(57)【要約】【課題】対象の体の循環系の循環を操作するための装置が記載される。【解決手段】該装置は、対象の体の部分を覆う寸法に形成された柔軟な支持体と、該支持体に埋め込まれた又は取り付けられた振動発生素子と、を有する。該支持体は、パッチ及び該パッチ上に設けられた取付け層を有する。前記取付け層は、前記対象の体の部分の皮膚にパッチを取り付けるのに適切な生体適合性接着剤を含む。前記対象の体の部分の皮膚にパッチが接着された時に前記振動発生素子が前記皮膚に振動を伝えるよう、前記振動発生素子が前記支持体の中又は上に配置されている。【選択図】図１
2015037595.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対象の体の部分を覆う寸法に形成された柔軟な支持体と、前記支持体に埋め込まれた又は取り付けられた振動発生素子と、を有する対象の体の循環系の循環を操作する装置であって、
前記支持体が、パッチと、該パッチに設けられた取付け層と、を有し、
前記取付け層が、前記対象の前記体の前記部分の皮膚に前記パッチを取り付ける、生体適合性を有する接着剤を有し、そして、
前記対象の前記体の前記部分の皮膚に前記パッチが取り付けられた時に前記振動発生素子が前記皮膚に振動を伝えるよう、前記振動発生素子が前記支持体の内部又は上に配置され、
前記振動発生素子の振動の周波数が、１Ｈｚから１５，０００Ｈｚの範囲内であり、これにより血管収縮及び／又は血管拡張を引き起こし、
前記振動発生素子が圧電アクチュエータである
ことを特徴とする対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項２】
前記支持体が開口を有し、該開口の寸法は、前記対象の前記体の前記部分の皮膚の上に前記パッチが配置された時に前記対象の前記体の前記部分の創傷を完全に又は部分的に囲む寸法に形成されていることを特徴とする請求項１記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項３】
電源と、前記振動発生素子及び前記電源と電気通信するコントローラと、をさらに有し、
前記コントローラは、前記振動発生素子の動作のタイミング、周波数、振幅、波形、力及びその他のパラメータを制御する電気信号を前記振動発生素子に提供するために、前記コントローラに格納されたプログラムを実行するよう構成され、
前記電気信号が、（ｉ）単一又は複数の波形、（ｉｉ）一方向性又は多方向性、（ｉｉｉ）正弦波、矩形波、パルス、三角波又はそれらの組み合わせである
ことを特徴とする請求項１又は２記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項４】
前記コントローラは、以下のプログラムをさらに実行するよう構成され、該プログラムにより、
（ｉ）第一期間中、前記振動発生素子に前記電気信号を提供することを停止する又は前記振動発生素子に提供される前記電気信号の強度を減少させる又は前記振動発生素子に提供される前記電気信号の強度を増大させ、
（ｉｉ）第二期間中、前記振動発生素子への前記電気信号の提供を再開する又は前記振動発生素子に提供される前記電気信号の強度を増大させる又は前記振動発生素子に提供される前記電気信号の強度を減少させる
ことを特徴とする請求項３に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項５】
第三期間中の前記振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力のうちの少なくとも一つが、第一期間中の前記振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力と異なることを特徴とする請求項３又は４に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項６】
前記支持体に埋め込まれた又は取り付けられた第二の振動発生素子と、電源と、前記第一の振動発生素子、前記第二の振動発生素子及び前記電源と電気通信するコントローラと、をさらに有し、
前記コントローラは以下のプログラムを実行するよう構成され、該プログラムにより、
（ｉ）第一期間中、前記振動発生素子に、該振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力を制御する第一電気信号を提供し、
（ｉｉ）第二期間中、前記振動発生素子に前記第一電気信号を提供することを停止し、
（ｉｉｉ）第三期間中、前記第二の振動発生素子に、該第二の振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力を制御する第二電気信号を提供する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項７】
電源と、前記振動発生素子及び前記電源と電気通信するコントローラと、をさらに有し、
前記コントローラは、以下のプログラムを実行するよう構成され、該プログラムにより、
（ｉ）前記振動発生素子に、該振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力を制御する第一電気信号を提供し、
（ｉｉ）前記振動発生素子の振動の周波数又は振幅又は力のうちの少なくとも一つが変化するよう、前記振動発生素子への前記第一電気信号を変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項８】
前記対象の前記体の第二部分を覆うかん流センサと、電源と、前記振動発生素子及び前記電源及び前記かん流センサと電気通信するコントローラと、をさらに有し、
前記対象の前記体の前記第二部分は、前記対象の前記体の前記一部分に隣接する又は該第一部分の内側にあり、
前記コントローラは、該コントローラに格納されたプログラムを実行するよう構成され、該プログラムにより、
（ｉ）第一期間中、前記振動発生素子に、該振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力を制御する第一電気信号を提供し、
（ｉｉ）前記かん流センサから受信した第二電気信号に基づいて、前記振動発生素子へ提供される前記第一電気信号を変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項９】
前記かん流センサは、圧電薄膜センサ、温度センサ、光電脈波センサ、歪み計電脈波センサ、レーザドップラセンサ、レーザスペックルセンサ、赤外イメージング、赤外分光器及び超音波センサから選択されることを特徴とする請求項８に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１０】
前記対象の前記体の第二部分を覆う振動センサと、電源と、前記振動発生素子及び前記電源及び前記振動センサと電気通信するコントローラと、をさらに有し、
前記対象の前記体の前記第二部分は、前記対象の前記体の前記一部分に隣接する又は該第一部分の内側にあり、
前記コントローラは、該コントローラに格納されたプログラムを実行するよう構成され、該プログラムにより、
（ｉ）第一期間中、前記振動発生素子に、該振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力を制御する第一電気信号を提供し、
（ｉｉ）前記振動センサから受信した第二電気信号に基づいて、前記振動発生素子へ提供される前記第一電気信号を変化させる
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１１】
前記支持体が、シリコーン、人工フォーム、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、プラスチック、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、織物、ヒドロゲル、コラーゲン、アルギン酸塩、ゼラチン又はそれらの組み合わせから選択される材料から作成されたパッチを備えることを特徴とする請求項１〜１０の何れか一項に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１２】
前記振動発生素子の振動の振幅が０．００１ミリメータから２．５ミリメータであることを特徴とする請求項１〜１１の何れか一項に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１３】
前記振動発生素子の振動の力が０．００１ニュートンから１００ニュートンであることを特徴とする請求項１〜１２の何れか一項に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１４】
前記対象の前記体の前記部分が創傷を含み、
前記創傷が、糖尿病性潰瘍、虚血性潰瘍、静脈性潰瘍、動脈性潰瘍、虚血性創傷、床擦れ、けが、手術、外科的切開痕、手術創傷、やけど、炎症、筋肉損傷、筋肉炎症、筋骨格損傷及び内部損傷からなる群から選択され、
前記対象の体の循環系の循環を操作する装置が、前記創傷を覆うヒドロゲルマトリックスを有し、
前記ヒドロゲルマトリックスが、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、その他の多価酸、複数の多価酸の共重合体、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ゼラチン、コラーゲン、セルロース、誘導体化セルロース、キトサン、アルギン酸塩、チオール修飾ヒアルロナン、エマルジョン及びそれらの組み合わせ又はそれらの共重合体から選択される
ことを特徴とする請求項１〜１３の何れか一項に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１５】
前記支持体の下又は近傍に負圧を加える装置、高圧酸素装置、圧縮装置、衝撃波装置、加熱装置、冷却装置、発光装置、超音波装置、電磁気刺激装置、磁気刺激装置及び電流刺激装置のうちの少なくとも一つをさらに有することを特徴とする請求項１〜１４の何れか一項に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【請求項１６】
前記振動発生素子を駆動制御する電源及びコントローラが前記支持体の内部又は上面に設けられていることを特徴とする請求項１〜１５の何れか一項に記載の対象の体の循環系の循環を操作する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
（関連出願の相互参照）
本出願は、２００９年２月１２日に出願された米国仮出願番号第６１／１５１，８４３号、２００９年３月６日に出願された米国仮出願番号第６１／１５８，３４１号、２００９年４月１７日に出願された米国仮出願番号第６１／１７０，１０７号、２００９年１０月９日に出願された米国仮出願番号第６１／２５０，４９４号及び２００９年１２月３日に出願された米国仮出願番号第６１／２６６，３２７号の優先権を主張する。
【０００２】
（連邦政府による資金提供を受けた研究開発の記載）
該当なし
【０００３】
本発明は、対象の循環系の循環を操作するための装置及び方法に関する。
【背景技術】
【０００４】
慢性下肢潰瘍患者は米国で約２．５百人から４．５百万人いるといわれている。この深刻化する臨床的問題は床擦れに加えて高齢者の間で特に顕著である。治癒しない又は治癒が遅い創傷は健康上大きな負担であるとともに資金流出の原因であり、さらにかなりの身体的障害、病的疾患及び費用を生じる。
【０００５】
虚血、感染症、高齢、栄養失調、糖尿病、腎疾患などの複数の要因が創傷の治癒低下に寄与していることが分かっている。その他の疾患、例えば心臓や肺の病気、認知機能の低下、内分泌疾患、消化器疾患、血液疾患、失禁、筋骨格損傷、神経疾患、アルコール／薬物依存症、免疫抑制薬、化学療法、ステロイド、喫煙、手術及び不適切な創傷の処置も関係している。
【０００６】
創傷の治癒には、表皮及び真皮細胞、細胞外基質、制御された血管形成及び血漿由来タンパク質間の複雑な相互作用が関係し、その全てがサイトカイン配列及び成長因子によって調整される。この動的プロセスは、炎症、増殖及び再構成の三つの重なり相に分けられる。内皮細胞、血小板及び凝固因子間の相互作用を必要とする血栓形成により組織障害後の止血が達成される。また、凝血塊、主に血小板に捕捉された細胞によって、血管拡張物質及び化学誘引物質が放出されるとともに補体カスケードが活性化されて、炎症反応が引き起こされる。
【０００７】
炎症−炎症の初期段階においては好中球が支配的であり、酵素の放出及び食作用によって創傷からバクテリアやその他の異物が除去される。炎症の後期段階においては好中球の数が減少しマクロファージに取って代わられる。マクロファージは溶解性メディエータの放出を介する炎症から増殖への遷移をコーディネートする役割を果たし、これには血小板由来成長因子、腫瘍壊死因子α、形質転換成長因子β、インスリン増殖因子１などの因子が含まれる。
【０００８】
増殖−線維芽細胞は細胞外基質の生成に関係のある重要な細胞である。線維芽細胞は、コラーゲンの生成に加えて、テネイシン、フィブロネクチン、及び肉芽組織を形成するヒアルロン酸などのプロテオグリカンを生成する。新しい組織と周囲組織の収縮の組み合わせは潰瘍の治癒に不可欠である。新しい基質が合成されると同時に、創傷縁の内部及び周囲の現在の基質が、基質メタロプロテイナーゼ及びプラスミノーゲン活性化因子などの種々の酸素系によって分解される。創傷縁におけるケラチン生成細胞のいくつかが急激に増殖し、同時その他の細胞が残骸を食菌して創傷床全体を移動できるよう大きく変形する。創傷の縮小に関連するケラチン生成細胞移動によって、上皮が再形成されるとともに創傷が塞がる。
【０００９】
再構成−創傷が塞がると、残った傷跡の再構成が数カ月から数年にわたって行われ、傷跡組織内の細胞の体積及び血流が減少する。
【００１０】
生きている細胞への制限された血液供給（虚血）によって細胞の正常な機能が失われることがある。虚血は様々な病気によって引き起こされ得るが、実施されるメカニズムは一般的に血管機能不全と関係する。虚血性細胞への血流の増加（かん流）は細胞機能の回復を促進する。虚血の影響を受けることが知られている状態の一つは、慢性的創傷である。創傷領域内の血液循環が不十分であると、エフェクター細胞及び分子の創傷領域内外への輸送が正常に機能せずに、創傷の治癒が遅れる又は創傷が治癒しない。したがって、創傷領域への血流の増加は虚血性創傷の治癒を促進させる。
【００１１】
治癒又は薬剤輸送のために皮膚上に配置される種々の装置が提案されている。米国特許第３，８５３，１２１号には、患者の脚に振動を与える方法が記載されている。米国特許出願公開番号第２００９／０２３４２５８号には血流障害を治療する治療装置が開示されている。米国特許出願公開番号第２００４／００７７９８７号及び第２００９／０２３４２５８号及び米国特許第７，６１５０１８号及びＰＣＴ特許出願公開番号第ＷＯ０２／０６５９７３号には、動物又は人間の手足に機械的な振動を与える治療装置が記載されている。米国特許出願公開番号第２００４／０１６７４６１号及び米国特許第７，６４３，８７４号には、物質の経皮又は皮内移送のための皮膚パッチが記載されている。米国特許出願公開番号第２００８／０２３４６１６号にはインフレータブル圧迫包帯が記載されている。
【００１２】
しかしながら、創傷の治癒プロセスを促進させるよう部分的な及び／又は局部的な血液循環を操作する方法及び装置が必要とされている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
本発明は、一側面において、振動刺激を用いて血管拡張又は血管収縮を含む局所的及び／又は部分的な血液循環を操作する方法及び装置を提供することにより、上記した要求を満たすことを目的とする。
【００１４】
虚血性創傷の部位における血液輸送量が増加すると、創傷の治癒プロセスに重要な細胞及び分子の動員が向上する。創傷領域内の細胞及び生体分子の動員が向上すると治癒プロセスが促進され、これにより治癒していない創傷の治癒が改善するとともに治癒の遅い創傷の治癒時間が短縮される。本発明に係る装置は、好ましくは単独型ユニットとして設計された装置であって、コントローラと電源と一以上の振動アクチュエータとが設けられ、それらが創傷領域に適用される一つのユニットを構成する接着性の柔軟な基板を有する。この装置は創傷領域における血液循環を促進させる。このユニットは柔軟性を有するので創傷領域の周り又は近くに適合する。さらにこのユニットは外部電源供給などの追加の装置を必要としない。創傷の周り又はとなりにユニットを適用することにより、装置は創傷周囲の皮膚に振動刺激を与えて血流を刺激する。装置からの振動は組織を刺激して血管を拡張するとともに血流を増加させる。
【００１５】
本発明は、別の側面において、血液循環を局所的に促進させる装置を提供することにより、上記した要求を満たすことを目的とする。該装置は、多孔質層及び真空管コネクタを有する流体（例えば空気）シールされた外側層が設けられた皮膚パッチを有する。したがって、多孔質層を体の位置に取り付けて負圧源を真空管コネクタに接続することにより、体の異なる位置に負圧を加えることができるようカスタマイズすることができる。
【００１６】
本発明の上記の及びその他の特徴、目的及び利点は、以下の詳細な説明、図面及び特許請求の範囲の項の記載からより深く理解される。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明に係る対象の体の循環系の血液循環を操作する装置の実施形態の一例を示すブロックダイアグラムである。
【図２】本発明に係る対象の体の循環系の血液循環を操作する装置の実施形態の斜視図である。
【図３】ふくらはぎに創傷がある人間の左脚の背面図である。
【図４】本発明に係る対象の循環系の血液循環を操作する装置の別の実施形態の準備に用いる創傷マップの正面図である。
【図５】図４の創傷マップを用いて準備された本発明の装置の実施形態の正面図である。
【図６】図６は図３の脚の背面図であってふくらはぎの創傷に隣接して配置された図５の装置を示す。図６Ａは図６のＡ−Ａ線に沿う断面図である。
【図７】本発明に係る装置の別の実施形態の斜視図であり、周囲シールテープの一部を示す。
【図８】本発明に係る装置のさらに別の実施形態の斜視図であり、周囲シールテープの一部を示す。
【図９】本発明の装置のさらに別の実施形態の下側から見た斜視図である。
【図１０】本発明の装置のさらに別の実施形態の下側から斜視図である。
【図１１】人間の右足及び足くるぶしの左後ろから見た斜視図であり、本発明の装置のさらに別の実施形態がくるぶし部分及びアーチ部分に配置されている。
【図１２】人間の右足の下側から見た図であり、本発明の装置のさらに別の実施形態がアーチ部分に配置されている。
【図１３】仙骨上に配置された本発明の装置が使用された患者における時間に対するＴＨＩ（全ヘモグロビン指数）を示すグラフである。
【図１４】仙骨上に配置された本発明の装置が使用された患者における時間に対する組織酸素化度を示すグラフである。
【図１５】仙骨上に配置された本発明の装置が使用された患者における時間に対する組織酸素化度（ＳｔＯ２）及び時間に対する全ヘモグロビン指数（ＴＨＩ）を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
本明細書では図面中の同様の構成要素は同符号を参照して記載される。
【００１９】
一実施例において、本発明は、対象の局所的な及び／又は部分的な血液循環を操作する方法及び装置を提供し、該方法及び該装置は対象の体の一以上の領域に振動刺激を与える。前記方法を用いて創傷に隣接する領域に振動刺激を与えることにより、特定の体部位、好ましくは創傷、を囲む部分の血液循環が変化する。標的器官（標的器官は必ずしも刺激した部位ではない）又は創傷領域において血管拡張又は血管収縮が生じ、標的器官又は創傷領域において血液かん流が増加又は減少する。本発明の方法を用いることによりもたらされる臨床上の利点には、手足のかん流の改善、床擦れ創傷（褥瘡性潰瘍）及び虚血性創傷におけるかん流の改善、末梢動脈疾患（ＰＡＤ）及び末梢血管疾患患者並びに炎症を起こした又は損傷した体部位への制限された血流のかん流の改善、糖尿病性足潰瘍におけるかん流の改善、形成外科及びフラップ手術などの手術による虚血性組織におけるかん流の改善、及び損傷した又は炎症を起こした筋肉組織におけるかん流の改善などが挙げられるが、これらに限られない。
【００２０】
慢性的創傷に加えて末梢の虚血は神経線維の進行性消失が特徴である神経障害を含むその他の疾患の進行を引き起こし得る。前記方法を用いて神経障害性組織内又は近接領域に振動刺激を与えて局所的なかん流を増加させることにより神経障害を治療することができ、虚血性神経へのかん流を増加させることで神経線維の消失が減少するとともに神経機能が改善する。
【００２１】
振動刺激信号は、単一又は複数の波形から構成され得るとともに時間変化することができる。振動刺激信号の大きさは好ましくは約１マイクロメータから約１５ミリメータであり、より好ましくは振動の大きさが０．００１ミリメータから２．５ミリメータの間の範囲である。好ましい波形は正弦波形である。振動刺激信号の周波数は好ましくは約１Hzから約１５，０００Hzの範囲内である。振動刺激の力は好ましくは約０．００１ニュートンから１００ニュートンの範囲内である。これらの範囲の振動刺激は血管収縮又は血管拡張を引き起こす効果を有する。
【００２２】
本発明の別の実施例において、振動刺激信号は着用可能システムにより提供される。このシステムは、対象の体の上に直接着用又は一以上の衣類の層の上から着用することができる。本明細書に記載される「着用可能システム」とは、以下に記載される構成要素の一部又は全てが対象の体上の所望位置に適切に保持される任意の構造を指す。
【００２３】
本発明のさらに別の実施例においては、ポリウレタンや織物ベースパッチなどの接着剤又は接着パッチを用いて装置を患者の体の創傷の位置に直接取り付けることによって振動刺激信号を与える。その他の実施形態においては、例えば一以上の弾性バンド、ベルクロ（登録商標）フック及びループファスナ、テープ、クリップ又は包帯などの別のメカニズムを用いて装置が皮膚に押し付けられて保持される。
【００２４】
胴体、肩、腕、肘、首、手首及び手を含む個人の上半身並びにウエスト、尻、脚、膝、足首及び足を含む下半身の適切な位置にシステムの構成要素の一部または全てを接着するよう、異なる実施形態を設計することができる。図１のブロックダイアグラムに示すように、着用可能システム１０には、振動刺激を与える一以上の出力装置１２、信号発生器１４、コントローラ１６及び配電器１８が含まれる。信号発生器１４、コントローラ１６、電源ユニット１８及び増幅器などのその他の電気／電子部品が、別ユニットとして装着されてもよく又は単一構成要素として組み込まれてもよい。出力装置１２は着用可能ユニットに対して再配置可能及び／又は取り外し可能である。信号発生器１４、コントローラ／駆動装置１６及び電源ユニット１８は基板から取り外し可能である。システム１０は、有線又は無線遠隔コントロールユニットを用いて局所的に又は遠くから制御可能である。刺激の周波数、振幅、力及び持続期間などのシステムの種々のパラメータは、局所的又は遠隔コントロールユニットを用いて修正可能である。システム１０は、利用の初期工程又は動作中に、連続的に、リアルタイム又はほぼリアルタイムで振動刺激を較正する手段をさらに含む。システム１０は、血流への影響又はその他の生理的パラメータをモニタして対象に与えられる出力振動刺激をリアルタイム又はほぼリアルタイムで修正するための、一以上の閉ループフィードバック／制御回路１９をさらに含んでもよい。生理的パラメータの刺激測定は、圧電薄膜センサ、温度センサ、光電脈波センサ、歪み計電脈波センサ、レーザドップラセンサ、超音波センサ又はその他の同様のセンサなどの一以上の振動又はかん流センサ(perfusion sensors)を用いて達成することができる。着用可能システム１０は、電気壁ソケット、電池などの携帯用直流電源、その他の電源又は種々の電源の組み合わせによって動作する。
【００２５】
本発明の別の実施例において、全ての構成要素１２、１４、１６、１８及び１９が一つのシステム内に、局性的、局所的又は部分的に、創傷領域の近く又は周囲に組み込まれる。あるいは別の実施形態において、一以上の構成要素、例えば電源１８又はコントローラ１６、が、着用可能基板の外部に設けられる。例えば、床側コンソールに設けられるか又は着用可能基板に（複数の）ワイヤーを介して又はワイヤレスで電気的に接続される。
【００２６】
装置の構成要素は、シリコーン、ポリウレタン、ナイロン、織物、紙又は基板として用いられるその他の重合体材料などの柔軟性のある材料を含む接着性基板を含む。基板の一以上の側面に接着剤が設けられて基板が皮膚又はその他の包帯材料又はぴったりとした衣服に取り付けられ、取り外されるまで取り付けられたままの状態が維持される。装置の構成要素は基板の上又は内部に位置し、振動アクチュエータ、コントローラ及び電源を含む。
【００２７】
一実施例において、出力装置は、線形電磁気アクチュエータ、磁歪アクチュエータ（ＤＭＡ）、水圧式アクチュエータ、非対称質量モータ、音声コイル、電気活性重合体（ＥＰＡＭ）又は圧電アクチュエータ又はその他の同様の装置などの電気機械的な性質のものであってもよい。
【００２８】
別の実施形態において、出力装置は気圧式又は水圧式の性質のものであってもよい。これらの出力装置は、機械的な振動刺激を生成して持続させる気体含有共鳴素子又は流体含有共鳴素子を含む。あるいは、出力装置は気体含有袋もしくはチャンバ又は流体含有袋もしくはチャンバを有してもよく、これは振動刺激を生成して袋に伝える電気機械素子と組み合わせて用いられ振動刺激を対象の体表面に与える。
【００２９】
さらに別の実施形態においては、本発明は対象の局所的及び／又は部分的な血液循環を操作する方法及び装置を提供し、該方法及び装置は、対象の体の一以上の領域へ一以上の振動刺激信号を与えるとともに熱さや冷たさなどの熱刺激を与える。一実施形態において、加熱コイル及び熱電冷却機などの電気的及び電子的構成要素を用いて熱さ又は冷たさが与えられる。別の実施形態において、熱刺激は、機械的、化学的又はその他の表面加熱及び冷却方法などのその他の方法を用いて与えられる。
【００３０】
本発明の装置は使い捨て又は反復使用として設計されてもよく、その場合例えば再チャージ可能に構成されるか、あるいは外部電源を使用する又は皮膚に取り付け可能な素子（接着性基板）を交換する一方で同じ電子装置を使用する。
【００３１】
本発明の使用方法の一例において、前記システムは、対象が休んでいる時（例えば座っている又は横になっている時）又はウォーキングのような穏やかな運動をして動いている時に使用されるよう設計されている。装置は血液循環の増加が所望される位置近くに配置され、振動アクチュエータ又は複数のアクチュエータが、皮膚に直接接触して、あるいは皮膚に非常に接近してあるいは十分に薄い包帯の層又は弛みの無い衣服の上から配置される。装置は、対象の特定の要求により決められた所定期間動作する。例えば、装置は１５分間使用され非動作間隔が１５分間ある。
【００３２】
本発明の方法の実施に使用される装置は、振動刺激を用いて局部的な血液循環を操作するために使用される周知の装置に対して複数の改善を提供する。例えば、本発明は、末梢動脈疾患や慢性的創傷などの標的とする適応症の治療機器として機能するための特定の設計及び仕様とする能力を提供する。従来の装置は着用可能ではなく通常は手で持って操作されかつ手によって体の特定の領域に適用されるものであり、ふくらはぎ又は足などの特定の体領域上での単独使用に設計されている。このような従来の装置は、大きな振動表面を使用して広域又は体全体に振動を与えるか、あるいはかなり局所化された刺激のために非常に小さな振動提供装置を使用する。通常これらは交流電流機構を要するので装置の使用及び携帯性が制限され、また連続的な治療向けに設計されてなく、一日一度又は数度の短い期間の治療用に設計されている。さらに、従来の装置にはフィードバックループ（生理的又は機械的）が設けられてなく、また振動刺激をその他のタイプの刺激と組み合わせていない。
【００３３】
本発明は、完全に着用可能であり、携帯可能で、さらに電池式で、そして体の任意の部位に簡単に適用することができるシステムを提供する。さらに、本発明は局所的／部分的な効果を奏し、短い反復期間に限られない任意の所望期間（例えば数分から数時間、数週間、数ヶ月間）にわたって連続的な治療を提供する。
【００３４】
上記した全ての理由から、本発明は従来の装置に対して大きな改善を提供するとともに本明細書に記載される治療目的に特に適している。
【００３５】
応用の観点から、血液循環における振動効果の研究においては、多くの場合、産業用機械から生じる振動による故障の影響又は骨量成長への振動の影響が注目されている。現在の研究は、振動の短期間適用（数秒から数分）に注目している。本発明及び本発明に導いた調査は、振動の連続的な適用及び本明細書に記載されたそれらの具体的な治療目的を対象としている。
【００３６】
図２は、本発明に係る装置２０の構成の一例を示し、この構成により血液循環が局所的に促進されるとともに末梢動脈疾患又は脚の虚血性創傷に起因する下側手足の痛みが軽減される。装置２０は周囲２４と、創傷位置２７を囲む開口２６と、が設けられた基板２２を有する。また装置２０は上面２８及び下面２９を有する。装置２０の下面２９は、対象の体の部位へ取り付けるために接着層でコーティングされてもよい。創傷位置２７における創傷は、例えば糖尿病性潰瘍、虚血性潰瘍、静脈性潰瘍、動脈性潰瘍、虚血性創傷、床擦れ、けが、手術、やけど、炎症、筋肉損傷又は内部損傷を含む。
【００３７】
基板２２は、例えばシリコーン、人工フォーム、ポリエチレン、ポリウレタン、ポリ塩化ビニル、プラスチック、ナイロン、熱可塑性ポリウレタン、ポリプロピレン、織物、ヒドロゲル、コラーゲン、アルギン酸塩、ゼラチン又はそれらの組み合わせから選ばれる材料から形成されている。接着層は、例えばウレタン、エポキシ樹脂、尿素、メラミン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、ポリオレフィン、ポリビニル、スルホン酸塩、アクリレート類、メタクリル樹脂及びそれらの組み合わせから選ばれる化合物を含む。
【００３８】
基板２２の面積及び形状は虚血性潰瘍の位置に基づいて設計することができる。例えば、足の潰瘍用の設計は、顔又は背面の創傷用のものとは異なることが要される。図２に示される実施形態の開口２６は創傷位置２７を完全に囲むよう設けられるが、基板２２及び開口２６はその他の形状であってもよく、基板２２が創傷位置２７を部分的に囲むよう設けられてもよい。例えば、基板２２は三日月形状であってもよく、又は基板２２を二個の片に分離して対称な平行線状などにしてもよい。
【００３９】
装置２０にはバッテリ３２などの電源が設けられており、該バッテリは再チャージ可能であっても可能でなくてもよい。バッテリ３２は電線３４、３５を介してコントローラ３６に接続される。コントローラ３６はプログラム可能なマイクロプロセッサでもよい。装置２０は電線３９を介してコントローラ３６と電気通信する広範囲周波数振動エネルギー発生器３８を有する。振動発生器３８は、血管拡張作用又は血管収縮作用のある周波数を虚血性創傷の周りの組織（例えば足裏又は下肢）に伝えて局所的な血液循環を促進させる。振動発生器３８は圧電アクチュエータなどのアクチュエータでもよい。コントローラ３６は内部又は外部に格納されたプログラムを実行して振動発生器３８に電気信号を与え、該振動発生器３８の振動刺激の周波数、振幅、力及び／又はタイミングを調整する。
【００４０】
図２の装置２０の振動刺激信号は単一又は複数の波形であってもよく、正弦波、矩形波、パルス、三角波又はそれらの組み合わせであってもよく、一方向性又は多方向性でもよく、時間変化してもよい。振動刺激信号の振幅は約１μｍから約１５ミリメータであることが好ましい。振動刺激信号の周波数は約１Ｈｚから約１５，０００Ｈｚの範囲内であることが好ましい。振動刺激の力は約０．００１ニュートンから約１００ニュートンの範囲内であることが好ましい。
【００４１】
任意的に、基板２２に近接する組織に振動センサ又はかん流センサを適用してもよい。振動センサ又はかん流センサは刺激の所定の周波数及び電力に対する生理的な反応をモニタする。振動センサ又はかん流センサはコントローラ３６と電気通信し、コントローラ３６は格納されたプログラムを実行して、振動センサ又はかん流センサにより取得された測定値を示す電気信号に基づいて振動刺激の周波数及び電力を調整する。コントローラ３６は振動センサ又はかん流センサにより収集されたデータを統合して振動発生器３８により送信された振動周波数及びエネルギーを調整する。振動フィードバックは、皮膚センサ、振動発生素子に埋め込まれたセンサ、振動発生素子に取り付けられたセンサ、あるいは振動発生素子による電流及び／又は電圧引き込みを検出してそれに基づき前記素子の性能を推測するコントローラ３６のソフトウェア及び／又はハードウェアでもよい。
【００４２】
コントローラ３６は振動発生器３８を制御するために様々なアルゴリズムを用いてプログラム化することができる。一実施例に係るアルゴリズムにおいては、コントローラ３６は内部又は外部に格納されたプログラムを実行して、第一期間中、第一電気信号を振動発生素子に提供する。第一電気信号は、振動発生素子の振動の周波数及び／又は振幅及び／又は力を制御する。第一期間が終わると、コントローラ３６は、第二期間中、第一電気信号を振動発生素子に提供することを停止する又は振動発生素子に与えられる第一振動信号の強度を減少もしくは増大させる。第二期間が終わると、コントローラ３６は、第三期間中、第一電気信号を振動発生素子に提供することを再開する又は振動発生素子に与えられる第一振動信号の強度を増大もしくは減少させる。任意的に、第三期間中の振動発生素子の振動の周波数及び振幅及び力のうちの少なくとも一つが、第一期間中の振動発生素子の振動の周波数及び振幅と異なってもよい。
【００４３】
別の実施例によるアルゴリズムにおいては、コントローラ３６は、第四期間中、振動発生素子に第一電気信号を与えることを停止する又は振動発生素子に与えられる第一振動信号の強度を減少もしくは増大させ、その後、第五期間中、第一電気信号を振動発生素子に与えることを再開する又は振動発生素子に与えられる第一振動信号の強度を増大もしくは減少させる。
【００４４】
さらに別の実施例によるアルゴリズムにおいては、コントローラ３６は第一電気信号を振動発生素子に提供し、該第一電気信号によって振動発生素子の振動の周波数及び振幅及び力が制御される。またコントローラ３６は、振動発生素子の振動の周波数及び振幅及び力のうちの少なくとも一つが変化するよう、振動発生素子に与えられる第一電気信号を変化させる。
【００４５】
さらに別の実施例によるアルゴリズムにおいては、コントローラ３６は、第一期間中第一電気信号を振動発生素子に提供して、振動発生素子の振動の周波数及び／又は振幅及び／又は力を制御する。またコントローラ３６は、基板２２に近接する組織に適用されたかん流センサ又は振動センサから受信した第二電気フィードバック信号に基づいて、振動発生素子へ提供された第一電気信号を変化させることができる。
【００４６】
さらに別の実施例によるアルゴリズムにおいては、コントローラ３６は、第一期間中、第一信号を第一振動発生素子に提供して第一振動発生素子の振動の周波数及び／又は振幅及び／又は力を制御し、そして、第二期間中、第一電気信号を第一振動発生素子に提供するのを停止し、そしてその後、第三期間中、第二電気信号を第二振動発生素子に提供して第二振動発生素子の振動の周波数、振幅及び力を制御する。
【００４７】
当然ながら、プログラム可能なコントローラ３６が、振動発生器３８、個別でも振動発生器のグループとしてでもよい、の種々の周波数、振幅及び力での種々の動作又は非動作期間に対する膨大な数のプログラムを含むことができる。例えば、第一期間の間中に振動発生器３８が一分間から二時間動作してもよく、その間振動発生器３８は第一の周波数、振幅及び力で振動を皮膚に送る。そしてその後、一分間から六時間の第二期間中、振動発生器３８は皮膚に振動を送らない。動作のタイミング（例えば一連の期間）は、例えば数日間、数週間、又は数ヶ月間にわたって繰り返し可能である。
【００４８】
本発明に係るキットは、バッテリ３２、電線３４、３５、コントローラ３６、振動発生器３８、電線３９、基板２２、かん流センサ、振動センサ及び使用説明書、のうちの一以上を含む。バッテリ３２、電線３４、３５、コントローラ３６、振動発生器３８及び電線３９は、基板２２の上面２８に、接着剤、ベルクロ（登録商標）フック及びループファスナなどのファスナ又は指定のポーチ(pouch)などの適切な取り付け手段を用いて取り付けられる。あるいは、バッテリ３２、電線３４、３５、コントローラ３６、振動発生器３８及び電線３９は、基板２２の上面２８及び第二外基板（図示せず）の間に組み込まれてもよい。あるいは、バッテリ３２、電線３４、３５、コントローラ３６、振動発生器３８及び電線３９を、硬い又はやわらかいシェル状のケースに入れて基板２２の上面２８に取り付ける又は基板２２の上面２８及び第二外基板の間に組み込んでもよい。バッテリ３２、電線３４、３５、コントローラ３６、振動発生器３８及び電線３９を基板２２の上面２８に取り外し可能に取り付ける（例えばベルクロ（登録商標）フック及びループファスナを用いて取り付ける）ことにより、様々な間隔で（例えば毎日）交換される使い捨て可能な基板上の電気部品を再利用することが可能となる。あるいは、バッテリ３２及びコントローラ３６を適切なハウジング内に配置し、電線を基盤２２上の適切なプラグに差し込んで振動発生器３８と電気接続させてもよい。ハウジングはベッド支持体、ベルト又は体の部位（腕や脚など）に取り付けられてもよく、あるいはハウジングはポケットやハンドバッグなどの入れ物の中に配置されてもよい。
【００４９】
装置２０はその他の治療と同時に使用されてもよい。例えば、装置２０は、創傷上に（別々に）配置されたヒドロゲルマトリックスと同時に使用されてもよい。該ヒドロゲルは、ポリ乳酸、ポリグリコール酸、その他の多価酸、複数の多価酸の共重合体、ポリオルトエステル、ポリ酸無水物、ゼラチン、コラーゲン、セルロース、誘導体化セルロース、キトサン、アルギン酸塩、チオール修飾ヒアルロナン及びそれらの組み合わせ又はそれらの共重合体のうちの一以上を含む。またヒドロゲルは、ケイ素樹脂又は織物などの合成材料からも作成することができる。その他の治療は、血小板由来成長因子の血管内皮成長因子、などの成長因子、幹細胞、前駆細胞、線維芽細胞又はその他の細胞などの細胞療法、遺伝子治療、及びそれらの組み合わせを含んでもよい。ヒドロゲルマトリックスは、成長因子、幹細胞、前駆細胞、線維芽細胞、遺伝子治療及びそれらの組み合わせから選択される生物活性剤を含んでもよい。基板２２は、細胞、前駆体、薬物、酵素、有機触媒、リボザイム、有機金属、タンパク質、糖たんぱく質、ペプチド、ポリアミノ酸、抗体、核酸、ステロイド性分子、抗生物質、抗真菌薬、サイトカイン、成長因子、炭水化物、油分をはじく物質、脂質、調剤、治療薬及びそれらの混合から選択される生物活性剤を含んでもよい。基板２２は皮膚の外見を改善するために用いられる化粧品を含んでもよい。その他の治療は、負圧、高圧酸素、圧縮装置、衝撃波及び超音波装置並びに電流刺激から選択されてもよい。
【００５０】
装置２０は、支持体の下に負圧をかける装置、高圧酸素装置、圧縮装置、衝撃波装置、加熱装置、冷却装置、発光装置、超音波装置及び電流刺激装置などのその他の装置と組み合わせて使用してもよい。また装置は、傷負圧治療、皮膚システム、皮膚インプラント、生物学的又は生物活性創傷包帯、薬物デリバリー創傷包帯、創部ドレナージシステム及びそれらの組み合わせと組み合わせて使用してもよい。
【００５１】
図１１は、人間の右足１１１及びくるぶし１１２の左後ろから見た斜視図であり、本発明の装置２０がくるぶし部分及びアーチ部分に配置されている。図１２は人間の右足１１１の下側から見た図であり、本発明の装置２０が足裏に配置されている。装置２０は、振動刺激により足及び／又はくるぶしにおいて血管収縮又は血管拡張を生じさせる。装置は右足１１１及び／又はくるぶし１１２に適合した形状を有する。
【００５２】
図３〜１０に、本発明の装置５０の別の実施形態を示す。装置５０は、形状及び表面調整可能負圧アプリケータ（ＳＳＡＮＰＡ）とも呼ばれる。ＳＳＡＮＰＡ装置５０は、皮膚表面に負圧をかける方法を提供する。装置５０の形状は負圧がかけられる所望の組織及び領域の形状と適合するようカスタマイズ可能である。また装置５０は、正常な皮膚及び/又は創傷周囲領域の皮膚に負圧（真空）をかけるのに特に適している。
【００５３】
図３及び図４を参照すると、周囲５４を有する慢性的な創傷５２が、ヒト患者の下脚５８のふくらはぎ５６上で診断される。慢性的な創傷５２の診断に続いて、創傷測定（例えば創傷５２の周囲５４）が直接又は画像法を用いて患者から測定される。これらの測定値を用いて図４に示す創傷マップ６２が作成される。創傷マップ６２は、創傷５２の周囲５４に対応する内縁６４が設けられた開口６３を有する。また創傷マップ６２は外周６５を有する。柔軟なプラスチック材が創傷マップ６２の形成に適している。
【００５４】
次に図５、図６及び図６Ａを参照すると、創傷マップ６２を用いて作成された装置５０の一実施形態が示される。装置５０は、対象の体の部分を覆う寸法に形成された柔軟な皮膚パッチ７０を有する。皮膚パッチ７０は多孔質層７２を有し、該多孔質層７２は流体（例えば空気）が多孔質層７２の第一の側７４から反対側の多孔質層７２の第二の側７５に通過できるよう構成されている。皮膚パッチ７０は、多孔質層７２の第二の側７５を覆う不浸透性の外側層７６をさらに有する。また皮膚パッチ７０は、多孔質層７２の第二の側７５から外側層７６の外表面７９にのびる流体通路７８をさらに有する。流体通路７８は、外側層７６の外表面７９の中空コネクタ８０の位置で終端する。示される実施例では中空コネクタで終端する一つの流体通路を有するが、中空コネクタで終端する一以上の流体通路を装置５０に設けてもよい。
【００５５】
皮膚パッチ７０は創傷マップ６２の外周６５と類似のカットされていない四角形の形状を有していてもよい。創傷マップ６２の外周６５はカットされていない皮膚パッチの外周とそろえられ、皮膚パッチは創傷６２の内縁６４（図４参照）をたどってカットされる。皮膚パッチ７０はおよそ半分にカットされて図５及び図６に例示される皮膚パッチ７０が形成される。成形された柔軟な皮膚パッチ７０は創傷５２の隣に配置され、シールテープ８２が、柔軟な皮膚パッチ７０とヒト患者の下脚５８のふくらはぎ５６の皮膚との両方を覆うよう皮膚パッチの外周縁に沿って貼られる。管８４を用いて真空ポンプをコネクタ８０に接続してもよい。
【００５６】
一形態において、シールテープ８２は、幅が０．１センチから３０センチ、より好ましくは０．５センチから５センチの柔軟で伸縮可能なテープである。テープ８２の厚さは０．００１ミリメータから５ミリメータ、より好ましくは０．０１ミリメータから２．５ミリメータである。またシールテープは一方の側が接着剤でコーティングされて、皮膚と皮膚パッチ７０の周囲との両方に貼り付けられた時に皮膚パッチ７０の気密を保つ。シールテープの接着成分は、ウレタン、エポキシ樹脂、尿素、メラミン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、飽和又は不飽和ポリオレフィン、ポリビニル、スルホン酸塩、アクリレート又はメタクリル樹脂化合物及び／又はそれらの組み合わせを含んでもよい。シールテープ８２の基板は、重合体材料、ラテックス、ゴム、シリコーン、織物、セルロース又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００５７】
別の実施形態において、シールテープを柔軟な皮膚パッチ７０を覆うとともに皮膚を覆う接着フィルムで置き換えて気密チャンバを形成してもよい。接着フィルムは気体及び液体コネクタ（コネクタ８０など）を含んでもよく、これにより真空ポンプと接続される。接着フィルムの厚さは０．００１ミリメータから５ミリメータでもよく、より好ましくは０．０１ミリメータから２．５ミリメータでもよい。またシールテープは一方の側が接着剤でコーティングされて、皮膚と皮膚パッチ７０の周囲との両方に貼り付けられた時に皮膚パッチ７０の気密を保つ。
【００５８】
接着フィルムの接着成分は、ウレタン、エポキシ樹脂、尿素、メラミン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、飽和又は不飽和ポリオレフィン、ポリビニル、スルホン酸塩、アクリレート又はメタクリル樹脂化合物及び／又はそれらの組み合わせを含んでもよい。シールテープ８２の基板は、重合体材料、ポリウレタン、ナイロン、ラテックス、ゴム、シリコーン、織物、セルロース又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００５９】
例えば、シールフィルムとしてスミスアンドネフュー社製のオプサイト（登録商標）製品及び３Ｍ社製のナイロンフィルうであるテガダーム（登録商標）を用いてもよい。オプサイト（登録商標）製品は半浸透性の接着剤コーティングされたポリウレタンフィルムである。シールフィルムの厚さは約０．００３インチ（０．０７６ｍｍ）であるが、別の厚さを有する任意の閉塞性又は半閉塞性フィルムであってもよい。シールフィルムは、真空又は負圧が保たれるフィルムの下及び皮膚パッチ７０の周りを密封するよう設けられている。
【００６０】
図６及び図６Ａに示す実施形態において、装置５０は、内部で真空を作りそれを創傷５２の上方にあるヒト患者の下脚５８のふくらはぎ５６の皮膚に与える装置として機能する。当然ながら、装置５０は患者の体の皮膚のその他の領域に真空を与えるために使用してもよい。装置５０に接する皮膚又は組織が装置５０の底で密封壁として機能するので、装置５０の密封壁として機能する皮膚又は組織に装置５０内の負圧が加えられる。管８４がコネクタ８０及び負圧源（例えば真空ポンプ）に接続されると、皮膚パッチ７０の下の体領域上に負圧が加えられて体領域内で血流が増加する。皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａに真空ポンプを用いてコネクタ８０を介して負圧を加えることにより、１から２０００ｍｍＨｇ、より好ましくは２５から５００ｍｍＨｇの負圧が生じる。
【００６１】
装置５０の多孔質層７２及び外側層７６を組み合わせたものは薄い（１から１０ミリメータが好ましいが、１０ミリメータから５００ミリメータ以上でもよい）。多孔質層７２は、例えばオープンセルポリウレタンフォーム及びオープンセルポリビニルアルコールフォームなどの弾力性のある重合体材料、ポリエチレン、エーテル様エステル、スチレン樹脂又はその他の合成物質、生物的又は生分解性重合体、織物、異なる重合体の層、織物層及び／又はそれらの組み合わせから作成される。これにより、負圧治療中に使用される通常の負圧下で皮膚パッチ７０が破壊されることが防止されるとともに皮膚パッチ７０に屈曲及びカットのための柔軟性を残すことができ、よって皮膚パッチ７０を、異なる形状及び地形を覆うように調整する又は異なる形状及び地形を結合して形成するよう調整することができる。皮膚パッチ７０の多孔質層７２は流体（例えば空気）の流れを許容する。一形態において、多孔質層７２の厚さは０．１センチメータから１０センチメータであり、より好ましくは０．２ミリメータから２センチメータである。
【００６２】
一実施形態において、多孔質層７２の基部表面（皮膚と接する側）は少なくとも部分的に接着剤層でコーティングされ、これにより皮膚パッチ７０が皮膚又は組織に取り付けられる。別の実施形態では多孔質層７２の基部表面は接着剤でコーティングされていない。皮膚パッチ７０の外側層７６の上面は、流体が上側バリアを横切るのを防ぐ気密重合体の薄層又はその他の材料を適用することにより流体（例えば気体）に対して密封されてもよい。外側層７６は、ゴム、ラテックス、シリコーン、ナイロン又はその他の柔軟な重合体材料、織物、及び／又はそれらの組み合わせなどの合成又は天然重合体から作られてもよい。
【００６３】
柔軟なシールテープ８２は、体に多孔質層７２を取り付けた後、皮膚パッチ７０を密封するために用いられる。シールテープ８２はラテックス（酢酸ビニル、スチレンブタジエン、アクリレート）などの薄い弾性重合体から作成され、その一方の側が接着剤でコーティングされている。シールテープ８２は、皮膚又は組織に取り付けられた後に皮膚パッチ７０の形状及び地形と合致するために最大の弾性力を有するよう設計される。シールテープ８２の幅は、皮膚パッチ７０と皮膚又は組織との両方への取付けが便利且つ安全となるような幅であることが好ましい。一実施例において、シールテープ８２は真空包帯を全体的に覆う寸法を有し、これによって真空包帯の上部シーリング材として機能する。
【００６４】
皮膚パッチは、その形状（元々の形状設計）を修正することなく使用できる。図７及び図９を見ると、装置５０ａの皮膚パッチ７０ａは外周８６を有する。皮膚パッチ７０ａの外周８６は、シール材８８（図７に部分的に示す）を用いてコーティングされ又は覆われて密封されてもよい。皮膚パッチ７０ａを皮膚に取り付けて真空を保つため、皮膚に接する縁が密封されるべきである。これを達成するために、皮膚パッチ７０ａの基部側の外周８６は、皮膚パッチ７０ａの上側と同様に気密にされた後、図９に示す接着剤８９を用いてコーティングされて、皮膚パッチ７０ａが皮膚へ取り付けられた時に気密が保たれるよう皮膚に固定され、これにより皮膚パッチ７０ａと皮膚との間に気密又は半気密（即ち呼吸可能フィルム）空間が作成される。接着剤は例えばウレタン、エポキシ樹脂、尿素、メラミン、ポリアミド、ポリエステル、ポリエーテル、飽和又は不飽和ポリオレフィン、ポリビニル、スルホン酸塩、アクリレート又はメタクリル樹脂化合物及び／又はそれらの組み合わせを含んでもよい。
【００６５】
図１０を参照すると、皮膚パッチ７０ａを固定して気密空間を作る別の方法において、接着剤を有する又は有さない弾性重合体の薄層９１が、外周８６に沿って皮膚パッチ７０ａ基部から外側皮膚の方向に（皮膚パッチ７０ａの中心の反対に向かって）設けられる。これにより、真空が与えられた時に薄い柔軟な層又は複数の層が真空圧により引き込まれて皮膚パッチ７０ａにおいて空気漏れがなくなる。薄い柔軟な層の幅は例えば０．０１から２ミリメータ、より好ましくは０．０５から０．５ミリメータである。薄い柔軟な層は断片化され又は連続的で皮膚パッチ７０ａの周囲に沿って閉じた線を形成していてもよい。薄い柔軟な層の長さ、即ち薄い柔軟な層における接触点から皮膚パッチ７０ａの基部までの長さ、は、０．０１から４センチメータ、より好ましくは０．５から１０ミリメータである。そのような密封配置が図１０に示される。
【００６６】
血流を促進させるために装置をその他の素子と組み合わせてもよい。図８に示す一実施形態では、装置５０ｂは、圧電アクチュエータ、振動モータ、音声コイル、電気活性重合体人工筋肉（ＥＰＡＭ）又はその他の振動素子などの皮膚又は組織に振動を伝える一以上の振動ユニット９２を有する。これらの振動は、低周波数が１から１０００Ｈｚの範囲で、そして高周波数が１０００から２０，０００Ｈｚ又は超音波の範囲で変化してもよい。振動装置を皮膚パッチ７０ａに埋め込む場合、皮膚パッチ７０ａに電力入力を取り付けてもよく、コントローラ９５、振動ユニット９２の電力供給装置及び真空ポンプ９６を、接続空気管８４及び電線９７を介して皮膚パッチ７０ａに接続してもよい。
【００６７】
真空ポンプ９６を制御するために、コントローラ９５を種々のアルゴリズムを用いてプログラムしてもよい。一実施例において、コントローラ９５は内部又は外部プログラムを実行して、第一期間中、真空ポンプ９６に第一電気信号を提供して真空ポンプ９６を動作させる。第一期間が終了した後、コントローラ９５は、第二期間中、真空ポンプ９６が動作しないよう第一電気信号を真空ポンプ９６に送ることを停止する。第二期間が終了した後、コントローラ９５は、第三期間中、真空ポンプ９６を動作させるために第一電気信号を真空ポンプ９６へ送ることを再開する。当然ながら、プログラム可能なコントローラ９５により、真空ポンプ９６の動作又は非動作の種々の期間及び種々のポンプ圧を提供する多数のプログラムを用いることが可能となる。また、振動ユニット９２を制御するために、コントローラ９５を格納されたプログラム内の種々のアルゴリズムを用いてプログラムしてもよい。例としてのアルゴリズムの詳細はコントローラ３６を参照して上記した。
【００６８】
図８に示す実施形態の振動刺激信号は単一又は複数の波形であってもよく、正弦波、矩形波、パルス、三角波又はそれらの組み合わせであってもよく、一方向性又は多方向性でもよく、時間変化してもよい。振動刺激信号の振幅は約１μｍから約１５ミリメータであることが好ましい。振動刺激信号の周波数は約１Ｈｚから約１５，０００Ｈｚの範囲内であることが好ましい。振動刺激の力は約０．００１ニュートンから約１００ニュートンの範囲内であることが好ましい。
【００６９】
皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａの別の実施形態は上記した振動発生器３８などの振動素子を含むとともに振動素子の動作を制御するコントローラ９５並びに振動素子及びコントローラに電力を与える電力ユニットを含み、これらは皮膚パッチ７０ａに埋め込まれている。
【００７０】
別の実施形態において、皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａは、圧電ポンプ又はモータ駆動ポンプ、真空コントローラなどのマイクロ真空ポンプ及び電力供給装置を含み、これにより皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａを外部の真空ポンプ及びコントローラに接続する必要がなくなる。
【００７１】
別の実施形態において、振動素子を含む皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａは、皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａのなかに真空ポンプ、真空ポンプ用のコントローラ、振動装置用のコントローラ真空ポンプ用の電力供給装置、真空コントローラ、振動コントーラ及び振動素子の両方をさらに含む。
【００７２】
別の実施形態において、皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａ、（複数の）振動素子の有り無しに関わらず、は、皮膚もしくは組織を加熱する加熱素子又は皮膚もしくは組織を冷却する冷却素子をさらに含む。
【００７３】
別の実施形態において、皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａを、皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａに埋め込まれたあるいは皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａに接続された電気刺激装置と組み合わせてもよい。電気刺激は創傷の治癒において有益であり、両方の技術を使用することにより効能が高まるとともにより良い成果が生じる。皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａは、電気刺激素子に加え、（複数の）薬物デリバリー素子、（複数の）マッサージ素子、（複数の）圧縮素子、（複数の）振動素子及び/又はそれらの組み合わせを含む。
【００７４】
本発明に係るキットは、皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａ、シールフィルム、真空ポンプ９６、真空管８４、振動コントローラ９５及び取扱説明書を含んでもよい。皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａは、傷負圧治療、皮膚システム、皮膚インプラント、生物学的又は生物活性創傷包帯、薬物デリバリー創傷包帯、創部ドレナージシステム及びそれらの組み合わせと組み合わせて用いられてもよい。皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａはとりわけ、例えばしわやセルライトの減少、治癒の促進による筋肉損傷及び筋肉炎症などのスポーツ損傷の治療、皮膚のかん流を改善することによる皮膚状態の改善、形成外科及び再建外科手術及び／又はそれらの組み合わせにおいて皮膚の外見を改善する化粧用途に適している。皮膚パッチ７０又は皮膚パッチ７０ａは、皮膚の外見を改善するための化粧用途の化粧品を含んでもよい。
【００７５】
装置５０及び装置５０ａは多くの利点を有する。例えば、慢性的創傷、外科的切開痕及びその他のタイプの創傷の治療のために負圧を用いることができる。本発明に係る技術は、特に創傷自体でなく創傷を囲む皮膚を標的にする。本発明に係る技術は、介護人が、皮膚パッチを所望の形状にカットして真空皮膚パッチを治療領域に取り付けるだけで、真空付与装置の寸法及び形状の最適化をより柔軟に行うことができるようにする。本発明の技術において、創傷上に与えられた真空が創傷縁の血流に影響を及ぼすと同時に、創傷を囲む皮膚内及び皮下の循環が大幅に改善され、これによって創傷領域内のかん流が改善されて創傷の治癒が促進されるという効果がある。皮膚パッチと振動素子の組み合わせは二つの相補的な血流誘発メカニズムを提供する。これにより、二重反応によって効能が高まり、複数の刺激のうちの一つに患者が確実に反応する可能性が高まることによって治療の反応率が高まる。
【００７６】
装置５０及び装置５０ａは、圧縮装置、衝撃波装置、加熱装置、冷却装置、発光装置、超音波装置及び電流刺激装置などのその他の装置と組み合わせて使用することができる。
【００７７】
本発明をさらに描写するために、以下に例を示すが、以下の例は本発明を限定することを意図していない。
【実施例１】
【００７８】
分析方法及び結果
圧電アクチュエータ（直径１インチ）をコントローラユニットにより制御されるプラスチックの筐体内に封入した。筐体は、接着テープをアクチュエータ上に貼ることによりヒト患者の仙骨に取り付けた。１５から３０分の順応期間の後、振動刺激を開始（２０Ｈｚ、８ミル(mils)の振幅）し５分のオン／オフサイクルの断続的な刺激として継続させた。ＴＨＩ（全ヘモグロビン指数）を時間に対して記録した。５０分後、ＴＨＩのレベルは水平状態に到達し、刺激が停止した。減少期間及びＴＨＩレベルの基底線への戻りの後、刺激が再開し、２６７分で新しいサイクルを開始した。装置を自己制御して血流を長期間にわたり増加させることができるよう、血流刺激サイクルを連続動作アルゴリズムの発展に使用することができる。例えば、図１３の時間に対するＴＨＩのプロットから、動作の同等なパラメータを有するアクチュエータが皮膚に取り付けられた場合に５分のオン／オフサイクルで５０分間駆動され、その後刺激の新しいサイクルが開始する前に２００分間停止されたことが分かる。オンとオフのサイクルは、対象間及び体の位置間で変化可能である。この動的特性がどのように対象間及び／又は体の位置間で変化するかについての測定は、長期（数時間から数日）動作における特定のアルゴリズムの発展に使用することができる。本研究では、InSpectra（登録商標）StO2組織酸素化モニタを用いた。類似の装置又は血流測定に使用されるその他の装置を用いて、振動に基づく血流シミュレーションと共に用いられる長期動作アルゴリズムの発展における組織血流、温度、組織酸素化度(oxygenation)又はＴＨＩを測定することができる。
【実施例２】
【００７９】
例１と同様の振動装置をヒト患者のくるぶしに適用した。レーザドップラスペックル技術を用いる全フィールドビデオフレームレート血流画像化システムであるｍｏｏｒＦＬＰＩシステムを用いた測定によると、この装置により、かかと及び足指（糖尿病及び大動脈足部潰瘍における重要な位置）の血流が二倍増加した。
【実施例３】
【００８０】
例１と同様の振動装置をヒト患者の仙骨に適用した。例１と同様のプロトコルを使用したInSpectra（登録商標）StO2組織酸素化モニタを用いた測定によると、この振動装置により、仙骨（下方背面、床擦れの８０％の位置）において組織の酸素化が２．５倍以上増加した。図１４を参照されたい。
【実施例４】
【００８１】
振動圧電性素子を含む真空チャンバを仙骨上に配置した。１５分間の順応期間に続いて、振動刺激を開始（２０Ｈｚ、８ミル(mils)の振幅）し５分のオン／オフサイクルの断続的な刺激として継続させた。組織酸素化度（ＳｔＯ２）（図１５のチャートａ参照）及び全ヘモグロビン（ＴＨＩ）（図１５のチャートｂ参照）が、それぞれ２７０％及び７０％増加した。ＳｔＯ２のレベルが水平状態に近づいている時に断続的な真空（２５ｍｍＨｇ）が加えられ、ＳｔＯ２及びＴＨＩがそれぞれ１０％及び２０％増加した。
【００８２】
したがって、本発明は、振動刺激及び／又は負圧を用いて血管拡張又は血管収縮などの局所的及び／又は局部的循環を操作する方法及び装置を提供する。本発明の装置により、血流、組織酸素化度及び患者内の全ヘモグロビンを増加させることができる。したがって、本発明の装置は、皮膚の外見を改善する方法、治癒を促進させることによるスポーツ創傷及びその他の外傷性創傷の治療方法、術後の治癒を促進させる方法（例えば形成外科及び再建外科手術）、対象の末梢動脈疾患又は末梢血管疾患の治療方法、対象の創傷治癒の改善方法、対象の組織酸素化度を増加させる方法、対象の皮膚潰瘍の治癒を改善する方法、性的不能の治療方法、片頭痛の治療方法、抜け毛の治療方法、神経障害の治療方法及び足底筋膜炎の治療方法において有益であると考える。
【００８３】
本発明について特定の実施形態を参照して詳細に記載したが、当業者にとって明らかなように、本発明は、描写目的で記載された限定することを意図していない実施形態とは別の形態で実施することができる。したがって、本明細書に添付された特許請求の範囲は本明細書に記載された実施形態に限定されるべきではない。
【図１】
2015037595.tif 000003
【図２】
2015037595.tif 000004
【図３】
2015037595.tif 000005
【図４】
2015037595.tif 000006
【図５】
2015037595.tif 000007
【図６】
2015037595.tif 000008
【図７】
2015037595.tif 000009
【図８】
2015037595.tif 000010
【図９】
2015037595.tif 000011
【図１０】
2015037595.tif 000012
【図１１】
2015037595.tif 000013
【図１２】
2015037595.tif 000014
【図１３】
2015037595.tif 000015
【図１４】
2015037595.tif 000016
【図１５】
2015037595.tif 000017