(57)【要約】【課題】医療器具のための、粘弾性材料を含むゲル化シーラントを提供する。【解決手段】医療器具に対して不浸透性の向上をもたらすゲル化シーラントが提供される。ゲル化シーラントは、体腔内に導入される間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後は第２の粘度を示す粘弾性材料を含む。ゲル化シーラントは、高粘度化して、前記体腔の内面に付着することによって、体腔内に導入された後に細菌に対するバリアを提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
医療器具のためのゲル化シーラントであって、
体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合された医療器具に隣接する該体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後は第２の粘度を示す粘弾性材料を含み、
前記粘弾性材料が、前記医療器具によって塞がれた前記体腔の一部における不浸透性を向上させるようにしたことを特徴とするゲル化シーラント。
【請求項２】
前記医療器具は、膨張カフを備えることを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項３】
前記ゲル化シーラントは、前記体腔内に所定の期間留まった後、高粘度化し、前記体腔の内面に付着することを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項４】
前記所定の期間は、約５秒から約５時間であることを特徴とする請求項３に記載のゲル化シーラント。
【請求項５】
前記ゲル化シーラントの前記第１の粘度は、約１から約１００センチポワズの範囲であることを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項６】
前記ゲル化シーラントの前記第２の粘度は、少なくとも約１，０００センチポワズであることを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項７】
前記ゲル化シーラントは、架橋により形成されることを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項８】
前記ゲル化シーラントは、ヒドロゲルを含むことを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項９】
前記ヒドロゲルは、二価カチオン金属イオンとイオン性多糖類との相互作用により形成されることを特徴とする請求項８に記載のゲル化シーラント。
【請求項１０】
前記二価カチオン金属イオンは、Ｃａ＋２又はＭｇ＋２であることを特徴とする請求項９に記載のゲル化シーラント。
【請求項１１】
前記イオン性多糖類は、アルギン酸塩、キサンタンガム、天然ガム、カラギーナン、ペクチン、又はアミロペクチンであることを特徴とする請求項９に記載のゲル化シーラント。
【請求項１２】
前記ゲル化シーラントは、ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロック共重合体を含むことを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項１３】
前記ゲル化シーラントは、共重合体を含み、
前記共重合体は、ポリ（オキシエチレン）とポリ（スチレン）との共重合体、ポリ（オキシエチレン）とポリ（カプロラクトン）との共重合体、又はポリ（オキシエチレン）とポリ（ブタジエン）との共重合体であることを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項１４】
前記ゲル化シーラントは、２０００ダルトンを超える分子量を有するポリ（エチレンイミン）と、ポリ（メタクリル酸）又はポリ（アクリル酸）との混合物から形成されることを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項１５】
２０００ダルトンを超える分子量を有する前記ポリ（エチレンイミン）は水の中に溶かされ、ポリ（メタクリル酸）又はポリ（アクリル酸）と混合される前に透明な溶液を生成することを特徴とする請求項１４に記載のゲル化シーラント。
【請求項１６】
前記ゲル化シーラントは、１重量パーセントのアガロースの溶液を含むことを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項１７】
前記ゲル化シーラントは、ショ糖酢酸イソ酪酸を含むことを特徴とする請求項１に記載のゲル化シーラント。
【請求項１８】
膨張カフを備える医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすためのシステムであって、
体腔内に導入されて該体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合された、膨張カフを備える医療器具と、
前記医療器具に隣接する前記体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後は第２の粘度を示す粘弾性材料と、
前記粘弾性材料を前記医療器具に隣接する前記体腔内に導入するための手段とを含み、
前記粘弾性材料がより高い粘度である前記第２の粘度に変化したとき、それによって前記膨張カフの周囲における漏出を減らす又はなくすようにしたことを特徴とするシステム。
【請求項１９】
医療器具の膨張シーリングカフの不浸透性を向上させるシステムを提供するための方法であって、
体腔の少なくとも一部に挿入され、前記体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合された、膨張シーリングカフを備える医療器具を供給するステップと、
前記医療器具の前記膨張シーリングカフに隣接する前記体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後はより粘度の高い第２の粘度を示す粘弾性材料を供給するステップと、
前記医療器具の前記膨張シーリングカフに隣接する前記体腔内の領域に前記粘弾性材料を供給して、前記粘弾性材料が前記医療器具の前記膨張シーリングカフの不浸透性を向上させるように指示を提供するステップとを含むことを特徴とする方法。
【請求項２０】
医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすためのキットであって、
体腔内に導入されて該体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合された医療器具と、
前記医療器具に隣接する前記体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後は第２の粘度を示す粘弾性材料とを含むことを特徴とするキット。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気管内チューブのための改良されたカフシーリングに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在の気管内チューブ及び他の医療用シーリング器具は、膨張カフを気管或いは他の体腔の側壁に押し付けて流体に対するバリアとして利用している。チューブの使用時、そのチューブの先端部には、患者の肺の中に入った場合や別の用途のその他の器具を通過した場合に患者に害を及ぼす分泌物が大量に堆積するので、このカフによる封止が完全であることが重要である。
【０００３】
従来の気管内チューブの膨張カフは、時間の経過とともにゆっくりと収縮してしまうことがある、及び／又は膨張カフと体腔の内壁との間に隙間又は空間を許容する材料から作成されることがある。気管内チューブの場合、これらの隙間は分泌物の肺の中への通過又は吸引を可能にする。これらの分泌物は、しばしば細菌を含み、人工呼吸器を介した感染による肺炎（ventilator acquired pneumonia：ＶＡＰ）を発症し得る。或る調査によれば、人工呼吸器を介した感染による肺炎は、病院の集中治療室における全死亡者の死亡原因の７〜８％を占めていた。
【０００４】
さらに、気管内チューブの場合、膨張カフが気管の壁に過度の大きさの力を加えて気管を損傷させることがないように、膨張カフは空気又は他の物質を用いて所定のレベル（通常は２２＋／−２ｃｍ  Ｈ２Ｏ）まで膨張させることしかできない。
【０００５】
シーリングカフの改良を進展させるために多くの努力がなされてきたが、シーリングカフの不浸透性を向上させるための方法が依然として必要とされている。具体的には、膨張カフのシーリング材が膨張カフと体腔の内壁との間に隙間又は空間を許容するように構成されたとき、及び膨張カフが体腔内に挿入された後に徐々に収縮するとき、シーリングカフの不浸透性を向上させる必要がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】米国特許第６，５２６，９７７号明細書
【特許文献２】米国特許出願公開第２００３／０２０４１８０号明細書
【特許文献３】米国特許第６，９９２，０６５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、医療器具のためのゲル化シーラントを提供する。前記ゲル化シーラントは、粘弾性材料を含むものである。前記粘弾性材料を含む前記ゲル化シーラントは、体腔内に導入する間は第１の粘度を有し、前記体腔内に所定の期間留まった後はより高い第２の粘度を有する。前記医療器具（膨張カフを備え得る）は、前記体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合されている。前記粘弾性材料を含む前記ゲル化シーラントは、前記医療器具によって塞がれた前記体腔の一部における不浸透性を向上させることができる。即ち、前記粘弾性材料を含む前記ゲル化シーラントは、所定の期間中、前記医療器具によって塞がれた前記体腔の一部を通過可能な望ましくない分泌物、液体又は流体の量を減少し得る。或る実施形態では、粘弾性材料を含むゲル化シーラントは、所定の期間中、医療器具によって塞がれた体腔の一部を通過可能な望ましくない分泌物、液体又は流体を実質的に或いは完全に排除することができる。
【０００８】
ゲル化シーラントは、約５秒から５時間の所定の期間内において、最初に粘性が高まり、その後体腔の内面に付着する。一般的に言えば、前記ゲル化シーラントは、約５分以内で高粘度化する。前記ゲル化シーラントの第１の粘度は、約１から約１００センチポワズの範囲であり、前記ゲル化シーラントの第２の粘度の範囲は、少なくとも約１，０００センチポワズであり、少なくとも約１００，０００センチポワズから少なくとも約１０，０００，０００センチポワズであることがより望ましい。第１の粘度から第２の粘度への粘度の増加は、架橋によって促進され得る。
【０００９】
ゲル化シーラントは、二価カチオン性多糖類とイオン性多糖類との相互作用から形成され得るヒドロゲルであることが望ましい。適切な二価カチオン金属イオンとしては、Ｃａ＋２、Ｍｇ＋２などが挙げられる。適切なイオン性多糖類としては、アルギン酸塩、キサンタンガム、天然ガム、アガロース、カラギーナン、ペクチン、又はアミロペクチンなどが挙げられる。
【００１０】
またゲル化シーラントは、ポリ（オキシエチレン）−ポリ（オキシプロピレン）ブロック共重合体を含むこともある。ゲル化シーラントは、ポリ（オキシエチレン）とポリ（スチレン）との共重合体、ポリ（オキシエチレン）とポリ（カプロラクトン）との共重合体、又はポリ（オキシエチレン）とポリ（ブタジエン）との共重合体を含むことがある。
【００１１】
ゲル化シーラントは、２０００ダルトンを超える分子量を有するポリ（エチレンイミン）と、ポリ（メタクリル酸）或いはポリ（アクリル酸）との混合物から形成され得る。２０００ダルトンを超える分子量を有するポリ（エチレンイミン）は、ポリ（メタクリル酸）或いはポリ（アクリル酸）と混合する前に水に溶かされ、透明な溶液が作成され得る。
【００１２】
またゲル化シーラントは、ショ糖酢酸イソ酪酸溶液（sucrose acetate isobutyrate solution）又は１重量パーセントのアガロース溶液からなることもある。
【００１３】
本発明の別の態様は、医療器具、具体的には、膨張カフを備える医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすためのシステムを扱っている。前記医療器具は膨張カフを備え、体腔内に導入されて該体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合されている。粘弾性材料は、体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後はより高い第２の粘度を示す。また、前記粘弾性材料を医療器具に隣接する体腔内に導入するための手段が提供され、前記粘弾性材料が前記より高い第２の粘度に変化することにより、前記膨張カフの周囲における漏出を減らす又はなくすようにした。
【００１４】
本発明のまた別の態様は、医療器具の膨張シーリングカフの不浸透性を向上させるための方法を提供する。膨張シーリングカフを備える医療器具が提供される。前記医療器具は体腔の少なくとも一部に導入され、前記体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合されている。前記医療器具は前記体腔内に挿入され、前記膨張シーリングカフを膨張させる。粘弾性材料は、該粘弾性材料が前記膨張シーリングカフの周囲における漏出を減らす又はなくすように前記膨張シーリングカフに隣接する前記体腔内に供給される。
【００１５】
本発明の別の態様は、医療器具の膨張シーリングカフの不浸透性を向上させるシステムを提供するための方法を扱っている。前記方法は、体腔の少なくとも一部に挿入され、前記体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合された、膨張シーリングカフを備える医療器具を供給するステップと、前記医療器具の前記膨張シーリングカフに隣接する前記体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後はより高い第２の粘度を示す粘弾性材料を供給するステップと、前記粘弾性材料を前記体腔内の前記医療器具の前記膨張シーリングカフに隣接する領域へ供給して、前記粘弾性材料が前記医療器具の前記膨張シーリングカフの不浸透性を向上させるように指示を提供するステップとを含むものである。
【００１６】
本発明のまた別の態様は、医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすためのキットを提供する。前記キットは、医療器具と粘弾性材料を含む。前記医療器具は、体腔内に導入にされて該体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合されている。前記粘弾性材料は、前記体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合された前記医療器具に隣接する前記体腔内に導入する間は第１の粘度を示し、前記体腔内に所定の期間留まった後はより高い第２の粘度を示す。
【００１７】
（定義）
【００１８】
本明細書中で使用される用語「含む」、「含んでいる」及びその基語「含む」からの他の派生語は、本明細書中で記述される任意の特徴、成分、整数、ステップ、又は構成要素の存在を特定するが、１つ或いは複数の他の特徴、成分、整数、ステップ、構成要素、又はそれらの群の存在若しくは追加を妨げない制約のない用語を意味するものとする。
【００１９】
本明細書中で使用される用語「粘度」は、流体又は半流体を流れることに対して抵抗させる該流体又は半流体の特性を意味する。１ダイン／平方センチメートルの力が、１センチメートル／秒の速度で、１センチメートル離して平行に置かれた、面積が１平方センチメートルの２つの液体を互いに移動させた場合、その液体は１ポワズの粘度を有している。１ポワズは、１００センチポワズ（ｃｐ）に等しい。センチポワズ単位の粘度を同じ温度での液体密度で除算することにより、センチストーク（ｃｓ）単位の動粘度が得られる。１００センチストークは、１ストークに等しい。動粘度を測定するために、正確な量の流体が重力により標準毛細管を通過する時間が測定される。水は、主要な粘度の基準であり、０．０１００２ポワズという２０Ｃにおいて許容された粘度を有している。粘度は、従来の粘度計（例えば、Brookfield Viscometerの適切なモデル（Brookfield Engineering Laboratories, Inc.（11 Commerce Boulevard Middleboro, Massachusetts, USA, 02346））から市販されている）を使用して測定することができる。
【００２０】
本明細書中で使用される用語「粘着」、「粘着性」、及びその基語「粘着する」からの他の派生語は、物質をくっつける、保持する、又は全体が一体化されたものとして協働することを可能にする該物質の特性を意味する。また、それらの用語は、体腔、医療器具、又は任意の医療器具の付属物（例えば膨張カフなど）の形態又は形状の変化にかかわらず、体腔内のゲル化シーラントの全質量を形成する及び保持することを可能にする該体腔内のゲル化シーラントの特性を意味する。
【００２１】
本明細書中で使用される用語「環境条件」は、特定の領域、特に機器周囲の領域の空気或いは他の媒体の温度、圧力又は相対湿度を意味する。一般的に言えば、本出願では、周囲温度は華氏６８から７２度（摂氏２０から２２度）の範囲であり、圧力は１４から１６ｐｓｉａ（絶対圧９５４２．９８から１１２４９．１２ｋｇｆ／ｍ２）の範囲であり、相対湿度は５０から７０パーセントの範囲である。
【００２２】
本明細書中で使用される用語「接着」、「接着性」、及びその基語「付着力のある」からの他の派生語は、物質を表面接着により他の物質と接着させることを可能にする該物質の特性を意味する。接着力は、剥離強度に関して測定され、ニュートン／センチメートル（Ｎ／ｃｍ）の単位で示されるものであり、従来の剥離試験（例えば、接着剤の耐剥離性のための標準試験方法であるＡＳＴＭ標準試験方法Ｄ１８７６又は本明細書中で説明されるような改変された剥離試験）を用いて測定することができる。本出願に関して、「接着性」は体腔の粘膜表面に付着するためのゲル化シーラントの能力を意味する。ゲル化シーラントは、粘着性の特性が、接着性の特性よりも強力な特性を示すことが望ましい。
【００２３】
本明細書中で使用される用語「生体適合性」は、物質が皮膚又は生体組織と接触している際に、該物質が該皮膚又は生体組織を刺激しない又は損傷しない該物質の特性を意味する。
【００２４】
本明細書中で使用される用語「ゲル化シーラント」は、少なくとも１つの粘弾性材料を含む１つ或いは複数の材料、又は医療器具に隣接する体腔内に導入されるときはそれ自体が粘弾性特性を有する１つ或いは複数の材料を意味する。また前記１つ或いは複数の材料は、医療器具の周囲における液体、分泌物及び／又は流体の漏出を減らす或いはなくすように粘性が高まり、粘度が増加するように適合されているものとする。
【００２５】
本明細書中で使用される用語「粘弾性材料」は、粘性特性と弾性特性の両方を有する材料を意味する。粘弾性材料の例としては、ポリマやアスファルトが挙げられる。本発明の目的では、粘弾性材料の弾性特性或いは性質は、粘性特性よりも重要性が低い。即ち、粘弾性材料は、低い弾性しか必要とせず、従って脆性が低く、該粘弾性材料が使用され得る体腔の一部を刺激しない十分なフレキシビリティを有するものである。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】膨張カフ及びゲル化シーラントを備える気管内チューブを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
本明細書中で開示される発明は、医療器具、具体的には、膨張カフを備える又は備えない医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすゲル化材料に関する。前記医療器具は、体腔内に挿入又は配置され、前記体腔の少なくとも一部を塞ぐように適合されている。非制限の例としては、気管内チューブ、カテーテル（例えば腸カテーテル、尿道カテーテル、又は腹部カテーテル）などが挙げられる。膨張カフを備える又は備えない前記医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすことによって、分泌物或いは液体が人工呼吸器を介して肺や他の領域に入り込むことが減るか、なくなる。このことは、前記医療器具が体腔内に配置されるため、使用時に、かなりの量の体内の分泌物が、前記医療器具の前記膨張カフの側壁及び上面に堆積するために起こる。これらの分泌物中には細菌が存在しているため、これらの分泌物が肺の中や他の領域に移動することを許容することはできない。この点に関して、細菌を減少させること又は排除することは重要である。なぜなら、人工呼吸器を介した感染による肺炎を予防する助けとなるからである。或る調査によれば、人工呼吸器を介した感染による肺炎は、病院の集中治療室における全死亡者の死亡原因の７〜８％を占めていた。
【００２８】
本発明について、以下の記載及び或る実施形態を図示する図面を参照して説明する。これらの実施形態は、本発明の全ての範囲を示すものではなく、本発明は、添付の特許請求の範囲に含まれ得る変形形態及び同等形態に広く適用できるものであることは当業者には明らかであろう。さらに、一実施形態の一部として説明又は図示される特徴を、別の実施形態で用い、なお更なる実施形態を得るようにすることもできる。特許請求の範囲は、全てのそのような変形及び実施形態を含むものとする。
【００２９】
簡潔さ及び簡明さのために、本明細書中で記載される値の任意の範囲は、その範囲内の全ての値を考慮するものとし、問題としている特定された範囲内に全数値が含まれる端点を有する任意のサブレンジを記載している請求項に対する支持と解するものとする。仮定上の例示としては、本明細書における１から５の範囲という記載は、次に挙げるいずれかの範囲：１〜５；１〜４；１〜３；１〜２；２〜５；２〜４；２〜３；３〜５；３〜４；及び４〜５に対して請求項を支持するとみなされるべきである。
【００３０】
図１で示されるように、医療器具２０が体腔９０内に挿入され、前記医療器具の周囲における漏出を減らす又はなくすためのシステム１０を形成する。具体的には、使用され得る医療器具２０の種類の例としては、気管内チューブが挙げられ、体腔９０の例としては、食道や気管が挙げられる。しかしながら、任意の適切な医療器具２０が任意の体腔内で使用され得る。その場合、分泌物は前記医療器具の周囲にて堆積し得る。また前記医療器具を分泌物が通過することを防止する又は抑制することが求められる。前記医療器具は膨張カフ７０を備えていることが望ましい。膨張カフ７０は、膨張カフ７０の内部と連通する空気通路孔６０を有する空気通路５０より供給される空気により後から膨張させることができる。しかしながら、膨張カフ７０は、空気、又は前記膨張カフを膨張させるのに有効な任意の他の物質によって膨張させることができる。他の物質の例としては、食塩溶液、不活性ガス（例えばヘリウム、ネオン、又は分子窒素）などが挙げられる。また、膨張カフ７０は、当該技術分野において周知の任意の方法を利用して膨張させることができる。膨張方法の例としては、注射器、針、カニューレ、カテーテル、又は圧力アプリケータなどの手段を用いて膨張させるものが挙げられる。膨張カフを利用する医療器具の例が、特許文献１で開示されている。特許文献１は、引用をもってその全体を本明細書の一部とする。
【００３１】
次に、粘弾性材料を含むゲル化シーラントが、前記膨張シーリングカフに隣接する体腔内に導入される。前記ゲル化シーラントは、生体適合性を有し、当該技術分野において周知の任意の手段によって前記体腔内に導入することができる。導入方法の例としては、注射器、針、カニューレ、管材料、カテーテル、又は圧力アプリケータなどが挙げられる。説明のため、図１は、前記ゲル化シーラントを体腔９０内に供給するために使用されるゲル通路３０を図示している。まず、前記ゲル化シーラントは、ゲル通路３０内に導入され、次に、ゲル通路３０を通過し、そしてゲル孔４０又は他の開口を介して体腔９０内に供給される。前記膨張カフは、膨張したとき、実質的に体腔９０を塞ぐ。しかしながら、分泌物又は流体が肺又は他の領域に入ることを防止するために、前記ゲル化シーラントは、膨張させたカフと前記体腔の内面８０との間に残るあらゆる隙間に流れ込むことによって更なる保護を提供する。前記ゲル化シーラントが前記体腔内に留まっているとき、前記ゲル化シーラントは粘度の増加を示し、前記膨張シーリングカフの周囲における漏出を減らす又はなくすことによって、分泌物又は流体が肺又は他の領域に入ることを防止する。
【００３２】
この点に関して、前記ゲル化シーラントは、前記体腔内に導入する間は第１の粘度を示す粘弾性材料を含む。前記ゲル化シーラントを前記体腔内に導入する間は、前記ゲル化シーラント自体の温度は、凡そ周囲温度から約５０℃までの範囲であり得る。この第１の粘度は、約１から約１００センチポワズの範囲であることが好ましい。前記ゲル化シーラントの粘度は、前記体腔内に堆積した後、少なくとも約１，０００センチポワズまで増加することが望ましく、約１００，０００センチポワズから約１０，０００，０００センチポワズまで増加することがより望ましい。前記体腔内に前記ゲル化シーラントが堆積した後の前記体腔内の温度状態は、約３２℃から約３６℃の範囲である。約１００，０００センチポワズから約１０，０００，０００センチポワズまでの粘度の増加によって、前記ゲル化シーラントがほぼ凝固するか、又は凝固する。
【００３３】
前記ゲル化シーラントは、約５秒から５時間の期間内に、より好ましくは約３０秒から約５分の期間内に、まず、前記体腔内に堆積され、粘性が高まり、その後、粘性が高まった後で又は粘性が高まるのと同時に前記体腔の内面に付着し得る。前記体腔内の前記ゲル化シーラントの高粘度化は、温度変化や架橋を含む様々なメカニズムによって促進される。これらのメカニズムの詳細は後述する。更に、粘性が高まった後、前記ゲル化シーラント自体の結合が、この体腔に対する前記ゲル化シーラントの付着よりも強力であるように、前記ゲル化シーラントが前記体腔の内面８０に付着することが望ましい。この点に関して、第２の粘度になったゲル化シーラントは、前記医療器具の膨張させたカフの上に「プラグ（栓）」を形成し得る。前記プラグは、粉々になることなく前記体腔から除去されるように適合されている、又はほんの数個の大きな破片に砕けるように適合されている。有利なことに、このことは、前記ゲル化シーラントを除去するとき、前記ゲル化シーラントが肺の中に吸引されることを防止する助けとなる。前記ゲル化シーラントの前記体腔の前記内面からの取り外し、又は前記ゲル化シーラントの前記体腔からの除去の助けとなるように、様々な生体適合性の溶媒又は他の液体を使用することができる。これらの溶媒又は他の液体としては、水、アルコール、他の水溶性の生体適合性の溶媒又は他の液体などが挙げられる。更に、前記ゲル化シーラントの前記体腔の前記内面からの取り外し、又は前記ゲル化シーラントの前記体腔からの除去の助けとなるように、ゲル化シーリング粒子の熱的条件、並びにｐＨ又はイオン結合強度を変更可能な溶媒が使用され得る。
【００３４】
重要なこととして、前記ゲル化シーラント自体の結合は、前記体腔に対する前記ゲル化シーラントの付着よりも強力なため、前記ゲル化シーラントは、前記膨張カフが膨張、収縮、又は部分的に収縮されているか否かにかかわらず細菌に対するバリアを提供し得る。更に、前記ゲル化シーラントは、前記膨張カフが膨張、収縮、又は部分的に収縮されているか否かにかかわらず除去することができる。
【００３５】
本願発明のゲル化シーラントの望ましい特性は、（高い結合力を確保するために）弾性率が比較的低い値であるという事実にもかかわらず、前記ゲル化シーラントの剥離力が適切な値で維持され、それにより前記ゲル化シーラントが体腔内の表面において適切な付着性能を示すことができるというものであると考えられる。初期の所要の体腔内表面への付着を確実にするために、及び好ましくは医療器具を使用する全期間にわたって所要の体腔内表面への付着を確実にするために、前記ゲル化シーラントは、本明細書中で説明される試験方法に従って測定されるように、体腔内表面における剥離力が、０．１Ｎ／ｃｍから５Ｎ／ｃｍであることが好ましく、０．３Ｎ／ｃｍから３Ｎ／ｃｍであることがより好ましく、０．３Ｎ／ｃｍから２Ｎ／ｃｍであることが更により好ましい。本願発明のゲル化シーラントの剥離力は、体腔内表面において測定されたような、これらの範囲内であることが望ましいと考えられる。
【００３６】
一般的に言えば、前記ゲル化シーラントを体腔から除去するための剥離力は、適切な張力試験器（例えば、Instron Model 6021（１０Ｎロードセル及び鉄床剛板（例えばInstron accessory model A50L2R-100）を備える））を使用して従来の剥離試験又は改変された剥離試験により測定することができると考えられる。ゲル化シーラントのサンプルを、人工皮膚又は前腕上に注いで又は堆積させて、幅約２５．４ｍｍ、長さ約１０乃至２０ｃｍの細長い単片となるようにし、粘性を高めさせ、その後、加圧おもりローラを使用して所定の位置を伸ばし、ゲル化シーラントと皮膚との間に空気が閉じ込められていないようにする。前記おもりローラは、前記サンプルの全ての部分にむらなく圧力を加えるように適合されていることが望ましい。前記サンプルにむらなく圧力を加えるために、前記おもりローラは、直径の寸法が約１１ｃｍから約１６ｃｍの範囲であり得、幅の寸法が約３ｃｍ乃至約５ｃｍの間であり得、約３乃至約７ｋｇの間の質量測定値を有し得る。更に、前記おもりローラは、ゴムで覆われることがあり、約０．３から約０．７ｍｍの範囲のゴム厚を有し得る。バッキング膜の自由端を張力試験器の上クランプに取り付け、アームはそれより下方に配置する。前記サンプルは、９０度の角度及び１０００ｍｍ／分の速度で前記皮膚から剥離する。前記サンプル全体を剥離する間に得られる平均剥離値を、剥離値としてＮ／ｃｍの単位で示す。３回の測定の平均を記録する。
【００３７】
ゲル化シーラントは、液体の形態であることが望ましい様々な材料を含むことがある。またゲル化シーラントは、溶液であり得る。本発明の原理に従って使用するのに望ましい溶液は、組織上にコーティングを、具体的には、熱性又は粘性コーティングを形成するために使用され得る溶液を含む。コーティングを形成するためのメカニズムとしては、物理的な架橋、化学的な架橋、又は両者を形成し得るメカニズムなどが挙げられる。
【００３８】
物理的な架橋は、以下のものに限定されるわけではないが、複合、水素結合、脱溶媒和、バンデルワール相互作用、イオン結合などを含む様々なプロセスから生じ得る。また物理的な架橋は、その場（in situ）で結合されるまで物理的に分離されている２つの要素を混合することによって開始し得る、或いは生理学的な環境（例えば温度、ｐＨ、イオン強度など）における一般的な条件（prevalent condition）の結果として開始し得る。物理的な架橋は、分子内架橋又は分子間架橋、又は場合によっては両者であり得る。例えば、ヒドロゲルは、二価カチオン金属イオン（例えばＣａ＋２、Ｍｇ＋２）と、イオン性多糖類（例えば、特に、アルギン酸塩、キサンタンガム、天然ガム、カラギーナン、ペクチン、又はアミロペクチン）とのイオン相互作用によって形成することができる。これらのイオン性多糖類は、水溶液中に５重量パーセント以上の濃度で含まれることが望ましい。イオン性多糖類から形成されたこれらのヒドロゲルの形成は、二価カチオンを介したイオン架橋が室温にて進行するので、温度に依存しない。この点に関して、反応速度及び最終的な粘度は、溶液中のカチオンの濃度に依存し、温度には依存しない。これらの架橋は、架橋金属イオンをキレート化する種（例えば、エチレンジアミン四酢酸（ＥＤＴＡ））にさらすことによって容易に転換される。複数のアミン官能基をその骨格に沿って含む多官能カチオンポリマ（例えば、ポリ（Ｌ−リシン）、ポリ（アリルアミン）、ポリ（エチレンイミン）、ポリ（グアニジン）、ポリ（ビニルアミン）など）は、イオン架橋を更に生じさせるために使用され得る。
【００３９】
場合によっては、ゲル化シーラントとして、ブロック共重合体、グラフト共重合体、及び／又はホモポリマが使用され得る。これらのゲル化シーラントは、典型的には、水溶液中に５重量パーセント以上の濃度で含まれる。例えば、ポリオキシアルキレンブロック共重合体は、本発明の或る実施形態で使用され、熱ゲル化組成物を形成する。「ポリオキシアルキレンブロック共重合体」という用語は、水の中に十分な濃度で拡散されたときにゲルを形成するアルキレン酸化物（例えばエチレン酸化物、プロピレン酸化物など）の共重合体を意味する。或る適切なポリオキシアルキレンブロック共重合体としては、特許文献２で開示されているような、ポリオキシブチレンブロック共重合体、ポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレンブロック共重合体（「ＥＯ／ＰＯ」ブロック共重合体）などが挙げられる。特許文献２は、引用をもってあらゆる目的においてその全体を本明細書の一部とする。例えば、例示的なポリオキシアルキレンブロック共重合体としては、次の一般式を有するポリオキシエチレン／ポリオキシプロピレンブロック共重合体（ＥＯ／ＰＯブロック共重合体）が挙げられる。
【００４０】
ＨＯ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ）ｘ（ＣＨ（ＣＨ３）ＣＨ２Ｏ）ｙ（ＣＨ２ＣＨ２Ｏ−）ｚＨ
【００４１】
この場合、ｘ、ｙ、及びｚはそれぞれ、約１０から約１５０の範囲の整数である。
【００４２】
そのようなブロック共重合体のポリオキシエチレン鎖は、典型的には、少なくとも約６０重量パーセントの共重合体を構成し、或る実施形態では少なくとも約７０重量パーセントの共重合体を構成する。更に、前記共重合体は、典型的には、全体の平均分子量が、少なくとも約２０００であり、或る実施形態では少なくとも約１０，０００であり、或る実施形態では少なくとも約１５，０００である。本発明の抗菌性組成物において使用するのに適切なＥＯ／ＰＯポリマとしては、ＰＬＵＲＯＮＩＣ（登録商標）という商標でBASF Corporation（Mount Olive, New Jersey）から市販されているものが挙げられる（例えば、Ｆ−１２７  Ｌ−１２２、Ｌ−９２、Ｌ−８１、及びＬ−６１）。
【００４３】
当然のことながら、本発明において任意の他の熱ゲル化組成物を使用することもできる。例えば、他の適切な熱ゲル化ポリマとしては、複数のホモポリマが挙げられる。そのようなホモポリマとしては、ポリ（Ｎ−メチル−Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ｎ−プロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−メチル−Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−ｎ−プロピルメタクリルアミド）、ポリ（Ｎ−イソプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ，ｎ−ジエチルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−イソプロピルメタクリルアミド）、ポリ（Ｎ−シクロプロピルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−エチルメチアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−メチル−Ｎ−エチルアクリルアミド）、ポリ（Ｎ−シクロプロピルメタクリルアミド）、ポリ（Ｎ−エチルアクリルアミド）などが挙げられる。適切な熱ゲル化ポリマのまた別の例としては、複数のセルロースエーテル誘導体が挙げられる。そのようなセルロースエーテル誘導体としては、ヒドロキシプロピルセルロース、メチルセルロース、ヒドロキシプロピルメチルセルロース、エチルヒドロキシエチルセルロースなどが挙げられる。更に、熱ゲル化ポリマは、複数のモノマ間で（中で）共重合体を調整することによって作成することができる、或いはそのようなホモポリマを他の水溶性ポリマ（例えばアクリルモノマ）と結合することによって作成することができる（例えば、アクリル酸又はメタクリル酸、アクリル酸塩又はメタクリル酸塩、アクリルアミド又はメタクリルアミド、及びそれらの誘導体など）。
【００４４】
これらの熱ゲル化組成物は、熱性転換挙動を示し、また温められることにより物理的な架橋が弱まることを示す。熱性転換溶液を体腔内に導入する間、及び体腔の組織、標的と接触すると、粘度は、物理的な架橋の構成のときよりも増加することが予見される。同様に、酸性又は基本ｐＨにて低い粘度を有するｐＨ応答性ポリマを使用することができる。前記ｐＨ応答性ポリマは、例えば、溶解度の低下により中性ｐＨに達すると、粘度の増加を示す。
【００４５】
本発明におけるヒドロゲルとして、いくつかの自然に存在するポリマを使用することができる。これらの自然に存在するポリマは、冷却すると粘度の増加を示すため、上述した熱ゲル化組成物とは異なる作用をする。例えば、ゼラチンは、コラーゲンの加水分解された形態であり、生理学的に発生する最も一般的なポリマの１つであり、典型的には水溶液中に２〜３重量パーセントで含まれ、高い温度から冷却したときに物理的な架橋を形成することによってゲル化する。この点に関して、ゼラチンが体腔内に挿入されるのに十分な流動性を示すことが望ましいので、ゼラチンは温度が最高で約５０℃になるまで加熱され得る。前記体腔内で冷却させると、前記ゼラチンは粘性が高まる。同様に、アガロースの１重量パーセントの水溶液は、冷却すると、フレキシブルで弾力のある固体ゲルを形成する。
【００４６】
溶媒のパラメータの変更は、低粘度状態から高粘度状態への凝固を生じさせるために用いられ得る。この点に関して、特許文献３は、温度の変化を必要としない追加のシステムを開示している。特許文献３では、注射可能な薬剤供給方式としてショ糖酢酸イソ酪酸が使用されている。前記ショ糖酢酸イソ酪酸は、エタノール中において流動性の高い溶液であるが、人間の組織と接触するとすぐに、エタノールと水溶液との迅速な置換によって凝固が開始する。
【００４７】
（例）
【００４８】
（例１）
【００４９】
以下の例は、ゲル化シーラントのバリア特性を説明する。Kimberly-Clark社の成人用マイクロカフ気管内チューブ（Microcuff GmbH（Weinheim, Germany）製）及びMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブ（Mallinckrodt, Inc.（St. Louis, Mo）製）をそれぞれ、（気管をシミュレートするための）２１〜２２ｍｍの内径を有するメモリ付きの５０ｍＬのシリンダ内に配置した。前記カフを空気で膨張させ、２２＋／−２ｃｍ  Ｈ２Ｏ（製造者の規格）にした。実験の或る組では、アガロース水溶液が自由に流れ、容易に注入可能となるように、５ｍＬの１重量パーセントのアガロース水溶液（Sigma Chemical Company（St. Louis）から入手可能）を５０℃まで温め、前記アガロース水溶液が各チューブの先端部に層をなすようにし、周囲温度にて５分間にわたって凝固させた。Kimberly-Clark社の成人用マイクロカフ気管内チューブ及びMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブを含むチューブの対照組は、周囲温度にて空気で膨張させ、２２＋／−２ｃｍ  Ｈ２Ｏ（製造者の規格）にしたが、前記チューブの先端部にゲルプラグは塗布しなかった。各組のチューブは、視覚化の改善のためのＦＤ及びＣ赤色食用色素＃１を含む１０ｍＬの脱イオン水を用いてチャレンジさせた。前記チャレンジをさせてから１０分未満で、Mallinckrodt社のチューブは、数ｍＬの溶液の漏出があった一方で、マイクロカフチューブは、カフをわずかに下げる流体の移動はあったが、漏出はなかった。周囲温度にて２４時間後、Mallinckrodt社のチューブは、完全に漏出してしまい、マイクロカフチューブは、極わずかな量（２００μＬ以下）の漏出があった。アガロースのゲルプラグを含むＫ−Ｃ社の成人用マイクロカフ気管内チューブ及びMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブの両者は、２４時間後でも何の漏出もなく、対照のMallinckrodt社のチューブ及び対照のマイクロカフチューブの両者に対して劇的に改善した。
【００５０】
アガロースのゲルプラグを含むMallinckrodt社のチューブ及びマイクロカフチューブの両者において漏出がなかったことは、特に重要である。なぜならば、細菌を含む分泌物は、体腔内に挿入される医療器具の上流又は陰に堆積し得るからである。気管内チューブの場合では、人工呼吸器を介した感染による肺炎を生じ得る分泌物の吸引を回避する助けとなるように、これらの分泌物が肺の中に吸引されないようにすることが重要である。この点に関して、人工呼吸器がつながれた救急患者の約８〜２８パーセントは、ＶＡＰを発症し得る。更に、或る調査は、ＶＡＰ患者の死亡率は２０〜３３パーセントであり、ＶＡＰは患者がＩＣＵにいる期間を４〜６日増加させ、一出来事（incident）当たり平均２０，０００〜４０，０００ドルの費用が追加されることを示した。
【００５１】
（例２）
【００５２】
Kimberly-Clark社の成人用マイクロカフ気管内チューブ及びMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブをそれぞれ、周囲温度にて、（気管をシミュレートするための）２１〜２２ｍｍの内径を有するメモリ付きの５０ｍＬのシリンダ内に配置した。前記カフを空気で膨張させ、２２＋／−２ｃｍ  Ｈ２Ｏ（製造者の規格）にした。実験の或る組では、アガロース水溶液が自由に流れ、容易に注入可能となるように、５ｍＬの１重量パーセントのアガロース水溶液を５０℃まで温め、各チューブの先端部に層をなすようにし、周囲温度にて５分間にわたって凝固させた。Kimberly-Clark社の成人用マイクロカフ気管内チューブ及びMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブを含むチューブの対照組は、各チューブを空気で膨張させ、２２＋／−２ｃｍ  Ｈ２Ｏ（製造者の規格）にしたが、前記チューブの先端部にゲルプラグは塗布しなかった。いずれの場合も、１％のアガロース水溶液を有するMallinckrodt社のチューブ及びマイクロカフチューブの両者の膨張カフ、並びに対照チューブの膨張カフは、カフから空気を抜くための注射器を用いて完全に収縮させた。対照サンプルは、すぐに全て漏出したが、補助的なゲルのカフを有するチューブは、カフの完全な収縮にもかかわらず漏出はしていなかった。
【００５３】
Ｋ−Ｃ社のマイクロカフ気管内チューブとMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブのどちらも重要なものではないという事実がある。なぜならば、気管内チューブが体腔内に存在しているとき、膨張カフにおいて徐々に漏出が生じているからである。ゲルが使用されない場合、カフが徐々に収縮することによって、前記膨張カフと前記体腔の内部との間にしわ及びポケットが形成され、細菌が肺の中に入ることが可能となる。
【００５４】
しかしながら、Ｋ−Ｃ社のマイクロカフ気管内チューブ及びMallinckrodt社のＨｉ−Ｌｏ気管内チューブの両者において用いられたゲルプラグは、この体腔に対するゲル化シーラントの付着よりも強い粘着を示すため、前記ゲル化シーラントの粒子は、前記膨張カフの形状が変化したとしても、互いに結合したままである。従って、前記ゲル化シーラントは、前記膨張カフが収縮したとしても、分泌物に対するバリアとしての役割を果たし続ける。
【図１】
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【国際調査報告】
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