(57)【要約】空気通路に開口部を維持および／または作り出すための気道移植装置が開示されている。前記装置を使用する方法もまた開示されている。気道移植装置は、空気通路の開口部を制御する変形可能な要素を含む。変形可能な要素は、電気活性高分子要素であることが好ましい。空気通路の壁が虚脱する場合、電気活性高分子要素に通電することにより、前記壁に支持を与え、したがって、完全にまたは部分的に空気通路を開く。気道移植装置を使用した、睡眠時無呼吸およびいびきなどの気道疾患を治療する方法が本出願で開示されている。
2008513163.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気活性高分子要素を含む気道移植装置であって、前記電気活性高分子要素は、空気通路の開口部を調節するよう適合され、構成される、気道移植装置。
【請求項２】
陽極、陰極、第一誘導源、およびコントローラをさらに備え、前記陽極および陰極は、前記電気活性高分子要素に接続される、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記コントローラはマイクロプロセッサを備え、前記マイクロプロセッサは、前記空気通路の前記開口部を感知するよう適合され、構成され、また前記電気活性高分子要素の通電を制御する、請求項２に記載の装置。
【請求項４】
非移植部分をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記非移植部分はマウスガードであり、前記マウスガードは前記電気活性高分子要素を制御するよう適合され、構成される、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記マウスガードは電源および第二誘導源を含む、請求項５に記載の装置。
【請求項７】
前記第二誘導源は、前記第一誘導源と相互に作用するよう適合され、構成される、請求項６に記載の装置。
【請求項８】
前記電気活性高分子要素は、軟口蓋および／または咽頭側壁への移植用に適合され、構成される、請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記電気活性高分子要素は、イオン交換高分子金属複合材料を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記電気活性高分子要素は実質的には平面を含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記電気活性高分子要素と電気的に繋がっている電源をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記電気活性高分子要素へ電流を印加することにより空気通路が開かれる、請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
組織増殖を抑制するための被覆をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
組織増殖を促進するための被覆をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記電気活性高分子要素を電源に接続するよう適合される誘導結合機構をさらに含む、請求項１に記載の装置。
【請求項１６】
空気通路の開口部を制御する方法であって、
空気通路の近位および／または空気通路の壁の中に気道移植装置を移植するステップであって、前記装置は電気活性高分子要素および電力管理装置を含むステップと、
前記空気通路の開口部を制御するステップであって、前記制御は、完全にまたは部分的に前記空気通路を開くよう、前記電気活性高分子要素に通電することによって実行されるステップと、
を含む方法。
【請求項１７】
前記空気通路の前記開口部の前記制御は、前記空気通路からのフィードバックに応え、前記フィードバックは、前記空気通路の前記開口部に関連している、請求項１６に記載の方法。
【請求項１８】
前記気道移植装置は、軟口蓋および／または咽頭側壁に移植される、請求項１６に記載の方法。
【請求項１９】
前記気道移植装置は薬剤により被覆され、前記気道移植装置の周囲の組織増殖を抑制する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２０】
前記気道移植装置は薬剤により被覆され、前記気道移植装置の周囲の組織増殖を促進する、請求項１６に記載の方法。
【請求項２１】
前記気道移植装置は誘導結合機構によって制御される、請求項１６に記載の方法。
【請求項２２】
気道移植装置を使用して疾患を治療する方法であって、
空気通路の近位および／または空気通路の壁の中に気道移植装置を移植するステップであって、前記気道移植装置は電気活性高分子要素を含むステップと、
前記電気活性高分子要素に通電することによって前記空気通路の開口部を制御するステップであって、前記電気活性高分子要素の前記通電は、前記空気通路を完全にまたは部分的に開くステップと、
を含む方法。
【請求項２３】
前記疾患は、閉塞性睡眠時無呼吸またはいびきである、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
前記気道移植装置は、誘導結合機構によって制御される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２５】
気道移植装置を使用して疾患を治療する方法であって、
軟口蓋に気道移植装置を移植するステップであって、前記気道移植装置は電気活性高分子要素を含むステップと、
前記電気活性高分子要素に通電することによって空気通路の開口部を制御するステップであって、前記電気活性高分子要素の前記通電は、落ち込んだ舌を支えるように前記軟口蓋を移動させ、完全にまたは部分的に前記空気通路を開くステップと、
を含む方法。
【請求項２６】
気道移植装置を使用して疾患を治療する方法であって、
咽頭側壁に気道移植装置を移植するステップであって、前記気道移植装置は電気活性高分子要素を含むステップと、
前記電気活性高分子要素に通電することによって空気通路の開口部を制御するステップであって、前記電気活性高分子の前記通電は、前記咽頭側壁を支え、完全にまたは部分的に前記空気通路を開くステップと、
を含む方法。
【請求項２７】
気道移植装置を使用して疾患を治療する方法であって、
軟口蓋に気道移植装置を移植するステップであって、前記気道移植装置は変形可能な要素を含むステップと、
前記変形可能な要素に通電することによって空気通路の開口部を制御するステップであって、前記変形可能な要素の前記通電は、落ち込んだ舌を支えるように前記軟口蓋を移動させ、完全にまたは部分的に前記空気通路を開くステップと、
を含む方法。
【請求項２８】
前記変形可能な要素は非磁性物質を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項２９】
前記変形可能な要素は電気活性高分子要素を含む、請求項２７に記載の方法。
【請求項３０】
気道移植装置を使用して疾患を治療する方法であって、
咽頭側壁に気道移植装置を移植するステップであって、前記気道移植装置は変形可能な要素を含むステップと、
前記変形可能な要素に通電することによって空気通路の開口部を制御するステップであって、前記変形可能な要素の前記通電は、前記咽頭側壁を支え、完全にまたは部分的に前記空気通路を開くステップと、
を含む方法。
【請求項３１】
前記変形可能な要素は非磁性物質を含む、請求項３０に記載の方法。
【請求項３２】
前記変形可能な要素は電気活性高分子要素を含む、請求項３０に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
相互参照
本出願は、２００４年９月２１日に出願された、米国特許出願出願番号１０／９４６，４３５号の一部継続出願であり、参照することによりその全体が本出願に組み込まれる。
【背景技術】
【０００２】
いびきはヒトを含め哺乳動物の間では非常によく起こることである。いびきは軟口蓋および口蓋垂の振動により、睡眠中呼吸する間に生じる雑音である。いびきをかいている人の近くのベッドパートナーまたはその他の人を悩ませることを除いて、いびきがかならずしも悪いとは限らない。いびきが時間とともに悪化し、未治療のままである場合、無呼吸になることもあり得る。
【０００３】
無呼吸のある人は、眠っているとき、夜の間にしばしば何百回となく呼吸を止める。通常無呼吸は、咽頭筋および舌が睡眠中に緩み、気道の開口部を部分的にふさぐときに起こる。舌の根元にある軟口蓋の筋肉および口蓋垂が緩んだりたるんだりすると、気道が塞がれ、呼吸が困難になり、ぜいぜいしたり、完全に止まってしまうこともある。気道内の組織が過多となると気道が狭くなるので、睡眠時無呼吸はまた、肥満体の人々に起こる可能性がある。
【０００４】
ある任意の夜において、無意識の呼吸一時停止または「無呼吸の事象」の数は、１時間につき２０から６０以上ほど高くなる可能性がある。これらの呼吸一時停止はほとんど常に、無呼吸症状の発現の間にいびきを伴う。睡眠時無呼吸はまた、窒息感によって特徴づけられることもできる。
【０００５】
睡眠時無呼吸は、一般開業医、呼吸器科医、神経科医、または睡眠障害に関する専門訓練を受けた他の医師によって診断され、治療される。睡眠障害には多くの異なる理由がある可能性があるので、睡眠時無呼吸の診断は簡単ではない。
【０００６】
睡眠時無呼吸の特異的療法は、病歴、身体検査、睡眠ポリグラフ計の結果に基づき個々の患者に合わせて調整される。薬物は一般に、睡眠時無呼吸の治療には効果的ではない。心不全によって引き起こされる中枢性無呼吸を持つ患者には酸素がしばしば使用される。それは閉塞性睡眠時無呼吸を治療するためには使用されない。
【０００７】
鼻の持続的気道陽圧法（ＣＰＡＰ）は、睡眠時無呼吸のための最も一般的な治療である。このやり方では、患者は睡眠中に鼻全体を覆ってマスクを着け、送風機からの圧力が鼻腔を通して空気を送り込む。空気圧は睡眠中に咽喉が虚脱する（ｃｏｌｌａｐｓｉｎｇ）のを抑制するのにちょうど十分となるように調節される。圧力は一定であり連続的である。鼻のＣＰＡＰは、使用中は気道閉塞を抑制するが、ＣＰＡＰが中止されるか、使用法が不適切な場合はまた無呼吸症状が生じる。ＣＰＡＰ装置の多くの変形物が利用可能であり、また、そのすべては、鼻の炎症および乾燥、顔面皮膚炎、腹部膨満、マスクリーク、ただれ目、および頭痛などの同様の副作用を有する。ＣＰＡＰのなかには、人の呼吸パターンと一致するよう圧力を変えるものもあれば、低い圧力から始まり、既定の全圧がかかる前に人が眠りにつくことができるようゆっくりと圧力を上げるものもある。
【０００８】
下顎および舌を矯正する歯科装置は、軽度から中程度の睡眠時無呼吸があるかまたはいびきをかくが無呼吸はない何人かの患者には有用である。多くの場合歯科医または歯科矯正医が、かかる装置を患者に取り付ける者である。
【０００９】
睡眠時無呼吸がある何人かの患者は、手術が必要な場合もある。いくつかの外科的処置は、気道の大きさを大きくするために使用されるが、そのどれも完全には、または危険を冒さずには成功しない。患者がいかなる効果でも実感するには、２つ以上のやり方を試みることが必要な場合がある。より一般的なやり方のいくつかは、咽頭へんとう腺およびへんとう腺（特に子供において）、鼻ポリープまたは他の腫瘍、または気道内の他の組織の除去、ならびに構造奇形の矯正を含む。高齢の患者よりも若い患者がこれらの外科的処置の効果をより多く得ているように見える。
【００１０】
口蓋垂口蓋咽頭形成術（ＵＰＰＰ）のやり方は、咽喉（へんとう腺、口蓋垂、および軟口蓋の一部）の奥にある過剰組織を取り除くよう使用される。この技法の成功率は３０から６０パーセントである。長期にわたる副作用および効果は未知であり、どの患者がこのやり方でうまくいくのか予見することは難しい。
【００１１】
レーザー口蓋垂口蓋形成術（ＬＡＵＰ）がいびきを解消するため行なわれているが、睡眠時無呼吸を治療するには効果的であるとは示されなかった。このやり方は咽喉の奥にある組織を除去するレーザー装置の使用を伴う。ＵＰＰＰのように、ＬＡＵＰはいびきを減らすまたは解消することもあるが、睡眠時無呼吸そのものは解消しない。いびき、つまり健康状態に影響を与えることがない睡眠時無呼吸の一次症状の解消は、診断およびＬＡＵＰを使用することを選んだ患者の、睡眠時無呼吸の可能性のある治療の遅れの危険を伴う可能性がある。可能性のある潜在的な睡眠時無呼吸を特定するためには、ＬＡＵＰが実行される前に、睡眠検査が通常必要とされる。
【００１２】
ソムノプラスティは、口蓋垂および舌の奥などいくつかの気道構造の大きさを小さくする無線周波数（ＲＦ）を使用するやり方である。この技法はいびきを減らすのに役立ち、無呼吸の治療として研究中である。
【００１３】
気管開口形成術は、重度の、生命にかかわる睡眠時無呼吸がある人に使用される。このやり方では、小径穴が気管に作られ、管が開口部に挿入される。この管は起きている時間中は閉じたままであり、人は普通に呼吸をし、話す。それは睡眠のときは空気が肺に直接流れ込むことができるよう開き、上方の気道閉塞を回避する。このやり方は非常に効果的であるが、ほとんど使われない極端な手段である。
【００１４】
睡眠時無呼吸が下顎の奇形によるものである患者は、再建手術により効果が得られる可能性がある。肥満を治療する外科的処置はしばしば、病的に太っている睡眠時無呼吸の患者に薦められる。行動様式の変化は治療計画の重要な部分であり、軽症例では、行動療法で十分な場合もある。太り過ぎの人は減量することで効果が得られる。たとえ１０パーセントの減量ででも、ほとんどの患者で無呼吸事象の数を減らすことができる。無呼吸を患う個人は、睡眠中に気道を虚脱させる傾向が強く、無呼吸の期間を長引かせる、アルコールおよび睡眠薬の使用を避けるべきである。軽度の睡眠時無呼吸を患う何人かの患者では、あおむけに眠るときのみ、呼吸一時停止が起こる。そのような場合には、枕および左右位置で眠るのに役立つ他の道具を使用することが有用となり得る。
【００１５】
近年、ミネソタ州セントポール市のＲｅｓｔｏｒｅ  Ｍｅｄｉｃａｌ社は、Ｐｉｌｌａｒ（支柱）技法と呼ばれる、いびきおよび無呼吸の新しい治療を開発した。Ｐｉｌｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍ（支柱システム）は、２つまたは３つの小さなポリエステルの棒の装置を患者の軟口蓋に取り付けるやり方である。Ｐｉｌｌａｒ  Ｓｙｓｔｅｍは口蓋を硬化させ、組織の振動を減らし、可能性のある気道の虚脱を抑制する。しかしながら、軟口蓋内の硬い移植片は、話すこと、飲み込む能力、咳およびくしゃみなど患者の普通の機能を妨げる可能性がある。気道の中の改良された組織の突起部は、長期にわたる別の懸念である。
【００１６】
いびきおよび／または無呼吸の現在の治療は効果的ではなく、副作用があるので、付加的な治療法の選択肢の必要性がある。
【発明の開示】
【課題を解決するための手段】
【００１７】
ここでは、いびきおよび／または無呼吸などの気道疾患の治療のための方法および装置が開示される。本明細書に説明される前記装置は変形可能な要素を含む。前記変形可能な要素は、気道通路の不適切な開口部および閉鎖部を治療するよう、前記通路の壁の中または空気通路の壁に近接して部分的にまたは完全に埋め込まれる。好ましい実施形態では、前記変形可能な要素は電気活性高分子（ＥＡＰ）要素である。前記変形可能な要素は通常、患者の前記気道の軟口蓋および／または側壁の中へ挿入される。一実施形態では、前記ＥＡＰ要素は通常の状態で低い剛性を有する。睡眠中など、前記空気通路の前記開口部が開いた状態を維持しなければならない場合、前記ＥＡＰ要素に通電する。前記ＥＡＰ要素に通電すると、前記高分子は硬化し、変形する傾向があり、したがって、前記気道の前記軟口蓋および側壁の重さを支える能力を有し、前記空気通路を開く。電気が除去されると、前記ＥＡＰ要素は柔らかくなり、飲み込むことおよび話すことなど前記患者の通常の活動を妨げる傾向がなくなる。本書に説明される前記気道移植装置は、完全にまたは部分的に前記当前記の空気通路を開くことができる。
【００１８】
一つ以上の移植片が、前記軟口蓋の中、前記気道の側壁の中、前記気管の周囲、前記舌の中、前記口蓋垂の中、またはその組み合わせに移植される。前記移植片は、前記ＥＡＰ要素に接続されているリード線（例えば、陽極および陰極）を有する。いくつかの実施形態では、前記リード線は誘導コイルに接続される。前記誘導コイルは通常、前記口の最上部に移植される。好ましくは、前記患者は寝る前に、リテーナ型の装置を装着する。前記リテーナは誘導コイル、回路および電池を有する。前記患者が前記リテーナを装着する場合、前記リテーナの中の前記誘導コイルは、前記口の最上部に移植された前記誘導コイルの近位にある。その後、前記エネルギーは前記組織を通して、前記口の最上部にあるコイルまで伝えられる。前記ＥＡＰ要素に通電するとき、それは変形および／または硬化し、完全にまたは部分的に前記気道を開くように支持を与える。朝、前記患者が起きたとき、前記患者は前記リテーナを取り外し、前記電池を再充電する充電ユニットに前記リテーナを置く。
【００１９】
本発明の最初の局面は、前記空気通路の開口部を調節するよう適合され、構成される、電気活性高分子要素を含む気道移植装置である。いくつかの実施形態では、前記装置は前記電気活性高分子要素に接続される陽極および陰極、誘導源、ならびにコントローラを含む。前記コントローラは、前記空気通路の前記開口部を感知するよう適合され、構成され、また前記電気活性高分子要素の前記通電を制御する、マイクロプロセッサであってもよい。前記装置の他の実施形態は、マウスガードなどの非移植部分を含んでもよい。好ましくは、前記非移植部分は前記電気活性高分子要素を制御するよう適合され、構成される。また前記非移植部分は通常、電源および誘導源を含む。前記移植された部分の中の前記誘導源は、前記装置の前記移植された部分の中の前記誘導源と相互に作用するよう適合され、構成される。前記装置は好ましくは、軟口蓋および／または咽頭側壁の中の移植用に適合され、構成される。好ましい実施形態では、前記電気活性高分子要素は、イオン交換高分子金属複合材料を含む。前記装置の前記機能は好ましくは、前記電気活性高分子要素に通電することによって起こり、これはその後、前記空気通路の完全なまたは部分的な開口部をもたらす。好ましくは、前記装置は前記電気活性高分子要素を電源に接続するよう適合される、誘導結合機構を含む。
【００２０】
本発明の他の局面は、本書で開示されている前記装置を使用する方法である。一実施形態は、空気通路の近位および／または空気通路の壁の中の電気活性高分子要素を含む、気道移植装置を移植することによって空気通路の開口部を制御し、また前記空気通路を完全にまたは部分的に開くよう前記電気活性高分子要素に通電することによって前記空気通路の前記開口部を制御する方法である。好ましくは、前記空気通路の前記開口部の前記制御は、前記空気通路の前記開口部に関する、前記空気通路からのフィードバックに応える。前記気道移植装置は、軟口蓋および／または咽頭側壁の中に移植されてもよい。好ましくは、前記気道移植装置は誘導結合機構によって制御される。この方法は、閉塞性睡眠時無呼吸またはいびきなどの気道疾患を治療するのに使用されるのが好ましい。
【００２１】
別の実施形態は、変形可能な要素を使用して患者の前記軟口蓋の中に気道移植装置を移植するステップと、前記変形可能な要素に通電することによって前記空気通路の前記開口部を制御するステップとを含む、気道移植装置を使用して疾患を治療する方法である。前記変形可能な要素の前記通電は、落ち込んだ（ｃｏｌｌａｐｓｅｄ）舌または落ち込む傾向のある舌を支えるように前記軟口蓋を移動させ、完全にまたは部分的に前記空気通路を開く。前記変形可能な要素は好ましくは非磁性物質であり、さらにより好ましくは電気活性高分子である。
【００２２】
さらに別の実施形態は、変形可能な要素を使用して咽頭側壁の中に気道移植装置を移植するステップと、前記変形可能な要素に通電することによって前記空気通路の前記開口部を制御するステップとを含む、気道移植装置を使用して疾患を治療する方法であり、前記変形可能な要素の前記通電は、前記咽頭側壁を支え、前記空気通路を完全にまたは部分的に開く。前記変形可能な要素は好ましくは非磁性物質であり、さらにより好ましくは電気活性高分子である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（装置および方法）
本発明の最初の局面は、いびきまたは睡眠時無呼吸などの不適切な気道開存性と関連する疾患の治療のための装置である。装置は気道の開口部を調節する変形可能な要素を含む。好ましい実施形態では、変形可能な要素は、電気活性高分子（ＥＡＰ）要素を含む。装置内の電気活性高分子要素は、疾患を治療するために適切な気道開口部を維持するのを助ける。通常、気道の壁が虚脱する場合、ＥＡＰ要素は前記壁に支持を与え、したがって、完全にまたは部分的に気道を開く。
【００２４】
装置は、ＥＡＰ要素に通電するおよび通電しない構成を維持することによって機能する。好ましい実施形態では、睡眠中に、電気でＥＡＰ要素に通電し、形状を変え、これにより、気道の開口部を修正する。通常、通電しない構成では、ＥＡＰ要素は柔らかく、また通電する構成ではより硬くなる。装置のＥＡＰ要素は、装置が移植される患者の気道の形状と実質的には類似している、予めセットされる通電しない構成を有することが可能である。
【００２５】
いくつかの実施形態では、ＥＡＰ要素に加えて、装置はＥＡＰ要素と電気的に繋がっている移植可能なトランスデューサを含む。導電性のあるリード線は、ＥＡＰ要素と移植可能なトランスデューサをお互いに接続する。本発明の装置は通常、ＥＡＰ要素と電気的に繋がっている電源および／または電池またはキャパシタなどの移植可能なトランスデューサを含む。電池は使い捨てであってもよく、または充電式であってもよい。
【００２６】
本発明の好ましい実施形態は、移植されたＥＡＰ要素を制御する、マウスピースなどの非移植部分を含む。マウスピースは通常、移植可能なトランスデューサと導電的または誘導的に繋がっている。一実施形態では、マウスピースは誘導コイルおよび電源付きの歯科用リテーナである。歯科用リテーナはパルス幅変調回路をさらに備えてもよい。歯科用リテーナが使用される場合、それは好ましくは個人の生体被験者用に適合するように特別に作られている。移植可能なトランスデューサが誘導的に繋がっている場合、それは通常コイルなどの誘導受信器を含む。移植可能なトランスデューサはまた、歯科充填、歯科インプラント、口腔内の移植片、および、頭部または頸部内の移植片などの伝導受信器を含んでもよい。一実施形態では、装置は、移植可能なトランスデューサと繋がっている、コイル、回路および電源付きの皮膚パッチを含んでもよい。皮膚パッチはまた、パルス幅変調回路を含んでもよい。
【００２７】
本発明の別の局面は、気道通路を通して空気の流れを調節する方法である。かかる調節はいびきおよび睡眠時無呼吸などの疾患の治療に使用される。本発明の一つの方法は、患者に移植することによって気道通路の空気の流れを調節するための方法であって、装置は変形可能な要素を含み、変形可能な要素に通電することによって装置を制御する。変形可能な要素好ましくは、電気活性高分子要素を含む。変形可能な要素は、患者の口の中に挿入されるマウスピースで制御されてもよい。通電は通常、変形可能な要素に、誘導通信または伝導通信の電気通信をしている電源を使用して実行される。電源と電気的に繋がっているトランスデューサを取り付けることにより、トランスデューサはまた、変形可能な要素に通電するのに使用されてもよい。治療される条件によって、変形可能な要素は、軟口蓋、気道側壁、口蓋垂、咽頭壁、気管壁、喉頭壁、および／または鼻の通路壁などの異なる位置に取り付けられる。
【００２８】
本発明の装置の好ましい実施例は、移植可能で変形可能な要素、移植可能なトランスデューサ、変形可能な要素およびにトランスデューサ接続している移植可能なリード線、取り外し可能なトランスデューサ、および取り外し可能な電源を含み、また変形可能な要素は電気活性高分子を含む。
【００２９】
電気活性高分子は、物理的な変形による電気的な刺激、引張特性の変化、および／または硬さの変化に反応する高分子の一種である。誘電性電歪高分子、イオン交換高分子およびイオン交換高分子金属複合体（ＩＰＭＣ）のような電気活性高分子の種類はいくつかある。開示されている装置を作るときに使用される特有の種類のＥＡＰは、前述の電気活性高分子のうちどれであってもよい。
【００３０】
電気活性高分子要素に適した物質は、イオン交換高分子、イオン交換高分子金属複合体、アイオノマー原料物質を含むが、それらに限定されない。いくつかの実施形態では、電気活性高分子は、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフルオロスルホン酸、ペルフルオロスルホン酸、およびフッ化ビニリデン樹脂などのペルフルオロ高分子である。適切な他の高分子は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアニリン、ポリアクリロニトリル、セロファン、セルロース、再生セルロース、酢酸セルロース、ポリサルフォン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドンを含む。通常、電気活性高分子要素は、白金、金、銀、パラジウム、銅、および／または炭素などの生体適合性導電物質を含む。
【００３１】
電気活性高分子要素の適切な形状は、三次元形状、実質的に長方形、実質的に三角形、実質的に円形、実質的に台形、平面帯状、棒、円筒状管、均一の厚さを有する、または厚さが変化するアーチ、軸に対して垂直な溝および縦軸、コイル、穿孔、および／または溝に対して平行な溝を有す形状を含む。
【００３２】
ＩＰＭＣは、原料物質としてアイオノマーを使用する高分子であり、金属複合物である。アイオノマーは、膜を通してイオン移動を可能にさせる高分子の種類である。市販されているいくつかのアイオノマーがあり、この適用に適したいくつかのアイオノマーは、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン樹脂、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、デラウェア州、ウィルミントンより）のようなポリフルオロスルホン酸を基にした膜、ポリアニリン、ポリアクリロニトリル、セルロース、酢酸セルロース、再生セルロース、ポリサルフォン、ポリウレタン、またはその組み合わせである。導電性の金属、例えば、金、銀、白金、パラジウム、銅、炭素、またはその組み合わせを、アイオノマーに接合し、ＩＰＭＣを作ってもよい。ＩＰＭＣ要素は、多くの形状、例えば、帯状、棒、円筒状管、長方形の断片、三角形の断片、台形の形状、アーチ形状、コイル形状、またはその組み合わせに形成されてもよい。ＩＰＭＣ要素は、組織が成長できるよう穿孔または溝に切断部を有してもよい。
【００３３】
いくつかの実施形態では、電気活性高分子要素は、電気活性高分子の層を分離する絶縁層を持つまたは持たない、電気活性高分子の複数の層を有する。適切な絶縁層は、シリコーン、ポリウレタン、ポリイミド、ナイロン、ポリエステル、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ネオプレン、スチレンプタジエンスチレン、またはポリ酢酸ビニルを含むが、限定されない。
【００３４】
いくつかの実施形態では、変形可能な要素、全体の装置、または気道移植片の部分は被覆を有する。被覆は物理的にまたは電気的に、体液および／または組織から被覆された装置を分離する。装置は、組織増殖を最小限にする、または組織増殖を促進するのに被覆されてもよい。適切な被覆は、ポリ−Ｌ−リジン、ポリ−Ｄ−リジン、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン、ポリビニルアルコール、フッ化ビニリデン樹脂、ポリ酢酸ビニル、ヒアルロン酸、および／またはメタクリル酸メチルを含む。
【００３５】
（装置の実施形態）
図１は、電源４、リード線１４などの接続要素、および電気活性高分子要素８などの変形可能な要素を有する気道移植片システム２を示す。適切な電源４は、パワーセル、電池、キャパシタ、実質的には無限大母線（例えば、電力発電機に通じている壁コンセント）、発電機（例えば、携帯用発電機、太陽発電機、内燃発電機）、またはその組み合わせである。電源４は通常、約１ｍＡから約５Ａ、例えば、約５００ｍＡの出力を有する。
【００３６】
リード線１４の代わりに、またはリード線１４に加えて、接続要素は、誘導的エネルギー伝達系、導電的エネルギー伝達系、化学的エネルギー伝達系、音響的または振動的エネルギー伝達系、神経または神経経路、他の生物組織、またはその組み合わせであってもよい。接続要素は銅などの一つ以上の導電物質から作られる。接続要素は、絶縁体、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦE）によって、完全にまたは部分的に絶縁および／または保護される。絶縁体は生体適合性を有してもよい。電源４は通常、接続要素を通して変形可能な要素８と電気的に繋がっている。接続要素は、電源４上の陽極１０および陰極１２に接続される。接続要素は一つ以上の部分要素から作られてもよい。
【００３７】
変形可能な要素８は好ましくは、電気活性高分子から作られる。最も好ましくは、電気活性高分子はイオン交換高分子金属複合体（ＩＰＭＣ）である。ＩＰＭＣは、金属に埋め込まれているまたは適切に混ぜられている基本高分子を有する。ＩＰＭＣ基本高分子は好ましくは、ペルフルオロ高分子、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフルオロスルホン酸、ペルフルオロスルホン酸塩、フッ化ビニリデン樹脂、親水性フッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリアニリン、ポリアクリロニトリル、セロファン、セルロース、再生セルロース、酢酸セルロース、ポリサルフォン、ポリウレタン、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニルおよびポリビニルピロリドン、またはその組み合わせである。ＩＰＭＣ金属は、白金、金、銀、パラジウム、銅、炭素、またはその組み合わせであってもよい。
【００３８】
図２は、変形可能な要素８は、すべてが単一の電源４に接続する複数の要素８および接続要素１４を有してもよいことを示す。
【００３９】
図３は、すべてが単一の変形可能な要素８に接続する複数の電源４および接続要素１４を有する気道移植片システム２を示す。気道移植片システム２は、電源４に接続される変形可能な要素８のいくつでも、どのような組み合わせを有してもよい。
【００４０】
図４は、第一エネルギー伝達要素、例えば、第一受信機などの第一トランスデューサ、および第二エネルギー伝達要素、例えば、第二誘導源１６などの第二トランスデューサを有する接続要素を使用した実施形態を示す。本実施形態では、第一受信機は第一誘導源１８である。第一誘導源１８は通常、変形可能な要素８に通電する第二誘導源１６および第一誘導源１８との間で十分誘導的な電気伝達を可能にするほど近くに位置付けられる。接続要素１４は複数の接続要素６を有する。
【００４１】
図５は、本発明の気道移植装置は、移植部分２０および非移植部分２２を有することを示す。本実施形態では、移植部分２０は、第一キャパシタ２４および変形可能な要素８と直列な第一誘導源１８を有する閉回路である。変形可能な要素８は、第一接点２６および第二接点２８によって、移植部分２０の閉回路に接続される。いくつかの実施形態では、移植部分はレジスタ（図示せず）を有する。非移植部分２２は閉回路である。非移植部分２２は、レジスタ３０、電源４、および第二キャパシタ３２と直列である第二誘導源１６を有する。キャパシタ、レジスタ、および一部、誘導源は、回路の線の電気的特性の見本であり、必ずしも特定の要素の見本でない。移植部分２０は組織の内側にあり、すぐ近くに組織表面３３を有する。非移植部分は、絶縁材３５の中にある。空気界面３７は、組織表面３３と絶縁材３５との間にある。
【００４２】
図６は、接続要素１４の第一エネルギー伝達要素が第一導体３４である実施形態を示す。接続要素１４の第二エネルギー伝達要素は第二導体３６である。第一導体３４は、プラグで接続する、受電する、または第二導体３６と電気伝導接触を確保するよう構成される。第一導体３４および／または第二導体３６は、プラグ、ソケット、伝導性のある歯科充填、歯キャップ、義歯、またはその組み合わせである。
【００４３】
図７は、変形可能な要素８が多層装置である実施形態を示す。変形可能な要素８は、第一ＥＡＰ層３８、第二ＥＡＰ層４０、および第三ＥＡＰ層４２を有する。ＥＡＰ層３８、４０および４２はお互いに接触しており、絶縁体によって分離されていない。
【００４４】
図８は、変形可能な要素８が第一絶縁層４４によって、第二ＥＡＰ層４０から分離される第一ＥＡＰ層３８を有する別の実施形態を示す。第二絶縁層４６は第二ＥＡＰ層から第三ＥＡＰ層４２を分離する。第三絶縁層４８は第四ＥＡＰ層５０から第三ＥＡＰ層を分離する。絶縁材は好ましくは、それぞれの層を電気的に絶縁する高分子材料である。絶縁材は、例えば、アクリルポリマー、ポリイミド、ポリプロピレン、ポリエチレン、シリコーン、ナイロン、ポリエステル、ポリウレタン、またはその組み合わせであってもよい。それぞれのＥＡＰ層、３８、４０、４２および５０は、リード線（図示せず）に接続されてもよい。すべての陽極およびすべての陰極は、電源４に接続される。
【００４５】
図９〜１９は、変形可能な要素８に適切な異なる形状を示す。図９は、実質的には平面の長方形構造を有する変形可能な要素８を示す。変形可能な要素８は、約２ｍｍから約５ｃｍまで、例えば、約１ｃｍの幅を有する。図１０は、「Ｓ」またはジグザグ形状を有する変形可能な要素８を示す。図１１は、楕円形状を有する変形可能な要素８を示す。図１２は、変形可能な要素８の縦軸に垂直に切断された溝５２を有する実質的に平面の長方形形状を有する変形可能な要素８を示す。溝５２は、変形可能な要素８の縦軸の近くで始まる。変形可能な要素８は縦軸から離れて伸びている脚５４を有する。図１３は、縦軸に対して平行な溝５２および脚５４を有する変形可能な要素８を示す。図１４は、台形などの四角形で構成される変形可能な要素を示す。変形可能な要素８は、曲率半径により示されるように面取りされた角を有する。図１５は、すき間５５、穴、穿孔、またはその組み合わせを有する変形可能な要素８を示す。図１６は、変形可能な要素８の側面から縦軸に対して平行に伸びている溝５２および脚５４を有する変形可能な要素８を示す。図１７は、中空シリンダー、管、棒を有する変形可能な要素８を示す。変形可能な要素は内径５６を有する。図１８は、アーチ形の変形可能な要素８を示す。アーチは約１ｃｍから約１０ｃｍまで、例えば、約４ｃｍの曲率半径５７を有する。変形可能な要素８は均一の厚さを有する。図１９は、アーチ形の変形可能な要素８を示す。変形可能な要素８は厚さが変化するアーチを有する。第一の厚さ５８は、第二の厚さ６０と同等またはそれより厚い。
【００４６】
図２０は、リード線６によって変形可能な要素８に接続されるコイルタイプ誘導源１８を有する気道移植片の移植部分の実施形態を示す。別の実施形態では、図２１に示すように、移植部分は歯６４に伝導性のある歯科充填６２を有する。歯科充填６２は、気道移植システムの使用に関連している、または関連していない理由により前もって埋めこまれている。歯科充填６２はリード線６に電気的に接続される。例えば、極めて細い線で示すように、リード線６の一部は歯６４内に埋め込まれる。リード線６は変形可能な要素８に接続される。
【００４７】
図２２は、リテーナ６６などのマウスピースを有する非移植部分２２の実施形態を示す。リテーナ６６は好ましくは、患者の口の最上部、または患者の口の他の部分に適合するよう特別注文により構成される。第二誘導源１６などの第二トランスデューサは、リテーナ６６と一体になるか、または接続される。使用中、第二誘導源１６が第一誘導源１８に近接できるように、第二誘導源１６はリテーナ６６内に位置する。セルなどの電源４は、リテーナ６６と一体になるか、または接続される。電源４は第二誘導源１６と電気的に繋がっている。いくつかの実施形態では、リテーナ６６はパルス幅変調回路を有する。図２３は、リテーナ６６が一つ以上の歯の受け口６８を有することを示す。歯の受け口６８は好ましくは、歯科充填を有する歯を受けるために構成される。歯の受け口６８の部分は導電性であり、使用中は、歯科充填と一直線になる。電源４は、リード線６を介して歯の受け口６８に接続される。図２４の実施形態では、非移植可能な部分２２は、取り外し、取り付け可能な継ぎ当て７０に接続される第二誘導源１６を有する。継ぎ当て７０は電源４に接続される。電源４は第二誘導源１６と接触している。本実施形態は、例えば図３３に示すように、ほお、または適切な他のいかなる場所に位置付けられてもよい。
【００４８】
好ましくは、本明細書で説明される気道移植装置２は、図３０に示すような誘導結合システム９００と組み合わせ使用される。図３０は、接続要素９０６（電気接点（図示せず）をその他の電気システムに接続する）、コネクタ９０１、エネルギー源３２２、センサー９０３、タイマー９０４、およびコントローラ９０５を含む、気道移植装置２を制御するのに適切な誘導結合システムを示す。コネクタ９０１、エネルギー源３２２、センサー９０３、タイマー９０４、およびコントローラ９０５は、身体の外部または内部の部位に配置されるハウジング内に位置付けられる。
【００４９】
気道移植装置の二つの好ましい実施形態を図３１および図３２に示す。図３１の装置は、陽極１０および陰極１２ならびに誘導コイル１８に接続される変形可能な要素８を含む。前記装置はまた、マイクロプロセッサなどのコントローラ９０を含む。コントローラの内側の回路構成は図示されていない。コントローラ９０は交流信号誘導コイル１８から交流信号を取得し、それを直流電流に変換する。コントローラ９０はまた、遅延回路および／またはセンサーを含んでもよい。センサーは、気道がつぶれるおよび／または狭まることを感知し、装置により変形可能な要素８に通電し、最終的に、装置に移植される気道を完全にまたは部分的に開くことが可能となる。図３２は、変形可能な要素８に位置付けられる留め金９１を有する実施形態を示す。移植片は、これらの留め金ならびに縫合および／または手術用接着剤を使用して、適切な場所に固定されてもよい。
【００５０】
本明細書で説明される移植片は好ましくは、配置ツールを使用して移植される。通常、移植は、切開、手術用キャビテーション、および／または移植片の取り付けを伴う。
【００５１】
（電気活性高分子要素の作成方法）
いくつかの実施形態では、ＥＡＰ要素は、アイオノマーシート、薄い層または膜の原料物質から作られるＩＰＭＣ細片である。アイオノマーシートはアイオノマー分散物を使用して形成される。
【００５２】
ＩＰＭＣは、例えば、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ）（例えば、ＫＹＮＡＲ（登録商標）およびＫＹＮＡＲ  Ｆｌｅｘ（登録商標）、ＡＴＯＦＩＮＡ、フランス、パリより、ならびにＳＯＬＥＦ（登録商標）、Ｓｏｌｖａｙ  Ｓｏｌｅｘｉｓ  Ｓ．Ａ．、ベルギー、ブリュッセルより）、親水性−ＰＶＤＦ（ｈ−ＰＶＤＦ）、ＮＡＦＩＯＮ（登録商標）（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｉｎｔ  ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ａｎｄ  Ｃｏｍｐａｎｙ、デラウェア州、ウィルミントンより）のようなポリフルオロスルホン酸ベースの膜、ポリアニリン、ポリアクリロニトリル、セルロース、酢酸セルロース、再生セルロース、ポリサルフォン、ポリウレタン、およびその組み合わせのベースアイオノマーから作成される。
アイオノマーに接合される伝導体は、それの金、白金、銀、パラジウム、銅、黒鉛、伝導性の炭素またはその組み合わせであってもよい。伝導体は、電気分解プロセス、蒸着、スパッタリング、電気メッキ、またはプロセスの組み合わせのいずれかによってアイオノマーに接合される。
【００５３】
ＩＰＭＣはＥＡＰ要素のために望ましい移植片形状状に切られる。電気的な接触（例えば、ＥＡＰ要素のための陽極線および陰極線）は、例えば、はんだ付け、溶接、ろう付け、伝導性の接着剤を使用するポッティング、またはその組み合わせによって、ＩＰＭＣ表面に接続される。必要ならば、ＥＡＰ要素は、モールディングおよび熱処理のプロセスを使用して、特定の湾曲状の形状へ構成される。
【００５４】
いくつかの実施形態では、ＥＡＰ要素は電気的な絶縁被覆で絶縁される。また、ＥＡＰ要素は、細胞増殖を促進し、線維症を最小限にし、細胞増殖を阻止するか、または近隣の細胞を死滅させる被覆で絶縁されもよい。絶縁は生体適合性材料であってもよい。ＥＡＰ要素は、ポリプロピレン、ポリ−Ｌ−リジン、ポリ−Ｄ−リジン、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリ酢酸ビニル、ポリメタクリル酸またはその組み合わせなどの高分子で被覆される。ＥＡＰ要素はまた、ヒアルロン酸で被覆されてもよい。被覆は、スプレー、静電塗装、はけ塗り、蒸着、浸し塗りなどような標準被覆技法によって装置に施される。
【００５５】
一実施例では、ペルフルオロスルホン酸アイオノマー、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）またはｈ−ＰＶＤＦシートが、ＥＡＰ要素の製造のために調製される。任意のステップとして、例えば、約３２０グリットサンドペーパー、その次に約６００グリットサンドペーパーを使用してシートの両面を粗くし、次に脱イオン水ですすぎ、次にイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）の中に浸し、約１０分間超音波バスに曝し、その後、シートを脱イオン水ですすぐ。シートを塩酸（ＨＣＬ）の中で約３０分間煮沸する。シートをすすぎ、次に、約３０分間脱イオン水で煮沸する。その後、シートをイオン交換（つまり吸収）に供する。シートを浸潤またはその他の方法で、室温で約３時間以上金属塩溶液に曝す。金属塩溶液の例は、塩化テトラアンミン白金溶液、塩化銀溶液、テトラクロロ金（ＩＩＩ）酸、塩化テトラアンミンパラジウム一水和物または溶液中の他の白金、金、銀、炭素、銅またはパラジウム塩類である。金属塩溶液は通常、約２００ｍｇ／１００ｍｌ水より濃い、または同等の濃度を有している。５％の水酸化アンモニウム溶液は、溶液を中和するために、塩化テトラアンミン白金溶液に、２．５ｍｌ／１００ｍｌの割合で加えられる。その後、シートを脱イオン水ですすぐ。次に、最初のめっきがシートに施される。シートを約４０℃の水に浸す。水素化硼素ナトリウムおよび脱イオン水の５重量％の溶液を、２ｍｌ／１８０ｍｌ水でシートを浸している水に加える。その溶液を４０℃で３０分間攪拌する。その後、水素化硼素ナトリウム溶液を、２ｍｌ／１８０ｍｌ水で水に加えられ、また、溶液は４０℃で３０分間攪拌される。水素化硼素ナトリウムを加えるステップおよび溶液を攪拌するステップは、合計で６回実施される。その後、水温は徐々に、６０℃まで上げられる。その次に、２０ｍｌの水素化硼素ナトリウム溶液を水に加える。その溶液を約９０分間攪拌する。その後、シートを脱イオン水ですすぎ、１時間０．１Ｎ  ＨＣＩへ浸し、次に、脱イオン水ですすぐ。
【００５６】
いくつかの実施形態では、シートに二回目のめっきが施される。シートは浸潤あるいはその他の方法で、約５０ｍｇ／１００ｍｌの脱イオン水の濃度で塩化テトラアンミン白金溶液に曝される。５％の水酸化アンモニウム溶液は、２ｍｌ／１００ｍｌ塩化テトラアンミン白金溶液の割合で加えられる。脱イオン水中の５容量％のヒドロキシルアミン塩酸塩溶液を、塩化テトラアンミン白金溶液の容量中０．１の割合で塩化テトラアンミン白金溶液に加える。脱イオン水中の２０容量％のヒドラジン一水和物溶液を、塩化テトラアンミン白金溶液の容量中０．０５の割合で塩化テトラアンミン白金溶液に加える。その後、温度を約４０℃に設定し、溶液を攪拌する。
【００５７】
その後、ヒドロキシルアミン塩酸塩の５％溶液を、２．５ｍ／１００ｍｌ塩化テトラアンミン白金溶液の割合で加える。その後、ヒドラジン一水和物溶液の２０％溶液を、１．２５ｍｌ／１００ｍｌ塩化テトラアンミン白金溶液の割合で加える。溶液を３０分攪拌し、温度を６０℃に設定する。本段落の上記のステップは、さらに三回繰り返されてもよい。その後、シートを脱イオン水ですすぎ、１０分間ＨＣｌの中で煮沸し、脱イオン水ですすぎ、乾燥させる。
【００５８】
いくつかの実施形態では、高分子ベースは、溶剤、例えば、ジメチルアセトアミド、アセトン、メチルエチルケトン、トルエン、ジメチル炭酸塩、炭酸ジエチル、およびその組み合わせに溶解される。その後、溶剤は乾燥され、薄膜が生成する。溶液に湿気がある間、低摩擦、（例えば、ガラス、テフロン（登録商標））プレートを溶液にさっと浸け、取り除く。プレート上の被覆は乾燥し、厚膜を作成する。プレートは膜の厚さを増すために繰り返し溶液に浸けられる。
【００５９】
ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリ酢酸ビニルまたはその組み合わせは、乾燥させる前にＰＶＤＦ溶液に加え、それによりＰＶＤＦに親水性の特性を与えることができ、製造中に高分子膜を通ってイオン移動を向上させることができる。染料または他の着色顔料は高分子溶液に加えることができる。
【００６０】
（使用している方法）
図２５は、本発明の気道移植装置の方法の実施形態を示す。この実施形態では、第一誘導源１８は、例えば、口蓋７４の中、または隣接している口の最上部７２に移植される。リード線６は、変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃに第一誘導源１８を接続する。第一の変形可能な要素８ａは、咽頭壁７６で舌の付け根に移植される。第二の変形可能な要素８ｂは、第一の変形可能な要素８ａ（例えば、図１７に示すように、空洞の円筒型の変形可能な要素８の二つの区分として）と一体となる。第一の変形可能な要素８ａおよび第二の変形可能な要素８ｂは分離されてもよく、独立している要素であってもよい。第三の変形状可能な８要素ｃは、口蓋垂および／または軟口蓋８４に移植される。変形可能な要素８はまた、咽頭鼻部などの咽頭７９で比較的高いまたは低い鼻腔７８の壁、気管８０の壁、喉頭（図示せず）、他のどのような気道、またはその組み合わせに移植されてもよい。第二誘導源１６は、患者によって口８２の中に着用される。第二誘導源１６は不可欠な、または非不可欠な電源に接続される。第二誘導源１６は一つまたは複数の誘導コイルを備える。第二誘導源１６は、第一誘導源１８に無線周波数（ＲＦ）エネルギーを誘導的に伝達する。第一誘導源１８はＲＦエネルギーを電気に変換させる。第一誘導源１８は、リード線６に沿って、変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃヘ電荷または電流を送る。変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃは電荷または電流によって通電される。通電された変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃは、剛性を増し、および／または気道の形状を変える。通電された変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃは、変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃが移植される周りの気道の開口部を調節する。通電されない変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃは、変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃが移植される周りの気道に一致するよう構成される。通電されない変形可能な要素８ａ、８ｂおよび８ｃは、柔軟性があり、柔らかい。
【００６１】
図２６は、本発明の別の実施例を示す。この実施形態では、第一誘導源１８は口の最上部７２に移植され、リード線６を介して変形可能な要素８に接続される。変形可能な要素８は好ましくは、軟口蓋８４の中にある。別の実施形態では、図２７は、第一誘導源１８が口の最上部７２に移植され、二つのリード線６を介して二つの変形可能な要素８に接続されることを示す。変形可能な要素８は、口８２の側壁８６に移植される。まだ別の実施例では、図２８に示すように、第一誘導源１８が口の最上部７２に移植され、三つのリード線６を介して三つの変形可能な要素８に接続される。変形可能な要素８は、軟口蓋８４および口８２の側壁８６に移植される。図２９は、第一伝導体（図示せず、例えば、歯ソケット）が第二伝導体に接続され、また第二伝導体と電気通信をしている実施形態を示す。図２３に示すように、リテーナ６６は患者によって着装され、変形可能な要素８に通電してもよい。歯ソケットは、取り外し可能で、第一伝導体３４に接続される。第一伝導体３４は歯科充填であり、歯６４に近接する、および／または歯６４を通る伝導性の柱である。
【００６２】
図３３は、患者８８が患者のほおに移植された第一トランスデューサ（図示せず）を有し、図２４の示すように、患者のほおの外側に非移植部分２２を着装している実施形態を示す。非移植部分２２は移植された部分（図示せず）に通電する。
【００６３】
図３４〜３６は、気道を開くために移植装置が機能する方法のうちのいくつかを示す。図３４Ａおよび３４Ｂは、第二誘導源１６を有する、軟口蓋移植片８ｃおよび装置の非移植部分を有する患者の側面図を示し、この場合は着装可能なマウスピースである。着装可能なマウスピースは、伝達コイル、電源および他の電子技術を含むが、これは示されていない。また、第一誘導源１８を示す。移植装置は、気道を開くように舌を感知しそらす能力を有する。図３４Ａは、標準状態にある舌９２を示す。睡眠中に、図３４Ｂに示すように、舌９２’が落ち込む場合、変形可能な要素８ｃ’は落ち込んだ舌を感知し、マウスピースおよび第一誘導源を介して通電され、また、それは気道から舌を押しやるように硬化し、気道を開いた状態にする。気道の開口部は、部分的または完全であってもよい。いくつかの実施形態では、特にセンサーのない実施形態では、変形可能な要素８は通電され、落ち込んだ舌を気道から離しておくように、患者の睡眠中に移植片は充電される。
【００６４】
図３５および３６は、側壁移植で気道を開いておく実施形態を示す。図３５Ａは、気道の側壁に位置する変形可能な要素８を有する患者の顔の側面図を示す。図３５Ａは、標準状態にある舌９２を示す。図３５Ｂは、落ち込んだ状態の舌９２’を示す。舌がこの状態である場合、または舌が落ち込んだ状態に入る前に、図３６Ｂに示すように、側壁を伸ばし、気道を開くように変形可能な要素８が通電される。図３６Ａおよび３６Ｂは、患者の口を通して見られる気道の図である。図３６Ａは、通電されていない状態の変形可能な要素８および落ち込でいない状態の舌を示す。舌が落ち込むか、睡眠中になどの落ち込む傾向がある場合、変形可能な要素８は通電され、気道壁は舌から押しやられ、また開口空気通路９３を作る。この実施形態は、肥満の患者に特に有用である。
【００６５】
（気道疾患）
睡眠中に、口（軟口蓋）、舌および咽喉の最上部の筋肉は緩む。咽喉の中の組織が十分に緩む場合、それらは振動し、部分的に気道を遮る可能性がある。気道が狭くなればなるほど、空気の流れはより激しくなる。組織振動は増加し、いびきはより大きくなる。低く、厚い軟口蓋、または扁桃腺もしくは咽喉の奥にある組織（咽頭扁桃腺）の肥大化により、気道が狭くなることがある。同様に、軟口蓋（口蓋垂）からぶら下がる三角形の組織片が伸長される場合、気流は遮られことになり、振動は増加する。過体重になることは、咽喉組織を狭めることを助長する。慢性鼻閉または鼻孔間の彎曲した隔壁（鼻中隔彎曲）のせいであることもあり得る。
【００６６】
いびきをかくこともまた、睡眠時無呼吸に関連がある可能性がある。この深刻な状態では、咽喉組織の過度にたるみは、気道を虚脱させ、呼吸を妨げる。睡眠時無呼吸は通常、１０秒以上の沈黙により大きないびきを中断する。最終的には、酸素の不足および二酸化炭素の増加の合図は人を起こし、大きな鼻音で気道を開くことを強要する。
【００６７】
咽喉の奥の筋肉が緩む場合、閉塞性の睡眠時無呼吸が生じる。これらの筋肉は軟口蓋、口蓋垂、扁桃腺および舌を支持する。筋肉が緩む場合、吸気の間、気道は狭くなるかまたは閉塞し、また呼吸は瞬間的に遮断される。これは、血液中の酸素のレベルを低下させる。脳はこの減少を感知し、人を一時的に睡眠から覚醒させ、気道は再び開くことができる。通常、この覚醒は非常に短時間なので、記憶される可能性はない。脳が呼吸筋に信号を送信しない場合、はるかに一般的でない中枢性睡眠時無呼吸が生じる。
【００６８】
したがって、睡眠時無呼吸およびいびきなどの気道疾患は、気道通路の不適切な開口部によって引き起こされることが理解できる。本明細書で説明される装置および方法は、気道通路の不適切な開口部によって引き起こされる疾患の治療に適切である。装置は気道を開くどのような適切な位置に移植されてもよい。通路の開口部は完全な開口部である必要がなく、いくつかの状態では、部分的な開口部は疾患を治療するのに十分である。
【００６９】
空気通路疾患に加えて、本明細書に開示されている移植片は、他の疾患で使用するのに適切である。本装置で治療された疾患は、さまざまな位置の胃腸管または血管などの身体にある通路の不適切な開口部および／または閉鎖部によって引き起こされる疾患を含む。本装置の移植は、通路の壁を支持するのに適切である。本装置は、胃酸の逆流を治療するために、食道などの胃腸管の壁に移植されもよい。
【００７０】
本発明の精神および範囲から逸脱することなく、本開示に対してさまざまな変更および修正が行なうことができ、また同等物を採用することができることは、当業者には明白である。いかなる実施形態で示された要素は、特定の実施形態に対して模範となるものであり、本開示内の他の実施形態で使用されもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】図１は、気道移植装置の一実施形態を示す。
【図２】図２は、気道移植装置の一実施形態を示す。
【図３】図３は、気道移植装置の一実施形態を示す。
【図４】図４は、気道移植装置の一実施形態を示す。
【図５】図５は、気道移植装置の実施形態の回路図を示す。
【図６】図６は、気道移植装置の実施形態を示す。
【図７】図７は、電気活性高分子要素の実施形態の断面図を示す。
【図８】図８は、電気活性高分子要素の実施形態の断面図を示す。
【図９】図９は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１０】図１０は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１１】図１１は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１２】図１２は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１３】図１３は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１４】図１４は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１５】図１５は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１６】図１６は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１７】図１７は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１８】図１８は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図１９】図１９は、電気活性高分子要素の実施形態を示す。
【図２０】図２０は、気道移植装置の移植された部分の実施形態を示す。
【図２１】図２１は、気道移植装置の実施形態を示す。
【図２２】図２２は、マウスガードの形をした非移植部分の実施形態を示す。
【図２３】図２３は、マウスガードの形をした非移植部分の実施形態を示す。
【図２４】図２４は、非移植部分の実施形態を示す。
【図２５】図２５は、気道移植装置を使用する方法の実施形態を示す、被験者の頭部の矢状断面を示す。
【図２６】図２６は、気道移植装置を使用する方法の実施形態を表す、口の最上部を見通した口の前面像を示す。
【図２７】図２７は、気道移植装置を使用する方法の実施形態を表す、口の最上部を見通した口の前面像を示す。
【図２８】図２８は、気道移植装置を使用する方法の実施形態を表す、口の最上部を見通した口の前面像を示す。
【図２９】図２９は、気道移植装置を使用する方法の実施形態を表す、口の最上部を見通した口の前面像を示す。
【図３０】図３０は、気道移植装置と関連する誘導結合システムの実施形態を示す。
【図３１】図３１は、気道移植装置の実施形態を示す。
【図３２】図３２は、気道移植装置の実施形態を示す。
【図３３】図３３は、患者が装置の非移植部分をほおに装着する、実施形態を示す。
【図３４】図３４Ａ〜３４Ｂは、軟口蓋の中の気道移植片を含む本発明の方法の実施形態を示す。
【図３５】図３５Ａ〜３５Ｂは、軟口蓋および咽頭側壁の中の気道移植片を含む本発明の方法の実施形態を示す。
【図３６】図３６Ａ〜３６Ｂは、咽頭側壁の中の気道移植片を含む本発明の方法の実施形態を示す。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４Ａ】
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【図３４Ｂ】
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【図３５Ａ】
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【図３５Ｂ】
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【図３６Ａ】
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【図３６Ｂ】
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【国際調査報告】
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