(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
組織成長を促進するために加圧された液体を間質性腔に送出する装置であって、
加圧された液体を前記間質性腔に搬送するカテーテルと、
前記間質性腔を前記カテーテルの遠位端に流体連通させて接続する組織係合表面を備えた耐圧取付けシールと、
前記カテーテルと流体連通し、加圧された液体を前記カテーテルの近位端に導入する注入ポートと、
前記加圧液体が前記間質性腔に導入された後、前記注入ポートからの前記加圧された液体の漏れを制限するように構成されたバルブ要素と、
前記間質性腔の内部の液圧が、所定のレベルを超過した場合には液体を放出することにより、この液圧を減少させる圧力放出バルブと、を含む装置。
【請求項２】
前記圧力放出バルブが前記カテーテルと流体連通して配設された放出ポートを含み、更に前記圧力放出バルブが前記放出ポートを流体的に密封し、使用者が選択した液圧限界に反応して前記放出ポートから外れる放出プラグを含む請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記カテーテルが、尿管に接続するように寸法を調節された耐圧取付けシールをその遠位端に備えたシラスチックカテーテルを含んだ請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記カテーテルが先細管状要素を含んだ請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記先細管状要素が、間質性腔を囲む組織と係合する切欠き付き外表面を含む請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記先細管状要素が、間質性腔を囲む組織に回動して係合するねじ山付き外表面を含む請求項４に記載の装置。
【請求項７】
前記注入ポートが、皮下注射針の周囲にシールを弾性的に形成するよう構成された隔壁を更に含む請求項１に記載の装置。
【請求項８】
前記注入ポートが、患者に皮下挿入するよう構成された請求項１に記載の装置。
【請求項９】
前記注入ポートが、患者の皮膚に取付けるよう構成された請求項１に記載の装置。
【請求項１０】
前記耐圧取付けシールがフィブリン接着剤からなる請求項１に記載の装置。
【請求項１１】
前記耐圧取付けシールが、前記カテーテル上に移動可能に設けられたカラー要素であって、摺動して前記カテーテルを前記間質性腔を囲む組織に係合させるカラー要素を含んだ請求項１に記載の装置。
【請求項１２】
前記装置が、流体圧力に反応して縮小状態から膨張状態に拡張するバルーンであって、前記カテーテルの遠位端に流体連通して接続されたバルーンを更に含む請求項１に記載の装置。
【請求項１３】
前記カテーテルが、前記液圧源に取替え及び取外し可能に接続する装着要素を備えた請求項１に記載の装置。
【請求項１４】
加圧された液体を提供するポンプを更に含んだ請求項１に記載の装置。
【請求項１５】
前記ポンプが、液体溜め部を備えた注入器要素と、前記間質性腔に導入された前記液体の圧力を指示する圧力センサを含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１６】
前記ポンプが、モータ駆動されるポンプ要素を含む請求項１４に記載の装置。
【請求項１７】
前記カテーテルがシラスチックカテーテルからなる請求項１４に記載の装置。
【請求項１８】
前記カテーテルが先細遠位端を含んだ請求項１４に記載の装置。
【請求項１９】
前記先細遠位端が、間質性腔を囲む組織と係合する切欠き付き外表面を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２０】
前記先細遠位端が、間質性腔を囲む組織と回動して係合するねじ山付き外表面を含む請求項１８に記載の装置。
【請求項２１】
前記注入ポートが、皮下注射針の周囲にシールを弾性的に形成するよう構成された隔壁を更に含む請求項１４に記載の装置。
【請求項２２】
前記注入ポートが、患者に皮下挿入するよう構成された請求項２１に記載の装置。
【請求項２３】
前記注入ポートが、患者の皮膚に取付けるよう構成された請求項２１に記載の装置。
【請求項２４】
前記耐圧取付けシールがフィブリン接着剤からなる請求項１４に記載の装置。
【請求項２５】
前記耐圧取付けシールが、前記カテーテル上に移動可能に設けられたカラー要素であって、摺動して前記カテーテルを前記間質性腔を囲む組織に係合させるカラー要素を含んだ請求項１に記載の装置。
【請求項２６】
前記間質性腔の内部から液体を放出することで液圧を減少させる圧力放出バルブをさらに含んだ請求項１４に記載の装置。
【請求項２７】
流体圧力に反応して縮小状態から膨張状態に拡張するバルーンであって、前記カテーテルの遠位端に流体連通して接続されたバルーンを更に含む請求項１４に記載の装置。
【発明の詳細な説明】
発明の背景
本発明は体積欠乏性疾患及び体積欠乏性症候群の治療に関し、更に詳しくは圧力を制御しつつ液体を患者の間隙に送って組織拡張及びその周囲の組織の成長を促す装置、並びに体積欠乏性の自然身体構造を増大させたり、組織拡張によって培養された組織部分を取付けることで損傷した身体を再建する外科手術法に関する。制御圧力で液体を患者の間隙に送る方法も開示する。
短腸症候群などの生物学的体積欠乏性は、膀胱や肺などの自然身体構造物の容積の不足によって当該器官が効率的に働かなかったり、或は全く働かない時に起る持続性の状態である。更に、こうした容積の不足によって他の器官や組織に損傷を与える内的液圧や液体還流が引き起こされたりする。これらの欠乏性の原因としては、先天性異常によるもの、腹部外傷によるものなどがある。
現在では、これらの症状に苦しむ患者は外科的な治療を受けている。その代表的なものは、付加的組織片を当該部位に取付けてその部位を再建して身体構造の容積を増大するという手法である。例えば、膀胱の容量が十分でない状態で生れた乳児には、膀胱壁に胃腸組織片を取付けて乳児の膀胱を再建する膀胱増大手術が行われる。執刀する外科医は胃腸組織片を、その周囲壁の表面積を増加し、よって膀胱の容積を増大するような方法で、膀胱壁に取付ける。外科医が胃腸組織を使用するのは、一般的に患者の体内で胃腸組織がこの増大処置、手法に十分な量まかなえるからである。
これらの手法は多くの場合、身体構造物の容積不足を巧く補うことが出来るが、異なる種類の組織を取付ける事によって生じる合併症はしばしばかなり激しく、持続性を伴う。例えば、胃腸管を取付けて膀胱再建を行なう場合の合併症には、結石症、代謝性合併症、粘液分泌の増大、感染の増大、処置を行なった身体構造物中の穿孔や悪性腫瘤などがある。医学会では、これらの合併症は処置を行う身体構造物の自然組織に対して取付ける組織に和合性、適合性に欠けていることから起ること一般的に理解されている。
よって、本発明の目的は増大又は再建手法でより和合性に富んだ組織を提供する装置及び方法を提供することである。
発明の要約
本発明は、自然身体構造物の容量を増大する外科的手法において、又は再建手術において使用される生物組織の成長を促進するための装置及び方法を提供するものである。さらに本発明は、再建手法において付加的な外皮として用いられる累進的な組織成長を促進するための方法を提供するものである。この目的を達成するため、本発明は加圧された液体を身体構造物の内部または患者の間隙に導入する装置及び方法を提供するものである。この加圧された液体は周囲の組織を拡大させ、それによって組織成長を促進すると一般に理解されている状態を作り出す。ここで生成された組織は、切除し、外科的増大手法において容量欠乏を軽減するために利用される。
ここで用いられる「組織拡大」という用語は、加圧に反応した自然身体管腔の拡張、組織部分の拡張、そして新しい組織の成長促進を包含する。また「容量欠乏」という用語は、組織間の空間及び隙間または自然身体構造物内の空間及び隙間の容量不足に関連した疾患及び症候群を包含し、具体的な例としては短腸症候群がある。
ここで用いられる「間質性腔」という用語は、組織や自然身体構造物内の間隙、組織の層の間や器官内に存在する空間や隙間を包含し、尿管、膀胱、腸管、胃、食道、気管、肺、血管、及びその他の器官の内部の間隙を含み、更には組織によって囲まれている内的腔を形成する外科的に形成された如何なる間隙をも含むことが理解されるだろう。
ある側面では、本発明は患者の間質性腔に加圧された液体を送出する装置を含む。一般的にこの装置は、加圧された液体源を前記間質性腔と流体連通させて接続するカテーテル要素と、前記液体の漏れを選択した流動方向に制限し、よって液体の逆流を防止するるように構成されたバルブ要素と、前記間質性腔を前記カテーテル要素に流体連通させて接続する耐圧シールを形成する取付け要素とを含む。
本発明の一つの好適な実施例では、この液体送出装置は、液圧が使用者が設定したレベルを超過した場合には液体を放出することにより、前記間質性腔の内部の液圧を減少させる圧力放出要素を更に含む。この圧力放出要素としては、前記カテーテル要素と、そしてその内部の液体とも流体連通して配設されている放出ポート要素がある。更に前記圧力放出要素は、所定の液圧域値を下回っている限りは前記放出ポートを流体的に密封して液体をカテーテル内に保持させ、所定の液圧域値に達するとカテーテル又は間質性腔内の液体に反応して前記放出ポートから外れるように構成された放出プラグを含む。
このカテーテル要素は、加圧された液体を間質性腔に搬送するように構成されている。このカテーテル要素は、尿管のような間質管腔に填まり込むように寸法を調節された部分を備えたシラスチックカテーテルチューブを含んでいてもよい。場合によっては、前記カテーテル要素は、皮下注入ポートから延長され前記バルブ要素を含んだ適当な長さのシラスチックチューブ又はその他の高分子物質製のチューブで良い。拡張中の間質性腔は、カテーテルの近位に位置させ、取付け要素により結合させてもよい。
また前記カテーテル要素が、間質性腔を囲む組織を貫通するように構成された先細管状要素を含んでもよい。この先細管状要素は、カテーテルの遠位端に取付けられる。また先細管状要素は、堅い線維隔膜を貫通できるようなポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような硬質材料で形成できる。取付け要素は、カテーテル要素と一体的に形成し、カテーテル要素の遠位端に設けた切欠き外表面を備えていてもよい。そうすれば、カテーテル要素の遠位端が間質性腔を囲む組織と係合できる。これに代わって、或は加えて間質性腔を囲む組織に回動して係合するねじ山付き外表面を設けてもよい。
本発明の一実施例では、この液体送出装置は、間質性腔に外科的に取付けられ、患者の体の内部で体内カテーテルとして保持されるカテーテル要素を含む。このカテーテルは、注入ポートを含むポート要素に接続している。この注入ポートは、カテーテル要素内部で液体を加圧状態に保つように構成された弾性隔壁を備えている。更にこの注入ポートは、選択した圧力で液体源を提供するポンプ要素に接続されている。
別の実施例においては、本発明は次の要素を含む液体送出装置によって実現される。この液体送出装置は、選択した圧力で液体源を提供するポンプ要素と、この液体を腔内部に搬送するカテーテル要素と、ポンプ要素をカテーテル要素に流体的に接続する注入ポートと、液体の流動方向を制限し、よって加圧された液体の逆流が注入ポートから逃げるのを防ぐバルブ要素と、加圧液体を含んだ間質性腔に前記カテーテル要素に流体接続する取付け要素と、を含む。この取付け要素は、間質性腔の組織に結合して耐圧シールを形成できる。耐圧シールとしては組織の接合部に加えられる液圧に耐えることが出来る液体に対するシールが含まれる。
一実施例においては、前記ポンプ要素がマノメータ要素のような圧力センサ要素と流体連通した液体溜め部を備えた注入器要素を含み、間質性腔に導入された液体の圧力を指示できる。この注入器要素の中空針は隔膜を貫通でき、この隔膜は貫通した針の周囲に耐圧液密の目止め（シール）を弾性的に形成できる。注入器のピストン動作によって、注入器の液体溜め部の中の液体は加圧されて、カテーテル要素及び間質性腔に導入される。液体溜め部と流体連通している圧力センサは、カテーテルに導入された液圧に反応して、間質性腔に導入された液体の圧力を指示する。よって、ポンプ要素は間質性腔に導入された液体の圧力を選択的に制御するように構成できる。
更に他の実施例によれば、前記ポンプ要素が、モータ駆動されるポンプ要素と、液体溜め部と、カテーテル要素の内部の液体と流体連通したマノメータ要素のような圧力センサ要素と測定された液圧に反応して間質性腔の内部を適切な液圧に維持するようにポンプを制御しつつ作動する制御回路を含んだ制御要素とを備えていてもよい。更に別の実施例によれば、この制御要素は、間質性腔の内部の液圧が選択的に経時変化するようにこのモータポンプを作動させる処理ユニットを含んでいてもよい。カテーテル要素と選択的に流体連通する注入ポート要素に取り外し及び取替え可能に取付ける装着要素がポンプ要素に含まれているのが好ましい。
この注入ポート要素はポンプ要素をカテーテル要素に流体結合するように構成されており、カテーテル要素内の加圧液体が逆流して注入ポート要素から逃げるのを防ぐバルブと一体形成することが出来る。注入ポート要素は、ポンプ要素に流体連通しつつ取り外し及び取替え可能に接続する装着要素を備えることが出来る。この装着要素は、ねじ山付きニップル、掛け金などの耐圧液密シールを形成できればどんな連結手段でもよい。一実施例では、注入ポート要素は、患者に皮下埋めこみするか、或は患者の皮膚に取付けるよう構成された注入ポートでよい。
上記の取付け要素は、カテーテル要素を間質性腔に流体連通するように構成されており、カテーテル要素と間質性腔の間に耐圧シールを形成できる。上述したように取付け要素は、カテーテル要素と一体的に形成し、カテーテル要素の遠位端に設けた切欠き又はねじ山付き外表面を備えていてもよい。そうすれば、カテーテル要素の遠位端が間質性腔を囲む組織と係合できる。類似の手段としては、カテーテル要素の遠位端に、間質性腔を囲む組織に回動して係合するねじ山付き外表面を設けてもよい。更に取付け要素は、フィブリン接着剤のような生物学的適合性のある自然な接着剤化合物でよい。また取付け要素は、前記カテーテル上に移動可能に設けられた円筒形カラー要素又は弾性Ｏリングのような、摺動して前記カテーテルを前記間質性腔を囲む組織に係合させる機械的取付け機構であってもよい。
更に別の実施例ではこの装置が、流体圧力に反応して縮小状態から膨張状態に拡張する、前記カテーテル要素の遠位端に流体連通して接続されたバルーン要素を更に含んでいてもよい。縮小状態ではバルーン要素は、拡張される間質性腔の内部に填まるような寸法であり、膨張状態では、間質性腔の容積を満たすような寸法になっており、よって間質性腔を囲む組織壁を強制的に拡張、拡大させる。更には、バルーン要素は、間質性腔内部で選択した距離だけ膨張するように寸法調整し、よって膨張状態において間質性腔の一部分のみに接触し、その組織壁の一定の部分のみの組織成長を促進することも可能である。
また、バルーン要素は、液体を保持するように構成し、よって液体が拡張中の間質性腔に進入しないようにできる。一般的には、この液体は食塩水であって、抗菌物質を含んでいるのが好ましい。
この装置は、前記間質性腔から液体を放出することで液圧を減少させる圧力放出要素をさらに含んでいてもよい。圧力放出要素は、ポンプ要素内に配置した圧力センサとバルブを備えていてもよく、そうすればカテーテルに送出される液体の圧力を測定し、カテーテル内部の液圧が所定の最大値を超過した際に、カテーテル内部の液圧に反応してポンプ要素を停止するか、バルブ要素の作動によってカテーテル内部から液体を放出することが可能である。
本発明の更にほかの側面では、身体構造物の容量欠乏症疾患を、容量が欠乏した身体構造物を増大することによって治療する方法が開示されている。この方法では、選択した圧力の液体源と、間質性腔へ前記選択した圧力の液体を搬送するカテーテル要素と、加圧液体を選択した方向の流れに制限するバルブ要素と、このカテーテル要素と間質性腔を流体的に連通させて接続する耐圧目止め（シール）を形成する取付け要素と、を含む組織拡張装置を使用する。またこの方法は、間質性腔の一部分を加圧液体を収容するようい準備する段階と、カテーテル要素をこうして準備した間質性腔の一部分に接続する段階と、液体を準備した一部分に導入して間質性腔の組織壁を拡張して組織拡大を促進する段階を含む。これ以降の段階では、拡張された組織壁の一部分を切除し、容量が欠乏した身体構造物の容量が増大するように、この切除された部分の組織壁をこの構造物に取付ける。
好適な実施様態では、この方法は間質性腔の内部の液圧を監視する段階と、選択された圧力レベルに反応して前記間質性腔から液体を放出して、間質性腔の内部の液圧を引き下げる段階をさらに含んでいる。
本発明の他の好適な実施様態では、加圧液体が例えば１日１回のような選択した時間的間隔で間質性腔に導入され、選択された治療期間において累進的な組織成長が促進される。一実施様態においては、約５ｍｍ乃至１５ｍｍの圧力範囲で食塩水を毎日、尿管の一部を締め付けることによって流体的に密封された間質性腔に導入し、その尿管の組織壁を拡張し、よってその組織の拡大及び成長を促進する。液体を３０日間毎日導入するか、更に好適には、組織壁が充分拡大して後の外科的増大又は再建手術用の組織を提供できるまで毎日導入する。
本発明の好適な実施様態では、間質性腔の一部分を加圧液体を収容するように準備する前記の段階に、容量が欠乏した身体構造物と表現型において和合性のある組織壁を備えた間質性腔を選択する段階がさらに含まれる。
「表現型において和合性のある組織」という用語は、類似の表現型、類似の総細胞特性を備えているか、類似していると識別できるか、和合性のある上皮ライニングを持っているなどの点で組織学的に類似しているか、同一或は類似の胎構造に由来する組織を包含する。
本発明の一実施様態では、組織成長を促進するために組織を拡張する方法を提供する。この方法は、液体を選択した圧力で提供するためのポンプ要素を設けることによって、間質性腔に液体を選択した圧力で導入する段階と、カテーテル要素をポンプ要素と間質性腔の間に流体接続する段階と、液体導入を選択した流動方向のみに制限して逆流を防止するバルブ要素をカテーテル内に設ける段階と、更に間質性腔をカテーテル要素に対して流体的に密封する段階を含んでいる。
【図面の簡単な説明】
図１は液体を選択した圧力で間質性腔に送るための本発明の一実施例を示す。
図２Ａ乃至２Ｄは、カテーテル要素を間質性腔の周囲の組織に対して密封するために本発明において使用される取付け要素の実施例を示す。
図３は、液体の流れを一つの選択された方向に限定するバルブを備えたポート要素及びこのポート要素からニップルとして延長させたカテーテル要素を詳細に示す。
図４は、モータ駆動のポンプ要素及びそのポンプを作動させて間質性腔に導入される液体の圧力を選択的に制御する制御要素を含む本発明の他の実施例を示す。
図５Ａ及び５Ｂは、選択された圧力下の液体を間質性腔（尿管の管腔）に導入して組織成長を促進したり、膀胱の容積を増大する手法を示す。
発明の詳細な説明
本発明は加圧された液体を患者の間隙に導入することにより生物学的組織の成長を促進し、組織を拡張する装置及び方法を提供するものである。
この目的を達成するため、本発明は加圧された液体源に接続され、その液体を間質性腔の内部に送るカテーテル要素と、液体の流れる方向を規制してポートから逆流した加圧液体が該ポートから逃げるのを防止するバルブ要素と、そのカテーテル要素を加圧液体を含んだ間質性腔に流体接続する取付け要素と、を含む液体送出装置を包含する。
図１には、液体を選択した圧力で間質性腔２４Ａに送るための本発明による装置１０が示してある。本装置１０はカテーテル要素１２を含み、そのカテーテル要素１２は、オプションの安全放出要素１４Ａ付きのポート要素１４と、バルブ要素２８と、マノメータ１８を備えたポンプ要素１６と、先細遠位端２０と、液体吐出口２２を備えている。
図１に示したように、カテーテル要素１２の遠位端２０は、身体構造物２４の間質性腔２４Ａ内に嵌合するように寸法を調整してある。遠位端２０の液体吐出口２２は、中空の通路１２Ａと流体連通しており、この通路１２Ａはポート要素１４と流体連結するカテーテル要素１２内に延びている。図示した本実施例におけるポート要素１４には、注入ポンプ要素１６の針要素１６Ａによって貫通可能な弾性変形隔壁が含まれている。注入ポンプ要素１６は、食塩水などの液体を保持した液体溜め部３０を備えている。よって、図１に示した装置は管腔２４Ａのような間質性腔を加圧液体の入った溜め部３０に流体接続して、間質性腔に選択した圧力で液体を送出する。
図１に示した本実施例では、カテーテル要素１２は、組織拡張手法において患者に皮下挿入できるように構成したシラスチックカテーテルである。このカテーテル要素１２は、自然身体組織を貫通できるように先細遠位端２０を備えており、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような生物学的適合性のある硬質材料で形成するのが好ましい。吐出口２２は遠位端２０まで延びており、間質性腔２４Ａの内部への液体路となっている。図示した本実施例では、カテーテル要素１２の遠位端２０は尿管などの自然身体腔の管腔２４Ａ内に挿入できるよな寸法構成となっている。カテーテル要素１２の近位端では、カテーテルはバルブ要素を備えたポート要素１４に連結している。カテーテル要素１２が加圧液体で満たされた時に、カテーテルとポート要素１４間の密封状態が維持されるような方法によって、カテーテル要素１２がポート要素１４に連結されているのが好ましい。遠位端２０はカテーテル要素１２に結合される別体であってもよい。その際、遠位端２０は、カテーテル要素１２が加圧液体を保持している時は、カテーテル要素１２と遠位端２０との密封結合状態が維持されるような耐圧液体密封でカテーテル要素１２に結合されるようにする。カテーテル要素１２は、各用途に適合する圧力レベルで液体を保持できるように十分耐圧性のあるシラスチックテーテルであればよい。
図１に示した取付け要素２６は尿管壁２４とカテーテル要素１２の外表面の間を密封するフィブリン接着剤の層から成る。この取付け要素２６は、カテーテル要素１２と間質性腔２４Ａの周囲の組織の間で耐圧漏れ防止のシールとなる。
図示した本実施例では、この装置は尿管壁２４の組織拡張を促進するために使用される。一つの使用法としては、装置１０は液体を尿管管腔２４Ａ内に５乃至１５ｍｍの圧力で導入する。フィブリン接着剤から成る取付け要素２６は、耐圧密封性を実現するために十分な量がカテーテル要素の外表面に塗布されている。具体的には、取付け要素２６は、管腔が５乃至１５ｍｍの圧力で液体を保持した時に尿管２４内にカテーテル要素１２を保持できる効果的な耐圧密封性を実現している。更に、カテーテル要素１２は、尿管壁２４と摩擦係合できるように寸法を調整することも出来る。カテーテル要素と組織を接合するのに必要なフィブリン接着剤の量、又はその他の自然接着剤の量は、外科手術において通常の技量を有した当業者なら判断できる。
図１には、オプションの安全放出密封要素１４Ａも示されている。この安全放出密封要素はポート要素１４と一体的に形成されることも出来、また安全放出密封要素をカテーテル要素１２内の液体に接続する図示しない液体流路を備えている。図示した安全放出密封要素１４Ａは、一体的に形成された上記の液体流路と結合して流体連通したポート内に摩擦係合したプラグ要素を備えている。このプラグ要素は、加圧液体が最大圧力に達するとポートから外れる様にポートに嵌合できる。プラグが外れることによって、液体がカテーテル要素１２から逃げて、間質性腔２４Ａ内部の圧力を引き下げることが出来る。
図２Ａ乃至２Ｄを参照して、接続要素の変更例を説明する。図２Ａには、外表面１２Ａとしてカテーテル要素１２と一体形成された接続要素が示されている。外表面１２Ａはその周囲に設けられた少なくとも１つの切欠き溝４０を含んでいる。カテーテル要素１２の遠位端は、切欠き溝４０が間質性腔２４Ａ内部に位置するように腔２４に挿入されている。組織壁２４の周囲に係合するように寸法を調整したＯリング又はそれに類した締付け要素４２が、切欠き溝４０の位置した箇所の組織壁の周りに取付けられて、切欠き溝４０内で組織壁２４と摩擦係合する。Ｏリング４２は生物学的適合性のある弾性材料で形成できる。またＯリング４２は、用途に合せて必要となる圧力に耐えられる耐圧シールを形成できるように組織壁２４の周囲に堅く締め付け可能に寸法を調整できる。この必要となる圧力とは、例えば尿管壁の組織拡張や組織成長を促すために液体を尿管に導入する際の５乃至１５ｍｍの圧力である。
図２Ｂには更に別の接続要素２６の実施例が示されており、ここではカテーテル要素１２の外表面１２Ａに針毛突起４４としてカテーテル要素１２と一体形成された接続要素が示されている。この図示した針毛突起４４は尿管壁２４に係合し、加圧液体が間質性腔２４Ａ内に導入される際に腔２４Ａ内でカテーテル要素１２が動くのを抑制するように、カテーテル要素１２の基部に向かう方向に傾斜させてある。
図２Ｃには更に別の接続要素２６の実施例が示されており、この接続要素２６は管腔２４Ａの壁２４に回動して係合するねじ山４６を設けたねじ付き外表面１２Ａを含む。
図２Ｄには更に別の接続要素２６の実施例が示されており、この接続要素２６は破線で示した最初の縮小状態４８Ａから膨張状態４８に変化するバルーン要素４８を示す。バルーン要素４８はカテーテル要素１２に流体連通しつつ接続し、液体がバルーン要素４８に加圧注入されると膨張する。バルーン要素４８の外表面壁は、壁２４のような間質性腔に摩擦係合する。バルーン要素４８は、組織の成長を促進するように膨張状態において間質性腔２４Ａ内で膨張して腔２４Ａの周囲の壁２４を拡張するように寸法を調整してある。バルーン要素４８に注入された液体は、組織拡張手法の実行中はその内部に保持される。これによって、注入された液体は間質性腔２４に漏れ出すことがないため、流体的に密封されていない、又は縫合などにより簡単に流体的に密封可能でない身体腔（肺、気管、血管など）を膨脹させる方法を提供する。
図１を再度参照すると、ポート要素１４は、該ポート内部に一体的に配設された隔膜から形成されたバルブ２８を備えた注入ポートでよい。この隔膜バルブ２８は皮下植込み注入ポートに普通に使用されるタイプの弾性膜でよく、図１に示すように隔膜を貫通する皮下注射針要素１６Ａのような注射針要素の周囲に耐圧流体シールを形成する自己密封膜でよい。隔膜バルブ２８は、カテーテル要素１２内部の加圧流体がこの隔膜壁を通過して漏れないように注射針要素の周囲を十分密封しており、加圧液体が針要素１６Ａを介してカテーテル要素１２の内部に導入される際に、このバルブ要素２８は加圧液体が選択した方向に流動する様に加圧液体を規制して、その逆流を防止する。
図１に示したポンプ要素１６は、液体を通過させるようにした針要素１６Ａと、液体圧センサ要素１８と、液体溜め部３０と、ピストン要素３２を備える注入器である。液体圧センサは、液体溜め部３０内部の液体に流体連通して接続し、カテーテル要素１２内に注入される液体溜め部３０内部の液体の圧力を表示できるマノメータ要素１８でよい。作動の際には、ピストン要素３２を液体溜め部３０内に押し込むことにより、液体を加圧し、バルブ要素２８を貫通している中空の針要素１６Ａ内に注入する。隔膜バルブ２８は、選択した圧力で液体溜め部３０から液体を注入するため針要素１６Ａによる繰り返しの、断続的な突き通しに耐えられるような特性を備えた厚めに形成した部分を含むシリコーンエラストマー材料から構成されるのが好ましい。こうした針要素１６Ａは、２０番ゲージかそれ以下の太さであるのが好ましい。
図３は本発明の別の実施例である装置６０を示す。装置６０はポート要素１４、Ｏリング取付け要素６２、逆止め弁６４、ねじ山付き取付け要素６６、切詰め型カテーテル要素６８を含む。図１に示したように、間質性腔２４Ａは加圧液体の注入のためバルブ要素６４に流体的に結合されている。図示したバルブ要素６４は、ボール要素７０、切詰め型カテーテル要素６８の直径にまたがって配備された凹面壁７２からなる。また、凹面壁７２には凹部内に中央孔８０を備えている。さらにバルブ要素６４は、複数の図示しない孔を含んだ遠位壁７４および遠位壁７４に接続され、少なくとも複数孔の一つから離れた位置にボール要素７０を維持する変位要素８２も備えている。
使用の際には、液体源が取付け要素６６を介してポート要素１４にねじ込み結合される。またポンプ要素が、取付け要素６６とねじ込み係合することでポート要素１４に取外し及び取替え可能に接続され、ポンプ要素と装置６０の間に耐圧、耐液のシールとなる。選択された圧力の液体がポンプ要素により供給され、ポート要素１４を介して切詰め型カテーテル要素６８に注入される。Ｏリング取付け要素６２は、間質性腔２４の壁及びカテーテル要素６８の間の耐圧、耐液のシールを形成する。上述したようにＯリング取付け要素６２は、腔壁２４をカテーテル要素６８に摩擦力で固着できるように寸法を調整した弾性変形可能な生物学的適合性のリングで良い。既に述べたように、図３に示した逆止め弁６４は、その弁６４内で変位可能なボール要素７０を含んでいる。カテーテル要素６８に導入された加圧された液体は孔８０と近位に位置する有孔凹面壁７２とを通過できる。この液体の圧力がボール要素７０を凹面壁から変位させ、液体は逆止め弁６４を通り、遠位の壁７４を貫通する複数孔の一つ以上を介して弁６４から吐出する。加圧液体源がいったんポート要素１４から切り離されると、間質性腔２４Ａ内の液圧によってボール要素７０が有孔凹面壁７２に嵌合する。こうしてボール要素７０は、間質性腔２４Ａを流体的にシールし、よって加圧液体がカテーテル要素６８及びポート要素１４から逃げるのを防ぐ。
図３に示した装置６０は、間質性腔２４Ａ内部に摺動して挿入できる切詰め型カテーテル要素６８を備えている。この間質性腔２４Ａは、例えば経尿管尿管吻合（以下ＴＵＵと称する）の実施後に使用されずに残った尿管部分である。
図３に示した逆止め弁要素は間質性腔２４Ａを流体的にシールし、よって逆流した液体が間質性腔から逃げるのを防止する。図示した逆止め弁６４は、流体的に腔を密封し液体の加圧を維持するために液体圧によって閉状態を保つことが出来る逆止め弁の一例にすぎない。通常の技能を備えた当業者には理解されるだろうが、その他の逆止め弁、チェック弁、これ以外の圧力保持要素を本発明の範囲から逸脱することなく本発明で使用できる。また通常の技能を備えた当業者なら上記逆止め弁の変更例を提供するのは可能と考えられる。
図４に示した装置１００は、間質性腔２４Ａ内に加圧状態で液体を送出し、加圧状態で維持する本発明の更に別の実施例である。図４に示した装置１００は、ポンプ集成体１０４、注入ポート要素１０２、カテーテル要素１１６、カテーテル集成体１４０を含んでいる。図４に示したポンプ集成体１０４は、圧力計１０６、モータ集成体１０８、連結管腔１１０を含む。また連結管腔１１０はフィードバック管腔１１０Ａ、圧力放出弁１１２、放出溜め１１２Ａ、圧力調節ノブ１１４を含む。
図示したポンプ要素１０４は、選択された圧力の液体源を提供する公知の液体ポンプ要素で良い。ポンプ要素１０４はぜん動ポンプまたはその他の公知のポンプ装置でよい。モータ集成体１０８は液体溜め部（図示せず）から液体送出用の管腔１１０へ液体を移動し、注入ポート要素１０２を通過してカテーテル要素１１６を通り、間質性腔２４Ａに注入する電動モータポンプである。一実施例では、圧力計１０６は間質性腔２４Ａに注入される液体の圧力を測定する。注入されている液体が選択された圧力に達するようにモータポンプ１０８を制御するポンプ集成体１０４内部の制御要素に接続された圧力調節ノブ１１４を作業者が調節することで、液体の圧力を選択的に調節できる。この制御要素は管腔１１０及び間質性腔２４Ａに強制注入されている液体を測定するマノメータ（図示せず）を備えてもよい。この制御要素は、処理装置、データメモリ及びプログラムメモリを含んだ電気回路カード集成体であってもよい。又この制御要素は、処理装置の命令コードを処理するプログラムに反応して作動し、測定された液圧に反応して選択された液圧レベルを維持したり、最大圧に達した時にはポンプを停止するようにしてもよい。
更なる変更例としては、図示したポンプ集成体１０４は、間質性腔２４Ａをマノメータ（図示せず）にポンプ集成体１０４内で流体的に接続するフィードバック管腔１１８を含む図示したカテーテル要素１１６と共に使用してもよい。圧力調節ノブ１１４を使って圧力レベルを選択する作業者が、モータポンプ集成体１０８によって実現される間質性腔２４Ａ内部の圧力レベルを選択する。図４に示した様に、連結管腔１１０はカテーテル要素１１６のフィードバック管腔１１８Ａに流体接続するフィードバック管腔１１０Ａを含む。フィードバック管腔１１０Ａはポンプ集成体１０４内でマノメータ要素に接続していてもよい。更に、フィードバック管腔１１０Ａは圧力放出弁１１２にポンプ集成体１０４内で接続させてもよい。
圧力放出弁１１２はフィードバック管腔１１０Ａと流体連通しており、そのため間質性腔２４Ａ内の液体とも流体連通している。放出弁１１２は、マノメータ要素や制御要素ポンプと共に電気回路に設けられ、液圧を測定する電子制御放出弁であってもよい。放出弁１１２は、作業者が選択した域値に従って液体を放出液体溜め１１２Ａに放出する自動バルブ集成体を含んでもよい。作動時には作業者は、間質性腔２４Ａ内での選択液圧を得るように圧力調節ノブ１１４を調節して域値を選択する。
本発明の更に別の実施例では、フィードバック管腔１１８は、更にポート要素１０２の外表面に配備された安全放出プラグに接続させてもよい。これにより間質性腔２４Ａ内の液圧が安全放出ポート内で摩擦係合している安全プラグの係合を解く程の圧力に達すると、間質性腔２４Ａから液体を放出する安全放出弁となる。一実施例では、安全放出ポートは患者の外部に位置するポート要素１０２の外表面に配備されていて、間質性腔２４Ａから放出された液体は患者の身体腔には放出されないし、組織成長や、血液が安全ポート上で固まることによって、放出プラグが放出ポートから抜けなくなることもない。
図４に示したカテーテル要素１１６では、ポンプ集成体１０４に液体フィードバック路が設けてられている。図４に示したこのフィードバック管腔１１８は、フィードバック管腔１１０Ａと間質性腔２４Ａ内の加圧された液体を液体連通させている。図４に示したように、カテーテル要素１１６はカテーテル集成体要素１４０の上を摺動するように寸法を調整された遠位部分を備えている。カテーテル集成体要素１４０はその周囲でカテーテル要素１１６に対して流体シールされ、カテーテル要素１１６とカテーテル集成体要素１４０の間いだの耐圧液体シールとなる。
図４に示したように、カテーテル集成体要素１４０は、フィードバック管腔１１８に接続される接続ニップルを近位に備えたフィードバック管腔１４６を含む。カテーテル集成体要素１４０は、ボール要素１２８、遠位壁１３０、貫通孔及び凹部を備えた近位壁１２４を含む逆止め弁要素１２６を更に備えている。更にカテーテル集成体要素１４０は、液体を間質性腔２４Ａ内に放出するための出口ポート１３４を含む先細遠位端１３２を備えている。
カテーテル集成体要素１４０は間質性腔２４Ａの壁２４に、既に説明した装着要素の何れかにより装着できる。カテーテル集成体要素１４０はカテーテル要素１１６に取り外し及び取替え可能に、流体連通するように接続される。カテーテル集成体要素１４０は選択された尿管などの自然身体管腔に接続するように寸法調整可能で、カテーテル要素１１６などの標準的なカテーテル要素に接続するように寸法調整された近位部分を備えていてもよい。カテーテル集成体要素１４０は、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）のような生物学的適合性のある硬質材料と、ある種の自然身体管腔の固い線維隔膜を貫通できるような硬質の先細遠位端１３２で形成するのが好ましい。
図５Ａ及び５Ｂは、体積欠乏性の身体構造を増大させ、身体を再建する外科手術法のような外科手術で使用される組織成長を促進する方法を含む本発明の別の側面を示している。
図５Ａには、尿管として図示されている間質性腔２４Ａ内に挿入される液体送出装置４８の遠位部分が示されている。更に図５に示されているように、取付け要素１５０は弾性Ｏリングで、組織壁２４の外表面上を摺動され、組織壁２４を装置１４８の外表面に摩擦係合させる。Ｏリング取付け要素１５０は、間質性腔２４Ａが加圧液体１５２を保持している時に、要素１４８とその腔との液体連通を維持する耐圧液体型シールを構成できる。図５Ａに更に図示したように、締付け要素１６０が尿管の一部位において液体シールを形成するように、組織壁２４の更に遠位の部分に取付けてある。こうすれば、加圧液体１５２を保持可能な自然身体の間質性腔内部にチャンバーが形成される。使用の際には、例えば５ｍｍ乃至１５ｍｍの選択圧力で液体が要素１４８を通って間質性腔２４Ａ内に送達される。組織成長を累進的に促進するために、液体は間質性腔２４Ａ内に時間的間隔をおいて送達されるのが好ましい。間質性腔２４Ａの壁２４がその壁に対する圧力のため拡張するに従い、腔２４Ａ内の液圧は減少する。後には、より多量の液体を腔２４Ａ内に導入できる。又は、本発明を実行する他の方法においては、液圧が選択した圧力レベルを大きく下回る毎に、装置１４８は断続的に液体を腔２４Ａ内に導入する。
壁２４が充分拡張した時点で、壁の一部又は全体を外科的手法で切除する。通常は、締付け要素１６０を永久縫合に取替え、壁２４を増大や外科的再建などの外科的手法に使用できるようにする。
図５Ｂには、膀胱１５４をうまく増大するのに適した寸法にまで拡張した図５Ａに示した組織壁２４からなる組織片１５８が描かれている。外科的膀胱増大手法では、膀胱の表面積を増大し、よってその内部容積容量を増大するような方法で、組織片１５０Ａが膀胱１５４に取付けられる。
本発明を限定的でない実験実施要綱に関連して以下に説明する。
胃腸管を使用した膀胱増大に関連した合併症については良く知られている。これらには、悪性疾患、結石症、代謝合併症、感染の増大、及び穿孔などがある。我々の設計した装置では、累進的拡張法が後に増大手法に使用できるような通常の尿管に施される。
例１
１０頭のウサギに、尿管膀胱接合部において一側性の尿管結紮を施し、また同側の腎摘出術を施した。シラスチックのカテーテルを近位の同側の尿管に通して、間質性腔に加圧液体を導入するための装置に接続した。この装置には皮下に固定された注入ポートが備わっている。またフィブリン接着剤が補助密封材として用いられた。手術後の１０日間から２週間、塩類−抗生物質溶液が触診可能な注入ポートの中に毎日皮下注入された。膀胱容量を正確に測定しつつ、基線膀胱Ｘ線撮影法及び膀胱内圧測定法が実施された。尿管撮影法は最初の段階及び毎週１回、尿管に造影剤を注入して行われた。３０日以内に、Ｘ線撮影法で測定したところ実験動物の尿管は少なくとも１０倍に拡張されていた。各実験動物に対して第２の手法が実行された。拡張された尿管径は各例において隣接した結腸の径を上回っていた。再形成され、拡張された尿管部分を用いて増大膀胱形成術が行われた。繰り返し行なった膀胱Ｘ線撮影法及び膀胱内圧測定図に、１９０％から３８０％（平均２６０％）の範囲で膀胱容量の増大が見られた。
例２
５頭のビーグル犬に開放手術を施し、夫々の犬の膀胱を水平に２つの部分に分割した。その２つの部分は上膀胱新レザバーと、両方の尿管に手をつけず、排水させた無損傷の下膀胱である。シラスチックカテーテルを、新たに形成され上部に位置する新レザバー内に挿入し、更に皮下に固定される注入ポートに接続した。この新レザバーと膀胱はそれぞれ２層のランニング吸収性縫合糸で閉じた。手術後４週間の間、塩類と抗生物質の溶液が触診可能な注入ポートの中に毎日皮下注入され、シラスチックカテーテルを介して新レザバーを満たした。レザバーと膀胱の容量を正確に測定しつつ、基線及び連続Ｘ線透視装置を用いて膀胱Ｘ線撮影法並びに膀胱内圧測定法が毎週１回、実施された。
その後、累進的に拡張された新レザバーを用いて、各実験動物に対して増大膀胱形成術が行われた。手術後の膀胱撮影図及び尿力学的研究が手術の１ヶ月後及び２ヶ月後に行われた。実験動物は処分され、増大した膀胱標本を回収し、肉眼により、また組織学的に検査された。６０日以内に累進的に拡張された新レザバーは天然の膀胱の３から６倍になった。増大膀胱形成術をこの新しく拡張された新レザバー組織を用いて行なった後、平均的な膀胱容量は平均で６５％増大した。増大した膀胱のコンプライアンスは全ての実験動物において通常と変わりはなかった。回収した膀胱の組織学的検査では通常の細胞組織が見られた。
この研究は、膀胱がそれ自身の自然組織を用いて累進的拡張装置によって増大できることを証明している。累進的に拡張した新レザバーは増大膀胱形成術の為の全く完全に自然な身体部分を提供する。全ての実験動物の増大した膀胱には、正常な機能及び良好なコンプライアンスが観察された。この装置による累進的拡張は、２次的手法を用いることなく、特別に設計された拡張カテーテルを使って簡単に臨床的環境に応用できる。これらのカテーテルは開放手術を行なわず、皮下的に又は経尿道的に膀胱内へ挿入可能である。概念的にはこれらのカテーテルは、カテーテルを介して毎日累進的に拡張することが出来る回転楕円体膜（バルーン）を末端に装着可能である。この技術は膀胱再建のために現在行われている胃腸の部分使用に取って代ることも有り得る。
この装置による累進的拡張は、簡単に臨床的環境に応用できる。以前又は現時点において腎摘出術又は対側尿管尿管吻合術（ＴＵＵ）を受け、未使用の尿管部分を残している患者が、この手法を受けるのに最も適している。更に、通常の径の尿管を備えた膀胱増大を必要とする患者も、ＴＵＵと注入ポートと未使用の尿管部分の接続を受けることが出来る。定期的な尿管拡張後の６週間以内に、患者は簡単な下腹部切開によって膀胱増大を受けることが出来る。
この装置は組織が不足しているその他の臓器系において組織成長を拡張し、増大するためにも使用できる。先天的又は後天的に胃腸管が不足している短腸症候群の患者がこの手法を受けるのに最も適している。現在のところ、短腸症候群の患者の中には治療法がなく死亡に至るものもある。本発明の組織拡張及び拡大装置は、先天的又は後天的な条件で肺容量が不足している患者にも使用できる。これらの患者は体外膜酸素付加（ＥＣＭＯ）を通常必要とするが、それ自体の死亡率が８０％に達するというものである。患者にＥＣＭＯを施しながら、類似の装置を用いて気管を介して個々の肺に挿入して液圧式組織拡張法を行なうことも出来る。この装置を用いて、あらゆる種類の血管バイパス手術に移殖片として後に使用する個々の血管の拡張を行なうことも可能である。例としては、大動脈大腿手術に用いられるものがあり、これによってポリテトラフルオロエチレン（テフロン）移殖片のような、様々な合併症の原因となり得る人工材の使用を避けることができる。この装置は、付加的外皮が再建手法で必要になる皮膚や頭皮部のような部分的な組織拡張にも利用できる。更に、この装置は、膀胱増大、尿管拡張、腎盂尿管移行部通過障害治療手術、尿管膀胱移行部通過障害治療手術、或は狭窄、筋脱力症部分、組織不足によって生じる閉塞性障害が起るあらゆる身体部位で使用できる。又この装置は、胃拡張、気管組織の拡張、食道増大、腸管拡張、及び拡張又は組織拡大を必要とするあらゆる身体部位で使用することが出来る。
本発明を図示された特定の実施例を用いて説明した。しかし、ここに説明された発明の具体的な実施例の同等物が可能であることは、当業者には直ちに、又は単純な実験のみを行なえば明らかであろう。本発明及びこれら同等物は以下の特許請求の範囲を参照することによって理解され、確定される。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図２Ｄ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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