極でのものよりも少ないかも知れない。

アルミニウム／マグネシウム合金の陽極は電気的出力を増加させるが、そのステ ントアッセンブリーは大抵の用途に対して短すぎる平均寿命しか持たない。

メツシュ構造の選択もまた平均寿命と強度とに影響を与える。薄い構造のものは 幾つかのよく知られている形をとる。例えば、各構成は上述の米国特許証番号４ ．９１９０５で開示されたように編まれるかもしれない緩く組み合わせられたル ープから構成できる。中間の絶縁体２２はいかなる生物学的に不活発又は中立で ある不伝導材料からでも構成できる。ポリエチレンなどのポリマーが適当である 。メツシュサイズが三橋造要素の最小にすることにより内部ステント２１と外部 ステント２３との電気的孤立を保証すること以外、そのフィラメントサイズとメ ツシュサイズとは重要ではない。

タンタルや鉄のステントアッセンブリー２０は試験用肝臓の胆汁内に浸された。

ｌＯＯミリボルトまでまたはそれ以上の開回路電位が測定された。１０．０００ オームの負荷抵抗が接続されると、ステントアッセンブリー２０は１５ミリボル トまでの出力電圧を尚も生成する。その結果として生じる電流は、細胞成長を変 えるのに十分であることが分かった。

図２．３の特定形態に従って構成されたステントでの動物試験は、図４に示され るように、腫瘍１３に近接するこのステント２０の位置が、悪性腫瘍のため死に 至るまで管１１の開存性を維持することを証明する。検死は、そのステントが腫 瘍成長の進行を通じて管の開存性を維持したことを証明した。腫瘍または他の増 殖性細胞がステント２０の壁を横切って移動し始める時、明かに、それらは内部 ステント２１と外部ステント２３との間に伝導通路またはブリッジを形成する。

電解質により生成された結果として生じる電流は増殖性細胞成長機構を妨げる。

形成し始めるいかなるミクロの腫瘍２５も内部ステント２１て終る。結果として 、ステントアッセンブリー２０が、全体として、浸透膜の流体性を有するとして も、そのアッセンブリーはミクロの腫瘍を形成させないようにする。これは肝臓 の胆汁や尿なとの液体が周囲組織１２から管１１に正常に通過できるようにする 、それにより結晶形成の可能性を最小限にすることが出来る。

この発明のステントアッセンブリーの形態の構造と作用についての更なる理解が 、図２．３に示され、そして肝臓胆管内に移植するために適応される次の特定例 を参考にして達成される。

図５は１、図１の両端開口、閉壁の、一般的に円筒状構造に対する平面発電機３ ０の形の交代的形態を開示する発電機３０は小孔性電極３１、中間絶縁体３２、 そして第二小孔性電極３３とを含む。電極３１と３３とは異なる電気化学的電位 を有し、そしてその環境に適合できる。もしそのような構造３０が腫瘍または平 面方向の増殖性細胞成長を被りやすい人体の他の部分の近くに、または腫瘍また は増殖性細胞成長の形に一致させて設置されるならば、周辺管内の電解質（典梨 的には血液）は材料にしみ込み、そして電気分解の効果を増す。電極３１と３３ 、そして絶縁膜３２との小孔性は電極を過ぎた増殖性細胞の移動をもまた容易に して、伝導性ブリッジを形成し、そして電流を流し始める。

本発明による生物学的環境で電流をその場で発生するだめの装置の特定形態、特 に増殖性細胞の実際的または潜在的存在を特徴とするものが開示されている。

各発電機は、絶縁部材により分離される異なる電気化学的電位を有する電極を含 む。発電機の部位における流体は電解質を構成し、そして電極にブリッジを架け る増殖性細胞は電流通路を生成する。それで電気分解の作用が、電流通路を通過 して増殖性細胞成長を遅らせる電流を発生する。この電流は発電機のすぐ近（の 腫瘍の細胞成長を終らせることが出来ることが観察されている。

１つの特定形態は異なる金属で形成された内部と外部のオーブンメツシュステン ト、そして二つの金属ステントを分離する中間小孔性絶縁部材とを有する電解ス テントから構成される。このステントは特に腫瘍のすぐ近くの管で使用するため に適応される。管内の流体は電解質として作用し、そしてステント壁を横切って 移動する腫瘍細胞は電流通路を提供する。その結果として生じる電流は、管を部 分的または完全に塞ぐ可能性があるミクロの腫瘍の形成を防止する。

ＦＩＧ、１ （ＰＲＩＯＲＡＲＴ） ＦＩＧ、４ 平成６年９月９＠

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. １．電解質を有し、電気的に伝導性の生物学的環境で電流をその場で発生するた めの装置であり、前記その場で発生する手段は電解質と接触しており、そして異 なる電気化学的電位の電気的伝導性材料の第一層と第二の層、そして前記第一層 と第二層の中間の絶縁層とから構成され、前記第一と第二層は生物学的環境に伝 導的に結合され、そしてその生物学的環境を通じて移動するための電流を電解的 に発生させるための電解質に浸されることを特徴とする電流をその場で発生する ための装置。
2. ２．前記第一層、第二層、そして第三層の各材料は生物学的環境とその環境内の 電解質とに適合できるグループから選択されることを特徴とする請求の範囲第１ 項に記載の装置。
3. ３．管壁で境界付けられ、そして電解質流体を含む管内に挿入するためのステン トアッセンブリーが、入れ子構造として、Ａ．第一電気化学的電位を有する伝導 性材料から形成される内部ステント手段、Ｂ．第一電気化学的電位と異なる第二 電気化学的電位を有する伝導性材料から形成される外部ステント手段、及び Ｃ．前記内部と外部のステントを互いに電気的に隔絶するための中間絶縁手段、 から成り、管内の電解質流体がステントアッセンブリーと接触して、細胞が前記 内部と外部のステントにブリッジを架けて伝導性通路を形成すると、前記ステン トアッセンブリーは、管内で、電解発電機を形成することを特徴とするステント アッセンブリー。