(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薬剤の放出を制御する医療デバイスの作動方法であって、
電力発生デバイスが、超音波振動の伝播に応じて圧電気によって特定の電圧及びアンペア数で電流を発生し、該電流は、超音波振動に応じて直接かつ連続的に発生するものであり、前記超音波振動の量が、薬剤を含有するポリマー微細構造に向けて特定の電圧及びアンペア数で前記電力発生デバイスが電流を発生するのに十分であり、前記電流及び微細構造が、ポリマー微細構造から身体組織又は器官へ薬剤を制御放出すること
を含む方法。
【請求項２】
電力発生デバイスに対する超音波振動が、身体組織又は器官により発生する予め選択された刺激に応じて伝播する、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
医療デバイスが、超音波振動を選択的に発生し電力発生デバイスに伝播するための手段に連結され、それを選択的に作動させるように構成されたセンサを介して、身体組織により発生する予め選択された刺激を受け取ることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
電流がポリマーの電荷を変化させて前記ポリマーからの薬剤の制御放出を引き起こす、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
電力発生デバイスが、正の電流が正に帯電した薬剤分子をポリマーから移動させ、負の電流が負に帯電した薬剤分子をポリマーから移動させるように電流を薬剤に流す、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
ポリマー微細構造が細胞性ポリマー微細構造であり、薬剤がそれを介して分散する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
薬剤がポリマーの表面に吸着されている、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
薬剤を含むポリマー微細構造、及び
治療している組織又は器官へ前記薬剤を放出させるために、超音波振動の伝播に応じて予め決定された量の電気インパルスを前記ポリマー微細構造に圧電気によって選択的に送達するように構成されたアクチュエータを備え、前記電気インパルスが超音波振動に応じて直接かつ連続的に発生する、身体組織又は器官を治療するための埋込み可能な装置。
【請求項９】
ポリマーが細胞性ポリマー微細構造であり、薬剤がそれを介して分散する、請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
薬剤がポリマーの表面に吸着されている、請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
薬剤の放出が、身体組織によって発生する感知された刺激に応じたものになるように、身体組織に連結されるセンサをさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１２】
薬剤の放出が、治療している組織又は器官とは異なる組織又は器官により発生する感知された刺激に応じたものである、請求項１１に記載の装置。
【請求項１３】
センサがアクチュエータ上に配置される、請求項１１に記載の装置。
【請求項１４】
ポリマーが生体適合性ポリマーから構成される、請求項８に記載の装置。
【請求項１５】
生体適合性ポリマーがポリグリコール酸又はポリ乳酸である、請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
特定の電圧及びアンペア数での電流の発生が、超音波振動の伝播に応じたものになるように、前記超音波振動を発生しアクチュエータに伝播するための手段をさらに含む、請求項８に記載の装置。
【請求項１７】
薬剤の放出が、身体組織により発生する感知された刺激に応じたものになるように、前記身体組織に連結されるセンサをさらに含む、請求項１６に記載の装置。
【請求項１８】
アクチュエータへの超音波振動の伝播が、身体組織により発生する感知された予め選択された刺激に応じたものである、請求項１７に記載の装置。
【請求項１９】
センサにより感知された生理学的変化の種類及び程度の関数として超音波振動の持続時間を計算するための手段をさらに含み、前記計算するための手段が、前記センサに連結されており、超音波振動を選択的に発生し伝播するための手段に連結されている、請求項１７に記載の装置。
【請求項２０】
身体組織又は器官を治療するための装置であって、
超音波振動に応じて圧電気によって特定の電圧及びアンペア数で電流を発生するための手段、
前記身体組織により発生する予め選択された刺激に応じて超音波振動を選択的に発生し、前記電気発生手段に伝播するための手段、
前記身体組織により発生する予め選択された刺激を受け取るように構成され、さらに、前記超音波振動を選択的に発生する手段に連結され、それを選択的に作動させるように構成されたセンサ、及び
ポリマー微細構造からの前記身体組織への薬剤の制御放出が前記電流により引き起こされるように、薬剤を含有するポリマー微細構造
を備え、前記電流が超音波振動に応じて直接かつ連続的に発生する、装置。
【請求項２１】
超音波振動手段が電気発生手段に配置される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２２】
センサが電気発生手段に配置される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２３】
ポリマー微細構造が電気発生手段に配置される、請求項２０に記載の装置。
【請求項２４】
医療デバイスが、身体組織により発生する予め選択された刺激をセンサ手段で自動的に感知するステップ、及び
前記身体組織により発生する前記予め選択された刺激を感知することに応じて超音波振動を選択的に発生するための手段を自動的に作動するステップ
をさらに含む、請求項３に記載の方法。
【請求項２５】
電力発生源が、超音波振動に応じて圧電気によって電流を発生し、該電力発生源が、薬物を包埋したポリマー微細構造に前記電流を流し、及び前記ポリマー微細構造が、帯電した前記薬物を身体組織又は器官へ溶出することを含む、薬剤の放出を制御する医療デバイスの作動方法であって、前記電流が、超音波振動に応じて直接かつ連続的に発生し、前記薬物が、流した電流の極性と同様の所定の極性で帯電している、方法。
【請求項２６】
医療デバイスが、電力発生源に自動的に連結され、それを選択的に作動させるように構成されたセンサを介して、身体組織又は器官により発生する予め選択された刺激を受け取ることをさらに含む、請求項２５に記載の方法。
【請求項２７】
薬剤の放出が治療している組織又は器官とは異なる組織又は器官により発生する感知された刺激に応じたものである、請求項１７に記載の装置。
【請求項２８】
超音波振動を発生し伝播するための手段がアクチュエータに配置される、請求項１６に記載の装置。
【請求項２９】
センサがアクチュエータに配置される、請求項１７に記載の装置。
【請求項３０】
超音波振動を発生し伝播するための手段、及びセンサが、アクチュエータに配置される、請求項１７に記載の装置。
【請求項３１】
薬剤の放出を制御する装置であって、
圧電デバイス及びポリマー微細構造を含み、前記圧電デバイスが、超音波振動の伝播に直接かつ連続的に応じて特定の電圧及びアンペア数で電流を発生させ、
前記超音波振動の量が、薬剤を含有するポリマー微細構造に向けて特定の電圧及びアンペア数で前記圧電デバイスが電流を発生するのに十分であり、それにより、前記ポリマー微細構造から薬剤を身体組織又は器官へ制御放出させる、装置。
【請求項３２】
薬剤の放出を制御する医療デバイスの作動方法であって、
圧電デバイスが、超音波振動の伝播に応じて特定の電圧及びアンペア数で電流を発生し、該電流は、超音波振動に応じて直接かつ連続的に発生するものであり、
前記超音波振動の量が、薬剤を含有する前記ポリマー微細構造に向けて特定の電圧及びアンペア数で前記デバイスが電流を発生するのに十分であり、前記電流及び微細構造が、ポリマー微細構造から身体組織又は器官へ薬剤を制御放出すること
を含む方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本方法及び装置は、概して、標的組織又は器官に治療上の効用を与えるための、生きている動物又はヒトの体内に埋込まれたデバイスに関し、さらに詳細には電流をポリマーに流してポリマーからの薬剤の放出を引き起こすことにより標的組織又は器官に薬剤を選択的に送達するためのデバイス及び方法に関する。
【０００２】
本出願は一部継続出願であり、３５Ｕ．Ｓ．Ｃ．§１２０の下に、現在、米国特許第６３３４８５９号として発行されている、１９９９年７月２６日に出願した米国特許出願第０９／３６０８９３号の継続出願である２００１年９月２６日に出願した同時係属の米国特許出願第０９／９６４８３６号の優先権を主張する。
【背景技術】
【０００３】
多くの障害、例えば脳障害及びある種の麻痺は、血管形成処置中の再狭窄を減少させる場合と同様に、電気刺激、又は脳若しくは身体の他の部分の特定部位に送達された局所用薬物により治療される。従来の治療デバイス及び手法の一欠点は、従来の治療デバイスは大型で、それらの配置により患者に損傷を引き起こすおそれがあること、又は所望のペースでの薬物の放出が不可能又は困難なことである。従来の治療デバイスの別の欠点は、デバイスがしばしば埋め込まれ、かつ制御信号又はエネルギー供給のために外界と接続を維持しなければならないことである。さらに、従来のデバイス及び手法においては、標的組織への薬物の送達は患者に精神的外傷を与えるおそれがあり、標的組織に正確に送達されないおそれがあり、外界と物理的接続が存在する場合に、繰り返し組織内に侵襲して異物を導入することは、必然的に患者に精神的外傷を繰り返し与えることになり、感染の尤度を高める。従来のデバイス及び手法のなお別の欠点は、電気刺激又は薬物の送達を必要としている治療中の組織又は器官に生じている現象及びその組織又は器官により発生する刺激に応じた電気刺激又は薬物の送達の正確なタイミングがわからないことである。
【０００４】
近年、制御薬物送達系は、予め決められたとおりに有効薬剤が放出されるように薬物又は他の有効薬剤と組み合わせた、天然又は合成のポリマーで作られた埋込み物を利用している。例えば、有効薬剤の放出は長時間にわたって一定であってもよく、又はある持続した期間内で周期的であってもよい。放出は環境又は他の外部刺激に誘発される場合もある。いずれの場合も、薬物の送達を制御する隠れた目的は、より有効な治療法を達成する一方で、過少量又は過剰量投与の可能性を排除することである。
【０００５】
有効薬剤をこのような送達系から放出できるメカニズムは主に３つある。拡散、分解、及び膨潤後の拡散である。しかし、送達メカニズムとして用いられた場合、これらのメカニズムのそれぞれには不利な点がある。拡散の場合の不利な点とは、放出が進むにつれてポリマー中の有効薬剤濃度が減少するため放出速度が減少すること、及び薬剤の移動距離がどんどん長くなるため関連組織への拡散時間が増加することである。分解の場合、プロセスは生体環境内で許容されないおそれのある分解副産物を発生し、その副産物は副作用をもたらすおそれのある炎症反応を引き起こす。最後に、膨潤／分解法では、ポリマーが膨潤した場合にのみ薬物が放出される。薬物は標的部位外の体液と接触して早すぎる時期に放出されるおそれがある。さらに、標的部位内に薬物放出を促進するのに適した環境がなければ、例えば、標的部位で十分な膨潤が起こらなければ、薬物がまったく放出されない場合もある。分解中のポリマーが抱えるすべての副作用リスクはここにも存在する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
これらの現行の薬物送達系には多大な利点があるといえるだろうが、それらの潜在的な不利益又は限界、すなわち、薬物の放出速度の経時的な減少、使用する材料の毒性又は生体不適合性の可能性、望ましくない分解副産物、及び過少量及び過剰量投与の可能性を無視することはできない。このように、不活性で、生体適合性で、偶発的な放出の危険がなく、一定速度の薬物の放出をもたらすことの可能な、改良された薬物送達系の必要性が依然として存在する。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
標的部位に大きな傷害を作ることなく、また外界、例えば患者の体外との接続を必要とせずに身体の標的組織又は器官、例えば脳又は治療された動脈に、ある時間にわたり薬剤を選択的に送達するための装置及び方法を提供することが本発明の目的である。
【０００８】
薬剤を含有するポリマーに電流を流す又は電荷をかけることにより所望の速度でポリマーから薬剤を放出させることは、本発明のなお別の目的である。
【０００９】
身体組織の治療法を提供することは本発明のなお別の目的であり、その方法は、超音波振動に応じた治療電圧及びアンペア数で電流を発生できるデバイスを用意するステップ、治療する組織付近にデバイスを配置するステップ、及びデバイスが治療電圧及びアンペア数で電流を発生するのに足る量と時間で、デバイスに超音波振動を与えるステップを含む。
【００１０】
薬剤貯蔵区画を有するハウジングを備える、身体組織を治療するためのデバイスを提供することは、本発明の別の目的である。振動部材はハウジングに装着され、薬剤貯蔵区画に連結されており、超音波刺激に応じて振動するように構成されている。薬剤ポートはハウジングに配置されて薬剤貯蔵区画と流体連通しており、薬剤を区画に導入して区画に含有することが可能なように構成されている。さらに薬剤ポートは、振動部材の振動に応じて薬剤貯蔵区画から薬剤を選択的に放出するように構成されており、前記振動部材によって、外部の高周波数刺激に応じて区画から薬剤をくみ上げる「ポンピング」作用が生じる。
【００１１】
身体組織を治療する方法を提供することは、本発明のさらに別の目的であり、その方法は、薬剤貯蔵区画を有するハウジングを備えるデバイスを用意するステップを含む。振動部材はハウジングに装着され、薬剤貯蔵区画と流体連通しており、超音波刺激に応じて振動するように構成されている。薬剤ポートはハウジングに配置されて薬剤貯蔵区画に連結されており、薬剤を区画に導入して区画に含有することが可能なように構成されている。さらに薬剤ポートは、振動部材の振動に応じて薬剤貯蔵区画から薬剤を選択的に放出するように構成されている。作動中は、薬剤ポートを介して薬剤貯蔵区画に薬剤を導入する。治療する組織付近にデバイスを配置し、所望の量の薬剤を、薬剤貯蔵区画から薬剤ポートを介して治療する組織へと放出させるための量及び時間で振動部材が振動するに足る量及び時間で、デバイスに超音波振動を与える。
【００１２】
治療している組織又は器官、例えば脳又は体内の他の興奮可能な組織に連結されている１つのセンサ又は列状に並んだセンサを提供することはなお別の本発明の目的である。センサは、１つ又は複数のアクチュエータに連結され、治療している組織又は器官により発生する感知された刺激に応じて、電気刺激又は薬物の送達を必要としている治療中の組織又は器官に予め決定された量の電気インパルス又は薬剤を選択的に送達するように構成されている。特に好ましい実施形態において、刺激は一組織、例えば脳又は神経で感知され、刺激は異なる組織、例えば麻痺した下肢筋で発生する。
【００１３】
身体組織又は器官を治療する方法を提供することは、本発明のなお別の目的であり、その方法は、超音波振動に応じて特定の電圧及びアンペア数で電流を発生可能なデバイスを用意するステップ、治療する組織付近にデバイスを配置するステップ、及びポリマーから薬物の制御放出を引き起こすために薬剤を含有するポリマーに向けて特定の電圧及びアンペア数でデバイスが電流を発生するのに足る量と時間で超音波振動をデバイスに与えるステップを含む。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
ミニチュアオシレーティングセラミックモータ（Miniature Oscillating Ceramic Motor）（ＯＣＭ）は当技術分野で十分に公知であり、Zumerisの米国特許第５４５３６５３号に開示されている。その明細は参照により本明細書に組み込まれている。本モータを非常に小型の任意の形状に製造することが可能で、本モータの運転は、モータの作動時にモータが接触面に沿って「ゆっくり進み」、接触面に対してその位置を変えられるほどの摩擦を発生させるのに十分な程度に表面に接触させることにより行われる。
【００１５】
図１は本発明にしたがって使用される、標的組織に電気刺激をもたらすセラミックモータの一実施形態を示す。電気刺激デバイス１は、電極２を備える。通常の使用において、電極２に電気が流され、それは電気刺激デバイス１に超音波範囲で振動を発生させる。従来の電気モータが回転すると電気が生じることは周知である。同様に、セラミックモータが超音波振動すると電流が発生し、電極２から放電される。セラミックモータは２番目の圧電効果にしたがって動き、その逆に、セラミックの振動による電流の発生は１番目の圧電効果と等価である。本発明の様々な実施形態で利用される周波数は、具体的な目的に応じて変更してもよい。広範囲の周波数、例えば無線周波数（ｒｆ）又は超音波（ｕｓ）を、治療している組織の種類及び部位並びに高周波振動が通過しなければならない組織の種類及び量に応じて利用できる。
【００１６】
脳系における神経細胞、及び身体の他の場所の刺激は、種々の疾患の治療、例えば生物学的な活性化が損なわれている筋肉の活性化に望ましい。応用する場合、カテーテルによる送達又は外科的埋込みのような従来の手法を用いて、治療する標的部位、例えば脳にデバイスを送達する。電気刺激デバイス１は小型であるため、患者が受ける精神的外傷は最小となる。さらに、電気刺激デバイス１は適所に配置されるため、例えば、標的部位に繰り返し導入されては取り除かれる針又は電極による侵襲といった度重なる侵襲の結果生じるおそれのある合併症又は組織損傷の尤度が減少する。さらに、電気刺激デバイス１を埋込んだ後に外界と接続しておく必要がないため、外界との接続の結果生じるおそれのある合併症、例えば感染症の尤度が減少する。
【００１７】
いったん電気刺激デバイス１が適所に置かれると、超音波振動８を選択的に発生するための手段１０から超音波エネルギー８が与えられ、これにより電気刺激デバイス１を振動させ電極２から電気を発生させる。具体的な目的に応じて、治療の有効性を最大にするために電極２の大きさを決定しデバイスに配置することができる。具体的な目的に応じて、所望の電圧及びアンペア数、並びに所望の時間で電気を発生させるために、電気刺激デバイス１及び治療時間を変更してもよい。
【００１８】
図２は、本発明にしたがって構築された薬剤送達デバイス３を示す。図２は薬剤送達デバイス３が薬剤６を貯蔵するための薬剤貯蔵区画５を有するウジング４を備えることを示す。ハウジング４は、超音波刺激８に応じて振動するように構成された材料から構築された振動部材７も備える。振動部材７が薬剤貯蔵区画５に貯蔵された薬剤６と接触するように、振動部材７は薬剤貯蔵区画５に連結されている。ハウジング４は薬剤貯蔵区画５と流体連通する薬剤ポート９も備える。薬剤ポート９は、薬剤６を薬剤貯蔵区画５に導入できるように構成されており、さらに振動部材７が振動した場合に薬剤６が薬剤貯蔵区画５から放出されるように構成されている。本目的に適するとして当業者に周知の多様なポート又はバルブを利用できるが、好ましい実施形態においては、図２に示される弾性フラップバルブが利用される。
【００１９】
作動中は、医師は薬剤ポート９を介して薬剤貯蔵区画５に薬剤６を導入する。次に、薬剤送達デバイス３が前記従来の手法を用いて標的部位に導入される。図２に示すように、医師は超音波振動８を選択的に発生させ振動部材７に伝播させるために、供給源１０により発生した超音波エネルギー８を薬剤送達デバイス３に与えることができる。振動部材７に作用する超音波エネルギー８は、図２に示すように、振動部材７を振動させる。これにより、所望の量の薬剤６が薬剤貯蔵区画５から薬剤ポート９を介して標的部位に放出される。デバイス３が超音波振動８に曝露される時間は、具体的な目的に応じて変更することが可能であり、治療する標的部位、送達される薬剤６の量、並びに、例えば固体や液体などといった薬剤６の組成、及び／又は粘度などの要因によって異なる。
【００２０】
電気刺激デバイス１及び薬剤送達デバイス３を利用するにあたり、超音波振動１０を発生させるための供給源を手動で操作してもよい。予め決められた一定時間、例えば１０秒間、予め決められた間隔、例えば１時間毎に、超音波振動を発生するように前記供給源をプログラムしてもよく、又はセンサ１１から受信した信号に応じて自動的に作動させてもよい。
【００２１】
特に有利な実施形態においては、１つ又は複数のセンサ１１を図１から６に示すようにデバイス１及び３と併用して、治療の必要性及び必要な治療の量を示す、予め選択された多様な生理学的作用及びパラメータについて、治療している組織をモニターできる。これらの生理学的作用及びパラメータとしては、例えば神経活動の変化、温度、圧力、標的部位からの流体放出、放出物の化学組成、及び治療している組織の化学変化が挙げられるが、それらに限定されるものではない。
【００２２】
センサ又はセンサ１１は、具体的な目的に応じて、治療している組織若しくは器官の表面又は内部の数箇所に埋込むことができる。あるいは、センサ１１を（図３〜６に示すように）実際のデバイス１及び３上に配置できる。センサ１１は、前記のように超音波振動８を選択的に発生し伝播するための供給源１０に連結されるように構成されている。センサ１１と供給源１０との間の通信リンク１３は直接リンク、例えば電気導線であるか、又は無線電波を介して行ってもよい。無線通信は、患者の不快感を和らげ、他の方法ではワイヤ接続によって生じる感染の尤度も下げることから、センサ１１と供給源１０との間は無線通信が好ましい。
【００２３】
操作中は、センサ１１は治療している組織又は器官の生理学的パラメータをモニターし、これらの生理学的パラメータの変化を感知する。変化を感知すると、センサ１１は供給源１０に信号を送り、供給源１０はそれに応じて、前記のように、治療している組織又は器官に所望の治療をデバイスが送達するのに十分な時間、超音波信号８を発生する。超音波信号８を発生している時間は、一定の時間に固定してもよいし、センサ１１により検出される生理学的変化に応じて選択的に変動させてもよく、センサ１１により検出される生理学的変化の種類及び程度の関数としてその時間を変動させてもよい。特に好ましい実施形態において、超音波振動８のための供給源１０は、センサ１１により検出される生理学的変化の種類及び程度の関数として、治療している組織又は器官により必要とされる電気又は薬剤の量を算定するためのメカニズム１２を含む場合がある。例えば、発生する超音波振動８の持続時間を変動させることにより、デバイスは治療している組織又は器官に送達される電気又は薬剤の量を制御できる。このように、本実施形態は必要な治療の量を迅速に計算し、標的部位への必要量の治療の迅速な送達をもたらす自己モニタリング及び自己送達系を提供する。図５及び６に示すように、自己完結型のモニタリング、薬用量の計算、及び薬用量の投与を行うシステムを提供するために、供給源１０もデバイス１及び３上に配置することができる。
【００２４】
あるいは、感知は一組織、例えば脳又は神経で起こる可能性があり、刺激は別の組織、例えば麻痺した筋肉で起こり得る。本発明のデバイス及び方法は、例えば麻痺の場合など、具体的な目的に応じて、広範囲の治療のために修正し、適応させることができる。例えば、ある人の脚が麻痺している場合、脚の筋肉に連結されている刺激器を備えることができる。刺激器は、例えばその人の腕に位置するか、又は腕に連結されているセンサに反応して筋肉への刺激を発生させる。個人の腕の動きに反応するように、前記センサを構成することができる。このように、個人が脚の筋肉を活性化させたいと思っている場合には、予め決定された距離で、予め決定された方向に腕を自発的に運動させることによりそれが可能になる。腕のセンサは腕の運動の程度を検出し、刺激器のために活性化信号を伝播し、今度は刺激器がその人の脚の筋肉に所望の刺激を与える。これにより、その人は筋肉に対して選択的に刺激を発生させることが可能になり、その人は脚の筋肉を選択的に活性化することができるようになる。
【００２５】
図７は、標的組織に薬剤を送達するための、本発明にしたがって構築された薬剤送達デバイス３を示す。図７は、薬剤送達デバイス１４が薬剤６を貯蔵するための１つ又は複数の薬剤貯蔵区画泡１６を備えるハウジング１５を備えていることを示している。泡１６は、超音波刺激８に応じて破裂することを目的として選択され、構成された、当業者に周知の材料で構築されている。ハウジング１５は、薬剤貯蔵区画泡１６と流体連通した１つ又は複数の薬剤ポート１７も備えていてもよい。薬剤ポート１７は、薬剤６を薬剤貯蔵区画泡１６に導入できるように構成されている。前述したように、本目的に適するとして当業者に周知の多様なポート又はバルブを利用できる。
【００２６】
作動中は、医師は薬剤ポート１７を介して薬剤貯蔵区画泡１６に薬剤６を導入する。次に、薬剤送達デバイス１４を以前に論じたように通常手法を用いて標的部位に導入する。医師は前述のように超音波エネルギーを薬剤送達デバイス１４に選択的に与えることができる。泡１６に作用する超音波エネルギーは泡１６を破裂させる。これにより、薬剤貯蔵区画泡１６から標的部位へ所望の量の薬剤６が放出される。デバイス１４が超音波振動に曝露される時間は具体的な目的に応じて変更することが可能であり、治療する標的部位、送達される薬剤６の量、並びに、例えば固体や液体などといった薬剤６の組成、及び／又は粘度、並びに貯蔵区画泡１６を作るために使用される材料の種類のような要因によって異なる。他の実施形態においては、薬剤ポートは利用されない。その代わりに、薬剤６は泡１６がハウジング１５に装着される前に、ハウジング１５と泡１６との間に配置される。
【００２７】
図８は、ポリマーに電気刺激をもたらすための、本発明にしたがって使用されるモータの他の実施形態を示す。本実施形態におけるポリマーもまた、標的組織又は器官に放出するための薬剤を含有している。ポリマーは、好ましくはポリグリコール酸（ＰＧＡ）又はポリ乳酸（ＰＬＡ）のような生体適合性ポリマーであるが、それらに限定されない。ＰＧＡ及びＰＬＡは生体適合性、生分解性、半結晶性ポリマーであり、人体への使用が承認されている。ポリラクチド及びポリグリコリドは現在、吸収性縫合糸材料として使用されている。これらのポリマーを使用する最も大きな利点は、それらが分解して、通常の代謝経路を介して代謝され生体から除去される生体許容性分子にまで、崩壊することである。ポリラクチド、ポリグリコリド、及びそれらのコポリマーは、最終的には乳酸及びグリコール酸にまで崩壊し、クレブスサイクルに入り、さらに崩壊して二酸化炭素及び水になり、通常の身体過程を介して排出される。
【００２８】
図８における実施形態の構成要素１、２、８、１０、１１、１２、及び１３の基本構造、機能及び操作は図１の対応する構成要素と同様である。ポリマー微細構造２０から放出される薬剤６を、ある体積のポリマーマトリックスに吸着すること、又はポリマー表面に含有することができる。ポリマーに対する薬剤の結合の強度はポリマーの電荷に左右される。したがって、ポリマーに電流を流すこと及びポリマーの電荷を変化させることによって、ポリマーからの薬剤の制御放出を達成できる。
【００２９】
薬剤に電流を流すことにより、所望の薬剤を局所的な組織領域にも送達することができる。その薬剤は、本実施形態においては、溶液であることが好ましい。薬剤に電流が流される場合、類似の電荷を有する分子は互いに反発する。したがって、正の電流を流すと、正に帯電した薬物の分子が電極から組織内部に移動する。同様に、負の電流は負に帯電したイオンを組織内部に移動させる。薬剤が皮膚を介して送達されるイオン導入とは異なり、本発明は標的組織又は器官に直接薬剤を送達させる。
【００３０】
図８に言及すると、電気刺激デバイス１がいったん適所に収まると、デバイス１は供給源１０から超音波振動又はエネルギー８を与えられ、それによって電気刺激デバイス１は振動し電極２から電気を発生させる。治療の有効性を最大にするために、具体的な目的に応じて、電極２の大きさを決定し、デバイス上に配置することができる。具体的な目的に応じて、所望の電圧及びアンペア数で、所望の時間、電気を発生させるために、電気刺激デバイス１及び治療時間を変更してもよい。ポリマーに電流が流されると、ポリマーは所望の量の薬剤６をポリマー微細構造２０から標的部位へと放出する。デバイス３が超音波振動８に曝露される時間は、具体的な目的に応じて変更可能であり、治療する標的部位、送達される薬剤６の量、及び薬剤／ポリマーの組合せの特殊な性質などの要因によって異なる。
【００３１】
図８から１０に示すように、図１〜７を参照した記載と同様に、１つ又は複数のセンサ１１をデバイス１と併用して、治療の必要性及び必要な治療の量を示す、予め選択された多様な生理学的作用及びパラメータについて、治療している組織をモニターできる。図９に示すように、センサ１１をデバイス１に装着することができる。さらに、必要に応じて、適切な組織又は器官に１つ又は複数のセンサ１１を埋込むことができる。実施形態によっては、具体的な目的に応じて、治療している組織又は器官付近の数箇所にセンサ１１を埋込むことができる。
【００３２】
図１１は、概ね棒状である埋込み物１１０を示す。埋込み物は所望の形状であってよく、棒として描いているのは、説明のためにすぎない。埋込み物は薬物１３０を包埋したポリマー１２０からなる。供給源１４０はポリマーを帯電させる電流を供給し、ポリマーから薬物を溶出させる。この実施形態において、ある電荷を有している薬物は、その電荷のために、同じ極性の電荷をかけられることによってポリマーから放出される。同じ極性の電荷をかけると、薬物は反発してポリマーから選択された組織へと移動する。
【００３３】
本発明のデバイス及び手法は、従来の手法では起こりうる合併症、例えば感染症のリスクが少なく、組織に対する侵襲性が最小限の電気及び薬剤刺激を提供する。限られた数の実施形態に関して本発明を記載してきたが、当然のことながら、本発明については多くの変形、改変及び他の応用を行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明にしたがって構築された、標的組織に電気刺激を与えるためのデバイスを示す図である。
【図２】本発明にしたがって構築された、標的組織に薬剤を送達するためのデバイスである。
【図３】図１に示すデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図４】図２に示すデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図５】図１に示すデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図６】図２に示すデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図７】本発明にしたがって構築された、標的組織に薬剤を送達するためのデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図８】本発明にしたがって構築された、標的組織又は器官に薬剤を送達するために薬剤含有ポリマーに電気刺激を与えるための別のデバイスを示す図である。
【図９】本発明にしたがって構築された、標的組織に薬剤を送達するための別のデバイスを示す図である。
【図１０】本発明にしたがって構築された、標的組織に薬剤を送達するためのデバイスの他の実施形態を示す図である。
【図１１】薬物包埋ポリマーを有する埋込み物、及び薬物を溶出するためにポリマーを帯電させるための電源を示す図である。
【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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