カテーテル
【課題】投与される薬剤量の位置的な分布を動的かつ簡易に変化させることができるカテーテルを提供すること。
【解決手段】人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルであって、薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部１と、薬剤供給側から薬剤吐出部１に薬剤を導く薬剤通路２と、薬剤吐出部１および薬剤通路２の少なくとも一方に設けられ、外部から伝わるエネルギーを受けて、薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するゲート機構１１，１２と、を備える。
【解決手段】人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルであって、薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部１と、薬剤供給側から薬剤吐出部１に薬剤を導く薬剤通路２と、薬剤吐出部１および薬剤通路２の少なくとも一方に設けられ、外部から伝わるエネルギーを受けて、薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するゲート機構１１，１２と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人間を含む哺乳類の体内臓器の内部に穿刺針を刺して薬剤を投与するカテーテルが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−５７４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のカテーテルは基本的に体内臓器内部の１点にのみに薬剤を投与するものであったため、ある程度の体積をもつ患部に薬剤を投与したい場合であっても、投与位置から離間した患部の部分には、あまり薬剤を行きわたらせることができなかった。
【０００５】
特に、薬剤が投与された体内臓器は、薬剤投与の作用効果によって罹患部位の位置、大きさ、あるいは形状が変化する。このため、薬剤を継続的に投与する場合、罹患部位の位置、大きさ、あるいは形状の変化に対応して、投与される薬剤量の位置的な分布を動的に変化できることが望ましい。
【０００６】
ここで、上述した従来のカテーテルを用いて、投与される薬剤量の位置的な分布を変化させる場合、一旦取り付けたカテーテルを外して新たな位置にカテーテルを取り付け直す必要があり、切開手術等による医師に負担がかかるとともに、投与対象の人間を含む哺乳類にかかる負担が大きいという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投与される薬剤量の位置的な分布を動的かつ簡易に変化させることができるカテーテルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるカテーテルは、人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルであって、前記薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部と、薬剤供給側から前記薬剤吐出部に前記薬剤を導く薬剤通路と、前記薬剤吐出部および前記薬剤通路の少なくとも一方に設けられ、外部から伝わるエネルギーを受けて、前記薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するゲート機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記エネルギーは、カテーテル表面を経由してカテーテル内に伝搬するエネルギーである。そして、前記ゲート機構の状態遷移は、前記ゲート機構周辺のカテーテル表面から侵入したエネルギーによって惹起される。このようなエネルギーは、たとえば、外部から照射される波動エネルギーである。ここで、波動エネルギーとは、波動の形式で進行するエネルギーであり、音波、超音波、電磁波（電波、赤外線、可視光、紫外線を含む）、衝撃波、機械的振動を含むがこれに限定されず、パルスも波動に含まれる。このようなエネルギーの印加によって、ゲート機構の部材の破壊、変形（溶融や膨張など）等が惹起され、この結果、ゲート機構の遷移状態が起こる。
【００１０】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて破壊される被破壊部材を有し、該被破壊部材の破壊によって前記状態が遷移することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを禁止する部材であり、前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて該被破壊部材が破壊されることによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記被破壊部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて前記被破壊部材が破壊されることによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記被破壊部材は、セラミックスであることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて変形する変形部材を有し、該変形部材の変形によって前記状態が遷移することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記変形部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記変形部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記変形部材は、熱可塑性のプラスチックであることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、音波、超音波、赤外線と可視光とを含みかつ高周波を含む電磁波、衝撃波、機械振動のうちの１または複数を組み合わせたエネルギーであることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、レーザ装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、超音波振動子から出力されるエネルギーであることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、衝撃波発生装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする。
【００２２】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部および前記ゲート機構は、複数であり、少なくとも１つの薬剤吐出部は、前記ゲート機構によって前記薬剤を吐出する活性状態と薬剤を吐出しない不活性状態との遷移が行われることを特徴とする。
【００２３】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤通路は、チューブ状であり、前記ゲート機構は、シート状の前記薬剤吐出部の内部に設けられることを特徴とする。
【００２４】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部は、浸透膜を有し、該浸透膜を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする。
【００２５】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部は、開口が形成され、該開口を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする。
【００２６】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部は、穿刺針であり、前記薬剤通路は、チューブ状であり、前記ゲート機構は、前記薬剤通路の途中に設けられることを特徴とする。
【００２７】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤通路は、前記薬剤の供給側の１つの通路から複数の通路に分岐する分岐部を有し、前記ゲート機構は、前記分岐部に複数設けられ、前記分岐部から分岐した少なくとも１つの通路は、前記ゲート機構によって該通路に薬剤を流す活性状態と該通路に薬剤を流さない不活性状態との状態遷移を行うことを特徴とする。
【００２８】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記分岐部は、網状の通路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部および薬剤供給側から前記薬剤吐出部に薬剤を導く薬剤通路の少なくとも一方にゲート機構が設けられ、このゲート機構が、外部から伝わるエネルギーを受けて、薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するようにしているので、投与される薬剤量の位置的な分布を動的かつ簡易に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、この発明にかかるカテーテルの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３１】
図１は、この発明の実施の形態にかかるカテーテルが人体に適用された状態を示す模式図である。また、図２は、図１に示したカテーテルの薬剤吐出部を体内臓器側からみた図である。さらに、図３は、図１に示したカテーテルの薬剤吐出部の分解斜視図である。図１では、たとえば、肝臓などの体内臓器４の表面に対して数十ｍｌ程度の抗癌剤などの薬剤を、１週間程度の長期間にわたり連続的かつ集中的に吐出して計画投与する場合を示している。なお、ここでいう薬剤には、液状およびゲル状の薬剤を含む。
【００３２】
図１〜図３において、カテーテル１０は、チューブ状の薬剤通路２とシート状の薬剤吐出部１とを有する。薬剤通路２は、体表６に取り付けられた薬剤投入装置３に接続されるとともに、コネクタ１６ａを介して薬剤吐出部１に接続される。薬剤吐出部１は、臓器支持組織５によって体内で支えられている体内臓器４表面に密着して該体内臓器４に固着され、薬剤投入装置３から薬剤通路２を介して供給される薬剤を体内臓器４表面に浸透させる。薬剤投入装置３は、上述したように体内臓器４の表面に対して数十ｍｌ程度の薬剤を、１週間程度の長期間にわたり連続的かつ集中的に吐出して計画投与するものであり、たとえば、薬剤リザーバ内に蓄積された薬剤を、電気浸透流ポンプなどによって微量に押し出し、カテーテル１０を介して投与する。すなわち、薬剤投入装置３から規定された量の薬剤が薬剤通路２を通って体内に導入され、薬剤は、薬剤吐出部１の裏面から、選択される所定範囲に拡散し、体内臓器４にその表面から吸収される。なお、薬剤投入装置３は、体表６に取り付けてある必要はなく、例えば、体内に埋め込む構成や、体外に離間して配置する構成が可能である。
【００３３】
薬剤吐出部１は、図３に示すように、上層１３、中間層１４、下層１５からなる３層構造をなし、互いに接着される。中間層１４は、上層１３および下層１５によって挟まれ、柔軟な生体適合性のある素材、例えばシリコンゴム等で実現され、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの肉厚な層である。上層１３は、柔軟な生体適合性のある素材、たとえばポリエチレン等で実現され、中間層１４に比して肉薄で、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの層である。下層１５は、たとえばポリスルホンによって実現され、薬剤を透過させる柔軟で生体適合性のある素材で、中間層１４に比して肉薄で、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの層である。
【００３４】
上層１３は、薄膜が薬剤通路２側に引き出された突出部１７を有する。突出部１７の先端には、コネクタ１６ｂが設けられ、コネクタ１６ａとコネクタ１６ｂとが接続されることによって、薬剤通路２に連結される。すなわち、コネクタ１６ａ，１６ｂの連結によって、突出部１７の先端の開口と薬剤通路２の内部通路とが連通する。
【００３５】
中間層１４の内部には、第１の開口７、第２の開口８、および第１の開口７および第２の開口８間を連通する流路９が形成されている。第１の開口７の開口領域には、突出部１７が配置される。流路９内には、初期状態で薬剤の流れを許可し、外部からのエネルギーを受けて薬剤の流れを禁止する第１のゲート機構１１と、初期状態で薬剤の流れを禁止し、外部からのエネルギーを受けて薬剤の流れを許可する第２のゲート機構１２とが設けられている。なお、第１のゲート機構１１および第２のゲート機構１２は、いずれか一方のみが設けられればよく、説明の都合上、図２および図３では、第１のゲート機構１１および第２のゲート機構１２の双方を流路９内に配置した構成を示している。
【００３６】
なお、下層１５は、薬剤のみが透過する浸透膜ではなく、第１の開口７および第２の開口８に対応する領域のみが開口した薄膜であってもよい。
【００３７】
薬剤投入装置３から供給される薬剤は、薬剤通路２、コネクタ１６ａ，１６ｂを介して薬剤吐出部１の上層１３の突出部１７に導入され、さらに中間層１４の第１の開口７に導入される。第１の開口７に導入された薬剤は、第１の開口７に対応する下層１５の領域を透過して体内臓器４表面から体内に浸透する。ここで、第１のゲート機構１１は、初期状態で薬剤の流れを許可するため、薬剤は、第１の開口７から第２の開口８側に向けて流路９を進行するが、初期状態で薬剤の流れを禁止する第２のゲート機構１２によって薬剤の流れが阻止され、薬剤は、第２の開口８には導入されない。この結果、薬剤は、第１の開口７に対応する体内臓器４の表面のみに供給されることになる。なお、流路９上であって、第１の開口７と第２のゲート機構１２との間に対応する領域からも体内臓器４表面に薬剤が供給されるが、線状領域であるため、無視できる程度の薬剤供給である。
【００３８】
その後、第２のゲート機構１２が、外部からエネルギーを受けて、薬剤の流れを禁止する状態から薬剤の流れを許可する状態に遷移すると、流路９は、第１の開口７と第２の開口８との間が連通状態となり、第１の開口７に供給された薬剤は、流路９を介して第２の開口８に供給され、第２の開口８に対応する下層１５の領域を透過して体内臓器４表面に供給される。すなわち、第２の開口８は、薬剤の吐出が禁止された不活性状態から薬剤を吐出する活性状態に遷移する。なお、この場合、第１の開口７に対応する体内臓器４表面からも薬剤が供給される。
【００３９】
その後、さらに第１のゲート機構１１が、外部からエネルギーを受けて、薬剤の流れを許可する状態から禁止する状態に遷移すると、流路９は、第１の開口７と第２の開口８との間が非連通状態となり、第１の開口７に供給された薬剤は、第１の開口７に対応する下層１５の領域のみから体内臓器４表面に薬剤が供給される。すなわち、第２の開口８は、薬剤が吐出される活性状態から、薬剤の吐出が禁止された不活性状態に遷移する。このようにして、結果的に、薬剤量の位置的な分布の動的変化を簡易に行うことができる。
【００４０】
ここで、第２のゲート機構１２は、図４に示すように、流路９の側面に対向して設けられた１対の凹部１９に、外部からの超音波衝撃波などで破壊するシリカ・アルミナ・燐酸カルシウム系セラミックスなどによって実現されるセラミックスで形成された円柱状のペレット１８が挿入されて構成される。ペレット１８は、凹部１９に挿入されて流路９に係止されることによって流路９を塞ぐ。
【００４１】
ペレット１８は、外部からカテーテル１０の表面を介してエネルギーを受けると破壊する被破壊部材である。したがって、ペレット１８が破壊されることによって、第２のゲート機構１２は、薬剤の流れを禁止する状態から薬剤の流れを許容する。
【００４２】
一方、第１のゲート機構１１は、図５および図６に示すように、流路９の一方の側部に、円柱状のペレット２０を係止する凹部２３が形成されるとともに、凹部２３に対向する側部に弾性片２５を収納する凹部であるスペース２４が形成される。弾性片２５は、たとえば生体親和性のあるコーティングが施された鋼などの金属で実現され、一端が、スペース２４が形成された流路９の側部であってスペース２４近傍に片持ち支持され、他端が、ペレット２０に押圧されてスペース２４内に収納される。
【００４３】
ペレット２０は、一方の側面から他方の側面に貫通する開口２２を有した連通孔２１が形成され、連通孔２１の連通方向が、流路９の流れ方向に一致するように流路９に挿入され、係止される。一方、弾性片２５は、図６（ｂ）に示すように、ペレット２０が存在しない場合に、自己の弾性力によって流路９を塞ぎ、薬剤の流れを禁止する。ここで、第１のゲート機構１１は、図６（ａ）に示すように、ペレット２０が流路９に係止された状態で、弾性片２５がペレット２０を凹部２３側に押圧する状態となるように設置される。すなわち、弾性片２５は、流路９を塞いで薬剤の流れを禁止する位置に移動するように自己の弾性力によって付勢されている付勢部材である。したがって、弾性片２５に替えて、伸張バネ等によって付勢する付勢部材であってもよい。
【００４４】
ここで、ペレット２０は、ペレット１８と同様に、カテーテル１０の表面を介してエネルギーを受けると破壊するセラミックスなどによって実現される被破壊部材によって形成される。そして、ペレット２０が破壊されない図６（ａ）の状態では、薬剤の流れを許可する状態となり、ペレット２０が破壊されると、弾性片２５が図６（ｂ）に示すように、自己の弾性力によって流路９を塞ぐ位置に移動して、流路９を塞ぐ。
【００４５】
なお、ペレット１８，２０は、セラミックスに限らず、外部から供給されるエネルギーとの関係で、ガラスやプラスチック等の種々の材質で実現してもよい。同様に、ペレット１８，２０を破壊する外部から供給されるエネルギーも、音波、超音波、赤外線と可視光を含む電磁波、衝撃波、機械振動などの各種波動エネルギーを用いることができる。さらに、伝導によって伝わる熱エネルギーでもよい。なお、熱は、赤外線による波動エネルギーとして伝えることもできる。
【００４６】
また、ペレット１８，２０は、外部からのエネルギーによって変形する変形部材であってもよい。たとえば、熱エネルギーによって変形する熱可塑性のプラスチックであってもよい。
【００４７】
さらに、ペレット１８は、内部に空気などの流体を有したバルーンなどによって形成してもよい。このバルーンは、気泡によって実現してもよい。また、バルーンを破壊せずに、バルーン内の流体の膨張・収縮を行うことによって、流路９の開閉を行う可逆性のゲート機構としてもよい。
【００４８】
ここで、図７および図８を参照して、外部からカテーテル１０の表面を介してゲート機構１１，１２にエネルギーを供給する機構の一例について説明する。図７は、体外から音波、超音波、衝撃波などの波動エネルギーを照射する状態を示す模式図である。図７において、波動エネルギー発生装置３１は、ドライバ３２から信号線３３を介して供給される信号をもとに波動エネルギーを発生する。波動エネルギーは、波動エネルギー発生装置３１のゲート機構１８，２０側に設けられた波動レンズ３０によって集約され、ゲート機構１８，２０に照射される。なお、波動エネルギー発生装置３１としては、超音波振動子、衝撃波発生装置、音波源などによって実現される。
【００４９】
一方、図８では、硬性鏡３４の内部チャネルを通して、エネルギー発生装置３５のエネルギー発生部を体内に挿入し、エネルギー発生部をゲート機構１８，２０の近傍に位置させ、エネルギー発生部からゲート機構１８，２０にエネルギーを供給する。なお、エネルギー発生装置３５は、ドライバ４０から信号線４１を介して供給される信号をもとにエネルギー発生部からエネルギーを発生させる。なお、エネルギーとしては、たとえば、ホルミウム・ＹＡＧレーザによるレーザ光や、超音波、高周波、機械振動などが用いられる。もちろん、伝導によって伝わる熱であってもよい。
【００５０】
（変形例１）
ここで、薬剤吐出部１の変形例について説明する。図９は、薬剤吐出部１の変形例１である薬剤吐出部５０を裏面側からみた図である。薬剤吐出部１は、第２の開口８が１つであったが、この薬剤吐出部５０は、複数の第２の開口５２を有している。すなわち、第１の開口７に対応する第１の開口５１と、４つの第２の開口５２とが放射状に設けられ、第１の開口５１と第２の開口５２との間にそれぞれ４つの流路９が設けられ、各流路９には、薬剤吐出部１と同様に、それぞれ第１のゲート機構１１と第２のゲート機構１２とが設けられている。なお、下層１５は、ここでは、浸透膜ではなく、第１の開口５１および第２の開口５２に対応する領域のみに開口を有するようにしている。これによって、各流路９のゲート機構１１，１２に対してエネルギーを与えることによって各ゲート機構１１，１２がオンオフし、薬剤が供給される領域を動的に変化させることができる。
【００５１】
（変形例２）
さらに、薬剤吐出部１の変形例について説明する。図１０に示した薬剤吐出部６０では、さらに第２の開口８に対応した第２の開口６２を、第１の開口６１の周囲に１２個設けている。そして、第１の開口６１と第２の開口６２との間の流路９をネットワーク状にし、流路９が交差する交差部にゲート機構１１を設けている。いわゆるネットワークにおけるノードの開閉を行うようにしている。なお、下層１５は、薬剤のみを浸透する浸透膜ではなく、第１の開口６１および第２の開口６２に対応する領域のみが開口している。ゲート機構１１は、エネルギーの供給によって破壊するものであるため、図１０では、初期状態において薬剤の供給は、第１の開口６１に対応する領域のみとなる。これによって、きめ細かく薬剤供給分布を動的に変更することができる。なお、ゲート機構１１に限らず、ゲート機構１２を適宜組み合わせても良いし、可逆性のある開閉を行うゲート機構としてもよい。さらに、ゲート機構は、ノードに限らず、流路９上に設けてもよい。
【００５２】
なお、変形例１，２では、第１の開口と第２の開口との間に流路９が形成されるようにしているが、流路９の空き領域に第１の開口あるいは第２の開口を密に配置することが好ましい。また、第３の開口をさらに設けるとともに第２の開口と第３の開口とをつなぐ流路をさらに設けるとともに、この流路内にゲート機構を設け、薬剤供給分布をさらにきめ細かく制御可能にすることが好ましい。
【００５３】
さらに、１つの流路９内に異種のエネルギーによって開閉するゲート機構を複数設けてもよい。たとえば、衝撃波によって破壊するゲート機構と熱によって破壊するゲート機構とを設けるようにしてもよい。この場合、流路９の開閉を多段階によって行うことができ、さらにきめ細かく薬剤供給分布を動的に変更することができる。
【００５４】
（変形例３）
上述した実施の形態では、主に体内臓器４表面にシート状の薬剤吐出部１，５０，６０を用いて直接薬剤を供給するものであったが、この変形例３では、薬剤通路２上にゲート機構を設けている。すなわち、この変形例３のカテーテル７０は、図１１に示すように、薬剤通路２の途中に分岐ユニット７３を設け、分岐ユニット７３の吐出側に複数の薬剤通路７１が接続される。分岐ユニット７３の薬剤投入装置３側は、コネクタ７４ａ，７４ｂによって接続される。複数の薬剤通路７１の各先端には、薬剤を吐出する開口を有した穿刺針７２が接続されている。
【００５５】
このカテーテル７０は、分岐ユニット７３が体表に設置され、各薬剤通路７１を介して接続される穿刺針７２が、複数に分散した処置対象である体内臓器などにそれぞれ穿刺された状態となっている。ここで、分岐ユニット７３内の薬剤通路７１は、共通の薬剤通路７５を介して分岐接続され、各薬剤通路７１上には、ゲート機構１１，１２が設けられ、各薬剤通路７１のオンオフが選択制御される。
【００５６】
この変形例３では、薬剤通路７１を介した穿刺針７２による薬剤の吐出を選択的にオンオフ制御することができるので、動的な薬剤供給分布の変更を簡易に行うことができる。
【００５７】
（変形例４）
上述した実施の形態では、状態遷移が可逆性のないゲート機構を前提として説明した。すなわち、薬剤の流れを許容するまたは禁止する一方の状態から、薬剤の流れを許容するまたは禁止する他方の状態に遷移した場合には、再び、元の状態に遷移できないゲート機構であった。この変形例４では、薬剤の流れを許容するまたは禁止する一方の状態から他方の状態への遷移を繰り返し行うことができる可逆性のあるゲート機構を実現している。
【００５８】
図１２は、この発明の実施の形態の変形例４のゲート機構の構成を示す分解斜視図である。また、図１３は、図１２に示したゲート機構の動作を示す図である。図１２に示すように、このゲート機構は、流路９の断面に対応した開口１０１が形成された金属製のスライダ１００が、流路９の途中の両側にそれぞれ形成されたスライダ収容部１０５ａ，１０５ｂにスライド可能に収容される。各スライダ収容部１０５ａ，１０５ｂが流路９から延在する奥にはスライダ駆動室１０３ａ，１０３ｂが設けられ、各スライダ駆動室１０３ａ，１０３ｂの流路９側の壁には、それぞれ磁石１０４ａ，１０４ｂが埋め込まれる。また、各スライダ駆動室１０３ａ，１０３ｂの流路９から離隔する奥側の室内には、それぞれバルーン１０２ａ，１０２ｂが収容される。
【００５９】
バルーン１０２ａ，１０２ｂは、純水などの流体をシリコンゴムなどの弾性膜で覆ったものであり、外部からのエネルギー照射（たとえば、レーザ光の照射）によって流体の温度が上がると、流体の気化によって体積が膨張する性質を有する。
【００６０】
ここで、図１３（ａ）に示す状態では、スライダ１００がスライド収容部１０５ａ側に偏って収容されている。この状態で、スライダ１００に形成された開口１０１は、流路９の位置に対応した位置に配置され、流路９を通る薬剤は、開口１０１を通って自由に流れることができる。また、この状態では、スライダ１００は、その一端が磁石１０４ｂに引き付けられた状態となっており、他の力が作用しない限り移動しない安定した状態となっている。
【００６１】
この状態で、バルーン１０２ａにレーザ光などを照射して外部エネルギーを与えると、バルーン１０２ａ内の流体が気化してバルーン１０２ａの体積が膨張する。この結果、図１３（ｂ）に示すように、スライダ１００は、スライダ駆動室１０３ｂ側に向かって押され、磁石１０４ｂの引き付け力に抗して解放され、スライダ駆動室１０３ｂ側に向けて移動する。このスライダ１００の位置では、スライダ１００の開口１０１は、流路９の位置に対応しておらず、流路９がスライダ１００によって塞がれた状態となる。この結果、薬剤の流れは、スライダ１００によって禁止される。また、この状態では、スライダ１００の他端が、磁石１０４ａに引き付けられており、他の力が作用しない限り移動しない安定した状態となっている。
【００６２】
その後、図１３（ｃ）に示すように、バルーン１０２ａが冷えて、体積が収縮して元のバルーン１０２ａの体積にもどるが、スライダ１００は、磁石１０４ａの引き付け力によって、スライダ駆動室１０３ｂ側に移動した状態で安定している。
【００６３】
この図１３（ｃ）に示す状態で、バルーン１０２ａと同様に、他方のバルーン１０２ｂに外部からエネルギーを与えれば、スライダ１００は、バルーン１０２ａの膨張によってスライダ駆動室１０３ａ側に移動し、流路９は、再び薬剤の流れを許容する状態に戻すことができる。
【００６４】
この変形例４に示したゲート機構では、薬剤の流れを許容するまたは禁止する一方の状態から、薬剤の流れを禁止するまたは許容する他方の状態への遷移を可逆的に繰り返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、この発明の実施の形態にかかるカテーテルが人体に適用された状態を示す模式図である。
【図２】図１に示したカテーテルの薬剤吐出部を裏面側からみた図である。
【図３】図１に示したカテーテルの薬剤吐出部の構成を示す分解斜視図である。
【図４】第２のゲート機構の構成を示す斜視図である。
【図５】第１のゲート機構の構成を示す斜視図である。
【図６】第１のゲート機構の動作を示す模式図である。
【図７】外部からカテーテルの表面を介してゲート機構にエネルギーを供給する機構の一例を示す模式図である。
【図８】外部からカテーテルの表面を介してゲート機構にエネルギーを供給する機構の一例を示す模式図である。
【図９】薬剤吐出部の変形例１を裏面側からみた模式図である。
【図１０】薬剤吐出部の変形例２を裏面側からみた模式図である。
【図１１】カテーテルの変形例３の構成を示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態の変形例４のゲート機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１２に示したゲート機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１，５０，６０ 薬剤吐出部
２，７１，７５ 薬剤通路
３ 薬剤投入装置
４ 体内臓器
５ 臓器支持組織
６ 体表
７，５１，６１ 第１の開口
８，５２，６２ 第２の開口
９ 流路
１０，７０ カテーテル
１１，１２ ゲート機構
１３ 上層
１４ 中間層
１５ 下層
１６ａ，１６ｂ，７４ａ，７４ｂ コネクタ
１８，２０ ペレット
１９，２３ 凹部
２１ 連通孔
２４ スペース
２５ 弾性片
３０ 波動レンズ
３１ 波動エネルギー発生装置
３２，４０ ドライバ
３３，４１ 信号線
３４ 硬性鏡
３５ エネルギー発生装置
７２ 穿刺針
７３ 分岐ユニット
１００ スライダ
１０１ 開口
１０２ａ，１０２ｂ バルーン
１０３ａ，１０３ｂ スライダ駆動室
１０４ａ，１０４ｂ 磁石
１０５ａ，１０５ｂ スライダ収容部
【技術分野】
【０００１】
この発明は、人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、人間を含む哺乳類の体内臓器の内部に穿刺針を刺して薬剤を投与するカテーテルが知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開平３−５７４５７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のカテーテルは基本的に体内臓器内部の１点にのみに薬剤を投与するものであったため、ある程度の体積をもつ患部に薬剤を投与したい場合であっても、投与位置から離間した患部の部分には、あまり薬剤を行きわたらせることができなかった。
【０００５】
特に、薬剤が投与された体内臓器は、薬剤投与の作用効果によって罹患部位の位置、大きさ、あるいは形状が変化する。このため、薬剤を継続的に投与する場合、罹患部位の位置、大きさ、あるいは形状の変化に対応して、投与される薬剤量の位置的な分布を動的に変化できることが望ましい。
【０００６】
ここで、上述した従来のカテーテルを用いて、投与される薬剤量の位置的な分布を変化させる場合、一旦取り付けたカテーテルを外して新たな位置にカテーテルを取り付け直す必要があり、切開手術等による医師に負担がかかるとともに、投与対象の人間を含む哺乳類にかかる負担が大きいという問題点があった。
【０００７】
この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、投与される薬剤量の位置的な分布を動的かつ簡易に変化させることができるカテーテルを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、この発明にかかるカテーテルは、人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルであって、前記薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部と、薬剤供給側から前記薬剤吐出部に前記薬剤を導く薬剤通路と、前記薬剤吐出部および前記薬剤通路の少なくとも一方に設けられ、外部から伝わるエネルギーを受けて、前記薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するゲート機構と、を備えたことを特徴とする。
【０００９】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記エネルギーは、カテーテル表面を経由してカテーテル内に伝搬するエネルギーである。そして、前記ゲート機構の状態遷移は、前記ゲート機構周辺のカテーテル表面から侵入したエネルギーによって惹起される。このようなエネルギーは、たとえば、外部から照射される波動エネルギーである。ここで、波動エネルギーとは、波動の形式で進行するエネルギーであり、音波、超音波、電磁波（電波、赤外線、可視光、紫外線を含む）、衝撃波、機械的振動を含むがこれに限定されず、パルスも波動に含まれる。このようなエネルギーの印加によって、ゲート機構の部材の破壊、変形（溶融や膨張など）等が惹起され、この結果、ゲート機構の遷移状態が起こる。
【００１０】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて破壊される被破壊部材を有し、該被破壊部材の破壊によって前記状態が遷移することを特徴とする。
【００１１】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを禁止する部材であり、前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて該被破壊部材が破壊されることによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１２】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記被破壊部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて前記被破壊部材が破壊されることによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１３】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記被破壊部材は、セラミックスであることを特徴とする。
【００１４】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて変形する変形部材を有し、該変形部材の変形によって前記状態が遷移することを特徴とする。
【００１５】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１６】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記変形部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記変形部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする。
【００１７】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記変形部材は、熱可塑性のプラスチックであることを特徴とする。
【００１８】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、音波、超音波、赤外線と可視光とを含みかつ高周波を含む電磁波、衝撃波、機械振動のうちの１または複数を組み合わせたエネルギーであることを特徴とする。
【００１９】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、レーザ装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする。
【００２０】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、超音波振動子から出力されるエネルギーであることを特徴とする。
【００２１】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記波動エネルギーは、衝撃波発生装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする。
【００２２】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部および前記ゲート機構は、複数であり、少なくとも１つの薬剤吐出部は、前記ゲート機構によって前記薬剤を吐出する活性状態と薬剤を吐出しない不活性状態との遷移が行われることを特徴とする。
【００２３】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤通路は、チューブ状であり、前記ゲート機構は、シート状の前記薬剤吐出部の内部に設けられることを特徴とする。
【００２４】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部は、浸透膜を有し、該浸透膜を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする。
【００２５】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部は、開口が形成され、該開口を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする。
【００２６】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤吐出部は、穿刺針であり、前記薬剤通路は、チューブ状であり、前記ゲート機構は、前記薬剤通路の途中に設けられることを特徴とする。
【００２７】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記薬剤通路は、前記薬剤の供給側の１つの通路から複数の通路に分岐する分岐部を有し、前記ゲート機構は、前記分岐部に複数設けられ、前記分岐部から分岐した少なくとも１つの通路は、前記ゲート機構によって該通路に薬剤を流す活性状態と該通路に薬剤を流さない不活性状態との状態遷移を行うことを特徴とする。
【００２８】
また、この発明にかかるカテーテルは、上述した発明において、前記分岐部は、網状の通路であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２９】
この発明によれば、薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部および薬剤供給側から前記薬剤吐出部に薬剤を導く薬剤通路の少なくとも一方にゲート機構が設けられ、このゲート機構が、外部から伝わるエネルギーを受けて、薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するようにしているので、投与される薬剤量の位置的な分布を動的かつ簡易に変化させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
以下、図面を参照して、この発明にかかるカテーテルの実施の形態を詳細に説明する。なお、この実施の形態によってこの発明が限定されるものではない。
【００３１】
図１は、この発明の実施の形態にかかるカテーテルが人体に適用された状態を示す模式図である。また、図２は、図１に示したカテーテルの薬剤吐出部を体内臓器側からみた図である。さらに、図３は、図１に示したカテーテルの薬剤吐出部の分解斜視図である。図１では、たとえば、肝臓などの体内臓器４の表面に対して数十ｍｌ程度の抗癌剤などの薬剤を、１週間程度の長期間にわたり連続的かつ集中的に吐出して計画投与する場合を示している。なお、ここでいう薬剤には、液状およびゲル状の薬剤を含む。
【００３２】
図１〜図３において、カテーテル１０は、チューブ状の薬剤通路２とシート状の薬剤吐出部１とを有する。薬剤通路２は、体表６に取り付けられた薬剤投入装置３に接続されるとともに、コネクタ１６ａを介して薬剤吐出部１に接続される。薬剤吐出部１は、臓器支持組織５によって体内で支えられている体内臓器４表面に密着して該体内臓器４に固着され、薬剤投入装置３から薬剤通路２を介して供給される薬剤を体内臓器４表面に浸透させる。薬剤投入装置３は、上述したように体内臓器４の表面に対して数十ｍｌ程度の薬剤を、１週間程度の長期間にわたり連続的かつ集中的に吐出して計画投与するものであり、たとえば、薬剤リザーバ内に蓄積された薬剤を、電気浸透流ポンプなどによって微量に押し出し、カテーテル１０を介して投与する。すなわち、薬剤投入装置３から規定された量の薬剤が薬剤通路２を通って体内に導入され、薬剤は、薬剤吐出部１の裏面から、選択される所定範囲に拡散し、体内臓器４にその表面から吸収される。なお、薬剤投入装置３は、体表６に取り付けてある必要はなく、例えば、体内に埋め込む構成や、体外に離間して配置する構成が可能である。
【００３３】
薬剤吐出部１は、図３に示すように、上層１３、中間層１４、下層１５からなる３層構造をなし、互いに接着される。中間層１４は、上層１３および下層１５によって挟まれ、柔軟な生体適合性のある素材、例えばシリコンゴム等で実現され、好ましくは０．５ｍｍ〜５ｍｍの肉厚な層である。上層１３は、柔軟な生体適合性のある素材、たとえばポリエチレン等で実現され、中間層１４に比して肉薄で、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの層である。下層１５は、たとえばポリスルホンによって実現され、薬剤を透過させる柔軟で生体適合性のある素材で、中間層１４に比して肉薄で、好ましくは０．０５ｍｍ〜０．３ｍｍの層である。
【００３４】
上層１３は、薄膜が薬剤通路２側に引き出された突出部１７を有する。突出部１７の先端には、コネクタ１６ｂが設けられ、コネクタ１６ａとコネクタ１６ｂとが接続されることによって、薬剤通路２に連結される。すなわち、コネクタ１６ａ，１６ｂの連結によって、突出部１７の先端の開口と薬剤通路２の内部通路とが連通する。
【００３５】
中間層１４の内部には、第１の開口７、第２の開口８、および第１の開口７および第２の開口８間を連通する流路９が形成されている。第１の開口７の開口領域には、突出部１７が配置される。流路９内には、初期状態で薬剤の流れを許可し、外部からのエネルギーを受けて薬剤の流れを禁止する第１のゲート機構１１と、初期状態で薬剤の流れを禁止し、外部からのエネルギーを受けて薬剤の流れを許可する第２のゲート機構１２とが設けられている。なお、第１のゲート機構１１および第２のゲート機構１２は、いずれか一方のみが設けられればよく、説明の都合上、図２および図３では、第１のゲート機構１１および第２のゲート機構１２の双方を流路９内に配置した構成を示している。
【００３６】
なお、下層１５は、薬剤のみが透過する浸透膜ではなく、第１の開口７および第２の開口８に対応する領域のみが開口した薄膜であってもよい。
【００３７】
薬剤投入装置３から供給される薬剤は、薬剤通路２、コネクタ１６ａ，１６ｂを介して薬剤吐出部１の上層１３の突出部１７に導入され、さらに中間層１４の第１の開口７に導入される。第１の開口７に導入された薬剤は、第１の開口７に対応する下層１５の領域を透過して体内臓器４表面から体内に浸透する。ここで、第１のゲート機構１１は、初期状態で薬剤の流れを許可するため、薬剤は、第１の開口７から第２の開口８側に向けて流路９を進行するが、初期状態で薬剤の流れを禁止する第２のゲート機構１２によって薬剤の流れが阻止され、薬剤は、第２の開口８には導入されない。この結果、薬剤は、第１の開口７に対応する体内臓器４の表面のみに供給されることになる。なお、流路９上であって、第１の開口７と第２のゲート機構１２との間に対応する領域からも体内臓器４表面に薬剤が供給されるが、線状領域であるため、無視できる程度の薬剤供給である。
【００３８】
その後、第２のゲート機構１２が、外部からエネルギーを受けて、薬剤の流れを禁止する状態から薬剤の流れを許可する状態に遷移すると、流路９は、第１の開口７と第２の開口８との間が連通状態となり、第１の開口７に供給された薬剤は、流路９を介して第２の開口８に供給され、第２の開口８に対応する下層１５の領域を透過して体内臓器４表面に供給される。すなわち、第２の開口８は、薬剤の吐出が禁止された不活性状態から薬剤を吐出する活性状態に遷移する。なお、この場合、第１の開口７に対応する体内臓器４表面からも薬剤が供給される。
【００３９】
その後、さらに第１のゲート機構１１が、外部からエネルギーを受けて、薬剤の流れを許可する状態から禁止する状態に遷移すると、流路９は、第１の開口７と第２の開口８との間が非連通状態となり、第１の開口７に供給された薬剤は、第１の開口７に対応する下層１５の領域のみから体内臓器４表面に薬剤が供給される。すなわち、第２の開口８は、薬剤が吐出される活性状態から、薬剤の吐出が禁止された不活性状態に遷移する。このようにして、結果的に、薬剤量の位置的な分布の動的変化を簡易に行うことができる。
【００４０】
ここで、第２のゲート機構１２は、図４に示すように、流路９の側面に対向して設けられた１対の凹部１９に、外部からの超音波衝撃波などで破壊するシリカ・アルミナ・燐酸カルシウム系セラミックスなどによって実現されるセラミックスで形成された円柱状のペレット１８が挿入されて構成される。ペレット１８は、凹部１９に挿入されて流路９に係止されることによって流路９を塞ぐ。
【００４１】
ペレット１８は、外部からカテーテル１０の表面を介してエネルギーを受けると破壊する被破壊部材である。したがって、ペレット１８が破壊されることによって、第２のゲート機構１２は、薬剤の流れを禁止する状態から薬剤の流れを許容する。
【００４２】
一方、第１のゲート機構１１は、図５および図６に示すように、流路９の一方の側部に、円柱状のペレット２０を係止する凹部２３が形成されるとともに、凹部２３に対向する側部に弾性片２５を収納する凹部であるスペース２４が形成される。弾性片２５は、たとえば生体親和性のあるコーティングが施された鋼などの金属で実現され、一端が、スペース２４が形成された流路９の側部であってスペース２４近傍に片持ち支持され、他端が、ペレット２０に押圧されてスペース２４内に収納される。
【００４３】
ペレット２０は、一方の側面から他方の側面に貫通する開口２２を有した連通孔２１が形成され、連通孔２１の連通方向が、流路９の流れ方向に一致するように流路９に挿入され、係止される。一方、弾性片２５は、図６（ｂ）に示すように、ペレット２０が存在しない場合に、自己の弾性力によって流路９を塞ぎ、薬剤の流れを禁止する。ここで、第１のゲート機構１１は、図６（ａ）に示すように、ペレット２０が流路９に係止された状態で、弾性片２５がペレット２０を凹部２３側に押圧する状態となるように設置される。すなわち、弾性片２５は、流路９を塞いで薬剤の流れを禁止する位置に移動するように自己の弾性力によって付勢されている付勢部材である。したがって、弾性片２５に替えて、伸張バネ等によって付勢する付勢部材であってもよい。
【００４４】
ここで、ペレット２０は、ペレット１８と同様に、カテーテル１０の表面を介してエネルギーを受けると破壊するセラミックスなどによって実現される被破壊部材によって形成される。そして、ペレット２０が破壊されない図６（ａ）の状態では、薬剤の流れを許可する状態となり、ペレット２０が破壊されると、弾性片２５が図６（ｂ）に示すように、自己の弾性力によって流路９を塞ぐ位置に移動して、流路９を塞ぐ。
【００４５】
なお、ペレット１８，２０は、セラミックスに限らず、外部から供給されるエネルギーとの関係で、ガラスやプラスチック等の種々の材質で実現してもよい。同様に、ペレット１８，２０を破壊する外部から供給されるエネルギーも、音波、超音波、赤外線と可視光を含む電磁波、衝撃波、機械振動などの各種波動エネルギーを用いることができる。さらに、伝導によって伝わる熱エネルギーでもよい。なお、熱は、赤外線による波動エネルギーとして伝えることもできる。
【００４６】
また、ペレット１８，２０は、外部からのエネルギーによって変形する変形部材であってもよい。たとえば、熱エネルギーによって変形する熱可塑性のプラスチックであってもよい。
【００４７】
さらに、ペレット１８は、内部に空気などの流体を有したバルーンなどによって形成してもよい。このバルーンは、気泡によって実現してもよい。また、バルーンを破壊せずに、バルーン内の流体の膨張・収縮を行うことによって、流路９の開閉を行う可逆性のゲート機構としてもよい。
【００４８】
ここで、図７および図８を参照して、外部からカテーテル１０の表面を介してゲート機構１１，１２にエネルギーを供給する機構の一例について説明する。図７は、体外から音波、超音波、衝撃波などの波動エネルギーを照射する状態を示す模式図である。図７において、波動エネルギー発生装置３１は、ドライバ３２から信号線３３を介して供給される信号をもとに波動エネルギーを発生する。波動エネルギーは、波動エネルギー発生装置３１のゲート機構１８，２０側に設けられた波動レンズ３０によって集約され、ゲート機構１８，２０に照射される。なお、波動エネルギー発生装置３１としては、超音波振動子、衝撃波発生装置、音波源などによって実現される。
【００４９】
一方、図８では、硬性鏡３４の内部チャネルを通して、エネルギー発生装置３５のエネルギー発生部を体内に挿入し、エネルギー発生部をゲート機構１８，２０の近傍に位置させ、エネルギー発生部からゲート機構１８，２０にエネルギーを供給する。なお、エネルギー発生装置３５は、ドライバ４０から信号線４１を介して供給される信号をもとにエネルギー発生部からエネルギーを発生させる。なお、エネルギーとしては、たとえば、ホルミウム・ＹＡＧレーザによるレーザ光や、超音波、高周波、機械振動などが用いられる。もちろん、伝導によって伝わる熱であってもよい。
【００５０】
（変形例１）
ここで、薬剤吐出部１の変形例について説明する。図９は、薬剤吐出部１の変形例１である薬剤吐出部５０を裏面側からみた図である。薬剤吐出部１は、第２の開口８が１つであったが、この薬剤吐出部５０は、複数の第２の開口５２を有している。すなわち、第１の開口７に対応する第１の開口５１と、４つの第２の開口５２とが放射状に設けられ、第１の開口５１と第２の開口５２との間にそれぞれ４つの流路９が設けられ、各流路９には、薬剤吐出部１と同様に、それぞれ第１のゲート機構１１と第２のゲート機構１２とが設けられている。なお、下層１５は、ここでは、浸透膜ではなく、第１の開口５１および第２の開口５２に対応する領域のみに開口を有するようにしている。これによって、各流路９のゲート機構１１，１２に対してエネルギーを与えることによって各ゲート機構１１，１２がオンオフし、薬剤が供給される領域を動的に変化させることができる。
【００５１】
（変形例２）
さらに、薬剤吐出部１の変形例について説明する。図１０に示した薬剤吐出部６０では、さらに第２の開口８に対応した第２の開口６２を、第１の開口６１の周囲に１２個設けている。そして、第１の開口６１と第２の開口６２との間の流路９をネットワーク状にし、流路９が交差する交差部にゲート機構１１を設けている。いわゆるネットワークにおけるノードの開閉を行うようにしている。なお、下層１５は、薬剤のみを浸透する浸透膜ではなく、第１の開口６１および第２の開口６２に対応する領域のみが開口している。ゲート機構１１は、エネルギーの供給によって破壊するものであるため、図１０では、初期状態において薬剤の供給は、第１の開口６１に対応する領域のみとなる。これによって、きめ細かく薬剤供給分布を動的に変更することができる。なお、ゲート機構１１に限らず、ゲート機構１２を適宜組み合わせても良いし、可逆性のある開閉を行うゲート機構としてもよい。さらに、ゲート機構は、ノードに限らず、流路９上に設けてもよい。
【００５２】
なお、変形例１，２では、第１の開口と第２の開口との間に流路９が形成されるようにしているが、流路９の空き領域に第１の開口あるいは第２の開口を密に配置することが好ましい。また、第３の開口をさらに設けるとともに第２の開口と第３の開口とをつなぐ流路をさらに設けるとともに、この流路内にゲート機構を設け、薬剤供給分布をさらにきめ細かく制御可能にすることが好ましい。
【００５３】
さらに、１つの流路９内に異種のエネルギーによって開閉するゲート機構を複数設けてもよい。たとえば、衝撃波によって破壊するゲート機構と熱によって破壊するゲート機構とを設けるようにしてもよい。この場合、流路９の開閉を多段階によって行うことができ、さらにきめ細かく薬剤供給分布を動的に変更することができる。
【００５４】
（変形例３）
上述した実施の形態では、主に体内臓器４表面にシート状の薬剤吐出部１，５０，６０を用いて直接薬剤を供給するものであったが、この変形例３では、薬剤通路２上にゲート機構を設けている。すなわち、この変形例３のカテーテル７０は、図１１に示すように、薬剤通路２の途中に分岐ユニット７３を設け、分岐ユニット７３の吐出側に複数の薬剤通路７１が接続される。分岐ユニット７３の薬剤投入装置３側は、コネクタ７４ａ，７４ｂによって接続される。複数の薬剤通路７１の各先端には、薬剤を吐出する開口を有した穿刺針７２が接続されている。
【００５５】
このカテーテル７０は、分岐ユニット７３が体表に設置され、各薬剤通路７１を介して接続される穿刺針７２が、複数に分散した処置対象である体内臓器などにそれぞれ穿刺された状態となっている。ここで、分岐ユニット７３内の薬剤通路７１は、共通の薬剤通路７５を介して分岐接続され、各薬剤通路７１上には、ゲート機構１１，１２が設けられ、各薬剤通路７１のオンオフが選択制御される。
【００５６】
この変形例３では、薬剤通路７１を介した穿刺針７２による薬剤の吐出を選択的にオンオフ制御することができるので、動的な薬剤供給分布の変更を簡易に行うことができる。
【００５７】
（変形例４）
上述した実施の形態では、状態遷移が可逆性のないゲート機構を前提として説明した。すなわち、薬剤の流れを許容するまたは禁止する一方の状態から、薬剤の流れを許容するまたは禁止する他方の状態に遷移した場合には、再び、元の状態に遷移できないゲート機構であった。この変形例４では、薬剤の流れを許容するまたは禁止する一方の状態から他方の状態への遷移を繰り返し行うことができる可逆性のあるゲート機構を実現している。
【００５８】
図１２は、この発明の実施の形態の変形例４のゲート機構の構成を示す分解斜視図である。また、図１３は、図１２に示したゲート機構の動作を示す図である。図１２に示すように、このゲート機構は、流路９の断面に対応した開口１０１が形成された金属製のスライダ１００が、流路９の途中の両側にそれぞれ形成されたスライダ収容部１０５ａ，１０５ｂにスライド可能に収容される。各スライダ収容部１０５ａ，１０５ｂが流路９から延在する奥にはスライダ駆動室１０３ａ，１０３ｂが設けられ、各スライダ駆動室１０３ａ，１０３ｂの流路９側の壁には、それぞれ磁石１０４ａ，１０４ｂが埋め込まれる。また、各スライダ駆動室１０３ａ，１０３ｂの流路９から離隔する奥側の室内には、それぞれバルーン１０２ａ，１０２ｂが収容される。
【００５９】
バルーン１０２ａ，１０２ｂは、純水などの流体をシリコンゴムなどの弾性膜で覆ったものであり、外部からのエネルギー照射（たとえば、レーザ光の照射）によって流体の温度が上がると、流体の気化によって体積が膨張する性質を有する。
【００６０】
ここで、図１３（ａ）に示す状態では、スライダ１００がスライド収容部１０５ａ側に偏って収容されている。この状態で、スライダ１００に形成された開口１０１は、流路９の位置に対応した位置に配置され、流路９を通る薬剤は、開口１０１を通って自由に流れることができる。また、この状態では、スライダ１００は、その一端が磁石１０４ｂに引き付けられた状態となっており、他の力が作用しない限り移動しない安定した状態となっている。
【００６１】
この状態で、バルーン１０２ａにレーザ光などを照射して外部エネルギーを与えると、バルーン１０２ａ内の流体が気化してバルーン１０２ａの体積が膨張する。この結果、図１３（ｂ）に示すように、スライダ１００は、スライダ駆動室１０３ｂ側に向かって押され、磁石１０４ｂの引き付け力に抗して解放され、スライダ駆動室１０３ｂ側に向けて移動する。このスライダ１００の位置では、スライダ１００の開口１０１は、流路９の位置に対応しておらず、流路９がスライダ１００によって塞がれた状態となる。この結果、薬剤の流れは、スライダ１００によって禁止される。また、この状態では、スライダ１００の他端が、磁石１０４ａに引き付けられており、他の力が作用しない限り移動しない安定した状態となっている。
【００６２】
その後、図１３（ｃ）に示すように、バルーン１０２ａが冷えて、体積が収縮して元のバルーン１０２ａの体積にもどるが、スライダ１００は、磁石１０４ａの引き付け力によって、スライダ駆動室１０３ｂ側に移動した状態で安定している。
【００６３】
この図１３（ｃ）に示す状態で、バルーン１０２ａと同様に、他方のバルーン１０２ｂに外部からエネルギーを与えれば、スライダ１００は、バルーン１０２ａの膨張によってスライダ駆動室１０３ａ側に移動し、流路９は、再び薬剤の流れを許容する状態に戻すことができる。
【００６４】
この変形例４に示したゲート機構では、薬剤の流れを許容するまたは禁止する一方の状態から、薬剤の流れを禁止するまたは許容する他方の状態への遷移を可逆的に繰り返し行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１は、この発明の実施の形態にかかるカテーテルが人体に適用された状態を示す模式図である。
【図２】図１に示したカテーテルの薬剤吐出部を裏面側からみた図である。
【図３】図１に示したカテーテルの薬剤吐出部の構成を示す分解斜視図である。
【図４】第２のゲート機構の構成を示す斜視図である。
【図５】第１のゲート機構の構成を示す斜視図である。
【図６】第１のゲート機構の動作を示す模式図である。
【図７】外部からカテーテルの表面を介してゲート機構にエネルギーを供給する機構の一例を示す模式図である。
【図８】外部からカテーテルの表面を介してゲート機構にエネルギーを供給する機構の一例を示す模式図である。
【図９】薬剤吐出部の変形例１を裏面側からみた模式図である。
【図１０】薬剤吐出部の変形例２を裏面側からみた模式図である。
【図１１】カテーテルの変形例３の構成を示す斜視図である。
【図１２】この発明の実施の形態の変形例４のゲート機構の構成を示す分解斜視図である。
【図１３】図１２に示したゲート機構の動作を示す図である。
【符号の説明】
【００６６】
１，５０，６０ 薬剤吐出部
２，７１，７５ 薬剤通路
３ 薬剤投入装置
４ 体内臓器
５ 臓器支持組織
６ 体表
７，５１，６１ 第１の開口
８，５２，６２ 第２の開口
９ 流路
１０，７０ カテーテル
１１，１２ ゲート機構
１３ 上層
１４ 中間層
１５ 下層
１６ａ，１６ｂ，７４ａ，７４ｂ コネクタ
１８，２０ ペレット
１９，２３ 凹部
２１ 連通孔
２４ スペース
２５ 弾性片
３０ 波動レンズ
３１ 波動エネルギー発生装置
３２，４０ ドライバ
３３，４１ 信号線
３４ 硬性鏡
３５ エネルギー発生装置
７２ 穿刺針
７３ 分岐ユニット
１００ スライダ
１０１ 開口
１０２ａ，１０２ｂ バルーン
１０３ａ，１０３ｂ スライダ駆動室
１０４ａ，１０４ｂ 磁石
１０５ａ，１０５ｂ スライダ収容部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルであって、
前記薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部と、
薬剤供給側から前記薬剤吐出部に前記薬剤を導く薬剤通路と、
前記薬剤吐出部および前記薬剤通路の少なくとも一方に設けられ、外部から伝わるエネルギーを受けて、前記薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するゲート機構と、
を備えたことを特徴とするカテーテル。
【請求項２】
前記エネルギーは、外部から照射される波動エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３】
前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて破壊される被破壊部材を有し、該被破壊部材の破壊によって前記状態が遷移することを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項４】
前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを禁止する部材であり、
前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて該被破壊部材が破壊されることによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする請求項３に記載のカテーテル。
【請求項５】
前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、
前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記被破壊部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、
前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて前記被破壊部材が破壊されることによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする請求項３に記載のカテーテル。
【請求項６】
前記被破壊部材は、セラミックスであることを特徴とする請求項３に記載のカテーテル。
【請求項７】
前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて変形する変形部材を有し、該変形部材の変形によって前記状態が遷移することを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項８】
前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
【請求項９】
前記変形部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、
前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記変形部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、
前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
【請求項１０】
前記変形部材は、熱可塑性のプラスチックであることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
【請求項１１】
前記波動エネルギーは、音波、超音波、赤外線と可視光とを含みかつ高周波を含む電磁波、衝撃波、機械振動のうちの１または複数を組み合わせたエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１２】
前記波動エネルギーは、レーザ装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１３】
前記波動エネルギーは、超音波振動子から出力されるエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１４】
前記波動エネルギーは、衝撃波発生装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１５】
前記薬剤吐出部および前記ゲート機構は、複数であり、
少なくとも１つの薬剤吐出部は、前記ゲート機構によって前記薬剤を吐出する活性状態と薬剤を吐出しない不活性状態との遷移が行われることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１６】
前記薬剤通路は、チューブ状であり、
前記ゲート機構は、シート状の前記薬剤吐出部の内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１７】
前記薬剤吐出部は、浸透膜を有し、該浸透膜を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項１８】
前記薬剤吐出部は、開口が形成され、該開口を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項１９】
前記薬剤吐出部は、穿刺針であり、
前記薬剤通路は、チューブ状であり、
前記ゲート機構は、前記薬剤通路の途中に設けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項２０】
前記薬剤通路は、前記薬剤の供給側の１つの通路から複数の通路に分岐する分岐部を有し、
前記ゲート機構は、前記分岐部に複数設けられ、
前記分岐部から分岐した少なくとも１つの通路は、前記ゲート機構によって該通路に薬剤を流す活性状態と該通路に薬剤を流さない不活性状態との状態遷移を行うことを特徴とする請求項１９に記載のカテーテル。
【請求項２１】
前記分岐部は、網状の通路であることを特徴とする請求項２０に記載のカテーテル。
【請求項１】
人間を含む哺乳類の体内に薬剤を導くカテーテルであって、
前記薬剤を体内に吐出する薬剤吐出部と、
薬剤供給側から前記薬剤吐出部に前記薬剤を導く薬剤通路と、
前記薬剤吐出部および前記薬剤通路の少なくとも一方に設けられ、外部から伝わるエネルギーを受けて、前記薬剤の流れを許容または禁止する一方の状態から禁止または許容する他方の状態に遷移するゲート機構と、
を備えたことを特徴とするカテーテル。
【請求項２】
前記エネルギーは、外部から照射される波動エネルギーであることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項３】
前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて破壊される被破壊部材を有し、該被破壊部材の破壊によって前記状態が遷移することを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項４】
前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを禁止する部材であり、
前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて該被破壊部材が破壊されることによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする請求項３に記載のカテーテル。
【請求項５】
前記被破壊部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、
前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記被破壊部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、
前記ゲート機構は、前記波動エネルギーの照射を受けて前記被破壊部材が破壊されることによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする請求項３に記載のカテーテル。
【請求項６】
前記被破壊部材は、セラミックスであることを特徴とする請求項３に記載のカテーテル。
【請求項７】
前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて変形する変形部材を有し、該変形部材の変形によって前記状態が遷移することを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項８】
前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記薬剤の流れを禁止する状態から許容する状態に遷移させることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
【請求項９】
前記変形部材は、前記薬剤の流れを許容する部材であり、
前記薬剤の流れを禁止する位置に移動する方向に付勢され、前記変形部材によって前記移動が阻まれる付勢部材を有し、
前記ゲート機構は、前記エネルギーを受けて前記変形部材が変形することによって前記付勢部材を前記薬剤の流れを禁止する位置に移動させ、前記薬剤の流れを許容する状態から禁止する状態に遷移させることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
【請求項１０】
前記変形部材は、熱可塑性のプラスチックであることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
【請求項１１】
前記波動エネルギーは、音波、超音波、赤外線と可視光とを含みかつ高周波を含む電磁波、衝撃波、機械振動のうちの１または複数を組み合わせたエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１２】
前記波動エネルギーは、レーザ装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１３】
前記波動エネルギーは、超音波振動子から出力されるエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１４】
前記波動エネルギーは、衝撃波発生装置から出力されるエネルギーであることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
【請求項１５】
前記薬剤吐出部および前記ゲート機構は、複数であり、
少なくとも１つの薬剤吐出部は、前記ゲート機構によって前記薬剤を吐出する活性状態と薬剤を吐出しない不活性状態との遷移が行われることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１６】
前記薬剤通路は、チューブ状であり、
前記ゲート機構は、シート状の前記薬剤吐出部の内部に設けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１７】
前記薬剤吐出部は、浸透膜を有し、該浸透膜を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項１８】
前記薬剤吐出部は、開口が形成され、該開口を介して前記薬剤を前記体内に吐出することを特徴とする請求項１６に記載のカテーテル。
【請求項１９】
前記薬剤吐出部は、穿刺針であり、
前記薬剤通路は、チューブ状であり、
前記ゲート機構は、前記薬剤通路の途中に設けられることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
【請求項２０】
前記薬剤通路は、前記薬剤の供給側の１つの通路から複数の通路に分岐する分岐部を有し、
前記ゲート機構は、前記分岐部に複数設けられ、
前記分岐部から分岐した少なくとも１つの通路は、前記ゲート機構によって該通路に薬剤を流す活性状態と該通路に薬剤を流さない不活性状態との状態遷移を行うことを特徴とする請求項１９に記載のカテーテル。
【請求項２１】
前記分岐部は、網状の通路であることを特徴とする請求項２０に記載のカテーテル。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−１２５２２８（Ｐ２０１０−１２５２２８Ａ）
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３０５５０１（Ｐ２００８−３０５５０１）
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年６月１０日（２０１０．６．１０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１１月２８日（２００８．１１．２８）
【出願人】（００００００３７６）オリンパス株式会社 (11,466)
【Ｆターム（参考）】
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