(57)【要約】      （修正有）【課題】体腔の内面と接触する膜または薄膜の変形に実質的に影響を受けることなく、内面に対して実質的に均一に光を照射できる照明装置またはキットを提供する。【解決手段】流体１７０を収容し且つ腔内に配置されるように構成された流体不透過膜１５０、上記膜内に設けられた発光器１３０、および膜内に設けられた流体、を備える装置１００であって、流体は、発光器によって放射される光の強度が、膜に近接する腔の内面全体にわたって実質的に均一であるように、光を散乱させる構成とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
生体腔の内面を照射する装置であって、
流体を収容し且つ前記腔内に配置されるように構成された流体不透過膜、
前記膜内に設けられた発光器、および
前記膜内に設けられた流体、を備え、
前記流体は、前記発光器によって放射された光の強度が、前記膜に近接する前記腔の内面全体にわたって実質的に均一であるように、前記光を散乱させる、
装置。
【請求項２】
前記膜の内部容積に結合されたアクセスポートをさらに備え、
前記アクセスポートは、前記膜中への前記流体の導入および前記膜からの前記流体の排出の少なくとも一方を容易化するように構成される、
請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記アクセスポートに結合された弁をさらに備える、
請求項１または２に記載の装置。
【請求項４】
圧力除去機構をさらに備える、
請求項１〜３のいずれか一つに記載の装置。
【請求項５】
前記膜は、弾性材料から形成される、
請求項１〜４のいずれか一つに記載の装置。
【請求項６】
前記流体は、溶液、懸濁液、および乳濁液の少なくとも一つである、
請求項１〜５のいずれか一つに記載の装置。
【請求項７】
前記膜の内部容積に結合される隔膜をさらに備え、
前記隔膜は、前記膜の内部容積中へ前記発光器を導入しやすくするように構成される、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項８】
前記発光器は、ＬＥＤおよび光ファイバの遠位端領域の少なくとも一方を有する、
請求項１〜７のいずれか一つに記載の装置。
【請求項９】
前記膜の外面上に設けられる光活性物質および光活性物質の前駆体の少なくとも一方をさらに備える、
請求項１〜８のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１０】
前記物質または前駆体は、前記膜が前記腔内に配置されると、前記腔の内面上に制御可能に放出され得る形で与えられる、
請求項９に記載の装置。
【請求項１１】
冷却チャンバをさらに備える、
請求項１〜１０のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１２】
スペーシング機構をさらに備える、
請求項１〜１１のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１３】
前記発光器は、前記流体の少なくとも一部の内部において化学発光反応を受けることが可能であり、および／または当該反応を活性化させることが可能である１つ以上の物質を有する、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
【請求項１４】
前記発光器は、前記膜の少なくとも一部の上において化学発光反応を受けることが可能であり、および／または当該反応を活性化させることが可能である１つ以上の物質を有する、
請求項１〜６のいずれか一つに記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の相互参照】
【０００１】
本願は、２０１３年３月１５日に出願された米国仮特許出願第６１／７８８，２８３号に対する優先権を主張する。本願は、２０１２年７月２０日に出願された米国仮特許出願第６１／６７４，２３５号、２０１３年３月１４日に出願された米国仮特許出願第６１／７８４，７０８号、および２０１３年７月１９日に出願された国際出願第ＰＣＴ／ＵＳ２０１３／０５１３３３号に関連し得る主題も包含する。上述の出願の各々の開示内容をすべてここに援用する。
【背景技術】
【０００２】
様々な医療処置および治療において、組織表面に対する光または光エネルギーの照射が使用され得る。例えば、傷口の治癒促進、血管中の狭窄の除去、組織の光線力学的治療法（photodynamic therapy（ＰＤＴ））、および光化学的組織結合を目的として、生体組織表面に対して光が照射され得る。この場合、光によって活性化された物質が、隣接する組織表面同士の癒合または接合を促進し得る。組織表面に対する適切な色素の塗布と、それに続く適切な波長の光照射とにより、組織表面を安定化し、瘢痕およびその他の治療上望ましくない影響を阻止または抑制し得ることも認められている。
【０００３】
このような光学的治療では、組織の内部表面（例えば、自然の、または外科的に形成された体腔または内腔）に対して光エネルギーを印加することが望ましい場合がある。別の例では、術中に組織の創面を適切な色素および光（または光のみ）で処置することにより、正常な組織構造を保存し、手術後の炎症を抑制し、手術後の病原性コラーゲン線維束の形成（線維化反応）を抑制または防止し得ることが認められている。このような治療により、創傷治癒力を向上させ、癒合形成、瘢痕拘縮、および傷拘縮を抑制し得る。
【０００４】
例えば、補綴インプラントを用いた豊胸手術の後に起こる被膜拘縮の可能性または程度を低減するために、光をベースとする組織治療が使用され得る。手術後１０年以内には、患者の約５０％が被膜拘縮を発症し、その結果、深刻な病態になり且つ再手術が必要となる可能性がある。今のところ、利用できる予防処置がなく、被膜切除術後でも再発率は依然として高いままである。
【０００５】
ネオコラーゲン形成および架橋は、人間の典型的な創傷治癒応答の一部である。被膜拘縮では、これらの過程がうまくいかないので、影響を受けたインプラントを取り囲むコラーゲン線維の束が密になり且つ直線状になる。これら線維は硬い被膜を形成し、その後、この被膜は収縮して堅くなる。発達した被膜からの直圧が、上にある皮膚および軟質な組織を変形させるのに加えて、インプラントを変形または破裂させ得る。この状態は、美容上劣るだけでなく、痛みを伴い且つ身体を衰弱させ得る。インプラント空洞の内部組織表面に対して光線療法を施すことにより、被膜拘縮の最初の発生並びにその再発を抑制または防止し得る。
【０００６】
組織表面に対して効果的で、信頼性の高い光治療を施すためには、光フルエンスの均一性が重要な場合がある。しかしながら、このような均一性は、特に、体腔または内腔の形状がいびつであれば、体腔または内腔内での実現が困難な場合がある。この要請に応じて、周囲の組織に対して実質的に均一な照射を与えるために、発光器を体腔中に導入する様々なデバイスが開発されている。このようなデバイスは、典型的には、体腔に導入され得るバルーンまたは他の可撓性の膜を有し、このバルーン内には発光器が設けられる。
【０００７】
例えば、アンダーソンら（Anderson et al.）の米国特許第５,５２７,３０８号明細書には、随意に拡張可能な光放射器内に配置されたレーザファイバを備える照明装置であって、周囲の組織表面に対して均一に照射しやすいように、放射器の材料が特定の光学特性（相対拡散率および相対反射率の値）を有する装置が記載されている。例えば、ガーツら（Gertz et al.）の国際特許公開第２０１０／０６２７６９号およびベイズら（Bays et al.）の米国特許第６,３６４,８７４号明細書には、体腔内に設置し得る、ほぼ同様の照明装置が記載されている。このような装置によって作り出された、組織に対する光フルエンスの均一性は、膜またはバルーンの材料の変形の影響を受ける可能性があり、体腔または内腔を充填するためにバルーンを膨張または伸張させると、厚みが局所的にバラツキ、不均一になる可能性がある。
【０００８】
そのため、体腔の内面と接触する膜または薄膜の変形に実質的に影響を受けることなく当該内面に対して実質的に均一に光を照射できる照明装置またはキットがあれば、非常に望ましい。
【発明の概要】
【０００９】
本開示の例示的な実施の形態によれば、近位組織の表面を強度またはフルエンスが実質的に均一な電磁放射で照射するように構成された装置が提供される。この装置は、流体不透過膜を備える。この流体不透過膜は、例えば、液体やゲルのような非気体の流動性材料（以下、「流体」と呼ぶ）で充填されると、膨張することにより、生体組織内の腔を充填したり、腔を形成したり、またはそれを拡大させたりするように構成される。この膜は、組織のある領域中への導入を容易にするために可撓性を有してもよく、必要な場合には、弾性または伸縮性を有してもよい。この膜は、照射対象の組織腔の形状にほぼ対応し得る様々な形状のうちいずれか一つの形状で設けられ得る。
【００１０】
この装置は、上記膜内に設けられる発光器をさらに備える。この発光器は、１つ以上のＬＥＤ、あるいは１本以上の光ファイバや光導波路の遠位端または遠位端領域を有してもよい。上記発光素子の周辺には、放射光の局所的な分散を増大させるために、例えば、光透過性のプラスチックカプセルのような拡散物体や拡散材料を設けてもよい。光ファイバや光導波路を設ける場合には、それらと光通信可能な状態で、レーザやＬＥＤのような外部光発生源を設けてもよい。光発生源および／または発光器の特性（例えば、放射光の強度、タイミング、および持続時間等）を制御するために、制御機構を設けてもよい。
【００１１】
この装置はまた、上記膜の内部容積と連通して設けられるアクセスポートを備えてもよい。このポートは、上記膜の中への流体の導入および／または上記膜からの流体の排出を容易にするように構成されてもよい。このアクセスポートは、上記膜内に上記流体を溜めるように構成された弁をさらに有してもよい。
【００１２】
この流体は、上記膜の内面および上記近位組織の表面を照射する光の強度またはフルエンスが実質的に均一になるように、上記発光器によって放射された光を散乱させるように選択されてもよい。ある実施形態では、上記膜の内部に入射する光の強度が実質的に均一である場合、光強度が上記組織表面全体にわたって変動するように、上記膜の１箇所以上の領域に光不透過性、反射性、または部分的な吸収性があってもよい。
【００１３】
別の実施形態では、この装置は、上記発光器の少なくとも一部を取り囲み且つ上記発光器と上記膜との間に最小限の距離を維持することにより、例えば、上記膜の一部および周囲の組織の一部を過剰に加熱しないように構成されたスペーシング機構を備えてもよい。他の実施形態では、上記スペーシング機構は、上記膜の内面の一部に取り付けられたり、上記膜の内面の一部として形成されたりする、１つ以上の突起または構造として設けてもよい。
【００１４】
本開示の別の実施形態では、上記発光器は、上記流体の少なくとも一部内および／または上記膜の少なくとも一部に近接して起こる化学発光反応であってもよい。
【００１５】
また更に別の実施形態では、この装置は、上記膜に隣接する生体組織の過剰加熱または熱的損傷を防止するように構成された冷却チャンバを備えてもよい。この冷却チャンバは、上記膜の外面の少なくとも一部に近接して設けられてもよいし、あるいは上記膜内で上記発光器の少なくとも一部を取り囲むように設けられてもよい。この冷却チャンバには、気体または液体の当該冷却チャンバへの導入、あるいは気体または液体の当該冷却チャンバからの排出を容易にするアクセスポートが設けられてもよい。必要な場合には、この冷却チャンバは、このような気体または液体がその中で連続的に循環できるように構成されてもよい。
【００１６】
また更に別の例示的な実施形態では、この装置は、上記膜が上記腔内で膨張させられると、上記組織表面上または上記組織表面中に導入されるように、上記膜の外面上に設けられる光活性物質を備えてもよい。この物質は、経時放出型（例えば、溶出性コーティングを用いる）、光活性化放出、ｐＨ活性化放出、温度活性化放出などを含むがこれらに限定されない様々なメカニズムによって上記組織上または上記組織中に放出され得る形式で与えられてもよい。また、この物質は、この物質および上記膜外面を覆うように設けられるコーティングまたは層が、上記膜の膨張によって機械的に破壊されると、上記組織中に放出され得る。
【００１７】
更に別の例示的な実施形態では、この膜は、豊胸手術の処置において使用される組織拡張器を有してもよい。
【００１８】
本発明の例示的な実施形態では、生体腔の内面を照射する方法が提供され得る。この方法は、上記腔中に流体不透過膜を設ける工程と、例えば、上記膜が上記腔の内面と接触するように上記膜を膨張させるために、上記膜中に流体を導入する工程と、上記膜内に発光器を設ける工程と、上記発光器から放射される光が、上記流体によって散乱され、且つ実質的に均一な光の強度またはフルエンスで上記膜を照射するように、上記発光器を活性化する工程と、を備える。
【００１９】
本発明の別の態様では、被膜拘縮を防止する方法が提供される。この方法は、生体腔中に、本願明細書に記載される装置を導入する工程と、上記膜に近接する上記腔の内面全体にわたって実質的に均一な強度で光を放射するように装置を作動させることにより、被膜拘縮を防止する工程と、を有する。
【００２０】
本発明のこの態様は、様々な実施形態を有し得る。上記生体腔は、外科的切開部であってもよい。
【００２１】
上記方法は、上記導入工程の前に上記腔の内面に光活性物質を塗布する工程をさらに有してもよい。この光活性物質は、ローズベンガル（Rose Bengal）を含んでもよい。
【００２２】
上記光は、約５３２ｎｍの波長を有してもよい。
【００２３】
上記方法は、上記生体腔から上記装置を取り出す工程と、上記生体腔中にインプラント可能なデバイスを導入する工程と、をさらに有してもよい。このインプラントは、乳房インプラント、ペースメーカ、整形外科的プロテーゼ、カメラ、および光学走査装置からなる群から選択されてもよい。
【００２４】
本発明の他の態様では、本願明細書に記載される装置、および光活性物質を備えるキットが提供される。
【００２５】
本発明のこの態様は、様々な実施形態を有し得る。上記光活性物質は、ローズベンガルを含んでもよい。上記キットは、使用説明書をさらに有してもよい。
【００２６】
本発明のその他の特徴および利点は、以下の詳細な説明および添付の請求の範囲から明らかになるであろう。従って、本発明のその他の態様は以下の開示において説明されるが、それらはいずれも本発明の範囲内に入るものである。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】図１は、本開示の実施形態に係る第１の例示的な照明装置を示す図である。
【図２】図２は、本開示の別の実施形態に係る第２の例示的な照明装置を示す図である。
【図３】図３は、本開示の実施形態に係る第３の例示的な照明装置を示す図である。
【図４】図４は、本開示の実施形態に係る第４の例示的な照明装置を示す図である。
【図５】図５は、本開示の実施形態に係る、被膜拘縮を防止する方法を示す図である。
【図６】図６は、本開示の実施形態に係るキットを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２８】
本開示の更なる目的、特徴、および利点は、本開示の一例を示す実施形態、本開示の例示的な実施形態の結果、および／またはその特徴を示す添付図面を用いて説明される以下の詳細な記載から、明らかになるであろう。
【００２９】
図面においては、特に断らない限り、同じ参照番号および符号は、図示された実施形態の同様な特徴、要素、構成要素、または部分を指すものとする。また、以下に本開示を添付の図面を参照して詳細に説明するが、以下の説明は単なる一例を示す実施形態に関するものであり、本開示は図面に示される特定の実施形態に限定されるわけではない。
【００３０】
図１は、本開示の例示的な実施形態に係る照明装置１００を示す。この装置１００は、近位組織の表面を、実質的に均一な強度またはフルエンスの光またはその他の電磁放射で照射することを容易化し得る。この装置１００は、ある種類の流体を収容するように構成された閉鎖膜１５０（例えば、バルーン等）を備える。この閉鎖膜１５０は、支持体１１０に結合される。この支持体１１０は、発光器１３０に結合されたリード線１３５を用いて発光器１３０を膜１５０内部に導入しやすくするように構成された、隔膜または他の開口を有してもよい。ここで、このリード線１３５は、支持体１１０から外に延伸できる。この支持体１１０は、膜１５０の内部への流体１７０の導入および／または膜１５０の内部からの流体１７０の排出を容易化するように構成されたアクセスポート１６０をさらに備えてもよい。このアクセスポート１６０は、流体の供給源がポート１６０から取り外されたときに装置１００内に流体を保持するための弁１６５を備えてもよい。
【００３１】
この膜１５０は、流体不透過性材料から形成されてもよい。必要な場合には、この材料はガス種透過性であってもよい。装置１００が、一酸化窒素や、酸素や、一重項酸素や、二酸化炭素や、他のガス種を生成する光化学反応を支持し得る流体１７０を含む場合、例えば、気体透過性膜１５０を設けてもよい。この膜１５０は、この膜を透過する所望の波長を有する光をほとんど吸収しないか、または全く吸収しない（例えば、約５％未満の吸収率しか示さない）ことが好ましく、例えば、約９５％を超えるような高い照射光透過率を有することが好ましい。この膜の材料のこのような低い吸収率・高い透過率により、発光器１３０によって出射された光の大部分が、膜１５０の周囲にある組織を照射するように、照射効率を向上させ得る。
【００３２】
本開示のある実施形態では、この膜１５０の光学特性は、例えば、発光器１３０によって生成された光のある処理波長をこの膜１５０に効率良く透過させるために、光の一部を選択的にフィルタリングする一方で、他の波長が上記組織を有意に照射しないように、当該波長を吸収または反射するように選択されてもよい。この膜１５０の光学特性は、例えば、膜の材料、膜１５０を形成するために用いられる光学活性添加物（例えば、反射性物質、吸収性物質、および／または散乱性物質）、および／または、膜１５０上に設けられた、別の材料からなる１層以上の層によって決定され得る。膜１５０の光学的特性は、例えば、組織を照射する光の所望の波長および発光器１３０の特性に基づいて選択され得る。
【００３３】
本開示のある例示的な実施形態では、膜１５０に１箇所以上設けられた「遮光」領域は、光不透過性であるか、または周囲の組織を照射するために用いる光の波長に対して低い透過率（例えば、約８０％未満）を示してもよい。このような領域では、体腔内面の一部からの照射を低減したり排除したりし得る。膜１５０の表面全体にわたる透過率の変化は離散的であってもよいし（例えば、膜１５０は、光の波長に対して実質的に透過性または実質的に不透過性のいずれかでありうる）、または、特定の腔または内腔に対する所望の照射パターンに依存して、透過率は、高い値から低い値に特定のパターンで連続的に変動してもよい。
【００３４】
更に別の実施形態では、膜１５０は、適切な容量の流体１７０が装置１００中に導入されると膨張して体腔の内側形状に沿った形になるように、例えば、従来のバルーンカテーテルと同様に、弾性または伸縮性を有してもよい。また更に別の実施形態では、膜１５０は、照射対象の体腔または内腔の形状にほぼ合うように、前もってその形状およびサイズを決定されてもよく、ほとんど弾性を有さないか、または全く弾性を有さなくてもよい。本開示の実施形態においては、弾性のある膜１５０および比較的弾性のない膜１５０のいずれも、球状すなわち回転楕円状、平坦な形状すなわちパンケーキ状、半球状、円筒状等の、様々な形状で設けられてもよい。膜１５０の一般的な形状および／またはサイズは、照射対象の腔の特性に基づいて選択されてもよい。この膜は、例えば、腹部や、膀胱や、腸（bowel）や、胸部や、結腸や、小腸（intestine）や、直腸や、卵巣や、子宮や、心膜や、腹膜や、口腔や、心内膜や、乳房等を含む解剖学的部位内に位置するように、そのサイズおよび／または形状を決定されてもよい。
【００３５】
発光器１３０は、組織を照射するに際して１つ以上の所望の波長で十分な強度の光を放射し得る、適切なサイズを有する発光素子であればよい。例えば、発光器１３０は、１つ以上の発光ダイオード（ＬＥＤ）を有してもよく、付随するリード線１３５は、外部供給源からＬＥＤに電気を供給するように構成された電線等を有してもよい。必要な場合には、支持体１１０上または支持体１１０内に電源（例えば、電池）を設けてもよい。この電源は、必要な場合には発光器１３０をオンまたはオフにするためのスイッチを有してもよい。更に別の例示的な実施形態では、例えば、発光器１３０からの光をより広く分散させるために、複数のＬＥＤが様々な向きで設けられてもよい。
【００３６】
発光器１３０は、光ファイバや導波管などの発光領域であってもよい。例えば、発光器１３０は、光ファイバの遠位端または遠位端領域であってもよく、リード線１３５は、光エネルギーの外部供給源（図示せず）に結合され得る光ファイバを有してもよい。外部の発光器は、例えば、レーザ、広帯域発光器、ＬＥＤ、または、膜１５０を取り囲む組織を照射するのに十分な強度の光を所望の波長で提供し得る、その他の従来型発光機構のいずれであってもよい。上記外部発光器は、それを設ける場合には、たとえばアルゴンレーザや同調色素レーザなどを有してもよい。
【００３７】
発光器１３０は、光の局所的な分散を増大させるために特定の発光素子の周囲に設け得る（例えば、半透明のカプセルのような）拡散素子を必要な場合には有してもよい。一般に、発光器１３０は、膜１５０内における周囲の流体１７０によって影響されるべきではない。例えば、発光器１３０は、流体１７０との接触によって影響されない材料によって囲まれ得る（すなわち、この材料の内部に封入され得る）１つ以上の発光素子を有してもよい。例えば、光ファイバの遠位端のような、ある種の発光器は、流体１７０内に直接設けられてもよい。
【００３８】
支持体１１０は、様々な形状およびサイズのうちいずれかを有するように設けられ得る。例えば、図１に示す支持体１１０の例示的な形状により、リード線１３５を用いて、隔膜１２０および支持体１１０に発光器１３０を挿通させること、および／または、これらを通して発光器１３０を引き抜くことが容易化され得る。ある実施形態では、支持体１１０は、照射対象の腔中に膜１５０（および必要な場合には支持体１１０の遠位端）を誘導する際の機械的安定性を実現するために、硬質の材料から形成されてもよい。更に別の実施形態では、例えば、支持体１１０を、照射対象の腔に隣接する挿入経路および／またはアクセス構造の形状により良く適合させるために、支持体１１０の少なくとも一部が可撓性を有してもよい。
【００３９】
リード線１３５は、可撓性を有してもよい。例えば、１本以上の光ファイバや導波管、あるいは導電性ワイヤを有してもよい。ある実施形態では、リード線１３５は、剛性でもよい。例えば、膜１５０内に発光器１３０をより高精度に配置しやすくするために、剛性の外装、チューブ、またはコーティングを有してもよい。支持体１１０および／またはリード線１３５は、膜１５０内に発光器１３０をより高精度に且つ再現可能に配置しやすくするために、必要な場合には目印や、切り欠きや、調整器（例えば、ねじ連結部）等を有してもよい。ある実施形態では、支持体１１０および／または隔膜１２０は、膜１５０内における発光器１３０の定位置を維持しやすくするために、リード線１３５に摩擦結合されてもよい。隔膜１２０は、発光器１３０およびリード線１３５が隔膜１２０に挿通された時に、膜１５０内に流体１７０を保持するように構成されてもよい。例えば、隔膜１２０は、これを貫通するリード線１３５に対して漏れの無い封止を形成するように選択され得る、１つ以上のＯリング、摩擦シール材、またはねじ連結部などを有してもよい。
【００４０】
更に別の実施形態では、装置１００には、隔壁１２０を設けなくてもよく、リード線１３５および／または発光器１３０用の電源（図示せず）を支持体１１０上または支持体１１０内に設けてもよい。このような「内蔵型」光機構は、リード線１３５を支持体１１０から突出させることなく膜内を照射するように構成され得る。
【００４１】
アクセスポート１６０は、支持体１１０の少なくとも一部を通る内腔と連通して設けられてもよく、流体１７０を外部の供給源から膜１５０内に誘導するように構成されてもよい。このアクセスポート１６０は、可撓性であっても剛性であってもよく、例えば、従来の流体ホース継手機構または同様な連結要素を用いて、容器やリザーバや供給ホースなどの流出口に着脱可能に結合されるように構成されてもよい。弁１６５は、開状態のときに膜１５０内／外への流体の流入／流出を可能にするとともに、閉状態のときに膜１５０内に流体１７０を保持するように構成されてもよい。本開示の実施形態によれば、従来の手動または自動弁機構等のいずれが使用されてもよい。
【００４２】
ある実施形態では、弁１６５は、膜１５０内において過度に高い流体圧力が形成されることを防止し得る圧力除去機構を有してもよい。
【００４３】
流体１７０は、この流体１７０によって膜１５０を膨張させることにより膜１５０が腔の内面の少なくとも一部と接触し得るように、アクセスポート１６０を介して膜１５０中に導入されてもよい。導入される流体１７０の容量は、流体で充填された膜１５０で腔がちょうど充填されるように、選択されてもよい。ある実施形態では、腔を膨張または拡張させるように、例えば、加圧源または加圧槽から、別の流体が追加されてもよい。ある実施形態では、膜１５０は、例えば、この膜を組織領域内部に配置するためのカテーテル等を用いて、組織の領域中に挿入されてもよく、流体１７０を膜１５０内で膨張させることにより、その後照射され得る腔が形成されてもよい。
【００４４】
流体１７０は、発光器１３０から出射した光を散乱させるように選択されてもよい。これにより、この腔の内面全体にわたる光強度またはフルエンスの均一性を向上させることができる。例えば、流体１７０は、特定の生体応答を得ることを目的として、腔の壁を照射するために使用される１つ以上の特定の波長を有する光に対して非常に低い吸収係数（例えば、１％未満が好ましい）を有することが好ましい。流体１７０はまた、発光器１３０により生成された光の著しい散乱を実現することにより、この光が、流体１７０中、膜１５０中、および照射されている腔または内腔の内面上に実質的に均一に拡散されるように選択されてもよい。このように、装置１００は、膜材料の特定の光学特性（例えば、反射率）を必要とすることなく、腔の壁に対する実質的に均一な照射を実現し得る。この膜材料は、周囲の組織を照射するために与えられる特定波長の光に対して高い透過率（例えば、約９０％超）を有することが好ましい。これにより、照射プロセスの効率を向上させることができる。
【００４５】
流体１７０は、腔の壁を照射するために使用される光に対する吸収率が低く、且つ散乱または分散の度合が高いことが好ましい、純正の液体や、溶液や、乳濁液や、懸濁液であってもよい。流体１７０は、例えば、（少なくとも一部が金属製であり得る）微細反射粒子や超顕微鏡的反射粒子、あるいは、対象の照射波長を有する光に対して反射または散乱特性を示しながら流体内で懸濁し続けるほど微小である、その他のタイプの粒子のような微小粒子からなる懸濁液を含む、実質的に透明な液体であってもよい。
【００４６】
更に別の実施形態では、流体１７０は、２種類以上の液体からなる安定化乳濁液であってもよい。この安定化乳濁液は、光に対する吸収率が高くなく、所望の散乱特性を示し得る。一般に、流体１７０の組成（および、例えば、サイズや濃度のような、この流体１７０の成分の特性）は、発光器１３０により生成された光の強度および波長、所望の照射波長、照射対象の腔のサイズまたは容積等のような要素に基づいて選択され得る。例えば、膜の容積が小さくなるほど、より散乱性が高い流体が好ましい場合があるが、流体の散乱特性が弱くなっても、より大きな容積を有する膜１５０全体にわたって実質的に均一な照射が実現される場合もあり、そのため、発光器１３０と膜１５０との間の距離が大きくなる場合もある。
【００４７】
また更に別の実施形態では、流体１７０は、例えば、発光器１３０が多重波長光源または広帯域光源である場合、特定の光波長を吸収またはフィルタリングするように選択されてもよい。このように、流体１７０は、ある波長の光が膜１５０に到達して腔の壁の周囲の組織を照射しないようにしたり、ある波長の光の強度を低減したりするフィルタとして作用し得る。
【００４８】
当業者であれば、膜表面全体にわたって光が実質的に均一に分散できるようにするための所望の透過率および散乱特性を実現する、特定の発光器１３０および膜のサイズおよび材料を求めて、様々な流体組成を試すことは容易であろう。本開示のある実施形態では、装置１００は、本願明細書に記載されるかたちで膜１５０に導入される流体１７０の供給源と一緒にこのデバイスを有するキットとして提供されてもよい。ある実施形態では、流体１７０は、例えば、スウェーデン、ウプサラのフレゼニウスカービ株式会社（Fresenius Kabi AB）から入手可能なイントラリピッド（INTRALIPID）（登録商標）脂肪乳剤や、酸化チタン（TiO2）粒子や、乳成分を含まないクリーマーや、同様な溶解物質などを含んでもよい。
【００４９】
ある実施形態では、装置１００は、例えば、数日または数週間などの長期間にわたって体内に少なくとも一部が保持できるように構成されてもよい。例えば、支持体１１０は、膜１５０が体内の腔または内腔内に位置しているときに、（設けられている場合は）隔膜１２０および／またはアクセスポート１６０の近位端が、身体の外面に近接して位置できるように構成されてもよい。
【００５０】
このような構成により、発光器１３０を用いた複数回の照射処置、および／または、処置中の腔または内腔から膜１５０を取り出さずに膜１５０へと流体１７０を導入すること、または膜１５０から流体１７０を排出することが容易化可能である。
【００５１】
体腔または内腔の内面を照射する例示的な方法では、例示的な装置１００の膜１５０は、例えば、しぼませた状態で、腔中に導入され得る。この装置１００は、体内における自然発生の通路を介して、または、切れ目または外科的に作られた開口を通して導入され得る。この装置１００は、身体の外側からアクセスポート１６０および／または（設けられている場合には）隔膜１２０にアクセスできるように位置決めされ得る。
【００５２】
次に、流体１７０は、照射対象の腔を実質的に充填するように、アクセスポート１６０を介して膜１５０内に導入されることにより、膜１５０を膨張させればよい。例えば、膜１５０は、腔の内面の実質的に全体と接触するよう膨張させてもよい。膜１５０には、例えば、腔の本来の容積または所望の容積にほぼ対応する、特定の容量の流体１７０が充填され得る。流体１７０の供給源は、必要な場合には、膜１５０が充填され、弁１６５が装置１００内に流体１７０を封入するために閉鎖された後、アクセスポート１６０から取り外されてもよい。
【００５３】
次に、腔の内部を照射するために、発光器１３０を特定の期間、活性化させればよい。発光器１３０によって発せられた光の持続時間、タイミング、強度、および／または他のパラメータを制御するために、必要な場合には制御機構（図示せず）を設けてもよい。発光器１３０は、照射後、装置１００から取り外され、その後、次の照射のために再挿入され得る。あるいは、発光器１３０は、複数回の照射処置の間に装置１００内に残留してもよい。
【００５４】
図２は、本開示の別の例示的な実施形態に係る第２の照明装置２００を示す。この装置２００は、図１に示す装置１００について既に説明したものと同様の、膜２００、支持体１１０、アクセスポート１６０、および弁１６５を備えてもよい。この装置２００は、装置１００に関して既に述べたように、照射対象の体腔内に設置し得る。
【００５５】
この装置２００には、化学発光膜、または化学発光反応を受けたり、活性化させたりすることができる１つ以上の物質を含む膜内に流体１７０が設けられてもよい。この流体１７０におけるこのような化学発光反応により、膜１５０に近接する腔の壁を照らす光を発生させ得る。この流体１７０は、アクセスポート１６０を介して膜１５０の内部に導入され得る。ある例示的な実施形態では、化学発光反応の第１の成分が膜内に設けられ、流体１７０が膜１７０中に導入されてこの第１の成分と接触または混合したときにこの反応が活性化されるようにし得る。例えば、第１の成分は、流体１７０と均一に混合されることにより、流体１７０の全容積にわたって実質的に均一に光を発生させ得る。更に別の実施形態では、第１の成分は、主に膜に近く且つ腔の壁を取り囲む領域において化学発光反応が起こるように、膜１５０の内面の少なくとも一部に設けられてもよい。また更に別の実施形態では、流体１７０を装置２００に導入する前に、流体１７０において化学発光反応が開始されてもよい。この膜１５０は、例えば、複数の小さい腔に入ってそれらを照射するように構成された１箇所以上の領域を含むように形成されてもよい。光ファイバプローブのような従来のデバイスを用いて、そのように小さい腔を均一に照射することは困難な場合がある。
【００５６】
この装置２００とともに、化学反応を介して光を発生させることが可能な様々な公知の化学系が使用され得る。この特定の化学発光系は、例えば、反応によって放射される光の波長およびこの光の面積強度または体積強度、照射対象の腔の容積またはサイズのような要素に基づいて選択され得る。本開示のある実施形態では、装置２００は、本願明細書に記載されるやり方で膜１５０に導入される化学発光流体１７０の供給源とともにこのデバイスを有するキットとして設けられてもよい。本開示の実施形態とともに使用され得る化学発光材料または化学発光系としては、例えば、ルシフェリン／ルシフェラーゼ、ホースラディッシュペルオキシダーゼ系、ルミノールなどが挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００５７】
本開示の更に別の実施形態では、装置１００，２００における膜１５０の外面には、光線力学的療法（ＰＤＴ）処置において使用され得るアミノレブリン酸（ＡＬＡ）のような、光活性物質、または、光活性物質の前駆体が設けられてもよい。この物質は、膜１５０が本願明細書に記載されるように腔内で膨張させられ、その後、本願明細書に記載されるように光エネルギーで活性化されるときに腔の壁である組織表面上に転移させてもよい。例えば、レオーネら（Leone et al.）に付与された欧州特許第１０３９９４４号明細書には、膨張性バルーンから周囲の組織表面上に光活性物質を塗布するように構成された装置が記載されている。例えば、光活性材料または前駆体は、接触吸着によって組織表面に導入され得る。従来の光線療法処置で使用され得る光活性物質または光活性物質の前駆体のいずれも、本開示の実施形態においても使用可能である。
【００５８】
更に別の実施形態では、光活性材料は、様々なメカニズムによって、膜１５０から周囲の組織に対して放出されてもよい。例えば、光活性物質またはその前駆体は、光開始反応（光活性化）によって放出されてもよい。その場合、その物質を放出するために使用される光は、発光器１３０によって発生され得るが、その光は組織そのものを照射するために使用される光と同じであっても異なっていてもよい（例えば、放出される光は、処置に用いる光とは異なる波長および／または異なる強度またはフルエンスを有してもよい）。更に別の実施形態では、この物質は、例えば、（単純な液体に基づく溶解により起こり得る）組織そのものとの接触によって顕在化された保護コーティングの溶解による、経時放出反応、膜が組織腔の壁と接触しているときの局所ｐＨの変化、（例えば、体温まで加温することによる）温度変化などによって放出され得る。また更に別の実施形態では、膜１５０の外面に設けられる光活性材料は、可撓性ではあるが非膨張性の材料の層によって被覆されてもよい。膜１５０が膨張させられるときに、このコーティングの完全性が損なわれることにより、下層の光活性材料を周囲の組織表面に対して露出させ得る。
【００５９】
発光器１３０はまた、局所熱源でもあり得る。このような熱は、特定の用途においては望ましくない場合がある。例えば、発光器１３０は、膜１５０の一部の近くに配置されると、隣接する組織を不必要に加熱してしまう可能性もある。図３は、本開示の更に別の実施形態に係る例示的な装置３００を示す。この装置３００は、図１に示し且つ本願明細書に記載される装置１００と同様であり得るが、発光器１３０に近接して設けられるスペーシング機構３１０をさらに備える点では異なる。このスペーシング機構３１０は、発光器１３０と膜１５０の内壁との間に特定の最小距離または間隔を維持する一助となり得る。これにより、膜１５０および隣接する組織の過熱を回避できる。発光器１３０と膜１５０の内壁との間で少なくとも特定の最小距離を維持することにより、例えば、発光器１３０からの光が、散乱させる流体１７０中を少なくとも特定の距離にわたって確実に進むようにすることにより、膜１５０の一部に沿ってフルエンスが高くなる可能性を排除または低減することも可能である。こうして、膜１５０において光フルエンスまたは強度がより均一になり得る。このスペーシング機構３１０を設けることにより、膜１５０がその周囲の体腔または内腔内で変形または収縮／破裂した際に、発光器１３０と膜１５０の内壁とが接触することを防止できる。このスペーシング機構３１０は、本願明細書に記載され、かつ図示された様々な実施形態のいずれに設けられてもよい。
【００６０】
ある実施形態では、スペーシング機構３１０は、光学的に実質的に透明な材料から形成されてもよい。あるいは、スペーシング機構３１０は、例えば、周囲の流体１７０内に放射光を空間的により均一に分散させるために、光を散乱または拡散させ得る材料から形成されてもよい。スペーシング機構３１０は、剛性であってもよい。あるいは、膜１５０内に発光器１３０が挿入または位置決めされたときに膨張し得る、収縮可能な構造体または圧縮式構造体として設けられてもよい。スペーシング機構３１０は、図３に示す特定の実施形態とは異なり得る様々な形状で設けられてもよい。
【００６１】
更に別の実施形態（図示せず）では、スペーシング機構３１０は、膜１５０の内面に取り付けられたり、その一部として形成されたりする１つ以上の突起または構造として設けられてもよい。このような突起または構造は、この突起または構造に結合される発光器１３０および／またはリード線１３５と接触することにより、発光器１３０が膜１５０の内面と接触したり、接近したりすることを防止できる。
【００６２】
図４は、本開示のまた更に別の例示的な実施形態に係る装置４００を示す。この装置４００は、図１に示し且つ本願明細書に記載される装置１００と同様であるが、冷却チャンバ４１０をさらに備える点で異なる。この冷却チャンバ４１０を設けることにより、例えば、発光器１３０によって発せられた光によって組織を照射する間、前、および／または後に、装置４００の周囲の組織腔または内腔を冷却することが容易になる。図４に示すように、冷却チャンバ４１０は、たとえば膜１５０の外面と、膜１５０の少なくとも一部を取り囲むチャンバ表面４１５との間に位置するチャンバ４１０として、膜１５０に近接して設けられ得る。
【００６３】
チャンバ表面４１５は、例えば、膜１５０を形成するために使用される材料と同様の、可撓性または弾性を有する材料から形成され得る。チャンバ表面４１５は、例えば、膜１５０の周りの冷却チャンバ４１０の特定の厚みまたは容積、あるいは形状を実現または維持できるように、膜１５０の外面の１箇所以上の部分に取り付けられ得る。必要な場合には、チャンバ表面４１５は、冷却チャンバ４１０内に１本以上の流路を形成するように（例えば、液体または気体が冷却チャンバ４１０中を流れやすくするように）、膜１５０の外面の１箇所以上の部分に取り付けられ得る。
【００６４】
冷却チャンバ４１０には、空気または他の気体などの絶縁物質を充填し得る。または、冷却チャンバ４１０中に冷却用流体を設けてもよい。冷却チャンバ４１０の内部容積へは、例えば、アクセス管４２０などによってアクセスし得る。このようなアクセス管４１５は、冷却チャンバ４１０中に気体または流体を導入し、および／または当該チャンバ４１０から気体または流体を排出するために使用され得る。ある実施形態では、冷却チャンバ４１０には、２本以上のアクセス管４２０が設けられることにより、例えば、気体または液体の周期的または連続的導入および排出を容易化し、例えば、冷却チャンバ４１０中にこのような気体または液体を循環させることができる。アクセス管４１５の近位端は、様々な位置に設けられ、膜１５０が体腔または内腔内に配置されたときに、この管へアクセスしやすいように構成され得る。ある実施形態では、アクセス管４２０の一部は、支持体１１０に隣接するか、または支持体１１０内に位置し得る。
【００６５】
更に別の例示的な実施形態では、冷却チャンバ４１０は、例えば、発光器１３０に隣接し且つ少なくとも一部が発光器１３０を取り囲むように、膜１５０内に設けられ得る。例えば、冷却チャンバ４１０は、発光器１３０を取り囲むカプセル等の形状を有してもよい。これにより、散乱させる流体１７０の膜１５０内における加熱を低減し得る。このような構成（図示せず）の冷却チャンバ１３０は、図３に示し且つ本願明細書に記載されるスペーシング機構３１０と同様の利点および機能も実現し得る。本願明細書に記載されるような冷却チャンバ４１０は、図１〜３に示す装置１００、２００、３００を備える本開示の実施形態のいずれにおいて使用されてもよい。
【００６６】
ある実施例では、装置１００、２００、３００、４００は、術中に組織表面を適切な光活性剤および光で処置することにより、手術後の炎症を抑制し、および／または手術後の病原性コラーゲン線維束の形成（すなわち、線維化反応）を防止するために使用されてもよい。
【００６７】
例えば、本願明細書に記載される方法および装置は、補綴インプラントを用いた豊胸手術処置における被膜拘縮の発生を抑制したり排除したりするために使用され得る。この例示的な処置では、膜１５０は、このような処置において一般に使用される、成形された組織拡張器であり得る。この装置は、インプラント空洞の内面に塗布された後、約５３２ｎｍの波長の光が照射され得る光活性物質（例えば、０．１％ローズベンガル（Rose Bengal）溶液等）を活性化させるために使用され得る。その光は、例えば、光ファイバ機構を用いる連続波周波数２倍Ｎｄ／ＹＡＧレーザによって、膜１５０の内部に供給され得る。膜１５０は、腔が形成され、拡張する間（例えば、約１〜４週間）、胸腔内に残されてもよい。アクセスポート１６０を介して周期的に流体１７０が追加されることにより、時間をかけて腔をさらに拡張し且つ伸張し得る。例示的な装置１００，２００は、このようにして流体を追加した後で腔の内部を再照射するために使用され得る。色素は、装置１００、２００を用いて各照射を行う前に、拡張された腔の表面に存在するように、経時放出方式で再塗布されるか、与えられ得る。この例示的な処置は、腔内で組織表面を「不活性化」するために使用され得る。これにより、望ましくない被膜拘縮を抑制または排除することができる。
【００６８】
次に図５を参照すると、被膜拘縮を防止する方法５００が提供される。この方法５００は、どのような生体に対しても実行され得るが、特に、人間等の哺乳類に対して実行される。
【００６９】
工程Ｓ５０２では、光活性物質が、生体腔の内面に必要な場合には塗布される。光活性物質は、典型的には、光吸収および光活性化を可能にする多数の共役環を含む化学構造を有する。多数の光活性剤が当業者には公知であり、広くいうと様々な感光性色素および生体分子を含む。例えば、ローズベンガル（「ＲＢ」）およびエリトロシンなどのキサンテンや、リボフラビンなどのフラビンや、メチレンブルー（methylene blue（ＭＢ））などのチアジンや、プロトポルフィリンＩ〜ＩＸ、コプロポルフィリン症、ウロポルフィリン、メソポルフィリン、ヘマトポルフィリン、サフィリンなどのポルフィリンおよび拡張ポルフィリンや、細菌クロロフィルＡなどのクロロフィルや、フェノチアジン（例えば、トルイジンブルー）や、シアニンや、モノアゾ染料（例えば、メチルレッド）や、アジンモノアゾ染料（例えば、ジャヌスグリーンＢ）や、ローダミン染料（例えば、ローダミンＢベース）や、ベンゾフェノオキサジン染料（例えば、ナイルブルーＡ、ナイルレッド）や、オキサジン（例えば、セレスチンブルー）や、アントロキノン染料（例えば、レマゾールブリリアントブルーＲ）や、リボフラビン-５-リン酸（Ｒ-５-Ｐ）や、Ｎ-ヒドロキシピリジン-２-（１Ｈ）-チオン（Ｎ−ＨＴＰ）や、これらの光活性誘導体が挙げられるが、これらに限定されるわけではない。
【００７０】
生体腔は、外科的切開部によって形成され得、インプラント可能なデバイスを収容するように設計されるポケットまたは他の領域であり得る。
【００７１】
光活性物質は、ブラシ、注射器、カニューレ、スプレー、および噴霧器などを含む多数の道具および技術によって内面に塗布され得る。
【００７２】
工程Ｓ５０４では、生体腔中に、本願明細書に記載される装置１００、２００、３００、４００を導入する。装置１００、２００、３００、４００は、切開部に挿通させるためにまず収縮されるが、その後、一旦腔内に配置されれば、腔の内面を押圧するように膨張されればよい。
【００７３】
工程Ｓ５０６では、この装置１００、２００、３００、４００を、光を放射するために作動させる。放射光の強度、周波数、波長、および／または持続時間は、光活性化合物を活性化させるように選択され得る。ローズベンガルを活性化させるためには、例えば、約５４２ｎｍの波長を有する光が利用され得る。
【００７４】
工程Ｓ５０８では、この装置１００、２００、３００、４００を腔から取り出す。ある実施形態では、装置の取り出しは、切開部を通過するようにこの装置を収縮させることによって実現され得る。
【００７５】
工程Ｓ５１０では、生体腔中に、インプラント可能なデバイスが挿入される。インプラント可能なデバイスとしては、例えば、乳房インプラント、ペースメーカ、整形外科的プロテーゼ、カメラ、および光学装置などが挙げられる。
【００７６】
次に図６を参照すると、キット６００が提供される。キット６００は、本願明細書に記載される装置６０２、光活性化合物６０４、装置６０２の（例えば、方法５００に従った）使用説明書、光源６０８（例えば、装置６０２に対して光を与えることが可能な光源）、およびインプラント可能なデバイス６１０（例えば、乳房インプラント、ペースメーカ、整形外科的プロテーゼ、カメラ、および光学装置など）のうち１つ以上を備える。
【００７７】
以上、本開示を特定の実施形態および用途について説明したが、当業者であれば、特許請求された発明の趣旨から逸脱したり、この発明の範囲を超えたりすることなく、この教示に基づいて、その他の実施形態および改変例を作成することも可能であろう。したがって、本願明細書における図面および説明は、本開示の理解を容易にする目的で単なる例として提供されているものであり、本開示の範囲を限定するものと解釈されるべきではないことは理解されたい。
【００７８】
従って、本願明細書には明示的に図示または記載していないが、本開示の原理を実施するものであり、したがって本開示の趣旨および範囲内にある多数のシステム、機構、および方法を、当業者であれば考案可能であることは理解されたい。
【図１】
2020110624.tif 000003
【図２】
2020110624.tif 000004
【図３】
2020110624.tif 000005
【図４】
2020110624.tif 000006
【図５】
2020110624.tif 000007
【図６】
2020110624.tif 000008
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月13日(2020.4.13)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
外科的に形成された生体腔の拘縮を防止するための光活性物質。
【請求項２】
前記光活性物質はローズベンガルである請求項１記載の光活性物質。
【請求項３】
前記光活性物質は、外科的に形成された生体腔に塗布された後、光照射される請求項１又は２に記載の光活性物質。
【請求項４】
光照射の後、外科的に形成された生体腔にインプラントが挿入される請求項３に記載の光活性物質。
【請求項５】
前記インプラントは、ペースメーカ、整形外科的プロテーゼ、カメラ、および光学走査装置からなる群から選択される請求項４に記載の光活性物質。