(57)【要約】  本発明は、保護された埋込み可能なセンサ及びその作製方法に関する。本発明のセンサは、非生物学的な又は生物学的な障壁によって異物又は組織の沈着から保護される。センサが非生物学的な障壁によって保護される実施形態では、保護されたセンサは、チャンバ（１つ又は複数）内に配置された実質的に圧縮不能な媒体を含む１つ又は複数のチャンバの一部を形成する弾性部材を含む。媒体は、センサの表面及びコンプライアント部材の第２の側面に接触している。センサが生物学的な障壁によって保護される実施形態では、保護されたセンサは、内皮細胞の層によって完全に又は部分的に覆われる。内皮細胞は、抗体、その抗原結合フラグメント、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の細胞膜又は細胞表面上のリガンドに特異的に結合する小分子、或いは、所望の細胞がそれに自然に付着する１つ又は複数の細胞外マトリックス（ＥＣＭ）分子との相互作用を介して、センサに取り付けられてもよい。特定の実施形態では、保護される埋込み可能なセンサは、少なくとも１つの振動可能な部材を含む共振センサである。
2008514255.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
センサの少なくとも一部に付着した、内皮細胞の成長を促進するマトリックスを含む、保護されたセンサ。
【請求項２】
マトリックスが、第２の分子と相互作用することができる第１の分子を含み、前記第２の分子が内皮細胞又は前記内皮細胞の前駆体の表面上にある、請求項１に記載の保護されたセンサ。
【請求項３】
第１の分子が抗体又はその抗原結合フラグメントである、請求項２に記載のセンサ。
【請求項４】
抗体又はその抗原結合フラグメントが、ＣＤ１３３、ＣＤ３４、ＣＤｗ９０、ＣＤ１１７、ＨＬＡ−ＤＲ、ＶＥＧＦＲ−１、ＶＥＧＦＲ−２、Ｍｕｃ−１８（ＣＤ１４６）、ＣＤ１３０、幹細胞抗原（Ｓｃａ−１）、幹細胞因子１（ＳＣＦ／ｃ−Ｋｉｔリガンド）、Ｔｉｅ−２、及びＨＡＤ−ＤＲから成る群から選択された抗原に結合する、請求項３に記載のセンサ。
【請求項５】
第１の分子が、レクチン、ＳＵ１１２４８、ＰＴＫ７８７／ＺＫ２２２５８４、ＳＵ６６６８、ＳＭ２５６、及びＳＤ９８３から成る群から選択された小分子である、請求項２に記載のセンサ。
【請求項６】
第２の分子が、レクチン抗原、血管内皮細胞因子受容体（ＶＥＧＦＲ）、及びαｖβ３インテグリンから成る群から選択される、請求項２に記載のセンサ。
【請求項７】
第１の分子が細胞外マトリックス分子である、請求項２に記載のセンサ。
【請求項８】
細胞外マトリックス分子が、コラーゲン、エラスチン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ヘパリン、及びフィブリンから成る群から選択される、請求項７に記載のセンサ。
【請求項９】
細胞外マトリックス分子が基底膜標本である、請求項８に記載のセンサ。
【請求項１０】
センサが共振センサである、請求項１に記載の保護されたセンサ。
【請求項１１】
マトリックスが成長因子をさらに含む、請求項１に記載のセンサ。
【請求項１２】
成長因子が、血管内皮細胞成長因子（ＶＥＧＦ）、繊維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）−３、ＦＧＦ−４、ＦＧＦ−５、ＦＧＦ−６、ＦＧＦ−７、ＦＧＦ−８、ＦＧＦ−９、塩基性線維芽細胞成長因子、血小板誘導性成長因子、トランスフォーミング成長因子β１、酸性繊維芽細胞成長因子、オステオネクチン、アンジオポエチン１、アンジオポエチン２、インシュリン様成長因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、血小板由来成長因子ＡＡ、血小板由来成長因子ＢＢ、血小板由来成長因子ＡＢ、内皮ＰＡＳタンパク質１、トロンボスポンジン、プロリフェリン、レプチン、ヘパリン、インターロイキン８、及びチロキシンから成る群から選択される、請求項１１に記載のセンサ。
【請求項１３】
細胞、組織、又は細胞によって作られた分子の沈着から成り、センサの機能を損なう傾向がある身体の生物学的プロセスから、埋込みセンサを保護する方法。
【請求項１４】
ａ）第２の分子と相互作用することができる第１の分子を含み、前記第２の分子が内皮細胞又は前記内皮細胞の前駆体の表面上にあるマトリックスで、センサ又はその一部を覆う工程と、
ｂ）前記センサを、それを必要とする患者に埋め込む工程とを含む、
センサを必要とする患者に埋め込まれたセンサ上への物質の沈着を阻害する方法。
【請求項１５】
センサを、それを必要とする患者に埋め込む前に、分離された内皮細胞又は前記内皮細胞の前駆体を、マトリックスで覆われたその一部に前記細胞が付着した前記センサと共に培養する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
内皮細胞又は前記内皮細胞の前駆体が、それを必要とする患者から分離されたものである、請求項１５に記載の方法。
【請求項１７】
第１の分子が抗体又はその抗原結合フラグメントである、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
抗体又はその抗原結合フラグメントが、ＣＤ１３３、ＣＤ３４、ＣＤｗ９０、ＣＤ１１７、ＨＬＡ−ＤＲ、ＶＥＧＦＲ−１、ＶＥＧＦＲ−２、Ｍｕｃ−１８（ＣＤ１４６）、ＣＤ１３０、幹細胞抗原（Ｓｃａ−１）、幹細胞因子１（ＳＣＦ／ｃ−Ｋｉｔリガンド）、Ｔｉｅ−２、及びＨＡＤ−ＤＲから成る群から選択された抗原に結合する、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
第１の分子が、レクチン、ＳＵ１１２４８、ＰＴＫ７８７／ＺＫ２２２５８４、ＳＵ６６６８、ＳＭ２５６、及びＳＤ９８３から成る群から選択された小分子である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２０】
第２の分子が、レクチン抗原、血管内皮細胞因子受容体（ＶＥＧＦＲ）、αｖβ３インテグリンから成る群から選択される、請求項１４に記載の方法。
【請求項２１】
第１の分子が細胞外マトリックス分子である、請求項１４に記載の方法。
【請求項２２】
細胞外マトリックス分子が、コラーゲン、エラスチン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチン、ヘパリン、及びフィブリンから成る群から選択される、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
細胞外マトリックス分子が基底膜標本である、請求項２１に記載の方法。
【請求項２４】
マトリックスが成長因子をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２５】
成長因子が、血管内皮細胞成長因子（ＶＥＧＦ）、繊維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）−３、ＦＧＦ−４、ＦＧＦ−５、ＦＧＦ−６、ＦＧＦ−７、ＦＧＦ−８、ＦＧＦ−９、塩基性線維芽細胞成長因子、血小板誘導性成長因子、トランスフォーミング成長因子β１、酸性繊維芽細胞成長因子、オステオネクチン、アンジオポエチン１、アンジオポエチン２、インシュリン様成長因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、血小板由来成長因子ＡＡ、血小板由来成長因子ＢＢ、血小板由来成長因子ＡＢ、内皮ＰＡＳタンパク質１、トロンボスポンジン、プロリフェリン、レプチン、ヘパリン、インターロイキン８、及びチロキシンから成る群から選択される、請求項２４に記載の方法。
【請求項２６】
それを必要とする患者にセンサを埋め込んだ後に、その患者に成長因子を投与する工程をさらに含む、請求項１４に記載の方法。
【請求項２７】
成長因子が、血管内皮細胞成長因子（ＶＥＧＦ）、繊維芽細胞成長因子（ＦＧＦ）−３、ＦＧＦ−４、ＦＧＦ−５、ＦＧＦ−６、ＦＧＦ−７、ＦＧＦ−８、ＦＧＦ−９、塩基性線維芽細胞成長因子、血小板誘導性成長因子、トランスフォーミング成長因子β１、酸性繊維芽細胞成長因子、オステオネクチン、アンジオポエチン１、アンジオポエチン２、インシュリン様成長因子、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子、血小板由来成長因子ＡＡ、血小板由来成長因子ＢＢ、血小板由来成長因子ＡＢ、内皮ＰＡＳタンパク質１、トロンボスポンジン、プロリフェリン、レプチン、ヘパリン、インターロイキン８、及びチロキシンから成る群から選択される、請求項２６に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、異物又は組織の沈着からセンサを保護することにより、埋め込まれたセンサの性能を保存する方法に関する。本発明の方法を使用して作られたセンサも包含される。
【背景技術】
【０００２】
共振センサを使用して、測定環境における様々な物理的パラメータの値を決定する方法、装置、及びシステムが、当該分野において周知である。例えば、超音波駆動式の受動センサを使用して、人体内の、又は他の環境、並びに科学的及び工学的用途における様々な物理的パラメータの値を感知し測定する方法、システム、及び装置が説明されてきた。あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、Kaplanの米国特許第５，６１９，９９７号は、超音波エネルギーを使用する受動センサシステムを開示している。
【０００３】
超音波駆動及び検出システムは、振動可能な部分（振動可能なビーム又は振動可能な膜など）を有し、体内に埋め込まれるか他の環境に配置されてもよい受動センサ（１つ又は複数）に超音波のビームを向けることによって超音波で駆動する。駆動された受動センサ（１つ又は複数）或いはその振動可能な部分は、測定される物理的変数の値の関数である周波数で振動又は共振する。受動センサは、したがって、励起超音波ビームの周波数（又は複数の周波数）で、励起超音波ビームから超音波エネルギーを吸収する。励起超音波ビームの周波数が振動可能なセンサ部分（例えば、受動センサに含まれる振動可能な膜又は振動可能なビームなど）の共振周波数と同一のとき、そのような受動センサの振動可能な部分の振動の大きさは最大である。受動センサがエネルギーを吸収及び／又は放射する周波数（又は複数の周波数）は、適切な検出器によって検出され、物理的パラメータの値を決定するために使用されてもよい。
【０００４】
そのような受動超音波センサで測定可能な物理的パラメータとして、温度、圧力、センサが浸漬又は配置される流体又は媒体中の化学種の濃度などを挙げることができるが、それらに限定されない。
【０００５】
励起超音波ビームがパルス化された場合、超音波センサは、励起ビームが止められた後に振動し続けてよい。励起超音波ビームを止めた後に、起動された受動センサによって放射される超音波放射は、検出され、対象の物理的パラメータの値を決定するために使用されてよい。
【０００６】
１つを超える物理的変数が、受動センサの振動周波数に影響を及ぼす場合があるので、測定されたセンサ周波数において決定される必要のある物理的なパラメータと無関係な他の物理的パラメータの影響を補償するため、補正が必要なことがある。例えば、圧力が決定されるべき物理的パラメータである場合、温度の変化がセンサの振動周波数に影響することがある。あらゆる目的のために全体が参照により本明細書に組み込まれる、Kaplanの米国特許第５，９８９，１９０号及び第６，０８３，１６５号は、補償されたセンサ対（compensated sensor pairs）、並びに、決定されている別の物理的変数の決定された値に対して、無関係な異なる物理的変数の影響を補償するためにそれらを使用する方法を開示している。例えば、そのような補償されたセンサ対は、温度変化による圧力測定での不正確性を補償するために使用されてよい。
【０００７】
あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、Kaplanの米国特許第６，３３１，１６３号は、保護コーティングを有する埋込み可能な受動センサ、及び様々なタイプのセンサポジショナー又はセンサ固定装置を開示している。そのようなセンサは、特に、センサ（１つ又は複数）の腔内埋込みによって、腔内血圧を測定するために使用されてよい。
【０００８】
あらゆる目的のためにその全体が参照により本明細書に組み込まれる、２００４年４月２１日出願の、Girmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号、名称「METHODS AND DEVICES FOR DETERMINING THE RESONANCE FREQUENCY OF PASSIVE MECHANICAL RESONATORS」は、特に、受動共振器の共振周波数を決定するための、ドップラーシフトに基づいた方法を使用する方法、共振センサ、及びシステムを開示している。この方法、センサ、及びシステムは、特に、心血管系の部分の中の血圧のインビボ測定などであるがそれに限定されない、測定環境における圧力又は他の物理的なパラメータを感知するために適用されてよい。
【０００９】
上記の例はすべて受動共振超音波センサに関連するが、能動及び受動の両方のセンサを含む他の多くのタイプの共振センサが、様々な異なる物理的パラメータの測定用として当該技術において知られている。そのようなセンサは、共通して、例えば、受動的又は能動的に振動してもよい振動可能な膜又はビームなど、１つ又は複数の共振する振動可能な構造又は部分を使用する。そのようなセンサの共振構造の共振周波数は、決定される物理的変数の関数として変化し、また、様々な異なる方法で感知又は測定され、且つ物理的変数の値を決定するのに使用されてよい。そのようなセンサの例は、Smithの米国特許第６，４６１，３０１号に開示されている能動超音波センサ（active ultrasonic sensor）である。追加のセンサのタイプは、Hoekらの米国特許第６，３１２，３８０号に開示されている。
【特許文献１】米国特許第５，６１９，９９７号
【特許文献２】米国特許第５，９８９，１９０号
【特許文献３】米国特許第６，０８３，１６５号
【特許文献４】米国特許第６，３３１，１６３号
【特許文献５】米国特許出願第１０／８２８，２１８号
【特許文献６】米国特許第６，４６１，３０１号
【特許文献７】米国特許第６，３１２，３８０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
上述のセンサなどであるがそれらに限定されない共振センサが生体内に埋め込まれるときの共通の問題は、生物由来の組織又は他の物質がセンサ上又はその部分上に沈着し、それがセンサの性能を妨げることである。例えば、様々な物質又は生細胞は、共振センサの表面又はその様々な部分に付着することがあり、また、隣接した組織は、物質の層又は膜、及び／又は細胞、及び／又は組織の、センサの表面上への付着を引き起こすことがあり、それがセンサの性能を妨げる。受動（又は能動）の共振センサの振動可能な膜など（但しそれらに限定されない）、センサの振動可能な部分上への組織又は他の生体物質の付着は、振動可能な膜（又は他の振動可能な部分）の共振特性、特に、共振周波数、応力に対する感度、及び振動可能な膜の振動振幅などの変化を引き起こすことがある。そのような変化は、センサの性能、及び決定されるべき物理的変数の決定の正確さに悪影響を及ぼす恐れがある。
【００１１】
同様に、共振センサが、様々な物質を含有する流体又は気体若しくは他の媒体又は測定環境内（例えば、リアクタ内の化学反応混合物の中、又はスプレー若しくはエアロゾルなどを含有する測定環境内など）に配置される場合、液体又は固体物質若しくは粒子が共振センサの振動可能な部分上に沈着することは、センサの性能に対する同様の悪影響と同じように、センサの振動可能な部分の共振特性に影響する恐れがある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明は、保護された埋込み可能なセンサ及びその作製方法に関する。本発明の方法は、センサの性能を妨げる異物又は組織の沈着など、センサの活性を損なう傾向がある身体の生物学的プロセスから、埋め込まれたセンサを保護することを対象とする。本発明のセンサは、患者の中に埋め込まれている間、非生物学的又は生物学的障壁によって保護される。いくつかの実施形態では、センサ全体が保護される。他の実施形態では、センサの一部が保護される。特定の実施形態では、保護されるセンサの一部は、環境から情報を受け取るか、又は測定のための信号を送るセンサの一部である。
【００１３】
本発明の保護されたセンサは、目、尿道、心室、心血管系、心血管系の部分、血管内修復後の動脈瘤嚢、脊椎、椎間板、脊髄、脊柱、頭蓋内区画、血管の腔内空間、動脈、静脈、大動脈、肺動脈血管、頚動脈血管、脳血管、及び冠状動脈、大腿動脈、腸管動脈、肝動脈、並びに大静脈から選択された測定環境内に埋め込むように構成される。
【００１４】
いくつかの実施形態では、保護されたセンサは、センサアンカー、センサポジショナー、埋込み可能なグラフト、センサ固定装置、移植片、埋込み可能な装置、埋込み可能な装置の部分、ペースメーカー、ペースメーカーの部分、除細動器、除細動器の部分、埋込み可能な電極、挿入可能な電極、内視鏡装置、内視鏡装置の部分、自律型（autonomous）内視鏡装置、自律型内視鏡装置の部分、係留型（tethered）内視鏡装置、係留型内視鏡装置の部分、埋込み可能なカテーテル、挿入可能なカテーテル、ステント、ステントの部分、ガイドワイヤ、ガイドワイヤの部分、埋込み可能な治療物質放出装置、及び挿入可能な治療物質放出装置が挙げられるがそれらに限定されない支持装置に取り付けられる。
【００１５】
いくつかの実施形態では、障壁は非生物学的である。そのような実施形態では、弾性部材及び／又は圧縮不能な媒体が、センサ又はその一部上への沈着に対する障壁を提供する。弾性部材は、少なくとも１つのチャンバの部分を形成する。弾性部材は、第１の側面及び第２の側面を有する。第１の側面は、測定環境内の第１の媒体に暴露されるように構成される。センサは、少なくとも１つのチャンバ内に配置された実質的に圧縮不能な媒体をさらに含む。実質的に圧縮不能な媒体は、センサの少なくとも１つの表面及び弾性部材の第２の側面と接触している。
【００１６】
さらに、本発明の一実施形態によれば、媒体は実質的に圧縮不能な液体である。別の実施形態では、媒体は、合成ゲル、天然ゲル、ヒドロゲル、リポゲル、疎水性ゲル、親水性ゲル、生体適合性ゲル、血液適合性ゲル、ポリマーベースのゲル、架橋されたポリマーベースのゲル、及びそれらの組合せが挙げられるが、それらに限定されない、実質的に圧縮不能なゲルを含む。さらに、本発明の一実施形態によれば、実質的に圧縮不能な媒体は低い蒸気圧を有する媒体である。さらに、本発明の一実施形態によれば、実質的に圧縮不能な媒体は、有機体の少なくとも１つの組織又は体液の音響インピーダンスに近い又はそれに等しい音響インピーダンスを有する。
【００１７】
実質的に圧縮不能な媒体で充填されたチャンバは、密封型でも、非密封型でもよい。特定の一実施形態では、実質的に圧縮不能な媒体は液体であり、チャンバは封止されたチャンバである。いくつかの実施形態では、実質的に圧縮不能な媒体は、少なくとも１つのチャンバを完全に充填する。
【００１８】
さらに、本発明の一実施形態によれば、弾性部材は、有機体の少なくとも１つの組織又は体液の音響インピーダンスに近い又はそれに等しい音響インピーダンスを有する。特定の実施形態では、弾性部材（１つ又は複数）は、ポリマーベースの材料、プラスチック材料、Kapton（登録商標）、ポリウレタンベースのポリマー、エチルビニルアセテートベースのポリマー、Echothane（登録商標）ＣＰＣ−４１、Echothane（登録商標）ＣＰＣ−２９、Echothane（登録商標）、及びParylene（登録商標）ベースのポリマーから選択された弾性材料を含む。
【００１９】
さらに、本発明の一実施形態によれば、保護されたセンサは、少なくとも１つのチャンバを形成するために弾性部材に取り付けられたハウジングを含む。
【００２０】
さらに、本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのチャンバは少なくとも１つの封止されたチャンバを含み、ハウジングは、少なくとも１つの封止されたチャンバを形成するために弾性部材に封止するように取り付けられる。
【００２１】
さらに、本発明の一実施形態によれば、保護されたセンサは、少なくとも１つの封止されたチャンバを形成するために、少なくとも１つのセンサユニット及び弾性部材に封止するように取り付けられた少なくとも１つのスペーサ部材を含む。
【００２２】
さらに、本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つのチャンバは、センサ固定装置内に形成された少なくとも１つのチャンバ、及びセンサ固定装置の部分を含む少なくとも１つのチャンバから選択される。
【００２３】
さらに、本発明の一実施形態によれば、１つ又は複数の封止されたセンサユニットチャンバの封止されたセンサユニットチャンバはそれぞれ、その中の圧力レベルを有する。さらに、本発明の一実施形態によれば、圧力レベルは、ゼロ圧力レベル及び非ゼロ圧力レベルから選択される。
【００２４】
さらに、本発明の一実施形態によれば、保護されたセンサは、１つ又は複数の封止されたセンサユニットチャンバを有する第１のセンサユニット、及び１つ又は複数の封止されたセンサユニットチャンバを有する少なくとも第２のセンサユニットを含む。第１のセンサユニットの封止されたセンサユニットチャンバ（１つ又は複数）内の圧力レベルは、第２のセンサユニット（１つ又は複数）の封止されたセンサユニットチャンバ（１つ又は複数）内の圧力レベルと異なる。
【００２５】
保護されたセンサを提供する方法も提供される。この方法は、少なくとも１つの弾性部材を有する少なくとも１つのチャンバ内に１つ又は複数のセンサユニットを密閉する工程を含む。チャンバ（１つ又は複数）は、実質的に圧縮不能な媒体で充填される。弾性部材（１つ又は複数）は、少なくとも１つのチャンバの壁の部分を形成する。弾性部材（１つ又は複数）及びセンサの少なくとも１つの表面は、実質的に圧縮不能な媒体と接触している。
【００２６】
さらに、本発明の一実施形態によれば、媒体は液体であり、密閉する工程は、少なくとも１つの封止されたチャンバを形成するため、チャンバ（１つ又は複数）内に１つ又は複数のセンサユニットを封止するように密閉する工程を含む。
【００２７】
さらに、本発明の一実施形態によれば、密閉する工程は、１つ又は複数のセンサユニットをハウジング内に配置し、ハウジングを実質的に圧縮不能な媒体で充填し、チャンバ（１つ又は複数）を形成するために弾性部材（１つ又は複数）をハウジングに取り付ける工程を含む。
【００２８】
さらに、本発明の一実施形態によれば、チャンバ（１つ又は複数）は封止されたチャンバであり、取り付ける工程は、封止されたチャンバ（１つ又は複数）を形成するために弾性部材（１つ又は複数）をハウジングに封止するように取り付けることを含む。
【００２９】
さらに、本発明の一実施形態によれば、配置する工程は、１つ又は複数のセンサユニットをハウジングに取り付ける工程を含む。
【００３０】
さらに、本発明の一実施形態によれば、密閉する工程は、１つ又は複数のセンサユニットをハウジング内に配置し、チャンバ（１つ又は複数）を形成するために弾性部材（１つ又は複数）をハウジングに取り付け、チャンバ（１つ又は複数）を実質的に圧縮不能な媒体で充填する工程を含む。
【００３１】
さらに、本発明の一実施形態によれば、密閉する工程は、少なくとも１つの封止されたチャンバを形成するためにチャンバ（１つ又は複数）を封止する工程をさらに含む。
【００３２】
さらに、本発明の一実施形態によれば、配置する工程は、１つ又は複数のセンサユニットをハウジングに取り付ける工程を含む。
【００３３】
さらに、本発明の一実施形態によれば、充填する工程は、チャンバ（１つ又は複数）の壁に形成された少なくとも１つの開口を介して、チャンバ（１つ又は複数）を実質的に圧縮不能な媒体で充填する工程を含む。
【００３４】
さらに、本発明の一実施形態によれば、少なくとも１つの開口は、ハウジング内に形成された少なくとも１つの開口を含む。
【００３５】
さらに、本発明の一実施形態によれば、密閉する工程は、少なくとも１つのスペーサ部材を１つ又は複数のセンサユニットに取り付け、チャンバ（１つ又は複数）を形成するために弾性部材（１つ又は複数）をスペーサ部材に取り付け、チャンバ（１つ又は複数）を実質的に圧縮不能な媒体で充填する工程を含む。
【００３６】
さらに、本発明の一実施形態によれば、取り付ける第１の工程、取り付ける第２の工程、及び充填する工程は列挙された順序で実行され、方法は、少なくとも１つの封止されたチャンバを形成するためにチャンバ（１つ又は複数）を封止する工程をさらに含む。
【００３７】
さらに、本発明の一実施形態によれば、取り付ける第２の工程は充填する工程の後に実行され、取り付ける第２の工程は、前記少なくとも１つのチャンバを形成するために弾性部材（１つ又は複数）をスペーサ部材（１つ又は複数）に取り付ける工程を含む。
【００３８】
さらに、本発明の一実施形態によれば、取り付ける第２の工程は、少なくとも１つの封止されたチャンバを形成するために弾性部材（１つ又は複数）をスペーサ部材（１つ又は複数）に封止するように取り付ける工程を含む。
【００３９】
さらに、本発明の一実施形態によれば、取り付ける第２の工程は充填する工程の後に実行され、取り付ける工程は、少なくとも１つのチャンバを形成するために、弾性部材（１つ又は複数）を、スペーサ部材（１つ又は複数）及び実質的に圧縮不能な媒体上に形成する工程を含む。
【００４０】
さらに、本発明の一実施形態によれば、形成する工程は、少なくとも１つのチャンバを形成するために、化学蒸着法を使用して、弾性部材（１つ又は複数）を、スペーサ部材（１つ又は複数）上及び実質的に圧縮不能な媒体上に蒸着する工程を含む。
【００４１】
さらに、本発明の一実施形態によれば、チャンバ（１つ又は複数）は封止されたチャンバであり、取り付ける第２の工程は、封止されたチャンバ（１つ又は複数）を形成するために、弾性部材（１つ又は複数）を、スペーサ部材（１つ又は複数）上及び実質的に圧縮不能な媒体上に封止するように形成する工程を含む。
【００４２】
さらに、本発明の一実施形態によれば、封止するように形成する工程は、封止されたチャンバ（１つ又は複数）を形成するために、化学蒸着法を使用して、弾性部材（１つ又は複数）を、スペーサ部材（１つ又は複数）上及び実質的に圧縮不能な媒体上に蒸着する工程を含む。
【００４３】
さらに、本発明の一実施形態によれば、充填する工程は取り付ける第２の工程の後に生じ、チャンバ（１つ又は複数）を実質的に圧縮不能な媒体で充填する工程は、チャンバ（１つ又は複数）の壁の少なくとも１つの開口を介して実行される。
【００４４】
さらに、本発明の一実施形態によれば、方法は、充填する工程の後に、チャンバ（１つ又は複数）の壁の開口（１つ又は複数）を封止する工程をさらに含む。
【００４５】
さらに、本発明の一実施形態によれば、充填する工程は、チャンバ内で真空を形成し、開口（１つ又は複数）を液体で覆うために保護されたセンサを液体中に配置し、液体がチャンバ（１つ又は複数）を充填できるようにする工程を含む。
【００４６】
さらに、本発明の一実施形態によれば、実質的に圧縮不能な媒体はゲルであり、液体はゲル形成液体であり、方法は、ゲル形成液体がチャンバ（１つ又は複数）内でゲルを形成できるようにする工程をさらに含む。
【００４７】
さらに、本発明の一実施形態によれば、ゲル形成液体は、ゲル化してゲルを形成することができるゲルの液化された形態、及び反応してゲルを形成することができる反応物質を含む液体ゲル前駆物質から選択される。
【００４８】
特定の一実施形態では、埋込み可能なセンサは、受動共振センサユニット又は能動共振センサユニットが挙げられるが、それらに限定されない、少なくとも１つの振動可能な部材を備えた少なくとも１つの共振センサユニットを含む、共振センサである。さらに特定の実施形態では、１つ又は複数の共振センサユニットは、受動共振センサユニット、能動共振センサユニット、受動超音波共振センサユニット、能動超音波共振センサユニット、受動超音波圧力センサ、能動超音波圧力センサ、圧力センサユニット、温度センサユニット、測定環境内の化学種の濃度を感知するセンサ、及びそれらの組合せから選択される。
【００４９】
保護されたセンサが共振センサである実施形態では、振動可能な部材は、弾性部材を備えた少なくとも１つのチャンバの部分を形成する。弾性部材は、第１の側面及び第２の側面を有する。第１の側面は、測定環境内の第１の媒体に暴露されるように構成される。共振センサは、少なくとも１つのチャンバ内に配置された実質的に圧縮不能な媒体をさらに含む。実質的に圧縮不能な媒体は、共振センサの振動可能な部材及び弾性部材の第２の側面と接触している。
【００５０】
さらに、本発明の一実施形態によれば、１つ又は複数の共振センサユニットの共振部分（１つ又は複数）は、封止されたチャンバ（１つ又は複数）の壁の部分を形成する。
【００５１】
埋込み可能な共振センサ全体が保護されない実施形態では、少なくとも振動可能な部材は保護される。
【００５２】
他の実施形態では、障壁は生物学的である。そのような実施形態では、内皮細胞の層が、センサ又はその一部上の沈着物に対する障壁を提供する。センサ又はその一部は内皮細胞の層によって覆われるが、細胞は、追加の細胞、組織、又は物質がセンサ上に沈着できないようにする。内皮細胞のそのような層は、センサの性能を妨げない。生物学的な障壁は、センサの任意の一部の上、又はセンサ全体の上にあることができる。埋込み可能なセンサが共振センサである実施形態では、生物学的な障壁は、共振センサユニットの少なくとも振動可能な部材上にある。
【００５３】
いくつかの実施形態では、内皮細胞は、センサに塗布されたコーティングに直接関連付けられ、したがってセンサには間接的に関連付けられる。そのような実施形態では、センサに塗布されたコーティングは、内皮細胞又はそれらの始原細胞がそれと相互作用し付着することができるマトリックスを含む。特定の一実施形態では、マトリックスは、１つ又は複数の抗体、その抗原結合フラグメント、或いは、細胞がマトリックスに引き付けられ、それに付着するように、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の細胞膜又は表面細胞膜上の１つ又は複数の抗原と結合する小分子（１つ又は複数）を含む。別の特定の実施形態では、マトリックスは、細胞がマトリックスに引き付けられ、それに付着するように、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞がそれに自然に付着する、細胞外マトリックス（ＥＣＭ）分子を含む。別の特定の実施形態では、マトリックスは、抗体、小分子、及び／又はＥＣＭ分子の混合物を含む。
【００５４】
他の実施形態では、内皮細胞はセンサに直接関連付けられる。
【００５５】
更なる実施形態では、センサ又はそれに適用されるマトリックスは、生存を促進するか、成長を加速するか、又は内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の分化を引き起こすか若しくは促進する化合物を含む。
【００５６】
センサは、生物学的な障壁を適用する前又はその後に、それを必要とする患者に埋め込まれてもよい。
【００５７】
本発明は、単に一例として、添付図面を参照して本明細書に記載され、図面中、類似の構成要素は類似の参照番号によって指定される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５８】
本発明は、センサの性能を妨げる異物又は組織の沈着物などの、センサの活性を損なう傾向がある身体の生物学的プロセスからセンサ又はその一部が保護される、新規な埋込み可能なセンサを開示する。本発明のセンサは、患者に埋め込まれている間、非生物学的又は生物学的な障壁によって保護される。いくつかの実施形態では、センサ全体が保護される。他の実施形態では、センサの一部が保護される。特定の実施形態では、保護されるセンサの一部は、環境から情報を受け取り、又は測定のための信号を送るセンサの一部である。
【００５９】
特定の一実施形態では、本発明の埋込み可能なセンサは共振センサである。そのような実施形態では、共振センサは、非生物学的又は生物学的な障壁によって異物又は組織の沈着物から保護される、少なくとも１つの振動可能な部材を備えた少なくとも１つの共振センサユニットを含む。
【００６０】
本発明の方法は、少なくとも１つの振動可能な膜を含む受動センサユニット又は能動センサユニットである、少なくとも１つのセンサを含むセンサに適用することができる。特定の実施形態では、１つ又は複数のセンサユニットは、受動センサユニット、能動センサユニット、受動超音波センサユニット、能動超音波センサユニット、受動超音波圧力センサ、能動超音波圧力センサ、圧力センサユニット、温度センサユニット、測定環境内の化学種の濃度を感知するセンサ、及びそれらの組合せから選択される。追加の特定の実施形態では、本発明の方法は、共振センサユニット及び非共振センサユニットの組合せであるセンサに適用することができる。
【００６１】
本発明の保護されたセンサは、様々な異なる測定方法を使用することにより、物理的変数の値を決定するために使用されてもよいことが、当業者には理解されるであろう。例えば、保護されたセンサの振動可能な部分（１つ又は複数）又は振動可能な膜（１つ又は複数）の共振周波数は、超音波の連続するビーム、又はパルス化されたビーム、若しくはチャープされたビームを使用して、本発明の保護されたセンサに呼び掛けることにより、及び、センサによる励起ビームのエネルギーの吸収又は当該分野では知られているようにセンサによって放射される若しくはそれから戻る超音波信号のいずれかを測定することにより、決定されてもよい。受動センサの共振周波数のそのような測定を実行する方法及びシステムは、Kaplanの米国特許第５，６１９，９９７号、同第５，９８９，１９０号、同第６，０８３，１６５号、及び同第６，３３１，１６３号、並びにGirmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号に詳細に開示されている。
【００６２】
本発明のセンサは、目、尿道、心室、心血管系、心血管系の部分、血管内修復後の動脈瘤嚢、脊椎、椎間板、脊髄、脊柱、頭蓋内区画、血管の腔内空間、動脈、静脈、大動脈、肺動脈血管、頚動脈血管、脳血管、及び冠状動脈、大腿動脈、腸管動脈、肝動脈、並びに大静脈が挙げられるがそれらに限定されない測定環境内に埋め込まれる。
【００６３】
いくつかの実施形態では、保護されたセンサは、センサアンカー、センサポジショナー、埋込み可能なグラフト、センサ固定装置、移植片、埋込み可能な装置、埋込み可能な装置の部分、ペースメーカー、ペースメーカーの部分、除細動器、除細動器の部分、埋込み可能な電極、挿入可能な電極、内視鏡装置、内視鏡装置の部分、自律型内視鏡装置、自律型内視鏡装置の部分、係留型内視鏡装置、係留型内視鏡装置の部分、埋込み可能なカテーテル、挿入可能なカテーテル、ステント、ステントの部分、ガイドワイヤ、ガイドワイヤの部分、埋込み可能な治療物質放出装置、及び挿入可能な治療物質放出装置が挙げられるがそれらに限定されない支持装置に取り付けられる。
【００６４】
本発明の保護されたセンサを構築する方法も包含される。
【００６５】
（非生物学的な障壁）
いくつかの実施形態では、障壁は非生物学的である。そのような実施形態では、弾性部材及び／又は圧縮不能な媒体は、センサ又はその一部上の沈着に対する障壁を提供する。
【００６６】
本発明の１つの可能な実施形態によれば、センサの１つ又は複数の振動可能な部分は、圧縮不能な媒体によってセンサの振動可能な部分（１つ又は複数）に連結された保護弾性膜を使用することによって保護される。本出願の目的のため、圧縮不能な媒体という用語は、任意の適切な実質的に圧縮不能な液体又は任意の適切な実質的に圧縮不能なゲルを規定する。測定される物理的変数（圧力及び温度などであるが、それらに限定されない）は、最小限の減衰でセンサの振動可能な部分（１つ又は複数）に転送される一方、弾性膜はセンサの振動可能な部分上への外来物質の蓄積又は沈着を防ぐ。
【００６７】
詳細に後述され、図１〜４に示される特定の例は、受動超音波センサに適合されたものであるが、埋込み可能なセンサを保護する方法は、センサの共振部分の表面上への外来物質（１つ又は複数）若しくは異物（１つ又は複数）、組織、又は細胞の沈着又は蓄積によって有害な影響を受ける恐れがある共振部分を含む、任意のタイプの共振センサに同様に適用されてもよいことに留意されたい。したがって、本発明の埋込み可能なセンサを保護する方法は、一般的な方法であり、センサが音響エネルギーを使用して呼び掛けられる限り、能動又は受動の音響共振センサ、能動又は受動の超音波センサ、能動又は受動の光呼掛けセンサ、容量共振センサ、内部エネルギー源を有する又は外部エネルギー源に有線若しくは無線で連結された能動共振センサなどであるが、それらに限定されない、様々なタイプのセンサに適用されてもよい。
【００６８】
したがって、当業者には理解されるように、本明細書に開示される埋込み可能なセンサを保護する方法は、測定環境又は媒体に暴露された１つ又は複数の共振器又は共振部分を有する、当該分野において既知の任意の適切なタイプの埋込み可能なセンサに適用されてもよい（保護された共振センサの概略図については図８を参照）。
【００６９】
次に、本発明の一実施形態による、複数の振動可能な膜を有する保護された受動超音波圧力センサの概略断面図である図１を参照する。
【００７０】
保護されたセンサ１０は、センサユニット８２を含んでもよい。センサユニット８２は、第１の窪んだ基板層１２、及び第１の窪んだ層１２に封止するように取り付けられた第２の層１４を含んでもよい。第１の窪んだ層１２は、その中に形成された複数の陥凹部１６を有する。３つの陥凹部１６のみが図１の断面図に示されているが、保護されたセンサ１０は、任意の実用的な数の陥凹部（例えば、１つの陥凹部、２つの陥凹部、３つの陥凹部、又は３つを超える陥凹部１６など）を含むように設計されてもよい。例えば、保護されたセンサ１０は、各列が３つの陥凹部を有する３列に配列された９つの陥凹部１６を含んでもよい（図１には図示なし）。
【００７１】
第１の窪んだ基板層１２及び第２の層１４は、金属、シリコン、Pyrex（登録商標）、窒化ホウ素、ガラスなどであるがそれらに限定されない、任意の適切な材料から作製されてもよい。好ましくは（但し必須ではなく）、第１の基板層１２は、シリコン、Pyrex（登録商標）、又は当該分野において既知の標準的なリソグラフィ方法を使用した機械加工（例えば、従来のマスキング、フォトレジストの適用、及びエッチング方法などを使用した、第１の基板層１２への陥凹部１６の形成など）に従順な別の適切な材料から作製される。しかし、他の機械加工又はミクロ機械加工、或いは当該分野において既知の処理方法もまた、本発明のセンサユニットを構築するために他の所望の材料を適切に選択して使用されてもよい。
【００７２】
第２の層１４は、第１の層１２に封止するように取り付けられるか、接着又は固着されて、複数の封止されたセンサユニットチャンバ１７を形成する。上述したように、図１の断面図は３つの封止されたセンサユニットチャンバ１７のみを示しているが、保護されたセンサ１０内の封止されたセンサユニットチャンバは、３つを超えても超えなくてもよい。例えば、保護されたセンサ１０は、Girmonskyらの米国特許出願第１０／８２８，２１８号の図２及び３に詳細に開示されている多重膜センサに類似した配置で、各列が３つのチャンバを有する３列に配列された９つの封止されたセンサユニットチャンバ１７を含んでもよい。陥凹部１６の上にある、第２の層１４の１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃと表示された部分は、保護されたセンサ１０の振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃを表す。
【００７３】
保護されたセンサ１０は、また、センサユニット８２に取り付けられたスペーサ１８を含んでもよい。スペーサ１８は、金属、シリコン、窒化ホウ素、ガラス、又はＳＵ８（登録商標）エポキシベースフォトレジスト（米国、マサチューセッツ州、MicroChem社から市販されている）などの、ポリマーベースの材料などであるがそれらに限定されない、剛性材料から作製されてもよい。
【００７４】
スペーサ１８は、センサユニット８２の第２の層１４に封止するように取り付けられた又は接着された別個の構成要素として示されているが、他の可能な実施形態では、スペーサ１８は、第２の層１２の一部として、又は第１の窪んだ層１２の一部として形成されてもよい。保護されたセンサ１０は、また、（適切な接着剤又は当該分野において既知の弾性部材２０をスペーサ１８に封止するように取り付けるための他の任意の適切な方法を使用することにより）スペーサ１８に封止するように取り付けられて、封止されたチャンバ２２を形成する、弾性部材２０を含む。弾性部材２０は、高いコンプライアンスを有する薄い膜から作製されてもよい。例えば、本発明の１つの実施された実施形態によれば、弾性部材２０は、約９マイクロメートルの厚さを有するKapton（登録商標）膜であってもよい。
【００７５】
弾性部材２０が作製される材料を選択する際、選択された材料の（超音波の伝搬に対する）音響インピーダンスが、媒体２４の音響インピーダンスに、且つセンサがその中に配置される材料、媒体、又は組織の音響インピーダンスに確実に整合されるように、注意を払わなければならないことに留意されたい。この整合は、測定環境内の媒体と弾性部材２０との境界面において、且つ弾性部材２０と媒体２４との境界面において、超音波の過剰な反射を防いでもよい。圧縮不能な媒体２４及び弾性部材２０を形成する材料（１つ又は複数）の選択に実際には制約があるため、すべての用途に対して最良のインピーダンス整合を得ることが必ずしも可能とは限らず、また妥協しなければならないことがあるが、そのようなインピーダンス整合は、センサ性能を改善するため、本発明の保護されたセンサの設計及び実施において慎重に考慮されなければならない。
【００７６】
本発明の追加の実施形態によれば、弾性部材２０は、また、米国のRen Plastics社から市販されている６４００ポリウレタンゴム又は６４１０ポリウレタンゴムなどであるが、それらに限定されない、適切なウレタンゴムから作製されてもよい。弾性部材２０は、また、米国のＧＥ社から市販されているＲＴＶ６０から作製されてもよい。埋込み可能なセンサでは、ＲＴＶ６０が使用された場合、弾性部材２０の音響インピーダンスを、いくつかの組織の音響インピーダンスに近い約１．５〜１．５４Ｍｒａｙｌ（Ｍｒａｙｌ＝１０６ｒａｙｌ）の値に調節するため、ＲＴＶ６０は、好ましくは１％（重量基準）のタングステン粉末（平均粒径約１ミクロンのもの）と混合される。しかし、この音響インピーダンス値の範囲は限定的ではなく、特に、特定の用途及び検出システムの感度に応じて、弾性部材２０の音響インピーダンスの他の異なる値も受容可能であってもよい。本発明の他の実施形態によれば、哺乳動物又は人間に埋め込まれるように構成されたセンサのため、弾性部材２０は、好ましくは、Emerson Cummings社（米国、カリフォルニア州、ガーディナ、１８２番通り、６０４Ｗ）から市販されている、Echothane ＣＰＣ−４１又はEchothane ＣＰＣ−２９で作製されてもよい。これらの材料は、水（水が媒体２４として使用されるセンサにおいて）及び組織の音響インピーダンスに対して、受容可能な整合を呈する（超音波範囲内における）音響インピーダンス値を有する。
【００７７】
しかし、弾性部材２０は、当該分野において既知の、任意の他の適切な非常に弾性な材料から作製されるか、又はそれを含んでもよく、また、特に、センサの特定の設計、所望のセンサ性能、測定の間センサがその中に配置される媒体、センサがその中で操作されることを必要とする圧力及び温度の範囲、並びに他の及び構築のパラメータ及び考慮点によって、弾性部材２０の厚さ及び／又は寸法及び／又は組成は変わってもよいことに留意されたい。
【００７８】
封止されたチャンバ２２は、圧縮不能な媒体２４で充填されてもよい。圧縮不能な媒体２４は、水、又は、適切なシリコンオイル調合物などであるがそれらに限定されない、当該分野において既知の任意の他の適切な実質的に圧縮不能な液体などであるが、それらに限定されない、実質的に圧縮不能な液体であってもよい。圧縮不能な媒体２４は、また、ゼラチン、アガロース、天然ゲル、ポリマーベースの合成ゲル、架橋ポリマーベースのゲル、ヒドロゲル、リポゲル、疎水性ゲル、親水性ゲル、又は当該分野において既知の任意の他の適切なタイプのゲルなどであるが、それらに限定されない、適切な実質的に圧縮不能なゲルであってもよい。特定の用途では、保護されたセンサは、生体に埋め込まれる必要があるセンサ、又はバイオリアクタなどの滅菌環境内に置かれるべきセンサの場合、殺菌される必要があることがある。そのような用途では、媒体２４は、米国のDow Corning社から市販されている、Dow Corning ７１０（登録商標）シリコン流体などの、低蒸気圧の液体であってもよい（但しそれに限定されない）。他の用途では、媒体２４は、米国の３Ｍ社から市販されている流体である、Fluorinert ＦＣ４０流体及びFluorinert ＦＣ７０流体の混合物（容積基準で約６０：４０）、又はそれらの流体を異なる比で有する他の適切な混合物、或いは同様の適切なFluorinert流体又はそれらの混合物などの液体であってもよい。
【００７９】
保護されたセンサを滅菌するのに熱を使用する場合、低蒸気圧の液体を媒体２４として使用することにより、封止されたチャンバ２２内における高圧、及びそれに続く弾性部材２０の破断が発生するのが回避されるため、低粘度低蒸気圧の液体を使用することが、センサの滅菌を必要とするような用途及び他の用途タイプにおいて有利なことがある。同様の理由で、弾性部材２０の破断を回避するため、低蒸気圧の液体又はゲルを使用することが、センサが高温環境内に置かれる用途において有利なことがある。
【００８０】
センサを低圧条件下で滅菌ガスに暴露することを必要とする、気相化学滅菌を使用してセンサが滅菌される用途では、弾性部材２０の破断を防ぐため、封止されたチャンバ２２内に低蒸気圧の媒体を使用することが好ましい場合もある。
【００８１】
測定された信号が、弾性部材２０の振動に関連付けられた周波数によって影響を受けるのを回避するため、弾性部材２０は、その共振周波数が、保護されたセンサ１０の動作圧力範囲内で振動可能な膜（例えば、保護されたセンサ１０の振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃなど）が振動するその周波数範囲に比べて十分に低くなるように、設計され構築されてもよい。
【００８２】
弾性部材２０の過剰な劣化又は侵食を回避するため、一般に、弾性部材２０の組成は、測定環境内の媒体（ガス又は液体）に適切な化学的抵抗性をもつ材料を選択することにより、用途に適合されるべきである。体内にインビボで埋め込まれるように設計されたセンサでは、弾性部材２０は、好ましくは生体適合性材料から作られる（又は、それで覆われるか、若しくはそれでコーティングされる）。上述したEchothane ＣＰＣ−４１又はEchothane ＣＰＣ−２９は、弾性部材２０を埋め込むのに適切な、十分に弾性であって且つ生体適合性の材料であるが、ポリマーベースの材料、生体適合性ポリマー、ポリウレタン、エチルビニルアセテートベースのポリマー、Parylene（登録商標）ベースのポリマー、又は他の適切な弾性材料などであるがそれらに限定されない他の異なる材料も、弾性部材２０を構築するのに使用されてもよいことに留意されたい。
【００８３】
さらに、測定環境（図示なし）内の媒体と弾性部材２０との境界面からの、又は弾性部材２０と媒体２４との境界面からの呼掛け超音波ビームの反射が、それらの境界面からの呼掛けビームの過剰な反射及びセンサの振動可能な膜に到達する呼掛け超音波ビームのエネルギーの一部の付随する低減を回避するため、比較的小さくなるように、媒体２４、及び弾性部材２０が作製される材料を選択する際に注意が払われなければならない。これは、実際には、弾性膜２０の音響インピーダンス及び圧縮不能な媒体２４内における音響インピーダンスが、保護されたセンサ１０が測定の間その中に配置される媒体の音響インピーダンスに十分に近くなるように、弾性部材２０及び媒体２４の材料を選択することによって達成されてもよい。
【００８４】
封止されたセンサユニットチャンバ１７は、ガス又は複数のガスの混合物をその中に含んでもよい。封止されたセンサユニットチャンバ１７が形成されるとき、封止されたセンサユニットチャンバ１７内の圧力はＰ１の値に設定される。保護されたセンサ１０を構築した後、保護されたセンサ１０が測定環境又は媒体内に配置されるとき、保護されたセンサ１０がその中に配置される測定環境又は媒体内の圧力値はＰ２（図１）によって表される。
【００８５】
媒体２４は実質的に圧縮不能であり、弾性部材２０は高いコンプライアンスを有するので、弾性部材２０に作用する圧力Ｐ２は、弾性部材２０によって、媒体２４を介して振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃに伝達される。したがって、特定の圧力値範囲内では、媒体２４に接触している振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃの表面は、実際には同じ圧力値Ｐ２を受ける。したがって、保護されたセンサ１０の実際の動作圧力範囲内では、センサ１０の振動可能な膜（図１の断面図に示されていない任意の振動可能な膜も含む）はすべて、媒体２４に接触しているそれらの表面上において、保護されたセンサ１０に作用する外圧Ｐ２を有効に受ける。
【００８６】
封止されたセンサユニットチャンバ１７内部の圧力Ｐ１が測定環境内の外圧Ｐ２に等しい（Ｐ１＝Ｐ２）場合、センサユニット８２の振動可能な膜（例えば、振動可能な１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃなど）は、実質的に最小限の応力を受ける。
【００８７】
Ｐ１≠Ｐ２である状況では、センサユニット８２の振動可能な膜（例えば、振動可能な１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃなど）は、圧力差によって押され、湾曲され、その結果応力を受けるようになる。測定媒体内の外圧Ｐ２とセンサユニット８２の封止されたセンサユニットチャンバ１７内の圧力Ｐ１との差の絶対値は、ΔＰ＝｜（Ｐ２−Ｐ１）｜である。振動可能な膜内の応力はΔＰによって決まる。
【００８８】
センサユニット８２の振動可能な膜の共振周波数は、センサユニット８２の振動可能な膜内の応力によって決まる。振動可能な膜が最小限の応力を受けているとき、共振周波数は最も低い。振動可能な膜内の応力が増加すると、振動可能な膜の共振周波数はそれに従って増加する。したがって、振動可能な膜の共振周波数ｆＲはΔＰの関数であるので、センサユニット８２の振動可能な膜の共振周波数を決定するとき、ｆＲからΔＰ（圧力差の絶対値）を決定することができる。内圧Ｐ１を適切に選択することによって、校正された受動超音波センサ（図１に示す保護されたセンサ１０などであるが、それに限定されない）の測定された共振周波数から、Ｐ２の値を決定することができる。例えば、単純な例では、Ｐ１＝０に（センサの製造中にセンサユニット８２の封止されたセンサユニットチャンバ１７内に真空を作り出すことにより）設定した場合、ΔＰ＝Ｐ２となり、圧力Ｐ２を直接決定することができるようになる。
【００８９】
したがって、保護されたセンサ１０は、使用前に予め校正されてもよく、それにより、受動センサの振動可能な膜（又は、センサのタイプによっては振動可能な部分）の測定された共振周波数ｆＲから圧力Ｐ２を直接得るため、校正曲線又は参照テーブル（ＬＵＴ）を使用することができるようになる。しかし、センサ１０の封止されたセンサユニットチャンバ１７が、ゼロではない内圧レベルを有する場合（これは、封止されたセンサユニットチャンバ１７がその中にガス又は複数のガスを含み、したがって実質的にゼロではない内圧レベルを有する場合である）、圧力は、封止されたセンサユニットチャンバ１７内に密閉されたガス（又は複数のガス）に対する温度の影響を考慮に入れるように、補正されなければならないことがあることに留意されたい。
【００９０】
受動超音波センサの共振周波数を測定する方法は、当該技術において既知であり、本発明の主題ではなく、したがって詳細には後述されない。簡潔には、励起超音波のビームはセンサに向けられてもよく、センサの共振周波数は、センサから返る超音波信号から（或いは、センサによって励起ビームから吸収されるエネルギーの量を決定することにより）決定されてもよい。呼掛け超音波ビームは、連続的であるか、パルス化されるか、又はチャープされてもよい。そのような方法は、特に、Kaplanの米国特許第５，６１９，９９７号、同第５，９８９，１９０号、及び同第６，０８３，１６５号に開示されている。
【００９１】
ドップラー効果の使用によって受動超音波センサの共振周波数を決定する別の方法が、Girmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号に開示されている。
【００９２】
図１の概略断面図は、Ｐ１＞Ｐ２である状況を表すことに留意されたい。この圧力差のため、振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃは、弾性部材２０の方向に出張った湾曲した形状を有するものとして示される（振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃの湾曲の程度は、明瞭に図示するため、すべての図面において誇張されていることに留意されたい）。Ｐ１＝Ｐ２である状況（図示なし）では、センサユニット８２の振動可能な膜は、特にセンサの構造及び実施に応じて、平坦（平面）であってもなくてもよい。例えば、センサがコーティング材料の層（図示なし）によってコーティングされている場合、振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃは、Ｐ１＝Ｐ２の場合であっても湾曲してもよい。さらに、振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃに製造時に予め応力が掛けられているセンサでは、振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃは、Ｐ１＝Ｐ２の場合であっても湾曲してもよい。Ｐ１＜Ｐ２である状況（図示なし）では、センサユニット８２の振動可能な膜は、封止されたセンサユニットチャンバ１７のキャビティに面する振動可能な膜の側面が出張るように湾曲してもよい。
【００９３】
本発明の保護されたセンサの動作可能性は、以下のように実験によって試験された。実験は、Girmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号の図２及び３に示される、多重膜の受動超音波圧力センサ２０を使用して実行された。
【００９４】
（Girmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号の）センサの、９つのセンサの封止されたチャンバ２９Ａ、２９Ｂ、２９Ｃ、２９Ｄ、２９Ｅ、２９Ｆ、２９Ｇ、２９Ｈ、及び２９Ｉは空気で充填された。保護されていないセンサは、圧力チャンバ内の既知の圧力レベルそれぞれにおけるセンサの共振周波数を決定するため、制御圧力チャンバ内に置かれ、水で覆われ、また、上記に参照された同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号においてGirmonskyらによって開示されているドップラー法を使用して、７５０ＫＨｚの搬送周波数及び１１個のセンサ励起周波数７２ＫＨｚ、７４ＫＨｚ、７６ＫＨｚ、７８ＫＨｚ、８０ＫＨｚ、８２ＫＨｚ、８４ＫＨｚ、８６ＫＨｚ、８８ＫＨｚ、９０ＫＨｚ、及び９２ＫＨｚを有する超音波ビームによって様々な圧力レベルで呼び掛けられた。
【００９５】
次に、小さなステンレス鋼のリング様のワッシャーが、センサがワッシャーの狭い開口のほぼ中央にあるようにして、制御圧力チャンバ内のホルダー上に置かれた（ワッシャーの高さはセンサの高さよりも大きい）。約９ミクロンの厚さを有するポリエチレンの薄い弾性フィルムは、適切なフレーム内に保持され、ワッシャーの上面にしっかり取り付けられるまで、ワッシャー上に慎重に降ろされた。したがって、水で充填されたチャンバは、センサの振動可能な膜が弾性なポリエチレンフィルムに対向するようにして、ワッシャー及びその上の弾性なポリエチレンフィルムによって形成され、ワッシャー及び取り付けられたポリエチレンフィルムによって形成された空間は、水で完全に充填されて、保護されたセンサを形成した。
【００９６】
保護されていないセンサに対して実行されたのと同じ、一連の共振周波数対圧力の測定が、保護されたセンサを用いた同じ実験圧力レベルに対する共振周波数の測定を繰り返すことによって再び実行された。圧力レベルに対するセンサの共振周波数の依存が、（保護されていないセンサ及び保護されたセンサそれぞれを用いて実行された）測定の第１及び第２の組について比較されたとき、保護されていないセンサ及び保護されたセンサに対するデータセットの間に実質的な差はなかった。この実験は、試験されたセンサが、センサの振動可能な膜の共振周波数の外圧に対する依存に実質的に影響することなく、弾性部材によって保護され得ることを示唆する。
【００９７】
本発明の保護センサを実施する際、様々な構造及び設計の修正が成されてもよいことに留意されたい。例えば、図１の保護されたセンサ１０では、スペーサ１８及び弾性部材２０はセンサユニット８２に取り付けられるが、他の異なる構成が可能である。
【００９８】
次に、本発明の追加の実施形態による、ハウジングに密閉された、保護された受動超音波センサを示す概略断面図である図２を参照する。
【００９９】
保護されたセンサ３０では、第１の窪んだ基板層１２、第２の層１４、複数の陥凹部１６、封止されたセンサユニットチャンバ１７、並びに振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃは、センサ１０に関して詳細に上述したようなものである。第１の基板層１２及び第２の基板層１４は、剛性のハウジング３４内に配置されるか、又は取り付けられたセンサユニット８２を形成するように、互いに取り付けられる。ハウジング３４は、金属、金属合金、チタン、プラチナ、ステンレス鋼、NITINOL（登録商標）などであるがそれに限定されない形状記憶合金、シリコン、ガラス、水晶、セラミック材料、複合材料、金属又は非金属窒化物、窒化ホウ素、カーバイド、金属酸化物、非金属酸化物、ポリマーベースの材料、及びそれらの組合せなどであるが、それらに限定されない、剛性材料を含んでもよい。そのようなポリマーベースの材料として、（米国のDupont社から市販されている）Delrin（登録商標）を挙げることができるが、それに限定されない。
【０１００】
埋込み可能なセンサにおいて、ハウジング３４は、好ましくは、チタン、プラチナなどの生体適合性材料（本明細書に開示される任意の生体適合性物質を含む）から作製されてもよく、或いは、Parylene（登録商標）などであるがそれに限定されない、生体適合性材料の層（図示なし）によって覆われてもよい。弾性部材２０Ａは、封止されたチャンバ３２を形成するため、ハウジング３４に封止するように取り付けられている。弾性部材２０Ａは、センサ１０の弾性部材２０に関して詳細に上述したようなものである。
【０１０１】
封止されたチャンバ３２は、保護されたセンサ１０のチャンバ２２に関して上述したように、実質的に圧縮不能な媒体２４で完全に充填される。ハウジング３４、弾性部材２０Ａ、及び媒体２４の組合せは、保護されたセンサ３０の振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃに伝達される圧力を顕著に減衰させることなく、保護されたセンサ３０の振動可能な部材（図２に示す振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃを含むが、それらに限定されない）を、上述したように、異物、組織、又は細胞の沈着から保護する。
【０１０２】
保護されたセンサ３０の第１の窪んだ基板層１２及び第２の層１４は、ハウジング３４に緊密に嵌合する（且つ、恐らくは、適切な接着剤によって、又は当該分野において既知の任意の他の適切な取付け方法によってそれに取り付けられる）が、封止されたハウジング内に取り付けられたセンサの他の構成も、当業者によって実施されてもよいことに留意されたい。例えば、センサユニット８２（第１の窪んだ層１２及び第２の層１４を含む）の外寸及び／又は形状は、ハウジング３４の内寸と正確に一致しなくてもよい。したがって、そのような実施形態（図示なし）では、センサのハウジングの断面積は、保護されていないセンサの断面積よりも大きくてもよい。さらに、本発明の保護されたセンサの別の実施形態によれば、１つを超える保護されていない受動センサが単一の保護ハウジング内に配置されてもよい。
【０１０３】
次に、本発明の追加の実施形態による、単一の保護ハウジング内に配置された２つの異なる受動超音波センサユニットを含む、保護された超音波センサの概略断面図である図３を簡単に参照する。
【０１０４】
図３の保護されたセンサ５０は保護ハウジング５４を含む。ハウジング５４は、ハウジング部分５４Ａ及び弾性部材５４Ｂを含む。ハウジング部分５４Ａは、図２のハウジング３４に関して上述したように、金属、ガラス、シリコン、プラスチック、又はポリマーベースの材料などであるが、それらに限定されない、任意の適切な材料から作製されてもよい。弾性部材５４Ｂは、Kapton（登録商標）、ポリウレタンから、又は、弾性ポリマー材料などであるがそれらに限定されない他の任意の他の適切な弾性材料から、或いは当該分野において既知の任意の他の適切な材料から作製された、非常に弾性薄膜であってもよい。
【０１０５】
弾性部材５４Ｂは、封止されたチャンバ５２を形成するため、ハウジング部分５４Ａに封止するように取り付けられるか、それに接着されるか、適切にその上に蒸着されるか、又は別の方法でそれに封止するように接続されてもよい。保護されたセンサ５０は、２つの受動超音波センサユニット５５及び５７をさらに含む。受動超音波センサユニット５５及び５７は、任意の適切な取付け方法又は当該分野において既知の取付け材料を使用して、ハウジング部分５４Ａに接着されるか、取り付けられるか、又は別の方法で接続されてもよい。
【０１０６】
センサユニット５５は、第１の窪んだ基板層６２及び第２の層６４を含む。第２の層６４の部分６４Ａ及び６４Ｂは、第１の窪んだ基板層６２内に形成された陥凹部６６Ａ及び６６Ｂの上に重なる層６４の部分を含む、振動可能な膜である。２つのみの振動可能な膜部分６４Ａ及び６４Ｂが図３の断面図に示されるが、（それぞれ図１及び２の）センサ１０及び３０に関して詳細に上述したように、センサユニット５５は、１つの振動可能な膜を含んでもよく、又は１つを超える振動可能な膜を含んでもよい。したがって、センサユニット５５は、任意の適切な数の振動可能な膜を含んでもよい。第２の層６４は、封止されたセンサユニットチャンバ（図３の断面図には、その封止されたセンサユニットチャンバ６７Ａ及び６７Ｂのみが示される）を形成するため、適切な圧力条件下で、第１の窪んだ基板層６２に適切に封止するように取り付けられる。封止されたセンサユニットチャンバ６７Ａ及び６７Ｂ内の圧力はＰ３である。
【０１０７】
センサユニット５７は、第１の窪んだ基板層７２及び第２の層７４を含む。第２の層７４の部分７４Ａ及び７４Ｂは、第１の窪んだ基板層７２内に形成された陥凹部６３Ａ及び６３Ｂの上に重なる層７４の部分を含む、振動可能な膜である。２つのみの振動可能な膜部分７４Ａ及び７４Ｂが図３の断面図に示されるが、（それぞれ図１及び２の）保護されたセンサ１０及び３０に関して詳細に上述したように、センサユニット５７は、１つの振動可能な膜を含んでもよく、又は１つを超える振動可能な膜を含んでもよい。したがって、センサユニット５７は、任意の適切な数の振動可能な膜を含んでもよい。第２の層７４は、封止されたセンサユニットチャンバ（図３の断面図には、その封止されたセンサユニットチャンバ６９Ａ及び６９Ｂのみが示される）を形成するため、適切な圧力条件下で、第１の窪んだ基板層７２に適切に封止するように取り付けられる。封止されたセンサユニットチャンバ６９Ａ及び６９Ｂ内の圧力はＰ４である。センサユニット５５及び５７は、Ｐ３＝Ｐ４であるように、又はＰ３≠Ｐ４であるように製造されてもよい。
【０１０８】
封止されたチャンバ５２は、上述したような実質的に圧縮不能な媒体２４で完全に充填される。保護されたセンサ５０の外側の圧力Ｐ５は、最小限の減衰で、上述したように、弾性部材５４Ｂ及び媒体２４を介して、センサユニット５５及び５７の振動可能な膜に（例えば、センサユニット５５の振動可能な膜６４Ａ及び６４ｂに、且つセンサユニット５７の振動可能な膜７４Ａ及び７４Ｂになど）伝達される。
【０１０９】
異なる内圧値を有する２つの（又は、任意に２つを超える）センサユニットを使用することは、温度補償された圧力測定を提供するため、又は、保護されたセンサ内に特定の圧力範囲に対してそれぞれ最適化された２つ以上の異なる圧力のセンサを含むことによって、拡張された測定範囲を提供することなどであるが、それらに限定されない、他の目的のために有用なことがある。さらに、保護されたセンサ内の振動可能な膜の全表面積を増加させることによって、保護されたセンサの信号強度を増加させるため、類似のセンサ内圧値を有する１つ又は複数のセンサユニットが、同じ保護されたセンサ内で使用されてもよい。
【０１１０】
本発明の保護されたセンサは、保護されたセンサがセンサアンカー装置の部分として形成されてもよく、又はセンサアンカー装置内に形成されてもよく、若しくはそれに取り付けられてもよいように、実施され得ることに留意されたい。そのようなセンサアンカー装置は、センサアンカー（Kaplanの米国特許第６，３３１，１６３号に開示されている装置のいずれかなどであるが、それに限定されない）、センサポジショナー、埋込み可能なグラフト、埋込み可能な装置の任意の適切な部分、ペースメーカー、除細動器又はその部分、埋込み可能な電極又はその部分、挿入可能な電極又はその部分、埋込み可能なカテーテル又はその部分、挿入可能なカテーテル又はその部分、ステント、ステントの部分、ガイドワイヤ又はその部分、内視鏡装置又はその部分、自律型又は係留型の内視鏡装置若しくはその部分、埋込み可能なグラフト又は他の移植片タイプ、或いは、任意の有機体、動物、又は人間の患者の身体内に埋め込まれるかそれに挿入されてもよい任意の他の適切な装置であってもよいが、それらに限定されない。
【０１１１】
本発明の保護されたセンサが取り付けられてもよいセンサアンカー装置（又は、そのように保護されたアンカー装置がその中に形成されるか、若しくはその部分として含まれてもよい）は、本発明の保護されたセンサの支持体又は担持用プラットフォームとして作用するという目的のみを有する装置に限定されないことが、当業者には理解されるであろう。正確には、アンカー装置は、保護されたセンサの構造又は機能（１つ又は複数）に関連してもしなくてもよい、任意の他の適切な構造及び／又は機能を有してもよく、また、保護されたセンサの支持体として機能する以外の無関係な目的にも使用されてもよい。例えば、保護されたセンサが、ペースメーカーの埋込み可能な電極に取り付けられるか、その中に形成されるか、又はそれに密閉される場合、電極は、保護されたセンサを担持するプラットフォーム又は部材として機能すると共に、当該分野において既知のように、刺激電極及び／又は感知電極として独立に機能してもよい。したがって、本発明の保護されたセンサを測定環境内に配置可能な任意の装置に取り付けること（又はそのような装置にそれを含めること）は、装置の機能に関連付けられてもよいが、必ずしも関連付けられる必要はない。
【０１１２】
同様に、本発明の保護されたセンサの封止されたチャンバは、任意のそのような適切なセンサアンカー装置、センサ支持装置、センサ固定装置、埋込み可能なグラフト、他のタイプの移植片、又は埋込み可能な装置内に形成されてもよい。本発明の保護されたセンサの封止されたチャンバは、また、封止されたチャンバの部分として、任意のそのような適切なセンサアンカー装置、センサ支持装置、センサ固定装置、埋込み可能なグラフト、任意の他のタイプの移植片、埋込み可能な装置、又はステントの部分を含むように、又はその一部として構成されてもよい。
【０１１３】
次に、本発明の追加の実施形態による、センサアンカー装置、センサポジショナー、埋込み可能なグラフト、又は埋込み可能な装置を使用して構築された、保護されたセンサの部分を示す概略断面図である図４を参照する。保護されたセンサ８０は、センサユニット８２、アンカー８８（図４にはアンカー８８の部分のみが示される）、及び弾性部材８７を含む。アンカー８８は、それを貫通する開口８８Ｃを有する。開口８８Ｃはセンサユニット８２よりもわずかに小さい。弾性部材８７は、アンカー８８の第１の表面８８Ａに封止するように接着されるか、又は（当該分野において既知の任意の適切な取付け方法を使用して）別の方法で封止するように取り付けられ、センサユニット８２は、アンカー８８の第２の表面８８Ｂに封止するように接着されるか、又は（当該分野において既知の任意の適切な取付け方法を使用して）別の方法で封止するように取り付けられる。
【０１１４】
弾性部材８７は、（それぞれ図１、２、及び３の）弾性部材２０、２０Ａ、及び５４Ｂに関して詳細に上述したように構築された、高いコンプライアンスを有する薄膜であってもよい。弾性部材８７は、適切な接着剤によって、或いは任意の他の封止材料、又は当該分野において既知の若しくは上述した任意の他の適切な取付け方法によって、アンカー８８の第１の表面８８Ａに封止するように取り付けられて封止されたチャンバ９０を形成してもよい。封止されたチャンバ９０は、上述したような実質的に圧縮不能な媒体２４で完全に充填される。
【０１１５】
センサユニット８２は、（それぞれ図１及び２の）保護されたセンサ１０及び３０のセンサユニット８２に関して詳細に上述したように構築され動作する、窪んだ基板層１２及び第２の層１４を含んでもよい。
【０１１６】
次に、本発明の別の実施形態による、センサアンカー装置、埋込み可能なグラフト、又は埋込み可能な装置の中に構築された、複数の封止されたチャンバを有する、保護されたセンサを示す部分の概略断面図である図５を参照する。保護されたセンサ１００は、（図４を参照して）詳細に上述したようなセンサユニット８２、アンカー８９（図５にはアンカー８９の部分のみが示される）、及び弾性部材８７を含む。アンカー８９は、それを貫通する複数の開口９５Ａ、９５Ｂ、及び９５Ｃを有する。弾性部材８７は、アンカー８９の第１の表面８９Ａに封止するように接着されるか、又は（当該分野において既知の任意の適切な取付け方法を使用して）別の方法で封止するように取り付けられ、センサユニット８２は、アンカー８９の第２の表面８９Ｂに封止するように接着されるか、又は（当該分野において既知の任意の適切な取付け方法を使用して）別の方法で封止するように取り付けられる。
【０１１７】
弾性部材８７は、（それぞれ図１、２、及び３の）弾性部材２０、２０Ａ、及び５４Ｂに関して詳細に上述したように構築された、高いコンプライアンスを有する薄膜であってもよい。弾性部材８７は、適切な接着剤又はシーラーによって、或いは当該分野において既知の又は上述したような任意の他の封止材料又は任意の他の適切な取付け方法によって、複数の封止されたチャンバ９０Ａ、９０Ｂ、及び９０Ｃを形成するように、アンカー８９の第１の表面８９Ａに封止するように取り付けられてもよい。封止されたチャンバ９０は、上述したような実質的に圧縮不能な媒体２４で完全に充填される。
【０１１８】
センサユニット８２は、図４を参照して詳細に上述したように構築され動作してもよい。図５の保護されたセンサ１００は３つの封止されたチャンバ（９０Ａ、９０Ｂ、及び９０Ｃ）を含むが、保護されたセンサ１００は、任意の適切な数の封止されたチャンバ及び任意の適切な数の振動可能な部材を有して実施されてもよいことに留意されたい。
【０１１９】
図示を明瞭にするため、振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃ、並びにチャンバ９０Ａ、９０Ｂ、及び９０Ｃの上に重なる弾性部材８７の部分の寸法はそれぞれ、必ずしもそれらの部分の実際の寸法、並びにそれらの断面積の比（例えば、振動可能な膜１４Ｂの表面積とチャンバ９０Ｂの上に重なる弾性部材８７の部分の面積との比など）を表していないことに留意されたい。好ましくは、適切なセンサ動作を可能にするため、チャンバ９０Ａ、９０Ｂ、及び９０Ｃの上に重なる弾性部材の部分の表面積は、対応する振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃの表面積よりも実質的に大きい。他の図面すべてにおいて、図面の概略の性質により、特定のチャンバの上に重なる弾性部材の部分の表面積と、そのチャンバ内に含まれる振動可能な部材又は膜の表面積との寸法及び比は、必ずしも正確に表されていないことがあることに留意されたい。
【０１２０】
本発明の保護されたセンサは、単一の振動可能な部材を含むセンサ、又は単一の封止されたチャンバ内の単一の共振センサに限定されないことが、当業者には理解されるであろう。したがって、封止されたチャンバ内に１つを超えるセンサ又は１つを超える振動可能な部材を含む保護されたセンサは、本発明の範囲内である。
【０１２１】
例えば、保護されたセンサは、１つを超える共振センサをその中にそれぞれ有してもよい、複数の封止されたチャンバを有するように構築されてもよい。同様に、保護されたセンサは、１つを超える振動可能な部材をその中にそれぞれ有してもよい、複数の封止されたチャンバを有するように構築されてもよい。さらに、保護されたセンサは、１つを超える共振センサ又は１つを超える振動可能な部材がその中に配置されてもよい、単一の封止されたチャンバを有するように構築されてもよい。
【０１２２】
次に、本発明の一実施形態による、単一の振動可能な膜を有する保護された受動超音波圧力センサを示す概略断面図である図６を参照する。
【０１２３】
センサ１１０は、基板１１２、第２の層１１４、弾性部材１２０、及び封止されたチャンバ１２２を充填する実質的に圧縮不能な媒体２４を含んでもよい。第２の層１１４は、詳細に上述したように、基板１１２の表面の１１２Ｂに接着されるか、又は封止するように取り付けられてもよい。基板１１２は、その中に形成された陥凹部１１６を有する。基板１１２は、表面１１２Ｂの高さの上に突出する隆起１１２Ａを有する。隆起１１２Ａは、それを貫通する開口２５を（任意に）有してもよい。詳細に後述されるように、開口２５は、チャンバ１１２を媒体２４で充填するために使用されてもよい。隆起１１２Ａがその中に形成された１つ又は複数の開口２５を有する場合、開口（１つ又は複数）２５は、適切なシーリング材２７を適用することにより、媒体２４を充満した後に閉止されてもよい。シーリング材２７は、詳細に後述されるように、ＲＴＶ、シリコンベースのシーラント、エポキシベースのシーリング材などであるが、それらに限定されない、当該分野において既知の任意の適切なシーリング材であってもよい。
【０１２４】
第２の層１１４は、封止されたセンサユニットチャンバ１１７を形成するため、基板１２２の表面１１２Ｂに接着されるか、又は封止するように取り付けられてもよい。陥凹部１１６の上に重なる第２の層１１４の部分は、センサ１１０に到達する機械的波動（例えば、超音波など）に応じて振動してもよい振動可能な部材１１４Ａを形成する。上述したように、封止されたセンサユニットチャンバ１１７は、その中に圧力レベルを有するガス又は複数のガスの混合物を含んでもよい。封止されたセンサユニットチャンバ１１７内の圧力レベルは、ゼロ圧力レベル（チャンバ１１７から任意のガスが排気された場合）であってもよく、又は、ゼロではない圧力レベル（チャンバ１１７がある量のガス又は複数のガスを含む場合）であってもよい。弾性部材１２０は、チャンバ１２２を形成するため、（当該分野において既知の任意の適切な取り付け、封止、又は接着方法を使用して）基板１１２の隆起１１２Ａに取り付けられるか、接着されるか、又は封止するように取り付けられてもよい。チャンバ１２２は、好ましくは、実質的に圧縮不能な媒体２４で完全に充填される。センサ１１０の部分の材料組成は、他のセンサに関して上述したものと同様であってもよい。
【０１２５】
図６の保護されたセンサ１１０は、媒体２４で充填された単一の封止されたチャンバ１２２、単一の封止されたセンサユニットチャンバ１１７、及び単一の振動可能な部材１１４Ａを有するが、センサの他の実施形態は、他のセンサの実施形態に関して詳細に上述したように、１つを超える振動可能な部材、及び／又は１つを超える封止されたセンサユニットチャンバ、及び／又は媒体２４で充填された１つを超える封止されたチャンバを含んでもよいことに留意されたい。
【０１２６】
（図４の）アンカー８８及び（図５の）アンカー８９は、図４に示す構成において、又は圧縮不能な媒体で充填された封止されたチャンバを形成するための任意の他の適切な構成において、センサユニット８２がそれに適切に取り付けられてもよい、任意の装置（埋込み可能な又は挿入可能な装置を含むが、それらに限定されない）の任意の適切な部分であってもよいことに留意されたい。例えば、アンカー８８及びアンカー８９は、Kaplanの米国特許第６，３３１，１６３号に開示されているような、センサ支持装置及び／又はセンサ固定装置などであるがそれらに限定されない、任意の適切なセンサ支持装置又はセンサ固定装置であってもよいが、それらに限定されない。アンカー８８及びアンカー８９は、詳細に上述したように、グラフト、ステント、埋込み可能な電極、挿入可能な電極、ペースメーカー、除細動器、ガイドワイヤ、内視鏡、内視鏡装置、自律型内視鏡装置又は自律型内視鏡カプセル、係留型内視鏡装置又はカプセル、埋込み可能な又は挿入可能な薬剤、治療物質放出装置又はチップ又はポンプ、或いは、当該分野において既知の他の任意の埋込み可能又は挿入可能な装置の任意の適切な部分であってもよいが、それらに限定されない。
【０１２７】
さらに、本発明の保護されたセンサが、独立式の保護されたセンサ（図１〜３及び６〜９に示すような保護されたセンサなどであるが、それらに限定されない）として形成される場合、保護されたセンサは、所望の測定環境内に置かれるか配置されてもよい任意の他の適切な装置に、適切に取り付けられ、且つ／又は接着され、且つ／又はその上に搭載され、且つ／又はそれに固着され、且つ／又はその中に密閉されてもよい。例えば、本発明の保護されたセンサは、化学リアクタ又はバイオリアクタ（図示なし）の壁又は任意の他の内部部分、リアクタ内に配置された任意の測定装置又は攪拌装置に、或いはバルブ、チューブ、又は保持タンクの内側などに取り付けられてもよい。
【０１２８】
同様に、保護されたセンサが、有機体又は動物の中、或いは人間の患者の中に埋め込まれるか、挿入されるべきものである場合、保護されたセンサは、詳細に上述したように、適切なグラフト、ステント、埋込み可能な電極、挿入可能な電極、ペースメーカー、除細動器、ガイドワイヤ、内視鏡、内視鏡装置、自律型内視鏡装置又は自律型内視鏡カプセル、係留型内視鏡装置又は係留型カプセル、埋込み可能又は挿入可能な薬剤、治療物質放出装置又はチップ又はポンプ、或いは、当該技術において既知の任意の他の埋込み可能又は挿入可能な装置が挙げられるが、それらに限定されない、任意の適切な挿入可能又は埋込み可能な装置に、適切に取り付けられ、且つ／又は接着され、且つ／又はその上に搭載され、且つ／又はそれに固着され、且つ／又はその中に密閉されてもよい。
【０１２９】
次に、本発明のさらに別の実施形態による、スペーサ内に形成された複数の封止されたチャンバを有する、複数の振動可能な膜を備えた保護された受動超音波圧力センサを示す概略断面図である図７を参照する。
【０１３０】
保護されたセンサ１３０は、受動超音波圧力センサユニット１５２、スペーサ部材１３８、弾性部材１４７、及び実質的に圧縮不能な媒体２４を含んでもよい。スペーサ部材１３８は、その中に形成された２つの開口１３８Ａ及び１３８Ｂを有する。センサユニット１５２は、２つの陥凹部１３６Ａ及び１３６Ｂが中に形成された基板１５２を含む。センサユニット１５２は、また、２つの別個の封止されたセンサユニットチャンバ１３７Ａ及び１３７Ｂを形成するように、基板１３２に封止するように取り付けられるか、接合されるか、又は接着された第２の層１４４を含む。封止されたセンサユニットチャンバ１３７Ａ及び１３７Ｂは、ガス又は複数のガスの混合物で充填されてもよく、又は上述したようにその中に真空を有してもよい。陥凹部１３６Ａ及び１３６Ｂの上に重なる層１４４の部分は、２つの振動可能な膜１４４Ａ及び１４４Ｂをそれぞれ形成する。スペーサ部材１３８は、層１４４に封止するように取り付けられるか、接着されるか、又は接合されてもよい。弾性部材１４７は、２つの封止されたチャンバ１４２Ａ及び１４２Ｂを形成するように、スペーサ部材１３８に適切に又は封止するように取り付けられるか、接着されるか、又は接合されてもよい。封止されたチャンバ１４２Ａ及び１４２Ｂは、好ましくは、当該分野において既知の任意の適切な充填方法を使用して、実質的に圧縮不能な媒体２４で完全に充填されてもよい。
【０１３１】
弾性部材１４７の部分１４７Ａは、詳細に上述したように振動可能な膜１４４Ａを異物の沈着から保護してもよい。同様に、弾性部材１４７の部分１４７Ｂは、振動可能な膜１４４Ｅを異物の沈着から保護してもよい。
【０１３２】
図７の保護されたセンサ１３０は、媒体２４で充填された２つの封止されたチャンバ１４２Ａ及び１４２Ｂ、単一の封止されたセンサチャンバ１１７、及び単一の振動可能な部材１１４Ａを有するが、センサの他の実施形態は、他のセンサの実施形態に関して詳細に上述したように、１つを超える振動可能な部材、及び／又は１つを超えるセンサの封止されたチャンバ、及び／又は１つを超える媒体２４で充填された封止されたチャンバを含んでもよいことに留意されたい。
【０１３３】
図に示す実施形態の構成要素又は機能の様々な変形は、図１〜８に示すような保護されたセンサアセンブリの様々な実施形態の間で交換可能であり、また、多くの異なる置換及びその変形が可能であり、それらは本発明の範囲に含まれることに留意されたい。
【０１３４】
上述し且つ図１〜８に示すセンサが挙げられるがそれらに限定されない、本発明の保護されたセンサは、様々な異なる方法を使用して、構築されるか、又は組み立てられてもよいことに留意されたい。例えば、図６を簡単に再び参照すると、センサ１１０は、当該分野において既知の任意の適切なフォトリソグラフィ方法（シリコンウェハ又は他の適切な基板に適用される、標準的なリソグラフィマスキング、フォトレジスト、及びウェットエッチング方法、又は他の適切なミクロ機械加工方法によるものなどであるが、それらに限定されない）を使用して、最初に基板１１２、陥凹部１６６、及びその中の開口２５を形成することによって作製されてもよく、次に、センサの封止されたチャンバ１１７内の所望の圧力レベルを確保するため、第２の層１１４が、適切な圧力チャンバ内の基板層１１２に接着されるか、接合されるか、又は取り付けられてもよい。
【０１３５】
次に、弾性部材１２０は、基板１１２の隆起１１２Ａに封止するように取り付けられるか、接着されるか、又は接合されてもよい。次に、センサ１１０は、適切な真空チャンバ（図示なし）に置かれ、チャンバ１２２（この段階ではまだ封止されていない）内に適切な真空を形成するため、圧力が平衡するのに十分な時間を許容してもよい。チャンバ１２２がその中に高真空を有した後、例えば、開口２５が媒体２４で完全に覆われるように、媒体２４を真空チャンバ内に適切なレベルまで導入することなどにより、センサは、媒体２４中に浸漬されてもよい（この真空支援による充填方法の場合、媒体２４は、上述したようなDow Corning（登録商標）シリコン流体、又は当該分野において既知の任意の他の適切な低蒸気圧の流体又は液体などであるが、それらに限定されない、低蒸気圧の液体でなければならない）。
【０１３６】
開口２５が媒体２４によって覆われた後、センサ１１０がその中に配置される真空チャンバ内の圧力は、真空チャンバ内に配置された媒体２４に作用する圧力が増加するに従って（例えば、真空チャンバを大気圧に対して開くことによって）増加してもよく、媒体２４は、チャンバ１２２が媒体２４で完全に充填されるまで、チャンバ１２２の空の空間に圧入される。チャンバ１２２が媒体２４で充填された後、センサ１１０は（必要に応じて）洗浄されてもよく、開口２５は、チャンバ１２２の封止を完了するため、シーリング材２７で封止するように閉止されてもよい。シーリング材２７は、詳細に上述したように、当該技術において既知の任意の適切なシーリング材であってもよい。
【０１３７】
本発明の別の実施形態によれば、微細な針又は他の適切な注入装置を使用して、開口２５を介して、媒体２４をセンサ１１０のチャンバ１２２に注入することも可能であり、その後にシーリング材を適用して開口２５を封止してもよいことに留意されたい。
【０１３８】
チャンバ１２２（又は、使用されている保護されたセンサの任意の他のチャンバ）を媒体２４で充填する方法は、圧縮不能な液体を使用するものに限定されず、様々なタイプのゲルを使用する場合にも適用されてもよいことに留意されたい。例えば、ゼラチンを使用する場合、加熱された液化ゼラチン溶液を使用することにより、ゼラチンが凝固する前の液体流体状態にある間にそれを適用することにより、上述したような方法を使用してセンサを充填することが可能である。そのような場合、ゲルの凝固を防ぐか又は遅らせるため、充填されているセンサを適切な温度まで暖めることが有利なことがある。ヒドロゲル又は他のゲルタイプを使用する場合、ゲル化に時間がかかるので、ゲル化が生じる前に、保護されたセンサのチャンバを充填することが可能である。別の例では、アルギナートベースのゲル（例えば、液体ナトリウムアルギナート溶液など）を使用すること、且つ、当該分野において既知のように、カルシウムイオンを添加することによってゲル生成を誘発することが、可能な場合がある。
【０１３９】
上述したように、チャンバ１２２を充填した後又はそれに注入した後にゲルを形成してもよい、他の液体組成物又は液体ゲル前駆体を使用することも可能な場合がある。例えば、本発明の一実施形態によれば、モノマー（１つ又は複数）と、適切なゲルをゆっくり生成するように化学的に反応してもよい、適切な触媒及び／又は重合剤及び／又は架橋剤との混合物を使用することができる。モノマーと架橋剤の混合物は、上述した方法のいずれかにより、液体状態である間に、センサのチャンバ（センサ１１０のチャンバ１２２などであるが、それに限定されない）に注入されるか、又は別の方法で導入されてもよく、次にチャンバ内で重合してゲルになってもよい。
【０１４０】
埋め込まれないセンサに適用する場合、当該分野において既知のように、ポリアクリルアミドゲルなどのゲルを使用することが可能な場合がある。そのようなゲルは、重合触媒又は開始剤（例えば、過硫酸塩など）及び／又は適切な架橋剤（例えば、ビスアクリルアミドベースの架橋剤）を使用して、アクリルアミド又はアクリルアミドの誘導体モノマーを重合することによって形成されてもよい。埋込み可能なセンサを使用する用途には、当該分野において既知の、ゼラチン、或いは他の適切な生体適合性又は血液適合性のヒドロゲル又はリポゲル、疎水性ゲル、或いは親水性ゲルなど、他の、より生体適合性のゲルを使用しなければならないことがある。
【０１４１】
保護されたセンサを構築するための、他の異なる方法も使用されてもよいことに留意されたい。そのような方法は、センサ内に実質的に圧縮不能な媒体が置かれた後に、弾性部材が、保護されたセンサに取り付けられるか、その上に形成される方法を含んでもよい。図１を簡単に再び参照すると、センサ１０は以下のように構築されてもよい。最初に、図６のセンサ１１０に関して上述した、又は上記に参照したGirmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号に開示されているのと類似のやり方で、センサユニット８２を形成するため、真空チャンバ（図示なし）内で窪んだ基板層１２が第２の層１４に取り付けられてもよい。センサユニット８２が作製された後、チャンバ２２（この段階ではまだ封止されたチャンバではない）の部分を形成するため、スペーサ１８がセンサユニット８２に取り付けられるか、又は接着されてもよい。次に、媒体２４がチャンバ２２の形成された部分に導入されてもよく、弾性部材２０が、当該分野において既知の任意の取り付け、接着、又は接合方法を使用して、媒体２４を封止し、且つ封止されたチャンバ２２を完成するため、適切に封止するようにスペーサ１８に取り付けられ、又は接合されてもよい。この方法は、媒体２４が液体又はゲルである場合に適用されてもよい。ゲルが使用される場合、ゲルは、上述したように、予めゲル化された液体の形態で、又はモノマー／架橋剤混合物として、チャンバ２２に導入されてもよい。
【０１４２】
保護されたセンサを構築するさらに別の方法（図６のセンサ１０に関して一例として記載された、但し本明細書に開示され図示された他のセンサの多くに一般に適用可能なもの）は、弾性部材を直接形成し、それをセンサユニットに取り付けるため、化学蒸着法（又は、場合によっては、当該分野において既知の他の異なる方法）を使用してもよい。図１を再び参照すると、センサ１０は、また、以下のように構築されてもよい。最初に、上述したのと類似のやり方で、センサユニット８２を形成するため、真空チャンバ（図示なし）内で窪んだ基板層１２が第２の層１４に取り付けられてもよい。センサユニット８２が作製された後、チャンバ２２（この段階でまだ封止されたチャンバではない）の部分を形成するため、スペーサ１８がセンサユニット８２に取り付けられるか、又は接着されてもよい。次に、媒体２４が、チャンバ２２の形成された（まだ開いている）部分に導入されてもよい。次に、適切な化学蒸着法（ＣＶＤ）をインサイツで使用して弾性部材を形成することにより、弾性部材２０が、媒体２４上及びスペーサ１８上に直接蒸着されてもよい。例えば、弾性部材２０がParylene（登録商標）Ｃから作製されるものである場合、標準的なＣＶＤ法を使用して、Parylene（登録商標）Ｃの適切な層が、媒体２４上に封止するように蒸着されるか、又は形成されてもよい。この場合、実質的に圧縮不能な媒体２４の上に形成され、スペーサ１８の上側表面に取り付けられたParylene（登録商標）Ｃの層は、弾性部材２０を含む。そのような場合、ＣＶＤが大気圧よりも低い圧力で実行されるときには、封止されたチャンバ内に使用される媒体は低い蒸気圧を有していなければならない。
【０１４３】
保護されたセンサを構築するための開示される様々な方法は、原則的に、適切な修正と共に、上述し図面に図示した保護されたセンサのいずれかを構築するように適用されてもよい。例えば、図１のセンサ１０のチャンバ２２が開口を介して媒体２４で充填されるべきであることを必要とする場合、１つ又は複数の開口（図示なし）がスペーサ１８内に作製されてもよい。
【０１４４】
同様に、実質的に圧縮不能な媒体２４が、充填されている保護されたセンサの関連するチャンバ（１つ又は複数）に導入されることを可能にするため、適切な開口（図示なし）が、（図２の）保護されたセンサ３０のハウジング３４内、（図３の）保護されたセンサ５０のハウジング５４内、又は本明細書に開示の保護されたセンサの任意の他の適切な部分内に作製されることが必要なことがある。
【０１４５】
本発明の別の実施形態によれば、媒体２４を導入するのに適切な１つ又は複数の開口（図示なし）は、アンカー部材８８及び／又は８９の適切な部分内に、又はセンサユニット８２内に形成されて、それらを介して媒体２４を充填できるようにされてもよい。そのような開口は、（図６の）センサ１１０の開口２５に関して詳細に開示したように、充填が完了した後にシーリング材によって封止されてもよい。したがって、実質的に圧縮不能な媒体が、１つ又は複数の開口を介して本発明の保護されたセンサの封止されたチャンバに導入される場合、そのような開口又はそのような複数の開口（図示なし）は、センサのハウジング、センサアンカー装置（使用される場合）、又はスペーサ（使用される場合）などであるが、それらに限定されない、センサの任意の選択された又は所望の部分内に、或いは使用されるセンサユニットの本体の任意の適切な部分を貫通して形成されてもよいことに留意されたい。そのような開口は、当業者に明らかなように、センサの動作を損なわない位置に配置されてもよい。
【０１４６】
さらに、保護されたセンサが、複数の封止されたチャンバ（例えば、図５の保護されたセンサ１００のチャンバ９０Ａ、９０Ｂ、及び９０Ｃなど）を含む場合、追加の開口（図示なし）が、必要に応じて、センサ、センサユニット、スペーサ、又はアンカー装置の適切な部分内に作製されなければならないことがある。
【０１４７】
本発明の保護されたセンサを組み立てる、又は構築するための、本明細書に開示の様々な方法は、単に一例として示され、必須ではなく、また、当該分野において既知のように、開示の保護されたセンサを構築し、且つ／又は組み立て、且つ／又は充填する他の様々な方法が使用されてもよいことが、当業者には理解されるであろう。そのような方法には、任意の適切なリソグラフィ方法、エッチング方法、マスキング方法、半導体製造方法、ミクロ機械加工方法、刷込み方法、エンボス加工方法、印刷方法、層形成方法、化学蒸着法、接合方法、接着方法、封止方法などを挙げることができるが、それらに限定されない。
【０１４８】
上述し図４に示した保護されたセンサの実施形態は、上述した、又はKaplanの米国特許第６，３３１，１６３号に記載の、センサアンカー、センサ固定装置、又はステント部分の形態に限定されないことが、当業者には理解されるであろう。正確には、本発明の保護されたセンサの様々な修正が当業者によって実施されてもよい。例えば、可能な実施の非限定的な列挙として、当該分野において既知のように、アンカー８８が埋込み可能なグラフト（例えば、当該分野において既知のようなチューブ様のGortex（登録商標）グラフト）の部分であってもよいか、或いは、ペースメーカー装置若しくは除細動器の埋込み可能な電極の部分、又は血管内、心血管系の任意の他の部分内、頭蓋内、脳室のいずれかの中、脊髄の中心管内、心臓内、又は任意の他の体腔若しくはその内腔内に埋め込まれてもよい任意の他の適切な装置の部分であってもよい実施を挙げることができる。
【０１４９】
次に、本発明の一実施形態による、保護された共振センサの一般化された形態を示す概略部分断面図である図８を参照する。
【０１５０】
図８の保護されたセンサ１８０は、共振センサユニット５、スペーサ１８、弾性部材２０、及び圧縮不能な媒体２４を含む。共振センサユニット５は、上述した、又は当該分野において既知の共振センサのいずれかなどであるが、それに限定されない、測定環境又は媒体に暴露される１つ又は複数の共振器又は共振部分を有する、当該分野において既知の任意のタイプの共振センサであってもよい。共振センサユニット５の共振器部分５Ａは、概略的に、保護されていない共振センサユニット５の場合には測定環境又は媒体に暴露されていたであろう、共振センサユニット５の共振器（又は複数の共振器）の部分を表す。
【０１５１】
保護されたセンサ１８０は、図１のスペーサ１８に関して詳細に上述したように、センサ５に適切に封止するように取り付けられたか、又は接着されたスペーサ１８を含んでもよい。保護されたセンサ１８０は、また、図１のセンサ１０に関して詳細に上述したような弾性部材２０を含んでもよい。弾性部材２０は、封止されたチャンバ１０２を形成するため、スペーサ１８に適切に封止するように取り付けられる。封止されたチャンバ１０２は、（それぞれ図１、２、及び４の）センサ１０、３０、及び８０に関して詳細に上述したように、圧縮不能な媒体２４で完全に充填される。
【０１５２】
保護されたセンサ１８０によって測定される物理的変数（圧力、温度などであるが、それらに限定されない）は、上述の他の受動超音波センサに関して詳細に開示したように、最小限の減衰で、弾性部材２０及び圧縮不能な媒体２４を介して共振センサユニット５の部分５Ａに伝達される。弾性部材２０及びスペーサ１８は、物質（１つ又は複数）、細胞（１つ又は複数）、組織（１つ又は複数）、或いは他の望ましくない異物の沈着物が、封止されたチャンバ１０２に入り、共振センサユニット５の部分５Ａの上に沈着するか別の方法で付着するのを防ぐ。センサユニット５（図８には詳細には図示なし）の共振部分又は複数の共振部分は、その結果、測定環境又は測定媒体内に見出される任意のそのような物質（１つ又は複数）、細胞（１つ又は複数）、組織（１つ又は複数）、或いは他の望ましくない異物から保護され、それが、長時間にわたって測定の安定性及び精度を維持する保護されたセンサ１８０の能力を改善してもよい。
【０１５３】
図５に示す保護されたセンサ８０の実施形態では、媒体２４を含む封止されたチャンバ１０２はスペーサ１８を使用することによって構築されるが、保護されたセンサの別の実施形態によれば、弾性部材２０を、センサユニット５の部分として形成された突出した周囲の隆起（図６のセンサ１１０の隆起１１２Ａに類似するが、必ずしも同一ではない）など、センサユニット５の適切に形成された部分（図示なし）に取り付けることが可能であってもよいことに留意されたい。
【０１５４】
センサユニット５が、測定媒体内の化学種の濃度を感知する共振センサである場合、弾性部材２０が測定される化学種に対して適切に浸透性である材料から作製され、且つ、圧縮不能な媒体２４が、測定される化学種が選択された媒体２４内で拡散され得るように、又は（例えば、当該分野において既知のように、媒体２４内に、媒体２４と適合性の適切なトランスポータ種又は輸送分子を含むことにより）媒体２４を介して移送されて、測定される化学種の濃度に対して敏感なセンサユニット５の部分（可能であれば、センサユニット５の部分５Ａに含まれる）に到達し得るように、弾性部材２０及び圧縮不能な媒体２４は慎重に選択されなければならないことに留意されたい。
【０１５５】
本発明の保護された圧力センサは、上述したタイプの弾性部材のみを使用することに限定されないことが、当業者には理解されるであろう。正確には、本発明の保護された圧力センサは、また、異なるように構成された弾性部材を使用することによって実施されてもよい。そのような機械的に弾性な部材は、測定の領域から使用されるセンサの振動可能な膜又は振動可能な部材への圧力の効率的な伝達を可能にするため、（当該分野において既知の）多くの異なるやり方で構成又は成形されてもよい。弾性部材は、また、Ｑ因子の損失につながる恐れがある、振動している振動可能な部材又は膜の圧力波に実質的に干渉しないように、十分に弾性でなければならない。
【０１５６】
次に、本発明の実施形態による、波状部分を有する弾性部材を含む、保護された圧力センサを示す概略断面図である図９を参照する。
【０１５７】
図９の圧力センサ１４０は、図６の圧力センサ１１０に類似するが、同一ではない。基板１１２、隆起１１２Ａ、開口（１つ又は複数）２５、シーリング材２７、第２の層１１４、表面１１２Ｂ、表面１１４Ａ、及び実質的に圧縮不能な媒体２４は、図６に記載したように構築されてもよい。但し、図６のセンサ１１０は、封止されたチャンバ１２２を形成するため、隆起１１２Ａに封止するように取り付けられた弾性部材１２０を有するが、センサ１４０は、封止されたチャンバ１２３を形成するため、隆起１１２Ａに封止するように取り付けられた弾性部材１５０を有する。
【０１５８】
図９の弾性部材１５０は、図６の弾性部材１２０とは異なる。図９の弾性部材１５０は、第１の平坦部分１５０Ａ、第２の平坦部分１５０Ｂ、及び波状部分１５０Ｃを含む、機械的に弾性な部材である。第２の平坦部分１５０Ｂは、基板１１２の隆起１１２Ａに封止するように取り付けられるか、又は接着されて、センサ１１０に関して詳細に上述したように、実質的に圧縮不能な媒体２４（例えば、実質的に圧縮不能な液体又はゲルなど）で充填されてもよい封止されたチャンバ１２３を形成する。好ましくは（但し、必須ではなく）、第１の平坦部分１５０Ａ、第２の平坦部分１５０Ｂ、及び波状部分１５０Ｃは、弾性部材１５０の連続した部分である。センサ１４０の外側の圧力をチャンバ１２３内に配置された媒体２４及び振動可能な部材１１４Ａに伝達するため、且つ振動する部材（又は振動する膜）からの圧力波を測定環境内に配置された外側の媒体に伝達するため、波状部分１５０Ｃは、第１の部分１５０Ａが移動できるようにする。
【０１５９】
図１０は、本発明の別の実施形態による、波状部分を有する機械的に弾性な部材を含む、保護された圧力センサを示す概略断面図である。
【０１６０】
図１０のセンサ２１０は、図１のセンサ１０に機能的に類似するが、構造的に同一ではない。センサ１０及び２１０の類似の構成要素は、類似の参照番号で表示される。センサ２１０は弾性部材２１を含む。図１０の弾性部材２１は、図１の弾性部材２０とは異なる。図１０の弾性部材２１は、第１の平坦部分２１Ａ、第２の平坦部分２１Ｂ、及び波状部分２１Ｃを含む機械的に弾性な部材である。第２の平坦部分２１Ｂは、スペーサ１９に封止するように取り付けられるか、又は接着されてもよい。スペーサ１９は、（図１のスペーサ１８に関して詳細に上述したように）基板層１２に封止するように取り付けられるか、又は接着されて、センサ１１０に関して詳細に上述したように、実質的に圧縮不能な媒体２４（例えば、実質的に圧縮不能な液体又はゲルなど）で充填されてもよい封止されたチャンバ２３を形成する。好ましくは（但し、必須ではなく）、第１の平坦部分２１Ａ、第２の平坦部分２１Ｂ、及び波状部分２１Ｃは、弾性部材２１の連続した部分である。センサ２１０の外側の圧力をチャンバ２３内に配置された媒体２４及びセンサ２１０の振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃに伝達するため、波状部分２１Ｃは、第１の部分２１Ａが移動できるようにする。波状部分２１Ｃは、また、振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃの圧力波が、保護されたセンサの外側の測定環境内の媒体に伝達されることができるようにする。
【０１６１】
センサ２１０はスペーサ１９を含む。（図１０の）スペーサ１９の寸法は、特に、弾性部材２１の選択された寸法に応じて、（図１の）スペーサ１８の寸法とは異なっていてもよく、又は、（図１の）スペーサ１８の寸法と同一であってもよい。
【０１６２】
図面（図１〜１０）の様々な部分及び構成要素は縮尺通りに描かれておらず、寸法及び形状は、単に（明瞭に図示するための）例示目的で描かれ、様々な図示された構成要素の実際の寸法を表していない場合があることにも留意されたい。例えば、（図１の）第２の層１４の振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃの湾曲は、実際のセンサの振動可能な膜の実際の湾曲に対して（例示目的で）大幅に誇張されている。
【０１６３】
さらに、上述し図１〜１０に示したセンサの特定の例は圧力測定に適合されているが、本発明の保護されたセンサは、当該分野において既知のように、また上述したように温度センサとしても使用されてもよいことに留意されたい。一般に、測定されたパラメータがセンサの振動可能な部分（１つ又は複数）或いは振動可能な膜（１つ又は複数）の共振周波数に影響を及ぼす場合、本発明の保護されたセンサを、測定環境内の他の物理的パラメータを決定するのに使用することも可能である。
【０１６４】
さらに、上述し図面に示したセンサは、複数の振動可能な膜を有するセンサ（多重膜センサ）として実施されるが、本発明の保護されたセンサは、特に、Kaplanの米国特許第５，６１９，９９７号、同第５，９８９，１９０号、及び６，０８３，１６５号に開示されているようなセンサ、又は当該分野において既知の任意の他のセンサなどであるが、それらに限定されない、単一の振動可能な膜又は単一の振動可能な部分を有するセンサとしても実施されてもよいことに留意されたい。そのようなセンサはすべて、弾性部材及び圧縮不能な媒体を適切に使用して、圧縮不能な媒体がその中で、測定される物理的変数をセンサの振動可能な部分又は振動可能な部分に結合された適切なカプラーに伝達する、圧縮不能な媒体で充填された封止されたチャンバを形成することにより、保護されたセンサとして実施されてもよい。
【０１６５】
しかし、上述した共振センサを保護する方法は、上述した受動超音波センサ用に、又は上述した任意の特定の測定方法に限定されず、音響ビーム又は超音波ビームによって呼び掛けられる限り、受動共振センサ、能動共振センサ、光呼掛け能動又は受動共振センサ、容量共振センサ、或いは、測定環境又は媒体に暴露されるその共振構造の少なくとも部分を有する、当該分野において既知の任意の他の共振センサなどであるが、それらに限定されない、任意のタイプの共振センサに使用するのに適切な、任意のタイプの測定方法に適用されてもよいことに留意されたい。
【０１６６】
さらに、本発明の保護されたセンサ（例えば、保護されたセンサ１０の封止されたチャンバ２２など）を構築している間、封止されたチャンバが媒体２４で充填され封止されると、封止されたチャンバ内にガス又は空気の泡が捕捉されることを回避するように、注意が払われなければならないことに留意されたい。そのような泡又はガスが充填された空間を含む保護されたセンサを、測定を実施するのに使用することは依然として可能である（特に、そのような泡又はガスが充填された空間のサイズ及び断面積に応じて）が、圧縮不能な媒体２４内に捕捉されたそのような泡又はいずれかの量のガス若しくは空気は、圧縮可能な部分（空間内のガス又はガス（１つ又は複数）を含む泡）を封止されたチャンバ内の媒体にもたらし、それが、保護されたセンサの振動可能な膜（例えば、センサユニット８２の振動可能な膜１４Ａ、１４Ｂ、及び１４Ｃなど）が受ける実際の圧力に影響を及ぼすことがあり、それが結果として特定の測定エラーをもたらすことがあるので、保護されたセンサの性能に望ましくない影響を及ぼすか、それを劣化させる恐れがある。さらに、封止されたチャンバに含まれる媒体２４内に捕捉されたガス泡は、呼掛け超音波ビームの一部を反射又は拡散することがあり、それがやはり、センサの性能又は測定システムの性能に望ましくない影響を及ぼす恐れがある。
【０１６７】
さらに、本発明の保護されたセンサ及びその部分は、多層材料から構築されてもよい。例えば、本明細書に開示され図面に示される保護されたセンサのいずれかを構築するのに使用される、窪んだ基板、スペーサ、ハウジング、及びアンカー装置のいずれかは、（任意に）１つを超える材料の層を含む多層構造として形成されてもよい。さらに、そのような多層構造が保護されたセンサの部分に使用される場合、層のいくつかは、同じ材料を含んでも含まなくてもよい。
【０１６８】
さらに、上述した例は、本発明の保護されたセンサを実施するため、特定の代表的なゲルタイプを使用してもよいが、多くの他のタイプのゲルも使用されてもよい。例えば、当該分野において既知の、ポリビニルアルコール（ＰＶＡＬ）ベースのゲル、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）ベースのゲル、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）ベースのゲル、ポリビニルメチルエステル（ＰＶＭＥ）ベースのゲル、ポリアクリルアミド（ＰＲＡＭ）ベースのゲル、或いは任意の他のタイプの適切なゲル、ヒドロゲル、リポゲル、疎水性ゲル、又は親水性ゲルなどであるが、それらに限定されない他のタイプのゲルが、本発明の保護されたセンサを実施するのに使用されてもよい。
【０１６９】
選択されたゲル形成方法が、適切なゲル形成モノマーを含有する混合物（架橋剤を有する又は有さない）の重合を含むとき、重合は、当該分野において既知の任意の適切な方法によって引き起こされてもよいことに留意されたい。例えば、ゲルを形成する１つの可能な方法は、重合開始剤を、モノマー及び（任意に架橋剤）を含有する溶液に添加することである。重合開始剤は、ポリアクリルアミド形成モノマーを使用する場合の過硫酸カリウム、又は当該分野において既知の任意の他の適切な重合開始化合物などであるが、それらに限定されない、適切な遊離基形成剤であってもよい。しかし、適切なモノマー（１つ又は複数）溶液（適切な架橋剤又は他のコポリマーを有する又は有さない）に、適切な波長を有する光（紫外光、又は他の適切な波長を有する光などであるが、それらに限定されない）を照射する、或いは、他のタイプの電離放射線又は他のタイプの放射線を使用するなど、モノマー（又は異なるモノマーの混合物）の重合を開始する他の方法を使用することも可能であってもよい。但し、当該分野において既知の重合を開始する任意の他の適切な方法が、本発明の保護されたセンサに含まれるゲルを形成するのに使用されてもよい。さらに、当該分野において既知のように、他の多くのタイプのゲル及びゲル形成方法が本発明に使用されてもよいことに留意されたい。そのようなゲルとして、アガロース、アルギナート、ゼラチン、様々な多糖ベースのゲル、タンパク質ベースのゲル、合成ポリマーベースのゲル（架橋ポリマー及び非架橋ポリマーベースのゲルを含む）などを挙げることができるが、それらに限定されない。
【０１７０】
さらに、本発明の保護されたセンサ及びその部分は、多層材料から構築されてもよいことに留意されたい。例えば、本明細書に開示され図面に示される保護されたセンサのいずれかを構築するのに使用される、窪んだ基板、スペーサ、ハウジング、及びアンカー装置のいずれかは、（任意に）１つを超える材料の層を含む多層構造であってもよい。さらに、そのような多層構造が保護されたセンサの部分に使用される場合、層のいくつかは、同じ材料を含んでも含まなくてもよい。
【０１７１】
さらに、本発明の保護されたセンサに使用されるセンサユニットの振動可能な部材（又は共振部材）は、多くの異なる形状及び／又は幾何学形状を有してもよいことに留意されたい。例えば、上述した受動超音波センサユニットの振動可能な膜（センサ１０、３０、５０、８０、１００、１１０、１３０、１４０、１８０、及び２１０の振動可能な膜などであるが、それらに限定されない）は、当該分野において既知のように、円形形状、矩形形状、多角形形状、又は当該分野において既知であって且つ振動可能な共振器に適した任意の他の形状を有してもよい。例えば、Girmonskyらの同時係属中の米国特許出願第１０／８２８，２１８号の図２に示されるセンサは、矩形形状を有する複数の振動可能な膜を有するが、他の膜の形状が使用されてもよい。
【０１７２】
さらに、本発明の保護されたセンサの実施形態はすべて、単一の連続した弾性部材を有するものとして記載され図示されるが、本発明の別の実施形態によれば、センサは、センサユニット（１つ又は複数）に、又は保護されたセンサ（１つ又は複数）のハウジングに、或いはセンサユニット（１つ又は複数）がそれに取り付けられるアンカー若しくは支持体に、適切に、且つ封止するように取り付けられた、２つ以上の別個の弾性部材を含むように修正されてもよいことに留意されたい。
【０１７３】
センサを保護する、且つ保護されたセンサを構築する上述の方法は、本明細書に開示し図示する様々な代表的な実施形態に限定されず、振動可能な部分又は振動可能な部材を有する他の異なるセンサに適用されてもよいことが、当業者には理解されるであろう。例えば、上述した方法は、本発明の範囲及び趣旨内にあると考えられる保護された受動超音波センサを構築するため、Kaplanの米国特許第５，９８９，１９０号及び同第６，０８３，１６５号に記載の受動超音波センサに適用されてもよい。したがって、本発明の保護されたセンサを構築するために使用される、センサユニットの振動可能な部材（１つ又は複数）或いは振動可能な膜（１つ又は複数）は、窪んだ層の薄い一体の部分（例えば、上記に参照した米国特許第５，９８９，１９０号の図７のセンサ９０の膜９１など）として形成されてもよい。したがって、共振センサユニット（１つ又は複数）、実質的に圧縮不能な媒体、及び弾性部材を使用して、保護されたセンサを構築する本明細書に開示の方法は、一般的な方法であり、当該分野において既知の他の適切な受動及び能動の共振センサに一般に適用されてもよい。
【０１７４】
上述し図面に示した保護されたセンサはすべて、１つ又は複数の受動共振センサユニットを含むが、本発明の保護されたセンサは共振センサのみに限定されず、追加のタイプのセンサユニットを含んでもよいことに留意されたい。したがって、本発明の保護されたセンサは、当該分野において既知の任意の他の適切なタイプのセンサユニットも含んでもよい。例えば、本発明の一実施形態によれば、保護されたセンサは、上述したような１つ又は複数の共振圧力センサユニット、及び当該分野において既知の任意の適切なタイプの追加の非共振温度センサユニット（図示なし）を含んでもよい。そのような温度センサユニットは、保護されたセンサのチャンバ内に配置されてもされなくてもよい。例えば、そのような非共振温度センサが、図３に示すタイプの保護されたセンサに含まれる場合、追加の温度センサユニットは封止されたチャンバ５２内の媒体の中に配置されてもよく、或いは、封止されたチャンバ５２の外側に配置されるように、ハウジング５４に適切に取り付けられてもよい。そのような非共振温度センサユニット（１つ又は複数）（或いは、任意の他の物理的又は化学的パラメータを測定する任意の他のタイプの非共振センサユニット（１つ又は複数））は、また、ハウジング５４の中に組み込まれるか、その中に形成されるか、それに含まれるか、又はそれに適切に取り付けられてもよい。
【０１７５】
本発明の保護されたセンサが、血液と接触して配置されるように構成された実施形態（血管内又は心血管系の任意の他の部分内に埋め込まれるように設計された、保護された圧力センサなどであるが、それらに限定されない）では、血液と接触するセンサの部分は、好ましくは、当該分野において既知のように、血液適合性材料で作製されるか、又は血液適合性材料で適切にコーティングされることに留意されたい。血液適合性材料を使用することは、特に、血液凝固、血液細胞の沈着、又は他の悪影響を低減する又は防ぐことにより、有利なことがある。
【０１７６】
さらに、チャンバ２２（図１）、３２（図２）、５２（図３）、９０（図４）、９０Ａ〜９０Ｃ（図５）、１２２（図６）、１４２Ａ及び１４２（図７）、１０２（図８）、１２３（図９）、及び２３（図１０）は、封止されたチャンバとして図示されるが、これは必須ではないことに留意されたい。したがって、チャンバ２２、３２、５２、９０、９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、１２２、１４２Ａ、１４２、１０２、１２３、及び２３を充填する媒体２４はゲルであり、チャンバ２２、３２、５２、９０、９０Ａ、９０Ｂ、９０Ｃ、１２２、１４２Ａ、１４２、１０２、１２３、及び２３は、開いたチャンバ（図１〜１０には図示なし）であって必ずしも完全に封止される必要がないことがある。
【０１７７】
例えば、センサ１０の弾性部材２０が、ゲル２４をセンサに流し込んだ後にスペーサ１８に接着されるか取り付けられる場合、センサの性能は、チャンバ２２が封止されたチャンバであることに実質的に依存しないので、弾性部材２０は、形成されたチャンバ２２を十分且つ完全に封止する必要はない。したがって、弾性部材２０は、スペーサ１８に封止しないように取り付けられてもよい。
【０１７８】
別の例では、図６のセンサ１１０のチャンバ１２２が、開口２５（詳細に上述したような）を介してゲルで充填される場合、開口２５は、（図６を参照して上述したようなシーリング材２７でそれを閉止しないことによって）開いたままにされてもよい。ゲル化が完了した後、開口２５が開いたままであっても、凝固されたゲルはチャンバ１２２内に留まる。或いは、ゲルがチャンバ１２２内に使用される場合、チャンバ１２２は、また、液体で充填されたチャンバに関して詳細に上述したようにシーリング材２７で開口２５を閉止することによって封止されてもよい。
【０１７９】
同様に、ゲルを媒体２４として使用する場合、１つ又は複数の適切な開口（図示なし）が、上述した他のセンサの任意の適切な部分内に作製されてもよく、そのような開口は、共振器としてのセンサの動作に実質的に影響を及ぼすことなく、開いたままにされてもよい。そのような開口は、（図１及び２の）基板層１２内及び／又は層１４内及び／又はスペーサ１８内及び／又は弾性部材２０、ハウジング３４内及び／又は弾性部材２０Ａ（図２）、ハウジング５４内及び／又は基板層６２及び／又は７２内及び／又は層６４及び／又は７４内及び／又は弾性部材５４Ｂ（図３）、（図４の）基板層内８２及び／又は層１４内及び／又はアンカー８８及び／又は弾性部材８７、（図５の）基板８２内及び／又は層１４内及び／又はアンカー８９及び／又は弾性部材８７、（図６の）基板層１１２内及び／又は層１１４及び／又は弾性部材１２０、（図７の）基板１３２内及び／又は層１４４及び／又はスペーサ１３８及び／又は弾性部材１４７、（図８の）センサ５内及び／又はスペーサ１８及び／又は弾性部材２０、（図９の）基板１１２内及び／又は隆起１１２Ａ及び／又は層１１４及び／又は弾性部材１５０、（図１０の）基板層１２内及び／又は層１４及び／又はスペーサ１９及び／又は弾性部材２１が挙げられるが、それらに限定されない、センサの任意の適切な部分内に作製されてもよい。
【０１８０】
但し、上述のセンサの特定の例は一例としてのみ示され、本発明の範囲内で多くの他のセンサ構成が可能なので、特に、共振センサの構造及び構成、弾性部材の構造及び構成、並びに、スペーサ（１つ又は複数）、ハウジング（１つ又は複数）、アンカー、又は他のセンサ部分の存在に応じて、そのような開口又は複数の開口は、本発明の保護されたセンサの任意の他の適切な部分内に、且つ／又は（例えば、スペーサ１８を基板層１２に封止しないように、又は不完全に取り付け若しくは接着することによって、センサ１０のスペーサ１８及び基板層１２の間に開口を形成することなどにより）センサの異なる部分の間に形成されてもよい。
【０１８１】
そのような開口（図示なし）を介して、センサを媒体２４で充填することが可能である（センサ１１０の開口２４に関して詳細に開示したように）が、これは必須ではなく、センサを媒体２４（ゲル又は液体のいずれか）で充填する任意の他の方法が、詳細に上述したように、又は当該分野において既知のように使用されてもよいことに留意されたい。
【０１８２】
本明細書に開示の保護されたセンサ（弾性部材を有する又は有さない）のすべてにおいて、保護されたセンサの表面全体又はセンサの部分（センサのハウジング、及び／又はセンサユニットの振動可能でない部分（１つ又は複数）、又は保護されたセンサの弾性部材などであるが、それらに限定されない）を、特定の所望の特性を有する薄い弾性材料層でコーティングする又は覆うことが可能である（被覆層は、図示を明瞭にするため図面中には示されない）。被覆層の追加は、特定のセンサタイプに適切なように、センサを組み立てる又は構築する前、その間、又はその後に行われてもよい。そのような被覆層が弾性部材上に追加される場合、層の材料は十分に弾性でなければならず、被覆層は、好ましくは、弾性部材及び／又は測定環境内の媒体の音響インピーダンスに近いか、又はそれに等しい音響インピーダンスを有する。
【０１８３】
被覆層は、センサの性能を損なわないように十分に弾性でなければならない。被覆層は、所望の特性を有する１つ又は複数の材料を含んでもよく、又は、センサユニット又は保護されたセンサの任意の部分に所望の特性を付与してもよく、若しくは所望の効果を達成してもよい。例えば、被覆層は、保護されたセンサ又はその部分にそれぞれ、所望の親水特性又は疎水特性を付与するため、１つ又は複数の親水性材料又は疎水性材料を含んでもよい。さらに、被覆層は、コーティング層の表面と接触している流体又は液体のフローに対する抵抗性（又は摩擦計数）などであるが、それらに限定されない所望の流体力学的な表面特性を有してもよい、１つ又は複数の材料を含んでもよい。
【０１８４】
さらに、被覆層は、１つ又は複数の所望の生物学的特性を有してもよい、１つ又は複数の材料を含んでもよい。例えば、当該分野において既知のように、そのような材料（１つ又は複数）は、生物学的組織又は細胞の成長に影響を及ぼすことがある。生物学的作用として、血餅の形成に影響する新内膜細胞の成長（又は新内膜細胞単層の成長）の誘発又は阻害、血液細胞の沈着及び／又は付着の阻害又は促進、或いは当該分野において既知の任意の他の望ましい生物学的作用（１つ又は複数）を挙げることができるが、それらに限定されない。
【０１８５】
さらに、本発明は、保護されたセンサ又はその部分の表面特性を変えるのに有用な、当該分野において既知の任意の適切な表面処理又は表面修正を使用して、保護されたセンサの弾性部材（１つ又は複数）、或いは保護されたセンサの任意の他の部分（センサのハウジング、センサアンカー、又はスペーサなどであるが、それらに限定されない）の任意の他の表面の、表面特性を修正することも含む。そのような方法は、当該分野において既知のような、表面を修正するための任意の化学的方法及び／又は物理的方法を含む。例えば、保護されたセンサ又はその任意の部分（１つ又は複数）は、化学的な表面特性、表面の疎水性、表面の親水性、流動学的な表面特性、生物学的な表面特性、その上への細胞又は組織の沈着に対する表面抵抗などが挙げられるが、それらに限定されない、それらの表面特性を変えるため、化学的に処理されてもよい。化学処理は、当該分野において既知のように表面の表面化学基を化学的に修正する（例えば、表面の水酸基のシラン処理など）か、様々な異なる化学的分子又は部分或いは生物学的分子を、（結合分子又は結合剤を用いて、又は用いずに）表面に適切に取り付けるかのいずれかによって、達成されてもよい。そのような分子又は剤として、当該分野において既知のような、タンパク質、ペプチド、薬剤、多糖、脂質、糖脂質、リポタンパク質、糖タンパク質、プロテオグリカン、細胞外マトリックス分子、核酸、ポリヌクレオチド、ＲＮＡ、ＤＮＡ、アンチセンス核酸配列、受容体、酵素、抗体、抗原、酵素阻害剤、細胞増殖阻害剤、成長調節因子、成長阻害因子、成長促進因子、抗凝血剤、抗凝固剤、腫瘍阻害剤、腫瘍阻害因子、腫瘍抑制剤、抗がん剤、又は、所望の生物学的又は治療的特性又は作用を有する、任意の他のタイプの分子、因子、薬剤、又は剤が挙げられるが、それらに限定されない。当該分野において既知の任意の適切な方法が、本発明の保護されたセンサの任意の所望の表面に対する、そのような表面誘導、表面修正、表面処理、或いは剤又は分子の表面への取り付けを実行するのに使用されてもよい。表面を処理及び／又は修正するそのような方法は、当該分野において周知であり、したがって詳細には後述されない。
【０１８６】
特定の一実施形態では、非生物学的な障壁によって保護されたセンサは、生物学的な障壁も含んでもよい。そのような実施形態では、生物学的な障壁でセンサを保護する、以下に記載する方法が適用される。特定の一実施形態では、非生物学的な障壁によって保護されたセンサ又はその一部（特に、例えば弾性部材）は、それに適用される本発明のマトリックスを有する。さらに特定の一実施形態では、マトリックスは、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の細胞膜又は細胞表面上の抗原に特に結合する、抗体又はその抗原結合フラグメントを含む。別のさらに特定の実施形態では、マトリックスは、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の細胞膜又は細胞表面上の１つ又は複数の抗原に結合する、１つ又は複数の小分子を含む。別のさらに特定の実施形態では、マトリックスは、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞が自然にそれに付着する、１つ又は複数の細胞外マトリックス（ＥＣＭ）分子を含む。
【０１８７】
（生物学的な障壁）
他の実施形態では、障壁は生物学的である。そのような実施形態では、内皮細胞の層は、センサの性能を妨げる異物又は組織の沈着など、センサの活性を損なう傾向がある身体の生物学的プロセスから、埋め込まれたセンサを保護する障壁を提供する。センサ又はその一部は内皮細胞の層によって覆われるが、細胞は、追加の細胞、組織、又は物質がセンサ上に沈着できるようにはしない。内皮細胞のそのような層はセンサの性能を妨げない。いくつかの実施形態では、センサ全体が保護される。他の実施形態では、センサの一部が保護される。特定の実施形態では、保護されるセンサの一部は、環境から情報を受け取り、又は測定のための信号を送るセンサの一部である。さらに特定の実施形態では、センサが共振センサである場合、保護されるセンサの一部は振動可能な部材である。
【０１８８】
生物学的な障壁によって保護されるセンサは、非生物学的な障壁によって保護されるように開示されたものと同じタイプである。したがって、図１〜１０はそのようなセンサを概略的に表す。但し、好ましい実施形態では、弾性部材及び圧縮不能な媒体（非生物学的な障壁の両方の構成要素）は存在しない。
【０１８９】
次に、本発明の一実施形態による、生物学的な障壁によって保護された、複数の振動可能な膜を有する保護された受動超音波圧力センサの概略断面図である図１１を参照する。保護されたセンサは、第１の窪んだ基板層１２、及び第１の窪んだ層１２に封止するように取り付けられた第２の層１４を含む、センサユニットを含んでもよい。第１の窪んだ層１２は、その中に形成された複数の陥凹部を有する。３つの陥凹部のみが図１１の断面図に示されているが、保護されたセンサは、任意の実用的な数の陥凹部（例えば、１つの陥凹部、２つの陥凹部、３つの陥凹部、又は３つを超える陥凹部など）を含むように設計されてもよい。第２の層１４は、第１の層１２に封止するように取り付けられるか、又は固着されて、複数の封止されたセンサユニットチャンバ１７を形成する。上述したように、図１１の断面図は３つの封止されたセンサユニットチャンバ１７のみを示しているが、保護されたセンサ内の封止されたセンサユニットチャンバは、３つを超えても超えなくてもよい。センサは、第２の層１４の外側表面に取り付けられた内皮細胞（２３）の層によって保護される。
【０１９０】
一実施形態では、内皮細胞は、センサに塗布されたコーティングに直接関連付けられ、したがってセンサには間接的に関連付けられる。この実施形態では、センサに塗布されたコーティングは、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞がそれと相互作用し、それに付着することができるマトリックスを含む。別の実施形態では、センサにマトリックスが適用されていないので、内皮細胞はセンサに直接関連付けられる。
【０１９１】
（マトリックス組成）
内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞がそれと相互作用し、それに付着するマトリックス（以下、「マトリックス」）は、内皮細胞又はその始原細胞の表面上にある分子（第２の分子）と相互作用することができる分子（第１の分子）を含む。第１及び第２の分子間の相互作用により、内皮細胞又はそれらの前駆体がセンサに付着するようにされる。第１の分子の非限定例は、抗体又はそれらの抗原結合フラグメント、小分子、及び細胞外マトリックス分子である。
【０１９２】
一実施形態では、マトリックスは、センサ又はその一部に適用され、１つ又は複数の抗体又はそれらの抗原結合フラグメントを含む。抗体又はその抗原結合フラグメントは、特に、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の細胞膜又は細胞表面上の抗原に結合し、又はそれと相互作用し、その結果、循環及び周囲の組織からセンサに細胞を補充する。特定の一実施形態では、抗体が特にそれに結合する細胞膜又は細胞表面の抗原は、所望の細胞タイプ（例えば、内皮細胞又はそれらの始原細胞上のみに、又は主にそこに見出される）に対して特異的である。本発明において有用な抗体又はそれらの抗原結合フラグメントのいくつかの非限定例は、例えば、血管内皮細胞成長因子受容体−１、−２、及び−３（ＶＥＧＦＲ−１、ＶＥＧＦＲ−２、及びＶＥＧＦＲ−３、並びにＶＥＧＦＲ受容体群のアイソフォーム）、Ｔｉｅ−１、Ｔｉｅ−２、Ｔｈｙ−１、Ｔｈｙ−２、Ｍｕｃ−１８（ＣＤ１４６）、幹細胞抗原−１（Ｓｃａ−１）、幹細胞因子（ＳＣＦ又はｃ−Ｋｉｔリガンド）、ＶＥ−カドヘリン、Ｐ１Ｈ１２、ＴＥＫ、Ａｎｇ−１、Ａｎｇ−２、ＨＬＡ−ＤＲ、ＣＤ３０、ＣＤ３１、ＣＤ３４、ＣＤｗ９０、ＣＤ１１７、及びＣＤ１３３などの抗原を対象とする。
【０１９３】
他の特定の実施形態では、抗体が特異的にそれに結合する細胞膜又は表面の抗原は、所望の細胞タイプ上に排他的に見出されるものではない（例えば、細胞膜又は表面の抗原は、内皮細胞又はそれらの始原細胞上に加えて、他の細胞上に見出される）。そのような実施形態では、認識される抗原のプロフィールが所望の細胞タイプ（例えば、抗体の混合物によって特異的に結合される細胞膜又は表面の抗原は、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の組合せにのみ、又は主にそこに見出される）に特有のものであるように、非特異的な細胞膜又は表面の抗原に特異的に結合する抗体の混合物を使用するのが好ましいことがある。
【０１９４】
本明細書で使用される用語「抗体」又は「その抗原結合フラグメント」は、抗原に特異的に結合し、特に対象の抗原（即ち、内皮細胞又はそれらの始原細胞の細胞膜又は細胞表面上の分子）に特異的に結合し、他の抗原には特異的に結合せず、若しくはそれらと交差反応しない、抗体又はその抗原結合フラグメントを指す。本発明の方法に使用される抗体としては、合成抗体、単クローン抗体、組換え生成された抗体、多特異性抗体（二重特異性抗体を含む）、ヒト抗体、ヒト化抗体、キメラ抗体、単鎖抗体フラグメント（ｓｃＦｖ）（二重特異性ｓｃＦｖを含む）、単鎖抗体Ｆａｂフラグメント、Ｆ（ａｂ’）フラグメント、ジスルフィド結合Ｆｖ（ｓｄＦｖ）、ラクダ化単独ドメイン抗体、及び上記のいずれかのエピトープ結合フラグメントが挙げられるが、それらに限定されない。本発明の方法に使用される抗体は、免疫グロブリン分子の任意のタイプ（例えば、ＩｇＧ、ＩｇＥ、ＩｇＭ、ＩｇＤ、ＩｇＡ、及びＩｇＹ）、クラス（例えば、ＩｇＧ１、ＩｇＧ２、ＩｇＧ３、ＩｇＧ４、ＩｇＡ１、及びＩｇＡ２）、又はサブクラスのものであることができる。本発明の方法に使用される抗体は、鳥類及び哺乳動物（例えば、ヒト、ネズミ、ロバ、ヒツジ、ウサギ、ヤギ、モルモット、ラクダ、ウマ、トリなど）を含む任意の動物由来であってもよい。
【０１９５】
本明細書で使用される用語「ヒト化抗体」は、非ヒト免疫グロブリン由来の最小のシーケンスを含むキメラ抗体である、非ヒト（例えば、ネズミの）抗体の形態を指す。ヒト化抗体の更なる詳細については、欧州特許ＥＰ２３９４００、同ＥＰ５９２１０６、及び同ＥＰ５１９５９６、国際出願ＷＯ９１／０９９６７及び同ＷＯ９３／１７１０５、米国特許第５，２２５，５３９号、同第５，５３０，１０１号、同第５，５６５，３３２号、同第５，５８５，０８９号、同第５，７６６，８８６号、及び同第６，４０７，２１３号、並びに、Padlan, 1991, Molecular Immunology 28(4/5):489-498、Studnicka et al., 1994, Protein Engineering 7(6):805-814、Roguska et al., 1994, PNAS 91:969-973、Tan et al., 2002, J. Immunol. 169:1119-25、Caldas et al., 2000, Protein Eng. 13:353-60、Morea et al., 2000, Methods 20:267-79、Baca et al., 1997, J. Biol. Chem. 272:10678-84、Roguska et al., 1996, Protein Eng. 9:895-904、Couto et al., 1995, Cancer Res. 55 (23 Supp):5973s-5977s、Couto et al., 1995, Cancer Res. 55:1717-22、Sandhu, 1994, Gene 150:409-10、Pedersen et al., 1994, J. Mol. Biol. 235:959-73、Jones et al., 1986, Nature 321:522-525、Reichmann et al., 1988, Nature 332:323-329、及び、Presta, 1992, Curr. Op. Struct. Biol. 2:593-596を参照のこと。
【０１９６】
本発明の方法に使用される抗体は、単一特異性、二重特異性、三重特異性、又は多特異性を超えるもの、一価又は多価のものであってもよい。多特異性抗体は、対象の抗原の様々なエピトープに免疫特異的に結合してもよく、又は、対象の抗原、並びに異種ポリペプチド又は固体支持材料などの異種エピトープの両方に、免疫特異的に結合してもよい。国際出願ＷＯ９３／１７７１５、同ＷＯ９２／０８８０２、同ＷＯ９１／００３６０、及び同ＷＯ９２／０５７９３、Tutt, et al., 1991, J. Immunol. 147:60-69、米国特許第４，４７４，８９３号、同第４，７１４，６８１号、同第４，９２５，６４８号、同第５，５７３，９２０号、及び同第５，６０１，８１９号、並びに、Kostelny et al., 1992, J. Immunol. 148:1547-1553を参照のこと。
【０１９７】
本発明の方法に使用される抗体又はそれらの抗原結合フラグメントは、抗体の合成に関して当該分野において既知の任意の方法により、特に化学合成により、又は好ましくは組換え表現技術（例えば、Harlow et al., Antibodies: A Laboratory Manual, (Cold Spring Harbor Laboratory Press, 2nd ed. 1988)、Hammerling, et al., in: Monoclonal Antibodies and T-Cell Hybridomas 563-681 (Elsevier, N.Y., 1981)）により、生成することができる。さらに、抗体又はそれらのフラグメントは、American Type Tissue Collection（バージニア州マナッサ）などの市販のソースから得ることができる。
【０１９８】
別の実施形態では、センサ又はその一部に適用されるマトリックスは、所望の細胞の細胞膜又は細胞表面上の１つ又は複数のリガンドを結合する１つ又は複数の小分子を含む。小分子は、細胞をセンサの表面上で不動化して、内皮細胞の層を形成するため、内皮細胞又はその始原細胞上のリガンドを認識し、且つそれと相互作用する。
【０１９９】
本発明の方法に使用することができる小分子としては、無機又は有機化合物、ペプチド、ポリペプチド、タンパク質、修正されたタンパク質などを含むがそれらに限定されないタンパク質分子、二本鎖ＤＮＡ、一本鎖ＤＮＡ、二本鎖ＲＮＡ、一本鎖ＲＮＡ、三重らせん核酸分子、又はそれらのハイブリッドを含むがそれらに限定されない核酸分子、脂肪酸、或いは糖類が挙げられるが、それらに限定されない。小分子は、任意の既知の有機体（動物、植物、バクテリア、菌類、原生生物、又はウイルスを含むが、それらに限定されない）由来の天然物であることができ、或いは１つ又は複数の合成分子であってもよい。
【０２００】
一実施形態では、本発明の方法に使用される小分子はレクチンである。レクチンは、内皮細胞特異性のレクチン抗原を結合する、非免疫由来の糖結合ペプチドである（Schatz et al., 2000, Biol Reprod 62: 691-697）。
【０２０１】
他の実施形態では、様々な内皮細胞及び／又は始原細胞の表面受容体を対象とするように作製されている小分子を、本発明の方法に使用することができる。例えば、ＶＥＧＦ受容体は、ＳＵ１１２４８（Sugen社製）（Mendel et al., 2003, Clin Cancer Res. 9:327-37）、ＰＴＫ７８７／ＺＫ２２２５８４（Drevs et al., 2003, Curr Drug Targets 4:113-21）、及びＳＵ６６６８（Laird et al., 2002, FASEB J. 16:681-90）によって結合されることができ、αｖβ３インテグリン受容体は、ＳＭ２５６及びＳＤ９８３（Kerr et al., 1999, Anticancer Res. 19:959-68）によって結合されることができる。
【０２０２】
別の実施形態では、センサ又はその一部に適用されるマトリックスは、内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞がそれに自然に付着する１つ又は複数の細胞外マトリックス（ＥＣＭ）分子を含む。本発明にしたがって使用されるＥＣＭ分子の例は、基底膜構成要素（コラーゲン、エラスチン、ラミニン、フィブロネクチン、ビトロネクチンなど）、基底膜標本、ヘパリン、及びフィブリンである。
【０２０３】
別の実施形態では、センサ又はその一部に適用されるマトリックスは、１つ又は複数の抗体又はそれらの抗原結合フラグメントの混合物、小分子、及び／又は細胞外マトリックス分子を含む。
【０２０４】
マトリックス成分がタンパク質である実施形態では、本発明の方法は、即ち任意のタイプの分子をタンパク質に共有結合することによって修正された誘導体を含む。例えば、限定目的ではないが、例えば糖化、アセチル化、ＰＥＧ化、リン酸化、アミド化、誘導体化により、既知の保護／遮断群、タンパク質分解開裂、細胞リガンド又は他のタンパク質への連鎖などによって、修正されている誘導体タンパク質。さらに、誘導体は、１つ又は複数の非古典的アミノ酸を含んでもよい。
【０２０５】
マトリックス成分は、当該分野において既知の任意の方法によって、センサ又はその一部に取り付けられてもよい。マトリックス成分は、共有結合（例えば、同種又は異種二官能性架橋剤を用いて）で、又は非共有結合でセンサに取り付けられることができる。その内容全体がそれぞれ参照により組み込まれる、米国特許公報ＵＳ２００２／００４９４９５Ａ１及びＵＳ２００３／０２２９３９３Ａ１を参照のこと。
【０２０６】
（細胞の取り付け）
本発明の方法によって保護されるセンサは、生物学的な障壁を形成する内皮細胞層がセンサ又はその一部に取り付けられる前、又はその後に、それを必要とする患者に埋め込まれてもよい。
【０２０７】
一実施形態では、センサは、内皮細胞層をセンサ又はその一部に取り付ける前に、それを必要とする患者に埋め込まれる。そのような実施形態では、マトリックスがセンサ又はその一部に適用されている。そのようなセンサは、患者の身体の所望の領域に埋め込まれ、マトリックスは、循環又は周囲の組織からの内皮細胞又はそれらの始原細胞の補充を指示する。
【０２０８】
別の実施形態では、センサは、内皮細胞層をセンサ又はその一部上に取り付けた後に、それを必要とする患者に埋め込まれる。そのような実施形態では、細胞層は、標準的な組織培養技術を使用して、エクスビボでセンサ又はその一部に取り付けられる。マトリックスは、センサに適用されてもされなくてもよいので、細胞は、センサ又はその一部に直接又は間接的に取り付けられてもよい。取り付けに使用される細胞は、治療される患者から事前に分離されていてもよく、又は別の個体から採取されていてもよい。生物学的な障壁を形成するのに使用される内皮細胞は、好ましくは一次細胞であり、より好ましくは、埋込み可能なセンサで治療されるのと同じ種由来のものでなければならない。
【０２０９】
一実施形態では、内皮細胞が生物学的な障壁を提供する。例えば、ヒト臍帯静脈内皮細胞（ＨＵＶＥＣ）は、その内容がそれぞれ参照により本明細書に組み込まれる、Jaffe, et al., 1973, J. Clin. Invest., 52:2745-2757及び米国特許公報ＵＳ２００３／０２２９３９３Ａ１の方法に従って、臍の緒から得られる。別の実施形態では、内皮の始原細胞が生物学的な障壁を提供する。例えば、前駆体内皮細胞（ＥＰＣ）は、その内容がそれぞれ参照により本明細書に組み込まれる、Asahara et al., 1997, Science 275:964-967及び米国特許公報ＵＳ２００３／０２２９３９３Ａ１の方法に従って、ヒトの末梢血から分離される。
【０２１０】
（成長促進化合物）
いくつかの実施形態では、センサ又はそれに適用されるマトリックスは、生存を促進するか、成長を加速するか、又は内皮細胞及び／又はそれらの始原細胞の分化を引き起こすか若しくは促進する化合物を含む。内皮細胞の生存、増殖、及び／又は分化を刺激する任意の成長因子、サイトカインなどを、本発明の方法に使用することができる。本発明の方法に使用される化合物は、アンジオジェニン１、アンジオジェニン２、血小板由来成長因子（ＰＤＥ−ＣＧＦ）、血管内皮細胞成長因子１２１（ＶＥＧＦ１２１）、血管内皮細胞成長因子１４５（ＶＥＧＦ１４５）、血管内皮細胞成長因子１６５（ＶＥＧＦ１６５）、血管内皮細胞成長因子１８９（ＶＥＧＦ１８９）、血管内皮細胞成長因子２０６（ＶＥＧＦ２０６）、血管内皮細胞成長因子Ｂ（ＶＥＧＦ−Ｂ）、血管内皮細胞成長因子Ｃ（ＶＥＧＦ−Ｃ）、血管内皮細胞成長因子Ｄ（ＶＥＧＦ−Ｄ）、血管内皮細胞成長因子Ｅ（ＶＥＧＦ−Ｅ）、血管内皮細胞成長因子Ｆ（ＶＥＧＦ−Ｆ）、プロリフェリン、内皮ＰＡＳタンパク質１、及びレプチンが挙げられるが、それらに限定されない、内皮細胞に特異的であることができる。本発明の方法に使用される化合物は、塩基性線維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）、酸性線維芽細胞成長因子（ａＦＧＦ）、線維芽細胞成長因子３〜９（ＦＧＦ−３〜９）、血小板誘導性成長因子（ＰＩＧＦ）、トランスフォーミング成長因子β１（ＴＧＦβ１）、トランスフォーミング成長因子α（ＴＧＦα）、肝細胞成長因子散乱因子（ＨＧＦ／ＳＦ）、腫瘍壊死因子α（ＴＮＦα）、オステオネクチン、アンジオポエチン１、アンジオポエチン２、インシュリン様成長因子（ＩＬＧＦ）、血小板由来成長因子ＡＡ（ＰＤＧＦ−ＡＡ）、血小板由来成長因子ＢＢ（ＰＤＧＦ−ＢＢ）、血小板由来成長因子ＡＢ（ＰＤＧＦ−ＡＢ）、顆粒球マクロファージコロニー刺激因子（ＧＭ−ＣＳＦ）、ヘパリン、インターロイキン８、チロキシン、又はそれらの機能的フラグメントが挙げられるが、それらに限定されない、内皮細胞に非特異的であることができる。
【０２１１】
他の実施形態では、化合物は、センサ又はそれに適用されるマトリックス上に直接組み込まれるのではなく、センサが埋め込まれている領域に局所的に投与される。そのような投与は、センサの内皮細胞被覆面積の量又は寿命を増加させるため、埋込み時に、且つ／又は、埋込み時以降の様々な時間間隔で実行することができる。
【０２１２】
本発明は限定された数の実施形態に関して記載されてきたが、本発明の保護されたセンサの構造、寸法、材料組成、及び構築方法、並びに、すべて本発明の範囲及び趣旨内にあると考えられる、本発明の保護されたセンサの他の多数の用途に対して、様々な変形、置換、及び修正が成されてもよいことが理解されるであろう。
【０２１３】
本発明が関係する最新技術をさらに十分に説明するため、本明細書に引用されるすべての特許、公開された特許出願、好評された文献、書籍、リファレンスマニュアル、及び要約の内容は、それらの全体が参照によりここに組み込まれる。
【図面の簡単な説明】
【０２１４】
【図１】本発明の一実施形態による、非生物学的な障壁によって保護された、複数の振動可能な膜を有する受動超音波圧力センサの概略断面図である。
【図２】本発明の追加の実施形態による、非生物学的なハウジングに密閉された受動超音波圧力センサを示す概略断面図である。
【図３】本発明の追加の実施形態による、単一の非生物学的な保護ハウジング内に配置された２つの異なる受動超音波センサユニットを含む超音波圧力センサの概略断面図である。
【図４】本発明の追加の実施形態による、センサアンカー装置、別の埋込み可能なグラフト、又は埋込み可能な装置を使用して構築された、非生物学的な障壁によって保護されたセンサの部分を示す概略断面図である。
【図５】本発明の別の実施形態による、センサアンカー装置、埋込み可能なグラフト、又は埋込み可能な装置の中に構築された、複数の封止されたチャンバを有する非生物学的な障壁によって保護されたセンサの部分を示す概略断面図である。
【図６】本発明の一実施形態による、非生物学的な障壁によって保護された、単一の振動可能な膜を有する受動超音波圧力センサを示す概略断面図である。
【図７】本発明のさらに別の実施形態による、スペーサ内に形成された複数の封止されたチャンバを有する、非生物学的な障壁によって保護された、複数の振動可能な膜を備えた保護された受動超音波圧力センサを示す概略断面図である。
【図８】本発明の一実施形態による、非生物学的な障壁によって保護された共振センサの一般化された形態を示す概略部分断面図である。
【図９】本発明の一実施形態による、波状部分を有する機械的に弾性な部材を含む、非生物学的な障壁によって保護された圧力センサを示す概略断面図である。
【図１０】本発明の別の実施形態による、波状部分を有する機械的に弾性な部材を含む、非生物学的な障壁によって保護された、複数の振動可能な膜を備えた圧力センサを示す概略断面図である。
【図１１】本発明の一実施形態による、生物学的な障壁によって保護された、複数の振動可能な膜を有する受動超音波圧力センサを示す概略断面図である。
【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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