KR20180095567A - 환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치 - Google Patents

환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치 Download PDF

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Abstract

환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치로서, 상기 장치는 주변 베이스 요소(2) 및 상기 베이스 요소에 밀봉 연결되어 상기 장치의 중앙부를 형성하는 유체 전달 요소(4)를 포함한다. 상기 유체 전달 요소는 제1 면(8)과 제1 면에 마주보는 제2 면(10)을 갖는 전방 혈소판(6)을 포함하고, 상기 제1 면은 상기 장치가 환자에게 이식될 때 환자의 체액 영역(12)과 접촉하며, 상기 유체 전달 요소는 상기 전방 혈소판의 상기 제2 면을 향하여 밀봉 스택되어(stacked) 상기 제2 면과의 사이에 버퍼 볼륨(buffer volume)(16)을 형성하는 카운터플레이트(counterplate)(14)를 더 포함한다. 상기 전방 혈소판은 상기 버퍼 볼륨과 상기 제1 면 사이에 유체 통로를 형성하는 마이크로채널(18)의 적어도 하나의 어레이를 포함하며, 상기 마이크로채널은 0.2㎛ 내지 10㎛의 개구를 갖는다. 상기 카운터플레이트는 상기 버퍼 볼륨에 유체 전달 및/또는 상기 버퍼 볼륨으로부터 유체 배출을 위한 적어도 하나의 유체 포트(20; 20a, 20b)를 갖는다.

Description

환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치
본 발명은 통상적으로 환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치에 관한 것이다. 또한, 본 발명은 환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 시스템에 관한 것이다. 더욱이, 본 발명은 그 시스템을 작동하는 방법에 관한 것이다.
세계 보건 기구에 따르면, 2014년에, 당뇨병의 세계적인 유행이 18세 이상의 성인 중 9%인 것으로 추정되었다(만성 질병 2014에 대한 전세계 상태 보고서. 2012년 세계 보건 기구, 제네바).
당뇨병의 치료는 혈당 및 혈관에 손상을 주는 다른 알려진 위험 인자의 레벨을 저하시키는 것을 수반한다.
유형 1 당뇨병을 앓고 있는 환자뿐만 아니라 진화된 형태의 유형 2 당뇨병을 앓고 있는 환자에 대해, 필요한 개입은 인슐린의 투여를 포함한다.
외부적인 영향 인자의 불가피한 변경으로 인해 그리고 종종 훈육(discipline)의 부족으로 인해, 혈액 내의 혈당치가 실질적으로 심하게 변동하여 혈관 및 신경계의 다수의 합병증을 유발할 수 있다.
그러한 환자에 대해, 인슐린 펌프가 점진적인 인기를 얻고 있다.
이들 펌프의 대부분은 식사 전에 현저하게 요구에 따라 증가될 수 있는 저투여량 기초 대사율에서 지속적으로 인슐린을 배출한다.
인슐린 펌프의 사용을 최적화하기 위해, 혈당치의 지속적인 또는 주기적인 모니터링을 위한 시스템을 또한 갖추는 것이 매우 바람직하다.
US 4,704,029호는 인슐린 펌프를 제어하기 위한 임플란트로서 또는 가정용 혈당 모니터링을 위한 당뇨병 환자에 의해 사용하기 위한 휴대용 장치로서 사용하기 위한 혈당 모니터 시스템을 개시하고 있다.
혈당 모니터는 인터페이스에 의해 반사되는 방사선량에 의해 혈액의 굴절률을 측정하기 위해 인터페이스에 광을 특히 임계각에 가깝게 입사된 광을 지향시킴으로써, 굴절률 측정기의 투명한 표면과의 인터페이스에 인접한 혈액의 굴절률을 측정하는 굴절률 측정기를 이용함으로써 혈액의 혈당치를 측정한다.
혈액에 직접 접촉하도록 설계된 제안된 장치는 혈액 내에 함유되는 단백질 및 항체에 의한 저하를 최소화하기 위해 선택되는 임계적인 표면 장력을 갖는 접촉 물질로 만들어지는 광학 인터페이스를 포함한다.
그러한 하나의 예시적인 물질이 G.E. 건식 필름으로도 알려져 있는 디클로로-디메틸-실란이다.
FR 2923151 A1호는 주변 요소, 베이스 요소에 밀봉 연결되어 장치의 중앙부를 형성하는 유체 전달 요소를 포함하는 유체 인터페이스를 갖는 혈액 샘플 추출 장치를 개시하고 있으며, 유체 전달 요소는 제1 면과 그에 마주보는 제2 면을 갖는 전방 혈소판(front platelet)을 포함한다.
추가의 혈당 모니터링 시스템이 환자로부터 모세 혈관 혈액 샘플을 얻는 것을 기반으로 하여 제안되어 있으며; 예를 들면, WO 2008/062173 A1, WO 2009/071775 A1 및 WO 2011/116388 A1을 참조하면된다.
그러한 시스템은 일반적으로, 혈액 플라즈마에 대한 혈당 측정을 수행하기 위해 혈액 내에 함유되어 있는 다른 입자 및 혈구를 제거하기 위한 응집제 또는 일부 종류의 섬유 필터를 포함한다.
알려져 있는 바와 같이, 용어 "혈액 플라즈마"는 혈액 내에 함유되어 있는 혈구 및 다른 입자를 제거함으로써 얻어지는 액상률을 나타낸다.
그러나, 인슐린 공급 시스템을 제어하기 위한 효율적이고 신뢰할 수 있는 혈당 모니터 시스템은 바람직하게는 정맥 또는 가능하게는 동맥 혈관으로부터 혈액 플라즈마를 지속적으로 또는 주기적으로 샘플 추출할 수 있도록 하기 위해 이식 가능해야 한다.
많은 시도에도 불구하고, 이 과제는 만족스럽게 해결된 것으로 보이지 않는다.
혈액 플라즈마를 추출할 수 있게 하고 혈관 내의 혈구 및 다른 입자를 유지시키는 혈관 벽에 몇 가지 종류의 미세 다공성 막을 이식하는 명확한 접근법은 응혈 형성에 의해 미세공의 매우 빠른 폐색의 문제에 직면한다.
따라서, 늘어난 시간의 기간 동안 바람직하게는 수년 또는 그 이상으로 지속적인 신뢰할 수 있는 방법으로 환자로부터 혈액 플라즈마를 배출시키기 위한 유체 인터페이스를 제공하는 것이 매우 바람직하다.
뇌척수액과 같은 다른 유형의 환자의 유체를 배출시키기 위해 그러한 유체 인터페이스를 갖는 것이 동등하게 바람직하다.
또한, 환자의 혈류에 치료제나 예방제와 같은 적절한 유체를 공급하기 위해 동일한 유체 인터페이스를 사용하는 것이 또한 바람직하다.
따라서, 본 발명의 목적은 환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 향상된 유체 인터페이스 장치를 제공하는 것이다. 특히, 그러한 장치는 현재 알려진 장치의 한계 및 결점을 극복해야 한다.
발명의 일 양태에 따르면, 환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치가 제공되며, 그 장치는:
- 주변 베이스 요소;
- 상기 베이스 요소에 밀봉 연결되어 상기 장치의 중앙부를 형성하는 유체 전달 요소로서, 상기 유체 전달 요소는 제1 면과 제1 면에 마주보는 제2 면을 갖는 전방 혈소판을 포함하고, 상기 제1 면은 상기 장치가 환자에게 이식될 때 환자의 체액 영역과 접촉하며, 상기 유체 전달 요소는 상기 전방 혈소판의 상기 제2 면을 향하여 밀봉 스택되어(stacked) 상기 제2 면과의 사이에 버퍼 볼륨(buffer volume)을 형성하는 카운터플레이트(counterplate)를 더 포함하고; 상기 전방 혈소판은 상기 버퍼 볼륨과 상기 제1 면 사이에 유체 통로를 형성하는 마이크로채널의 적어도 하나의 어레이를 포함하며, 상기 마이크로채널은 0.2㎛ 내지 10㎛의 개구를 갖는, 유체 전달 요소를 포함하고;
- 상기 유체 전달 요소는 상기 버퍼 볼륨에 유체 전달 및/또는 상기 버퍼 볼륨으로부터 유체 배출을 위한 적어도 하나의 유체 포트를 갖는다.
상기 장치의 코어 부분은 버퍼 볼륨을 포함하는 챔버(chamber)로서 형성되는 상기 유체 전달 요소에 의해 구성된다. 구체적으로는, 상기 유체 전달 요소는 관심있는 환자의 체액 영역을 향하는 제1 면을 갖는 전방 혈소판과 샌드위치 같은 방식으로 구성된다. 전방 혈소판은 버퍼 볼륨과 제1 면 사이에 유체 통로를 형성하는 마이크로채널의 적어도 하나의 어레이를 포함한다.
챔버는 전방 혈소판의 제2 면을 향해 밀봉 스택되어 제2 면과의 사이에 버퍼 볼륨을 형성하는 카운터플레이트를 더 포함한다.
유체 전달 요소는 버퍼 볼륨에 유체 전달 및/또는 버퍼 볼륨으로부터 유체 배출을 위한 적어도 하나의 유체 포트를 갖는다.
본 발명의 장치는 통상적으로 환자의 체액 영역으로부터 또는 체액 영역으로 미리 정해진 유체의 신뢰할 수 있는 잘 정해진 그리고 방해받지 않는 이송을 달성하기 위해 의도된다.
그러한 이송은 혈액 플라즈마 또는 뇌척수액을 배출하는 것 및 필요 시에 환자의 다양한 신체 영역에 치료제 또는 예방제의 공급에 제한되는 것은 아니지만 이들을 포함한다.
상기 장치의 매우 중요한 과제는 필터링 기능을 달성하는 것, 즉, 유체 통로를 통해 혈구 및 다른 입자의 통과를 방지하는 것이다.
아래에 더욱 상세하게 기재되는 바와 같이, 마이크로채널의 최적의 크기가 특정 어플리케이션에 따른다.
통상적으로 최적의 크기는 0.2㎛ 내지 10㎛의 범위에서 선택된다.
하한은 주로 이용 가능한 형성 기술에 의해 결정되지만, 충분한 처리량을 갖도록 요구에 의해서도 결정된다. 상한은 마이크로채널로 진입하는 것이 방지되어야 하는 입자의 크기에 의해 결정된다. 혈액 플라즈마의 배출을 수반하는 어플리케이션에서는, 마이크로채널이 0.9㎛ 내지 2.2㎛의 가장 대표적으로는 대략 1.6㎛의 범위의 개구를 가져야 한다.
용어 "개구"는 원형 단면을 갖는 마이크로 채널의 경우에는 직경으로 이해되어야 하고; 원형이 아닌 마이크로채널에 대해서는 용어 "개구"는 단면의 최소 횡단 크기로서 이해되어야 한다. 상술한 직경 범위를 갖는 개구를 형성하기 위한 현재 이용 가능한 기술은 일반적으로 최대 5의 높이 대 직경비("애스펙트비(aspect ratio)")를 요구한다.
바꿔 말하면, 마이크로채널을 둘러싸는 영역에서의 전방 혈소판의 두께는 충분히 작게 될 즉, 마이크로채널 직경에 따르는 1㎛ 내지 50㎛의 범위로 될 필요가 있다.
전방 혈소판의 충분한 강도를 제공하기 위해, 실질적으로 더 높은 두께를 갖는 보강 영역이 마이크로채널로부터 변위된 위치에 제공된다.
본 발명의 장치는 유체 전달 요소 둘레에 주변을 둘러싸게 배치되는 어떤 유형의 주변 베이스 요소를 더 포함한다. 아래에 더욱 상세하게 설명되는 바와 같이, 용어 "주변" 및 "둘레에 주변을 둘러싸게 배치되는"은 실질적으로 판 형상인 유체 전달 요소를 향한 그들의 지리적 관계를 지칭한다.
주변 베이스 요소의 구체적인 크기, 형상 및 재료는 어플리케이션에 따라서 선택된다. 상기 장치는 통상적으로 환자에게 이식 가능하게 되도록 구성되며, 이는 환자의 신체 영역과 접촉하게 되는 어느 부분이 의도된 유형의 이식에 적합한 치수를 갖고 적절한 생체에 적합한 재료로 만들어져야 하는 것을 의미한다.
현재의 상황에서는, 생체에 적합한 재료는 무독성이고 의도된 환자에 대한 알레르기 항원성과 같은 임의의 다른 원하지 않는 속성을 갖지 않는 재료로서 이해되어야 한다.
유리한 실시예가 독립항들에 한정되고, 아래에 기재된다.
원칙적으로는 단일 유체 포트에 의해 버퍼 볼륨으로의 유체 공급 및/또는 버퍼 볼륨으로부터의 유체 배출을 관리하는 것이 가능하다. 그러나, 여러 상황에서, 2개의 유체 포트를 갖는 것이 바람직하며, 이것은 하나의 유체 포트를 입구로서 사용하고 다른 유체 포트를 출구로서 사용함으로써 흐름 통과 모드를 확립할 수 있기 때문이다. 따라서, 다른 실시예에 따르면, 유체 인터페이스 장치는 적어도 2개의 유체 포트를 갖는다(청구항 2).
원칙적으로는, 유체 포트는 버퍼 볼륨의 경계를 정하는 구조의 임의의 적절한 위치에 배치될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 유체 포트는 카운터플레이트에 배치된다(청구항 3).
예를 들어, 유체 인터페이스를 플라즈마 여과 장치로서 사용할 때, 제1 면이 혈액과 접촉하고 있는 어플리케이션에 특히 유리한 일 실시예에 따르면, 마이크로채널은 0.6㎛ 내지 2㎛의 개구를 갖고, 제1 면에는 제1 면 내의 마이크로채널 출구에 의해 정해지는 평면에 대해 돌출하는 가드(guard) 요소가 제공되며, 가드 요소는 각 마이크로채널 출구 위에 적어도 하나의 횡단 한계를 정하도록 하는 방식으로 형성되고, 횡단 한계는 마이크로채널 개구보다 더 크며 2㎛ 내지 4㎛의 범위에 있다(청구항 4).
가드 요소는 필러(pillar)로 또는 실질적으로 평행한 리본으로 구성될 수 있다.
0.6㎛ 내지 2㎛의 마이크로채널 직경은 혈소판의 크기보다 명확하게 더 작을 지라도, 실질적인 압력차가 마이크로채널 입구에 존재하면 그럼에도 불구하고 혈소판이 마이크로채널을 통과할 수도 있다.
그에 의해, 혈소판의 변형되고 결국 파괴되지만, 이것은 매우 바람직하지 않고 버퍼 볼륨에 데브리스(debris)가 생성되게 한다. 적어도 한 방향으로 횡단 한계를 정하고 그에 따라 제1 면에 인접한 영역에 유체 흐름을 허용하면서 마이크로채널 입구로부터 일정 거리에 임의의 혈소판을 유지시키는 가드 요소로 인해, 마이크로채널을 통과하는 혈소판의 속도가 실질적으로 감소된다.
가드 요소의 높이 즉, 평면으로부터 돌출하는 그 연장은 대표적으로 1㎛ 내지 3㎛의 범위 내 특히 약 2㎛이다.
유리하게도, 전방 혈소판은 잘 정해진 형상을 갖는 좁은 구조를 형성하기 위한 매우 편리한 기술인 포토리소그래픽 처리에 적합한 재료로 만들어진다. 카운터플레이트는 전방 혈소판의 재료와 양립될 수 있고 카운터플레이트에 부착될 임의의 유체 연결부에 비추어 유리한 속성을 갖는 재료로 만들어져야 한다.
따라서, 유리한 실시예에 따르면(청구항 5), 전방 혈소판은 실리콘(Si) 및/또는 실리콘 질화물(Si3N4)로 만들어지고 카운터플레이트는 유리로 만들어진다. Si 및 Si3N4층으로 만들어진 적합한 샌드위치 구조는 통상적으로 마이크로공학의 분야에서는 공지되어 있다. 일부 실시예에서, 전방 혈소판은 기능화 즉, 적절한 코팅이 제공되어 있다. 그러한 코팅의 유형 및 두께는 특정 어플리케이션에 따른다. 혈액 플라즈마의 샘플 추출을 위해, 혈전 형성 및 응고의 방지에 도움을 주는 공지된 기능화가 존재한다.
유리한 실시예에 따르면(청구항 6), 전방 혈소판 및 카운터플레이트가 양극 접합(anodic bonding)에 의해 서로 접합된다. 특히, 이 방법은 Si와 유리 구조 사이에 강하고 중간의 견고한 연결의 형성을 가능하게 한다.
유체 전달 요소의 여러 가지 형상이 원칙적으로 실현 가능하다. 특히 유리한 실시예에서(청구항 7), 카운터플레이트는 실질적으로 편평하고, 버퍼 볼륨은 전방 혈소판의 제2 면의 주변 돌출 구역 내에 둘러싸인다.
이 구성은 마이크로채널을 생성하기 위해 전방 혈소판이 어떻게든 처리될 필요가 있다는 사실에 의해 지지되고, 특히 Si 부분의 경우에 상승되거나 움푹 들어간 영역을 형성하기 위한 확립된 방법이 존재한다.
바람직하게는 유리로 만들어지는 카운터플레이트에 관련하는 것에 관해서는, 통상적으로 편평하거나 평탄한 형상을 사용하는 것이 편리하다.
다수의 어플리케이션에 대해, 버퍼 볼륨이 적어도 2개의 별개의 구획을 포함하면 유리하고, 각각의 하나가 각각의 마이크로채널 어레이와 연결되고 각각에 적어도 하나의 유체 포트가 제공된다(청구항 8).
이 실시예는 유체 인터페이스의 2개 또는 가능하게는 2개 이상의 독립적으로 동작 가능한 서브유닛을 효과적으로 통합하여, 그에 의해 별개의 작업에 각각의 서브유닛을 사용하는 것이 가능해진다.
특히, 샘플 추출 목적을 위해 즉, 환자로부터 혈액 플라즈마 또는 뇌척수액과 같은 다량의 유체를 배출하기 위해 하나의 서브유닛을 사용할 수 있는 한편, 나머지 서브유닛은 공급 목적을 위해, 즉, 환자에게 치료제 또는 예방제를 도입하기 위해 사용될 수 있다.
그러나, 양쪽 서브유닛은 통상적으로 플러싱(flushing)과 같은 부수적인 작업을 수행하기 위해 유체의 배출 및 공급을 가능하게 하는데 필요하다.
유리한 실시예에 따르면, 유체 인터페이스 장치는 카운터플레이트의 외부 면에 접착제로 연결되는 제1 스페이서 면을 갖는 스페이서 요소를 더 포함하고, 스페이서 요소는 제1 스페이서 면과 제2 스페이서 면을 연결하는 횡단 채널을 포함하며, 각 횡단 채널은 카운터플레이트의 유체 포트 중 하나와 제2 스페이서 면에 있는 대응하는 채널 개구 사이에 통로를 형성하도록 배치된다(청구항 9).
그러한 스페이서 요소는 신체 영역에 매우 근접하게 위치하고 통상적으로 작고 민감한 유체 전달 소자와 장치를 구동 및 급전하는 데 사용되는 외부 유닛 사이에 연결을 확립하기 위한 다양한 가능성을 열어놓는다.
스페이서 요소는 다양한 양립 가능한 재료로 만들어질 수 있지만, 열가소성 폴리머, 특히 접착제에 의해 연결하는 데 적합한 비플루오르화 열가소성 폴리머로 만들어지는 것이 유리하다.
유리하게는, 유체 인터페이스 장치는 유체 공급 커넥터 및 유체 공급 커넥터를 스페이서 요소에 분리 가능하게 부착하는 수단을 더 포함하고, 유체 공급 커넥터는 유체 공급 커넥터가 스페이서 요소에 부착될 때 측면 입구 포트로부터 제2 스페이서 면에 있는 채널 개구와 만나는 출구 포트로 각각 유도하는 커넥터 채널을 포함한다(청구항 10).
그러한 실시예는 환자의 혈관벽에 이식하도록 의도된 장치에 특히 유용하다.
첫째로, 그러한 구성은 상기 장치를 체외 유닛에 연결하는 임의의 공급 배관에 의해 방해받지 않고 비교적 컴팩트한 장치의 이식을 수행할 수 있게 한다.
둘째로, 공급 배관 시스템 내 예를 들면, 그러한 배관이 피부를 통해 안내되는 영역 내의 감염의 경우에는, 이식된 유체 인터페이스 장치를 지속적으로 사용하는 것과 단순히 새로운 공급 시스템을 설치하는 것이 가능하다.
구성 목적을 위해, 커넥터 채널의 각각의 하나가 상호 접촉되는 커넥터 부분의 인접한 면 내에 한 쌍의 그루브(groove)로 형성되는 경우 유리하다(청구항 11).
그러한 설계가 고체 피스(piece) 내에 곡면 또는 만곡된 채널의 비교적 간단한 형성을 가능하게 한다.
유리한 실시예에 따르면, 유체 전달 요소 및 베이스 요소가 유체 전달 요소를 둘러싸는 릿지 구조에 의해 서로에 밀봉 연결되고, 릿지 구조는 사출 성형에 의해 유체 전달 요소 둘레에 형성되는 생체에 적합한 열가소성 수지로 만들어진다(청구항 12). 현재 상황에서, 생체에 적합한 재료는 무독성이고 의도된 환자에 대한 알레르기 항원성과 같은 임의의 다른 원하지 않는 속성을 갖지 않는 재료로 이해되어야 한다.
릿지 구조의 제1 내부 접촉 영역에는, 중간의 견고한 클로저(closure)가 사출 성형 프로세스의 결과로서 유체 전달 소자의 외부 원주 표면에 대하여 형성된다. 이러한 목적을 위해, 유체 전달 요소에 구성된 주변 영역이 제공되는 경우 유리하다.
특히, 전방 혈소판에는 사출된 열가소성 수지로 충전되고 그것에 의해 릿지 구조와 유체 전달 요소 사이의 연결을 강하게 향상시키는 홀, 림(rim) 또는 언더컷(undercut)이 제공된 방사상으로 돌출하는 부분이 형성될 수도 있다.
릿지 구조의 제2 외부 접촉 영역에는, 중간의 견고한 연결이 적절한 접촉 방법에 의해 주변 베이스 요소로 형성된다. 그러한 접촉 방법의 최선의 선택은 접합될 재료에 따른다.
유리한 실시예에 따르면, 주변 베이스 요소는 릿지 구조에 덮개부를 릿지 구조 위에 사출 성형함으로써 밀봉 연결되고;
다른 유리한 실시예에 따르면, 주변 베이스 요소는 초음파 용접에 의해 릿지 구조에 밀봉 연결된다(청구항 13). 당업자에게 공지되어 있는 바와 같이, 용접 기술의 사용은, 접합될 부분이 본 경우에는 양립 가능하거나 동일한 생체에 적합한 열가소성 폴리머를 의미하는 바람직하게는, 동일한 재료의 양립 가능한 재료로 만들어지는 것을 필요로 한다.
유체 인터페이스 장치의 중요한 어플리케이션은 환자의 혈관벽 내에, 특히 정맥 벽 내에 이식하기 위한 것이다.
유리하게는, 상기 장치는 환자의 상박 정맥의 벽 부분에 이식된다.
따라서, 유리한 실시예에 따르면(청구항 14), 주변 베이스 요소가 환자의 혈관벽 내에 이식하기에 적합한 열가소성 불소 중합체의 발포 패드로 형성되고, 사출 성형된 릿지 구조는 상기 열가소성 불소 중합체의 비발포체로 형성된다.
다양한 유형의 패드의 정맥 벽으로의 이식이 광범위하게 연구되고 그에 따라 기본적으로 알려져 있다.
따라서, 이러한 목적으로 잘 테스트된 재료가 존재하고, 그 중에서 발포 열가소성 불소 중합체가 매우 적합한 것으로 밝혀졌다.
바람직하게는 초음파 용접에 의해 행해지는 발포 패드를 릿지 구조에 연결하기 위해, 사출 성형된 릿지 구조가 발포 주변 패드와 동일한 열가소성 불소 중합체로 만들어지는 경우 유리하다.
상기 정의에 의해, 양쪽 부분은 생체에 적합한 재료로 만들어진다. 환자의 정맥 벽 내에 유체 인터페이스 장치를 이식하는 것은 환자의 정맥혈의 신뢰할 수 있는 연속적인 샘플 추출을 확립하기 위한 그리고 임의의 적절한 치료제나 예방제의 규칙적인 공급을 위한 유망한 접근법이다. 중요한 어플리케이션 분야는 당뇨병 환자를 위한 것이다.
유체 인터페이스의 다른 어플리케이션 분야는 환자의 뼈 구조로의 예를 들면, 두개골 부분으로의 고정을 필요로 한다.
따라서, 다른 유리한 실시예에 따르면(청구항 15), 주변 베이스 요소가 환자의 뼈 구조로의 고정에 적합한 릿지 프레임 구조로 형성된다. 적절한 고정 수단은 예를 들면, 보청기의 이식에 대해 알려져 있다. 현재 상황에서, 유체 인터페이스 장치는 두개 내 유체(intracranial fluid)를 샘플 추출하기 위해 및/또는 혈관 뇌 관문(blood-brain-barrier)을 피할 수 있게 하는 임의의 적합한 치료제 또는 예방제를 환자의 두개골에 공급하기 위해 환자의 두개골에 적용될 수 있다.
이 모드에서 상기 장치의 마이크로채널의 사용이 백혈구 및 두개 내 유체의 항체가 마이크로채널 어레이를 막는 것 및/또는 버퍼 볼륨으로 진입하는 것을 방지하는 역할을 한다.
유체 인터페이스의 추가의 어플리케이션 분야는 신체 부분에 막 고정을 필요로 하지 않는 피하의 또는 가능하게는 근육 내 배치(intramuscular placement)에 관한 것이다.
따라서, 추가의 실시예에서(청구항 16), 유체 인터페이스 장치는 스페이서 요소에 부착되는 유체 공급 커넥터를 더 포함하고, 유체 공급 커넥터는 입구 포트로부터 제2 스페이서 면에 있는 채널 개구와 만나는 출구 포트로 각각 유도하는 커넥터 채널을 포함하며, 유체 공급 커넥터는 스페이서 요소 및 유체 전달 요소를 캡슐화하고 또한 주변 베이스 요소를 형성하는 밀봉 매스(sealing mass)로 형성된다.
그러한 실시예에서, 일정한 고정도가 유체 인터페이스 장치를 외부 제어 및 공급 장치에 연결하는 경피성 통로에 의해 제공된다.
유리한 실시예에 따르면(청구항 17), 유체 인터페이스 장치는 근단부(proximal end), 원단부(distal end) 및 근단부와 원단부 사이의 측표면을 갖는 긴 모양의 몸체로서 구성되고, 유체 전달 요소의 전방 혈소판은 측표면의 부분을 형성하도록 배치된다.
유리하게는, 긴 모양의 몸체의 원단부는, 통상적으로 원단부를 체강으로 또는 혈관으로 삽입하는 데 도움을 주는 뾰족한 형상을 갖는다(청구항 18).
대부분의 경우에는, 뾰족한 형상은 날카로운 예컨대, 펑션(punction) 바늘이 아니므로 환자의 피부를 통해 펀치하는 데 사용되지 않는다.
그보다는, 뾰족한 단부가 기존의 통로로 삽입하기 위한 길잡이로서의 역할을 한다. 유리하게는, 긴 모양의 몸체의 외경은 수 밀리미터의 값을 초과하지 않는다.
바람직하게는, 외경은 8㎜, 더욱 바람직하게는 6㎜, 및 더더욱 바람직하게는 4㎜의 값을 초과하지 않는다.
특히 유리한 실시예에 따르면, 긴 모양의 몸체에는 원단부로부터 근단부까지 연장하는 종방향의 통로가 제공된다(청구항 19).
그러한 종방향의 통로는 카테터 기반 개입(catheter based interventions)의 분야에서 통상적으로 알려져 있는 바와 같이 가이드 와이어(guide wire)를 수용하는 역할을 한다.
그러한 구성으로, 유체 인터페이스 장치를 적절하게 위치하는 가이드 와이어를 따라서 슬라이딩 방식으로 이동시키는 것이 가능해진다.
예를 들면, 유체 인터페이스 장치를 환자의 정맥에 삽입하기 위해, 가이드 와이어가 먼저 가까운 경피 진입 포인트(transdermal entry point)에서 환자의 신체로 밀어 넣어지고, 그 후 미리 정해진 정맥의 진입 포인트에 도달할 때까지 전진된다.
가이드 와이어는 그 후 정맥 벽 내로 뚫고 들어가기 위해 더욱 밀어 넣어진다.
그 후, 유체 인터페이스는 가이드 와이어에 의해 정해진 경로를 따라 신체 내로 밀어 넣어진다. 유체 인터페이스 장치가 날카로운 원단부를 구비하게 함으로써, 가이드 와이어에 의해 사전에 구멍이 나있는 정맥 벽으로의 삽입이 실질적으로 용이해진다.
추가의 유리한 실시예에 따르면, 주변 베이스 요소가 긴 모양의 몸체의 외장을 형성한다(청구항 20).
이것이 유체 전달 요소를 포함하는 긴 모양의 몸체를 형성하는 여러 가지 내부 구성품을 먼저 조립하고 이어서 조립체 둘레에 외장을 도포함으로써 상기 장치를 제조할 수 있게 한다.
외장을 포함하는 주변 베이스 요소가 생체에 적합한 열가소성 수지로 만들어지는 것이 또한 유리하다.
유리하게는, 전방 혈소판은 잘 정의된 형상으로 좁은 구조를 형성하기 위한 매우 편리한 기술인 포토리소그래픽 처리에 적합한 재료로 만들어진다.
카운터플레이트는 전방 혈소판의 재료와 양립 가능하고 카운터플레이트에 부착될 어떤 유체 연결을 고려하여 유리한 속성을 갖는 재료로 만들어져야 한다.
따라서, 유리한 실시예에 따르면(청구항 21), 전방 혈소판 및 카운터플레이트는 실리콘(Si) 및/또는 실리콘 질화물(Si3N4)로 만들어진다.
Si 및 Si3N4층으로 만들어진 적절한 샌드위치 구조가 마이크로기술 분야에서 통상적으로 알려져 있다.
일부 실시예에서는, 전방 혈소판이 구조화 즉, 적절한 코팅이 제공된다. 그러한 코팅의 유형 및 두께는 특정 어플리케이션에 따른다.
혈액 플라즈마의 샘플 추출을 위해, 혈전 형성 및 응고의 예방에 도움을 주는 알려진 기능화가 존재한다.
유리하게는, 하나 또는 여러 개의 유체 포트가 카운터플레이트 내에 개구로서 구성된다.
일 실시예에 따르면, 버퍼 볼륨은 각각의 마이크로채널 어레이와 연결되어 있는 단일 구획 및 하나의 유체 포트를 포함한다(청구항 22).
그러한 실시예는 약 3㎜만큼 작을 수도 있는 작은 외경을 갖는 특히 컴팩트한 구성을 가능하게 한다.
그러한 실시예는 예를 들면, 환자로부터 플라즈마의 지속적인 또는 주기적인 배출을 위해 사용될 수도 있다.
이것은 혈구에 의해 방해받지 않는 광도 측정 포도당 측정을 행하는 데 특히 유리하다.
이미 언급한 바와 같이, 버퍼 볼륨으로부터, 또는 적용 가능한 경우 각 서브유닛으로부터의 유체 배출 및/또는 버퍼 볼륨으로의 유체 공급을 관리하는 것이 가능하다. 그러나, 여러 상황에서, 버퍼 볼륨 또는 서브유닛당 2개의 유체 포트를 갖는 것이 바람직하며, 이것은 하나의 유체 포트를 입구로서 사용하고 다른 유체 포트를 출구로서 사용함으로써 흐름 통과 모드를 확립할 수 있기 때문이다.
따라서, 다른 실시예에 따르면, 버퍼 볼륨은 각각의 마이크로채널 어레이와 연결되어 있는 단일 구획 및 2개의 유체 포트를 포함한다(청구항 23).
추가의 실시예에 따르면, 버퍼 볼륨은 2개의 별개의 구획을 포함하고, 각 구획은 각각의 마이크로채널 어레이 및 하나의 유체 포트와 연결되어 있다(청구항 24).
이 실시예는 유체 인터페이스의 2개의 독립적으로 동작 가능한 서브유닛을 효과적으로 통합하여, 그에 의해 별개의 작업에 각각의 서브유닛을 사용하는 것이 가능해진다.
특히, 샘플 추출 목적을 위해 즉, 환자로부터 혈액 플라즈마 또는 뇌척수액과 같은 다량의 유체를 배출하기 위해 하나의 서브유닛을 사용할 수 있는 한편, 나머지 서브유닛은 공급 목적을 위해, 즉, 환자에게 치료제 또는 예방제를 도입하기 위해 사용될 수 있다.
그러나, 양쪽 서브유닛은 통상적으로 플러싱과 같은 부수적인 작업을 수행하기 위해 유체의 배출 및 공급을 가능하게 하는데 필요하다.
따라서, 또 다른 실시예에 따르면, 버퍼 볼륨은 2개의 별개의 구획을 포함하고, 각 구획은 각각의 마이크로채널 어레이 및 2개의 유체 포트와 연결되어 있다(청구항 25).
2개의 별개의 구획을 갖는 일 실시예에서는, 이들 구획은 긴 모양의 몸체의 실질적으로 마주보는 측면에 배치된다.
이것이 비교적 짧은 전체 구성을 가능하게 한다. 그러나, 특정 어플리케이션에서는, 긴 모양의 몸체의 동일 측면에 양쪽 구획을 갖는 것이 바람직하다, 즉, 하나의 구획은 원단부에 더 가깝고 나머지 구획은 근단부에 더 가깝다(청구항 26).
이것은 예를 들면, 장치의 일 측면이 정맥 벽을 향해 밀어 넣어지고 그에 따라 내강(lumen) 내의 정맥 혈과 원활하지 못한 유체 소통을 갖는 정맥으로 들어가는 어플리케이션에 대해 특히 유리하다.
그러나, 명확하게는, 몇 가지 이유로 유체 전달 요소가 정맥 벽과 직접 접촉하는 바람직하지 못한 배향을 취했다면 상기 장치를 그 세로축 둘레로 회전시키는 것이 필요할 수도 있다.
유리하게는, 긴 모양의 몸체는 각 유체 포트에 대해 긴 모양의 몸체의 근단부에 있는 채널 개구로 유도하는 유체 통로를 포함한다(청구항 27).
이것이 어떠한 바람직하지 못한 측면 방향으로 돌출한 부분 없이 지리적으로 유리한 동축 유체 액세스를 가능하게 한다.
유리한 실시예에 따르면, 근단부에는 유체 공급 커넥터를 대응하는 채널 개구의 각각에 부착하기 위한 수단이 제공된다(청구항 28).
이것이 여러 개의 동축 배관으로 이루어질 수 있는 유체 공급 라인 및 유체 인터페이스 장치를 포함하는 동작 유닛의 편리한 사전 조립을 가능하게 한다.
그러한 사전 조립 및 열가소성 회장의 후속 도포는 적절한 유지 수단을 필요로 하는 것이 이해될 것이다.
상기 정의된 유체 인터페이스 장치 및 그 장치의 여러 실시예가 다양한 어플리케이션에 사용될 수 있다.
긴 모양의 몸체 및 컴팩트한 측면 치수로 인해, 유체 인터페이스 장치는 혈관 바람직하게는 잘 관류된(well-perfused) 정맥으로 삽입될 수 있다.
이와 달리, 상기 장치는 환자의 뇌, 또는 간단하게 피하 영역에 삽입될 수 있다.
그러한 실시예에서는, 유체 인터페이스 장치를 외부 제어 및 급전 장치에 연결하는 피부 경유 통로에 의해 일정한 정도의 고정이 제공된다.
추가의 실시예에 따르면, 주변 베이스 요소가 환자의 체액 영역을 함유하는 데 적합한 관형 세그먼트(tubular segment)의 벽 부분으로서 구성된다(청구항 29).
중요한 어플리케이션 분야는 당뇨병 환자를 위한 것이다.
주변 베이스 영역은 관형 세그먼트의 벽 부분으로 구성되고, 관형 세그먼트의 벽 부분은 환자의 체액을 함유하는 데 적합하다.
여러 어플리케이션에서 관형 세그먼트는 상기 장치가 환자에게 이식될 때 이식된 동정맥 단락(grafted arteriovenous shunt)의 부분을 형성하도록 구성된다.
따라서, 체액 전달 요소의 제1 면과 접촉하고 있는 환자의 체액 영역은 관형 세그먼트 내의 영역이다.
이식된 동정맥 단락의 경우에, 체액은 이식된 동정맥 단락을 통한 환자의 혈액 흐름이다.
추가의 유리한 실시예에 따르면, 주변 베이스 요소는 신체에 적합한 열가소성 수지로 또한 만들어지는 관형 세그먼트 상에 일체로 형성된다(청구항 30).
바꿔 말하면, 관형 세그먼트 및 그 관형 세그먼트에 연결된 주변 베이스 요소와 유리하게는 또한 릿지 구조는 모두 동일한 열가소성 재료의 하나의 피스(piece)로서 형성된다.
유체 인터페이스 장치의 중요한 어플리케이션은 환자의 이식된 동정맥 단락 내에 이식하기 위한 것이다.
가능한 이식 위치 및 구성은 곧은 팔뚝(요골 동맥 - 요측 피정맥(radial artery to cephalic vein)), 환형 팔뚝(팔 동맥 - 요측 피정맥) 및 곧은 상박(팔 동맥 - 바실리카 또는 액와 정맥(basilica or axillary vein))이다. 추가의 가능성은 허벅지 이식, 목걸이 이식(액와 동맥 - 액와 정맥), 및 액와 심방 이식(axillary-atrial grafts)이다.
따라서, 유리한 실시예에 따르면, 관형 세그먼트에는 환자의 전신 회로에 연결하기 위한 수단이 관형 세그먼트의 양 단부에 제공된다(청구항 31).
바람직하게는, 이들은 분리 가능한 연결 수단이다.
이 실시예는 유리한 성형 속성을 갖는 신체에 적합한 열가소성 수지로 대표적으로 만들어지는 상기 장치의 관형 세그먼트를 환자의 동맥 또는 정맥에 연결된 합성 이식 배관으로 이루어진 대응부(counterpart)에 연결할 수 있게 한다.
그러한 이식 배관은 혈액 전달 요소에 인접한 릿지 구조를 형성하는 재료로서 적합하지 않은 대표적으로 폴리테트라 플로오로에틸렌(PTFE)으로 만들어진다.
발명의 다른 양태에 따르면(청구항 32), 환자의 신체 영역에 유체를 공급 및/또는 환자의 신체 영역으로부터 유체를 배출하기 위한 시스템이 제공된다.
상기 시스템은 상기에서 정의된 바와 같은 유체 인터페이스 장치를 포함하고, 더욱이 유체 포트를 통해 버퍼 볼륨에 제어된 유체 공급 및 버퍼 볼륨으로부터 유체 배출을 위한 유체 저장 수단 및 유체 전달 수단을 포함한다.
상기 시스템은 미리 정의된 단계 순서에 따라 적어도 아래의 단계를 수행할 수 있도록 구성된다:
a) 버퍼 볼륨을 통해 플러싱 매질을 흐르게 하는 단계;
b) 마이크로채널 어레이를 통해 플러싱 매질을 흐르게 하는 단계;
c) 마이크로채널 어레이를 통해 환자의 체액을 배출하는 단계; 및
d) 환자에게 치료제를 공급하는 단계.
상기 시스템의 유리한 실시예에 따르면, 유체 전달 수단은 경피성 배관으로 구성된다(청구항 33).
그러한 장치는 통상적으로 히크만(Hickman) 또는 브로박(Broviac) 카테터로 알려져 있고, 적절한 위치에서 환자의 피부를 통과하는 배관 부분을 포함한다.
유리하게는, 상기 배관은 기계적인 고정으로서 및 항균성 배리어로서 역할을 하는 피부를 통과하는 통로에 위치하는 커프스(cuff)를 갖는다.
예를 들어, PTFE로 만들어진 다공성 커프스를 사용함으로써, 세포의 내증식이 커프스의 배치 후에 시작하고; 감염의 위험을 감소시키기 위해, 은과 같은 항균제를 통합하는 것이 또한 알려져 있다.
다른 유리한 실시예에 따르면, 유체 전달 수단은:
- 적어도 하나의 주사 챔버를 갖는 피하 이식 가능 주사 포트로서, 각 주사 챔버는 관통 가능한 격막으로 덮이는 상부 입구 개구 및 출구 개구를 갖는 피하 이식 가능 주사 포트;
- 일 단부에서 상기 출구 개구에 연결 가능하고 타 단부에서 상기 유체 인터페이스 장치의 대응하는 유체 포트에 연결 가능한 적어도 하나의 2 단부의 유체 전달 라인을 포함한다.
그러한 장치는 통상적으로 예를 들어, "port-a-cath" 시스템으로 알려져 있다.
다수의 어플리케이션에서, 치료제를 환자에게 더 또는 덜 지속적으로 공급하여 선택적으로 일시적인 공급 레이트를 일시적인 치료 요구에 맞추는 것이 바람직하다.
선택적으로 일시적인 공급 레이트를 일시적인 치료 요구에 맞추는 것은 적절한 모니터링 방법에 의해 지속적으로 또는 간헐적으로 결정될 수 있다.
일례는 일시적인 혈당 수치에 따른 인슐린의 지속적인 공급이다("주문형 공급(on-demand-delivery").
그러한 공급 방안을 실현하기 위해, 버퍼 볼륨을 통해 공급 매질의 지속적인 또는 간헐적인 흐름을 확립하는 수단을 더 포함하는 상기 시스템의 일 실시예를 채택하는 것이 유리하며, 그것에 의해 공급 매질의 일부분이 유체 전달 요소를 통해 환자에게 공급된다(청구항 35). 이해되는 바와 같이, "공급 매질"은 통상적으로 적절한 농도로 필요한 치료제를 함유하는 액체 매질이다.
공급 매질은 통상적으로 제1 유체 포트를 통해 버퍼 볼륨으로 밀어 넣어진다.
일 실시예에서, 상기 시스템은 공급 매질의 대부분이 제2 유체 포트를 통해 버퍼 볼륨의 안에서 밖으로 흐르는 방식으로 동작되도록 구성되며, 나머지는 유체 전달 요소를 통해 밀어 넣어지고 그것에 의해 환자에게 공급된다.
또한 이해되는 바와 같이, 공급된 부분은 제2 유체 포트를 포함하는 유체 출구 시스템의 전도도에 비교하여 유체 전달 요소의 상대적인 전도도에 따른다.
특정 어플리케이션에서는, 공급된 부분이 1% 내지 20%, 특히 약 5% 내지 15%, 및 더욱 특히 약 10%의 범위에 있다.
대표적으로, 10mbar 내지 30mbar의 압력차가 유체 전달 요소 양단에 확립된다, 즉, 압력은 환자의 신체 영역에 비해 버퍼 볼륨에서 그러한 크기만큼 더 높아진다.
다른 실시예에서, 상기 시스템은 예를 들어, 액체 매질의 압축 불가능한 성질에 따르는 기본적으로 알려져 있는 제어된 유체 피스톤 수단에 의해 반연속적인 한 번에 한 부분씩의 방식으로 동작되도록 구성된다.
이것이 환자의 신체에 및/또는 신체로부터 예컨대, 1㎕ 내지 10㎕의 잘 정의된 볼륨 부분을 도입 및/또는 배출할 수 있게 한다.
이 방식으로 유체 투입 및 배출의 적절한 순서를 선택함으로써 다양한 투여량 및/또는 희석 요법을 실현할 수 있다.
발명의 추가의 양태에 따르면(청구항 36), 위에서 정의된 시스템을 동작하는 방법이 제공되어 있고, 그 방법에서 플러싱 매질은 상기 시스템이 환자의 체액을 배출하지 않거나 치료제를 환자에게 공급하지 않고 있을 때 환자의 신체 영역 내의 기저 압력에 비해 초과 압력을 유지하기 위해 버퍼 볼륨에 공급되며, 그것에 의해 마이크로채널을 통해 환자의 신체 영역으로부터 버퍼 볼륨으로의 어떠한 흐름도 방지한다.
플러싱 매질은 대표적으로 헤파린 또는 아스피린과 같은 알려진 혈액 응고 방지제를 함유하는 30%/70% 에탄올/수용액이다.
마이크로채널을 통해 완충 매질로부터의 확산에 의해, 혈액 응고 방지제가 마이크로채널 어레이 내에 또는 가까이에 바람직하지 못한 혈전 형성을 막는 데 기여한다.
원칙적으로 버퍼 볼륨으로부터 환자의 신체 영역으로의 플러싱 매질의 작지만 일정한 흐름을 확립할 수 있다.
그러나, 이것은 과다한 양의 플러싱 매질을 필요로 하며 통상적으로 바람직하지 못하다. 다수의 실제적인 상황에서, 환자의 신체 영역 내의 기저 압력에 비해 작은 초과 압력 하에 버퍼 볼륨을 간단히 유지하는 것이 충분하다.
그렇게 하기 위해, 버퍼 볼륨의 작은 부분을 버퍼 볼륨에 예를 들면, 5분마다 10㎕를 주기적으로 공급할 수 있다.
위에서 정의된 시스템 및 동작 방법은 마이크로채널의 바람직하지 못한 막힘뿐만 아니라 버퍼 볼륨으로 특정 혈구 및 입자의 바람직하지 못한 투입이 언제나 마이크로채널 내의 액체를 보호하는 층을 유지함으로써 회피되는 의미에서 "액체 막 관리"라고 지칭될 수도 있다.
수반하는 도면과 연계하여 얻은 본 발명의 여러 실시예에 대한 다음의 설명을 참조함으로써 본 발명의 앞서 언급한 및 기타의 특성과 목적 그리고 이들을 달성하는 방식은 더욱 자명하게 될 것이며 본 발명 자체는 더 잘 이해될 것이다.
도 1은 유체 인터페이스 장치의 제1 실시예의 단면도를 도시한다.
도 2는 부착된 스페이서 요소를 갖는 도 1의 유체 인터페이스 장치의 일부분의 단면도를 도시한다.
도 3은 유체 인터페이스 장치의 제2 실시예의 개략 단면도를 도시한다.
도 4는 제3 실시예의 정면 혈소판(platelet)의 제2 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 5는 도 4의 정면 혈소판의 사시도를 도시한다.
도 6은 도 4의 정면 혈소판의 단면(F-F)에 따른 단면도를 도시한다.
도 7은 도 6의 확대부(G)를 도시한다.
도 8은 카운터플레이트가 부착된 도 4의 정면 혈소판의 제2 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 9는 도 8의 정면 혈소판 및 카운터플레이트의 단면(B-B)에 따른 단면도를 도시한다.
도 10은 도 8의 정면 혈소판 및 카운터플레이트의 단면(A-A)에 따른 단면도를 도시한다.
도 11은 도 8의 정면 혈소판 및 카운터플레이트의 사시도를 도시한다.
도 12는 도 8의 정면 혈소판 및 카운터플레이트와 그에 부착되는 유체 공급 커넥터를 포함하는 유체 인터페이스 장치의 제1 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 13은 도 12의 배치의 단면(A-A)에 따른 단면도를 도시한다.
도 14는 도 12의 배치의 단면(B-B)에 따른 단면도를 도시한다.
도 15는 도 12의 배치의 사시도를 도시한다.
도 16은 도 12의 제2 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 17은 도 16의 배치의 단면(C-C)에 따른 단면도를 도시한다.
도 18은 도 16의 배치의 단면(D-D)에 따른 단면도를 도시한다.
도 19는 도 8의 정면 혈소판 및 카운터플레이트와 그에 부착되는 유체 공급 커넥터를 포함하는 다른 유체 인터페이스 장치의 제1 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 20은 도 19의 배치의 단면(A-A)에 따른 단면도를 도시한다.
도 21은 도 19의 배치의 단면(B-B)에 따른 단면도를 도시한다.
도 22는 도 19의 배치의 사시도를 도시한다.
도 23은 추가의 유체 인터페이스 장치의 기본부의 단면도를 도시한다.
도 24는 유체 인터페이스의 제4 실시예의 개략적 사시도를 도시한다.
도 25는 도 24의 세부 부분의 확대도를 도시한다.
도 26은 도 24의 유체 인터페이스 장치의 제2 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 27은 도 24의 유체 인터페이스 장치의 측방향 정면도를 도시한다.
도 28은 도 24의 유체 인터페이스 장치의 단면(A-A)에 따른 단면도를 도시한다.
도 29는 도 24의 유체 인터페이스 장치의 단면(B-B)에 따른 단면도를 도시한다.
도 30은 도 28의 세부 부분(C)의 확대도를 도시한다.
도 31은 도 28의 세부 부분(D)의 확대도를 도시한다.
도 32는 유체 인터페이스의 제5 실시예의 부분 절개 사시도를 도시한다 .
도 33은 도 32의 세부 부분의 확대도를 도시한다.
도 34는 도 32의 유체 인터페이스 장치의 제2 면에서 본 평면도를 도시한다.
도 35는 도 32의 유체 인터페이스 장치의 제1 면에서 본 평면도로서, 일부 종방향 세그먼트가 절개된 평면도를 도시한다.
도 36은 도 32의 유체 인터페이스 장치의 측방향 정면도로서, 일부 종방향 세그먼트가 절개된 정면도를 도시한다.
도 37은 도 32의 유체 인터페이스 장치의 근단부로부터의 축방향 뷰를 도시한다.
도 38은 도 32의 유체 인터페이스 장치의 단면(A-A)에 따른 단면도를 도시한다.
도 39는 도 32의 유체 인터페이스 장치의 단면(B-B)에 따른 단면도를 도시한다.
도 40은 도 38의 세부 부분(C)의 확대도를 도시한다.
도 41은 도 38의 세부 부분(D)의 확대도를 도시한다.
도 42는 유체 인터페이스 장치의 제6 실시예의 개략 단면도를 도시한다.
도 43은 도 16의 배치의 단면(C-C)에 따른 단면도를 도시한다.
도 44는 도 16의 배치의 단면(D-D)에 따른 단면도를 도시한다.
도 45는, 도 8의 정면 혈소판 및 카운터플레이트와 그에 부착되는 유체 공급 커넥터를 포함한, 일체로 형성된 관형 단면을 갖는 다른 유체 인터페이스 장치의 측방향 정면도를 도시한다.
도 46은 도 45의 배치의 평면도를 도시한다.
도 47은 도 45의 단면(A-A)에 따른 단면도를 도시한다.
도 48은 도 45의 배치의 사시도를 도시한다.
도 49는 도 47의 더 상세한 렌디션(rendition)을 도시한다.
도 50은 도 49의 "B"로 표시된 부분의 확대도를 도시한다.
도 51은 부분적으로 절개된 가드 요소가 구비된 정면 혈소판을 통한 수직 단면을 도시한다.
본 발명의 일반적인 원리를 더 잘 설명하기 위해, 도 1 및 도 2는 유체 인터페이스 장치의 기본적인 실시예를 개략적인 묘사로 그리고 확대하는 것은 아니게 도시한다.
이 장치는, 도시한 예에서는, 외부로 돌출하는 플랜지(3)를 갖는 간단한 주위 부품으로서 구성되는 주변 베이스 요소(2)를 포함한다. 일반적으로 유체 전달 요소(4)로 지칭되는 복합부가 베이스 요소(2)에 밀봉 연결되어 이 장치의 중심부를 형성한다. 베이스 요소(2)는 통상적으로 일종의 부착부나 고정부를 환자의 신체 부위에 제공하고자 의도된 것이며, 유체 전달 요소와 일체로 형성될 수도 있다.
유체 전달 요소는, 제1 면(8)과 그에 대향하는 제2 면(10)을 갖는 정면 혈소판(6)을 포함한다.
제1 면은, 이 장치가 환자에 이식될 때, 일반적으로 12로 표기되는 환자 체액 영역과 접촉한다. 유체 전달 요소는, 정면 혈소판의 제2 면에 대항하여 밀봉되게 스택되며 그 사이에 버퍼 볼륨(16)을 형성하는 카운터플레이트(14)를 더 포함한다. 중요하게도, 정면 혈소판(6)은 버퍼 볼륨과 제1 면 사이의 유체 통로를 규정하는 마이크로채널(18)의 적어도 하나의 어레이를 포함한다. 이 장치의 의도된 용도에 따라, 마이크로채널은 0.2㎛ 내지 10㎛의 개구가 형성된다. 카운터플레이트는, 버퍼 볼륨으로 유체를 전달하며 및/또는 그로부터 유체를 회수하기 위한 2개의 유체 포트(20a; 20b)를 갖는다.
도시한 예에서, 카운터플레이트(10)는 실질적으로 편평하며, 유리로 만들어진다. 대조적으로, 정면 혈소판(6)은, 카운터플레이트(10)를 향하고 있으며 버퍼 볼륨(16)을 에워싸는 측벽을 형성하는 주변 돌출 존(22)을 갖는다. 정면 혈소판(6)은 Si 및/또는 Si3N4로 만들며 양극 본딩에 의해 카운터플레이트(14)에 결합된다.
도 2는 도 1의 유체 인터페이스 장치를 도시하지만, 주변 베이스 요소(2)를 갖고 있지 않다. 열가소성 폴리머로 만든 스페이서 요소(24)가, 적절한 접착제에 의해 카운터플레이트(14)의 외면에 연결되는 제1 스페이서 면(26)을 갖는다.
스페이서 요소(24)는, 제1 스페이서 면과 그에 대향하는 제2 스페이서 면(30)을 연결하는 횡단 채널(28a; 28b)을 포함한다. 각각의 횡단 채널은 카운터플레이트의 유체 포트(20a, 20b) 중 하나와 제2 스페이서 면의 대응하는 채널 개구(32a, 32b) 사이의 통로를 형성하도록 배치된다. 앞선 예로부터 알게 될 바와 같이, 스페이서 요소(24)는, 외부 장치로부터 및 외부 장치로의 유체의 공급 및 전달을 위해 적절하게 구성된 튜브 커넥터와 결합하기 위한 유용한 수단이다.
정맥 벽으로의 이식에 적합한 유체 인터페이스 장치의 기본 구조를 도 3에 더 예시한다. 이를 위해, 주변 베이스 요소(2)는, 환자의 혈관 벽에의 이식에 적절한 열가소성 불소 폴리머의 발포 패드로서 형성된다.
그러한 소재는 예컨대 GORE® ACUSEAL 심혈관 패치로서 상업적으로 구매 가능하다. 발포 패드(2)와 유체 인터페이스 구조(4) 사이의 컴팩트하고 신뢰할만하며 중간 기밀성 연결을 형성하기 위해, 도 3에 도시한 배치를 사용할 수 있다.
그러한 배치는, 유체 전달 요소(4)를 에워싸며 유체 전달 요소를 베이스 요소(2)와 밀봉되게 연결하는 릿지 구조(34)를 포함한다. 릿지 구조(34)는, 사출 성형에 의해 유체 전달 요소(4) 주위에 형성되는 생체 적합성 열가소성 불소 폴리머로 만든다. 릿지 구조(34)의 유체 전달 요소(4)와의 우수한 접착을 촉진하기 위해, 정면 혈소판(6)은, 복수의 구멍(38)이 구비된 외부로 돌출하는 칼라(36)를 갖는다.
도 3에 도시한 바와 같이, 릿지 구조(34)의 사출 성형된 소재는 칼라(36) 주위에 그리고 구멍(38) 내부에 배치되어, 폼-맞물림(form-locking) 효과를 제공한다. 구멍 대신, 칼라에는 리세스 및 돌출부와 같은 다른 타입의 맞물림 구조가 구비될 수 있었음을 이해하게 될 것이다.
도 3에 도시한 예에서, 일반적으로 링 형태이며 릿지 구조(34)와 동일한 열가소성 불소 폴리머로 만드는 덮개부(40)가 스페이서 요소(24)를 에워싸며, 릿지 구조(34)와 접촉한다. 릿지 구조(34)와 덮개부(40)는 주변 베이스 요소(2)의 일부를 C자 형태로 에워싼다.
주변 베이스 요소(2), 릿지 구조(34) 및 덮개부(40) 사이의 C자 형상의 경계 존은 초음파 용접에 의해 연결된다.
이러한 편리한 결합 방법은, 릿지 구조 및 덮개부의 열가소성 불소 폴리머가 발포 패드 주변 베이스 요소(2)를 형성하는 불소 폴리머와 동일하거나 그와 호환되거나 해야 함을 요구한다는 점을 이해해야 할 것이다.
도시한 예에서, 덮개부(40)에는, 스페이서 요소(24)의 제2 면(30) 위에서 연장하는 중첩 존(42)이 형성된다.
도 3의 개략도에 또한 도시한 바와 같이, 정면 혈소판(6)과 카운터플레이트(14)는 양극 본딩에 의해 형성되는 제1 접촉 존(44)에서 서로에게 결합된다. 또한, 카운터플레이트(14)와 스페이서(24)는 적절한 접착제에 의해 제2 접촉 존(46)에서 서로에게 결합된다.
도 3의 예시적인 장치를 조립하는 편리한 방법은 다음과 같이 요약할 수 도 있다:
- 이전에 조립된 유체 전달 요소(4)를 정면 혈소판(6)을 아래로 한 채로 대응하는 홀더 상에 놓는 단계,
- 유체 전달 요소(4) 주위에 사출 성형에 의해 주변 릿지(34)를 형성하는 단계,
- 스페이서 요소(24)를 카운터플레이트(14) 상에 스택한 후 적절한 접착제로 결합하는 단계,
- 주변 릿지(34) 위에 발포 열가소성 불소 폴리머로 만들어진 적절하게 형성된 주변 베이스 요소(2)를 놓는 단계,
- 덮개부(40)를 별도로 형성한 후, 주변 릿지(34)와 스페이서 요소(24) 위에 덮개부를 스택하는 단계, 및
- 덮개부(40), 주변 릿지(34) 및 그 사이에 삽입된 주변 베이스 요소(2)를 초음파 용접에 의해 연결하는 단계.
혈관에 이식하기에 적절한 유체 인터페이스 장치의 실시예의 추가 세부 구성은 도 4 내지 도 18에 예시한다. 앞서 설명한 실시예에서의 특성에 대응하는 특성은 일반적으로 앞서와 동일한 참조번호로 지칭한다.
도 4 내지 도 7에서 알 수 있는 바와 같이, 마이크로채널(18)은 정면 혈소판(6)에 형성된 세장형 홈(50)에 위치지정된다. 홈(50)은 최소 두께를 갖는 정면 혈소판의 부분을 이루어서, 좁은 마이크로채널(18)의 형성을 허용한다. 도 4 내지 도 7에는 칼라 존(36)에 형성되는 구멍(38)이 또한 도시되어 있다. 홈(50) 쌍 사이에 위치하는 더 두꺼운 혈소판 존(52)이 기계적 보강으로서 역할을 한다.
도 8 내지 도 11에서 자명하게 되는 바와 같이, 정면 혈소판(6)의 제2 측 상에 스택된 카운터플레이트(14)가 칼라 존(36)을 자유롭게 남겨 둔다. 도시한 예에서, 2개의 별도의 버퍼 볼륨(16a 및 16b)이 있으며, 이들 각각에는 한 쌍의 유체 포트(20a, 20b 또는 20c, 20d)가 각각 구비된다.
도 12 내지 도 18은 유체 공급 커넥터(54)가 부착된 유체 인터페이스를 도시한다. 특히, 도 13은, 측방향 입구 포트(58)로부터 제2 스페이서 면(30)의 채널 개구(32)와 일치하는 출구 포트(60)로 각각 인도되는 커넥터 채널(56)을 도시한다.
도 15, 도 16 및 도 18에 도시한 바와 같이, 이 배치는 유체 공급 커넥터(54)를 스페이서 요소(24)에 릴리스 가능하게 부착하기 위한 4개의 후크형 요소(62)를 갖는다. 도시한 예에서, 후크형 요소(62)는, 스페이서(24) 상 및 그 주위에 놓인 덮개부(40)에 구비되는 적절한 개구(64)를 횡단한다.
이들 도면에 도시한 배치는, 버퍼 볼륨, 유체 전달 요소 및 2개의 유체 포트를 각각 포함하는 2개의 별도의 구획을 포함한다.
도 17 및 도 18에 예시한 바와 같이, 릿지 구조(34)와 주변 베이스 요소(2)는, 전체 장치가 이식될 수 있는 혈관의 횡단면에 따라 크기가 조정되는 오목한 횡단면을 갖도록 형성된다.
도 18은, 덮개부(40)를 그 위에 사출 성형함으로써 주변 베이스 요소(2)와 릿지 구조(34)를 밀봉할 수 있게 연결하여, 중간 기밀성 클로져가 부분(40 및 34) 사이에 그리고 또한 그 사이에 삽입된 부분(2)과 형성되는 유리한 방법을 또한 도시한다.
피하에(subcutaneous) 또는 근육 내에 놓기에 적절한 추가 실시예를 도 19 내지 도 22에 도시한다. 4로 일반적으로 지칭하는 유체 전달 요소에는 앞서 추가로 기재한 바와 같은 방법으로 스페이서 요소(24)가 구비된다.
커넥터 채널(56)이 구비되어 입구 포트(58)와 대응하는 스페이서 채널 개구(32) 사이에 유체 연결을 형성한다.
유체 공급 커넥터(54)는, 스페이서 요소(24)의 캡슐화를 형성하며 동시에 주변 베이스 요소(2)를 형성하는 밀봉 매스로서 구성된다.
본 발명의 유체 인터페이스 장치의 추가 변형을 도 23에 예시한다. 이 장치는, 도시한 예에서는 내부 돌출 플랜지(3)를 갖는 간단한 주위 부품으로 구성되는 주변 베이스 요소(2)를 포함한다.
카운터플레이트는 버퍼 볼륨으로의 유체 전달 및/또는 그로부터의 유체 회수를 위해 단 하나의 유체 포트(20)를 갖는다.
도시한 예에서, 카운터플레이트(10)는 실질적으로 편평하다. 대조적으로, 정면 혈소판(6)은, 카운터플레이트(10)를 향하고 있으며 버퍼 볼륨(16)을 에워싸는 측벽을 형성하는 주변 돌출 존(22)을 갖는다.
정면 혈소판(6)과 카운터플레이트(14) 둘 모두는 Si 및/또는 Si3N4로 만들며 예컨대 양극 본딩에 의해 서로에게 결합된다.
유체 인터페이스 장치의 제3 예를 도 24 내지 도 31에 도시한다. 이 장치는, 근단부(P), 원단부(D) 및 그 사이의 측방향 표면(S)을 갖는 세장형 본체로서 구성된다.
유체 전달 요소(4)의 정면 혈소판(6)은 측방향 표면(S)의 일부를 형성하도록 배치된다. 세장형 본체(B)의 원단부(D)는 뾰족한 형상을 갖는다.
도 24 내지 도 31의 실시예는, 버퍼 볼륨(16)이 각각의 마이크로채널 어레이(18) 및 하나의 유체 포트(20)와 연결되는 단일 구획을 포함하는 장치이다.
이들 도면에서 알 수 있게 될 바와 같이, 유체 포트(20)는 카운터플레이트(10)의 근위측에 배치되어 실질적으로 종방향으로 버퍼 볼륨(16) 내에 들어간다.
이로 인해, 단지 대략 5mm의 작은 전체 직경을 갖는 매우 콤팩트한 구조가 된다. 정면 혈소판(6)과 카운터플레이트(10)는, 특히 도 27에서 알 수 있는 바와 같이, 세장형 본체의 외장(outer sheath)을 형성하는 주변 베이스 요소(2)에 의해 둘러싸이는 2-플레이트 스택을 형성한다.
세장형 본체는 유체 포트(20)로부터 세장형 본체의 근단부의 채널 개구(104)로 인도되는 유체 통로(102)를 포함한다.
근단부에는, 유체 공급 커넥터를 채널 개구에 부착하기 위한 수단(106)이 구비된다.
도 32 내지 도 41은, 버퍼 볼륨이 2개의 별도의 구획(16a 및 16b)을 포함하는 유체 인터페이스 장치의 제4 실시예를 도시하며, 각각의 구획은 각각의 마이크로채널 어레이(18a, 18b) 및 각각의 유체 포트(20a, 20b)와 연결된다.
이들 2개의 구획은 세장형 본체(B)의 동일 측에 배치된다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 이 배치는, 더 먼 구획(16a)으로부터 채널 개구(104a)로 인도되는 유체 통로(102a)가 더 가까운 구획(16b)을 따라 측방향으로 배치되는 방식으로 통과해야 함을 요구한다.
도 32 내지 도 41에 도시한 실시예에서, 세장형 본체(B)에는, 원단부(D)로부터 근단부(E)로 연장하는 종방향 통로(108)가 구비된다.
이 통로는, 날카로운 만곡부가 없는 매끄러운 채널로 구성되며, 카테터(catheter) 타입 치료에 일반적으로 사용되는 가이드 와이어를 수용하는데 적절한 통상 0.5mm의 직경을 갖는다.
동정맥 단락과 같은 관상 구조에 이식하는데 적절한 유체 인터페이스 장치의 베이스 구조를 도 42에 예시한다. 이를 위해, 주변 베이스 요소(2)는 관형 세그먼트의 벽 섹션으로서 형성되며, 이러한 벽 섹션은 이하에서 더 상세하게 기재될 것이다.
베이스 요소(2)와 유체 인터페이스 구조(4) 사이에 컴팩트하고 신뢰할만하며 중간 기밀성의 연결을 형성하기 위해, 도 42에 도시한 바와 같은 배치가 사용될 수 있다. 그러한 배치는, 유체 전달 요소(4)를 에워싸며 이러한 요소를 베이스 요소(2)에 밀봉되게 연결하는 릿지 구조(34)를 포함한다.
릿지 구조(34)는, 사출 성형에 의해 유체 전달 요소(4) 주위에 형성되는 생체 적합성 열가소성 불소 폴리머로 만든다. 릿지 구조(34)의 유체 전달 요소(4)와의 우수한 접착을 촉진하기 위해, 정면 혈소판(6)은, 복수의 구멍(38)이 구비된 외부 돌출 칼라(36)를 갖는다. 도 42에 도시한 바와 같이, 릿지 구조(34)의 사출 성형된 소재는 칼라(36) 주위에 그리고 구멍(38) 내부에 배치되어, 폼-맞물림 효과를 제공한다. 구멍 대신, 칼라에는 리세스 및 돌출부와 같은 다른 타입의 맞물림 구조가 구비될 수 있었음을 이해하게 될 것이다.
도 42에 도시한 예에서, 주변 베이스 요소(2)는, 초음파 용접과 같은 적절한 결합 방법에 의해 릿지 구조(34)에 밀봉되게 연결된다. 이 편리한 결합 방법은, 릿지 구조(34)의 열가소성 폴리머와 주변 베이스 요소(2)의 열가소성 폴리머가 서로 동일하거나 호환되거나 해야 함을 요구함을 이해해야 할 것이다.
그러나, 다른 실시예에서, 릿지 구조(34)와 주변 베이스 요소(2)는 하나의 동일한 열가소성 폴리머로 일체형으로 형성된다.
도 42의 개략도에 또한 도시한 바와 같이, 정면 혈소판(6)과 카운터플레이트(14)는, 양극 본딩에 의해 형성되는 제1 접촉 존(44)에서 서로에게 결합된다.
또한, 카운터플레이트(14)와 스페이서(24)는, 적절한 접착제에 의해 제2 접촉 존(46)에서 서로에게 결합된다.
릿지 구조(34)와 주변 베이스 요소(2)가 일체형으로 형성되는 경우에 대해 도 42의 예시적인 장치를 조립하는 편리한 방법은 다음과 같이 요약할 수도 있다:
- 이전에 조립된 유체 전달 요소(4)를 정면 혈소판(6)을 아래로 한 채 대응하는 홀더 상에 놓는 단계,
- 스페이서 요소(24)를 카운터플레이트(14) 상에 스택한 후 적절한 접착제(46)로 결합하는 단계,
- 유체 전달 요소(4) 주위에서 사출 성형에 의해 릿지 구조(34)와 주변 베이스 요소(2)를 형성하는 단계.
혈관에 이식하는데 적절한 유체 인터페이스 장치의 실시예의 추가 세부 구성은 도 4 내지 도 16 및 도 43 및 도 44에 예시한다. 앞서 설명한 실시예에서의 특성에 대응하는 특성은 일반적으로 앞서와 동일한 참조번호로 지칭한다.
도 12 내지 도 16 및 도 43 및 도 44는 유체 공급 커넥터(54)를 부착한 유체 인터페이스를 도시한다. 특히 도 14 및 도 15와 도 43 및 도 44와 관련하여, 주변 베이스 요소(2)가 이 장치의 전체 관상 섹션과 일체형으로 형성될 수도 있음을 주목해야 한다.
그러한 경우에, 도 17 및 도 18의 하단부에서 2로 지칭한 특성은 실제로는 아래로 계속되어 실질적으로 원형의 폐쇄된 섹션을 형성할 것이다.
도 43 및 도 44에 예시한 바와 같이, 릿지 구조(34)와 주변 베이스 요소(2)는, 전체 장치가 이식될 수 있는 혈관의 횡단면에 따라 크기가 조정되는 오목한 횡단면을 갖도록 형성된다.
도 44와 도 18을 비교하면, 또한 주변 베이스 요소(2), 릿지 구조(34) 및 도 18의 실시예에서는 별도의 구성요소인 덮개부(40)가 도 44의 실시예에서는 일체형으로 형성됨을 알게 된다.
동정맥 단락과 같은 관상 구조에 연결하는데 특히 적절한 추가 실시예를 도 45 내지 도 50에 도시한다. 이 배치는, 제1 면(8)과 그에 대향하는 제2 면(10)을 갖는 정면 혈소판(6)으로 구성되는 유체 전달 요소(4)를 원주 방향으로 에워싸는 주변 베이스 요소(2)를 일반적으로 포함하며, 제1 면은, 이 장치가 환자에게 이식될 때 환자의 체액 영역(12)과 접촉한다.
유체 전달 요소는, 정면 혈소판의 제2 면에 대해 밀봉되게 스택되며 그 사이에 버퍼 볼륨(16)을 형성하는 카운터플레이트(14)를 더 포함한다.
정면 혈소판은, 버퍼 볼륨과 제1 면 사이에 유체 통로를 규정하는 마이크로채널(18)의 어레이를 포함한다.
주변 베이스 요소는, 층으로 놓이는 유체 전달 요소(4)의 밀봉 측방향 클로저를 제공하는, 일체형으로 형성된 릿지 구조(204)를 포함하는 일체형으로 형성된 관형 세그먼트(202)의 벽 섹션으로서 구성된다.
관형 세그먼트(202)에는 그 양 단부에서 환자에 이식된 동정맥 단락과 같은 관상 구조(210)의 대응하게 장착된 단부(208)에 중간 기밀성 결합하기 위한 연결 수단(206)이 구비된다. 도시한 예에서, 연결 수단은, O-링(214)을 수용하기 위한 종단 칼라(212)와 래칫(ratchet)형 외부 돌출부(206)가 구비된 관형 세그먼트(202)의 단부 섹션으로서 구성된다.
이들 도면에서 또한 알게 될 바와 같이, 이식된 관상 구조(210)의 단부(208)에는, 커넥터(206)와 협력하며 O-링(214)에 대해 밀봉되게 접하게 하는 역할을 하는 정면 표면을 갖는 축방향 전방 돌출 링 브라켓(218)을 갖는 크림프드 온 페룰(crimped on ferrule)(216)이 구비된다. 도시한 예에서, 연결은, 링 브라켓(218)에 방사상 외력을 가함으로써 릴리스 될 수 있다.
도 51은, 가드 요소(220)를 구비한 정면 혈소판(6)의 수직 단면을 도시한다. 이 개략적 렌더링에서 알 수 있는 바와 같이, 2개의 마이크로채널(18)이 제1 면(8)과 제2 면(10) 사이에 유체 연통 경로를 형성한다.
이 채널은 내부 직경(di)을 갖는 개구를 가지며, 내부 직경은 0.6㎛ 내지 2㎛의 범위에서 선택된다. 가드 요소는, 각각의 마이크로채널 출구 위의 횡방향 제한치(Dtr)를 규정하는 방식으로 형성되며, 횡방향 제한치는 마이크로채널 개구보다 크며 2㎛ 내지 4㎛의 범위에서 선택된다. 가드 요소는 필러로서, 즉 외부 직경(do)을 갖는 스터드 형 돌출부로서 또는 폭(do)과 전체 제1 면에 가로질러 연장할 수 있는 길이를 갖는 서로 평행한 리본으로서 구성될 수 있다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 가드 요소에 의해 규정된 횡방향 제한치(Dtr)는, 유체가 혈소판과 제1 면(8) 사이에 형성된 공동을 통해 여전히 흐르게 하면서도, 혈소판(TH)용 스탑을 형성한다.

Claims (37)

  1. 환자에게 유체를 공급 및/또는 환자로부터 유체를 배출시키는 유체 인터페이스 장치로서:
    주변 베이스 요소(2);
    상기 베이스 요소에 밀봉 연결되어 상기 장치의 중앙부를 형성하는 유체 전달 요소(4)로서, 상기 유체 전달 요소는 제1 면(8)과 제1 면에 마주보는 제2 면(10)을 갖는 전방 혈소판(6)을 포함하고, 상기 제1 면은 상기 장치가 환자에게 이식될 때 환자의 체액 영역(12)과 접촉하며, 상기 유체 전달 요소는 상기 전방 혈소판의 상기 제2 면을 향하여 밀봉 스택되어(stacked) 상기 제2 면과의 사이에 버퍼 볼륨(buffer volume)(16)을 형성하는 카운터플레이트(counterplate)(14)를 더 포함하고; 상기 전방 혈소판은 상기 버퍼 볼륨과 상기 제1 면 사이에 유체 통로를 형성하는 마이크로채널(18)의 적어도 하나의 어레이를 포함하며, 상기 마이크로채널은 0.2㎛ 내지 10㎛의 개구(Di)를 갖는, 유체 전달 요소(4)를 포함하고;
    상기 유체 전달 요소는 상기 버퍼 볼륨에 유체 전달 및/또는 상기 버퍼 볼륨으로부터 유체 배출을 위한 적어도 하나의 유체 포트(20; 20a, 20b, 20b)를 갖는, 유체 인터페이스 장치.
  2. 제1항에 있어서, 적어도 2개의 유체 포트를 갖는 유체 인터페이스 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 각 유체 포트(20; 20a, 20b, 20b)는 카운터플레이트에 배치되는 유체 인터페이스 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 마이크로채널은 0.6㎛ 내지 2㎛의 개구(Di)를 갖고, 상기 제1 면에는 상기 제1 면 내의 마이크로채널 출구에 의해 정해지는 평면에 대해 돌출하는 가드 요소가 제공되며, 상기 가드 요소는 각 마이크로채널 출구 위에 적어도 하나의 횡단 한계(Dtr)를 정하도록 하는 방식으로 형성되고, 상기 횡단 한계는 상기 마이크로채널 개구보다 더 크며 2㎛ 내지 4㎛의 범위에 있는 유체 인터페이스 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 혈소판은 실리콘(Si) 및/또는 실리콘 질화물(Si3N4)로 만들어지고, 상기 카운터플레이트는 유리로 만들어지는 유체 인터페이스 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 혈소판 및 상기 카운터플레이트는 양극 접합(anodic bonding)에 의해 서로 접합되는 유체 인터페이스 장치.
  7. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 카운터플레이트(10)는 실질적으로 편평하고, 상기 버퍼 볼륨은 상기 전방 혈소판(6)의 제2 면의 주변 돌출 구역(22) 내에 둘러싸 유체 인터페이스 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨은 각각의 구획이 각각의 마이크로채널 어레이와 연결되어 있는 적어도 2개의 별개의 구획 및 적어도 하나의 유체 포트를 포함하는 유체 인터페이스 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서, 바람직하게는 열가소성 폴리머로 만들어지는 스페이서 요소(24)를 더 포함하고, 상기 스페이서 요소는 상기 카운터플레이트(14)의 외부 면에 접착제로 연결되는 제1 스페이서 면(26)을 가지며, 상기 스페이서 요소는 제1 스페이서 면과 제2 스페이서 면(30)을 연결하는 횡단 채널(28a; 28b)을 포함하고, 각 횡단 채널은 상기 카운터플레이트의 유체 포트(20a; 20b) 중 하나와 제2 스페이서 면에 있는 대응하는 채널 개구(32a; 32b) 사이에 통로를 형성하도록 배치되는 유체 인터페이스 장치.
  10. 제9항에 있어서, 유체 공급 커넥터 및 상기 유체 공급 커넥터를 상기 스페이서 요소(24)에 분리 가능하게 부착하는 수단을 더 포함하고, 상기 유체 공급 커넥터는 상기 유체 공급 커넥터가 상기 스페이서 요소(24)에 부착될 때 측면 입구 포트로부터 상기 제2 스페이서 면(30)에 있는 채널 개구(32a; 32b)와 만나는 출구 포트로 각각 유도하는 커넥터 채널을 포함하는 유체 인터페이스 장치.
  11. 제10항에 있어서, 상기 커넥터 채널의 각각의 하나는 상호 접촉되는 커넥터 부분의 인접한 면 내에 한 쌍의 그루브(groove)로 형성되는 유체 인터페이스 장치.
  12. 제1항 내지 제11항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 전달 요소(4) 및 상기 베이스 요소(2)는 상기 유체 전달 요소(4)를 둘러싸는 릿지 구조(34)에 의해 서로에 밀봉 연결되고, 상기 릿지 구조는 사출 성형에 의해 상기 유체 전달 요소(4) 둘레에 형성되는 생체에 적합한 열가소성 수지로 만들어지는 유체 인터페이스 장치.
  13. 제12항에 있어서, 상기 주변 베이스 요소(2)는 덮개부(40)를 릿지 구조 위에 사출 성형함으로써 또는 초음파 용접에 의해 상기 릿지 구조(34)에 밀봉 연결되는 유체 인터페이스 장치.
  14. 제12항 또는 제13항에 있어서, 상기 주변 베이스 요소(2)는 환자의 혈관벽 내에 이식하는 데 적합한 열가소성 불소 중합체의 발포 패드로 형성되고, 사출 성형된 상기 릿지 구조(34)는 상기 열가소성 불소 중합체의 비발포체로 형성되는 유체 인터페이스 장치.
  15. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주변 베이스 요소(2)는 환자의 뼈 구조에 고정하는 데 적합한 릿지 프레임 구조로 형성되는 유체 인터페이스 장치.
  16. 제9항에 있어서, 상기 스페이서 요소(24)에 부착되는 유체 공급 커넥터(54)를 더 포함하고, 상기 유체 공급 커넥터는 입구 포트로부터 상기 제2 스페이서 면(30)에 있는 채널 개구(32a; 32b)와 만나는 출구 포트로 각각 유도하는 커넥터 채널을 포함하며, 상기 유체 공급 커넥터(54)는 상기 스페이서 요소(24) 및 상기 유체 전달 요소(4)를 캡슐화하고 또한 상기 주변 베이스 요소(2)를 형성하는 밀봉 매스(sealing mass)로 구성되는 유체 인터페이스 장치.
  17. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 유체 인터페이스 장치는 근단부(proximal end)(P), 원단부(distal end)(D) 및 근단부와 원단부 사이의 측표면(S)을 갖는 긴 모양의 몸체로서 구성되고, 유체 전달 요소의 전방 혈소판은 측표면의 부분을 형성하도록 배치되는 유체 인터페이스 장치.
  18. 제17항에 있어서, 상기 긴 모양의 몸체(B)의 원단부(D)는 뾰족한 형상을 갖는 유체 인터페이스 장치.
  19. 제17항 또는 제18항에 있어서, 상기 긴 모양의 몸체에는 상기 원단부(D)로부터 상기 근단부(E)까지 연장하는 종방향의 통로(108)가 제공되는 유체 인터페이스 장치.
  20. 제16항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주변 베이스 요소(2)는 긴 모양의 몸체의 외장을 형성하는 유체 인터페이스 장치.
  21. 제17항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 전방 혈소판 및 상기 카운터플레이트는 Si 및/또는 Si3N4로 만들어지는 유체 인터페이스 장치.
  22. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨은 각각의 마이크로채널 어레이(10)와 연결되어 있는 단일 구획 및 하나의 유체 포트(20)를 포함하는 유체 인터페이스 장치.
  23. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨은 각각의 마이크로채널 어레이와 연결되어 있는 단일 구획 및 2개의 유체 포트를 포함하는 유체 인터페이스 장치.
  24. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨은 2개의 별개의 구획(16a, 16b)을 포함하고, 각 구획은 각각의 마이크로채널 어레이(18a, 18b) 및 각각의 유체 포트(20a, 20b)와 연결되어 있는 유체 인터페이스 장치.
  25. 제17항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨은 2개의 별개의 구획을 포함하고, 각 구획은 각각의 마이크로채널 어레이 및 2개의 유체 포트와 연결되어 있는 유체 인터페이스 장치.
  26. 제24항 또는 제25항에 있어서, 상기 2개의 별개의 구획(16a, 16b)은 상기 긴 모양의 몸체의 동일 측면에 배치되는 유체 인터페이스 장치.
  27. 제17항 내지 제26항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 긴 모양의 몸체는 각 유체 포트에 대해 상기 긴 모양의 몸체의 근단부에 있는 채널 개구(104)로 유도하는 유체 통로(102)를 포함하는 유체 인터페이스 장치.
  28. 제27항에 있어서, 상기 근단부에는 유체 공급 커넥터를 대응하는 채널 개구의 각각에 부착하기 위한 수단(106)이 제공되는 유체 인터페이스 장치.
  29. 제1항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 주변 베이스 요소는 환자의 체액(12)을 함유하는 데 적합한 관형 세그먼트(tubular segment)의 벽 부분으로 구성되는 유체 인터페이스 장치.
  30. 제29항에 있어서, 상기 유체 전달 요소(4) 및 상기 베이스 요소(2)는 상기 유체 전달 요소(4)를 둘러싸는 릿지 구조(34)에 의해 서로에 밀봉 연결되고, 상기 릿지 구조는 사출 성형에 의해 상기 유체 전달 요소(4) 둘레에 형성되는 생체에 적합한 열가소성 수지로 만들어지며, 상기 주변 베이스 요소(2)는 신체에 적합한 열가소성 수지로 또한 만들어지는 상기 관형 세그먼트 상에 일체로 형성되는 유체 인터페이스 장치.
  31. 제29항 또는 제30항에 있어서, 상기 관형 세그먼트에는 양 단부에 환자의 전신 회로에 연결하기 위한 수단이 제공되는 유체 인터페이스 장치.
  32. 환자의 신체 영역에 유체를 공급 및/또는 환자의 신체 영역으로부터 유체를 배출하기 위한 시스템으로서, 상기 시스템은 제1항 내지 제13항 중 한 항에 따르는 유체 인터페이스 장치, 적어도 하나의 유체 포트(20a, 20b)를 통해 버퍼 볼륨에 제어된 유체 공급 및 상기 버퍼 볼륨으로부터 유체 배출을 위한 유체 저장 수단 및 유체 전달 수단을 포함하고, 상기 시스템은 미리 정의된 단계 시퀀스에 따라 적어도 아래의 단계:
    a) 상기 버퍼 볼륨을 통해 플러싱 매질을 흐르게 하는 단계;
    b) 마이크로채널 어레이를 통해 플러싱 매질을 흐르게 하는 단계;
    c) 상기 마이크로채널 어레이를 통해 환자의 체액을 배출하는 단계; 및
    d) 환자에게 치료제를 공급하는 단계를 수행할 수 있도록 구성되는 시스템.
  33. 제32항에 있어서, 상기 유체 전달 수단은 경피성 배관으로 구성되는 시스템.
  34. 제32항에 있어서, 상기 유체 전달 수단은:
    적어도 하나의 주사 챔버를 갖는 피하 이식 가능 주사 포트로서, 각 주사 챔버는 관통 가능한 격막으로 덮이는 상부 입구 개구 및 출구 개구를 갖는 피하 이식 가능 주사 포트;
    일 단부에서 상기 출구 개구에 연결 가능하고 타 단부에서 상기 유체 인터페이스 장치의 대응하는 유체 포트에 연결 가능한, 적어도 하나의 2 단부의 유체 전달 라인을 포함하는 시스템.
  35. 제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨을 통해 공급 매질의 지속적인 또는 간헐적인 흐름을 확립하는 수단을 더 포함함으로써, 공급 매질의 일부분이 상기 유체 전달 요소를 통해 환자에게 공급되는 시스템.
  36. 제32항 내지 제34항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 버퍼 볼륨을 통해 공급 매질의 지속적인 또는 간헐적인 흐름을 확립하는 수단을 더 포함함으로써, 공급 매질의 일부분이 상기 유체 전달 요소를 통해 환자에게 공급되는 시스템.
  37. 제32항에 따르는 시스템을 작동하는 방법으로서, 상기 방법에서 상기 시스템이 환자의 체액을 배출하지 않고 있을 때 또는 치료제를 환자에게 공급하지 않고 있을 때 환자의 신체 영역 내의 기저 압력에 비해 초과 압력을 유지하기 위해 버퍼 볼륨에 플러싱 매질이 공급됨으로써, 마이크로채널을 통해 환자의 신체 영역으로부터 상기 버퍼 볼륨으로의 어떠한 흐름도 방지하는 시스템 작동 방법.
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