(57)【要約】【課題】表面活性剤欠乏に関するサンプリング、供給を改善した医療用装置を提供する。【解決手段】第２チューブ（１０）が、遠位末端でカフ（６）と接続されており、かつ近位末端を介して周囲物と接続可能であり、その際、カフを通して流体を循環させるために、ポンプ装置（１２）が、第１チューブ（８）の近位末端および第２チューブ（１０）の近位末端と接続されており、かつ、カフ（６）が特定の物質を透過可能な膜（６Ａ）を有することを特徴とする、医療用装置（２）によって解決される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者用チューブ（４）と一緒に気管内に配置されてもよいカフ（６）、およびカフ（６）に接続された遠位末端と、周囲物と接続可能な近位末端とを有する第１チューブ（８）を有する医療用装置（２）において、
第２チューブ（１０）が、遠位末端でカフ（６）と接続されており、かつ近位末端を介して周囲物と接続可能であり、その際、カフ（６）を通して流体を循環させるために、ポンプ装置（１２）が、第１チューブ（８）の近位末端および第２チューブ（１０）の近位末端と接続されており、かつ、カフ（６）が特定の物質を透過可能な膜（６Ａ）を有する、医療用装置（２）。
【請求項２】
分析ユニット（１４）が、カフ（６）から循環される流体の含量を特定の物質に関して分析するために接続されている、請求項１に記載の医療用装置。
【請求項３】
分析ユニット（１４）が、特定の物質の量を、通常の量に対して定量的に測定するための計測ユニット（１６）を有する、請求項２に記載の医療用装置。
【請求項４】
投薬ユニット（１８）が、循環する流体中へ薬剤を投与するために接続されている、請求項１から３までのいずれか１項に記載の医療用装置。
【請求項５】
投薬ユニット（１８）が、薬剤に含有されるべき１種または複数種の物質の溜め（２０Ａ、２０Ｂ、２０Ｃ、２０Ｄ）を有する、請求項４に記載の医療用装置。
【請求項６】
カフ（６’）が、カフ（６’）の内部の容積を、少なくとも２個のチャンバー（３４、３６、３８、４０）に分割する少なくとも１個の隔壁（２６、２８、３０、３２）を有し、その際、それぞれのチャンバーを介しての流体の独立した循環のために、それぞれの第１チューブ（４２、４６、５０、５４）およびそれぞれの第２チューブ（４４、４８、５３、５６）を、それぞれのチャンバー（３４、４６、３８、４０）と遠位末端で接続し、かつ、ポンプ装置と近位末端で接続する、請求項１から５までのいずれか１項に記載の医療用装置。
【請求項７】
特定の物質が、通常、表面活性剤中に存在するタンパク質ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄの少なくとも１種である、請求項１から６までのいずれか１項に記載の医療用装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、患者用チューブ（４）と一緒に気管内に配置されてもよいカフ（６）、およびカフ（６）に接続された遠位末端と、周囲物と接続可能な近位末端とを有する第１チューブ（８）を有する医療用装置（２）に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面活性剤として公知の物質は、健康な肺において見出されている。表面活性剤による本質的機能は、すべての肺胞の開放を保持できる程度に表面張力を減少させることである。表面活性剤は、多くのタンパク質を含んでおり、この場合、これらのタンパク質のそれぞれの機能は完全には知られていない。しかしながら、主な構成成分は公知であり、かつ、４種の異なるタンパク質を含有している。これらのタンパク質は、通常、ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄと呼称されている。
【０００３】
種々の肺の損傷は、表面活性剤の発現に影響を与えるものであって、この場合、これは総表面活性剤量の減少（肺における表面活性剤生成が影響を受ける）であったり、主要タンパク質ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄの１種またはそれ以上の発現を変化させるものであったりする。多くの場合において、表面活性剤の発現における変化の結果として、しばしば未知数の肺胞がつぶれる肺の繊維化（stiffer lung)を生じる。これによってガス交換は急速に悪化し、かつ患者は生命維持のために、機械的なベンチレーションに依存するといったリスクを背負うこととなる。
【０００４】
表面活性剤の重要な役割および生理学的相互作用に関する背景技術については、ＵＳ６０２０３０７中により詳細に記載されている。
【０００５】
表面活性剤欠乏に関する明確な治療方法としては、外因性の表面活性剤を提供することである。しかしながら、これは、全くの結果のないものである。完全な合成による表面活性剤は、現在入手可能ではない。天然の表面活性剤は、動物肺から製造されるものであるが高価である。天然の表面活性剤の値段は、１ｍｌ当たり、２００ユーロである。好ましい投与量は、体重１ｋｇ当たり１．２５ｍｌである。体重２ｋｇの子供に対しての１投与量のコストは、約５００ユーロであるが、約６０ｋｇの成人に対しては、１投与量のコストが約１５０００ユーロにもなる。投与は、通常、治療の間に数回に亘って繰り返しておこなう必要がある。したがって、天然の表面活性剤は、一般的な治療方法としては、少なくとも成人には使用することができない。同時に、実際には、外因性表面活性剤の一部分は、呼気作用中に肺から押し出される。これは、呼気作用中の肺胞容量の変化によるものである。さらに、添加された表面活性剤の一部は肺胞に達することがなく、かつ治療的効果を提供することがないとも推測される。
【０００６】
たとえ、異なるタンパク質を識別する分析方法が知られていたとしても、それぞれの患者の状態の連続的であるかまたは頻繁な分析を管理することは不可能である。これは、主に、表面活性剤の試料が、気管支洗浄法または粘液吸引法を用いて、肺から抽出されるためである。双方の方法は、通常、患者の機械的ベンチレーションを中断させ、かつ最悪の場合には、患者をベンチレーターからはずさなければならない。
【０００７】
したがって、表面活性剤欠乏に関する管理を改善することが好ましい。第１の目的は、より安価で、かつより効果的な治療を可能にする効率的な方法を提供することである。第２の目的は、ほぼ連続的に実施することができるより良好かつ効果的な試料の採取方法を提供することである。第３の目的は、表面活性剤の投与のための良好かつ効果的な方法を提供することである。
【０００８】
さらに、肺の機能および／または状態に関連する物質のサンプリングが、前記の表面活性剤以外の物質に関連するものであってもよい。
【特許文献１】ＵＳ６０２０３０７
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の目的は、前記に示されたような問題および目的を少なくとも部分的に解決することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記の問題のいくつかを少なくとも部分的に取り除く医療用装置は、第２チューブ（１０）が、遠位末端でカフ（６）と接続されており、かつ近位末端を介して周囲物と接続可能であり、その際、カフを通して流体を循環させるために、ポンプ装置（１２）が、第１チューブ（８）の近位末端および第２チューブ（１０）の近位末端と接続されており、かつ、カフ（６）が特定の物質を透過可能な膜（６Ａ）を有することを特徴とする、医療用装置（２）によって達成される。
【００１１】
本発明による医療用装置の改良および有利な態様は、請求項１の従属請求項中に示されている。
【００１２】
通常、カフは、通常は、気管中に気管内チューブを固定し、かつチューブと気管との間隙を密閉する目的で使用される。このようなカフは、通常はチューブを介して供給される空気によって膨張する。
【００１３】
本発明によれば、第２チューブをカフと接続することによって、カフを介しての流体の循環を可能にする。さらに透過性の膜は、分析（または投与）されるべき特定の物質に関しては膜を介して通過できるが、流体に関しては通過することができないように、カフ中に位置する。
【００１４】
十分な多量の流体を循環させることによって、カフはさらに固定され、かつ、気管に対して密閉することができるが、しかしながら、本発明によるカフがさらに完全にかまたは部分的に膜から構成される別個のカフ（通常のカフよりも下方に配置される）として形成されていてもよい。このような別個のカフは、密閉機能を有していないばかりか、むしろ可能な限り高いレベルの粘液および分泌液によって包囲されるように配置することができる。
【００１５】
特定物質、たとえばタンパク質を膜を介して流体中に入れることで、１種またはそれ以上のタンパク質ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄを量的および質的に同定する分析ユニットと接続することができる。公知の分析方法を使用することは重要ではない。たとえば、異なる方法ではモノクローナル抗体を使用することが知られている。
【００１６】
分析によって、計測ユニットは、タンパク質が不足しているかどうか、かつどの程度のタンパク質を不足分に対して投与すべきかどうかを定めることができる。ここで、患者の体重がわかっていることは有利である。
【００１７】
いいかえれば、タンパク質は膜を介して患者に投与することができる。タンパク質の適した投与量は、投薬ユニットを介して投与することができる。これに関連して投薬ユニットは、供給を可能にするためのタンパク質の溜めを有していてもよく、かつ、タンパク質の不足分の分析に依存して、１種またはそれ以上のタンパク質の治療的有効量を流体に供給することができる。
【００１８】
膜を介してのタンパク質の通過が、原則として、両側の局部的圧力の差によって調節されることは重要であり、患者におけるタンパク質組成は、「正確な」タンパク質組成を有する流体の極めて低い流動性を可能にすることによって自動的に調整させるか／補うことができる。患者においてタンパク質の不足がみられる場合には、このタンパク質を膜を介して通過させることができる。不足分が大きくなればなるほど、拡散速度は大きくなる。返送された流体は、好ましい場合には、患者に運搬されたタンパク質について量的または質的に立証する目的で分析することができる。返送された流体は濾別されるか、またはタンパク質を添加することによって、「正確な」タンパク質の組成に復帰させる。
【００１９】
有利には、カフは、それぞれ流体の直通の流れ（through flow）を有する２個またはそれ以上のチャンバーに分割されてもよく、かつ、透過性の膜を有している。
【００２０】
分析および投与は、それぞれのチャンバーを介しておこなわれてもよく、この場合、これらは、好ましい場合には、異なる流体を使用することも有利である（あるいは同時に他の薬剤の投与することも）。
【００２１】
二者択一的に、カフ中のそれぞれのチャンバーは、特定のタンパク質かまたはタンパク質の特定の型に関して適応させることができる。たとえば、ＳＰ−ＢおよびＳＰ−Ｃは脂溶性である一方で、ＳＰ−ＡおよびＳＰ−Ｄは水溶性である。異なる流体は、分析／投与の効率を増加させることができる。
【００２２】
さらに、通常、膜を通過するタンパク質の配列作用（alignment effect）が、適した電圧が確立されている公知のナノチューブを用いて達成することができることは知られている。これによって、タンパク質運搬の方向を選択することができるか、あるいはタンパク質の特定チャンバーへの運搬を可能にする。さらに、種々のタンパク質が高い濃度で見出されるカフを有する気管内チューブを製造することも可能であり、かつ、これらのタンパク質は、膜に電圧を印加することによって気管に返送される。
【００２３】
本発明による医療用装置の実施態様は、より詳細には付属の図面によって示される。
【００２４】
本発明による医療用装置２の実施態様は、図１に示されている。医療用装置２は、患者用チューブ４を含むかまたはこのチューブに接続されていてもよく、この場合、これは、好ましくは気管内チューブである。患者用チューブ４は、患者の気管内に配置されるような大きさに適応させる（示されていない）。この場合、患者は動物およびヒトの双方であってもよい。
【００２５】
カフ６は、患者用チューブ４上に配置される。カフ６は、本発明の実施態様において、通常のカフよりも下方に位置するように示されている。二者択一的に、カフは、気管中に患者用チューブ４が位置し、かつ患者用チューブ４と気管との間隙を密閉するように形成されていてもよい。
【００２６】
第１チューブ８は、流体を下方のカフ６に導き、かつ第２チューブ１０は、カフ６から流体を導いている。流体は、公知の速度で、ポンプ装置１２を用いて循環させてもよい。ポンプ装置１２は、さらに流体の溜めを有していてもよい（示されていない）。
【００２７】
流体をカフ６に再循環させることは必要不可欠ではない。新鮮な流体は、全期間において供給することができる。しかしながら、これは多量の流体使用量を招く。
【００２８】
本発明の実施態様においては、カフ６の全外側表面に透過性の膜６Ａが形成されている。しかしながら、本発明の効果を達成するために、表面の一部分のみが、透過性の膜から形成されていることで十分である。膜６Ａは、分析されるべき１種または複数種の特定の物質に対して、選択的に透過性である。この場合において、本発明はＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄとして呼称される表面活性剤中の主要なタンパク質と関連して示されてもよい。
【００２９】
粘液および他の流体は、カフ周囲で捕集され、かつ任意のタンパク質ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄがカフ６の外側に存在する場合には、局部的圧力が生じ、透過性の膜６Ａを通過してタンパク質が、カフ６中の流体に導入される。その後にタンパク質を含有する流体は、第２チュ−ブ１０を介して流れる。
【００３０】
流体は、分析ユニット１４中で分析することができ、この場合、この分析ユニットは、それぞれのタンパク質レベルを質的および量的に測定するために計測ユニット１２に接続されていてもよい。
【００３１】
種々のタンパク質の存在を測定するために、他の多く測定方法が知られている。それぞれのタンパク質に対して選択的に選択された抗体は共通のものであり（common）、かつ、流体と一緒に流れるナノ−粒子（nano-sheres）上で使用されてもよい。タンパク質の存在は、蛍光染色法を用いて、分析ユニット１４内で光線をあてることによって測定することができる。
【００３２】
好ましい場合には、ナノ粒子は、選択された抗体上で異なる着色物質で標識されてもよく、それにより、好ましいすべてのタンパク質の測定および分析が同時に可能になる。
【００３３】
タンパク質が十分であるかどうかについての測定（およびその場合には欠乏度合いの測定）は、分析ユニット１４中の計測ユニット１６中で実施されてもよい。
【００３４】
タンパク質ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄの１種またはそれ以上が十分な量で存在しないことが明らかされた場合には、１種または複数種のタンパク質の治療的有効量が測定され、かつ投与ユニット１８からの液体の形で投与される。これによって、カフ６中で逆の局部的圧力（inverse partical pressure）が達成され、その結果、１種または複数種のタンパク質が、膜６Ａを通過して患者の気管に送りこまれ、さらに下方の肺に供給される。
【００３５】
投薬ユニット１８は、ＳＰ−Ａのための第１溜め２０Ａ、ＳＰ−Ｂのための第２溜め２０Ｂ、ＳＰ−Ｃのための第３溜め２０ＣおよびＳＰ−Ｄのための第４溜め２０Ｄを有する。タンパク質ＳＰ−Ａ、ＳＰ−Ｂ、ＳＰ−ＣおよびＳＰ−Ｄの決定された投与量は、投与チューブ２２を介してそれぞれの溜め２０Ａ〜２０Ｄから、ポンプ装置１２中の流体に供給することができる。
【００３６】
分析がおこなわれた後に、新たなスペースを生じさせる目的で、捕集された分泌物を除去することも有利であってもよい。このようにして、新規分析は、タンパク質が、カフ６近位の粘液中に拡散されるよりも早く実施することが可能になる。吸引は、患者用チューブ４を介して通常の方法にしたがっておこなうことができる。
【００３７】
二者択一的に、カフ６中（または患者用チューブ４を密閉するカフ）で、カフ６の周囲領域の規則的な吸入のために、持続的に直通接続（through-connection）されていてもよい。吸入は、適切にはタンパク質分析の間において実施することができることは明らかである。
【００３８】
さらに、他の吸入方法も可能である。
【００３９】
存在していてもよいユーザーインターフェス、装置内の内部接続、調整およびモニタリングおよび他の機能は、センターユニット２４中に象徴的に含まれている。
【００４０】
医療用装置２は、目的がタンパク質発現の均衡を保持するのみである場合には、さらに簡単にすることができる。その後に、投薬ユニット１８は、肺での通常の発現に相当するそれぞれのタンパク質用量の導出をおこなうことができる。カフ６中の膜６Ａは、均衡を達成するために自動的に作用する。欠失しているかまたは通常よりも低いレベルで存在するタンパク質は、大きい局部的圧力の差を生じ、かつ膜６Ａを介して急速に移動してする。肺中ですでに見出されている通常の量のタンパク質は、投与量と均衡であり、かつ、膜６Ａを介しての交換が生じることはない。
【００４１】
生体内に拡散されない流体またはタンパク質の再利用が好ましい場合には、カフ６から取り出された液体を、その組成を測定するために分析することができる。拡散されたこれらのタンパク質は置換することができ（投薬ユニット１８を介して）、かつ流体はカフ６に返送される。同時に、いずれのタンパク質が欠失しているか、およびどの程度欠失しているかの測定を分析することができる。
【００４２】
カフ６’の二者択一的なデザインは、図２中に例証されている。カフ６’は、第１隔壁２６、第２隔壁２８、第３隔壁３０、および第４部分壁３２を有している。隔壁は、カフ６’を、第１チャンバー３４、第２チャンバー３６、第３チャンバー３８および第４チャンバー４０に分割するものである。
【００４３】
第１チャンバー３４は、このチャンバー中に流体を循環させるために、第１チューブ４２および第２チャンバー４４と接続されている。第２チャンバー３６は、このチャンバー中に流体を循環させるために、第３チューブ４６および第４チューブ４８と接続されている。第３チャンバー３８は、このチャンバー中に流体を循環させるために、第５チューブ５０および第６チューブ５２と接続されている。第４チャンバー４０は、このチャンバー中に流体を循環させるために、第７チューブ５４および第８チューブ５６と接続されている。
【００４４】
カフ６’を多くのチャンバー３４、３６、３８、４０に分割することによって、多くの可能性が生じうる。
【００４５】
その一つは、それぞれのチャンバー３４、３６、３８、４０を、１種のタンパク質に対して特異的にデザインすることである。膜、流体、分析方法および投与は、すべてのタンパク質が処理されると同時に、それぞれ１種のタンパク質に対して適応させることができる。
【００４６】
二者択一的に、分析および投与は異なるチャンバー中でおこなわれてもよい。たとえば、タンパク質ＳＰ−ＡおよびＳＰ−Ｄは水溶性であり、第１チャンバーを介して分析され、かつ第３チャンバー３８を介して投与される一方で、タンパク質ＳＰ−ＢおよびＳＰ−Ｃは、脂溶性であり、第２チャンバーを介して分析され、かつ第４チャンバー４０を介して投与される。
【００４７】
種々の個数のチャンバーが使用されてもよいことは明らかである。さらに、医療用装置が１種または複数種のタンパク質のために使用されてもよいことも明らかである。同様に、前記に示されたタンパク質以外の表面活性剤の成分が取り扱われてもよい。他の物質（表面活性剤中で見出されるもの以外）であっても、分析および投与のために拡散させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明による医療用装置２を示す図
【図２】本発明によるカフの他の態様を示す図
【符号の説明】
【００４９】
２  医療用装置、  ４  患者用チューブ、  ６  カフ、  ６Ａ  透過性の膜、  ８  第１チューブ、  １０  第２チューブ、  １２  ポンプ装置、  １４  分析ユニット、  １６  計測ユニット、  １８  投薬ユニット、  ２０Ａ  第１溜め、  ２０Ｂ  第２溜め、  ２０Ｃ  第３溜め、  ２０Ｄ  第４溜め、  ２２  投薬チューブ、  ２４  センターユニット、  ６’  カフ、  ２６  第１隔壁、  ２８  第２隔壁、  ３０  第３隔壁、  ３２  第４隔壁、  ３４  第１チャンバー、  ３６  第２チャンバー、  ３８  第３チャンバー、  ４０  第４チャンバー、  ４２  第１チューブ、  ４４  第２チューブ、  ４６  第３チューブ、  ４８  第４チューブ、  ５０  第５チューブ、  ５２  第６チューブ、  ５４  第７チューブ、  ５６  第８チューブ
【図１】
2004181247.tif 000003
【図２】
2004181247.tif 000004