(57)【要約】本発明においては、閉塞部材が、圧潰された肺部分内への吸気エアの流入を阻止し得るとともに、圧潰された肺部分からの粘液輸送を可能とする。閉塞部材は、気道内に配置されたときには、閉塞部材と気道との間に、粘液輸送を可能とし得るような少なくとも１つの周縁通路を形成する。本発明による気管支内デバイスは、気道内に気管支内デバイスを保持するためのチューブ形状アンカーを備えることができる。粘液輸送のための通路は、アンカーの一部と、閉塞部材の一部と、の間に形成される。
2005524489.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
気道に連通した肺部分を圧潰し得るようにして気道内に配置され得るものとされた気管支内デバイスであって、
閉塞部材を具備し、
この閉塞部材が、肺部分内への吸気エアの流入を阻止し得るとともに、肺部分からの粘液輸送を可能とするものとされていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項２】
請求項１記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、気道内に配置されたときには、粘液輸送を可能とし得るような少なくとも１つの周縁通路を形成することを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項３】
請求項１記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、気道内に配置されたときには、前記閉塞部材の外周表面の一部と気道の内表面の一部との間における粘液輸送を可能とし得るような少なくとも１つの周縁通路を形成することを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項４】
請求項１記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、圧潰された肺部分からのエア導出を可能とすることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項５】
請求項１記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項６】
気道に連通した肺部分を圧潰し得るようにして気道内に配置され得るものとされた気管支内デバイスであって、
気道内に前記気管支内デバイスを保持するためのアンカーと；
このアンカーによって支持された  閉塞部材と；
を具備し、
前記閉塞部材が、肺部分内への吸気エアの流入を阻止し得るとともに、肺部分からの粘液輸送を可能とするものとされていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項７】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記アンカーが、気道の内周面に対しての連続的な当接を維持し得るものとして構成されていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項８】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記アンカーが、内面を有したリング形状部材を備えていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項９】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記アンカーが、全体的にチューブ状の部材を備えていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項１０】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、粘液輸送を可能とする少なくとも１つの周縁通路を形成するようにして、前記アンカーに対して取り付けられていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項１１】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、前記アンカーの内周表面の一部と前記閉塞部材の外周表面の一部との間において粘液輸送を可能とする少なくとも１つの周縁通路を形成するようにして、前記アンカーに対して取り付けられていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項１２】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、圧潰された肺部分からのエア導出を可能とすることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項１３】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記アンカーが、上皮の再形成をもたらし、これにより、前記アンカーと前記閉塞部材との間における少なくとも１つの通路に沿っての粘液輸送を可能としていることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項１４】
請求項６記載の気管支内デバイスにおいて、
前記閉塞部材が、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備え、
このメンブランが、前記アンカーの前記内周面回りにおいて、選択された複数の領域のところにおいて固定され、これにより、少なくとも１つの粘液輸送通路を形成していることを特徴とする気管支内デバイス。
【請求項１５】
粘液輸送を可能としつつ、肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するための方法であって、
圧潰対象をなす前記肺の一部すなわち肺部分に連通した気道内に、閉塞部材を配置し、その際、この閉塞部材を、前記肺の一部すなわち肺部分の中への吸気エアの流入を阻止し得るとともになおかつ前記肺部分からの粘液輸送を可能とし得るような態様でもって、配置することを特徴とする方法。
【請求項１６】
請求項１５記載の方法において、
前記閉塞部材の前記配置に際しては、気道の内周表面の一部と前記閉塞部材の外周表面の一部との間に少なくとも１つの周縁通路を形成することを特徴とする方法。
【請求項１７】
請求項１５記載の方法において、
前記閉塞部材を、圧潰された肺部分からエアを導出し得るものとすることを特徴とする方法。
【請求項１８】
請求項１５記載の方法において、
前記閉塞部材を、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えたものとすることを特徴とする方法。
【請求項１９】
粘液輸送を可能としつつ、肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するための方法であって、
前記肺の一部すなわち肺部分に連通した気道内に、アンカーを配置し；
このアンカーに対して、前記肺の一部すなわち肺部分の中への吸気エアの流入を阻止し得る閉塞部材を取り付け、この際、前記閉塞部材を通しての粘液輸送を可能とし得る少なくとも１つの通路を形成する；
ことを特徴とする方法。
【請求項２０】
請求項１９記載の方法において、
前記閉塞部材の前記取付に際しては、前記アンカーの内周表面の一部と前記閉塞部材の外周表面の一部との間に、粘液輸送を可能とし得る少なくとも１つの周縁通路を形成することを特徴とする方法。
【請求項２１】
請求項１９記載の方法において、
前記閉塞部材を、圧潰された肺部分からエアを導出し得るものとすることを特徴とする方法。
【請求項２２】
請求項１９記載の方法において、
前記閉塞部材を、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えたものとすることを特徴とする方法。
【請求項２３】
請求項１９記載の方法において、
前記アンカーを、内面を有したリング形状部材を備えたものとすることを特徴とする方法。
【請求項２４】
請求項１９記載の方法において、
前記アンカーを、全体的にチューブ状の部材を備えたものとすることを特徴とする方法。
【請求項２５】
粘液輸送を可能としつつ肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するための装置であって、
前記肺の一部すなわち肺部分をに連通した気道を閉塞するための閉塞手段を具備し、
この閉塞手段が、気道内へと挿入し得るような寸法とされ、かつ、前記肺部分内への吸気エア流入を阻止し得るような寸法とされ、かつ、圧潰された前記肺部分内への吸気エア流入を阻止しながらも前記肺部分からの粘液輸送を可能とし得るような寸法とされていることを特徴とする装置。
【請求項２６】
請求項２５記載の装置において、
前記閉塞手段が、気道内に配置されたときに粘液輸送を可能とし得るような少なくとも１つの周縁通路を形成するような寸法のものとされていることを特徴とする装置。
【請求項２７】
請求項２５記載の装置において、
さらに、気道内に前記閉塞手段をアンカー止めするためのアンカー手段を具備していることを特徴とする装置。
【請求項２８】
請求項２７記載の装置において、
前記閉塞手段が、前記アンカー手段と前記閉塞手段との間において粘液輸送を可能とする少なくとも１つの周縁通路を形成するようにして、前記アンカー手段に対して取り付けられていることを特徴とする装置。
【請求項２９】
粘液輸送を可能としつつ肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するためのシステムであって、
気道に連通した肺部分を圧潰し得るようにして気道内に配置され得るものとされた気管支内デバイスであるとともに、閉塞部材を備え、この閉塞部材が、肺部分内への吸気エアの流入を阻止し得るとともに、肺部分からの粘液輸送を可能とするものとされているような、気管支内デバイスと；
前記気管支内デバイスを気道内に配置するための装置と；
を具備していることを特徴とするシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、広義には、慢性閉塞性肺疾患（Chronic Obstructive Pulmonary Disease,ＣＯＰＤ）を治療するための、デバイスや、システムや、方法、に関するものである。本発明は、より詳細には、肺の圧潰部分からの粘液輸送を可能として清浄化をもたらし得るような気管支内閉塞デバイスを提供するものである。
【背景技術】
【０００２】
ＣＯＰＤは、この３０年来にわたって、米国における罹患および死亡の主要な原因となってきた。ＣＯＰＤの特徴は、慢性の気管支炎または肺気腫による気道閉塞の存在である。ＣＯＰＤにおける気道閉塞は、主に、細い気道での構造的な異常によって生じる。重要な原因は、末端の細気管支における炎症や繊維症や杯細胞異形成や平滑筋肥大である。
【０００３】
ＣＯＰＤの発生率や罹患率や医療費は、増え続けている。ＣＯＰＤによる死亡率も、また、増加中である。１９９１年には、ＣＯＰＤは、米国における死亡原因の第４位であり、１９７９年から３３％増加した。
【０００４】
ＣＯＰＤは、患者の生活全体に悪影響を及ぼす。ＣＯＰＤには、咳、息切れ、および、喘鳴という、３つの主要な症状がある。最初は、バスに乗るために走ったり、庭で穴を掘ったり、丘を歩いて登ったりするときに、息切れに気づくことがある。後には、台所で歩くだけでも気づくことがある。時と共に、段々と少ない運動負荷だけでも息が切れるようになり、最後はいつも息切れするようになる。
【０００５】
ＣＯＰＤは、進行性の疾患で、現在のところ治療法はない。ＣＯＰＤに対しての現在の処置には、それ以上の呼吸器の損傷の防止、薬物療法、および、外科手術、がある。それぞれについて、以下説明する。
【０００６】
それ以上の呼吸器損傷の防止には、健康的なライフスタイルを採用することが必要である。禁煙が唯一の最重要の治療的介入であると考えられている。しかしながら、規則的な運動および体重のコントロールも、また、重要である。症状のために日常活動が制限される患者や生活の質が損なわれている患者には、呼吸筋のトレーニングおよび呼吸法トレーニングも含めた肺のリハビリプログラムが必要であろう。長期酸素療法も必要となるであろう。
【０００７】
薬物療法には、気道を可能な限り拡げるための気管支拡張薬療法またはβ−アゴニスト吸入がある。上記の療法にほとんど反応しない患者または持続性の症状がある患者には、臭化イプラトロピウムが必要なこともある。さらに、例えばコルチコステロイドといったような一連のステロイドが必要なこともある。最後に、感染症の予防のために抗生物質が必要なこともあり、インフルエンザおよび肺炎球菌のワクチンを慣例として投与することができる。うまくないことに、初期の規則的な薬物療法の採用がＣＯＰＤの進行を変化させるという証拠はない。
【０００８】
約４０年前、胸郭内気道を開放状態に維持する傾向のある拘束力が、肺気腫では失われていること、および、肺の最も病変が著しい部分を外科的に除去することにより、この拘束力を部分的に回復することができることが、最初に提唱された。外科手術は期待がもてると考えられたが、肺容積低減手術は、中止された。
【０００９】
肺容積低減手術（lung volume reduction surgery,ＬＶＲＳ）は、後年復活した。１９９０年代初頭においては、数百人の患者が、この手術を受けた。しかしながら、この手術は、医療健康保険制度がＬＶＲＳについての払い戻しを止めたという事実のために、人気がなくなった。この手術は、現在、対照実験を含む臨床治験で再審理されている。しかしながら、強制呼気量の増加と、全肺容量の減少と、肺の機能や呼吸困難や生活の質の著しい改善との観点から見ると、現存するデータはこの手順が患者に有益であることを示す傾向にある。
【００１０】
ＬＶＲＳの後における肺機能の改良は、少なくとも４つの機構に由来するものと考えられている。それら機構としては、弾性復元の増大化、通気／血流不適合の修正、呼吸筋肉組織の効率の改良、および、右心室充満の改良、がある。
【００１１】
最後に、肺移植も、また、１つの選択肢である。今日では、ＣＯＰＤは、肺移植が考慮される最も一般的な疾病である。うまくないことに、この手法が検討されるのは、進行したＣＯＰＤ患者についてのみである。ドナーの器官の入手可能性に限りがあるため、肺移植はすべての患者に施されるにはほど遠い。
【００１２】
米国特許第６，２５８，１００号明細書および米国特許第６，２９３，９５１号明細書に開示された発明は、ＣＯＰＤを治療するための改良された治療方法を開示している。これら文献の記載内容は、参考のため、ここに組み込まれる。これら治療方法においては、非外科手術的な装置および手法を使用しつつ、圧潰すべき肺部分に連通した気道を恒久的に閉塞することによって、肺容積を低減する。気道内に配置された閉塞部材が、圧潰対象をなす肺部分内へと吸気流が流入することを阻止する。手術を行う必要なく、肺容積の低減化と肺機能の改良とを得ることができる。気道内を恒久的に閉塞するに際しては、様々な他の装置や手法が存在する。
【００１３】
正常な気道内における粘液輸送には、粘膜繊毛機構による粘液輸送と、咳込機構による粘液輸送と、がある。粘液は、肺の中からバクテリアを排出するためのものであって、これにより、肺炎を予防する。気道内を恒久的に閉塞して肺の一部を圧潰することを目的として、様々な装置や手法が考案されてきたけれども、いずれの装置や手法によっても、恒久的な閉塞によって粘膜繊毛機構や咳込機構による粘液輸送が妨害されてしまうという潜在的問題点を、解決することができない。
【特許文献１】米国特許第６，２５８，１００号明細書
【特許文献２】米国特許第６，２９３，９５１号明細書
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１４】
上記事情に鑑み、当該技術分野においては、気道を恒久的に閉塞しつつも、潜在的問題点を最小化し得るような、すなわち、粘液輸送の妨害を最小化し得るような、新規でありかつ改良されたデバイスや方法が、要望されている。本発明の目標は、ＣＯＰＤの治療に関してそのような改良されたデバイスおよび方法をもたらし得るような、デバイスやシステムや方法に関するものである。
【００１５】
本発明は、肺の少なくとも一部を恒久的に圧潰することによって肺のサイズを低減することによりＣＯＰＤを治療するという治療手法において使用し得るような装置および方法を提供する。本発明においては、肺の一部を圧潰するために使用されている気管支内閉塞部材を通して、粘液輸送を行うことができる。
【００１６】
本発明は、気道に連通した肺部分を圧潰し得るようにして気道内に配置され得るものとされた気管支内デバイスを提供する。この気管支内デバイスは、閉塞部材を具備しており、この閉塞部材は、肺部分内への吸気エアの流入を阻止することと、圧潰された肺部分からの粘液輸送と、の双方を行うことができる。また、閉塞部材は、気道内に配置されたときには、粘液輸送を可能とし得るような少なくとも１つの周縁通路を形成することができる。粘液輸送をもたらす少なくとも１つの周縁通路は、閉塞部材の外周表面の一部と、気道の内表面の一部と、の間に形成することができる。閉塞部材は、圧潰された肺部分からのエア導出を可能とすることができる。閉塞部材は、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えることができる。
【００１７】
本発明の付加的な実施形態においては、本発明は、気道に連通した肺部分を圧潰し得るようにして気道内に配置され得るものとされた気管支内デバイスを提供する。この付加的な実施形態による気管支内デバイスは、気道内に気管支内デバイスを保持するためのアンカーと；このアンカーによって支持された  閉塞部材と；を具備し、閉塞部材が、肺部分内への吸気エアの流入を阻止し得るとともに、肺部分からの粘液輸送を可能とするものとされている。アンカーは、気道の内周面に対しての連続的な当接を維持し得るものとして構成することができる。アンカーは、内面を有したリング形状部材を備えることができる。また、アンカーは、全体的にチューブ状の部材を備えることができる。閉塞部材は、粘液輸送を可能とする少なくとも１つの周縁通路を形成するようにして、アンカーに対して取り付けることができる。代替可能な実施形態においては、閉塞部材は、アンカーの内周表面の一部と閉塞部材の外周表面の一部との間において粘液輸送を可能とする少なくとも１つの周縁通路を形成するようにして、アンカーに対して取り付けられる。他の代替可能な実施形態においては、アンカーは、上皮の再形成をもたらし、これにより、アンカーと閉塞部材との間における少なくとも１つの通路に沿っての粘液輸送を可能とすることができる。閉塞部材は、圧潰された肺部分からエアを導出することができる。閉塞部材は、さらに、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えることができ、このメンブランは、アンカーの内周面回りにおいて、選択された複数の領域のところにおいて固定され、これにより、少なくとも１つの粘液輸送通路を形成することができる。
【００１８】
本発明は、さらに、粘液輸送を可能としつつ、肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するための方法を提供する。この方法においては、圧潰対象をなす肺の一部すなわち肺部分に連通した気道内に、閉塞部材を配置し、その際、この閉塞部材を、肺の一部すなわち肺部分の中への吸気エアの流入を阻止し得るとともになおかつ肺部分からの粘液輸送を可能とし得るような態様でもって、配置する。閉塞部材の配置に際しては、気道の内周表面の一部と閉塞部材の外周表面の一部との間に少なくとも１つの周縁通路を形成することができる。この方法においては、閉塞部材は、圧潰された肺部分からエアを導出することができる。また、閉塞部材は、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えたものとすることができる。
【００１９】
さらに他の実施形態においては、本発明は、粘液輸送を可能としつつ、肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するための方法を提供する。この方法においては、肺の一部すなわち肺部分に連通した気道内に、アンカーを配置し；このアンカーに対して、肺の一部すなわち肺部分の中への吸気エアの流入を阻止し得る閉塞部材を取り付け、この際、閉塞部材を通しての粘液輸送を可能とし得る少なくとも１つの通路を形成する。閉塞部材は、肺部分内への吸気エアの流入を阻止する。閉塞部材の取付に際しては、アンカーの内周表面の一部と閉塞部材の外周表面の一部との間に、粘液輸送を可能とし得る少なくとも１つの周縁通路を形成することができる。この方法においては、閉塞部材は、圧潰された肺部分からエアを導出することができる。また、閉塞部材は、エア流通に関して不透過性とされたフレキシブルメンブランを備えることができる。アンカーは、内面を有したリング形状部材を備えたものとすることができる。また、アンカーは、全体的にチューブ状の部材を備えたものとすることができる。
【００２０】
他の実施形態においては、本発明は、粘液輸送を可能としつつ肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するための装置を提供する。この装置は、肺の一部すなわち肺部分をに連通した気道を閉塞するための閉塞手段を具備し、この閉塞手段は、気道内へと挿入し得るような寸法とされ、かつ、肺部分内への吸気エア流入を阻止し得るような寸法とされ、かつ、圧潰された肺部分内への吸気エア流入を阻止しながらも肺部分からの粘液輸送を可能とし得るような寸法とされる。閉塞手段は、気道内に配置されたときに粘液輸送を可能とし得るような少なくとも１つの周縁通路を形成するような寸法のものとすることができる。装置は、さらに、気道内に閉塞手段をアンカー止めするためのアンカー手段を具備することができる。閉塞手段は、アンカー手段と閉塞手段との間において粘液輸送を可能とする少なくとも１つの周縁通路を形成するようにして、アンカー手段に対して取り付けることができる。
【００２１】
さらに他の実施形態においては、本発明は、粘液輸送を可能としつつ肺の一部を圧潰することによって肺のサイズを低減するためのシステムを提供する。このシステムは、気道に連通した肺部分を圧潰し得るようにして気道内に配置され得るものとされた気管支内デバイスであるとともに、閉塞部材を備え、この閉塞部材は、肺部分内への吸気エアの流入を阻止し得るとともに、肺部分からの粘液輸送を可能とするものとされているような、気管支内デバイスと；この気管支内デバイスを気道内に配置するための装置と；を具備している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
新規であると信じられている本発明の各特徴点は、特許請求の範囲に規定されている。本発明ならびに本発明の目的や利点は、添付図面を参照しつつ、以下の詳細な説明を読むことにより、明瞭となるであろう。複数の図面にわたって、同一の部材には同じ符号が付されている。
【００２３】
図１は、胸郭を単純化して示す断面図であって、健全な呼吸器系を示している。
【００２４】
図２は、胸郭を単純化して示す断面図であって、呼吸器系内における粘液輸送システムを示している。
【００２５】
図３は、図１と同様の断面図であるものの、ＣＯＰＤを患った呼吸器系を示しており、閉塞部材を配置するための初期的ステップを示している。
【００２６】
図４は、気管支サブブランチ内に閉塞部材を配置するための方法におけるさらなるステップを示す図である。
【００２７】
図５は、肺の一部をシールし得るよう気道内に配置された閉塞部材を、一部を破断してかつ拡大したスケールでもって示す斜視図である。
【００２８】
図６は、気管支壁と粘液層と閉塞部材とを、さらに詳細に示す図である。
【００２９】
図７は、閉塞部材と粘液層とによって形成された当接領域を、さらに詳細に示す長手方向断面図である。
【００３０】
図８は、閉塞部材をさらに詳細に示す斜視図である。
【００３１】
図９は、気道内に配置されかつ粘液輸送を可能としている閉塞部材を示す横断面図である。
【００３２】
図１０は、気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図である。
【００３３】
図１１は、気管支壁上に配置されたステント状アンカーを示す図であり、この図においては、上皮形成プロセスを明瞭に示す目的で、閉塞部材の図示が省略されている。
【００３４】
図１２は、粘液輸送を可能とした状態でステント状アンカーと閉塞部材とが配置されている気道を示す横断面図である。
【００３５】
図１３は、気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図であって、２つの連結領域のところに関する断面を示している。
【００３６】
図１４は、気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図であって、閉塞部材の比較的フラットな２つの領域のところに関する断面を示している。
【００３７】
さて、図１は、健全な呼吸器系の断面図を示している。この呼吸器系（２０）は、胸壁（２４）と横隔膜（２６）とによって区切られた空間を占める胸郭（２２）の内部にある。
【００３８】
呼吸器系（２０）は、気管（２８）と、左主気管支幹（３０）と、右主気管支幹（３２）と、気管支（３４，３６，３８，４０，４２）と、サブブランチ（４４，４６，４８，５０）と、を備えている。呼吸器系（２０）は、さらに、左肺葉（５２，５４）と、右肺葉（５６，５８，６０）と、を備えている。各気管支と各サブブランチとは、肺葉全体やそれらの一部といったような、肺葉全体のうちのそれぞれ対応する各部分に連通している。本明細書においては、『気道』という用語は、気管支および細気管支を意味しており、典型的には、吸気流が導入されまた呼気流が導出されるような各肺葉または肺葉部分に連通した気管支やサブブランチを意味している。
【００３９】
健全な呼吸器系の特徴は、アーチ形状のまたは内向き弓形状をした横隔膜（２６）である。吸気のたびごとに、横隔膜（２６）はまっすぐになって、胸郭（２２）の容積を増加させる。これにより、胸郭内部が負圧とされる。胸郭内が負圧になると、吸気状態となって、肺葉に空気が充満する。各呼気時には、横隔膜は、元のアーチ形の状態に戻り、これにより、胸郭の容積を減少させる。胸郭の容積が減少することにより、胸郭内部は正圧になり、肺葉からの排気が起こる。
【００４０】
図２は、正常な肺における粘液輸送システムを示している。人が呼吸した際には、多数の汚染粒子を吸気する。気道は、非常に効果的なフィルタとして機能する。粘液輸送システム（５５）は、肺も含めたすべての気道に関しての自己クリーニング機構として機能する。粘液輸送システム（５５）は、肺の先端部分からの粘液排出のための一次的手法であるとともに、肺に関しての一次的免疫バリアを構成する。気道の表面は、上皮（あるいは、上皮メンブラン）と、この上皮を被覆している線毛と、線毛をコーティングする粘液と、から形成されている。粘液輸送システム（５５）の一部として、粘液は、多数の吸入粒子を拘束し、それら吸入粒子を咽頭（２８）に向けて移動させることができる。粘液輸送システム（５５）は、呼吸器上皮上における線毛の時間差的搬送ビートを有しており、このビートにより、粘液カーペットを移動させ、これにより、拘束した粒子を、肺の先端部分から咽頭（２８）へと移動させ、呼吸器系から排出する。粘液輸送システム（５５）は、さらに、咳込輸送機構を備えている。咳込による爆発的吐出は、肺から、分泌物や異物を放出することを補助する。特許請求の範囲や発明の詳細な説明も含めた本明細書においては、『粘液輸送』とは、粘液輸送システムと、咳込輸送機構と、を備えている。
【００４１】
図１に示すような健全な呼吸器系とは異なり、図３は、ＣＯＰＤを患った呼吸器系を示している。この場合には、図２に示すように、肺葉（５２，５４，５６，５８，６０）が膨張しており、横隔膜（２６）は、アーチ形状ではなく、実質的に直線状となっている。よって、横隔膜（２６）の移動による正常な呼吸を行うことができない。吸気のために必要な胸郭（２２）内の負圧を形成するためには、横隔膜の移動に代えて、胸壁を外向きに動かすことによって、胸郭内の容積を増大させなければならない。これにより、呼吸が不十分となり、浅い呼吸を頻繁に行わなければならない。
【００４２】
上肺葉（５２，５６）の頂部（６２，６６）が、最もＣＯＰＤの影響を受けやすいことがわかっている。よって、右上肺葉（５６）の頂部（６６）を処置するために、一般に、気管支サブブランチ閉塞デバイスが使用される。しかしながら、当業者であれば理解されるように、本発明は、本発明の範囲を逸脱することなく、肺の中の任意の部分に対して適用することができる。また、当業者であれば理解されるように、本発明においては、任意のタイプの閉塞部材を使用することによって、粘液輸送を可能とすることができる。米国特許第６，２５８，１００号明細書および米国特許第６，２９３，９５１号明細書に開示された発明は、気管支内バルブまたはプラグを使用して気道を閉塞することによってＣＯＰＤを治療するための改良された治療方法を開示している。これら文献の記載内容は、参考のため、ここに組み込まれる。本発明は、本発明の好ましい実施形態に関して後述するように、これら両文献に基づく装置やシステムや方法と組み合わせて使用することができる。
【００４３】
閉塞部材の挿入は、ＣＯＰＤを治療するとともに、手術を行う必要なく、肺容積低減手術の利点をもたらす。この治療は、肺の一部を恒久的に圧潰することを想定している。これにより、胸郭内には、横隔膜がアーチ形状をなし得るような十分な容積が残され、残りの健全な肺組織を使用して作用することができる。上述したように、これにより、弾性的反動が増強されることのために、また、通気／灌流の不適合が修正されることのために、また、呼吸筋肉系の効率が改良されることのために、また、右心室の充填が改良されることのために、肺胞機能が改良されることとなる。本発明は、ＣＯＰＤの治療に際して気管支内プラグの使用を支持するとともに、閉塞部材の挿入後においても継続して粘液輸送を行うことを可能とする。これにより、閉塞部材よりも先端側におけるバクテリアの集積を低減する。
【００４４】
図３は、また、閉塞部材を使用することによるＣＯＰＤ治療における１つのステップを示している。治療は、コンジットまたはカテーテル（７０）を、気道（２８）を通して下方へと、さらには右主気管支（３２）内へと、さらには気管支ブランチ（４２）内へと、さらにはサブブランチ（５０）内へと、搬送することによって、開始される。サブブランチ（５０）は、治療対象をなす肺部分（６６）に連通した気道である。カテーテル（７０）は、好ましくは、例えばポリエチレンといったようなフレキシブルな材料から形成されている。また、カテーテル（７０）は、好ましくは、右主気管支（３２）から気管支ブランチ（４２）内へのカテーテルの搬送を補助し得るよう、曲げ部（７２）を有したものとして予成形される。あるいは、カテーテル（７０）は、気管支樹がなす様々な湾曲や曲がりに適合し得るよう変形することができる。
【００４５】
図４は、この方法におけるさらなるステップを示しており、このステップにおいては、カテーテルを使用することによって、気管支サブブランチ内へと、閉塞部材（９０）を挿入する。本発明は、ここで例示する特定の手法の使用に限定されるものではない。カテーテル（７０）は、単独で挿入することも、また、気管支鏡から延出したものとも、また、気管支鏡と併用するものとも、することができる。この例示においては、挿入は、カテーテル（７０）だけを参照して説明されている。本発明は、ここで例示する特定の手法の使用に限定されるものではない。カテーテル（７０）は、膨張可能なシール部材（７４）を付加的に備えている。このシール部材（７４）は、真空吸引源と一緒に使用することによって、閉塞部材（９０）の挿入前に肺部分（６６）を圧潰することができる。閉塞部材（９０）は、圧潰状態でもってカテーテル（７０）を通して搬送し得るよう、弾性材料または圧潰可能な材料から形成することができる。スタイレット（あるいは、探り針）（９２）を使用することにより、閉塞部材（９０）を、カテーテル（７０）の端部（７７）にまで押し込むことができる。これにより、閉塞部材（９０）を、気道（５０）内において、恒久的に圧潰されるべき肺部分（６６）に隣接したところへと、挿入することができる。付加的なシール部材（７４）は、閉塞部材（９０）の挿入後には、引き抜かれる。
【００４６】
図５は、気道内の所定位置に配置された閉塞部材を示している。閉塞部材（９０）は、気道（５０）内への配置時に既に膨らまされており、これにより、気道（５０）をシールしている。これにより、肺部分（６６）を、恒久的な圧潰状態に維持することができる。閉塞部材（９０）は、この目的の達成に際して適切であるような任意の形状とすることができ、中実材料とすることもまたメンブランとすることもできる。
【００４７】
より詳細には、閉塞部材（９０）は、拡径したときには気道内径（５１）に対して当接し得るような外径（９１）を有している。これにより、気道（５０）内に閉塞部材（９０）を配置したときには、気道をシールすることができる。これにより、肺部分（６６）を圧潰状態に維持することができる。後述するように、閉塞部材（９０）は、気道（５０）をシールしつつも、肺圧潰部分（６６）からの粘液輸送を可能とすることができる。
【００４８】
これに代えて、肺部分（６６）は、閉塞部材（９０）の配置前に真空吸引源を使用することによって圧潰することができる。あるいは、閉塞部材（９０）による気道（５０）のシールによって、肺部分（６６）を圧潰することができる。経時的には、肺部分（６６）内のエアは、生体によって吸収され、肺部分（６６）が圧潰されることとなる。これに代えて、閉塞部材（９０）は、一方向バルブとすることができ、これにより、肺部分（６６）からのエア導出を可能としかつ肺部分（６６）内へのエア流入を阻止することができる。これによって、肺部分（６６）が圧潰され、バルブは、エア流入を阻止する。
【００４９】
発明の詳細な説明と特許請求の範囲とを含めた本明細書において開示された本発明による気管支内デバイスの機能は、肺の容積を低減し得るよう気道に連通した肺部分を圧潰することに関して、説明されている。場合によっては、肺部分は、近くの気道からエアを受領することもできる。１つの気道を閉塞することは、気道に連通した肺部分に関して、容積低減効果をもたらすことができる。しかしながら、肺部分を完全に圧潰しないこともできる。他の状況においては、気道の閉塞は、肺部分の完全な圧潰をもたらすものとしないことができる。この場合にでも、肺部分の容積低減化という利点を受けることができる。本明細書においては、『圧潰』という用語は、肺部分を完全に圧潰する場合と、肺部分を部分的に圧潰する場合と、肺の容積を低減する場合と、を含んでいる。
【００５０】
図６は、気管支壁と粘液層と閉塞部材とを、さらに詳細に示している。気管支壁（１００）は、内面上にすなわち気道側に、線毛（図示せず）を有した上皮メンブラン（９７）を備えている。上皮メンブラン（９７）は、呼吸器上皮としても、また、上皮層としても、公知である。上皮メンブランは、吸気された粒子を拘束している粘液層（１１０）によって被覆されている。吸気された粒子は、図２に関して上述したように、粘液輸送システム（５５）によって呼吸器系の外部へと排出される。
【００５１】
この実施形態においては、閉塞部材（９０）は、全体的に円錐形状のものとされており、中空のものとすることができる。より詳細には、閉塞部材（９０）は、基部のところにおける形状を全体的に円形とするような、セグメント化された周縁部を備えている。基部は、以下においては、円形横断面基部（９４）と称される。閉塞部材（９０）は、さらに、周縁回りにおいて全体的に円錐形状とされた側壁（９６）を備えている。側壁（９６）は、全体的に円形の横断面基部（９４）の外周縁部を起点として、延出されている。側壁（９６）は、閉塞部材（９０）の外周面を規定する外周表面（９８）を有している。閉塞部材（９０）は、外周面の一部が気管支壁（１００）の粘液層（１１０）に対して複数の当接領域（１１５）のところにおいて当接し得るように、構成されている。これにより、粘液輸送システム（５５）の粘液輸送機能を維持しつつも、閉塞部材（９０）を通しての空気の通過を阻止し得るような、緩いシールを形成している。
【００５２】
図７は、閉塞部材（９０）と粘液層（１１０）との当接によって形成された複数の当接領域（あるいは、接触領域）（１１５）を、さらに詳細に示す長手方向断面図である。
【００５３】
図８は、閉塞部材の好ましい実施形態をさらに詳細に示す斜視図である。閉塞部材（９０）は、複数の内部弾性補強リブ（９９）を備えている。内部弾性補強リブ（９９）の数や構成材質や配置は、シール対象をなす気道のサイズや閉塞部材（９０）の構成材質や他の関連要因を考慮して、必要に応じて変更することができる。外周表面（９８）は、メンブランとすることができる。
【００５４】
図９は、粘液輸送を可能とした状態でもって気道内に配置された図８の閉塞部材（９０）を示す横断面図である。閉塞部材（９０）が気道内に配置されたときには、複数の補強リブ（９９）が拡径され、これにより、外周表面（９８）の外周面回りにおいて、一連をなす比較的フラットな複数の領域（９５）と複数のリッジ（９３）とが形成されている。複数のリッジ（９３）は、上皮メンブラン（９７）と気管支壁（１００）とに対して緩く押圧されている。これにより、複数の当接領域（１１５）が形成されている。複数のリッジ（９３）は、上皮メンブラン（９７）に対してのおよびその直下の気管支壁（１００）に対しての複数の当接領域（１１５）によって、気管支サブブランチ内における所定位置に、閉塞部材（９０）を保持している。外周表面（９８）の複数の比較的フラットな領域（９５）と、気管支壁（１００）の比較的湾曲した壁とは、閉塞部材（９０）を通して粘液（１１０）を流通させ得るような周縁通路（１１３）を形成している。これにより、圧潰された肺部分からの粘液輸送が可能とされている。
【００５５】
図１０〜図１３は、気管支内デバイスが閉塞部材を備えかつこの閉塞部材がリング形状のステント状アンカーを有しているような代替可能な実施形態を示している。図１０は、気道（５０）内に配置されたステント状アンカー（１２０）と閉塞部材（９０）とを示している。ステント状アンカー（１２０）と閉塞部材（９０）との各々は、任意の生体適合性材料から形成することができ、当業者に公知の任意の適切な技術を使用して、気道内への配置に関して適切であるような当業者に公知の任意の形状とすることができる。ステント状アンカー（１２０）は、強制的押圧によって気管支壁（１００）上にアンカー止めされる。この目的のために、ステント状アンカー（１２０）は、当業者には公知なように、バルーンによって拡径可能なものとすることができる。あるいは、ステント状アンカー（１２０）は、自己拡径型のものとすることができる。好ましい実施形態においては、ステント状アンカー（１２０）と閉塞部材（９０）とは、気道（５０）内への配置に先立って、複数の連結領域（１３０）のところにおいて連結される。ステント状アンカー（１２０）と閉塞部材（９０）とは、使用されている材質にとって適切であるような、また、選択された埋設手法にとって適切であるような、また、患者の特性にとって適切であるような、また、選択された透過度合いにとって適切であるような、任意の手段によって、連結される。連結手法は、摩擦連結や、接着剤による連結や、機械的連結器具による連結、とすることができる。代替可能な実施形態においては、ステント状アンカー（１２０）と閉塞部材（９０）とは、気道（５０）内への配置時に連結することができる。
【００５６】
他の代替可能な実施形態においては、ステント状アンカー（１２０）は、曲がりを有した小さなチューブ状部材とすることができる。小さなチューブ状部材の長さの大部分は、長手方向に配向され、曲がり部分は、長手方向とは逆向きとされる。曲がりを有した小さなチューブ状部材の長手方向部分は、アンカーの設置時には気道の内周面に対して接触し得るものとして、構成される。曲がり部分は、アンカーの設置時には気道の内周面よりも中心向きに変位しているようにして構成され、曲がり部分の周縁部と気道の内周表面との間には、粘液通路が形成される。
【００５７】
図１１は、気管支壁（１００）上に配置されたステント状アンカー（１２０）を示す図であり、この図においては、理解の明瞭化のために、閉塞部材（９０）の図示が省略されている。まず最初に、ステント状アンカー（１２０）の物理的特性は、上皮メンブラン（９７）と粘液輸送システム（５５）とを遮断することである。図１１は、上皮を再形成するという、生体の正常的プロセスを図示している。上皮組織（１１０）と線毛とは、所定の時間経過後には、ステント状アンカー（１２０）上に生育し、粘液輸送を可能とする。
【００５８】
代替可能な実施形態においては、ステント状アンカー（１２０）は、まず最初に、閉塞部材（９０）を連結していない状態で、気道内に配置され、気管支壁（１００）上に設置される。所定時間経過後には、上皮層が、ステント状アンカー（１２０）上に形成されることとなる。その後、閉塞部材（９０）を、ステント状アンカー（１２０）に対して連結する。
【００５９】
図１２は、粘液輸送を可能とした状態で所定に配置された、図１１のステント状アンカーと、図１０の閉塞部材と、を示す横断面図である。図１２ては、図９と同様の図であるものの、図１２の代替可能な実施形態においては、ステント状アンカー（１２０）と、複数の連結領域（１３０）と、が追加されている。上皮の再形成は、ステント状アンカー（１２０）に関して図示されている。複数の連結領域（１３０）は、それぞれ対応する複数の場所において、閉塞部材（９０）とステント状アンカー（１２０）とを連結している。図９に示す実施形態と同様に、閉塞部材（９０）の外周表面（９８）は、一連の比較的フラットな複数の領域（９５）を連結箇所（１３０）どうしの間に有した形状とされている。外周表面（９８）の比較的フラットな領域（９５）と、ステント状アンカー（１２０）の比較的湾曲した壁部分は、閉塞部材（９０）を通して粘液（１１０）を通過させ得るような周縁通路（１１３）を形成する。これにより、圧潰された肺部分からの粘液輸送が可能とされる。
【００６０】
図１３は、気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図であって、２つの連結領域のところに関する断面を示している。連結領域（１３０）は、上皮の再形成を低減させるものであって、粘液輸送システム（５５）の機能を物理的に妨害する。代替可能な実施形態においては、閉塞部材（９０）を支持するのに必要な最少数の連結領域（１３０）を使用することができる。
【００６１】
図１４は、気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図であって、閉塞部材の比較的フラットな２つの領域のところに関する断面を示している。図１４は、上皮の再形成と粘液層（１１０）の再形成とを可能とし得るよう、比較的フラットな領域（９５）と、ステント状アンカー（１２０）の比較的湾曲した壁部分と、の間に形成された周縁通路（１１３）を示している。周縁通路（１１３）は、圧潰された肺部分からの、閉塞部材（９０）を介しての、粘液輸送を可能とする。
【００６２】
上述したように、本発明は、肺容積の低減によってＣＯＰＤを治療し得るとともに、なおかつ、粘液輸送を可能とし得るような、気管支内デバイスやシステムや方法を提供する。粘液輸送は、粘液輸送に適した通路を形成しつつも、治療対象をなす肺部分内への吸気流入を阻止し得るような、閉塞部材を提供することによって、得られる。
【００６３】
本発明の特定の実施形態について説明したけれども、それら実施形態に対して様々な修正や変形を加えることができる。したがって、特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲内に属するそのようなすべての修正や変形をも包含することが意図されている。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】胸郭を単純化して示す断面図であって、健全な呼吸器系を示している。
【図２】胸郭を単純化して示す断面図であって、呼吸器系内における粘液輸送システムを示している。
【図３】図１と同様の断面図であるものの、ＣＯＰＤを患った呼吸器系を示しており、閉塞部材を配置するための初期的ステップを示している。
【図４】気管支サブブランチ内に閉塞部材を配置するための方法におけるさらなるステップを示す図である。
【図５】肺の一部をシールし得るよう気道内に配置された閉塞部材を、一部を破断してかつ拡大したスケールでもって示す斜視図である。
【図６】気管支壁と粘液層と閉塞部材とを、さらに詳細に示す図である。
【図７】閉塞部材と粘液層とによって形成された当接領域を、さらに詳細に示す長手方向断面図である。
【図８】閉塞部材をさらに詳細に示す斜視図である。
【図９】気道内に配置されかつ粘液輸送を可能としている閉塞部材を示す横断面図である。
【図１０】気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図である。
【図１１】気管支壁上に配置されたステント状アンカーを示す図であり、この図においては、上皮再形成プロセスを明瞭に示す目的で、閉塞部材の図示が省略されている。
【図１２】粘液輸送を可能とした状態でステント状アンカーと閉塞部材とが配置されている気道を示す横断面図である。
【図１３】気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図であって、２つの連結領域のところに関する断面を示している。
【図１４】気道内に配置されたステント状アンカーと閉塞部材とを示す長手方向断面図であって、閉塞部材の比較的フラットな２つの領域のところに関する断面を示している。
【符号の説明】
【００６５】
５０  気道
５５  粘液輸送システム
６０  肺部分
７０  カテーテル
９０  閉塞部材
９４  円形基部
１１３  周縁通路
１２０  ステント状アンカー（アンカー）
【図１】
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【図３】
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【図２】
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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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【国際調査報告】
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