JPWO2014109391A1 - Alternative apparatus for producing a biological tissue - Google Patents

Alternative apparatus for producing a biological tissue

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JPWO2014109391A1
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健純 近藤
健純 近藤
勉 足立
勉 足立
博司 前川
博司 前川
林 茂
茂 林
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エイディシーテクノロジー株式会社
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Abstract

生体組織の代替物製造装置は、生体内に挿入されて、流動性を有する硬化性物質を前記生体内に送り込む送り込み部と、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性を前記生体内で低減させることにより、生体組織の代替物を成形する代替物成形部と、を備える。 Alternative apparatus for producing a living tissue, is inserted into a living body, a feeding unit for the curable material fed into the in vivo having fluidity, the fluidity of the curable material fed by the feeding portion in the living body in the reducing comprises a substitute forming unit for forming an alternative to the living tissue, a.

Description

関連出願の相互参照 CROSS-REFERENCE TO RELATED APPLICATIONS

本国際出願は、2013年1月11日に日本国特許庁に出願した日本国特許出願第2013−3752号に基づく優先権を主張するものであり、日本国特許出願第2013−3752号の全内容を本国際出願に援用する。 The present international application claims the priority based on Japanese Patent Application No. 2013-3752, filed in the Japanese Patent Office on January 11, 2013, all of the Japanese Patent Application No. 2013-3752 the contents of which are incorporated in this international application.

本発明は、生体組織の代替物を製造するための装置に関する。 The present invention relates to an apparatus for producing an alternative to living tissue. なお、本明細書において、生体とは、人間のみに限らず広く動物全体を示し、生体内とは、生体のうち皮膚又は粘膜によって外気と隔離された部分、外気と連通した咽頭より奥の部分、及び、外気と連通した臓器内を示すものとする。 In this specification, the biological and the human only widely shows the whole animal is not limited, and is in vivo, the outside air and isolation portion, the back portion than the pharynx through the outside air and the communication by the skin or mucous membrane of the living body and denote the organs through outside air communication.

従来、心臓弁,血管,関節等の生体組織に異常がある場合、それらの生体組織を、人工の代替物又は他の生体から取得された代替物で置換する様々な手術がなされている。 Conventionally, heart valves, blood vessels, if there is an abnormality to the living tissue of the joint, such as, those of the living tissue, have been various surgical substituted with substitute or other alternatives obtained from a biological artificial. 但し、これらの手術では、多くの場合、患者の体外で製造された人工の代替物が、開腹手術等の、侵襲性(すなわち、検査、手術等において肉体の状態を乱す外部からの刺激の大きさ)が比較的高い手術によって、患者の体内に設置される場合が多い。 However, in these surgeries often substitutes artificial produced outside the patient's body is of such open surgery, invasive (i.e., inspection, size of external stimuli disturbing the state of the body in the operating like is) is a relatively high surgery, it is often placed into the patient's body.

これに対して、近年、内視鏡やカテーテルを使用した侵襲性の低い手術方法が、種々研究されている。 In contrast, in recent years, low surgical invasive methods using an endoscope or a catheter have been variously studied. 人工の代替物を設置する低侵襲性手術としては、例えば、人工心臓弁を生体内の心臓弁輪に設置する手術において、折り畳んでカテーテルの先端に装着された人工心臓弁を、心臓弁輪の近傍で広げて設置する方法が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 The minimally invasive surgery to install artificial substitutes, for example, an artificial heart valve in a surgery to place the heart valve annulus in vivo, a prosthetic heart valve that is attached to the distal end of the catheter is folded, the heart valve annulus a method of installing spread in the vicinity has been proposed (e.g., see Patent Document 1).

特開2010−518977号公報 JP 2010-518977 JP

ところが、特許文献1の方法で設置される人工心臓弁は、折り畳んだときにカテーテルの先端に装着可能な形状に設計される必要がある。 However, artificial heart valves installed in the method of Patent Document 1 needs to be designed in the form that can be mounted on the tip of the catheter when folded. このため、特許文献1の方法で設置される人工心臓弁は、大規模な開腹手術によって設置される人工心臓弁に比べて、設計の自由度が低い。 Therefore, artificial heart valves installed in the method of Patent Document 1, as compared to the prosthetic heart valve to be installed by large laparotomy, a low degree of freedom in design. したがって、特許文献1の方法では、患者の社会復帰に十分な機能を有する人工心臓弁が設置できない可能性もある。 Therefore, in the method of Patent Document 1, there is a possibility that prosthetic heart valve having a fully functional reintegration of the patient can not be installed. 本発明の一側面においては、所望の形状に近い形状を有する代替物を、生体内で成形することができる装置を提供することが望ましい。 In one aspect of the present invention, it is desirable to provide an apparatus for alternatives having a shape close to a desired shape can be molded in vivo.

本発明の第1局面の生体組織の代替物製造装置は、生体内に挿入されて、流動性を有する硬化性物質を前記生体内に送り込む送り込み部と、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性を前記生体内で低減させることにより、生体組織の代替物を成形する代替物成形部と、を備えたことを特徴とする。 The first aspect alternative apparatus for producing a living tissue of the present invention is inserted into a living body, curable material and infeed of the curable material fed into the in vivo, which is fed by the feeding portion having a fluidity the fluidity reducing in the in vivo, and wherein the alternative forming section for forming an alternative to body tissue, further comprising: a.

このように構成された第1局面の生体組織の代替物製造装置では、送り込み部は、生体内に挿入されて、流動性を有する硬化性物質を前記生体内に送り込む。 In alternative manufacturing apparatus of the living tissue of the first aspect thus configured, the infeed, is inserted into a living body, it feeds the curing material having a fluidity in the in vivo. すると、代替物成形部は、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性を前記生体内で低減させることにより、生体組織の代替物を成形する。 Then, alternative forming section, by reducing the fluidity of the curable material fed by the feeding portion in the in vivo, forming an alternative to the living tissue. このため、前記代替物は、生体内で成形されることができる。 Therefore, the substitute can be formed in vivo. また、その代替物も、送り込み部と代替物成形部との協働によって成形されるので、高い自由度で設計されることができる。 Also, the alternatives, since it is formed by cooperation between the infeed alternative molding unit can be designed with a high degree of freedom. 従って、本発明の装置が利用されれば、所望の形状に近い形状を有する代替物を、生体内で成形することが可能となる。 Thus, if device utilized in the present invention, an alternative to having a shape close to a desired shape, thereby allowing the formation in vivo.

本発明の第2局面の生体組織の代替物製造装置は、第1局面の生体組織の代替物製造装置において、前記送り込み部は、前記生体内で硬化性物質を吐出するノズルを備え、前記代替物成形部は、前記ノズルから吐出された硬化性物質に電磁波、放射線又は超音波を照射することで当該硬化性物質の流動性を低減させ、更に、前記代替物の3次元形状を記憶した記憶部と、前記ノズルが前記吐出を行う位置、吐出方向もしくは吐出タイミング、又は、前記代替物成形部が前記照射を行う位置、照射方向もしくは照射タイミングの、少なくともいずれか1つを、前記記憶部に記憶された前記3次元形状に基づいて制御する制御部と、を備えている。 Alternative apparatus for producing a living tissue of a second aspect of the present invention, in alternative apparatus for producing a living tissue of the first aspect, wherein the infeed unit includes a nozzle for ejecting a curable substance in said living body, said alternative object molding unit may reduce the fluidity of the curable material by irradiation electromagnetic wave, radiation or ultrasound the curable material discharged from the nozzle, further memories, storing the three-dimensional shape of the substitute and parts, the position where the nozzle performs the ejection, the ejection direction or the ejection timing, or, a position where the substitute forming section performs the irradiation, the irradiation direction or irradiation timing, at least any one, in the storage unit on the basis of the stored the three-dimensional shape and includes a control unit for controlling.

このため、代替物成形部は、生体内で送り込み部のノズルから吐出された硬化性物質に電磁波、放射線又は超音波を照射することで、当該硬化性物質の流動性を低減させる(例えば硬化させる)。 Therefore, alternative forming section, by irradiating electromagnetic wave, radiation or ultrasound the curable material ejected from the nozzles of the infeed in vivo, thereby (eg hardened to reduce the fluidity of the curable material ). このとき、前記ノズルが前記吐出を行う位置、吐出方向もしくは吐出タイミング、又は、前記代替物成形部が前記照射を行う位置、照射方向もしくは照射タイミングの、少なくともいずれか1つが、記憶部に記憶された前記3次元形状に基づいて、制御部により制御される。 At this time, a position where the nozzle performs the ejection, the ejection direction or the ejection timing, or, a position where the substitute forming section performs the irradiation, the irradiation direction or irradiation timing, but at least any one, is stored in the storage unit It was based on the three-dimensional shape, which is controlled by the control unit. このため、前記代替物を所望の前記3次元形状に容易に成形することができる。 Therefore, it is possible to easily mold the substitute to the desired the 3-dimensional shape.

本発明の第3局面の生体組織の代替物製造装置は、第1局面の生体組織の代替物製造装置において、前記送り込み部は、前記生体内に送り込まれた後に前記生体内で流動性が低減する硬化性物質を、前記生体内に送り込み、前記代替物成形部は、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性が低減する位置を調整することにより、生体組織の代替物を成形する。 Alternative manufacturing apparatus of the third aspect of the living tissue of the present invention, in alternative apparatus for producing a living tissue of the first aspect, wherein the infeed unit, fluidity decrease in the living body after being fed into the in vivo a curable material that, fed to the in vivo, the substitute forming section, by the fluidity of the curable material fed by the feeding unit to adjust the position of reducing, shaping the replacement of a biological tissue .

このため、送り込み部は、生体内に挿入されて、前記生体内に送り込まれた後に前記生体内で流動性が低減する硬化性物質を、前記生体内に送り込む。 Therefore, the infeed, is inserted into a living body, a curable material flowability is reduced in the in vivo after being fed into the in vivo, sent into the in vivo. すると、代替物成形部は、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性が低減する位置を調整することにより、生体組織の代替物を成形する。 Then, alternative forming section, the fluidity of the curable material fed by the feeding portion by adjusting the position of reducing, shaping the replacement of living tissue. このため、前記代替物は、生体内で成形されることができる。 Therefore, the substitute can be formed in vivo. また、その代替物も、送り込み部と代替物成形部との協働によって成形されるので、高い自由度で設計されることができる。 Also, the alternatives, since it is formed by cooperation between the infeed alternative molding unit can be designed with a high degree of freedom. 従って、この場合も、所望の形状に近い形状を有する代替物を、生体内で成形することが可能となる。 Therefore, also in this case, an alternative to having a shape close to a desired shape, thereby allowing the formation in vivo.

次に、本発明の実施形態としての生体組織の代替物製造装置(以下、単に代替物製造装置又は装置という場合がある)について一例を挙げて説明する。 Next, alternative apparatus for producing a living tissue as an embodiment of the present invention (hereinafter, simply is referred alternative manufacturing apparatus or device) will be described by way of example.

第1実施形態の代替物製造装置の概要を表す模式図である。 It is a schematic diagram illustrating an outline of the alternative manufacturing apparatus of the first embodiment. その代替物製造装置の要部の構成を詳細に表す模式図である。 The configuration of the main part of the alternative manufacturing device is a schematic diagram illustrating in detail. その代替物製造装置の制御系の構成を表すブロック図である。 It is a block diagram of a control system of the alternatives manufacturing apparatus. その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Is a flow chart of processing executed by the control system. その処理の前段部の動作を表す説明図である。 Which illustrates operation of the front stage of the process. その処理で成形された代替物の構成を表す斜視図である。 It is a perspective view showing a configuration of alternative molded with the process. 第2実施形態の代替物製造装置におけるX線照射部・撮影部の配置を表す説明図である。 Is an explanatory view showing the arrangement of the X-ray irradiation unit, imaging unit in the alternative manufacturing apparatus of the second embodiment. その代替物製造装置に係る制御系の構成を表すブロック図である。 It is a block diagram of a control system according to the alternative production device. その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Is a flow chart of processing executed by the control system. 第3実施形態の代替物製造装置の要部構成を表す斜視図である。 It is a perspective view illustrating a main configuration of the alternative manufacturing apparatus of the third embodiment. 第4実施形態の代替物製造装置の要部構成を表す模式図である。 It is a schematic diagram showing a main configuration of the alternative manufacturing apparatus of the fourth embodiment. その代替物製造装置に係る制御系の構成を表すブロック図である。 It is a block diagram of a control system according to the alternative production device. その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Is a flow chart of processing executed by the control system. その処理による代替物成形過程を表す説明図である。 Is a diagram of an alternative molding process by the process. 第5実施形態の代替物製造装置の要部構成を表す模式図である。 It is a schematic diagram showing a main configuration of the alternative manufacturing apparatus of the fifth embodiment. その代替物製造装置に係る制御系の構成を表すブロック図である。 It is a block diagram of a control system according to the alternative production device. その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Is a flow chart of processing executed by the control system. その処理で成形された代替物の構成を表す模式図である。 It is a schematic view illustrating the configuration of alternatives that are molded in the process. 第6実施形態の代替物製造装置の要部構成を表す斜視図である。 It is a perspective view illustrating a main configuration of the alternative manufacturing apparatus of the sixth embodiment. その代替物製造装置に係る制御系の構成を表すブロック図である。 It is a block diagram of a control system according to the alternative production device. その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Is a flow chart of processing executed by the control system. その処理で成形された代替物の構成を表す模式図である。 It is a schematic view illustrating the configuration of alternatives that are molded in the process. その処理で成形された他の代替物の構成を表す模式図である。 It is a schematic view illustrating the configuration of another alternative molded with the process. 第6実施形態の変形例としての代替物製造装置の構成を表す模式図である。 It is a schematic view illustrating the configuration of a replacement apparatus for producing a modification of the sixth embodiment. 第6実施形態の他の変形例としての代替物製造装置の構成を表す模式図である。 It is a schematic view illustrating the configuration of an alternative material producing apparatus as another modification of the sixth embodiment. 第6実施形態の更に他の変形例としての代替物製造装置の構成を表す模式図である。 It is a schematic diagram further illustrating a configuration of alternative manufacturing apparatus as another modification of the sixth embodiment. 第7実施形態の代替物製造装置の要部構成を表す斜視図である。 It is a perspective view illustrating a main configuration of the alternative manufacturing apparatus of the seventh embodiment.

1…代替物製造装置 3,490…コントローラ 3A…制御部3D…データベース 5…X線撮影装置 10,310,410…針部材20,200…成形ヘッド 23,203,323,411…ノズル25,418…X線照射部 30…アンカー 35…糸37…ネット 55…シート状挿通可能部 61…第1X線照射部63…第2X線照射部 65…第3X線照射部 99…人工心臓弁199…成形用袋 205…レーザ光照射部 295…係合部299…人工血管 325…ヒータ 397…ステント470…プレート 484…毛細管 485…フィルタ600…培養機器 610…管 620…培養室 1 ... alternative manufacturing apparatus 3,490 ... controller 3A ... control unit 3D ... database 5 ... X-ray imaging apparatus 10,310,410 ... needle member 20, 200 ... forming head 23,203,323,411 ... nozzle 25,418 ... X-ray irradiation unit 30 ... anchor 35 ... thread 37 ... net 55 ... sheet allows insertion portion 61 ... second 1X-ray irradiation unit 63 ... first 2X-ray irradiation unit 65 ... second 3X-ray irradiation unit 99 ... prosthetic heart valves 199 ... molding use bag 205 ... laser beam irradiation portion 295 ... engaging portion 299 ... artificial blood vessel 325 ... heater 397 ... stent 470 ... plates 484 ... capillary 485 ... filter 600 ... culture device 610 ... tube 620 ... culture chamber

次に、本発明の各種実施形態を図面と共に説明する。 Next, a description will be given of various embodiments of the present invention in conjunction with the accompanying drawings. なお、本発明は以下の実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施できることはいうまでもない。 The present invention is not in any way limited to the following embodiments, it is needless to say that can be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention.

[第1実施形態の構成] [Configuration of First Embodiment
図1は、代替物の一例としての人工心臓弁99(図6参照)を患者の心臓弁輪95(図5B参照)に設置するための第1実施形態としての代替物製造装置1を表す模式図である。 1, alternative schematic prosthetic heart valve 99 as an example (see FIG. 6) represents an alternative manufacturing apparatus 1 as a first embodiment for placement heart valve annulus 95 (see FIG. 5B) of the patient's it is a diagram. 図1に示すように、この代替物製造装置1は、コンピュータを含む制御部3Aを備えたコントローラ3を中心に構成されており、そのコントローラ3には、患者の患部を撮影する周知のX線撮影装置5が接続されている。 As shown in FIG. 1, this alternative manufacturing apparatus 1 is configured around a controller 3 which includes a control unit 3A including a computer, to its controller 3, a known X-ray imaging the affected area of ​​the patient capturing device 5 is connected. また、コントローラ3には、2本のマニピュレータ7,9が装着されており、一方のマニピュレータ7には針部材10が、もう一方のマニピュレータ9には成形ヘッド20が、それぞれ装着されている。 In addition, the controller 3, two manipulators 7, 9 and is mounted, the needle member 10 on one of the manipulator 7, forming head 20 on the other manipulator 9 have been mounted, respectively.

図2Bは、針部材10の構成を詳細に表す模式図である。 Figure 2B is a schematic view illustrating the configuration of the needle member 10 in detail. 図2Bに示すように、針部材10は、先端部10Aが封止された中空円筒状に構成された筐体10Bを備えている。 As shown in Figure 2B, the needle member 10 includes a housing 10B of the front end portion 10A is constituted in a hollow cylindrical sealed. 筐体10Bの先端部10Aは、皮膚や筋肉,心臓壁等を貫通可能に尖って構成されている。 Front end portion 10A of the housing 10B is formed by sharp skin and muscle, the heart wall or the like to allow penetration. 筐体10Bの中空部には、複数のアンカー30が前記円筒形状の軸方向に並べて挿入されている。 The hollow portion of the housing 10B, a plurality of anchors 30 are inserted side by side in the axial direction of the cylindrical shape.

なお、本実施形態におけるアンカー30は、組織縫合用の糸35を生体内(人体内)に固定するための固定部材である。 Incidentally, the anchor 30 in this embodiment is a fixing member for fixing the yarn 35 for tissue suturing in vivo (in the body). ただし、このアンカー30は、骨に打ち込んだり螺合させたりするタイプのアンカーとは異なり、例えば特開2012−165880号公報等に記載のアンカーに類似する構成を有している。 However, the anchor 30 is different from the type of anchor or screwed Guests implanted in the bone, for example, has a similar configuration to the anchor described in JP 2012-165880 Patent Publication. すなわち、図2Cに外観を斜視図で示すように、略円柱状の本体30Aの中心に、糸35が挿入される貫通孔30Bを有している。 That is, as shown in a perspective view an external appearance in FIG. 2C, the center of the substantially cylindrical body 30A, and has a through-hole 30B in which the yarn 35 is inserted. 後述のように、生体組織に穿設された穴にこの本体30Aが係止されることによって、糸35を生体内に固定することができる。 As will be described later, by the main body 30A is engaged with the drilled hole in the body tissue, it is possible to secure the thread 35 into the body.

また、本実施形態におけるアンカー30は、前記公報に記載のものとは異なり、貫通孔30Bの内径は糸35の外周よりも若干小さく設計されている。 Also, the anchor 30 of the present embodiment is different from those described in the publication, the inner diameter of the through-hole 30B is slightly smaller design than the outer periphery of the yarn 35. このため、アンカー30の貫通孔30Bに固定される糸35の位置を変更するためには、糸35の外周面と貫通孔30Bの内周面との間に作用する摩擦力F(図示せず)に抗してアンカー30を糸35に対して相対的に移動させる必要がある。 Therefore, in order to change the position of the yarn 35 which is fixed to the through hole 30B of the anchor 30 does not frictional force F (shown acting between the outer peripheral surface and the inner peripheral surface of the through hole 30B of the yarn 35 ) it must be moved relative to the thread 35 of the anchor 30 against. 本実施形態では、装着対象の生体組織から糸35の貫通方向にアンカー30が受ける押圧力よりも前記摩擦力Fの方が大きくなるように、貫通孔30Bの内径が設計されている。 In the present embodiment, as towards the frictional force F than the pressing force anchor 30 is subjected to the through direction of the yarn 35 from the mounting the living tissue increases, the inner diameter of the through-hole 30B is designed.

このようなアンカー30を複数挿入された筐体10Bの側面には、アンカー30を1つずつ吐出可能な側孔11が形成されている。 Thus the side surface of the plurality inserted casing 10B of a anchor 30, capable of discharging side hole 11 of the anchor 30 one by one are formed. また、筐体10Bの中空部には、アンカー押圧部13が挿入されている。 Further, the hollow portion of the housing 10B, the anchor pressing portion 13 is inserted. このアンカー押圧部13は、前述のように並べられた複数のアンカー30を針部材10の基端側(すなわち先端部10Aと反対側)から押圧可能である。 The anchor pressing portion 13 can press the plurality of anchors 30 which are arranged as described above from the base end side of the needle member 10 (i.e. the front end portion 10A opposite).

筐体10Bの中空部には、板バネ15が配設されている。 The hollow portion of the housing 10B, the leaf spring 15 is arranged. この板バネ15は、前述のように並べられた複数のアンカー30と先端部10A側から対向し、かつ、側孔11と対向する側に凸に湾曲している。 The leaf spring 15 is opposed by a plurality of anchor 30 and the distal end portion 10A side ordered as described above, and is curved convexly on the side facing the side hole 11. すなわち、板バネ15は、自身に圧接されたアンカー30を側孔11に向けて付勢する方向に湾曲している。 That is, the leaf spring 15 is curved anchor 30 which is pressed to itself in a direction for urging the side hole 11. このため、前記並べられた複数のアンカー30がアンカー押圧部13によって針部材10の基端側から押圧されると、板バネ15の付勢力により、側孔11から1つずつアンカー30が吐出される。 Therefore, when a plurality of anchors 30 that the ordered is pressed from the base end side of the needle member 10 by the anchor pressing portion 13 by the biasing force of the leaf spring 15, the anchor 30 is discharged one by one from the side hole 11 that.

また、筐体10Bの側面には、針部材用カメラ17が設けられている。 In addition, the side surface of the housing 10B, the needle member camera 17 is provided. この針部材用カメラ17は、針部材10の先端方向の状況を撮影する。 The needle members camera 17 photographs the tip end direction of the status of the needle member 10. 針部材用カメラ17の配設位置は、後述のようなアンカー30の設置作業の支障とならないように側孔11から十分に基端方向(すなわち、先端部10Aとは反対方向)に離れ、かつ、針部材10の先端方向の状況を十分に撮影できる位置に設定されている。 Arrangement position of the needle member for camera 17, spaced sufficiently proximally from the side hole 11 so as not to hinder the installation work of the anchor 30 as described later (i.e., the direction opposite to the tip portion 10A), and , it is set at a position sufficiently shoot tip end direction of the status of the needle member 10. なお、筐体10Bに対する針部材用カメラ17の配設位置は、図2Bに示された位置と異なってもよい。 Incidentally, the installation position of the needle member for camera 17 against the housing 10B may be different from the position shown in Figure 2B. なお、図2Cには、針部材10の外観を斜視図で示したので参照されたい。 Note that FIG. 2C, see since the appearance of the needle member 10 shown in a perspective view.

アンカー30の片面31は、平面であることが望ましく、他面32は、凹凸が付されていることが好ましい。 One surface 31 of the anchor 30 is desirably flat, the other surface 32 is preferably uneven is attached. 片面31が平面とされることで、筐体10Bの中空部に収納された複数のアンカー30は、安定的に前記軸方向に並べて保持されることができる。 By one side 31 is planar, a plurality of anchors 30 housed in the hollow portion of the housing 10B can be held side by side in a stable manner the axial direction. 他面32に凹凸が付されることで、アンカー30は当該他面32を平坦でない生体内の壁面に合わせて安定な状態で設置されることができる。 By the other surface 32 is uneven is subjected, the anchor 30 may be installed in a stable state in accordance with the wall surface of a living body non-planar the other surface 32. アンカー30を構成する素材は、特に限定される訳ではないが、生物共存可能な物質で構成されていることが望ましく、例えば、チタン等を含む金属であっても、プラスチックやセラミックスであってもよい。 Material constituting the anchor 30, but is not particularly limited, it is desirable that consists of biological coexisting substance, for example, it is a metal containing titanium or the like, be a plastic or ceramic good.

各アンカー30は、片面31及び他面32の中心を貫通する貫通孔30Bに挿入された組織縫合用の糸35によって互いに接続されている。 Each anchor 30 are connected to each other by one side 31 and the yarn 35 for the inserted tissue sutured to the through-hole 30B penetrating the center of the other surface 32. 最も先端に配置されるアンカー30は、片面31を先端側に向けて糸35に固定されている。 Most anchor 30 disposed at the distal end is fixed to the thread 35 toward the one side 31 to the distal end side. 他のアンカー30は、隣接するアンカー30と片面31同士又は他面32同士が対向するように配置されている。 Other anchor 30 adjacent the anchor 30 and one side 31 with each other or other surfaces 32 to each other are arranged so as to face each other. また、各アンカー30は、前述の摩擦力Fに抗して移動させることで、糸35に対する位置を調整可能に装着されている。 Also, each anchor 30, by moving against the frictional force F described above, are adjustably mounted position relative to the thread 35.

また、前記他のアンカー30のうち、他面32を筐体10Bの先端部10A側に向けて配設されるアンカー30には、その側面(円筒面状の外周面)に、ネット37が設けられている。 Also, among the other anchor 30, the anchor 30 that is disposed toward the other surface 32 to the front end portion 10A side of the housing 10B has on its side surface (cylindrical surface outer peripheral surface of), the net 37 is provided It is. ネット37は、糸35を中心とした円板状に広がる(図5B参照)。 Net 37 extends in a disk shape around the thread 35 (see FIG. 5B). なお、ネット37は、筐体10Bの中空部内ではアンカー30の側面に沿って畳まれた状態で収納されている。 Incidentally, the net 37 is in the hollow portion of the housing 10B are accommodated in a state of being folded along the side of the anchor 30. また、このネット37は、組織縫合用の糸35と同様の素材によって構成されている。 Moreover, the net 37 is constituted by the same material as the yarn 35 for tissue suturing.

前記他のアンカー30と糸35との間に作用する摩擦力Fは、アンカー30が心臓壁等の組織から糸35の貫通方向に受ける押圧力に対抗しうる程度に設定されている。 Frictional force F acting between the other anchor 30 and the thread 35, the anchor 30 is set so that could challenge the pressing force received in the through direction of the yarn 35 from the tissue, such as heart wall. 医師は、必要に応じてアンカー30の間隔を予め調整しておく。 Physician, in advance adjust the spacing of the anchor 30 if necessary. すなわち、他面32同士を対向させた一対のアンカー30の間に配設される糸35(以下、この部分の糸35を糸35Aという場合がある。)は、施術がなされる心臓壁等の厚さ、又はその厚さよりも若干短い長さとなるように事前に調整される。 That is, the yarn 35 disposed between the pair of anchors 30 that are opposed to the other surface 32 to each other (hereinafter, the thread 35 of this portion may be referred to thread 35A.) Is treatment of such heart wall to be made the thickness, or are adjusted in advance so as to be slightly shorter in length than its thickness. 一方、片面31同士を対向させた一対のアンカー30の間に配設される糸35(以下、この部分の糸35を糸35Bという場合がある。)は、ネット37の配設間隔よりも十分に長い長さとなるように事前に調整される。 On the other hand, the yarn 35 disposed between the pair of anchors 30 which are opposed to one surface 31 to each other (hereinafter, the thread 35 of this portion may be referred to the yarn 35B.) Is sufficiently than the arrangement interval of the net 37 It is adjusted in advance such that the longer length. なお、アンカー30の位置調整は、アンカー30を加熱してアンカー30を膨張させるなどして前記摩擦力Fを減らした上でなされてもよい。 The position adjustment of the anchor 30 heats the anchor 30 may be made in terms of reduced the frictional force F and the like to inflate the anchor 30.

このため、針部材10の使用により、ネット37は次のように生体内に設置されることができる。 Therefore, the use of the needle member 10, the net 37 may be placed in the body as follows. 例えば、図5Aに示す心臓壁93に針部材10が上方(図5Aにおける上方で重力方向上方を示すものではない:以下同様)から挿入され、アンカー押圧部13によって最先端のアンカー30が1つ押し出されれば、そのアンカー30は心臓壁93の下方に吐出される。 For example, the needle member 10 upward to the heart wall 93 shown in Figure 5A: is inserted from (does not indicate a direction of gravity upwardly above in FIG 5A hereinafter the same), state-of-the-art anchor 30 is one by the anchor pressing part 13 if extruded, the anchor 30 is discharged below the heart wall 93. 続いて、針部材10が心臓壁93の上方へ抜去されると、針部材10が貫通していた穴は心臓壁93の弾性により自然に閉じ、前記最先端のアンカー30は心臓壁93の下方に取り残される。 Subsequently, the needle member 10 is withdrawn upwardly of the heart wall 93, bore needle member 10 has been penetrated naturally closed by the elasticity of the heart wall 93, the leading edge of the anchor 30 is below the heart wall 93 It left behind to.

また、2番目のアンカー30は、心臓壁93の厚さに応じた長さの糸35Aによって前記最先端のアンカー30と接続されている。 Also, the second anchor 30 is connected to the leading edge of the anchor 30 by the length of the yarn 35A in accordance with the thickness of the heart wall 93. このため、2番目のアンカー30は、針部材10の抜去時にその糸35Aの張力によって側孔11から引き出され、心臓壁93の上面に配置される。 Therefore, the second anchor 30 is pulled out from the side hole 11 when removal of the needle member 10 by the tension of the yarn 35A, is disposed on the upper surface of the heart wall 93. すると、図5Bに示すように、心臓壁93の上面で、ネット37が円板状に広がる。 Then, as shown in Figure 5B, the upper surface of the heart wall 93, the net 37 is spread in a disk shape. 2番目のアンカー30と3番目のアンカー30との間の糸35Bは、十分に長いので、ネット37の次の配設位置で針部材10は同様に動作されることができる。 Thread 35B between the second anchor 30 and the third anchor 30 is sufficiently long, the needle member 10 in the following arrangement position of the net 37 may be operated in the same manner. なお、図5A,図5Bについては、後に詳細に説明する。 Incidentally, FIG. 5A, for Fig 5B, will be described in detail later.

アンカー押圧部13は、マニピュレータ7との接合部まで延び、そのマニピュレータ7を介して前記先端方向に移動されることができる。 Anchor pressing portion 13 extends to the junction with the manipulator 7 can be moved in the distal direction through the manipulator 7. 図1に示すように、コントローラ3には、マニピュレータ7を介して針部材10の全体又はアンカー押圧部13を移動させる針部材移動部3Bが設けられている。 As shown in FIG. 1, the controller 3, the needle member moving portion 3B for moving the entire or anchor the pressing portion 13 of the needle member 10 via the manipulator 7 is provided. すなわち、マニピュレータ7は、複数の関節を有して針部材10を前後左右上下の各種方向へ移動させることのできる周知の構成を有している。 That is, the manipulator 7 has a known structure capable of moving a plurality of joints needle member 10 back and forth horizontally and vertically various directions. また、マニピュレータ7は、アンカー押圧部13を前記先端方向へ移動させる機構(例えば周知のリンク機構)も備えている。 Further, the manipulator 7, mechanism for moving the anchor pressing portion 13 to the distal direction (e.g., the well-known link mechanism) are also provided. 針部材移動部3Bは、そのようなマニピュレータ7を制御して、針部材10の全体を各種方向へ任意に移動させることができ、かつ、アンカー押圧部13を前記先端方向へ必要に応じて適宜移動させることができる。 Needle member moving unit 3B is to control such a manipulator 7, the entire needle member 10 can be moved to any to various directions, and, as appropriate in accordance anchor pressing portion 13 as required to the distal direction it can be moved.

また、針部材用カメラ17が撮影した画像に応じたデータは、筐体10Bの空洞部分及びマニピュレータ7の空洞部分又は表面を通る信号線(図示省略)を介してコントローラ3まで送られる。 The data needle member camera 17 corresponding to the photographed image is sent cavity portion of the housing 10B and the signal line through the cavity portion or the surface of the manipulator 7 via a (not shown) to the controller 3. なお、マニピュレータ7の設計精度及び針部材移動部3Bの制御精度が十分であれば、前述のようにアンカー30を1つずつ吐出するのは容易である。 Note that if control accuracy of design accuracy and the needle member moving portion 3B of the manipulator 7 is sufficient, it is easy to discharge by the anchor 30 one as described above. これに対して、例えば前記設計精度又は制御精度が十分でない場合などには、必要に応じて、例えば特開2012−165880号公報に記載のような機械的構成を追加して、アンカー30を1つずつ吐出ために必要とされる精度が軽減されてもよい。 In contrast, for example, the in a case design accuracy or control accuracy is not sufficient, if necessary, for example by adding a mechanical structure such as described in JP 2012-165880, the anchor 30 1 One by precision required for discharge may be reduced.

次に、図2Aは、成形ヘッド20の構成を詳細に表す模式図である。 Next, FIG. 2A is a schematic view illustrating the configuration of a forming head 20 in detail. 図2Aに示すように、成形ヘッド20は、成形用カメラ21と、ノズル23と、X線照射部25と、フック27とを備えている。 As shown in FIG. 2A, the molding head 20, the molding camera 21, the nozzle 23, the X-ray irradiation unit 25, and a hook 27. 成形用カメラ21は、当該成形用カメラ21の正面の状況を撮影する。 Forming camera 21 photographs the situation in front of the molding camera 21. ノズル23は、X線硬化成分(硬化性物質の一例)を吐出する。 Nozzle 23 discharges an X-ray curing component (an example of a curable material). X線照射部25は、X線を照射する。 X-ray irradiation unit 25 irradiates the X-rays. フック27は、ネット37等を係止する。 Hook 27, to lock the net 37 and the like. 成形用カメラ21は、先端に広角レンズが備えられ、ノズル23の前方の広い範囲を撮影することができる。 Forming camera 21, a wide-angle lens is provided on the tip, it is possible to shoot the front wide range of nozzle 23. また、X線照射部25の先端にも広角レンズが備えられ、ノズル23の前方の広い範囲にX線を照射することができる。 In a wide-angle lens is provided in the tip of the X-ray irradiation unit 25 can be irradiated with X-rays to the front wide range of nozzle 23. なお、X線硬化成分としては、例えば特開2001−46488号公報等に記載の周知のものが使用できる。 As the X-ray curing component, those known can be used according to, for example, JP 2001-46488 Patent Publication. また、成形用カメラ21としては、近赤外の領域でも撮影が可能なカメラが用いられるのが望ましい。 As the molding camera 21, desirably photography capable cameras used also in the near infrared region. 近赤外の光線は血液中のヘモグロビンにも吸収されにくいので、成形用カメラ21が近赤外の領域を撮影可能な場合、生体組織が一層良好に撮影可能となる。 Since rays of the near infrared is less likely to be absorbed by hemoglobin in the blood, when molding the camera 21 can image the near infrared region, the biological tissue is possible better shooting. また、成形用カメラ21は、超音波を利用した撮影装置に置き換えられてもよい。 Further, the molding camera 21 may be replaced by imaging apparatus using ultrasound.

更に、成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25,フック27は、それぞれ、成形ヘッド20の本体29に関節41,43,45,47を介して接続されている。 Furthermore, molding camera 21, nozzle 23, X-ray irradiation unit 25, the hook 27 are connected, via a joint 41, 43, 45, 47 to the body 29 of the forming head 20. 関節41,43,45,47は、例えば弾性を有する蛇腹等を用いて構成され、成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25,フック27を自由な方向へ向けることができる。 Joints 41, 43, 45, 47 is configured, for example, by using a bellows or the like having elasticity, can be directed molding camera 21, nozzle 23, X-ray irradiation unit 25, the hook 27 to any direction.

また、成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25,フック27の方向は、マニピュレータ9側から調整可能に構成されている。 Further, molding camera 21, nozzle 23, X-ray irradiation unit 25, the direction of the hook 27 is adjustably constructed from the manipulator 9 side. このような構成としては、例えば、本体29から関節41,43,45,47の空洞部分を通って成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25,フック27へ、先端の曲がった針金が通された構成を採用することができる。 Such arrangement, for example, molding camera 21 through the hollow portion of the joint 41, 43, 45 and 47 from the body 29, a nozzle 23, X-ray irradiation unit 25, the hook 27, bent wire is tipped it can be employed through configuration. その場合、その針金の軸回りの回転角により各部の傾斜方向を調整することができ、針金の挿入量により各部の傾斜角度を調整することができる。 In that case, it is possible that the rotation angle of the axis of the wire can be adjusted inclination direction of each part to adjust the inclination angle of each part by the insertion of wire. 前記構成としては、その他、カテーテルのガイドワイヤ等に採用されている機構等、種々の機構を採用することができる。 As the structure, other can employ mechanisms such as adopted in the catheter guide wire or the like, a variety of mechanisms. また、可能であれば、関節41,43,45,47の部分に小型の電動アクチュエータを挿入しておき、それらに駆動信号を送る機構が採用されてもよい。 Also, if possible, the portion of the joint 41, 43, 45 and 47 in advance by inserting a small electric actuator, the mechanism for sending a drive signal to them may be employed.

図1に示すように、コントローラ3には、成形ヘッド移動部3Cが設けられている。 As shown in FIG. 1, the controller 3, the moving portion 3C is provided forming head. 成形ヘッド移動部3Cは、マニピュレータ9を介して、成形ヘッド20の全体、成形用カメラ21、ノズル23、X線照射部25又はフック27を移動させる。 Forming head moving unit 3C via the manipulator 9, the whole of the molding head 20, forming camera 21, to move the nozzle 23, X-ray irradiation unit 25 or hook 27. すなわち、マニピュレータ9も、マニピュレータ7と同様に、複数の関節を有して成形ヘッド20を前後左右上下の各種方向へ移動させることのできる周知の構成を有している。 That is, the manipulator 9, like the manipulator 7, and has a known structure capable of moving the forming head 20 has a plurality of joint back and forth horizontally and vertically various directions. また、マニピュレータ9は、関節41〜47を自由に屈曲させることのできる前述のような機構も備えている。 Further, the manipulator 9 is also provided with mechanisms, such as described above that can be freely bent joint 41-47. 成形ヘッド移動部3Cは、そのようなマニピュレータ9を制御して、成形ヘッド20の全体、成形用カメラ21、ノズル23、X線照射部25又はフック27を移動させる。 Forming head moving unit 3C is to control such a manipulator 9, the whole of the molding head 20, forming camera 21, to move the nozzle 23, X-ray irradiation unit 25 or hook 27.

また、ノズル23は、例えばインクジェットプリンタのノズルにおいて使用されるような圧電素子を用いたアクチュエータを備えている。 The nozzle 23 includes an actuator using a piezoelectric element as used in the nozzle, for example an inkjet printer. 本体29の空洞部分及びマニピュレータ9の空洞部分又は表面を通る信号線(図示省略)を介してノズル23に送られる駆動信号により、ノズル23からのX線硬化成分の吐出状態はコントローラ3によって制御される。 The drive signal sent to the nozzle 23 via the signal line through the cavity portion and cavity portion or the surface of the manipulator 9 of the main body 29 (not shown), the discharge state of the X-ray curing component from the nozzle 23 is controlled by the controller 3 that. 更に、X線照射部25からのX線照射状態は、本体29の空洞部分及びマニピュレータ9の空洞部分又は表面を通る信号線(図示省略)を介して送られる駆動信号により、コントローラ3によって制御される。 Furthermore, X-ray irradiation condition of the X-ray irradiation unit 25 is driven by a signal sent over the signal line through the cavity portion or surface of the cavity portion and the manipulator 9 of the main body 29 (not shown), it is controlled by the controller 3 that. 成形用カメラ21が撮影した画像に応じたデータは、本体29の空洞部分及びマニピュレータ9の空洞部分又は表面を通る信号線(図示省略)を介してコントローラ3まで送られる。 Data molding camera 21 corresponding to the photographed image is sent the signal line through the cavity portion or surface of the cavity portion and the manipulator 9 of the main body 29 via a (not shown) to the controller 3. なお、ノズル23から吐出されるX線硬化成分は、予め成形ヘッド20に収容されていてもよく、非図示の極細パイプを経由してコントローラ3又はその他の生体外の設備から成形ヘッド20へ送られてもよい。 Incidentally, X-rays hardening component ejected from the nozzle 23, feed may be accommodated in pre-shaped head 20, from outside the controller 3, or other biological via a not shown ultrafine pipe equipment to the forming head 20 it may be.

前述の針部材10及び成形ヘッド20は、図1に示すように生体内挿入路形成具50を介して生体内に挿入される。 Above the needle member 10 and the forming head 20 is inserted into a living body through the insertion into a living body passage forming member 50 as shown in FIG. すなわち、生体内挿入路形成具50は、下部フランジ51と、上部フランジ53とを備えた筒状に構成されている。 That, in vivo insertion path forming member 50 includes a lower flange 51, and is configured in a cylindrical shape having an upper flange 53. 下部フランジ51は、皮膚90の切開部91に挿入されて皮膚90の内側に係合する。 Lower flange 51 is inserted into the incision 91 in the skin 90 to engage the inner skin 90. 上部フランジ53は、皮膚90の外側に係合する。 Upper flange 53 engages the outer skin 90. 生体内挿入路形成具50の上面(外側面)には、シート状挿通可能部55が貼着されている。 The upper surface of the in-vivo insertion path forming member 50 (the outer surface), the sheet-like insertable portion 55 is adhered. このシート状挿通可能部55は、針部材10及び成形ヘッド20を挿通可能で、かつ、体腔内へ送気したガスの漏れが抑制可能なメッシュ状に構成されている。 The sheet allows insertion portion 55, the needle member 10 and the forming head 20 can be inserted, and the leakage of gas insufflation into a body cavity is configured repressible meshed. また、生体内挿入路形成具50は、弾性材料によって構成され、切開部91へは押し潰した状態で挿入可能である。 Furthermore, in vivo insertion path forming member 50 is made of an elastic material, is insertable in a state crushed is to incision 91.

なお、このような生体内挿入路形成具50の構成は、例えば、特開2012−196337号公報等に開示されているので、ここでは詳述しない。 The configuration of such in vivo insertion path forming member 50, for example, are disclosed in JP-2012-196337 Patent Publication, not described in detail here. また、以下に説明する人工心臓弁99の設置手術のように、心臓壁93にも切開部を設ける必要がある場合は、その切開部にも同様の生体内挿入路形成具50を装着してもよい。 Moreover, as the installation operation of the prosthetic heart valve 99 to be described below, if it is necessary to provide an incision in the heart wall 93 is fitted with a similar in vivo insertion path forming member 50 to the incision it may be.

[第1実施形態における制御] [Control in First Embodiment
次に、図3は、代替物製造装置1の制御系の構成を表すブロック図である。 Next, FIG. 3 is a block diagram of a control system of the alternative manufacturing apparatus 1. 図3に示すように、コントローラ3の制御部3Aは、針部材移動部3B,成形ヘッド移動部3Cに接続され、マニピュレータ7,9を介して、前述のように針部材10及び成形ヘッド20の動作を制御する。 3, the control unit 3A of the controller 3, the needle member moving unit 3B, are connected to the forming head moving unit 3C, via a manipulator 7,9, the needle member 10 and the forming head 20, as described above to control the operation. また、制御部3Aには、X線撮影装置5と針部材用カメラ17と成形用カメラ21とから、撮影画像に応じたデータが入力されている。 The control unit 3A, the X-ray imaging device 5 and the needle member camera 17 and the molding camera 21. The data corresponding to the captured image is input. 更に、制御部3Aは、成形ヘッド20のノズル23とX線照射部25とを駆動する。 Furthermore, the control unit 3A drives the nozzle 23 and the X-ray irradiation unit 25 of the forming head 20.

また、制御部3Aには、患者の患部形状等のデータを記憶したデータベース3Dも接続されている。 The control unit 3A, also database 3D which stores data such as the patient's affected part is connected. なお、このデータベース3Dは、コントローラ3に内蔵されたものであってもよく、患者のカルテ等を記憶した病院内のコンピュータであってもよい。 Note that this database 3D may be one built into the controller 3 may be a computer in a hospital that stores patient's chart or the like.

図4は、代替物製造装置1を用いて人工心臓弁99を生体内で製造する場合の、制御部3Aの処理を表すフローチャートである。 4, when the prosthetic heart valve 99 to produce in vivo using alternative manufacturing apparatus 1, a flow chart of processing of the control unit 3A. なお、この処理は、制御部3Aに内蔵されたCPU(図示省略)が、同じく制御部3Aに内蔵されたROM3Mに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理である。 This processing has been CPU (not shown) incorporated in the control unit 3A is the processing to be executed based on the same programs stored in the built-in ROM3M the control unit 3A.

図4に示すように、この処理では、先ず、S1〜S7にて(Sはステップを表す:以下同様)、針部材10の制御がなされる。 As shown in FIG. 4, in this process, first in S1 to S7 (S represents a step: the same applies hereinafter), the control of the needle member 10 is made. 具体的には、先ず、S1にて、X線撮影装置5や針部材用カメラ17が撮影した画像に基づき、マニピュレータ7を介して針部材10を変位させ、針部材10を心臓壁93の所要部位に挿入する制御が実行される。 Specifically, first, in S1, based on the image X-ray imaging device 5 and the needle member camera 17 is taken, via a manipulator 7 displaces the needle member 10, the needle member 10 required of the heart wall 93 control is performed to insert the site. 続くS3では、マニピュレータ7を介してアンカー押圧部13が移動されることによってアンカー30が1つ吐出された後、針部材10がマニピュレータ7を介して心臓壁93から抜去される。 In subsequent S3, after the anchor 30 has been ejected one by anchoring pressing portion 13 via the manipulator 7 is moved, the needle member 10 is withdrawn from heart wall 93 via the manipulator 7.

続くS5では、予め設定された所要部位の全部に対してアンカー30の吐出が完了したか否かが判断され、全部完了していなければ(S5:N)、処理は前述のS1へ移行する。 In subsequent S5, it is determined whether the discharge of the anchor 30 has been completed with respect to all of the required site that is set in advance, if not completed all (S5: N), the process proceeds to the above-mentioned S1. その結果、所要部位の全部に対してアンカー30の吐出が完了するまで、S1,S3の処理が繰り返される。 As a result, until the discharge of the anchor 30 with respect to all of the required site is completed, the process is repeated for S1, S3. ここで、例えば人工心臓弁99を設置する手術では、図5Bに示すように、患者の心臓弁輪95の周囲に沿って針部材10が挿入され(S1)、アンカー30が吐出される(S3)。 Here, for example, in surgery to place a prosthetic heart valve 99, as shown in FIG. 5B, the needle member 10 is inserted along the circumference of the patient's heart valve annulus 95 (S1), the anchor 30 is discharged (S3 ). 図5A,図5Bの例では、S3の処理により、図5Bにおける紙面の裏側にアンカー30が吐出されて針部材10が抜去される。 Figure 5A, in the example of FIG. 5B, the process of S3, the needle member 10 is withdrawn by the anchor 30 is discharged to the rear side of the paper surface in FIG. 5B. すると、前述のように、その次のアンカー30が糸35Aによって図5Aに示すように引き出される。 Then, as described above, the next anchor 30 is pulled out as shown in FIG. 5A by the yarn 35A. これによって、糸35Aによって引き出された当該アンカー30に設けられたネット37が、円板状に広がる。 Thus, the net 37 provided on the anchor 30 drawn by the thread 35A is spread in a disk shape. このようにしてネット37が設置される場合の、ネット37同士の間隔は、前記X線硬化成分の粘性等に応じて、X線硬化成分を隣接するネット37の間に架設できる程度に予め設定される。 When this way the net 37 is installed, the net 37 interval between the pre-set depending on the viscosity or the like of the X-ray curing component, to the extent that the X-ray curing component can installed between the net 37 adjacent It is. その間隔に応じて、前記所要部位が、心臓弁輪95の周囲に沿って予め設定される。 Depending on the interval, the required site is set in advance along the circumference of the heart valve annulus 95.

そして、図5Bに例示するように所要部位の全部に対してアンカー30の吐出が完了すると(S5:Y)、処理はS7へ移行する。 When the discharge of the anchor 30 with respect to all of the required site as illustrated in Figure 5B is completed (S5: Y), the process proceeds to S7. S7では、マニピュレータ7を介して針部材10がシート状挿通可能部55から抜去される。 In S7, the needle member 10 is withdrawn from the sheet-shaped insertable portion 55 via the manipulator 7. なお、このとき、心臓壁93に装着されている最後のアンカー30から針部材10に延びる糸35は、別途挿入されたメス(図示省略)によって切断されてもよく、針部材10に予め必要量のアンカー30及び糸35のみが挿入されていてもよい。 At this time, the thread 35 extending from the end of the anchor 30 that is mounted to the heart wall 93 to the needle member 10 may be cut by separately inserted female (not shown), pre-required amount of the needle member 10 only the anchor 30 and the thread 35 may be inserted in.

S7に続くS11〜S20では、心臓弁輪95の周囲に前記のように設置されたネット37を足場(すなわち、基礎若しくは土台)として、図6に例示するような人工心臓弁99を前記X線硬化成分によって成形する処理が実行される。 In S11~S20 followed S7, a net 37 which is installed so as above around the heart valve annulus 95 scaffolds (i.e., basal or base) as the X-ray prosthetic heart valve 99 as illustrated in FIG. 6 process of molding by curing component is executed. 具体的には、先ず、S11にて、X線撮影装置5や成形用カメラ21が撮影した画像に基づき、マニピュレータ9を介して成形ヘッド20を変位させ、X線硬化成分を吐出すべき所要部位に成形ヘッド20を挿入する制御が実行される。 Specifically, first, in S11, based on the image X-ray imaging device 5 and the molding camera 21 has photographed, the forming head 20 is displaced through the manipulator 9, the required part to discharge the X-ray curing component control to insert the forming head 20 is performed.

続くS13では、成形用カメラ21の撮影画像に基づき、前述のように設置されたネット37の位置が確認される。 In subsequent S13, based on the photographed image forming camera 21, the installed position of the net 37 is confirmed as described above. なお、後述のS20で否定判断されるなどしてS13の処理が2回以上実行される場合、既に吐出されているX線硬化成分が足場とされる場合がある。 In the case where the processing in S13 and the like are negative determination in S20 will be described later, it is executed more than once, there is a case where X-ray curing component already discharged is a scaffold. その場合は、S13ではそのX線硬化成分の位置が確認される。 In that case, it is confirmed the position of the X-ray curing component in S13. 続くS15では、成形用カメラ21によって撮影された前記X線硬化成分又はネット37の動きに基づいて、それらの変位のタイミングが取得される。 In subsequent S15, based on the movement of the X-ray curing component or a net 37 taken by molding camera 21, the timing of their displacement are obtained. 心臓を止めて人工心肺装置を使用するいわゆるオンポンプ手術では、このステップの必要性は比較的低い。 In so-called on-pump surgery using a heart-lung machine to stop the heart, the need for this step is relatively low. これに対して、心臓を止めずに手術を行ういわゆるオフポンプ手術では、このように脈動に応じて前記X線硬化成分又はネット37が変位するタイミングを取得する必要性が高い。 In contrast, so-called off-pump surgery by surgery without stopping the heart, it is highly necessary to acquire the timing of the X-ray curing component or net 37 is displaced in response to such pulsation.

続くS17では、人工心臓弁99の立体形状を示すCADデータが、データベース3Dから読み出される。 In subsequent S17, CAD data showing the three-dimensional shape of the prosthetic heart valve 99 is read from the database 3D. なお、このCADデータは、患者の心臓の大きさ等に応じて、予め医師等により作成されている。 Incidentally, the CAD data, depending on the size of the patient's heart, have been prepared in advance by a physician or the like. そして、続くS19では、前記変位のタイミング及びCADデータに応じてノズル23及びX線照射部25の位置が関節43,45を介して微調整される。 Subsequently, at S19, the position of the nozzle 23 and the X-ray irradiation unit 25 in accordance with the timing and CAD data of the displacement is finely adjusted via the joint 43, 45. また、S19では、前記変位のタイミングに応じたタイミングで、X線硬化成分がノズル23より吐出され、X線照射部25からのX線照射によりそのX線硬化成分が硬化される。 Further, in S19, at a timing according to the timing of the displacement, the X-ray curing component is discharged from the nozzle 23, the X-ray curing component is cured by X-ray irradiation from the X-ray irradiation unit 25. これらの処理には、3Dプリンタで用いられている周知の処理を応用することができる。 These processes can be applied a known processing used in the 3D printer.

なお、S19の処理では、必要に応じてフック27を心臓壁93やネット37に係合させて、それらと成形ヘッド20との位置関係を維持してもよい。 In the process S19: the hook 27 as required to engage the heart wall 93 and net 37 may maintain the positional relationship between them and the forming head 20. また、ここでいう硬化とは、必ずしもX線硬化成分を剛体として硬化させるものではなく、適宜の弾性を有するようにX線硬化成分の流動性が低減されるのが望ましい。 Further, where the term curing is not necessarily curing the X-ray curing component as a rigid body, it is desirable fluidity of the X-ray curing component so as to have an appropriate elasticity is reduced. また、X線照射部25から照射されるX線の照射強度や照射時間が人工心臓弁99の部位によって変更されることにより、人工心臓弁99の各部位の剛性(流動性の低減度合い)が異ならされてもよい。 Moreover, by the irradiation intensity and irradiation time of the X-rays emitted from the X-ray irradiation unit 25 is changed by the site of prosthetic heart valve 99, the respective portions of the prosthetic heart valve 99 rigid (reduced degree of fluidity) of it may be different from each other.

続くS20では、人工心臓弁99の成形が完了したか否かが判断され、完了していなければ(S20:N)、処理は前述のS11へ移行する。 In subsequent S20, it is determined whether or not forming of the prosthetic heart valve 99 has been completed, if it is not completed (S20: N), the process proceeds to step S11 described above. こうして、S11〜S20の処理が繰り返し実行される。 Thus, the process of S11~S20 are repeated. すると、ネット37又は既に吐出されて硬化したX線硬化成分を足場として、X線硬化成分が吐出及び硬化されることにより(S19)、人工心臓弁99が徐々に成形される。 Then, the cured X-ray curing component net 37 or already discharged to as a scaffold, by X-ray curing component is discharged and cured (S19), artificial heart valves 99 is gradually formed. そして、人工心臓弁99の成形が完了すると(S20:Y)、処理が一旦終了する。 Then, when the molding of the prosthetic heart valve 99 is completed (S20: Y), the processing is temporarily terminated.

なお、人工心臓弁99の成形完了後は(S20:Y)、自動的に成形ヘッド20が抜去されてもよい。 Incidentally, after completion of the forming prosthetic heart valve 99 (S20: Y), automatically forming head 20 may be removed. また、成形ヘッド20の抜去は、生体内挿入路形成具50の抜去等の他の施術に並行して医師の手でなされてもよい。 Further, removal of the forming head 20 may be made in the hands of the physician parallel to other treatment, such as removal of the in vivo insertion path forming member 50. 以上の処理により、例えば図6に例示するような(すなわち、生体弁に近い形状の弁輪99Aに弁膜99Bが張られた)、高機能の人工心臓弁99を、患者の心臓弁輪95にオフポンプ手術で設置することができる。 By the above process, for example, as illustrated in FIG. 6 (i.e., the leaflets 99B to the annulus 99A having a shape close to a tissue valve is stretched), the prosthetic heart valve 99 of the high-function, the patient's heart valve annulus 95 it can be installed in the off-pump surgery. また、針部材10や成形ヘッド20は人工心臓弁99より小さくてもよい。 Further, the needle member 10 and forming head 20 may be smaller than a prosthetic heart valve 99. このため、本実施形態の代替物製造装置1を用いれば、前述のような所望の形状を有する人工心臓弁99の成形が、前記のような侵襲性の低い手術で実施可能となる。 Therefore, the use of the alternative manufacturing apparatus 1 of the present embodiment, the molding of the prosthetic heart valve 99 having a desired shape, such as described above, and can be carried out in the like less invasive surgery.

すなわち、本実施形態の代替物製造装置1を用いた場合、生体内に流動性を有する硬化性物質(X線硬化成分)を送り込んで成形するのに必要な程度の穴が生体表面に開けられればよいので、手術の侵襲性を低減することができる。 That is, when using the alternative manufacturing apparatus 1 of this embodiment, the holes in the extent necessary to molding by feeding a curable material having fluidity (X-ray curing component) to the body opened to the living body surface is since Bayoi, it is possible to reduce the invasiveness of surgery. 本実施形態の代替物製造装置1を用いた手術では、前記のように比較的小さい穴を介して送り込まれた硬化性物質により、その穴からは入れることができないような大きさの代替物が生体内で成形され、その生体内に当該代替物が設置されることができる。 In operation using an alternative manufacturing apparatus 1 of this embodiment, the curable material fed through the relatively small holes as described above, is a substitute for the size which can not be put in the hole of molded in vivo, it can be the replacement is installed in the in vivo.

なお、図4の処理は、人工心臓弁の成形に限らず、他の臓器の一部を構成する組織や臓器の全体を成形する場合にも適用することができる。 The processing in FIG. 4 is not limited to the molding of artificial heart valves, it can be applied to a case of forming the entire tissue or organ which constitutes a part of the other organs. 例えば、図4の処理は心室中隔欠損症の患者に対して心室中隔の代替物を成形する手術にも適用できる。 For example, the process of FIG. 4 can also be applied to surgery to mold an alternative to the ventricular septum to the patient in ventricular septal defect. その場合、平面状の部材が心室中隔の代替物として成形されればよいので、処理は一層容易となる。 In that case, the planar member may be molded as an alternative to the ventricular septum, processing is easier. また、胃カメラの先端に針部材10及び成形ヘッド20が装着されてもよい。 Further, the needle member 10 and the forming head 20 may be attached to the distal end of the gastroscope. その場合、胃壁の穴の開いた箇所に代替物の一例としての人工の胃壁を成形して前記穴を塞ぐこともできる。 In that case, it is also possible to place an open stomach wall of the hole by molding the artificial stomach wall as an example of alternative close the hole. また、胃に代替物を成形する場合、硬化性物質として胃酸(すなわち塩酸)と反応して硬化する物質が使用されてもよい。 Further, when molding alternatives to gastric, stomach acid (i.e. hydrochloric acid) materials which cure by reacting with may be used as curable material. そのような物質としては、例えば、フラン系樹脂やフェノール樹脂が一例として挙げられる。 Such materials, for example, furan resin or phenol resin as an example.

更に、アンカー30の代わりに医療用のステープルが使用されてもよい。 Moreover, staple medical may be used in place of the anchor 30. また、ネット37の代わりに、単一の糸や毛状体等が使用されてもよい。 Further, instead of the net 37, a single thread or hairy bodies or the like may be used. すなわち、ネット37の代わりとしては、代替物成形の足場となるものであれば種々のものが使用されることができる。 That is, the place of the net 37 may be various ones may be used as long as it becomes a scaffold for replacement molding.

また、成形ヘッド20及びそれを駆動するマニピュレータ9は、骨の欠損部や関節の代替物を患者の生体内で成形する手術にも応用されることができる。 Further, the manipulator 9 for driving the forming heads 20 and which, an alternative to defect and joints of the bone can be applied to surgery to molding in vivo in the patient. その場合、アンカー30は使用されないので針部材10は使用されない。 In that case, the anchor 30 is needle member 10 so not used not used. 成形ヘッド20がこのような手術に応用された場合は、医療用のビスやステープルで患者の骨にネット37等を打ち込むヘッドが針部材10の代わりにマニピュレータ7に装着されてもよい。 If forming head 20 is applied to such operations may be mounted on the manipulator 7 instead of head needle member 10 of implanting such nets 37 to the patient's bone in a medical bis or staples.

また、成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25は、必ずしも1つの成形ヘッド20に設けられている必要はない。 Further, molding camera 21, nozzle 23, X-ray irradiation unit 25 is not necessarily provided in a single forming head 20. 例えば、成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25がそれぞれ異なるカテーテルの先端に設けられ、互いに異なる血管から生体内へ挿入されて患部で合流してもよい。 For example, molding camera 21, nozzle 23, X-ray irradiation unit 25 is provided at the tip of the different catheters, respectively, may be merged in the affected area are inserted from different vessels from one another into the body. その場合、より侵襲性の低い手術が実施できる場合がある。 In that case, there is a case where less invasive surgery can be performed.

また、その場合、制御部3Aは、適宜のアクチュエータを介してカテーテルの操作用レバーを操作することにより、ノズル23の位置等を制御してもよい。 In that case, the control unit 3A, by operating the operating lever of the catheter via an appropriate actuator may control the position of the nozzle 23. また、前記カテーテルの位置は医師によって操作され、制御部3Aは、そのカテーテルの先端に設けられた関節41〜47を介して成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25の位置を制御してもよい。 The position of the catheter is manipulated by the physician, the control unit 3A, molding camera 21 via a joint 41 to 47 provided at the tip of the catheter, to control the position of the nozzle 23, X-ray irradiation unit 25 it may be. 更に、前記カテーテルの先端に永久磁石又は電磁石が設けられた場合、制御部3Aは、その先端の動きを体外から強い磁力で遠隔操作して、成形用カメラ21,ノズル23,X線照射部25の位置を制御してもよい。 Further, when the tip permanent magnets or electromagnets of said catheter is provided, the control unit 3A, the motion of the tip and a remote operation by a strong magnetic force from outside the body, forming camera 21, nozzle 23, X-ray irradiation unit 25 position may be controlled for. なお、このような磁力による遠隔操作の機構については、例えば、米国特許6630879号公報,6157853号公報等に詳しいので、ここでは詳述しない。 Incidentally, the mechanism of the remote control by such magnetic force, for example, U.S. Patent 6630879, JP-since familiar to 6157853 discloses such, are not described in detail herein. また、このような磁力による遠隔操作がなされる場合、患部近傍までは医師の操作によってカテーテルが挿入されてもよい。 Also, if the remote operation using such force is performed, the affected area to the vicinity may be inserted catheter by manipulation of the physician.

また、硬化性物質としては、樹脂、エラストマ、オリゴマ、プレポリマ等に限らず、特定条件で凝固するタンパク質等、種々の材料が適用可能である。 As the curable material, not only the resin, elastomer, oligomers, the prepolymer or the like, a protein or the like to solidify under specific conditions, a variety of materials can be applied. 例えば、X線硬化成分の代わりに、患者の体温で硬化する物質や、患者の血液と反応して硬化する物質が使用されれば、X線照射部25を省略することができる。 For example, instead of the X-ray curing component, and substances which cure at patient temperature, if materials which cure by reacting with the patient's blood is used, it is possible to omit the X-ray irradiation unit 25. また、硬化性物質としてX線硬化成分が使用された場合でも、次の第2実施形態の代替物製造装置のようにX線撮影装置の構成を利用することによっても、X線照射部25を省略することができる。 Further, even when the X-ray curing component is used as the curable material, by utilizing the structure of the X-ray imaging apparatus as alternative manufacturing apparatus in the following second embodiment, the X-ray irradiation unit 25 it can be omitted.

[第2実施形態] Second Embodiment
図7は、第2実施形態の代替物製造装置におけるX線照射部・撮影部の配置を表す説明図である。 7 is an explanatory view showing the arrangement of the X-ray irradiation unit, imaging unit in the alternative manufacturing apparatus of the second embodiment. 図7に示すように、本実施形態では、患者60の周囲に、第1X線照射部61と第1X線撮影部62との組を備えたX線撮影装置と、第2X線照射部63と第2X線撮影部64との組を備えたX線撮影装置と、第3X線照射部65と第3X線撮影部66との組を備えたX線撮影装置とが、角度を変えて配設されている。 As shown in FIG. 7, in this embodiment, around the patient 60, the X-ray imaging apparatus comprising a set of the the first 1X-ray irradiation unit 61 first 1X-ray imaging unit 62, and the 2X-ray irradiation unit 63 and X-ray imaging apparatus comprising a set of the first 2X-ray imaging unit 64, and the 3X-ray irradiation unit 65 and the X-ray imaging apparatus comprising a set of the first 3X-ray imaging unit 66, arranged at different angles It is. なお、図7では、各組の配置は鉛直軸回りに異なっているが、立体的に異なっていてもよい。 In FIG. 7, each set of arrangement is different around the vertical axis may be different from three-dimensional. また、図示省略したが、患者60の近傍にはコントローラ3が配置され、第1実施形態と同様の針部材10と、第1実施形態におけるX線照射部25を省略した成形ヘッド20とが、患者60の体内に前述のように挿入されている。 Although not shown, in the vicinity of the patient 60 is disposed a controller 3, the same needle 10 in the first embodiment, the forming head 20 is omitted X-ray irradiation unit 25 in the first embodiment, It is inserted as described above into the patient 60.

図8は、第2実施形態の代替物製造装置に係る制御系の構成を表すブロック図である。 Figure 8 is a block diagram of a control system according to an alternative manufacturing apparatus of the second embodiment. 図8に示すように、この制御系は、X線照射部25及びX線撮影装置5が省略され、代わりに、第1X線照射部61,第1X線撮影部62,第2X線照射部63,第2X線撮影部64,第3X線照射部65,第3X線撮影部66が制御部3Aに接続された点で第1実施形態と異なる。 As shown in FIG. 8, the control system, the X-ray irradiation unit 25 and the X-ray imaging device 5 is omitted, and instead, the 1X-ray irradiation unit 61, a 1X-ray imaging unit 62, the 2X-ray irradiation unit 63 , different from the first 2X-ray imaging unit 64, the 3X-ray irradiation unit 65, the first embodiment in that the first 3X-ray imaging unit 66 is connected to the control unit 3A.

図9は、その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Figure 9 is a flow chart showing the processing executed by the control system. なお、この処理は、制御部3Aに内蔵されたCPU(図示省略)が、同じく制御部3Aに内蔵されたROM3Mに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理である。 This processing has been CPU (not shown) incorporated in the control unit 3A is the processing to be executed based on the same programs stored in the built-in ROM3M the control unit 3A. また、図9では、図4に示された第1実施形態における処理と同じ処理は一部を省略して示されており、以下相違点について説明する。 Further, in FIG. 9, the same processes as in the first embodiment shown in FIG. 4 is shown partially omitted, the differences will be described below.

図9に示すように、本実施形態の代替物製造装置では、S0にて、第1X線照射部61,第2X線照射部63,第3X線照射部65に順次照射モードが設定される。 As shown in FIG. 9, in an alternative manufacturing apparatus of this embodiment, in S0, a 1X-ray irradiation unit 61, the 2X-ray irradiation unit 63, sequentially illumination mode is set to the 3X-ray irradiation unit 65. この順次照射モードは、医師による施術や制御部3Aにおける画像処理に対して問題とならないような早い周期で、第1X線照射部61,第2X線照射部63,第3X線照射部65に順次X線照射を行わせるモードである。 The sequential illumination mode, in an early period that does not cause a problem to the image processing in the treatment and control unit 3A by a physician, the 1X-ray irradiation unit 61, the 2X-ray irradiation unit 63, sequentially to the 3X beam irradiation section 65 a mode to perform the X-ray irradiation. すなわち、このモードでは、各X線照射部61,63,65が同時に動作した場合と同様に、医師が術野を認識し、制御部3Aが画像処理を行うことができるが、患者60に照射されるX線量は、X線照射部61,63,65のいずれか1つに応じた量となる。 That is, in this mode, as in the case where the X-ray irradiation unit 61, 63 and 65 are operated at the same time, the doctor recognizes the operative field, the control unit 3A can perform image processing, irradiate the patient 60 X-ray dose to be is an amount corresponding to one of the X-ray irradiation unit 61, 63 and 65. このS0に続いて、前述のS1以下の処理が実行される。 Following this S0, S1 following the above described process will be executed. なお、本実施形態では、S1以下の処理において、順次照射モードで照射されるX線に応じて各X線撮影部62,64,66が撮影した画像のデータが、第1実施形態におけるX線撮影装置5からのデータの代わりに使用される。 In the present embodiment, in the processing of S1 below, data of an image to the X-ray imaging unit 62, 64, 66 taken in accordance with the X-rays irradiated by the sequential illumination mode, X-rays in the first embodiment It is used instead of the data from the imaging device 5.

また、S19に代わるS19A,S19Bでは、次のような処理がなされる。 Also, S19A replaces the S19, in S19b, the following processing is performed. 先ず、S15(図4参照)にて取得された変位のタイミング及びS17にて読み出されたCADデータに応じて、ノズル23の位置が関節43を介して微調整され、前記変位のタイミングに応じたタイミングで、X線硬化成分がノズル23より吐出される(S19A)。 First, S15 in accordance with the CAD data read at the timing of the obtained displacement in (see FIG. 4) and S17, the position of the nozzle 23 is finely adjusted via the joint 43, depending on the timing of the displacement in timing, X-rays hardening component is discharged from the nozzle 23 (S19A). 続いて、各X線照射部61,63,65から一斉にX線が照射された後、再び前述の順次照射モードが設定され(S19B)、処理は前述のS20へ移行する。 Subsequently, after the X-ray is irradiated simultaneously from the X-ray irradiation unit 61, 63 and 65, again above sequential illumination mode is set in the (S19b), the process proceeds to S20 in the foregoing.

本実施形態の代替物製造装置では、前記X線硬化成分は、各X線照射部61,63,65のいずれか1つから照射されたX線では硬化せず、各X線照射部61,63,65の全てが一斉にX線を照射した場合に硬化するようにX線に対する感受性が調整されている。 In alternative manufacturing apparatus of this embodiment, the X-ray curing component is not cured by X-rays emitted from any one of the X-ray irradiation unit 61, 63 and 65, each of the X-ray irradiation unit 61, all 63 and 65 is adjusted sensitivity for simultaneously X-rays so as to cure when irradiated with X-rays. なお、このような調整は、例えば、X線硬化成分を、X線を受けて蛍光を発するX線用蛍光成分と、X線用蛍光成分から発せられた光によって硬化する光硬化成分との混合物で構成した場合に、両者の混合比を変えることで行うことができる。 Note that such adjustment, for example, a mixture of the X-ray curing component, and X-ray fluorescence component that emits fluorescence by receiving X-rays, a photo-curing component which is cured by light emitted from the fluorescent component for X-ray in can be done by changing the case of configuring, the mixing ratio of both. なお、X線用蛍光成分としては、例えば、CaWO 4等のタングステン酸塩系のものなどが使用でき、光硬化成分としては、例えばポリケイ皮酸ビニル等が使用できる。 As the fluorescent moiety for X-ray, for example, such as those of tungstate system such as CaWO 4 it can be used, as the light curing component, for example, polyvinyl cinnamate or the like can be used. これらの成分は例えば特開2001−46488号公報等に公知であるのでここでは詳述しない。 These components are known in, for example, JP 2001-46488 discloses such not described in detail here.

本実施形態の代替物製造装置では、このように、患部の撮影用に使用される第1X線照射部61,第2X線照射部63,第3X線照射部65を、X線硬化成分の硬化用にも使用することができる。 In alternative manufacturing apparatus of this embodiment, thus, the 1X-ray irradiation unit 61 to be used for the affected part of the shooting, the 2X-ray irradiation unit 63, the first 3X ray irradiation unit 65, the curing of the X-ray curing component it can also be used to use. このため、本実施形態では、成形ヘッド20の構成を簡略化しつつ第1実施形態と同様の効果を得ることができる。 Therefore, in the present embodiment, it is possible to obtain the same effect as in the first embodiment while simplifying the configuration of the shaped head 20.

[第3実施形態] Third Embodiment
また、人工心臓弁99等の成形は、図10に例示するような成形用袋199を使用してなされてもよい。 Further, the molding of such prosthetic heart valves 99 may be made using molded bag 199 as illustrated in FIG. 10. 図10に示すように、この成形用袋199は、人工心臓弁99の弁輪99Aに対応した中空部を有する弁輪部199Aと、弁膜99Bに対応した中空部を有する弁膜部199Bと備えた形状に、硬質ポリエチレン等によって構成されている。 As shown in FIG. 10, the molding bag 199 comprises a valve annulus 199A having a hollow portion corresponding to the annulus 99A of the prosthetic heart valve 99, the valve membrane portion 199B having a hollow portion corresponding to the leaflets 99B in shape and is constituted by a rigid polyethylene. また、成形用袋199の弁輪部199Aと弁膜部199Bとは、円筒状の注入口199Cから前記各中空部にX線硬化成分を注入されることができる。 Moreover, the annulus portion 199A and the valve membrane portion 199B of the molding bag 199 can be a cylindrical inlet 199C is injected an X-ray curing component in the respective hollow portions. 更に、弁輪部199Aの外周には容易に破断するように薄肉に構成されたミシン目199Eが形成されている。 Further, perforations 199E configured to be thin so as to readily rupture the outer circumference of the valve annulus 199A is formed. なお、ミシン目199Eの代わりに、後述の第7実施形態に示すようなニクロム線を設けて弁輪部199Aを破断可能にしてもよい。 Instead of perforations 199E, it may allow broken annulus 199A provided nichrome wire as shown in the seventh embodiment described later.

この成形用袋199は、小さく収縮された状態で、カテーテル等を用いた侵襲性の低い方法によって患者の心臓に挿入される。 The molding bag 199, in a state of being smaller deflated, is inserted into a patient's heart by less invasive methods using a catheter or the like. その後、注入口199CからX線硬化成分が注入され、患者の体外からX線が照射されれば、弁輪部199A及び弁膜部199Bの内部でX線硬化成分が硬化し、人工心臓弁99を心臓内部で成形することができる。 Then, X-rays hardening component is injected from the injection port 199c, when it is irradiated with X-rays from outside the patient's body, X-rays curing component is cured within the valve annulus 199A and the valve membrane unit 199B, the prosthetic heart valve 99 it can be molded within the heart. 成形後の人工心臓弁99は、ミシン目199Eで成形用袋199を破断させることにより、その成形用袋199から取り出されることができる。 Prosthetic heart valves 99 after molding, by breaking the molded bag 199 at perforations 199E, it can be removed from its mold bag 199. また、成形用袋199の注入口199Cと、それに接続された弁輪部199Aとの間には、少なくとも内径が小径とされた括れ部199Fが形成されている。 Further, an inlet 199C of the molding bag 199, between the connected valve annulus 199A thereto, at least the inner diameter is formed constricted portion 199F which is a small diameter. このため、成形後の人工心臓弁99は、括れ部199Fの部分で切り取って心臓弁輪95に設置される。 Therefore, artificial heart valves 99 after the molding is installed in a heart valve annulus 95 cut at the portion of the constricted portion 199f. 成形後の人工心臓弁99を患者の心臓弁輪95へ設置する作業は、針部材10を利用してなされてもよく、医師による侵襲性の低い縫合によってなされてもよい。 Working the prosthetic heart valve 99 after molding is placed into the heart valve annulus 95 of the patient may be made by using the needle member 10 may be made by a low suturing invasive physician.

すなわち、第3実施形態の代替物製造装置は、図10に示された成形用袋199と、その成形用袋199に注入されたX線硬化成分に患者の体外からX線を照射する装置(例えば、図7に示された装置であってもよい。)とから構成される。 In other words, alternative manufacturing apparatus of the third embodiment, apparatus for irradiating a molding bag 199 shown in FIG. 10, the X-ray from outside the patient's body in its injected into the molding bag 199 X-ray curing component ( For example, it constituted from the indicated apparatus may.) and in FIG.

[第4実施形態] Fourth Embodiment
次に、図11は、第4実施形態の代替物製造装置の成形ヘッド200の構成を表す模式図である。 Next, FIG. 11 is a schematic view illustrating the configuration of a forming head 200 of the alternative manufacturing apparatus of the fourth embodiment. なお、本実施形態における成形ヘッド200は、代替物の一例としてバイパス用の人工血管299(図14E参照)を成形するものである。 Incidentally, the molding head 200 in this embodiment is for forming an artificial blood vessel 299 (see FIG. 14E) of the bypass as an example of the alternatives. 図11に示すように、この成形ヘッド200は、円筒状に構成された筒体201を備えている。 As shown in FIG. 11, the forming head 200 includes a cylindrical body 201 that is configured in a cylindrical shape. その筒体201の先端面202には複数のノズル203が形成されている。 A plurality of nozzles 203 are formed on the front end surface 202 of the cylindrical body 201. また、筒体201の中心軸に沿って中空の支軸204が保持されている。 Further, the hollow shaft 204 is held along the central axis of the cylindrical body 201. その支軸204の先端には、レーザ光照射部205が、関節215を介して接続されている。 The tip of the support shaft 204, the laser beam irradiation section 205 are connected via a joint 215.

この関節215は、第1実施形態における関節41,43,45,47と同様に構成されている。 The joint 215 is configured similarly to the joint 41, 43, 45, 47 in the first embodiment. このため、例えばこの成形ヘッド200が第1実施形態におけるマニピュレータ9に装着された場合、成形ヘッド移動部3Cを介してレーザ光照射部205を自由な方向へ向けることができる。 Thus, for example if the forming head 200 is attached to the manipulator 9 in the first embodiment, it is possible through the forming head moving unit 3C directing a laser beam irradiation unit 205 to any direction. また、レーザ光照射部205は、そこから照射されるレーザ光の強度を自由に調整することができる。 The laser beam irradiation unit 205 is able to adjust the laser beam intensity of emitted therefrom freely. ノズル203は、レーザ光硬化成分を吐出するもので、その吐出量を調整可能に構成されている。 Nozzle 203 is for discharging the laser beam hardening component, and is adjustable up the discharge amount. なお、レーザ光硬化成分としては、例えば、一般的な光硬化性樹脂のうち、生物共存可能な物質で、かつ、適度な流動性及び粘性を有する分子量のものを適用することができる。 As the laser light curable component, for example, of the general photocurable resin, it can be applied to the in biological coexisting substance, and the molecular weight has appropriate fluidity and viscosity. また、このレーザ光硬化成分も、第1実施形態におけるX線硬化成分と同様、予め成形ヘッド200に収容されてもよく、外部から送られてもよい。 Further, the laser beam hardening component as well, similar to the X-ray curing component in the first embodiment, may be contained in the pre-shaped head 200, it may be sent from the outside. 更に、ノズル203としても、第1実施形態におけるノズル23と同様に圧電素子を利用した構成等、種々の構成を適用することができる。 Furthermore, even if the nozzle 203, configuration and the like utilizing a piezoelectric element in the same manner as the nozzles 23 in the first embodiment can be applied to various configurations.

図12は、この成形ヘッド200をマニピュレータ9に装着して使用する場合の制御系の構成を表すブロック図である。 Figure 12 is a block diagram of a control system when used in mounting the forming head 200 to the manipulator 9. 図12に示すように、制御部3Aには、第1実施形態と同様にX線撮影装置5とデータベース3Dと成形ヘッド移動部3Cとが接続されている。 As shown in FIG. 12, the control unit 3A, a first embodiment similarly to the X-ray imaging device 5 and the database 3D and molding head moving portion 3C are connected. なお、本実施形態の代替物製造装置を用いた手術では、針部材10に関連する機構である針部材移動部3B及び針部材用カメラ17は使用されない。 In the operation using an alternative manufacturing apparatus of this embodiment, the needle member moving portion 3B and the needle member camera 17 is a mechanism associated with the needle member 10 is not used. また、制御部3Aは、ノズル203からのレーザ光硬化成分の吐出量を制御し、レーザ光照射部205からのレーザ光の照射強度及び照射方向を制御する。 The control unit 3A controls the discharge amount of the laser light curing component from the nozzle 203, and controls the irradiation intensity and the irradiation direction of the laser beam from the laser beam irradiation section 205. 更に、本実施形態の代替物製造装置では、マニピュレータ9が成形ヘッド200を先端面202方向(以下挿入方向という)又はその逆方向(以下抜去方向という)へ移動させていくときにそのマニピュレータ9に加わる力(トルク)も、成形ヘッド移動部3Cを介して制御部3Aに入力されている。 Furthermore, in alternative manufacturing apparatus of this embodiment, the manipulator 9 when the manipulator 9 is gradually moving the forming head 200 (hereinafter referred to as the insertion direction) front end face 202 direction or vice versa (hereinafter referred removing direction) applied force (torque) is also input to the control unit 3A through the forming head moving unit 3C.

図13は、その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Figure 13 is a flow chart of processing executed by the control system. なお、この処理は、図14Aに示すように、人工血管299を設置すべき生体血管290の血管壁291の外面291A(血液が流れる側の内面291Bの反対面)に、筒体201の先端面202を当接させる作業がなされてから開始される。 This process, as shown in FIG. 14A, the outer surface 291A of the vessel wall 291 of the living body vessel 290 should establish an artificial blood vessel 299 (opposite surface side of the inner surface 291B which blood flows), the distal end surface of the cylindrical body 201 202 work to abut starts from being made to. また、成形ヘッド200の生体内への挿入は、前述の生体内挿入路形成具50を介してなされてもよく、生体血管290が露出するように皮膚が切開された状態でなされてもよい。 The insertion into the body of the molding head 200 may be made with the may be made via the insertion into a living body passage forming member 50 described above, the skin as a biological vessel 290 is exposed is incised.

なお、先端面202を血管壁291の外面291Aに当接させる作業は、マニピュレータ9を医師が操作することによってなされてもよく、造影剤が投入された生体血管290に対するX線撮影装置5の撮影画像に基づいてマニピュレータ9が自動制御されることによってなされてもよい。 Incidentally, the work for the front end face 202 abuts against the outer surface 291A of the vessel wall 291 may manipulator 9 is made by a physician to operate, shooting X-ray imaging device 5 to a living body vessel 290 which a contrast agent is introduced may be done by the manipulator 9 is automatically controlled based on the image. また、図13の処理は、制御部3Aに内蔵されたCPU(図示省略)が、同じく制御部3Aに内蔵されたROM3Mに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理である。 Further, the process of FIG. 13, has been CPU (not shown) incorporated in the control unit 3A is the processing to be executed based on the same programs stored in the built-in ROM3M the control unit 3A.

処理が開始されると、先ず、S51にて、血管壁291に向けてレーザ光を比較的強い強度で照射することにより、その血管壁291に穴292(図14B参照)を開けながら成形ヘッド200を生体血管290に挿入する挿入処理が、実行される。 When the process is started, first, at S51, by irradiation with a relatively high intensity laser light toward the vessel wall 291, forming head 200 while a hole 292 (see FIG. 14B) to the vessel wall 291 inserting process of inserting a living body vessel 290 is performed. すなわち、前記比較的強い強度とは、少なくとも血管壁291の組織が部分的に破壊できる程度の強度である。 That is, the the relatively high strength, a strength that the tissue of at least the vessel wall 291 may be partially destroyed. 続くS52では、マニピュレータ9に加わる挿入方向の力の変化に基づき、成形ヘッド200が血管壁291を貫通したか否かが判断される。 In subsequent S52, based on a change in the insertion direction of the force exerted on the manipulator 9, whether forming head 200 penetrates the vessel wall 291 is determined. 貫通していない場合は(S52:N)、処理はS51へ移行して前述の挿入処理が繰り返し実行され、成形ヘッド200が血管壁291を貫通すると(S52:Y)、処理はS53へ移行する。 If not penetrate (S52: N), the operation is performed repeatedly inserting the above processing operation proceeds to S51, the forming head 200 penetrates the vessel wall 291 (S52: Y), the processing proceeds to S53 .

S53では、血管壁291に対する成形ヘッド200の位置が固定されたままで予め設定された所定量のレーザ光硬化成分がノズル203から吐出される。 In S53, the laser beam hardening components in a predetermined amount set in advance while the position of the forming head 200 to the vessel wall 291 is fixed is discharged from the nozzle 203. 更に、このS53では、レーザ光照射部205から、比較的弱い強度のレーザ光が、先端面202の周囲に向けて照射される。 Further, in this S53, the laser beam irradiation section 205, a laser beam of relatively low intensity is irradiated toward the periphery of the distal end surface 202. なお、比較的弱い強度とは、前記吐出されたレーザ光硬化成分の硬化に適し、かつ、血管壁291に与えられる損傷が少ない(少なくとも血管壁291に穴を貫通させない)程度の強度をいう。 Note that the relatively weak strength, suitable for curing of the discharge laser light curing component, and refers to the strength of the degree of damage given to the vessel wall 291 is small (not through holes in at least the vessel wall 291). すると、前記吐出されたレーザ光硬化成分が硬化される。 Then, the discharge laser light curing component is cured. この処理によって、図14Bに示すように、血管壁291の内面291Bに係合する係合部295が前記硬化したレーザ光硬化成分によって成形される。 This process, as shown in FIG. 14B, the engaging portion 295 that engages the inner surface 291B of the vessel wall 291 is formed by a laser beam hardening component and said curing.

続くS55では、レーザ光硬化成分をノズル203から吐出しながら、成形ヘッド200を血管壁291から抜去する処理が実行される。 In subsequent S55, while discharging a laser beam hardening component from the nozzle 203, the process of removal is executed the forming head 200 from the vessel wall 291. また、このS55では、前記抜去する処理と同時に、レーザ光照射部205から先端面202の周囲に向けて前記比較的弱い強度のレーザ光が照射される。 Further, in the S55, simultaneously with the process for the removal, laser light of the relatively weak strength toward the laser beam irradiation section 205 around the distal end surface 202 is illuminated. この処理により、前記吐出されたレーザ光硬化成分が硬化する。 This process, the discharge laser light curable component is cured. すると、図14Cに示すように、前記硬化したレーザ光硬化成分によって人工血管299が穴292の内部に成形される。 Then, as shown in FIG. 14C, the artificial blood vessel 299 is molded inside the bore 292 by a laser beam hardening component and said curing. 続くS56では、マニピュレータ9に加わる抜去方向の力の変化に基づき、成形ヘッド200が血管壁291から抜けたか否かが判断される。 In subsequent S56, based on a change in removal force applied to the manipulator 9, whether forming head 200 has passed through the vessel wall 291 is determined. 抜けていない場合は(S56:N)、S55の処理が繰り返し実行される。 If not missing (S56: N), processing S55 is executed repeatedly. これにより穴292の内部に人工血管299が順次成形される。 This internal artificial blood vessel 299 of the hole 292 are sequentially formed by. また、成形ヘッド200が血管壁291から抜けると(S56:Y)、処理はS57へ移行する。 Further, when the forming head 200 comes off from the vessel wall 291 (S56: Y), the processing proceeds to S57.

S57では、S53と同様に、血管壁291に対する成形ヘッド200の位置が固定されたままで予め設定された所定量のレーザ光硬化成分がノズル203から吐出され、レーザ光照射部205からのレーザ光によってそのレーザ光硬化成分が硬化される。 In S57, similarly to S53, the laser beam hardening components in a predetermined amount set in advance while the position of the forming head 200 to the vessel wall 291 is fixed is ejected from the nozzle 203, the laser beam from the laser beam irradiation section 205 as the laser light curing component is cured. この処理によって、図14Dに示すように、血管壁291の外面291Aに係合する係合部295が前記硬化したレーザ光硬化成分によって成形される。 This process, as shown in FIG. 14D, the engaging portion 295 that engages the outer surface 291A of the vessel wall 291 is formed by a laser beam hardening component and said curing.

続くS58では、S55と同様の処理がなされる。 In subsequent S58, the same processing is performed as S55. すなわち、レーザ光硬化成分をノズル203から吐出しながら、成形ヘッド200を血管壁291からの抜去方向へ移動させ、同時に、前記吐出されたレーザ光硬化成分にレーザ光照射部205からレーザ光を照射して当該レーザ光硬化成分を硬化させる処理が実行される。 That is, while discharging a laser beam hardening component from the nozzle 203, the forming head 200 is moved in the removing direction from the vessel wall 291, at the same time, the laser beam from the laser beam irradiation section 205 to the discharge laser beam curing component irradiation process for curing the laser beam hardening component is performed. すると、図14Eに示すように、前記硬化したレーザ光硬化成分によって人工血管299が生体血管290の外側に成形される。 Then, as shown in FIG. 14E, the artificial blood vessel 299 is molded on the outside of the living body vessel 290 by a laser beam hardening component and said curing. 続くS59では、成形ヘッド200が予め設定された停止位置(生体外であってもよい)まで退避したか否かが判断され、停止位置に達していない場合は(S59:N)、S58の処理が繰り返し実行される。 Continued In S59, if the forming head 200 is judged whether it is retracted to the set stop position in advance (which may be ex vivo) does not reach the stop position (S59: N), the processing step S58 There are repeatedly executed. そして、この処理の繰り返しにより、前記停止位置まで人工血管299が成形されると(S59:Y)、処理が一旦終了する。 By repeating this process, when the artificial blood vessel 299 until the stop position is formed (S59: Y), the processing is temporarily terminated.

このように、本実施形態の代替物製造装置は、生体血管290に対するバイパス用の人工血管299を容易に成形することができる。 Thus, alternative manufacturing apparatus of this embodiment can be easily molded artificial blood vessel 299 of the bypass for the biological vessel 290. その成形された人工血管299は、血管壁291の内面291B,外面291Aにそれぞれ成形された係合部295によって生体血管290に良好に取り付けられる。 A molded artificial blood vessel 299, the inner surface of the vessel wall 291 291B, is well attached to the living blood vessel 290 by the engagement portion 295 which is formed respectively on the outer surface 291A.

なお、本実施形態の代替物製造装置において、筒体201の内側にもノズル203が形成され、そのノズル203から吐出されたレーザ光硬化成分に対するレーザ光照射部205の角度やレーザ光照射タイミングが、光造形法の技術を応用して制御されてもよい。 Note that in alternative manufacturing apparatus of this embodiment, are formed nozzle 203 is also on the inside of the cylindrical body 201, the angle and the laser beam irradiation timing of the laser beam irradiation section 205 with respect to the laser beam hardening component discharged from the nozzle 203 it may be controlled by applying the stereolithography technique. その場合、前記光造形法の技術により、人工血管299の内部に弁などを成形することもできる。 In that case, the technique of the optical stereolithography, can be molded like a valve into the interior of the artificial blood vessel 299. そして、その場合、血管壁291の代わりに心臓壁93に、人工血管299が設置されてもよい。 Then, in this case, the heart wall 93 instead of the vessel wall 291, the artificial blood vessel 299 may be installed. また、筒体201の先端部外周に感圧素子が設けられた場合、その感圧素子の検出信号に基づいて、S52,S56における血管壁291を貫通したか否か等の判断がなされてもよい。 Also, if the pressure sensitive element is provided on the distal end outer periphery of the cylindrical body 201, based on a detection signal of the pressure-sensitive element, S52, also makes a determination as to whether to penetrate the vessel wall 291 in S56 good.

[第5実施形態] Fifth Embodiment
次に、図15A〜図15Cは、第5実施形態の代替物製造装置に用いられる針部材310の構成を表す模式図である。 Next, FIG 15A~ 15C are a schematic view illustrating the configuration of the needle member 310 used in alternative apparatus for producing a fifth embodiment. なお、本実施形態における針部材310は、多くの部分が第1実施形態における針部材10と同様に構成されている。 Incidentally, the needle member 310 in this embodiment, many parts have the same structure as the needle member 10 in the first embodiment. そこで、針部材310における針部材10と同様に構成された箇所には、図2Bで使用した符号を図15A〜図15Cにおいて付すことにより、構成の詳細な説明を省略する。 Therefore, the portion having the same structure as the needle member 10 in the needle member 310, by subjecting in FIG 15A~-15C the reference numerals used in FIG. 2B, a detailed description thereof will be omitted of the configuration. 以下、針部材310における針部材10との相違点を中心に説明する。 The following description focuses on differences from the needle member 10 in the needle member 310.

図15Aは、針部材310の軸方向(挿入・抜去方向)に沿った断面を模式的に表している。 15A is a section along the axial direction (insertion and removing direction) of the needle member 310 are schematically shown. 図15Aに示すように、アンカー押圧部13は針部材10に比べて若干小径に構成されている。 As shown in FIG. 15A, the anchor pressing portion 13 is configured slightly smaller diameter than the needle member 10. そのアンカー押圧部13を円筒状に包囲する筐体310Bの内周面には、側孔11が形成された側の内周面に、糸供給部319とノズル323(図15B参照)とが設けられている。 The inner peripheral surface of the housing 310B which surrounds the anchor pressing portion 13 in a cylindrical shape, the inner peripheral surface of the side where the side hole 11 is formed, and a yarn supplying section 319 and the nozzle 323 (see FIG. 15B) provided It is.

図15Bは、図15AのXVB−XVB線断面を模式的に表している。 Figure 15B represents the XVB-XVB line cross section of Figure 15A schematically. 図15Bに示すように、ノズル323と糸供給部319とは隣接して設けられている。 As shown in FIG. 15B, is provided adjacent the nozzle 323 and the thread supply portion 319. 糸供給部319は、糸35を強制的に繰り出す。 Thread supplying unit 319, forcibly feeding the yarn 35. 糸供給部319から繰り出される糸35は、最も基端側のアンカー30に接続されている。 Yarn 35 fed from the thread supplying unit 319 is connected to the anchor 30 of the proximal-most. なお、以下の説明において、最も基端側のアンカー30すなわち側孔11から最後に吐出されるアンカー30と、糸供給部319との間の糸35を、糸35Cという場合がある。 In the following description, the anchor 30 to be discharged from the anchor 30 that is, the side holes 11 of the proximal-most Finally, the yarn 35 between the yarn supplying section 319, may be referred to thread 35C.

糸供給部319から糸35Cを繰り出すためのアクチュエータ等の機構(図示省略)は、糸供給部319に設けられていてもよく、針部材310が挿入される生体の外部に設けられていてもよい。 Mechanisms such as actuators for feeding the yarn 35C from the thread supply part 319 (not shown) may be provided in the thread supplying unit 319, needle member 310 may be provided outside of a living body to be inserted . ノズル323は、糸供給部319から繰り出される糸35Cに、生物共存可能な熱可塑性の樹脂395(図18参照)を、加熱して流動性を付与した上で糸35Cに付着させる。 Nozzle 323, the yarn 35C fed from the thread supplying unit 319, a biological coexistence thermoplastic resin 395 (see FIG. 18), it is attached to the thread 35C in terms of heating and imparted with fluidity.

図15Cは、針部材310を側孔11側から見た状態を部分的に示す模式図である。 Figure 15C is a schematic view showing a state viewed needle member 310 from the side hole 11 side partially. 図15Cに示すように、針部材310では、側孔11の先端部310A側端縁中央にV字形の切り込み11Aが形成されている。 As shown in FIG. 15C, the needle member 310, cuts 11A of the V-shaped at the distal end 310A side edge center of the side hole 11 is formed. この切り込み11Aは、筐体310Bの先端部310Aの近傍まで延びている。 The notch 11A extends to the vicinity of the distal end portion 310A of the housing 310B. この切り込み11Aの先端部には、ヒータ325が設けられている。 The distal end portion of the notch 11A, the heater 325 is provided.

このため、糸供給部319から繰り出された糸35Cは、少なくとも針部材310が基端方向(すなわち、先端部310Aとは反対方向)に移動されたとき、切り込み11Aに案内されてヒータ325に当接する。 Therefore, yarns 35C fed from the thread supplying unit 319, at least the needle member 310 proximally (i.e., the distal end portion 310A opposite direction) when moved in, the heater 325 is guided by the notches 11A those contact. このとき、ノズル323から吐出されて糸35Cに付着された樹脂395は、ヒータ325によって加熱される。 At this time, the resin 395 that is attached to the yarn 35C are ejected from the nozzle 323 is heated by the heater 325. すると、加熱された樹脂395は、既に生体内に吐出された樹脂395と容易に一体化し、その樹脂395の温度が生体内で低下することによって樹脂395は硬化する。 Then, the heated resin 395 is already easily integrated with the resin 395 ejected into the body, the resin 395 by the temperature of the resin 395 is reduced in vivo to cure.

また、針部材310では、図15A,図15Bに示すように、針部材用カメラ17は側孔11が設けられた側の筐体310B側面に設けられている。 Further, the needle member 310, as shown in FIG. 15A, FIG. 15B, the needle member camera 17 is provided in the housing 310B side of the side where the side hole 11 is provided. このため、針部材用カメラ17は、切り込み11Aに案内された糸35Cの挙動や、ヒータ325によって加熱された樹脂395の挙動を良好に撮影することができる。 Thus, the needle members camera 17, can be well captured notch behavior of the guided yarn 35C and the 11A, the behavior of the resin 395 that is heated by the heater 325.

図16は、この針部材310を針部材10の代わりにマニピュレータ7に装着して使用する第5実施形態としての代替物製造装置の、制御系の構成を表すブロック図である。 16, the alternative apparatus for producing a fifth embodiment using this needle member 310 is attached to the manipulator 7, instead of the needle member 10, a block diagram of a control system. 図16に示すように、制御部3Aには、第1実施形態と同様にX線撮影装置5とデータベース3Dと針部材移動部3Bとが接続されている。 As shown in FIG. 16, the control unit 3A, the X-ray imaging device 5 as in the first embodiment and the database 3D needle member moving portion 3B are connected. また、制御部3Aは、ノズル323から樹脂395が吐出される量を制御し、糸供給部319から糸35Cが供給される量を制御し、ヒータ325のオン/オフを制御し、針部材用カメラ17が撮影した画像に応じたデータを入力される。 The control unit 3A controls the amount of resin 395 is ejected from the nozzle 323, and controls the amount of yarn 35C is supplied from the thread supplying unit 319, controls the on / off of the heater 325, needle member the camera 17 is input data corresponding to a captured image. なお、図16のブロック図及び図17のフローチャートは、成形ヘッド20に関連する機構である成形ヘッド移動部3C等が使用されない場合を前提として図示されているが、後述のように成形ヘッド20及びマニピュレータ9に関連する機構も併用されてもよい。 The flowchart of the block diagram and Figure 17 of FIG. 16, but forming head moving unit 3C such a mechanism associated with the forming head 20 is illustrated on the assumption if it is not used, forming head 20 and as described below mechanisms associated with the manipulator 9 also may be used in combination.

図17は、その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Figure 17 is a flow chart of processing executed by the control system. なお、この処理は、制御部3Aに内蔵されたCPU(図示省略)が、同じく制御部3Aに内蔵されたROM3Mに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理である。 This processing has been CPU (not shown) incorporated in the control unit 3A is the processing to be executed based on the same programs stored in the built-in ROM3M the control unit 3A. また、この処理は、図4に示した第1実施形態における処理と同じ処理を含んでいる。 Moreover, this process includes the same processing as the processing in the first embodiment shown in FIG. そこで、第1実施形態における処理と同様の処理には、図4で使用した符号を図17において付すことにより、構成の詳細な説明を省略する。 Therefore, the same processing as in the first embodiment, by subjecting 17 the reference numerals used in FIG. 4, a detailed description of configurations. 以下、図4の処理に対する図17の処理の相違点を中心に説明する。 The following description focuses on differences from the process in FIG. 17 for the process of FIG.

本実施形態の代替物製造装置では、代替物を成形する際に針部材310を成形ヘッド20と入れ替える必要がないので、S7の処理は省略される。 In alternative manufacturing apparatus of this embodiment, since it is not necessary to replace the needle member 310 and the forming head 20 when molding the alternative, the processing of S7, is omitted. なお、本実施形態における処理によって成形される代替物は、第1実施形態で成形されたものと同様の人工心臓弁99であってもよく、図18に示すステント397であってもよく、その他の代替物であってもよい。 Incidentally, alternatives to be molded by the process of the present embodiment may be similar to prosthetic heart valve 99 as molded with the first embodiment, may be a stent 397 shown in FIG. 18, other it may be alternatives.

S11に代わるS11Cでは、X線撮影装置5や針部材用カメラ17が撮影した画像に基づき、針部材310が所要部位へ移動される。 In S11C place of S11, based on the image X-ray imaging device 5 and the needle member camera 17 is taken, the needle member 310 is moved to the required site. S13Cでは、針部材用カメラ17の撮影画像に基づき、アンカー30から延びる糸35(糸35B又は糸35C)又は既に吐出されている樹脂395の位置が確認される。 In S13C, based on the captured image of the needle member for camera 17, the position of the yarn 35 (yarn 35B or yarn 35C) or already ejected resin 395 extending from the anchor 30 is confirmed. S15に代わるS15Cでは、針部材用カメラ17によって撮影された前記樹脂395又は糸35の動きに基づいて、それらの変位のタイミングが取得される。 In S15C place of S15, based on the movement of the resin 395 or the yarn 35 taken by the needle member for camera 17, the timing of their displacement are obtained.

S17では、第1実施形態と同様にCADデータが読み出される。 In S17, CAD data is read as in the first embodiment. S19Cでは、前記変位のタイミング及びCADデータに応じて、糸供給部319を介して糸35Cが樹脂395と共に吐出される。 In S19C, in response to said timing of the displacement and the CAD data, the thread 35C is discharged together with the resin 395 through the thread supplying unit 319. なお、この糸35Cの吐出時には、糸35Cがよりスムーズに吐出されるように針部材310が移動されてもよい。 At the time of discharge of the thread 35C, needle member 310 may be moved to be discharged to the yarn 35C Gayori smoothly. なお、図17のフローチャートでは、糸35Cの吐出時には、糸供給部319から繰り出される糸35Cに全長に亘ってノズル323から樹脂395が付着され、糸35Cが繰り出されている間はヒータ325が常時オンにされているものとしている。 In the flowchart of FIG. 17, when the discharge of the thread 35C, the resin 395 is deposited from the nozzle 323 over the entire length in the yarn 35C fed from the thread supplying unit 319, while the yarn 35C is fed heater 325 at all times It is assumed to have been turned on. より複雑な代替物を成形する場合は、必要に応じて、ノズル323からの樹脂の吐出/非吐出を切り換えるステップや、ヒータ325のオン/オフを切り換えるステップを追加してもよい。 When forming more complex alternative, if necessary, and the step of switching the ejection / non-ejection of resin from the nozzle 323, may be added step of switching the ON / OFF of the heater 325.

このようにして、糸35Cと共に吐出された樹脂395は、ヒータ325により加熱されて一旦流動性を付与された後に、血液等によって冷却されて硬化する。 In this way, the resin 395 ejected with yarns 35C, after being temporarily impart fluidity is heated by the heater 325, it is cured by cooling the blood or the like. このようなS11〜S19の処理が、代替物の成形が完了するまで繰り返され(S20:N)、成形が完了すると(S20:Y)、処理が終了する。 Processing of such S11~S19 are repeated until the molding of the alternatives is completed (S20: N), the molding is completed (S20: Y), the processing is terminated.

図17の処理は、人工心臓弁99等の各種代替物の成形に適用可能である。 Processing of FIG. 17 is applicable to the molding of various alternatives, such as artificial heart valves 99. 以下、図18に示すように、脳動脈390の動脈瘤392が形成された箇所に脳動脈390の代替物の一例としてのステント397を成形する例を中心に、図17の処理を説明する。 Hereinafter, as shown in FIG. 18, mainly an example of forming the stent 397 as an example of alternative cerebral artery 390 at a location aneurysm 392 of cerebral arteries 390 are formed, the processing of Figure 17. その場合、アンカー30は、他面32を対向させた一対のアンカー30が用意されるだけでよく、ネット37は省略することができる。 In that case, the anchor 30 need only pair of anchor 30 and the other surface 32 is opposed is prepared, the net 37 may be omitted. また、一対のアンカー30の他面32の間に配設される糸35Aの長さは、動脈瘤392の部分の血管壁391の厚さより若干短く設定される。 The length of the yarn 35A disposed between the other surface 32 of the pair of anchors 30 are slightly shorter set than the thickness of the vessel wall 391 of the portion of the aneurysm 392.

その場合、S1では、図18に例示するように、脳動脈390を通る矢印Zに沿って所要部位Yに針部材310が挿入される。 In that case, in S1, as illustrated in FIG. 18, the needle member 310 is inserted into the required site Y along the arrow Z through the cerebral artery 390. なお、針部材310に対するこのような操作は、針部材310がカテーテル(図示省略)の先端に装着され、そのテーテルの操作レバーをマニピュレータ7又はその他のアクチュエータが操作することによってなされてもよい。 Incidentally, such an operation for the needle 310, needle member 310 is attached to the distal end of the catheter (not shown), may be made by the operating lever of the catheters manipulator 7 or other actuator to operate. その場合、カテーテルに対する操作のうち、脳動脈390の内部を通って針部材310を動脈瘤392の近傍(例えば、先端部310Aの一部が動脈瘤392の一部と対向する位置)まで挿入する操作は医師によってなされ、その後の操作がマニピュレータ7又は他のアクチュエータを介してなされてもよい。 In this case, among the operations on the catheter, inserting a needle member 310 through the inside of the cerebral artery 390 to the vicinity of the aneurysm 392 (e.g., a position partially facing the portion of the aneurysm 392 in the distal end portion 310A) operation is done by a physician, subsequent operations may be made via the manipulator 7 or other actuator.

また、針部材310に永久磁石又は電磁石が設けられた場合、制御部3Aは、その針部材310の動きを体外から強い磁力で遠隔操作してもよい。 Further, when the needle member 310 permanent magnet or an electromagnet is provided, the control unit 3A, the movement of the needle 310 may be remotely controlled by a strong magnetic force from outside the body. なお、このような磁力による遠隔操作の機構については、例えば、米国特許6630879号公報,6157853号公報等に詳しいので、ここでは詳述しない。 Incidentally, the mechanism of the remote control by such magnetic force, for example, U.S. Patent 6630879, JP-since familiar to 6157853 discloses such, are not described in detail herein. また、このような磁力による遠隔操作がなされる場合も、動脈瘤392の近傍までは医師のカテーテル操作によって針部材310が挿入されてもよい。 Further, even if the remote operation using such force is made, to the vicinity of the aneurysm 392 may needle member 310 is inserted by the catheterization physician.

続くS3では、動脈瘤392の外側にアンカー30が吐出されて、針部材310が動脈瘤392の内側に抜去される。 In subsequent S3, the anchor 30 is discharged to the outside of the aneurysm 392, needle member 310 is withdrawn to the inside of the aneurysm 392. この処理によって、一対のアンカー30が図18に示すように血管壁391を挟んで動脈瘤392に固定される。 This process, a pair of anchor 30 is secured to the aneurysm 392 across the vessel wall 391 as shown in FIG. 18. また、その動脈瘤392の内側のアンカー30から延びる糸35Cは、針部材310とつながった状態となる。 Further, the thread 35C extending from the inside of the anchor 30 of the aneurysm 392, a state of communication with the needle member 310. この例では、所要部位Yが1箇所であるので、S5では最初にこのステップへ処理が移行したときから肯定判断がなされる。 In this example, since the required site Y is one place, an affirmative determination is made since the process to the step is shifted first in S5.

S11C〜S19Cでは、先ず、動脈瘤392の内側を樹脂395で埋め尽くすように糸35Cが吐出される。 In S11C~S19C, firstly, the thread 35C is discharged to fill the inside of the aneurysm 392 with resin 395. なお、このとき、動脈瘤392の内部に、樹脂395も糸35Cも存在しない空隙396が多少残っていてもかまわない。 At this time, the inside of the aneurysm 392, the resin 395 may be left somewhat gap 396 does not exist yarn 35C also. すなわち、動脈瘤392の内部に充填された樹脂395によって、その動脈瘤392の形状を維持できればよい。 That is, the resin 395 filled in the aneurysm 392, it is sufficient maintain the shape of the aneurysm 392. S11C〜S19Cの処理では、このように動脈瘤392の内部に樹脂395が充填された後、動脈瘤392に血流方向上下流から隣接する脳動脈390の内周面に沿って、糸35Cが螺旋状又はネット状に吐出される。 In the process of S11C~S19C, after the resin 395 is filled into the thus aneurysm 392, along the inner peripheral surface of the cerebral artery 390 adjacent the direction of blood flow upstream and downstream in the aneurysm 392, the thread 35C is is discharged into the spiral-shaped or net-like. また、吐出される糸35Cには、樹脂395が付着される。 Further, the thread 35C being discharged, the resin 395 is attached. その樹脂395は、脳動脈390の内部で硬化する。 The resin 395 is cured within the cerebral artery 390. この処理によって、脳動脈390の内周面に沿って螺旋状又はネット状に形状を維持されたステント397が、糸35C及びその糸35Cに付着された樹脂395によって成形される。 This process stent 397 that is maintaining the shape in a spiral or a net shape along the inner peripheral surface of the cerebral artery 390 is molded by the resin 395, which is attached to the yarn 35C and the yarn 35C. こうして、ステント397が成形されると、図17の処理が終了する(S20:Y)。 Thus, when the stent 397 is formed, the process of FIG. 17 is ended (S20: Y).

なお、第1実施形態の代替物製造装置1における処理と同様に、ステント397の成形完了後は(S20:Y)、自動的に針部材310が抜去されてもよく、針部材310の抜去は医師の手でなされてもよい。 Similarly to the processing in the alternative manufacturing apparatus 1 of the first embodiment, after the completion of the forming stent 397 (S20: Y), automatically may be needle member 310 is removed, removal of the needle member 310 it may be made in the hands of doctors. また、成形完了後の糸35Cは、ヒータ325により焼き切られてもよい。 Further, the thread 35C after molding completion may be blown by the heater 325.

このように、本実施形態の代替物製造装置を用いれば、動脈瘤392の内部に充填されてその動脈瘤392の形状を維持する樹脂395、及び、ステント397(いずれも脳動脈390の代替物の一例)を容易に成形することができる。 Thus, by using the alternative manufacturing apparatus of this embodiment, the resin 395 to maintain the shape of the aneurysm 392 is filled inside the aneurysm 392, and, the stent 397 (alternatives of both cerebral artery 390 one example) of can be easily formed. また、図18に示すように、動脈瘤392の外側にも、樹脂層399が成形されてもよい。 Further, as shown in FIG. 18, also outside of the aneurysm 392, the resin layer 399 may be formed. このような樹脂層399は、例えば、第1実施形態の代替物製造装置1の成形ヘッド20が侵襲性の低い手術を介して動脈瘤392の外側まで挿入され、その成形ヘッド20が駆動されることによって成形されてもよい。 Such resin layer 399, for example, forming head 20 of the alternative manufacturing apparatus 1 of the first embodiment is inserted to the outside of the aneurysm 392 via a low invasive surgery, the forming head 20 is driven it may be molded by.

また、前記実施形態では、樹脂395として熱可塑性樹脂が使用されているが、樹脂395としては他の硬化性物質が使用されてもよい。 Further, in the above embodiment, the thermoplastic resin is used as the resin 395, other curable materials may be used as the resin 395. 例えば、50°程度の比較的低温で硬化する熱硬化性樹脂が使用されてもよい。 For example, a thermosetting resin which cures at a relatively low temperature of about 50 ° may be used. その場合、ヒータ325が当該熱硬化性樹脂を加熱することで、その熱硬化性樹脂が硬化される。 In this case, since the heater 325 heats the thermosetting resin, the thermosetting resin is cured. また、第1実施形態等で使用されたX線硬化成分が樹脂395の代わりに使用されてもよい。 Further, X-ray curing component used in the first embodiment and the like may be used instead of the resin 395. その場合、ヒータ325がX線照射部と置き換えられることによって、そのX線照射部に対向するX線硬化成分を硬化させることが可能となる。 In that case, by the heater 325 is replaced with X-ray irradiation unit, it is possible to cure the X-ray curing component opposing the X-ray irradiation unit. 第4実施形態で使用されたレーザ光硬化成分が樹脂395の代わりに使用されてもよい。 Laser light curing component used in the fourth embodiment may be used instead of the resin 395. その場合、ヒータ325がレーザ光照射部と置き換えられることによって、そのレーザ光照射部に対向するレーザ光硬化成分を硬化させることが可能となる。 In that case, by the heater 325 is replaced with laser beam irradiation unit, it is possible to cure the laser beam hardening component facing the laser beam irradiation unit.

[第6実施形態] Sixth Embodiment
図19は、第6実施形態の代替物製造装置に用いられる針部材410の構成を模式的に表す斜視図である。 Figure 19 is a perspective view schematically showing the configuration of the needle member 410 used in the alternative manufacturing apparatus of the sixth embodiment. この針部材410は、針部材10,310と同様の外径を有しているが、アンカー30を備えておらず、先端部にノズル411,撮影孔412,照射孔413を備えている。 The needle member 410 has the same outer diameter as the needle member 10 and 310, it does not include an anchor 30, a nozzle 411 at the distal end portion, photographing hole 412, and a radiation hole 413.

ノズル411は、針部材410に内蔵されたX線硬化成分供給部416に接続されている。 Nozzle 411 is connected to the X-ray curing component supply unit 416 which is incorporated in the needle member 410. ノズル411は、X線硬化成分供給部416から供給されるX線硬化成分を、制御信号に応じた量吐出する。 Nozzle 411, an X-ray curing component supplied from the X-ray curing component supply unit 416, and the amount discharged in accordance with the control signal. なお、このX線硬化成分は、第1実施形態において使用されたものと同様のものである。 Incidentally, the X-ray curing component is similar to that used in the first embodiment. 撮影孔412は、針部材410に内蔵された針部材用カメラ417に接続されている。 Capturing hole 412 is connected to the needle member for camera 417 incorporated in the needle member 410. 針部材用カメラ417は、撮影孔412の正面の状況を撮影する。 Needle camera 417 photographs the situation in front of the shooting aperture 412. 照射孔413は、針部材410に内蔵されたX線照射部418に接続されている。 Irradiation hole 413 is connected to the X-ray irradiation unit 418 incorporated in the needle member 410. 照射孔413からは、X線照射部418から照射されたX線が、針部材410の外部に向かって照射される。 From the irradiation hole 413, X-rays emitted from the X-ray irradiation unit 418 is irradiated toward the outside of the needle 410.

このため、針部材410では、ノズル411から吐出されたX線硬化成分は、照射孔413から照射されたX線によって硬化されることができる。 Therefore, the needle 410, the X-ray curing component ejected from the nozzle 411 can be cured by X-rays irradiated from the irradiation hole 413. また、針部材用カメラ417は、そのX線硬化成分が硬化される範囲の状況を撮影することができる。 Further, the needle member camera 417 may be the X-ray curing component captures the status of the area to be cured. このように構成された針部材410は、第1実施形態における関節41,43,45,47と同様に構成された関節430を介して、円柱状の支持部材450に支持されている。 The needle member 410 configured as described above, via a joint 430 which is configured similarly to the joint 41, 43, 45, 47 in the first embodiment, it is supported by a cylindrical support member 450.

図20は、この針部材410をマニピュレータ7に装着して使用する第6実施形態としての代替物製造装置の制御系の構成を表すブロック図である。 Figure 20 is a block diagram showing the configuration of a control system of alternative apparatus for producing a sixth embodiment designed to be installed this needle member 410 to the manipulator 7. 図20に示すように、制御部3Aには、第1実施形態と同様にX線撮影装置5とデータベース3Dと針部材移動部3Bとが接続されている。 As shown in FIG. 20, the control unit 3A, the X-ray imaging device 5 as in the first embodiment and the database 3D needle member moving portion 3B are connected. なお、本実施形態では、成形ヘッド20に関連する機構である成形ヘッド移動部3C等は使用されなくてもよい。 In the present embodiment, the molding head moving unit 3C such a mechanism associated with the forming head 20 may not be used. また、針部材移動部3Bは、第1実施形態における成形ヘッド移動部3Cと同様に、関節430を制御可能に構成されている。 Further, the needle member moving unit 3B is similar to the forming head moving section 3C of the first embodiment, and is capable of controlling the joint 430. また、制御部3Aは、ノズル411からのX線硬化成分の吐出量を制御し、X線照射部418からのX線の照射状態を制御し、針部材用カメラ417が撮影した画像に応じたデータを入力される。 The control unit 3A controls the discharge amount of the X-ray curing component from the nozzle 411, and controls the irradiation state of the X-rays from the X-ray irradiation unit 418, needle member camera 417 corresponding to the captured image is input the data.

図21は、その制御系で実行される処理を表すフローチャートである。 Figure 21 is a flow chart of processing executed by the control system. なお、この処理は、制御部3Aに内蔵されたCPU(図示省略)が、同じく制御部3Aに内蔵されたROM3Mに記憶されたプログラムに基づいて実行する処理である。 This processing has been CPU (not shown) incorporated in the control unit 3A is the processing to be executed based on the same programs stored in the built-in ROM3M the control unit 3A. また、本実施形態の代替物製造装置は、血液等の体液の流動が血管内部等に比べて少ない部位において代替物を成形する場合に向いている。 Moreover, alternative manufacturing apparatus of the present embodiment is directed to the case where flow of body fluids such as blood to mold an alternative in smaller portions than the vessel inside the like.

図21に示すように、この処理では、先ず、S51にて、前記各実施形態におけるS1と同様に、針部材410が患部近傍の所要部位に挿入される。 As shown in FIG. 21, in this process, first, in S51, the similar to S1 in each embodiment, the needle member 410 is inserted to a required site of affected neighborhood. S52では、針部材用カメラ417による撮影がなされる。 In S52, shooting with a needle member for camera 417 is performed. 続くS53では、前記各実施形態におけるS17と同様に代替物のCADデータが読み出され、S54にて、X線硬化成分の吐出及び硬化がなされる。 In subsequent S53, the CAD data S17: similarly to substitute in the embodiments is read at S54, the ejection and curing of the X-ray curing component is made. すなわち、S54では、S52にて撮影された画像のデータと、S53にて読み出されたCADデータとに基づき、所要部位に所望の代替物が成形されるよう、関節430を介してノズル411の位置(すなわち、針部材410の位置)が微調整される。 That is, in S54, the data of a photographed image at S52, based on the CAD data read in S53, so that the desired alternatives to the required site is formed, the nozzle 411 via the joint 430 position (i.e., position of the needle member 410) is finely adjusted. 更にS54では、位置調整後のノズル411から前記データに応じた量のX線硬化成分が吐出され、そのX線硬化成分は照射孔413から照射されたX線によって硬化される。 In addition S54, is ejected X-ray curing component in an amount corresponding to the data from the nozzle 411 after position adjustment, the X-ray curing component is cured by X-rays irradiated from the irradiation hole 413.

S55では、前記各実施形態におけるS20と同様に、代替物の成形が完了したか否かが判断され、完了していなければ(S55:N)、処理はS57へ移行する。 In S55, similarly to S20 in the above embodiments, whether molded alternatives has been completed is determined. If it is not completed (S55: N), the processing proceeds to S57. S57では、代替物の残りの部分を成形するために針部材410の移動がなされ、処理は前述のS52へ移行する。 In S57, the movement of the needle member 410 is made to shaping the rest of the replacement, the process proceeds to S52 in the foregoing. なお、S57では、制御部3Aが針部材移動部3Bを介してマニピュレータ7及び関節430を駆動することによって、針部材410の移動がなされる。 In S57, by driving the manipulator 7 and the joint 430 control unit 3A via the needle member moving unit 3B, the movement of the needle member 410 is made. こうして、S52〜S57の処理が繰り返し実行され、代替物の成形が完了すると(S55:Y)、処理が一旦終了する。 Thus, the process of S52~S57 are repeated, the molding of the alternatives is completed (S55: Y), the processing is temporarily terminated.

図22は、骨BにひびCが形成された箇所に、骨Bの代替物の一例としてのプレート470を成形した例を表す説明図である。 Figure 22 is a portion where the bone B Nihibi C is formed, which is a diagram of an example of molding a plate 470 which is an example of a replacement of the bone B. このようなプレート470が成形される場合、皮膚の表面に針部材410の先端が通る程度の切り込みが入れられ、その切り込みから、針部材410が骨Bの表面まで挿入される(S51)。 If such plate 470 is molded, cut to the extent that passage of the tip of the needle member 410 to the surface of the skin is placed, because the incision, the needle member 410 is inserted to the surface of the bone B (S51). そして、前記CADデータとしてプレート470の形状データを用いたS52〜S57の処理が繰り返し実行されることにより、X線硬化成分を硬化させてなるプレート470が骨Bの表面に成形される。 By processing S52~S57 using the shape data of the plate 470 as the CAD data are repeatedly performed, the plate 470 obtained by curing the X-ray curing component is molded on the surface of the bone B.

なお、このようなプレート470が成形される場合、リン酸カルシウム,チタン酸カルシウム等の粒子(例えば多孔質焼結体)又はチタン粒子をフィラーとして含んだX線硬化成分が使用されるのが望ましい。 In the case where such plate 470 is molded, calcium phosphate, that inclusive X-ray curing component particles (e.g. porous sintered body) or titanium particles as a filler such as calcium titanate is used preferably. これらの物質は、骨Bとの馴染みがよく、プレート470が骨Bと一体化するのを促進する。 These materials may be familiar with the bone B, the plate 470 to promote to integrate with the bone B. 特に、ヒドロキシアパタイト等のリン酸カルシウムからなる多孔質焼結体がX線硬化成分にフィラーとして含まれる場合、当該多孔質焼結体において骨の再生が始まり、プレート470と骨Bとの一体化が一層良好に促進される。 In particular, when the porous sintered body made of a calcium phosphate such as hydroxyapatite is contained as a filler in the X-ray curing component, bone regeneration starts in the porous sintered body, further integration of the plate 470 and the bone B It is well promoted. また、プレート470は、骨Bの表面に接着剤層を形成してから成形されてもよい。 Further, the plate 470 may be formed after forming an adhesive layer on the surface of the bone B.

また、同様の方法で、筋肉中の神経と接する部位に、チタン等の金属粒子をフィラーとして含んだX線硬化成分により塊が成形されてもよい。 Further, in a similar manner, the portion contacting with nerves in muscle, mass may be shaped by inclusive X-ray curing component metal particles such as titanium as the filler. その場合、当該部位に継続的に鍼が打たれているのと同様の効果が得られる場合がある。 In that case, there is a case where the same effect as continuously acupuncture to the site is struck is obtained.

図23は、嚥下障害を患った人Hに対して、痰の排出等を補助する部材(すなわち、喉頭蓋の代替物)を、成形する例を示している。 23, with respect to human H suffering from dysphagia, members for assisting the ejection or the like of phlegm (i.e., replacement of the epiglottis) and shows an example of molding. 図23に示す例では、人Hの咽喉部Iと気管Kとの間には、気管カニューレ480が装着されている。 In the example shown in FIG. 23, between the throat portion I and the trachea K of human H, tracheal cannula 480 is mounted. この気管カニューレ480は、一端側の開口部481が人Hの前面から外気に連通し、他端は下方に屈曲して気管Kに連通している。 The tracheal cannula 480 is in communication with the outside air opening 481 at one end from the front of the person H, the other end is communicated with the trachea K bent downward.

本実施形態の代替物製造装置を用いれば、このような気管カニューレ480の開口部481と気管Kの内壁面との間に毛細管484を成形することができる。 By using an alternative manufacturing apparatus of this embodiment, it is possible to mold the capillary 484 between the inner wall surface of the opening 481 and the trachea K such tracheal cannula 480. その場合、開口部481から気管Kまで針部材410が挿入される(S51)。 In that case, the needle member 410 is inserted through the opening 481 until the trachea K (S51). 続いて、針部材410は、気管カニューレ480から抜去されながら(S57)、微小に螺旋状に回転して毛細管484を成形する(S52〜S54)。 Subsequently, the needle member 410, while being removed from the tracheal cannula 480 (S57), forming a capillary 484 rotates minutely spirally (S52 through S54). すなわち、前記CADデータとして毛細管484の形状データを用いたS52〜S57の処理が繰り返し実行されることにより、毛細管484が成形される。 That is, the by processing S52~S57 using shape data of the capillary 484 is repeatedly executed as CAD data, the capillary 484 is molded. このような毛細管484が成形されることによって、気管Kに溜まった痰は毛細管現象によって開口部481から体外へ排出される。 By such capillary 484 is molded, sputum collected in the trachea K is discharged from the opening 481 to the outside by the capillary phenomenon.

なお、毛細管484は、ノズル411の開口部外周にギザギザ(すなわち鋸歯状の凹凸)を形成しておくことによって成形されてもよい。 Note that the capillary 484 may be formed By forming the jagged (i.e. serrated irregularities) in the opening periphery of the nozzle 411. その場合、前記ギザギザの凹凸によって、ノズル411から吐出されたX線硬化成分の表面には毛細管現象を起こす溝が形成される。 In that case, the unevenness of the jagged, the surface of the X-ray curing component discharged from the nozzle 411 is a groove to cause capillarity is formed. このため、ノズル411から吐出されたX線硬化成分は、そのまま硬化されるだけで毛細管484となる。 Therefore, X-rays curing component ejected from the nozzle 411 is a capillary tube 484 alone is cured as it is. したがって、この場合、処理が一層容易となる。 Therefore, in this case, processing is easier.

また、気管カニューレ480の屈曲部の外周面482が、切り込みを入れた弾性材料等で構成されている場合、その外周面482を通って針部材410を貫通させることが可能となる。 The outer peripheral surface 482 of the bent portion of the tracheal cannula 480, if it is an elastic material incision, etc., it is possible to penetrate the needle member 410 through its outer peripheral surface 482. 外周面482が弾性材料等で構成されていれば、針部材410が抜去された後は、当該針部材410が貫通していた穴は弾性復元力によって塞がる。 If the outer peripheral surface 482 if formed of an elastic material such as, after the needle member 410 is removed, the hole in which the needle member 410 had penetrated clogged by the elastic restoring force. なお、このような弾性材料としては、例えば、第1実施形態に係る手術で用いられたシート状挿通可能部55が用いられてもよい。 Note that as such a resilient material, for example, a sheet-shaped insertable portion 55 used in surgery according to the first embodiment may be used. 気管カニューレ480がそのような材料で構成されている場合、図23に示すように、気管カニューレ480の上方に、唾液等が気管Kへ落下するのを抑制するフィルタ485を成形することができる。 If the tracheal cannula 480 is composed of such materials, as shown in FIG. 23, above the tracheal cannula 480, it can be saliva or the like is formed to suppress filter 485 from falling into the trachea K.

この場合、S51の処理で針部材410が外周面482を貫通して気管カニューレ480の上方まで挿入され、S52〜S57の処理でフィルタ485が成形される。 In this case, the needle member 410 is inserted to above the tracheal cannula 480 through the outer peripheral surface 482 in the process of S51, the filter 485 is formed in the process of S52~S57. すなわち、前記CADデータとしてフィルタ485の形状データを用いたS52〜S57の処理が実行されることにより、フィルタ485が成形される。 That is, by processing S52~S57 using the shape data of the filter 485 as the CAD data is performed, the filter 485 is molded.

また、このようなフィルタ485が成形される場合、当該フィルタ485に付着した唾液等を食道Sへ送る毛細管も併せて成形されてもよい。 Further, when such filter 485 is molded, the saliva adhered to the filter 485 or the like may be molded together also capillary sent to the esophagus S. また、前述の外周面482のように、気管カニューレ480の気管Kに挿入される部分の少なくとも一部が、切り込みを入れた弾性材料で構成される場合、その切り込みが入れられた部分は、声帯の代わりに空気振動を発生するように構成されてもよい。 Further, as the outer peripheral surface 482 of the above, when at least part of the portion that is inserted into the trachea K tracheal cannula 480 is comprised of an elastic material incisions, portions thereof cut is placed is vocal cords it may be configured to generate air vibrations instead of. このような構成としては、笛等の音の鳴る玩具に用いられている周知の構成を応用することができる。 As such a configuration, it is possible to apply a known structure used in the toy ringing sounds like whistle.

また、針部材移動部3Bが十分に小形化可能である場合、手術室の床等に設置された前述のコントローラ3の代わりに、図24に例示するようなコントローラ490が使用されてもよい。 Further, when the needle member moving portion 3B are sufficiently miniaturized possible, instead of the operating room floor or the like above the controller 3 installed in the controller 490 may be used as illustrated in Figure 24.

図24は、第6実施形態の変形例としての代替物製造装置の構成を表す模式図である。 Figure 24 is a schematic diagram showing the configuration of alternative apparatus for producing a modification of the sixth embodiment. 本変形例では、コントローラ490は、前述の制御部3A及び針部材移動部3Bを備えている(図24では図示省略)。 In this modification, controller 490, and are (in FIG. 24 not shown) provided with a control unit 3A and the needle member moving portion 3B of the foregoing. 気管カニューレ480の体外側には、周知のようにフレーム486が設けられており、コントローラ490は、そのフレーム486に接続された台座491によって支持されている。 The body side of the tracheal cannula 480 has a frame 486 is provided as is well known, the controller 490 is supported by a pedestal 491 which is connected to the frame 486. コントローラ490には、腕492の一端が関節493を介して接続されており、腕492の他端は関節494を介して支持部材450に接続されている。 The controller 490, one end of the arm 492 is connected via the joint 493, the other end of the arm 492 is connected to the support member 450 via a joint 494.

関節493,494は、第1実施形態における関節41,43,45,47と同様に構成されている。 Joints 493 and 494 are configured similarly to the joint 41, 43, 45, 47 in the first embodiment. また、関節480,493,494の可動範囲及び腕492の長さは、針部材410による毛細管484,フィルタ485の成形が可能なように設計されている。 The length of the movable range and the arm 492 of the joint 480,493,494 is capillary 484 with a needle member 410, it is designed to mold the filter 485 is possible. このため、コントローラ490に内蔵された制御部3Aが図21の処理を実行することにより、図23に示したような毛細管484及びフィルタ485の成形が可能となる。 Therefore, the control unit 3A which is built in the controller 490 by executing the processing in FIG. 21, it is possible to mold the capillary 484 and the filter 485 as shown in FIG. 23. その場合、人Hは屋外を歩いているときでも歩きながら毛細管484及びフィルタ485を成形されることが可能となる。 In that case, the person H is allowed to be molded capillary 484 and the filter 485 while walking, even while walking outdoors. また、その場合、フィルタ485には、当該フィルタ485を体外へ引き出すための紐状部分が、針部材410によって成形されていてもよい。 In that case, the filter 485, the string-like portion for drawing the filter 485 from the body may be molded by the needle member 410. その場合、人Hは、性能が低下したフィルタ485を、前記紐状部分を摘んで開口部481から引き出し、針部材410にフィルタ485の再成形を行わせることができる。 In that case, the person H is, the filter 485 whose performance has been reduced, withdrawn from the opening 481 by holding the string-like portion, can be a needle member 410 perform the reshaping of the filter 485.

また、この変形例も含めた第6実施形態の代替物製造装置でも、第2実施形態と同様に、ノズル411から吐出されたX線硬化成分を硬化させるためのX線は体外から照射されてもよい。 Also in alternative manufacturing apparatus of the sixth embodiment including this modification, similarly to the second embodiment, the X-ray for curing the X-ray curing component discharged from the nozzle 411 is irradiated from outside the body it may be. その場合、図24に示したコントローラ490から針部材410に至る構成は、一層良好に小形化されることができる。 In that case, the configuration leads to the needle member 410 from the controller 490 shown in FIG. 24, can be better miniaturized. また、X線硬化成分は、コントローラ490に併設されたタンク等から供給されてもよい。 Further, X-ray curing component may be supplied from a tank or the like which is parallel in the controller 490. また、第4実施形態で使用されたレーザ光硬化成分がX線硬化成分の代わりに使用されてもよい。 The laser beam hardening ingredients used in the fourth embodiment may be used instead of X-ray curing component. その場合、X線照射部418がレーザ光照射部と置き換えられ、そのレーザ光照射部から照射されたレーザ光が照射孔413から照射される。 In that case, X-rays irradiation unit 418 is replaced with laser beam irradiation unit, the laser light the laser light emitted from the irradiation unit is irradiated from the irradiation hole 413.

また、前述のコントローラ490から針部材410に至る構成は、図25に例示する他の変形例としての代替物製造装置のように、シルクハット等の帽子499の内面における頭皮から離れた中空部分に設けられてもよい。 Further, the configuration leads to the needle member 410 from the foregoing controller 490, as in the alternative manufacturing apparatus as another modified example illustrated in FIG. 25, the hollow portion distant from the scalp on the inner surface of the hat 499 such as top hat it may be provided. その場合、人Hが帽子499を被っている間に、その人Hに頭髪を成形することができる。 In that case, while the human H is wearing a hat 499, it is possible to mold the hair on the human H. すなわち、前記CADデータとして頭髪の形状データを用いた図21の処理が実行されることにより、頭髪が成形される。 That is, by the processing of FIG. 21 using the hair shape data as the CAD data is performed, the hair is molded. なお、この場合、針部材410は、毛根の擬似となる台座を人Hの頭部の毛穴に成形してもよい。 In this case, the needle member 410 may be molded pedestal as the pseudo hair root in pores of the head of a human H. 更に、針部材410におけるX線硬化成分供給部416が、IPS細胞(人工多能性幹細胞)の培養器に置き換えられた場合、人Hの頭部の毛穴にIPS細胞から分化した毛根細胞を移植することもできる。 Furthermore, transplantation X ray curing component supply unit 416 in the needle member 410 is, when replaced with incubator IPS cells (induced pluripotent stem cells), the hair root cells differentiated from IPS cells in pores of the head of the human H it is also possible to.

また、前述のコントローラ490から針部材410に至る構成は、図26に例示する更に他の変形例としての代替物製造装置のように、電気メス500の把持部520先端(すなわち、電極530が設けられた側の把持部520端部)に設けられてもよい。 Further, the configuration leads to the needle member 410 from the foregoing controller 490, as in the alternative manufacturing apparatus as still another modified example illustrated in FIG. 26, the grip portion 520 distal (i.e., the electrode 530 of the electric knife 500 is provided may be provided to the grip portion 520 end on the side) that is. その場合、電極530から高周波を発生させて患部を切開したり止血したりした後、患部に開けられた穴等を塞ぐ代替物(例えば、胃の手術であれば胃壁)を成形することができる。 In that case, after by generating high frequency from the electrode 530 or hemostasis or incising the affected area, alternative closing the like hole drilled in the affected area (e.g., the stomach wall when the gastric surgery) it is possible to form the . その場合、電気メス500が生体から抜去される際に、前記代替物の成形も行ってしまうことが可能となる。 In that case, when the electric scalpel 500 is withdrawn from the living body, it is possible to have gone even shaping of the alternatives. この場合、前記CADデータとして胃壁等の代替物の形状データを用いた図21の処理が実行される。 In this case, the process of FIG. 21 using the shape data of alternative to the stomach wall such as the CAD data is performed. また、胃壁が成形される場合、硬化性物質として、前掲したように胃酸と反応して硬化する物質(フラン系樹脂,フェノール樹脂等)が使用されてもよい。 Also, if the stomach wall is molded as a curable material, material which is cured by reacting with gastric acid (furan resins, phenol resins, etc.) it may be used as supra.

なお、前記各実施形態において、制御部3Aが制御部の一例に、データベース3Dが記憶部の一例に、ノズル23,203,323,411又は成形用袋199が送り込み部の一例に、X線照射部25,61,63,65,418又はレーザ光照射部205又はヒータ325が代替物成形部の一例に、それぞれ相当する。 Incidentally, in the above respective embodiments, an example of the control section 3A control unit, an example of a database 3D is the storage unit, one example of a nozzle 23,203,323,411 or molding bag 199 infeed, X-rays irradiation part 25,61,63,65,418 or laser beam irradiation section 205 or the heater 325 is an example of an alternative forming unit, corresponding respectively. なお、第5実施形態のように、硬化性物質として生体内で放置されても自然に硬化(流動性の低減)が起こる物質が使用された場合、本発明における代替物成形部は、ヒータ325のように、硬化性物質の流動性が低減される位置を調整して成形を行うものであってもよい。 Incidentally, as in the fifth embodiment, if the naturally cured be left in vivo (reduction of fluidity) is occurs materials were used as curable materials, alternative forming section in the present invention, the heater 325 as the fluidity of the curable material may perform molding by adjusting the position to be reduced. 第1又は第6実施形態において、胃酸又は血液との反応のみによって硬化可能な硬化性物質が使用された場合も同様である。 In the first or sixth embodiment, the same applies to the case where the curable material curable by reaction only with gastric acid or blood was used. そして、その場合、代替物成形部は、位置制御可能な鏝等によって構成されてもよい。 Then, the case, alternative forming unit may be configured by the position controllable 鏝等.

すなわち、例えば第1実施形態の代替物製造装置1について説明すると、その代替物製造装置1の変形例の中で説明した、患者の体温で硬化する物質、患者の血液と反応して硬化する物質、胃酸(すなわち塩酸)と反応して硬化する物質は、いずれも、生体内に送り込まれた後に前記生体内で流動性が低減する硬化性物質に相当する。 That is, for example, described alternative manufacturing apparatus 1 of the first embodiment, the material hardens alternatives thereof have been described in the modification of the production apparatus 1, substances which cure at patient temperature, reacts with the patient's blood , stomach acid (i.e. hydrochloric acid) materials which cure by reacting with are both equivalent to the curable material flowability is reduced in the in vivo after being fed into the body. そして、その場合、ノズル23が送り込み部の一例に相当し、ノズル23及び関節43及びマニピュレータ9が、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性が低減する位置を調整することにより生体組織の代替物を成形する代替物成形部の一例に相当する。 Then, the case, the living tissue by corresponds to an example of infeed nozzles 23, nozzle 23 and the joint 43 and the manipulator 9, to adjust the position where the fluidity of the curable material fed by the feeding portion is reduced It corresponds to an example of the alternative forming section for forming an alternative.

[第7実施形態及び更に他の実施形態] [Seventh embodiment and still other embodiments]
また、本発明は前記各実施形態に何ら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。 Further, the present invention can be said not to be limited to the embodiments, be implemented in various forms without departing from the scope of the present invention. 例えば、前記各実施形態における処理は、一部又は全部が、医師の操作によってなされてもよい。 For example, processing in the respective embodiments, some or all may be made by manipulation of the physician. また、硬化性物質としては、前述のX線硬化成分やレーザ光硬化成分に限らず、赤外線,可視光線,紫外線,マイクロ波等の他の電磁波によって硬化する物質や、中性子線等のX線以外の放射線によって硬化する物質や、超音波によって硬化する物質、更には、特定条件で凝固するタンパク質等も使用することもできる。 As the curable material, not only the X-ray curing component and a laser light curing component mentioned above, infrared, materials and cured by other electromagnetic waves such as visible light, ultraviolet, microwave, than X-rays neutron rays materials and cured by radiation, the material is cured by ultrasound, furthermore, it may also be used such as proteins to coagulate under specific conditions.

また、本発明において、代替物の3次元形状のデータは必ずしも必要なく、前述の第3実施形態,第4実施形態のように、送り込み部(成形用袋199,筒体201)の少なくとも一部が前記代替物を成形するための型を構成してもよい。 Further, in the present invention, three-dimensional shape data is not necessarily in the alternative, the above-described third embodiment, as in the fourth embodiment, at least a portion of the infeed (molding bag 199, the cylindrical body 201) There may constitute a mold for molding the alternatives. また、前述の針部材10,310,410、成形ヘッド20,200等を、体温によって図示したような形状となる形状記憶合金を用いて作成すれば、生体内への挿入時には一層小形化しておける場合がある。 Further, the aforementioned needle 10,310,410, the forming head 20, 200, etc., by creating with the shape and comprising a shape memory alloy as shown by body temperature, definitive and more compact at the time of insertion into a living body If there is a. その場合、前述の針部材10,310,410、成形ヘッド20,200等は、生体に一層容易に挿入可能となる場合がある。 In that case, the aforementioned needle 10,310,410, the like forming head 20,200, it may become possible more easily inserted into a living body.

また、本発明は、iPS細胞から製造した臓器又はその他の器官を生体内に移植する手術にも応用することができる。 Further, the present invention is that the organ or other organs were prepared from iPS cells can also be applied to surgical implantation in a living body. 例えば、成形用袋199と同様に生体内で広がってシャーレ等の培養機器となる袋をカテーテル等を使用して生体内に挿入し、更に、その培養機器に未成熟なiPS細胞と培養液等とをカテーテル等を使用して注入すればよい。 For example, a bag made with the culture apparatus such as a petri dish spread similar to the living body and forming a bag 199 using a catheter or the like is inserted into a living body, further, the culture solution such as immature iPS cells to the culture equipment preparative may be implanted using a catheter or the like.

図27に例示する第7実施形態の代替物製造装置としての培養機器600は、iPS細胞を挿入可能な管610の先端に、中空の球状の培養室620を備えて構成されている。 Culture device 600 as an alternative manufacturing apparatus of the seventh embodiment illustrated in FIG. 27, the tip of iPS cells can be inserted tube 610, and is configured with a culture chamber 620 of the hollow spherical. また、管610及び培養室620は熱可塑性樹脂によって一体成形されており、管610の長手方向及び培養室620の外周には、それら(特に培養室620)を切断するためのニクロム線630が設けられている。 Also, the tubes 610 and the culture chamber 620 is integrally molded of a thermoplastic resin, in the longitudinal direction and the outer periphery of the culture chamber 620 of the tube 610, they nichrome wire 630 for cutting (in particular culture chamber 620) is provided It is.

このような培養機器600がカテーテル等を使用して生体内に挿入され、管610の開口部611が体外に露出された場合、開口部611を介して培養機器600に未成熟なIPS細胞と培養液等を注入することが可能となる。 Such culture device 600 is inserted into the body using a catheter or the like, if the opening 611 of the tube 610 is exposed outside the body, and immature IPS cells culture apparatus 600 through the opening 611 culture it is possible to inject the liquid or the like. その後、必要に応じて、体外からマイクロ波が照射されたり、適宜の濃度のアクチビンが順次注入されてiPS細胞が分化されることにより、そのiPS細胞は成熟した臓器とされることができる。 Then, if necessary, or microwaves are irradiated from outside the body, by activin are sequentially injected iPS cells suitable concentration is differentiated, the iPS cells may be a mature organs. そのような臓器は、ニクロム線630への通電により培養室620が切断されることで培養室620から取り出され、低侵襲性手術により他の生体臓器と接続されることができる。 Such organs can be taken out from the culture chamber 620 by culture chamber 620 is cut by the energization of the nichrome wire 630, is connected to other vital organs by minimally invasive surgery. その場合、IPS細胞を注入するためのカテーテルや管610等が送り込み部に、生体内に挿入された培養室620やマイクロ波の照射部が代替物成形部に、それぞれ相当する。 In that case, the can infeed catheter or tube 610 or the like for injecting IPS cells, irradiated portion of the inserted cultivating chamber 620 and the microwave in the living body to substitute forming portion, corresponding respectively. なお、培養室620は体液が浸透可能な素材によって構成されてもよい。 Incidentally, the culture chamber 620 is fluid may be constituted by a permeable material.

また、前述の針部材10又は310又は410,成形ヘッド20又は200,成形用袋199等の送り込み部も、前述のIPS細胞等と同様に、足の付け根等から血管内にカテーテルを使用して挿入されてもよい。 Further, the above-described needle member 10 or 310 or 410, forming head 20 or 200, infeed of such molding bag 199, like the IPS cells, etc. described above, using a catheter into a blood vessel from the base or the like of the foot insertion may be. その場合、より侵襲性の低い手術によって、生体内に人工心臓弁99,人工血管299等の代替物を成形することができる。 In that case, the less invasive surgery, prosthetic heart valve 99 into the living body, can be molded alternatives such as artificial blood vessel 299.

Claims (3)

  1. 生体内に挿入されて、流動性を有する硬化性物質を前記生体内に送り込む送り込み部と、 Is inserted into a living body, a feed section for feeding a curable material having a fluidity in said living body,
    前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性を前記生体内で低減させることにより、生体組織の代替物を成形する代替物成形部と、 By reducing the fluidity of the curable material fed by said feeding section in said living body, and alternatives forming unit for forming an alternative to the biological tissue,
    を備えたことを特徴とする生体組織の代替物製造装置。 Alternative apparatus for producing a biological tissue, comprising the.
  2. 前記送り込み部は、前記生体内で硬化性物質を吐出するノズルを備え、 The infeed unit includes a nozzle for ejecting a curable substance in said living body,
    前記代替物成形部は、前記ノズルから吐出された硬化性物質に電磁波、放射線又は超音波を照射することで当該硬化性物質の流動性を低減させ、 The alternative shaping unit may reduce the fluidity of the curable material by irradiation electromagnetic wave, radiation or ultrasound the curable material discharged from the nozzle,
    更に、 In addition,
    前記代替物の3次元形状を記憶した記憶部と、 A storage unit that stores three-dimensional shape of the substitute,
    前記ノズルが前記吐出を行う位置、吐出方向もしくは吐出タイミング、又は、前記代替物成形部が前記照射を行う位置、照射方向もしくは照射タイミングの、少なくともいずれか1つを、前記記憶部に記憶された前記3次元形状に基づいて制御する制御部と、 A position where the nozzle performs the ejection, the ejection direction or the ejection timing, or, a position where the substitute forming section performs the irradiation, the irradiation direction or irradiation timing, at least any one, stored in said storage unit a control unit that controls, based on the three-dimensional shape,
    を備えたことを特徴とする請求項1に記載の生体組織の代替物製造装置。 Alternative apparatus for producing a biological tissue according to claim 1, characterized in that with a.
  3. 前記送り込み部は、前記生体内に送り込まれた後に前記生体内で流動性が低減する硬化性物質を、前記生体内に送り込み、 The infeed section, a curable material flowability is reduced in the in vivo after being fed into the in vivo delivery to the in vivo,
    前記代替物成形部は、前記送り込み部により送り込まれた硬化性物質の流動性が低減する位置を調整することにより、生体組織の代替物を成形することを特徴とする請求項1に記載の生体組織の代替物製造装置。 The alternative forming section, by adjusting the position where the fluidity of the curable material fed by the feeding portion is reduced, biological according to claim 1, characterized in that shaping the replacement of a biological tissue alternative apparatus for producing tissue.
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