(57)【要約】【課題】特に、生体組織を突き合わせ状態に接合する場合に、より確実な接合を可能とし、十分な接合強度を得る。【解決手段】接合されるべき生体組織を挟んで２本ずつ相互に略平行に配置される４個の４角柱状の電極５と、該電極５の内の任意の２つの電極５間に電力を供給する電力供給部と、生体組織の表面に沿う方向に電極５を近接させる第１の電極移動機構１１と、生体組織を挟む方向に電極５を近接させる第２の電極移動機構１１と、電力供給部から電力を供給する電極５を切り替える切替部とを備える生体組織接合装置１を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
接合されるべき生体組織を挟んで２本ずつ相互に略平行に配置される４個の４角柱状の電極と、
該電極の内の任意の２つの電極間に電力を供給する電力供給部と、
前記生体組織の表面に沿う方向に前記電極を近接させる第１の電極移動機構と、
前記生体組織を挟む方向に前記電極を近接させる第２の電極移動機構と、
前記電力供給部から電力を供給する電極を切り替える切替部とを備える生体組織接合装置。
【請求項２】
前記電極が、前記生体組織を挟んで対向する辺よりも、前記生体組織の表面に沿う方向に対向する辺の方が大きい横断面形状を有する請求項１に記載の生体組織接合装置。
【請求項３】
前記電力供給部が、前記第１の電極移動機構により近接させられた第１の電極対間に生体組織の一部を挟んだ状態で該第１の電極対間に電力を供給した後、前記第２の電極移動機構により近接させられた第２の電極対間に生体組織を挟んだ状態で該第２の電極対間に、前記第１の電極対間に供給した電力より低い電力を供給する請求項１または請求項２に記載の生体組織接合装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、生体組織接合装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、接合されるべき一対の生体組織を重ね合わせた状態に挟んで、超音波エネルギを付与することにより、生体組織を接合する接合装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】特開平１１−１０４１４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１の接合装置によれば、生体組織を挟んで超音波エネルギを供給するだけで生体組織を接合することができるが、例えば、消化管等の管状の生体組織の端面を突き合わせ状態にして接合する場合に、接合面積が極めて小さいため、十分な接合強度を得ることができないという不都合がある。特に、生体組織の端面を突き合わせ状態にして電極間に同時に挟むだけでは、端面が離れる方向に生体組織が逃げるので、端面の突き合わせ状態を維持することが困難となり、接合すること自体困難になるという問題がある。
【０００５】
本発明は上述した事情に鑑みてなされたものであって、特に、生体組織を突き合わせ状態に接合する場合に、より確実な接合を可能とし、十分な接合強度を得ることができる生体組織接合装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。
本発明は、接合されるべき生体組織を挟んで２本ずつ相互に略平行に配置される４個の４角柱状の電極と、該電極の内の任意の２つの電極間に電力を供給する電力供給部と、前記生体組織の表面に沿う方向に前記電極を近接させる第１の電極移動機構と、前記生体組織を挟む方向に前記電極を近接させる第２の電極移動機構と、前記電力供給部から電力を供給する電極を切り替える切替部とを備える生体組織接合装置を提供する。
【０００７】
本発明によれば、接合されるべき生体組織を挟んで２本ずつ４個の電極を配置し、生体組織を挟む２対の電極間に生体組織の接合面を突き当てた状態に配置して、第２の移動機構を作動させて各電極対間に生体組織を挟むとともに、第１の移動機構を作動させて、生体組織の表面に沿う方向に離れた電極を相互に近接させることにより、生体組織を寄せ合わせて電極間に隆起させ、該電極間にも挟むことができる。この状態で、切替部の作動により電力供給部から電力を供給する電極対を切り替えることにより、各電極対間に挟まれた生体組織内のコラーゲンを溶融させて染み出させ、接合されるべき生体組織間の隙間に浸透させて、これを接着剤として利用して生体組織を接着し接合することができる。
【０００８】
上記発明においては、前記電極が、前記生体組織を挟んで対向する辺よりも、前記生体組織の表面に沿う方向に対向する辺の方が大きい横断面形状を有することが好ましい。
このようにすることで、第１の移動機構により隆起させられた生体組織に、広い範囲にわたって電力を供給し、生体組織内のコラーゲンを溶融させて染み出させ、接合されるべき生体組織間の隙間に浸透させて、これを接着剤として利用して生体組織を接着し接合することができる。これにより、生体組織を確実に外吻接合することができる。また、第２の移動機構により電極によって挟まれた生体組織には狭い範囲に電力を供給して生体組織に与える損傷を低減することができる。
【０００９】
また、上記発明においては、前記電力供給部が、前記第１の電極移動機構により近接させられた第１の電極対間に生体組織の一部を挟んだ状態で該第１の電極対間に電力を供給した後、前記第２の電極移動機構により近接させられた第２の電極対間に生体組織を挟んだ状態で該第２の電極対間に、前記第１の電極対間に供給した電力より低い電力を供給することとしてもよい。
【００１０】
このようにすることで、第１の電極対間に挟まれた生体組織に大きな電力を供給して十分に生体組織内のコラーゲンを溶融させて染み出させ、滲み出したコラーゲンを利用して、第２の電極対間に挟まれた生体組織に比較的小さい電力を供給するだけで生体組織を健全な状態に維持しつつ、より確実に接合することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、特に、生体組織を突き合わせ状態に接合する場合に、より確実な接合を可能とし、十分な接合強度を得ることができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の一実施形態に係る生体組織接合装置１について、図１〜図１４を参照して以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織接合装置１は、生体組織として、例えば、図６〜図１３に示されるように、管状の生体組織である腸管２，３を吻合するための装置であって、後述する筒状の吻合用部材４を介在させて突き合わせ状態に配置された一対の腸管２，３の接合端部２ａ，３ａを接合する装置である。
【００１３】
本実施形態に係る生体組織接合装置１は、図１および図２に示されるように、４個の電極５を備える装置本体６と、該装置本体６が接続される制御ユニット７と、該制御ユニット７に接続されたスイッチ８とを備えている。
装置本体６は、先端に備えた電極５を、開腹部から体内に挿入するための細長いロッド９と、該ロッド９の基端側に配置され、電極５を開閉するためのハンドル１０とを備えている。
【００１４】
電極５は、ロッド９の先端に備えられたアクチュエータ１１（例えば、ＭＳＣ社製ＭＨＳ４−１６Ｄ）によって、相互に近接させる方向に連動して移動させられるようになっている。各電極５は、図２（ｂ）に示されるように、電極５どうしが最も近接させられたときに、各対の相手の電極５との直接的な接触を防止するための絶縁材料からなる突起５ａを有している。
【００１５】
電極５は、細長い長方形の横断面形状を有する四角柱状に形成されている。
電極５は、図７に示されるように、長辺側の面どうしが腸管２，３の表面に沿う方向に対向し、短辺側の面どうしが腸管２，３を径方向に挟んで対向するように配置されるようになっている。
【００１６】
制御ユニット７は、図３に示されるように、接合に先立って電極５間に微弱電圧を加え、流れる電流を検出することにより、接合すべき腸管２，３の抵抗値を測定する抵抗値測定部１２と、該抵抗値測定部１２により測定された抵抗値に応じて、腸管２，３内に含有されているコラーゲンおよびエラスチンを溶融させる電圧値を算出する電圧値算出部１３と、該電圧値算出部１３により算出された電圧を電極５間に加える電圧印加部１４と、これらを制御する制御部（切替部）１５とを備えている。
【００１７】
前記スイッチ８は、例えば、フットスイッチであって、電極５によって腸管２，３が挟まれて接合の準備が整った状態で押下されることにより、制御ユニット７に備えられた制御部１５にトリガ入力を付与するようになっている。制御部１５は、スイッチ８からのトリガが入力されると、上述した抵抗値検出、電圧値算出および電圧の印加の各作業を順次行わせるようになっている。
【００１８】
制御部１５は、スイッチ８からのトリガを受けて、抵抗値検出および電圧値算出を行った後に、図４に示されるようなパターンで電極５間に電圧を印加するようになっている。すなわち、最初に電極５の長辺側の面間に挟んだ腸管２，３に対して比較的大きな電力を供給し、その後、電極５の短辺側の面間に挟んだ腸管２，３に対して長辺側の面よりも小さい電力を供給するようになっている。
【００１９】
前記吻合用部材４は、図５に示されるように、筒状部材であって、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンを複合し、あるいはカーボン粒子をドーピングしたポリ乳酸系ポリマーにより構成されている。
吻合用部材４は、ポリ乳酸系ポリマーにより構成されることによって、図６（ａ），（ｂ）に示されるように、外力Ｆにより半径方向に潰されて、その内部開口を閉塞し内面を密着させても破断しない柔軟性を有している。また、吻合用部材４は、ポリ乳酸系ポリマーにより構成されることにより、コラーゲンの熱変性温度より高い温度に加熱されても変性しない耐熱性を有している。
【００２０】
また、吻合用部材４は、ポリ乳酸系ポリマーにより構成されることにより、外力Ｆにより潰れた状態でコラーゲンの熱変性温度より高い温度に加熱された後に外力Ｆを解放すると、閉塞していた内部開口を開通させるように復元することができる弾性を有している。
さらに、吻合用部材４は、ポリアニリン、ポリピロール、ポリチオフェンを複合し、あるいはカーボン粒子をドーピングすることにより、導電性を有している。本実施形態においては、例えば、吻合しようとする生体組織よりも十分に低い抵抗値となるように十分に高い導電性を有している。
【００２１】
このように構成された本実施形態に係る生体組織接合装置１の作用について、以下に説明する。
本実施形態に係る生体組織接合装置１を用いて、生体組織として、例えば、管状の生体組織である腸管２，３を吻合する場合について説明する。
まず、図７に示されるように、吻合すべき一対の腸管２，３の接合端部２ａ，３ａの開口に、本実施形態に係る吻合用部材４を挿入し、図８に示されるように、一対の腸管２，３の接合端部２ａ，３ａを突き合わせた状態とする。
【００２２】
この状態で、図８に示されるように、接合端部２ａ，３ａ近傍の半径方向外方に、本実施形態に係る生体組織接合装置１の装置本体６の先端に配置された２対の電極５を近接させる。このとき、２つの電極５対の中間位置に、一対の腸管２，３の接合端部２ａ，３ａが配置されるようにする。そして、ハンドル１０を操作することによってアクチュエータ１１を作動させる。
【００２３】
アクチュエータ１１は、図２（ａ）および図８に矢印Ｍで示されるように、２対４個の電極５を相互に近接させる方向に移動させる。そして、図９に示されるように、その移動途中で接触した腸管２，３の外面との摩擦力によって、腸管２，３どうしをその接合端部２ａ，３ａに向かう方向に引き寄せる。これにより、腸管２，３は接合端部２ａ，３ａにかかる接合圧力によって、図１０に示されるように、接合端部２ａ，３ａが、腸管２，３の表面に沿って間隔をあけた電極５間の隙間に隆起させられる。
【００２４】
そして、さらに電極５を近接させると、図１０に示されるように、隆起した腸管２，３が電極５間に挟まれるとともに、吻合用部材４の内面が完全に潰れて密着し、腸管２，３および吻合用部材４が半径方向にも挟み込まれる。
吻合用部材４は、柔軟性を有しているので、図９に示されるように、外力Ｆによってその内部開口が閉塞され内面が密着するまで潰れることができる。この状態で、制御ユニット７に接続されているフットスイッチ８を押下することにより、図１１および図１２に示されるように、制御部１５の作動によって、最初に抵抗値測定部１２が作動させられて、電極５間に挟まれた腸管２，３の抵抗値が測定される。
【００２５】
次いで、電圧値算出部１３の作動により、印加される電圧の値が算出される。そして、制御部１５は電圧印加部１４を作動させて、電圧値算出部１３により算出された電圧を電極５間に加える。
【００２６】
この場合に、まず最初に腸管２，３の表面に沿う方向に腸管２，３を挟む電極５間に電圧が印加され、次いで、腸管２，３の半径方向に腸管２，３および吻合用部材４を挟む電極５間に電圧が加えられる。吻合用部材４は導電性を有しているので、電極５間には、腸管２，３および吻合用部材４を貫通して電流Ｉが流れ、腸管２，３の抵抗値の大きさと電流Ｉの大きさの２乗との積に比例した発熱量で発熱するようになる。
【００２７】
この場合において、腸管２，３の表面に沿う方向に腸管２，３の接合端部２ａ，３ａを挟む電極５間に加える電圧については、腸管２，３における発熱により、コラーゲンの溶融温度より若干高い温度となるように調節しておくことにより、腸管２，３内に含有されている細胞外基質であるコラーゲンおよびエラスチンを溶融させて流動し易くすることができる。
一方、腸管２，３を半径方向に挟む電極５間に加える電圧については、腸管２，３における発熱により、コラーゲンの溶融温度より若干低い温度となるように調節しておく。
【００２８】
したがって、まず図１１に示されるように、最初に電圧が加えられる腸管２，３の接合端部２ａ，３ａの領域Ａのコラーゲンおよびエラスチンが溶融させられて流動化させられ、続いて電圧が加えられる領域Ｂが加熱される。
この場合に、領域Ａに大きな電力を加えることで、領域Ａ，Ｂ間に挟まれる角部の領域Ｃにおけるコラーゲンおよびエラスチンも溶融させられるので、その後に領域Ｂに低い電力を加えるだけで領域Ｃにおけるコラーゲンおよびエラスチンの溶融を補助することができる。
【００２９】
また、領域Ａがより広い面積にわたって電極５により挟まれて加熱されるので、より広い範囲にわたってコラーゲンおよびエラスチンの溶融が行われる。発熱により流動したコラーゲンは、腸管２，３と吻合用部材４との隙間に浸透するようになる。この現象は、図１２に示されるように、吻合用部材４の全周にわたって発生するので、流動するコラーゲンが吻合用部材４の外周面全周に浸透する。
【００３０】
また、領域Ｂの加熱において、吻合用部材４は、腸管２，３の抵抗値よりも十分に小さい抵抗値となるように高い導電性を有しているので、通電により吻合用部材４において発生する熱量は小さく、エネルギが無駄に浪費されることがない。また、吻合用部材４は、コラーゲンの熱変性温度より高い耐熱性を有しているので、コラーゲンが変性する温度まで加熱させられても変性せずにその性質を維持することができる。
【００３１】
この状態から、電極５に加えていた電圧を停止し、図１３に示されるように、電極５に加えていた外力Ｆを解除する。吻合用部材４は弾性を有しているので、外力Ｆが解除されると、半径方向外方に広がるように復元し、閉塞されていた内部開口が開通する。
【００３２】
すなわち、吻合用部材４の外周面においては、腸管２，３と吻合用部材４との間には、コラーゲンが浸透しているので、それが接着剤となって腸管２，３と吻合用部材４とが接着されている。一方、吻合用部材４の内面においては、接着剤となるコラーゲンは存在していないので、密着していた内面どうしは接着されず、外力Ｆが解除されると吻合用部材４の弾性によって離間し、開口するようになる。
【００３３】
これにより、図１４に示されるように、電極５により挟まれていた、腸管２，３の接合端部近傍の領域Ｄと、その半径方向内方に配置されている吻合用部材４とが全周にわたって接着され、かつ、一対の腸管２，３の接合端部２ａ，３ａが外吻された状態に接合され、一体化させられる。
すなわち、本実施形態に係る生体組織接合装置１によれば、２対の電極５によって所定の外力Ｆにより挟みつつ電圧を加えるだけで、一対の管状の生体組織である腸管２，３を、一度に簡単に吻合することができる。
【００３４】
その結果、縫合による従来の吻合や、周方向に複数回にわたって超音波を加えることによる吻合と比較して、その作業を大幅に簡易化することができるという利点がある。特に、エネルギ治療器を取り回すための空間の少ない内視鏡的手術において、腸管２，３を半径方向に１回挟むだけのスペースを確保すれば足りるので、その吻合作業の繁雑さを大幅に低減することができるという利点がある。
【００３５】
また、吻合用部材４によれば、腸管２，３の内壁にコラーゲンによって接着されるので、摩擦のみによって固定していた従来の吻合用部材と比較して、その吻合状態を安定して維持することができるという利点がある。さらに、吻合用部材４によれば、生体分解性の高いポリ乳酸系ポリマーにより構成されているので、吻合手術後は、経時的に分解されて消滅するようになる。すなわち、吻合された領域Ａが相互に接合して治癒する頃には、本実施形態に係る吻合用部材４が消滅することにより、体内に異物を残さなくて済むという利点もある。
【００３６】
また、本実施形態によれば、腸管２，３の接合端部２ａ，３ａを外吻接合するので、コラーゲンやエラスチンの溶出により接合される領域Ａについては腸管２，３の組織がダメージを受けることとなるが、吻合された後に腸管２，３の機能を果たす領域Ｃについては、組織が破壊されず、健全な状態に維持することができる。
【００３７】
なお、本実施形態に係る生体組織接合装置１により接合する生体組織としては、腸管２，３に限定されるものではなく、他の消化管、血管あるいは尿管等の任意の管状の生体組織や皮膚等の平坦な生体組織に適用することができる。
また、本実施形態の説明においては、筒状の吻合用部材４を介在させた状態で腸管２，３を接合させることとしたが、これに代えて、吻合用部材４の形態に制限はなく、また、吻合用部材４を用いることなく接合させることとしてもよい。
【００３８】
また、本実施形態においては、生体組織に供給するエネルギとして電極５により電気エネルギを供給することとしたが、これに代えて、超音波振動子を接触させることにより超音波振動を供給することにしてもよい。
また、電極５に加える電圧は、図４に示されるパターンに限定されるものではなく、より短い周期で繰り返し加えることにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の一実施形態に係る生体組織接合装置を示す全体構成図である。
【図２】図１の生体組織接合装置の電極対とアクチュエータとを示す斜視図である。
【図３】図１の生体組織接合装置の制御ユニットを示すブロック図である。
【図４】図１の生体組織接合装置の電極間に加える電圧のパターン例を示す図である。
【図５】図１の生体組織接合装置を用いた管状の生体組織の吻合に用いる吻合用部材を示す斜視図である。
【図６】図５の吻合用部材の柔軟性を説明する図であって、（ａ）外力を加える前の形状、（ｂ）外力を加えた後の形状をそれぞれ示す斜視図である。
【図７】図５の吻合用部材を用いた一対の腸管の吻合の手順を示す縦断面図である。
【図８】図７の状態から吻合用部材を腸管の端部開口に挿入し、腸管の接合端部どうしを突き当てた状態を示す縦断面図である。
【図９】図８の状態から腸管および吻合用部材を電極により半径方向に加圧する途中の状態を示す縦断面図である。
【図１０】図９の状態から腸管および吻合用部材を電極により半径方向に加圧した状態を示す縦断面図である。
【図１１】図１０の状態から電極により腸管および吻合用部材に通電した状態を示す縦断面図である。
【図１２】図１１の状態を吻合用部材の軸方向から見た横断面図である。
【図１３】図１２の状態から通電を停止し、加圧を解除した状態を示す横断面図である。
【図１４】図１の生体組織接合装置および図４の吻合用部材を用いて吻合されて一体化された一対の腸管を示す縦断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
１  生体組織接合装置
２，３  腸管（生体組織）
５  電極
１１  アクチュエータ（第１の電極移動機構、第２の電極移動機構）
１４  電圧印加部（電力供給部）
１５  制御部（切替部）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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