WO2009099165A1 - 慢性閉塞性肺疾患の治療用器具 - Google Patents

慢性閉塞性肺疾患の治療用器具 Download PDF

Info

Publication number
WO2009099165A1
WO2009099165A1 PCT/JP2009/052022 JP2009052022W WO2009099165A1 WO 2009099165 A1 WO2009099165 A1 WO 2009099165A1 JP 2009052022 W JP2009052022 W JP 2009052022W WO 2009099165 A1 WO2009099165 A1 WO 2009099165A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
lung
obstructive pulmonary
instrument
pulmonary disease
chronic obstructive
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/052022
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Tatsuo Nakamura
Toshihiko Sato
Original Assignee
Kyoto University
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Kyoto University filed Critical Kyoto University
Publication of WO2009099165A1 publication Critical patent/WO2009099165A1/ja

Links

Images

Classifications

    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61F—FILTERS IMPLANTABLE INTO BLOOD VESSELS; PROSTHESES; DEVICES PROVIDING PATENCY TO, OR PREVENTING COLLAPSING OF, TUBULAR STRUCTURES OF THE BODY, e.g. STENTS; ORTHOPAEDIC, NURSING OR CONTRACEPTIVE DEVICES; FOMENTATION; TREATMENT OR PROTECTION OF EYES OR EARS; BANDAGES, DRESSINGS OR ABSORBENT PADS; FIRST-AID KITS
    • A61F2/00—Filters implantable into blood vessels; Prostheses, i.e. artificial substitutes or replacements for parts of the body; Appliances for connecting them with the body; Devices providing patency to, or preventing collapsing of, tubular structures of the body, e.g. stents
    • A61F2/0063—Implantable repair or support meshes, e.g. hernia meshes

Definitions

  • the present invention relates to a device for treating chronic obstructive pulmonary disease.
  • the present invention relates to a device for treating chronic obstructive pulmonary disease comprising a stretchable base material worn in a manner covering the lung.
  • COPD Chronic obstructive pulmonary disease
  • the pathophysiology of COPD includes (1) restriction of inspiratory airflow due to airway inflammation and stenosis, (2) hyperinflation due to destruction of alveoli and stroma, and (3) reduction of elastic contraction force of the lung itself. I can do it.
  • Conventional medical treatments for COPD include administration of bronchodilators, respiratory rehabilitation, oxygen therapy, and the like, which are mainly aimed at improving the pathophysiology of (1) above. It does not improve (2) and (3). Therefore, these medical treatments cannot be fundamental treatments.
  • lung transplantation and lung volume reduction (hereinafter also referred to as “LVRS”) have been performed as surgical treatment methods for COPD. Lung transplantation is a fundamental treatment for COPD, and its spread is desired. However, considering the small number of lung donors and the increasing frequency of COPD and enormous social costs, general treatment It cannot be.
  • LVRS is a technique that has been implemented since the 1990s in order to improve lung hyperinflation.
  • the basic idea of this treatment is as follows. That is, breathing is performed by passively decreasing or increasing lung volume by decreasing or increasing intrathoracic volume by the respiratory muscle group. Generally, muscles exhibit maximum contractile force near the maximum muscle length.
  • emphysema a type of obstructive pulmonary disease, the diaphragm, which is the largest inspiratory muscle, has been shortened by about 40% due to overexpanded lungs compared to healthy subjects, and the maximum inspiratory volume ( IC) is also limited, and it is said that shortness of breath and difficulty in breathing are caused because it becomes impossible to cope with an increase in oxygen demand during work.
  • Non-patent Document 3 LVRS has been devised, which is a surgery that removes a part of the lung that has become hyperinflated so that it can exhale.
  • Non-Patent Document 4 a large-scale multi-center comparative clinical trial was conducted in the United States for 5 years (Non-Patent Document 4).
  • LVRS has an effect of improving respiratory function and prognosis in patients with low locomotor ability due to lesions biased in the upper lobes of both lungs, but medical treatment is effective for diffuse lesions.
  • LVRS Ineffective compared to treatment; LVRS removes the lung, resulting in postoperative air leakage from the lung parenchyma and decreased pulmonary vascular bed, resulting in a high complication rate including death And that the effect is lost in the years after surgery. Because of these problems, in recent years, the number of LVRS cases has decreased to about 200 a year. Further, LVRS does not improve the elastic contraction force of the lung itself.
  • Patent Document 1 a method of covering a part of a lung that has been inflated with a stretchable material has also been proposed (Patent Document 1, Non-Patent Document 5).
  • This method aims to obtain an effect of irreversibly constricting and reducing a part of the lung that has fallen into hyperinflation, and is basically the development of a device for safely performing LVRS, The effect of restoring the elastic contraction force of the lung itself is not included.
  • the present invention provides a surgical treatment method for chronic obstructive pulmonary disease that has a low risk associated with treatment, has a therapeutic effect regardless of the nature of the lesion, and has a long treatment duration. It is an object of the present invention to provide an instrument used in the field.
  • the present inventors have made extensive studies from the viewpoint that suppression of lung overexpansion and recovery of elastic contraction force are essential. Discovered that it is possible to obtain an effect of suppressing lung overexpansion and a recovery effect of elastic contraction force by attaching a device made of a conductive base material, thereby reducing the risk associated with treatment and We have succeeded in developing a device that can be used for the treatment of chronic obstructive pulmonary disease, which has a therapeutic effect regardless of its nature and has a long treatment duration. That is, the present invention is as follows.
  • a therapeutic device for chronic obstructive pulmonary disease comprising a stretchable base material that is mounted in a manner covering at least a part of the lung, and the device does not stenosis of the lung when used, and is an ideal lung
  • a composite compliance between the lung and the device when the device is attached is 0.05 liter / cmH 2 O or more and 0.15 liter / cmH 2 O or less.
  • the stretchable substrate is silicone rubber, polyester-based thermoplastic elastomer, polyamide-based thermoplastic elastomer, polyolefin-based thermoplastic elastomer, fluororesin-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based thermoplastic elastomer, polyurethane-based block copolymer, or The device according to any one of the above [1] to [3], which is composed of one or more materials selected from the group consisting of a graft copolymer thermoplastic elastomer and a thermoplastic silicone vulcanized rubber.
  • the therapeutic device for chronic obstructive pulmonary disease of the present invention By covering the diseased lung with the therapeutic device for chronic obstructive pulmonary disease of the present invention, an effect of suppressing lung overexpansion and an effect of restoring elastic contraction force can be obtained, so that the risk associated with treatment is low. Therefore, it is possible to treat chronic obstructive pulmonary disease having a therapeutic effect regardless of the nature of the lesion and having a long treatment duration.
  • the device of the present invention it is possible to improve the lung time constant of chronic obstructive pulmonary disease, reduce tensile stress during respiratory exercise on lung tissue, and correct ventilation imbalance. Become.
  • the treatment method using this device does not require excision of the lung, the problem of complications caused by prolonged air leakage after the operation, which was a problem in the conventional method, is solved.
  • FIG. 5 It is a schematic diagram which shows an example of the mounting method to the lung of the instrument of this invention. It is a figure which shows the relationship between the synthetic
  • the present invention relates to a device for treating chronic obstructive pulmonary disease.
  • the device for treating chronic obstructive pulmonary disease provided by the present invention comprises an elastic base material that is mounted in a manner covering at least a part of the lung, and the device does not constrict the lung when used, and is ideal. It is characterized by defining a diseased lung in the lung volume and generating an elastic force in the direction of contracting the lung as the lung expands.
  • the device is mounted in a manner that covers at least a portion of the lung.
  • the “embodiment covering at least a part of the lung” means that the device is in contact with at least a part of the lung.
  • the above-mentioned “wearing” means fixing the device so as not to be displaced even by expansion and contraction of the lung accompanying breathing.
  • the above-mentioned “wearing in a manner covering at least a part of the lung” means fixing the device so that it is in contact with at least a part of the lung and is not displaced by the expansion and contraction of the lung.
  • the device of the present invention is attached to the lung after thoracotomy.
  • the lung is an organ fixed to the mediastinum by the hilar region and the lower lung ligament continuous with the hilar region.
  • the hilar is a structure that can be said to be the trunk part of the left and right lung lobes composed of bronchi, pulmonary arteriovenous, lymphatic vessels, and nerves.
  • the device usually has a bag-like shape with a part of the opening, and the opening that is movable in a stretchable or purse-like shape passes through the above-mentioned hilar structure. At this time, it is designed not to have a shape that compresses or inhibits the hilar structure (see FIG. 1).
  • the shape of the device is usually a stretchable bag, but it may be a sheet.
  • the fixing method is to cover the lung after thoracotomy and open the hilar region. It is also possible to sew the instruments together in the shape of a part.
  • the fixation method the shape of the device itself is usually adapted to the lung, so the opening is fixed if it is larger than the trunk of the left and right lobes fixed by the hilar and lower lung ligaments and smaller than the lung. Is done.
  • the method of fixing using an adhesive is also mentioned, As a preferable raw adhesive, a fibrin glue is mentioned, for example.
  • the device of the present invention is attached to at least a part of the lung, it is preferably attached to the entire lung from the viewpoint of correcting the ventilation imbalance.
  • the therapeutic effect can be obtained by attaching the device to the entire lung, which is an advantage of the present invention compared to lung volume reduction (LVRS).
  • LVRS lung volume reduction
  • wearing of an instrument are the shape and magnitude
  • the device is manufactured as a bag, cylinder or cone having an appropriate size, and appropriately cut and sewn at the time of mounting.
  • the device By adjusting the above, it may be adapted to the shape and size of the target lung or lung portion.
  • Specific examples of the shape and size of the device in the manufacturing stage include a bag shape, a cylinder shape, or a cone shape having a diameter of 10 to 40 cm and a height of 30 to 100 cm.
  • the device preferably has an opening so as to be suitable for covering the target lung.
  • the lung volume of a diseased lung that has undergone hyperinflation is defined as an ideal lung volume.
  • “defining the diseased lung to an ideal lung capacity” means correcting the lung capacity in a resting expiratory state (described later) to an ideal lung capacity. Respiration is performed by passively decreasing or increasing lung volume by decreasing or increasing intrathoracic volume by the respiratory muscle group. Generally, muscles exhibit maximum contractile force near the maximum muscle length.
  • the device of the present invention By using the device of the present invention, it is possible to suppress lung overexpansion without resecting the lung and achieve a reduction in lung volume in a resting expiratory state.
  • the “ideal” lung volume can be obtained from a CT scan, an X-ray photograph, a respiratory / lung function test, etc. by a person (eg, a doctor) who is usually assumed to perform the wearing procedure of the device of the present invention. Appropriately.
  • a method for defining a diseased lung to an ideal lung capacity using the device of the present invention will be described in the section on the treatment of chronic obstructive pulmonary disease using the device described later.
  • the present invention is characterized in that the diseased lung is regulated to an ideal lung volume without constricting the lung, and an elastic force is generated in the direction of contracting the lung as the lung expands.
  • Such features contribute to the recovery of the elastic contractile force of the lung in chronic obstructive pulmonary disease. That is, the device of the present invention allows the lungs of chronic obstructive pulmonary disease to expand during inhalation and contracts in the diseased lungs by generating an elastic force in the direction of contracting the lungs as the lungs expand. Has the effect of imparting power.
  • the above “stenosis” means that when the device of the present invention is attached to at least a part of the lung, the expansion of the part is significantly prevented.
  • stenosis means, for example, that when the device is attached to at least a part of the lung, the volume at the time of maximum expansion of the part is reduced by about 80% or more compared to when not attached, Means a state that continues irreversibly.
  • producing an elastic force in the direction of contracting the lungs as the lungs expand means that the device of the present invention attached to the lungs also expands as the lungs expand during inspiration, thereby It means that an elastic contraction force is generated in the device, and the elastic contraction force of the device also becomes a force for contracting the lungs.
  • the device of the present invention comprises a stretchable substrate.
  • the device of the present invention is suitable for the above-mentioned purpose of “defining the diseased lung to an ideal lung volume without constricting the lung and generating an elastic force in the direction of contracting the lung as the lung expands”. It is necessary to have an elastic contraction force.
  • lung compliance is used as an index suitable for evaluating the elastic contraction force of the lung.
  • the compliance of the device is Ci
  • lung compliance of the lung In order to achieve such synthetic compliance, it is necessary to make the compliance of the device of the present invention appropriate, and for that purpose, it is desirable to measure lung compliance of the lung to be treated.
  • a method for measuring lung compliance there is a measurement by a body plethysmograph using a body box. This is because the subject is placed in a sealed room (body box), breathes, the difference between intrathoracic pressure (esophageal pressure) and alveolar pressure, and exhalation with maximum effort with the shutter valve closed. And changes in intrapulmonary pressure and volume at the time of inhalation, and measures the compliance of the thorax and lungs, respectively.
  • the rib cage compliance is about 0.1-2 liter / cmH 2 O
  • the lung only compliance is about 0.03-0.1 liter / cmH 2 O. Since it is the reciprocal of the sum of the reciprocal of compliance, it is about 0.05 to 0.1 liter / cmH 2 O.
  • lung compliance increases in COPD disease states, wearing the device results in a decrease in the composite compliance between the lung and the device. If the compliance of the target lung is 1 liter / cmH 2 O, and the compliance of the device is 0.11 liter / cmH 2 O, the composite compliance between the lung and the device is 0.1 liter / cmH 2 O. It can be corrected.
  • the instrument compliance is usually about 0.05 liters / cmH 2 O to about 0.2 liters / cmH 2 O
  • the instrument is suitable for human adult lungs with chronic obstructive pulmonary disease.
  • the instrument compliance is 0.1-0.2 liter / cmH 2 O
  • An instrument can be suitably used.
  • the volumetric modulus of elasticity of the device of the present invention to achieve the preferable range of the composite compliance is typically about 5 cmH 2 O / liter to about 15 cmH 2 O / liter (about 5 hPa). / Liter to about 15 hPa / liter).
  • a device with a bulk modulus of 5-10 hPa / l can be suitably used. .
  • the device of the present invention has a suitable compliance or elasticity as described above, it will typically be about 0 cmH 2 O to about 10 cmH 2 O (with respect to the lungs during the inspiration process when the device is worn. A pressure change of about 0 hPa to about 10 hPa) is applied.
  • the stretchable base material As a material of the stretchable base material, it is possible to give the device an appropriate elastic contraction force as described above, exhibit sufficient mechanical strength and durability, hardly adhere to the lungs and chest wall, and Any material having biocompatibility can be used.
  • the material include various elastomer materials such as rubber or thermoplastic elastomer.
  • the rubber a silicone rubber (addition curing type) that is cured by a hydrosilylation reaction is preferable.
  • the thermoplastic elastomer what is called a block copolymer thermoplastic elastomer including both a hard segment and a soft segment, and a thermoplastic resin that can be obtained by homogeneously mixing an elastomer component and a thermoplastic resin.
  • the block copolymer thermoplastic elastomer examples include polyester-based thermoplastic elastomers (for example, polyethylene terephthalate, polybutylene terephthalate, and polytrimethylene terephthalate), polyamide-based thermoplastic elastomers (for example, nylon 6, nylon 66, nylon 610, And nylon 612), polyolefin-based thermoplastic elastomers (for example, polyethylene and polypropylene), fluororesin-based thermoplastic elastomers (for example, expandable polytetrafluoroethylene), polyurethane-based thermoplastic elastomers (for example, polyurethane segmented poly) Ether urethanes, segmented polyether urethane ureas, polycarbonate polyurethanes, etc.) and polyurethane block copolymers or RAFT copolymer thermoplastic elastomer (e.g., polyurethane - block copo
  • thermoplastic vulcanized rubber examples include thermoplastic silicone vulcanized rubber in which the crosslinked elastomer component is a silicone rubber and the thermoplastic resin component is an organic non-silicone polymer. These materials may be selected from those that are usually commercially available and having desired characteristics.
  • the stretchable base material may be composed of a single material or may be composed of a plurality of materials.
  • biodegradable fibers may be knitted or used as a component of the stretchable substrate. Examples of the biodegradable fiber include fibers such as polyglycolic acid, polylactic acid, and caprolactam polymer.
  • the above-mentioned material is, for example, a film-like shape (hereinafter also referred to as a stretchable membrane) or a net-like shape (hereinafter referred to as a stretchable membrane). Also called elastic net).
  • the thickness of the stretchable substrate is not limited to the following, but is usually 0.2 mm to 3 mm, preferably 0.5 mm to 1 mm.
  • the instrument of the present invention can be obtained by molding the above-described material using a molding method and a molding apparatus that are usually used industrially.
  • the above-described material is appropriately used by, for example, a molding method and a molding apparatus that are usually used in industry such as injection molding, extrusion molding, press molding, calendar molding, or blow molding. It can be obtained by molding. It is necessary to appropriately determine conditions such as the elastomer material to be used, the catalyst component, the cross-linking agent, and other additives, the order in which the components are added, the apparatus to be used, the reaction temperature, etc. in order to obtain a desired instrument. Can be easily determined from well-known technical knowledge.
  • the shape eg, bag shape, cylindrical shape, conical shape, etc.
  • the shape adjustment such as cutting and sewing shrinkage immediately before mounting the device is not great. It is preferable to set it as the instrument which has.
  • the stretchable net is composed of a thread-like material made of the above-described polymer material (for example, an elastomer) in order to generate an elastic force in the direction of contracting the lung as the lung expands.
  • the shape of the elastic net made of such a thread is not particularly limited as long as the above-mentioned purpose is achieved, but a flat plate, a non-woven fabric, a knit, and the like are preferable, and a knit is particularly preferable from the viewpoint of being easily adapted to the shape of the lung.
  • a twisted yarn can be used as the filamentous material constituting the stretchable net, and examples thereof include a filamentous material obtained by heat-setting 2 to 30 twisted yarns.
  • a yarn-like material obtained by twisting a single yarn having an elongation stress of 2.0 to 15.0 g and heat setting for several minutes can be given.
  • the elongation stress of one filamentous material constituting the stretchable net is 2.0 to 50.0 g, but is not limited thereto.
  • the biodegradable fiber mentioned above what is necessary is just to use what was manufactured in the thread form by the normal manufacturing method, for example, melt spinning.
  • biodegradable fibers are usually knitted into instruments for the purpose of changing the elastic contraction force over time
  • the physical characteristics of the filamentous material eg, fineness, fiber length, cross-sectional shape
  • And tensile stress etc. are not limited.
  • the ratio of the biodegradable fiber in the instrument is not limited as long as the above object can be achieved.
  • the shape of the mesh constituting the stretchable net is not particularly limited, but a polygon is preferable.
  • the stretchable net since a constant pressure is applied to the lung surface, the stretchable net is preferably a uniform polygon and a structure having elastic force. Is preferable, and a square or rhombus is particularly preferable. Further, if the size of one mesh constituting the stretchable net is too large, the lung tissue may get stuck and an undesirable result may be caused. On the other hand, if it is too small, the contact area between the lung and the stretchable net increases, which may cause damage to the lung due to an increase in shear stress.
  • the area of one mesh in a state where the stretchable net is stretched to the maximum is preferably about 4 square centimeters (when the mesh is a square, one side is about 2 cm) or less, more preferably It is about 1 square centimeter or less (one side is about 1 cm when the mesh shape is square).
  • the area of the mesh when the stretchable net is not stretched is preferably 0.01 mm 2 or more and 100 mm 2 or less, more preferably 1 mm 2 or more and 25 mm 2 or less.
  • the fineness of the filaments constituting the stretchable net should not be too thick so as not to give excessive elastic contraction force to the lungs, and the elastic contraction force given to the lungs should not be too weak. It must not be too thin.
  • the fineness of the filamentous material include 2.0 to 50 D (denier).
  • the stretchable net of the device of the present invention is a stretchable net made of a thread-like material
  • the thread-like material is layered in a mesh shape, and heat of about 150 ° C. is applied to the intersecting portion of the thread-like material from at least one of the front and back for a predetermined time
  • it can be produced by melting (by heat setting) to form a net and appropriately cutting according to the size of the lung portion covering the net.
  • the instrument is used after undergoing the necessary sterilization process, but it must not be deformed or altered by this sterilization process.
  • the sterilization process there is usually EOG gas sterilization or sterilization by gamma irradiation.
  • a method for treating chronic obstructive pulmonary disease using the device described above includes attaching the device described above to the lung so as to cover at least a portion of the lung.
  • the treatment is performed in a form that includes a series of surgical procedures.
  • the method of treatment comprises providing an instrument; opening the subject to be treated; covering the instrument on at least a portion of the lung; attaching the instrument to the portion; and closing the chest Including doing.
  • the above-mentioned “preparing the instrument” refers to preparing the instrument of the present invention suitable for the target lung before surgery.
  • the device of the present invention enables resetting of the resting breath state (FRC level).
  • the resting expiratory state is a state in which the elastic contraction force of the lungs and the elastic expansion force of the chest wall are balanced and are the lowest in terms of energy.
  • the lung capacity functional residual capacity
  • the balance position can be adjusted by covering the lung of the subject with the device of the present invention.
  • the device of the present invention is made to a balance point that is desirable for the respiratory condition of the subject patient.
  • the device of the present invention is manufactured in accordance with an ideal resting breathing state (FRC level), thereby making it possible to define a diseased lung in an ideal lung capacity. It is possible to determine the shape and volume of the lung in the resting breathing state of the subject patient by CT scan, X-ray photograph, respiratory / pulmonary function test, etc. From these information, the shape and size suitable for the subject lung or the subject lung part You should prepare the equipment.
  • FRC level ideal resting breathing state
  • the “open chest” and “closed chest” in the present invention are not particularly limited as long as the above-mentioned device of the present invention is incised in the chest of the treatment target to such an extent that it can be worn to cover the target lung, It is used in a sense that encompasses not only a narrowly defined surgical “open / close chest” operation but also an operation method performed in endoscopic surgery. Specific procedures and methods thereof are well known to those skilled in the art.
  • the terms “coating” and “wearing” in the treatment method are synonymous with those described in the description of the device of the present invention.
  • the device preferably has an opening to facilitate coverage of the lung through which the device can be covered. If necessary to properly place the device in the lung, the device may be appropriately cut during the operation, but preferably should have an appropriate shape so as not to require cutting. In addition, in order to wear the instrument, it may be adjusted to an ideal shape and size by adjusting, for example, intraoperative cutting and sewing.
  • Test Example 1 Synthetic Compliance and Instrument Elasticity Simulation
  • lung compliance synthetic compliance
  • the appliance compliance Ci is given by the following formula (1): Clung x Csyn / (Clung-Csyn); Is required.
  • the lung compliance of the three kinds of disease levels and the desired target compliance are applied to the above formula (1), the instrument of the present invention is attached to the model lung, and the relationship between the synthetic compliance between the model lung and the instrument and the elasticity of the instrument is shown. Examined.
  • the desired instrument design compliance is about 0.05 to 0.19 liter / cm H 2 O.
  • Design modulus of similarly desirable instrument was simulated to be a 5.3cmH 2 O / l ⁇ 16cmH 2 O / liter.
  • Test example 2 Measurement of pressure / volume curve in adult beagle lung model Extracted beagle lungs from negative pressure drive chamber (Fig. 3; self-made; sealed glass container, automatic ventilator, pressure monitor, and breathing) The pressure / volume curve was measured. The experiment was performed on normal lung and lung when the device of the present invention was mounted. Here, the normal lung is a beagle adult dog (body weight 8 kg to 10 kg) euthanized with a drug and then the bilateral lungs removed. It was set in a negative pressure drive chamber at 28 ° C., and a pressure / volume curve was measured.
  • FIG. 4 shows a photograph in which a beagle adult dog lung model was prepared with a plaster mold and the device of the present invention for covering the model was prepared by three-dimensional sewing. The device was applied by applying a 5 cm H 2 O pressure to the dog lung, placing the lung at this size in a resting expiratory position, and applying no pressure to the lung and covering the lung without sagging.
  • the canine lung was ventilated after inflation with 20 cmH 2 O pressure, and the measured pressure / volume curve is shown in FIG.
  • the horizontal axis represents pressure, and the vertical axis represents capacity.
  • the left side of FIG. 5 is a static pressure / volume curve
  • the right side of FIG. 5 is a dynamic pressure / volume curve.
  • curve 1 corresponds to the normal lung
  • curve 2 corresponds to the lung when the device of the present invention is mounted.
  • the lower part indicates an inhalation process
  • the upper part indicates an expiration process.
  • the slope of the curve indicates compliance, and elasticity is represented by this reciprocal.
  • Esyn (Elung + Ei) when the lung and the device attached are regarded as an integral elastic body.
  • the accumulated energy increment is applied to the device, and the stress on the lung parenchyma is reduced.
  • the elasticity is further reduced than in normal lungs, and it is possible to improve the respiratory motion and physiological function by displacing the curve to the right by wearing the instrument.
  • the therapeutic device for chronic obstructive pulmonary disease of the present invention By covering the diseased lung with the therapeutic device for chronic obstructive pulmonary disease of the present invention, an effect of suppressing lung overexpansion and an effect of restoring elastic contraction force can be obtained, so that the risk associated with treatment is low. Therefore, it is possible to treat chronic obstructive pulmonary disease having a therapeutic effect regardless of the nature of the lesion and having a long treatment duration.
  • the device of the present invention it is possible to improve the lung time constant of chronic obstructive pulmonary disease, reduce tensile stress during respiratory exercise on lung tissue, and correct ventilation imbalance. Become.

Landscapes

  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Cardiology (AREA)
  • Oral & Maxillofacial Surgery (AREA)
  • Transplantation (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Biomedical Technology (AREA)
  • Heart & Thoracic Surgery (AREA)
  • Vascular Medicine (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Animal Behavior & Ethology (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Public Health (AREA)
  • Veterinary Medicine (AREA)
  • Prostheses (AREA)

Abstract

　本発明は、治療に伴う危険性が低く、病変の性質によらず治療効果を有し、且つ治療の持続期間が長い慢性閉塞性肺疾患の外科的治療法に使用される器具を提供することをその目的とする。 　上記課題は、肺の少なくとも一部分を被覆する態様で装着される伸縮性基材からなる慢性閉塞性肺疾患の治療用器具であって、該器具はその使用時に肺を狭窄せず、理想的な肺容量に疾患肺を規定し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じることを特徴とする、器具によって解決される。

Description

慢性閉塞性肺疾患の治療用器具
　本発明は、慢性閉塞性肺疾患の治療用器具に関する。詳細には、本発明は、肺を被覆する態様で装着される伸縮性基材からなる慢性閉塞性肺疾患の治療用器具に関する。
　慢性閉塞性肺疾患（以下、「ＣＯＰＤ」ともいう）は、１９９０年の世界統計では全疾患の中で第６位の死亡原因であるが、近年増加が著しく、世界保健機関（ＷＨＯ）の疫学調査によれば、２０２０年には第３位の死亡原因になると予測されている（非特許文献１）。わが国においては、ＣＯＰＤの患者数は５３０万人にのぼり、今後さらに増加する傾向にある（非特許文献２）。ＣＯＰＤは、様々の原因（特に喫煙）により引き起こされる肺の慢性炎症により、肺胞の破壊や気管支粘液腺の肥大が起き、その結果呼吸不全に至る病気である。ＣＯＰＤは進行性の疾患であり、有症状後５年生存率は５０％程度と予後不良である。それゆえ、ＣＯＰＤに対する新たな治療法の開発が待たれている。
　ＣＯＰＤの病態生理として、（１）気道の炎症・狭窄による吸気気流の制限、（２）肺胞・間質の破壊による過膨張、及び（３）肺自身の弾性収縮力の減少を挙げることが出来る。
　ＣＯＰＤの従来の内科的治療法としては、気管支拡張剤の投与、呼吸リハビリテーション、及び酸素療法などが行われているが、これらは上記（１）の病態生理を主に改善させる目的であり、上記（２）及び（３）を改善するものではない。従って、これらの内科的治療法は、根本的な治療法にはなり得ない。
　一方、ＣＯＰＤに対する外科的治療法としては、肺移植及び肺容量減少術（以下「ＬＶＲＳ」ともいう）などが行われてきた。肺移植はＣＯＰＤの根本的な治療法であり、その普及が望まれているが、肺ドナー数が少なく、また、増加するＣＯＰＤ頻度及び莫大な社会的費用負担を考えると、一般的な治療法とはなり得ない。
　ＬＶＲＳは、肺の過膨張を改善する目的で１９９０年代より施行されてきた術式である。この治療法の基本となる考え方は以下である。即ち、呼吸は胸郭内容量を呼吸筋群により減少又は増加させることにより肺容量を受動的に減少又は増加させることで行われている。一般に筋肉は、最大筋長近くで最大収縮力を示す。閉塞性肺疾患の一種である肺気腫の患者においては、最大の吸気筋である横隔膜は健常者に比べて過膨張した肺により４０％程度の短縮が認められており、これに伴い最大吸気量（ＩＣ）も制限され、労作時の酸素需要の増大に対応出来なくなるために息切れや呼吸困難を生じるとされている。過膨張の抑制がＣＯＰＤの症状改善のために必須である（非特許文献３）。この観点から、過膨張に陥った肺の一部分を切除し、息を吐ききれるようにする手術であるＬＶＲＳが考案された。
　ＬＶＲＳの有効性に関して、アメリカ合衆国において５年間にわたる大規模な多施設共同の比較臨床試験が行われた（非特許文献４）。この臨床試験の結果、ＬＶＲＳは、両肺の上葉に病変が偏っており運動能力が低下している患者群には呼吸機能改善及び予後改善効果があるが、びまん性の病変には内科的治療法と比べて効果がないこと；ＬＶＲＳでは肺を切除するため、肺実質からの術後の空気漏れ・肺血管床の減少がみられ、その結果、死亡を含めた合併症率が高いこと；及び、術後数年間でその効果は失われてしまうこと、などが示された。これらの問題点から、近年、ＬＶＲＳの施行例数は年間２００例程度まで減少している。また、ＬＶＲＳは、肺自身の弾性収縮力を改善するものではない。
　ＣＯＰＤに対する外科的治療法として、過膨張に陥った肺の一部分を伸縮性の材料で被覆する方法も提案されている（特許文献１、非特許文献５）。この方法は、過膨張に陥った肺の一部を非可逆的に狭窄し、縮小する効果を得ることを目的としており、基本的にはＬＶＲＳを安全に行うための装置の開発であって、肺自体の弾性収縮力の回復という効果は含まれない。
特開２００１－８７２７０号公報 ＷＨＯ　Ｆａｃｔ　Ｓｈｅｅｔ，Ｎｏ．３１５，２００６　Ｎｏｖｅｍｂｅｒ 福地ほか，Ｒｅｓｐｉｒｏｌｏｇｙ，２００４　Ｎｏｖ；９（４）：ｐ．４５８－４６５ Ｇａｒｙ　Ｔ．Ｆｅｒｇｕｓｏｎほか，Ａｍ．Ｊ．Ｒｅｓｐｉｒ．Ｃｒｉｔ．Ｃａｒｅ　Ｍｅｄ．，１９９８　Ａｐｒ：１５７（４）：ｐ．１１９５－１２０３ ＮＥＴＴ　Ｒｅｓｅａｒｃｈ　Ｇｒｏｕｐ，ＮＥＪＭ，２００３；３４８：ｐ．２０５９－２０７３ Ｓｔｅｖｅｎ　Ｎ．　Ｍｉｎｋほか，ＣＨＥＳＴ，２００４；１２３：ｐ．６３３－６４３
　本発明は、当該技術分野の上記現状を鑑み、治療に伴う危険性が低く、病変の性質によらず治療効果を有し、且つ治療の持続期間が長い慢性閉塞性肺疾患の外科的治療法に使用される器具を提供することをその目的とする。
　本発明者らは、上記課題を解決するためには、肺の過膨張の抑制及び弾性収縮力の回復が必須であるという観点から鋭意検討を重ねた結果、慢性閉塞性肺疾患の肺に伸縮性基材からなる器具を装着することにより、肺の過膨張の抑制効果及び弾性収縮力の回復効果を得ることが可能であることを発見し、それにより、治療に伴う危険性が低く、病変の性質によらず治療効果を有し、且つ治療の持続期間の長い慢性閉塞性肺疾患の治療法に使用される器具の開発に成功した。即ち、本発明は以下の通りである。
［１］肺の少なくとも一部分を被覆する態様で装着される伸縮性基材からなる慢性閉塞性肺疾患の治療用器具であって、該器具はその使用時に肺を狭窄せず、理想的な肺容量に疾患肺を規定し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じることを特徴とする、器具。
［２］器具の装着時における肺と器具との合成コンプライアンスが０．０５リットル／ｃｍＨ２Ｏ以上０．１５リットル／ｃｍＨ２Ｏ以下である、上記［１］に記載の器具。
［３］伸縮性基材が、エラストマー素材から構成される、上記［１］又は［２］に記載の器具。
［４］伸縮性基材が、シリコーンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系ブロック共重合体若しくはグラフト共重合体熱可塑性エラストマー、及び熱可塑性シリコーン加硫ゴムからなる群から選択される１以上の素材から構成される、上記［１］～［３］のいずれか１項に記載の器具。
［５］伸縮性基材が、素材が膜状に成型されたものである、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の器具。
［６］伸縮性基材が、素材がネット状に編まれたものである、上記［１］～［４］のいずれか１項に記載の器具。
［７］非伸縮時の網目の面積が、０．０１ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下である、上記［６］に記載の器具。
［８］肺の少なくとも一部分に被覆するための開口部を有する、上記［１］～［７］のいずれか１項に記載の器具。
［９］その形状が、直径１０～４０ｃｍ、高さ３０～１００ｃｍの袋状、筒状又は円錐状である、上記［１］～［８］のいずれか１項に記載の器具。
［１０］上記［１］～［９］のいずれか１項に記載の器具を使用する、慢性閉塞性肺疾患の治療法。
　本発明の慢性閉塞性肺疾患の治療用器具を該疾患肺に被覆することにより、肺の過膨張の抑制効果及び弾性収縮力の回復効果が得られ、以って治療に伴う危険性が低く、病変の性質によらず治療効果を有し、且つ治療の持続期間の長い慢性閉塞性肺疾患の治療が可能となる。また、本発明の器具を使用することにより、慢性閉塞性肺疾患の肺の時定数を改善し、肺組織に対する呼吸運動中の引張りストレスを軽減し、且つ換気不均衡を是正することが可能となる。また、この器具による治療方法は肺の切除を必要としないため、従来方法で問題であった手術後の遷延する空気漏れによる合併症の問題も解決する。
本発明の器具の肺への装着方法の一例を示す模式図である。 肺と該器具との合成コンプライアンス（横軸）と本発明の器具のコンプライアンス（縦軸）との関係を示す図である。 圧・容量曲線の計測に使用した陰圧ドライブチャンバーの模式図である。 ビーグル成犬肺石膏モデルに3次元縫製した本発明の器具を仮装着した写真である。 圧・容量曲線を示す図である。横軸は圧、縦軸は容量を表す。図５左は静的圧・容量関係を、図５右は動的圧・容量関係を示す。それぞれのグラフで曲線１は正常肺、曲線２は本発明の器具を装着した肺に対応する。
　本発明は、慢性閉塞性肺疾患の治療用器具に関する。本発明が提供する慢性閉塞性肺疾患の治療用器具は、肺の少なくとも一部分を被覆する態様で装着される伸縮性基材からなり、該器具はその使用時に肺を狭窄せず、理想的な肺容量に疾患肺を規定し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じることをその特徴とする。
　上述のように、該器具は肺の少なくとも一部分を被覆する態様で装着される。ここで上記「肺の少なくとも一部分を被覆する態様」とは、該器具が肺の少なくとも一部分と接触していることを意味する。また、上記「装着」とは、呼吸に伴う肺の膨張及び収縮によっても、該器具が転置しないように固定することを意味する。従って、上記「肺の少なくとも一部分を被覆する態様で装着」するとは、該器具を、肺の少なくとも一部分と接触させ、且つ肺の膨張及び収縮によっても転置しないよう固定することを意味する。
　本発明の器具は開胸後の肺に装着するものである。肺は肺門部及び肺門と連続する下肺靭帯により縦隔に固定される臓器である。肺門は、気管支、肺動静脈、リンパ管、神経により構成される、左右肺葉の幹部分といえる構造である。当該器具は通常、一部を開口部とした袋状の形状を有し、伸縮性又は巾着状に可動性のある開口部は上述の肺門構造を通すこととなる。この際肺門構造を圧迫又は阻害する形状とはならないよう設計される（図１参照）。
　当該器具の形状は、後述のように、通常、伸縮性のある袋状であるが、シート状であっても差し支えなく、固定方法としては、開胸後肺を被覆し、この肺門部を開口部とした形状に当該器具同士を縫製して形成することもあげられる。
　固定方法としては当該器具の形状自体が通常肺に適合するものであるため、開口部は肺門および下肺靭帯により固定される左右肺葉の幹部よりも大きく、且つ肺よりも小さいものであれば固定される。しかしながら固定をさらに容易にするため、又は好ましい肺容量を規定するために胸壁・縦隔・肺への逢着又は肺とともに縫合器による一部切除・逢着も可能である。また、粘着物を用いて固定する方法もあげられ、好ましい生粘着物としては、例えば、フィブリン糊が挙げられる。
　本発明の器具は肺の少なくとも一部分に装着されるが、換気不均衡を是正するという観点から好ましくは肺全体に装着される。また、特に、肺全体に病変が及んでいる場合でも、該器具を肺全体に装着することにより治療効果が得られ、これは肺容量減少術（ＬＶＲＳ）と比較した本発明の利点であるといえる。
　また、器具の装着後の形状及び大きさは、治療対象の肺若しくは肺部分の安静呼気位状態での形状及び大きさであることが好ましい。係る条件を満たすために、治療対象が特定されていない製造段階においては、例えば、該器具を適当な大きさの袋状、筒状又は円錐状として製造し、その装着時に適宜裁断・縫縮等の調整をすることにより、対象肺若しくは肺部分の形状及び大きさに適合するものとすれば良い。製造段階における器具の形状及び大きさとしては、具体的には、直径１０～４０ｃｍ、高さ３０～１００ｃｍの袋状、筒状又は円錐形を挙げることが出来る。
　更に、対象肺の被覆に好適なよう該器具は開口部を持つことが好ましい。
　本発明の器具は、過膨張に陥った疾患肺の肺容量を、理想的な肺容量に規定することを一つの特徴としている。ここで、「理想的な肺容量に疾患肺を規定する」とは、安静呼気位状態（後述）における肺容量を、理想的な肺容量に矯正することを意味する。呼吸は胸郭内容量を呼吸筋群により減少又は増加させることにより肺容量を受動的に減少又は増加させることで行われている。一般に筋肉は、最大筋長近くで最大収縮力を示す。閉塞性肺疾患の一種である肺気腫の患者においては、最大の吸気筋である横隔膜は健常者に比べて過膨張した肺により４０％程度の短縮が認められており、これに伴い最大吸気量（ＩＣ）も制限され、労作時の酸素需要の増大に対応出来なくなるために息切れや呼吸困難を生じるとされている。つまり、ＣＯＰＤ患者においては、肺の弾性収縮力と胸壁の弾性拡張力とがつりあう安静呼気位状態での肺容量（機能的残気量）が増大し、最大吸気量までの予備吸気量が減少しており、これに伴い最大吸気量が制限されている。それゆえ、過膨張を抑制し、安静呼気位状態における肺容量を減少させることが、ＣＯＰＤの症状改善のために必須である。本発明の器具を用いることで、肺を切除せず、肺過膨張を抑制し、安静呼気位状態における肺容量の減少を達成することができる。また、上記「理想的な」肺容量は、本発明の器具の装着処置をすることが通常想定される者（例えば、医師）により、ＣＴスキャン、レントゲン写真、呼吸・肺機能検査などからの情報に基づいて適切に決定され得る。本発明の器具を使用して、理想的な肺容量に疾患肺を規定する方法は、後述する当該器具を使用した慢性閉塞性肺疾患の治療法の項で説明する。
　また本発明は、肺を狭窄せず、理想的な肺容量に疾患肺を規定し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じることをその特徴としている。係る特徴は、慢性閉塞性肺疾患の肺の弾性収縮力の回復に寄与する。即ち、本発明の器具は、慢性閉塞性肺疾患の肺に対して、吸気時の膨張を許容し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じることによって該疾患肺に収縮力を付与する効果を有する。上記「狭窄」とは、本発明の器具を肺の少なくとも一部分に装着することによって、当該部分の膨張が著しく妨げられることをいう。具体的には、「狭窄」とは、例えば、肺の少なくとも一部分へ該器具を装着した時の当該部分の最大膨張時の体積が非装着時と比較して、約８０％以上減少し、それが非可逆的に継続する状態を意味する。更に、「肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じること」とは、吸気時に肺が膨張することに伴って肺に装着された本発明の器具もまた膨張し、それにより該器具に弾性収縮力が生じ、該器具の弾性収縮力が肺を収縮させる力にもなることを意味する。係る性質を与える目的で、本発明の器具は伸縮性基材からなる。
　上記「肺を狭窄せず、理想的な肺容量に疾患肺を規定し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じる」という目的のために、本発明の器具は、適切な弾性収縮力を持つ必要がある。
　当該分野において、肺の弾性収縮力の評価に適した指標として、肺コンプライアンスが利用される。肺コンプライアンス（Clung）は、肺の弾性の逆数で表され、即ち、ある圧（Δp）をかけたときにどの程度肺容量（ΔV）が変化するかで表される（Clung＝ΔV/Δp）。慢性閉塞性肺疾患患者の肺においては、弾性収縮力が低下していることから、肺コンプライアンスClungの増大が認められる。
　本発明の器具を該疾患肺に装着したとき、該器具のコンプライアンスをCiとして、肺と器具との合成コンプライアンスCsynは、以下の式：
　　1/Csyn = 1/Clung + 1/Ci;
　　Csyn = Clung×Ｃi/(Clung + Ci);
で表される。
　合成コンプライアンスCsynが小さくなり過ぎると拘束性呼吸障害をきたすことになる。一方、肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に適度な弾性力を生じさせるためには、合成コンプライアンスCsynは十分小さいものでなければならない。これらの条件を満たす合成コンプライアンスとしては、例えば０．０５以上１以下が挙げられ、好ましくは０．１０以上０．１５以下が挙げられる。係る合成コンプライアンスを達成するために本発明の器具のコンプライアンスを適切なものにする必要があり、そのためには治療対象肺の肺コンプライアンスを測定しておくことが望ましい。肺コンプライアンスの測定方法としては、ボディボックスを用いた体プレチスモグラフによる測定がある。これは、密閉された部屋（ボディボックス）の中に被験者をおき、呼吸を行わせ、胸腔内圧（食道内圧）と肺胞圧との差、並びにシャッターバルブを閉じた状態で最大努力で呼息及び吸息を行なったときの肺内圧及び容積変化を測定し、胸郭及び肺のコンプライアンスをそれぞれ測定するものである。通常、胸郭のみのコンプライアンスは０．１～２リットル／ｃｍＨ２Ｏ程度、肺のみのコンプライアンスは０．０３～０．１リットル／ｃｍＨ２Ｏ程度であり、胸郭と肺との合成コンプライアンスは各々のコンプライアンスの逆数の和の逆数となるため、０．０５～０．１リットル／ｃｍＨ２Ｏ程度とされる。ＣＯＰＤの疾患状態では肺コンプライアンスは増大するが、当該器具の装着により、肺と該器具との合成コンプライアンスの減少が得られる。仮に対象肺のコンプライアンスが１リットル／ｃｍＨ２Ｏの場合、該器具のコンプライアンスが０．１１リットル／ｃｍＨ２Ｏであれば、肺と該器具との合成コンプライアンスは０．１リットル／ｃｍＨ２Ｏに補正され得る。大まかには、通常、器具のコンプライアンスが約０．０５リットル／ｃｍＨ２Ｏ～約０．2リットル／ｃｍＨ２Ｏ程度であれば、該器具はヒトの成人の慢性閉塞性肺疾患の肺に好適に使用され得る。例としては、肺コンプライアンスが０．３リットル／ｃｍＨ２Ｏの疾患レベルの慢性閉塞性肺疾患の患者に対して、例えば、器具のコンプライアンスが０．１～０．２リットル／ｃｍＨ２Ｏである器具が好適に使用され得る。
　また、上記好ましい合成コンプライアンスの範囲を実現するための本発明の器具の内容積と内圧による体積弾性係数としては、典型的には、約５ｃｍＨ２Ｏ／リットル～約１５ｃｍＨ２Ｏ／リットル（約５ｈＰａ／リットル～約１５ｈＰａ／リットル）が挙げられる。例としては、肺コンプライアンスが０．３リットル／ｃｍＨ２Ｏの疾患レベルの慢性閉塞性肺疾患の患者に対して、例えば、体積弾性係数が５～１０ｈＰａ／リットルである器具が好適に使用され得る。
　本発明の器具が上記のような好適なコンプライアンス或いは弾性を有するものである場合、該器具の装着時に、吸気過程において肺に対して、典型的には、約０ｃｍＨ２Ｏ～約１０ｃｍＨ２Ｏ（約０ｈＰａ～約１０ｈＰａ）の圧力変化が加わる。
　上記伸縮性基材の素材としては、該器具に上述したような適切な弾性収縮力を与えることが可能であり、充分な力学的強度及び耐久性を示し、肺及び胸壁に癒着しにくく、且つ生体適合性のあるものであれば任意のものを用いることが出来る。
　上記素材としては、例えば、ゴム又は熱可塑性エラストマー等の様々なエラストマー素材が挙げられる。ゴムとしては、ヒドロシリル化反応によって硬化するシリコーンゴム（付加硬化タイプ）が好ましいものとして挙げられる。一方、熱可塑性エラストマーとしては、ハードセグメントとソフトセグメントとの両方を含むブロック共重合体熱可塑性エラストマーと呼ばれるもの、及びエラストマー成分と熱可塑性樹脂とを均質混合することにより得ることができる熱可塑性加硫ゴムとして知られるものが挙げられる。ブロック共重合体熱可塑性エラストマーとしては、ポリエステル系熱可塑性エラストマー（例えば、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、及びポリトリメチレンテレフタレート等）、ポリアミド系熱可塑性エラストマー（例えば、ナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、及びナイロン６１２等）、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー（例えば、ポリエチレン及びポリプロピレン等）、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマー（例えば、発泡性ポリテトラフルオロエチレン等）、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー（例えば、ポリウレタンセグメント化ポリエーテルウレタン、セグメント化ポリエーテルウレタンウレア、及びポリカーボネートポリウレタン等）、及びポリウレタン系ブロック共重合体若しくはグラフト共重合体熱可塑性エラストマー（例えば、ポリウレタン－ポリジメチルシロキサンのブロック共重合体若しくはグラフト共重合体等）等が挙げられる。熱可塑性加硫ゴムとしては、架橋エラストマー成分がシリコーンゴムであり且つ熱可塑性樹脂成分が有機非シリコーンポリマーである熱可塑性シリコーン加硫ゴム等が挙げられる。これらの素材は、通常市販されているものから、所望の特性を有するものを選択して使用すれば良い。また、該伸縮性基材は、単一の素材から構成されるものであっても、或いは複数の素材から構成されるものであっても良い。また、伸縮性基材の構成要素として生分解性繊維を編みいれる又は使用してもよい。当該生分解性繊維としては、例えば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、又はカプロラクタム重合体などの繊維が挙げられる。
　本発明の器具の伸縮性基材の構造としては、上記のような素材が、例えば、膜状に成形されたもの（以下、伸縮性膜ともいう）又はネット状に編まれたもの（以下、伸縮性ネットともいう）を挙げることが出来る。また、伸縮性基材の厚さとしては、以下に限定されないが、通常０．２ｍｍ～３ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～１ｍｍである。
　本発明の器具は、上述したような素材を、工業的に通常使用される成形方法及び成形装置を用いて成形することにより得ることができる。
　器具が伸縮性膜である場合、上述したような素材を、例えば、射出成形、押出成形、プレス成形、カレンダー成形、又はブロー成形など工業的に通常使用される成形方法及び成形装置を適宜用いて成形することにより得ることができる。使用するエラストマー素材、触媒成分、架橋剤、及びその他の添加物、成分の添加順序、使用する装置、反応温度などの条件を、所望の器具を得るために適宜決定する必要があるが、当業者は周知の技術的知識から容易に決定することができる。また、器具装着直前の裁断及び縫縮などの形状調整が多大にならないよう、成形装置を使用した成形時に、所望するものに近い形状（例えば、袋状、筒状又は円錐形等）及び大きさを持つ器具とすることが好ましい。
　上記伸縮性ネットは、肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じるために、上記の高分子素材（例えばエラストマー等）による糸状物で構成されるのが好ましい。係る糸状物による伸縮性ネットの形状は、上記目的を達する限り特に限定されないが、平板状、不織布状、ニット状等が好ましく、肺の形状に適合させやすいという観点からニット状が特に好ましい。
　該伸縮性ネットを構成する糸状物には例えば撚り糸を用いることができ、例としては２～３０本の撚り糸をヒートセットした糸状物が挙げられる。一具体例として、伸張応力が２．０～１５．０ｇの単糸を撚り糸にし、数分間ヒートセットした糸状物が挙げられる。また、本発明の器具において、伸縮性ネットを構成する糸状物１本の伸張応力は２．０～５０．０ｇが挙げられるが、これに限定されない。
　また、上述した生分解性繊維については、通常の製造方法、例えば溶融紡糸によって糸状に製造されたものを使用すれば良い。生分解性繊維は、通常、弾性収縮力を経時的に変化させる目的で器具に編みいれられるため、係る目的を達成し得る限り、糸状物の物理的特性（例、繊度、繊維長、断面形状、及び伸張応力等）は制限されない。また、器具における生分解性繊維の割合についても、上記目的を達成し得る限り制限されない。
　本発明の器具において、伸縮性ネットを構成する網目の形状は特に限定されないが、多角形が好ましい。更に、網目の形状としては、肺表面には一定の圧力がかかっているため、該伸縮性ネットも概ね均一な構造及び弾性力を有する構造が望ましいという観点から、多角形の中でも、正多角形が好ましく、正方形又は菱形が特に好ましい。
　また、該伸縮性ネットを構成する一つの網目の大きさが、あまりに大きいと肺組織がはまり込み、好ましくない結果が惹起される恐れがある。一方、あまりに小さいと肺と伸縮性ネットとの接触面積が増大し、ずり応力の増大による肺への障害が生じ得る。係る観点から、該伸縮性ネットが最大に引き伸ばされた状態での一つの網目の面積は、好ましくは約４平方センチメートル（網目の形状が正方形の場合、一辺が約２ｃｍ）以下であり、より好ましくは約１平方センチメートル（網目の形状が正方形の場合、一辺が約１ｃｍ）以下である。また、伸縮性ネットの非伸縮時の網目の面積としては、０．０１ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下であることが好ましく、より好ましくは１ｍｍ２以上２５ｍｍ２以下である。
　本発明の器具において、伸縮性ネットを構成する上記糸状物の繊度は、肺に過度の弾性収縮力を与えないよう太過ぎてはならず、また、肺に与える弾性収縮力が弱くなり過ぎないよう細過ぎてもならない。上記糸状物の繊度としては、例えば、２．０～５０Ｄ（デニール）が挙げられる。
　本発明の器具の伸縮性ネットは、糸状物による伸縮性ネットである場合、例えば、糸状物を網目状に重ね、表裏の少なくとも一方から、糸状物の交差部分に１５０℃程度の熱を所定時間加えて溶融させることにより（ヒートセットすることにより）、ネットを形成し、該ネットを被覆する肺部分の大きさに合わせて適宜裁断することで作製することが出来る。
　当該器具は必要な滅菌工程を経て使用に供されるが、この滅菌工程による変形・変質を受けないものでなければならない。滅菌工程として通常ＥＯＧガス滅菌、あるいはガンマ線照射による滅菌がある。
　本発明の別の側面において、上述した器具を使用する慢性閉塞性肺疾患の治療法を提供する。
　該治療法は、上述した器具を、肺の少なくとも一部分を被覆するように肺に装着することを含む。該治療法は、一連の外科的手技を含む形態で実施される。従って、より詳細には、該治療法は、器具を用意すること；治療対象を開胸すること；器具を肺の少なくとも一部分に被覆すること；器具を当該部分に装着すること；及び、閉胸することを含む。
　上記「器具を用意すること」とは、対象肺に適した本発明の器具を手術前に作製することをいう。本発明の器具は、安静呼気位状態（ＦＲＣレベル）のリセットを可能とするものである。安静呼気位状態とは、肺の弾性収縮力と胸壁の弾性拡張力とがつりあい、エネルギー的に最も低い状態である。ＣＯＰＤ罹患者ではこの状態での肺容量（機能的残気量）が増大し、最大吸気量までの予備吸気量が減少している。本発明の器具を対象肺に被覆することで、このつりあい位置を調節することができる。本発明の器具は、対象患者の呼吸状態にとって望ましい状態のつりあい点にあわせて作製される。つまり、本発明の器具は、理想的な安静呼気位状態（ＦＲＣレベル）にあわせて作製され、それにより理想的な肺容量に疾患肺を規定することが可能となる。ＣＴスキャン、レントゲン写真、呼吸・肺機能検査などによって対象患者の安静呼気位状態における肺の形状及び容量を決定することが出来、これらの情報から対象肺若しくは対象肺部分に適当な形状及び大きさの器具を用意すれば良い。
　本発明における「開胸」及び「閉胸」は、上述の本発明の器具を、対象肺を被覆するように装着しうる程度に治療対象の胸部を切開するものであれば特に限定されず、狭義の外科的な「開胸・閉胸」術だけでなく、内視鏡手術において施行される術式をも包含する意味で用いられる。それらの具体的な手順及び方法等は、当該分野の専門的技術を有する者にとって周知である。
　また、該治療法における「被覆」及び「装着」といった用語は、本発明の器具の説明において記載したものと同義である。器具の説明において上述したように、該器具は好ましくは肺に被覆しやすいよう開口部を持っており、該開口部を通じて器具を肺に被覆させることが可能である。該器具を適切に肺に配置するために必要であれば、術中器具を適宜裁断するなどしても良いが、好ましくは切断の必要がないよう適切な形状としておくべきである。また、該器具を装着するために、術中裁断及び縫縮などの調整をして理想的な形状及び大きさにしても良い。
　以下、実施例等を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明は下記実施例等に何ら制限されるものではない。
試験例１：合成コンプライアンス及び器具弾性シミュレーション
　上述したように、器具のコンプライアンスをCi、患者の肺コンプライアンスをClungとすると、当該器具を被覆した状態での肺コンプライアンス（合成コンプライアンス）Csynは：
　　　1/Csyn＝1/Clung + 1/Ci;
であらわされる。ここでCsynを目標とする望ましいコンプライアンスと考えると、器具のコンプライアンスCiは、下記式（１）：
　　　Clung×Csyn/（Clung－Csyn）；
にて求められる。
　３種類の疾患レベルの肺コンプライアンス及び望ましい目標とするコンプライアンスを上記式（１）にあてはめ、モデル肺に本発明の器具を装着し、モデル肺と器具との合成コンプライアンスと器具の弾性との関係を調べた。その結果を図２に示す。３種の疾患レベルはそれぞれ、３種類の肺コンプライアンス（C=0.8、 C=0.5、C=0.3）で与えられるものとする。望ましい合成コンプライアンスとして０．０５～０．１５リットル／ｃｍＨ２Ｏとすると、望ましい器具の設計コンプライアンスは約０．０５から０．１９リットル／ｃｍＨ２Ｏとなる。同じく望ましい器具の設計弾性係数は５．３ｃｍＨ２Ｏ／リットル～１６ｃｍＨ２Ｏ／リットルとなることがシュミレーションされた。
試験例２：ビーグル成犬肺モデルでの圧・容量曲線の計測
　ビーグル成犬肺を摘出しこれを陰圧ドライブチャンバー（図３；自作；ガラス製密閉容器、自動換気装置、圧モニター、及び呼吸流量モニターで構成される）にセットし、圧・容量曲線を計測した。実験は、正常肺、及び本発明の器具装着時の肺にて行った。ここで、正常肺とは、ビーグル成犬（体重８ｋｇから１０ｋｇ）を薬物による安楽死後、両側肺を摘出したものである。それを２８℃において陰圧ドライブチャンバーにセットし、圧・容量曲線を測定した。本発明の器具の伸縮性ネットとして、ナイロン・ポリウレタンメッシュ素材（市販のグンゼ産業製ナイロンストッキングSM93L；非伸縮時の網目の大きさ約８００μｍ（実測値）；弾性定数２．５ｋｇｆ／ｍ（実測値））を使用した。ビーグル成犬肺モデルを石膏型にて作製し、これを被覆する本発明の器具を３次元縫製にて作製した写真を図４に示す。器具の装着は、犬肺に５ｃｍＨ２Ｏ圧をあたえ、この大きさでの肺を安静呼気位とし、この肺に圧迫力がかからず、またたるみのない状態に被覆した。
　犬肺を２０ｃｍＨ２Ｏ圧で膨張後換気を行い実測圧・容量曲線を図５に示した。横軸は圧、縦軸は容量を表す。図５左は静的な圧・容量曲線、図５右は動的な圧・容量曲線である。それぞれのグラフにおいて、曲線１は正常肺、曲線２は本発明の器具装着時の肺に対応している。図５右の各閉曲線は、下部は吸気過程を、上部は呼気過程を示している。曲線の傾きがコンプライアンスを示しており、弾性はこの逆数で表される。図５左より静的肺コンプライアンスを測定したところ、正常肺に対して本発明の器具装着時の肺は、コンプライアンスは２２％の減少、弾性は２９％の増加が観察された。図５右に示す閉曲線より動的肺コンプライアンスを測定したところ、コンプライアンスは19％の減少、弾性は２４％の増加が示された。
　以上のように、本発明の器具装着時には、弾性が増加していることが示された。
　肺と器具との合成コンプライアンスの逆数は、肺と装着した器具とを一体の弾性体とみなすと体積弾性定数Esyn=(Elung+Ei)となる。安静呼気位からΔVリットルの吸気過程で肺および装着した器具に蓄積される弾性エネルギーは∫ΔｐΔＶにて求められるが、圧・容量関係を線形に近似すると１/２EsynΔＶ2となり、1/2EiΔＶ2が器具に蓄えられたエネルギーとなる。器具の装着前後で同容量の呼吸を行うに当たり、この1/2EiΔＶ2だけ患者の呼気筋の負担を軽減することができることとなる。この蓄積されたエネルギーが大きいほど患者は、呼気過程においてより容易に呼出を行うことが出来る。また、この蓄積されたエネルギー増分は器具にかかるものであり、肺実質へのストレスは軽減効果が得られる。
　疾患肺では、弾性は正常肺よりも更に減少しており、器具装着により曲線を右方へ変位させ、呼吸運動・生理機能を改善させることが可能である。
　以上より、本発明の器具を肺に装着することにより、肺に弾性収縮力を付与することが出来ることが示された。このため、慢性閉塞性肺疾患によって弾性収縮力を失った肺に対して本発明の器具を装着することで、呼吸機能の改善及び疾患の治療を行うことが可能である。
　本発明の慢性閉塞性肺疾患の治療用器具を該疾患肺に被覆することにより、肺の過膨張の抑制効果及び弾性収縮力の回復効果が得られ、以って治療に伴う危険性が低く、病変の性質によらず治療効果を有し、且つ治療の持続期間の長い慢性閉塞性肺疾患の治療が可能となる。また、本発明の器具を使用することにより、慢性閉塞性肺疾患の肺の時定数を改善し、肺組織に対する呼吸運動中の引張りストレスを軽減し、且つ換気不均衡を是正することが可能となる。また、この器具による治療方法は肺の切除を必要としないため、従来方法で問題であった手術後の遷延する空気漏れによる合併症の問題も解決する。
 　本発明は日本で出願された特願２００８－０２９５０５（出願日：２００８年２月８日）を基礎としており、その内容は本明細書に全て包含されるものである。

Claims (10)

  1. 　肺の少なくとも一部分を被覆する態様で装着される伸縮性基材からなる慢性閉塞性肺疾患の治療用器具であって、該器具はその使用時に肺を狭窄せず、理想的な肺容量に疾患肺を規定し、且つ肺の膨張に伴い肺を収縮させる方向に弾性力を生じることを特徴とする、器具。
  2. 　器具の装着時における肺と器具との合成コンプライアンスが０．０５リットル／ｃｍＨ２Ｏ以上０．１５リットル／ｃｍＨ２Ｏ以下である、請求項１に記載の器具。
  3. 　伸縮性基材が、エラストマー素材から構成される、請求項１又は２に記載の器具。
  4. 　伸縮性基材が、シリコーンゴム、ポリエステル系熱可塑性エラストマー、ポリアミド系熱可塑性エラストマー、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー、フッ素樹脂系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系熱可塑性エラストマー、ポリウレタン系ブロック共重合体若しくはグラフト共重合体熱可塑性エラストマー、及び熱可塑性シリコーン加硫ゴムからなる群から選択される１以上の素材から構成される、請求項１～３のいずれか１項に記載の器具。
  5. 　伸縮性基材が、素材が膜状に成型されたものである、請求項１～４のいずれか１項に記載の器具。
  6. 　伸縮性基材が、素材がネット状に編まれたものである、請求項１～４のいずれか１項に記載の器具。
  7. 　非伸縮時の網目の面積が、０．０１ｍｍ２以上１００ｍｍ２以下である、請求項６に記載の器具。
  8. 　肺の少なくとも一部分に被覆するための開口部を有する、請求項１～７のいずれか１項に記載の器具。
  9. 　その形状が、直径１０～４０ｃｍ、高さ３０～１００ｃｍの袋状、筒状又は円錐状である、請求項１～８のいずれか１項に記載の器具。
  10. 　請求項１～９のいずれか１項に記載の器具を使用する、慢性閉塞性肺疾患の治療法。
PCT/JP2009/052022 2008-02-08 2009-02-06 慢性閉塞性肺疾患の治療用器具 WO2009099165A1 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008-029505 2008-02-08
JP2008029505 2008-02-08

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2009099165A1 true WO2009099165A1 (ja) 2009-08-13

Family

ID=40952237

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/052022 WO2009099165A1 (ja) 2008-02-08 2009-02-06 慢性閉塞性肺疾患の治療用器具

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2009099165A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021040938A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 臓器収容容器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998001084A1 (en) * 1996-07-04 1998-01-15 Carlo Rebuffat Surgical appliance for the treatment of pulmonary emphysema
WO2001074271A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Broncus Technologies, Inc. Lung elastic recoil restoring/compression device

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998001084A1 (en) * 1996-07-04 1998-01-15 Carlo Rebuffat Surgical appliance for the treatment of pulmonary emphysema
WO2001074271A1 (en) * 2000-03-31 2001-10-11 Broncus Technologies, Inc. Lung elastic recoil restoring/compression device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2021040938A (ja) * 2019-09-11 2021-03-18 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 臓器収容容器
JP7355567B2 (ja) 2019-09-11 2023-10-03 株式会社Ｓｃｒｅｅｎホールディングス 臓器収容容器

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2664704C2 (ru) Уплотнительная подушка для маски пациента
US10492932B2 (en) Device for splinting a cavity, organ duct and/or vessel
US20100294284A1 (en) Apparatus, systems, and methods for constraining and/or supporting tissue structures along an airway
CN106714886A (zh) 包含间隔织物的头带
CN114466671A (zh) 具有多个曲率的织物密封形成结构
EP3071278A1 (en) Pressure actuated valve systems and methods
US12016547B2 (en) Implantable device
WO2009099165A1 (ja) 慢性閉塞性肺疾患の治療用器具
AU2015283023B2 (en) Device
Menezes et al. Suture or prosthetic reconstruction of experimental diaphragmatic defects
JP2016532537A5 (ja)
CN106618837A (zh) 一种胸骨固定装置
Macedo-Neto et al. Respiratory mechanics after prosthetic reconstruction of the chest wall in normal rats
CN207024155U (zh) 一种胸骨固定装置
KR20220068372A (ko) 알레르기 예방용 패치
RU2539536C1 (ru) Способ восстановления дыхательной функции гортани и трахеи после формирования ларинготрахеостомы или трахеостомы
CN215995209U (zh) 患者接口
RU2803883C1 (ru) Способ моделирования плевральной имплантации
RU2435525C1 (ru) Способ закрытия дефекта гортани и/или трахеи
Parajuli et al. Drug Induced Sleep Endoscopy for Obstructive Sleep Apnea Syndrome: An Initial Experience in a Tertiary Level Centre
Kato et al. Marked improvement of extensive atelectasis by unilateral application of the RTX respirator in elderly patients
Kumar et al. Comparitive Study of I-Gel Vs Supreme LMA in Anaesthetised Patients on Spontaneous Ventilation
Fiorentino et al. Relationship Between Mask Interface and Upper Airway Anatomy and Physiology
Kachhara et al. Classic Laryngeal Mask Airway Versus I-Gel in Terms of Ease of Insertion in Short Surgical Procedures-a Randomized Control Trial
Sulthana et al. EVALUATION OF EASE OF INSERTION BETWEEN BASKA MASK AND LMA-SUPREME IN LAPAROSCOPIC SURGERIES-A PROSPECTIVE RANDOMIZED STUDY

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09708490

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09708490

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: JP