(57)【要約】  少なくとも8０%炭化タングステンの組成をもつ延長部分を有する、移植可能な器具を案内する脳への挿入のためのガイド要素。ガイド要素は、延長部分より弾力がある生体適合性プラスチック材料などのコーティングを有する。
2010501232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
埋め込み可能な器具を案内するための脳への挿入のためのガイド要素であって、前記ガイド要素は、延長部分を有し、この延長部分は、少なくとも6０％の炭化タングステンの組成を有することを特徴とするガイド要素。
【請求項２】
前記延長部分は、１ｍｍ未満の直径を有する、請求項１に記載のガイド要素。
【請求項３】
前記延長部分は、０．６ｍｍ未満の直径を有する請求項２に記載のガイド要素。
【請求項４】
前記延長部分は、０．４ｍｍ以下の直径を有する請求項３に記載のガイド要素。
【請求項５】
前記延長部分は、５〜２０％の間のコバルトまたはニッケルを含む請求項１ないし４のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項６】
前記延長部分は、約５%のコバルトまたはニッケルを含む、請求項１ないし５のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項７】
前記ガイド要素は、前記延長部分を包み込むコーティングをさらに含む、請求項１ないし６のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項８】
前記コーティングは、前記延長部分とは異なる材料を有する請求項７に記載のガイド要素。
【請求項９】
前記コーティングの材料は、前記延長部分の材料より弾力がある請求項７または８に記載のガイド要素。
【請求項１０】
前記コーティングは、生体適合性の材料を含む請求項７ないし９のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項１１】
前記コーティングは、プラスチック材料を含む請求項７ないし１０のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項１２】
前記コーティングは、ポリイミド、ピークオプチマ（peek optima）および工業用ポリウレタンのいずれかの材料を含む請求項７ないし１１のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項１３】
前記ガイド要素は、ガイドワイヤまたはガイドロッドである、請求項１ないし１２のいずれかに記載のガイド要素。
【請求項１４】
埋め込み可能な器具を案内するための脳への挿入のためのガイド要素であって、
力の作用により曲るのではなく破壊する材料を有する延長部分を備える、ことを特徴とするガイド要素。
【請求項１５】
前記ガイド要素は、前記延長部分を包み込むコーティングをさらに含む請求項１４に記載のガイド要素。
【請求項１６】
前記コーティングは、前記延長部分の材料よりも弾力がある、請求項１５に記載のガイド要素。
【請求項１７】
前記コーティングは、生体適合性の材料を含む、請求項１４または１６に記載のガイド要素。
【請求項１８】
埋め込み可能な器具を案内するために脳への挿入のためのガイド要素であって、
前記ガイド要素は、延長部分を含み、この延長部分は、非延性の材料を含む、ことを特徴とするガイド要素。
【請求項１９】
前記ガイド要素は、前記延長部分を包み込むコーティングをさらに含む請求項１８に記載のガイド要素。
【請求項２０】
前記コーティングは、前記延長部分の材料より弾力がある請求項１９に記載のガイド要素。
【請求項２１】
前記コーティングは、生体適合性材料を含む請求項１９または２０に記載のガイド要素。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、神経外科用装置を位置決めするための、神経外科において使用する装置に関する。特に、カテーテルやガイド管などの管状の器具を案内する脳への挿入のためのガイド要素に関する。
【背景技術】
【０００２】
血液脳関門は、神経系への治療薬剤の投与に対して相当なハードルとなる。治療薬剤という用語は、医薬品、遺伝子材料、生物製剤（すなわち、幹細胞などの生きている有機的組織体から合成された製剤）などの治療効果を有する物質を含む。この関門をバイパスするためのテクニックの開発により、多形性膠芽腫だけでなく、パーキンソン病、ハンティンドン病、および、アルツハイマー病の治療が飛躍的に改善された。これらの疾患の基礎病理学的進行を抑制可能、あるいは後退させることが可能な新規な薬剤が開発されてきた。しかしながら、これらの治療薬剤は、血液脳関門を通過することができず、その結果、従来の方法（例えば、口腔または静脈を通じて）により投与される際に、脳内の必要な構造に到達しないという制約を受ける。
【０００３】
送達強化投与（ＣＥＤ）は、薬剤が血液脳関門を通過する必要なく、治療薬剤が中枢神経系に直接的に投与されることを可能にする。ＣＥＤは、微細な頭蓋内カテーテルと、脳細胞外の空間に薬剤を直接的に分与するための低い注入レートとを用いる。直接的実質内注入、カプセル化細胞および生分解可能ポリマーとは対照的に、ＣＥＤは拡散に依存しない。正確にコントロールされた注入レートを備える精密に設計されたカニューレを使用すると、細胞外の空間に直接的に流れ込む治療薬剤に圧力勾配が生み出される。その結果、大量の脳および脊髄を超えて、相対的に大きい分子のコントロールされた均一な投与が達成され得る。
【０００４】
特許文献１は、実質内薬剤供給のために人間または人間以外の脳へのカテーテルの埋め込みを開示している。従って、薬剤は、カテーテルを通じて、間欠的または継続的に要求される脳の目標箇所へ送出される。
【０００５】
特許文献１は、脳の目標位置に向けて器具の長手方向の案内のために使用されるステレオガイドをさらに開示し、これは、器具が挿入される方向に沿った軸線を規定する。ステレオガイドは、患者の頭蓋骨にしっかりと取り付けられる定位固定フレームにより運ばれる。ステレオガイドは、外科用器具を、要求された一に向けるために非常に正確に配置されるようにするため、定位固定フレーム上で調整され得る。ガイド管などの脳またはガイドに挿入された管状の器具、例えば、治療薬剤の供給のためのカテーテルや脳に挿入されこれを通じて他の器具を通すことが可能なガイド管などの脳に挿入される管状器具あるいはガイド管状器具を補強するために、ガイドワイヤを使用できる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開０３／０７７７６４号公報
【発明の概要】
【０００７】
本発明の第１の観点は、埋め込み可能な器具を案内するための脳への挿入のためのガイド要素であって、前記ガイド要素は、延長部分を有し、この延長部分は、少なくとも８０％の炭化タングステンの組成を有するガイド要素を提供する。
【０００８】
好適には、延長部分は１ｍｍより小さい直径を有する。
【０００９】
さらに好ましくは、延長部分は、０．６ｍｍ未満の直径を有する。さらに好ましくは、延長部分は０．４ｍｍ以下の直径を有する。
【００１０】
延長部分は、５〜２０％の間のコバルトまたはニッケルを含むことができる。さらに好ましくは、延長部分は、約５％のコバルトまたはニッケルを含む。ガイド要素は、延長部分を包み込むコーティングをさらに含んでもよい。コーティングは、延長部分とは異なる材料を含むことができる。コーティングは、生体適合性を有する材料を含むことができる。コーティングは、プラスチック材料を含むことができる。コーティングは、ポリイミド、ピーク・オプチマ（peek optima）または工業用ポリウレタンのいずれかを含むことができる。好適には、コーティングの材料は、ガイド要素コアの材料よりも弾力を有する。
【００１１】
好適には、ガイド要素はガイドワイヤまたはガイドロッドである。
【００１２】
本発明の第２の観点は、埋め込み可能な器具を案内するための脳への挿入のためのガイド要素であって、力の作用下で曲るのではなく破壊する材料を有する延長部分を備えるガイド要素を提供する。
【００１３】
本発明の第３の観点ガイド要素は、埋め込み可能な器具を案内するための脳への挿入のためのガイド要素であって、非延性の材料を含む延長部分を備えるイド要素を提供する。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
本発明の実施形態は、以下の図面を参照して例示により説明される。
【図１】ガイド管の側面図である。
【図２】内側管の側面図である。
【図３】カテーテルの側面図である。
【図４Ａ】組み立てられたガイド管、内側管、および、カテーテルの側面図である。
【図４Ｂ】脳に挿入された、組み立てられたガイド管、内側管、およびカテーテルを示す。
【図５】ステレオガイドを使用して脳に挿入されたガイドワイヤを示す。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図１ないし図３は、本発明に係るガイド管、内側管、および、カテーテルをそれぞれ示す。ガイド管１０は、図１に示され、一端部にハブ１4を有する、ある長さの管１２を含む。この例において、これは、カルボセイン（carbothane）５５ＤＢ２０などのポリウレタンプラスチックから形成される。しかしながら、しかしながら、生体適合性でかつ、中心部の開口を維持するために、室温で十分に硬い材料であればいずれからでも形成か可能である。この例においては、管１２は０．６ｍｍの内径および０．５ｍｍの外径を有する。
【００１６】
ガイド管は、外科医により形成された頭蓋骨の開口（例えば、穿孔）を通して脳に挿入される。管の全長が脳に挿入されると、ハブは、例えば、アクリルのセメントを用いて、頭蓋骨の穿孔に接合することによって患者の頭蓋骨に取り付けられる。国際公開０３／０７７８４号に開示されているように、ガイド管を適所に案内するために、ワイヤが使用できる。挿入前に、ガイド管は目標よりも短い長さに切断される。ガイド管の先端部は、一般的には、目標から数ミリメートル短い。
【００１７】
ガイド管のハブは、好適には、ドーム状で、かつ、管の中心開口をハブの側に接続する切り込みスリット１６を有する。
【００１８】
内側管１８は、図２に示され、２つの接続された管を有し、先端側管２０は、この実施例においては、０.４２ｍｍの外形および０.２ｍｍの内径を有し、基端側管２２はさらに大きい外径を有する。停止要素２４は、基端側管と先端側管とを接続する。基端側管と先端側管は、一般的には、カルボセイン８５ＡＢ２０などのポリウレタンプラスチックで形成されているが、他の材料も使用可能である。
【００１９】
この場合には、停止要素２４は、カルボセイン７２ＤＢ２０などのポリウレタンプラスチックを用いて形成される。また、他の適当な材料を使用可能である。停止要素２４は、概ね円筒形状の中心体２６と、１対の径方向に対向する翼２８、３０を有し、翼２８、３０は、患者の頭蓋骨の外表面に停止要素をねじ止めできる皿もみ穴３２、３４をそれぞれ含む。基端側管及び先端側管を備える管および停止要素は、国際公開０３/０７７７８５号においてより詳細に説明されている。
【００２０】
停止要素は２つの役割を有する。第一に、管がガイド管に挿入される時に、停止要素はガイド管のハブに対して隣接し、それにより、停止部を構成し、ガイド管から延在する先端側管の長さを規定する。次に、停止要素の翼は、管を患者の頭蓋骨に固定するために使用される。
【００２１】
管を患者の頭蓋骨に固定する役割は、代替手段によっても達成可能である。 例えば、１対の翼は、基端側管に、例えば、オーバ・モールドにより与えることができる。これらの翼は、翼および基端側管を適所に固定するために、頭蓋骨にねじ止めされる際のねじを受容する開口を備えることも可能である。この構成は、１つの翼が他方の上に折りたたまれることを可能にし、その結果、単一のねじが翼の両方の開口に挿入される。この構成は、基端側管内でカテーテルのある程度の締め付けをもたらす。
【００２２】
カテーテル３６は、図３に示され、微細な管３８を有し、一般的には、石英ガラスで形成されている。代替材料として、不活性で、ウイルスと結合しにくい性質の材料を使用できる。石英ガラスは、一般的には、０.２ｍｍの外径および０.１ｍｍの内径を有する。カテーテルは、一端に、停止部として作動する突起４０を備えることができる。これはカテーテルに直接的にモールド成形でき、カルボセインなどのポリウレタンプラスチックから形成される。
【００２３】
突起４０は、中心開口をもつ、段付けされた円筒形状の外形を有する。最大直径の領域４１は、カテーテルが内側管に挿入される時に、基端側管の端部が隣接する停止部を形成する直線状の側面を有する。最大直径領域のいずれかの側は、直径が減少したくびれ部分４５を有する円筒形状部分４３である。使用において、管は、最大直径領域４１に隣接するまで、円筒形状部分上に押される。管が、くびれ部分４５を通過すると、管は変形してシールを構成する。カテーテル３６が内側の管１８に挿入されると、基端側管２２の端部は、円筒形状の部分４３の１つを越えて押される。カテーテルをポンプに接続するコネクタ管（図示せず）は、同様な方法で他の突起の円筒形状部分に取り付けることができる。
【００２４】
脳神経外科手術を実行するために、外科医は、先ず第１に、患者の神経構造を理解し、それゆえ、要求された目標の位置を識別する必要がある。これは、普通、定位固定参照フレームを患者の頭に固定することにより達成され、定位固定参照フレームの要素が診断イメージ上で観察され、この定位固定参照フレームから測定される。定位固定フレームは、測定座標にセットされるステレオガイドを使って、機器が要求された目標に案内されるプラットフォームとして作用する。機器が、要求された目標位置に案内されると、治療が開始可能である。このことは、国際公開０３/０７７７８４号においてより詳細に説明されている。
【００２５】
ガイド管は、固定されたステレオガイドを使って脳に挿入され、上述したように、適所に固定される。図４Ａ及び図４Ｂは、組み立てられたガイド管１０、内側管１８及びカテーテル３６を示している。図４Ａは、頭蓋骨の外にあるアセンブリであり、図４Ｂは、脳４２に挿入されたカテーテルを有するアセンブリである。図４Ｂは、骨セメント４６により頭蓋骨４４の穴の適所に固定されたガイド管１０のハブ１４を示している。内側管は、停止要素２４がガイド管のハブ１４に隣接するまで、先端側管２０をガイド管１０に挿入することによってガイド管に挿入される。従って、停止要素２４は、脳に挿入される内側の管の挿入量をコントロールするためのストッパとして作用する。カテーテル３６は、管に挿入されて、その突起が内側管の基端側管２２の端部に隣接するまで押される。
【００２６】
ガイド管、管およびカテーテルのすべてが挿入されると、頭蓋骨の外でガイド管のハブから延在しているカテーテルを含む基端側管は、９０度曲げられ、図４Ｂに示すように、停止要素が頭蓋骨に対してフラットに配置される。そして、これは、皿もみ穴を通過するねじ４８を使用して適切な位置に固定される。ガイド管のハブ１４における切り込みスリット１６は、この９０度の屈曲を可能にする。さらに、（内側管にモールド形成された翼などに）内側管の追加固定手段によってクランプを付与可能であり、この追加固定手段を通じてねじが頭蓋骨に取り付けられる。
【００２７】
ガイド管、内側管、および、カテーテルの長さは、内側管がガイド管より遠くに（例えば、１０ｍｍ）で脳の中に延在し、カテーテルは内側管より遠く（例えば、１０ｍｍ）に脳の中に延在するように配置されている。
【００２８】
ガイド管、内側管、および、カテーテルの全てが適所に配置された状態で、カテーテルは、カテーテルの突起と接続されるコネクタ管を介してポンプ（図示せず）と接続される。
【００２９】
国際公開０３／０７７７８４号は、カテーテルや電極などの微細な器具を脳に挿入する方法を開示する。０．６ｍｍ直径の小径タングステンガイドワイヤは、微細な管に挿入されて、それに固定され、このワイヤはその管の端部から突出する。微細な管とワイヤは、ステレオガイドを用いて脳の目標箇所に共に下降される。そして、微細な管は、取り外され、ガイド管はワイヤにねじ込まれ、脳に挿入される。ガイド管が取り付けられると、ガイドワイヤが取り除かれる。
【００３０】
実際上は、ガイドワイヤは微細な管を使用することなく挿入可能である。
【００３１】
図５は、ステレオガイド５０を使って脳に挿入されたガイドワイヤ５２を示す。ステレオガイドは、患者の頭蓋骨５4にしっかりと取り付けられる定位固定フレーム（図示せず）により運ばれる。図５は、ステレオガイドのガイド要素５４、５６とクランプ５８を通じ、頭蓋骨５4の開口６０を通じ、そして脳内へ挿入されたガイドワイヤ５２を示す。ガイド管１０は、ガイドワイヤにねじ込まれ、脳への挿入の準備が整っているのがわかる。ガイドワイヤの脳への挿入に適したステレオガイドは、国際公開０３/０７７７８４号において開示されている。
【００３２】
非常に微細なカテーテルの挿入のために、例えば０．２ｍｍの、非常に小さい直径のガイドワイヤが必要とされる。
【００３３】
ガイドワイヤを脳に挿入する際には、ガイドワイヤは、脳膜の繊細な最も奥のレイヤーであり、脳と脊髄を取り囲んでいる膜である軟脳膜を貫通しなければならない。メッシュ状の軟脳膜は、脳の全体の表面をきっちりと覆い、外皮の裂け目まで延びている。これは、脳脊髄液を生産する絨毛膜網状組織を形成するために脳室を区画する脳質の上衣と結合する。
【００３４】
タングステンワイヤは、このような小さい直径であり、折曲がる可能性があるという欠点を有する。この折曲がりは、ガイド要素の先端を脳の誤った目標箇所に達せさせる可能性があり、その結果、ガイド管とカテーテルが誤って取り付けられる。
【００３５】
本発明においては、ガイド要素（例えば、ガイドワイヤまたはガイドロッド）は、硬く、脆い素材である炭化タングステンなどの材料で形成される。炭化タングステンは、タングステンとは違う破壊モードを有する。タングステンは非延性材料であるので、炭化タングステン力のもとで曲がるのではなく破壊する。このことは、力のもとで降伏し、それにより変形するタングステンとは異なる。従って、ガイド要素（例えば、ガイドワイヤまたはガイド要素）は、力のもとで曲がるのではなく破壊する、及び／または、炭化タングステンなどの非延性材料を含む材料から形成され、曲がらずに先端が正しい位置に挿入される。
【００３６】
ガイド要素は、例えば炭化タングステンで形成された、延長部分を含む。炭化タングステンは、ある割合の例えば、コバルト等の他の要素を含んでいてもよい。コバルトの添加は、結合性質を改善するように機能し、一般的には、５〜２０重量％の範囲で添加される。炭化タングステンガイドワイヤの適切な組成は、9５％のＷＣおよび５％のＣｏであるが、他の組成を用いることも可能である。代替の添加物はニッケルであり、結合性質も改善する。ニッケルは、耐食性を増大させて、生体適合性を増大させる効果もある。上述したように、ニッケルは、５〜２０重量％の範囲で添加することができる。
【００３７】
ガイド要素の炭化タングステン延長部分の寸法の例は、直径０．３６ｍｍである。炭化タングステンガイド要素の延長部分は、ｌｍｍ未満の直径を有し、好適には、０．６ｍｍ未満の直径であり、さらに好適には、０．４ｍｍ以下の直径を有する。
【００３８】
ガイド要素が脳に挿入される際に、ガイド要素は比較的丈夫な（約５ｍｍの）軟脳膜を通じて、そして脳の非常に柔らかい領域を通過する。従って、炭化タングステンの破損は、いずれも最初の５ｍｍ内で発生し、その間の破損したガイド要素は容易に除去される。
【００３９】
ガイド要素の延長部分は、破損した場合に、それを一緒に保持する材料でコーティングされている。コーティングは、炭化タングステンコアより弾力がある生体適合性の材料を含む。
【００４０】
生体適合性のプラスチック材料を含み、例えば、ポリイミド、ピークオプチマ（peek optima）または工業用ポリウレタンである。適切なコーティングが、オーバ・モールド成形により適用できる。コーティングの厚さは、ガイド要素の直径の増加を制限する一方で、ガイド要素の破壊した断片を一緒に効果的に保持するために選択される。コーティング厚さは、一般的には、０.１から０.２５mmまでの範囲にある。
【００４１】
ガイド要素は、例えば、ガイドワイヤまたはガイドロッドを含む。
【００４２】
ガイド要素は、力のもとで曲がるのではなく破壊し、及び／又は非延性の炭化タングステン以外の材料から形成してもよい。
【図１】
2010501232.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010501232.tif 000005
【図４Ａ】
2010501232.tif 000006
【図４Ｂ】
2010501232.tif 000007
【図５】
2010501232.tif 000008
【国際調査報告】
2010501232.tif 000009
2010501232.tif 000010