特開 2023-80174 神経組織内へ挿入するデバイス

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023080174

(43)【公開日】2023-06-08

(54)【発明の名称】神経組織内へ挿入するデバイス

(51)【国際特許分類】

   A61B 5/262 20210101AFI20230601BHJP

   A61M 1/16 20060101ALI20230601BHJP

   A61B 5/265 20210101ALI20230601BHJP

   A61B 5/266 20210101ALI20230601BHJP

【ＦＩ】

A61B5/262

A61M1/16 100

A61B5/265

A61B5/266

【審査請求】有

【請求項の数】26

【出願形態】ＯＬ

【外国語出願】

(21)【出願番号】P 2023063120

(22)【出願日】2023-04-10

(62)【分割の表示】P 2019564817の分割

【原出願日】2018-05-22

(31)【優先権主張番号】1700104-1

(32)【優先日】2017-05-23

(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE

(71)【出願人】

【識別番号】508194652

【氏名又は名称】ニューロナノ アーベー

(74)【代理人】

【識別番号】110000855

【氏名又は名称】弁理士法人浅村特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】ショウエンボリ、イェンス

(57)【要約】

【課題】軟組織へ挿入する時に、挿入中及び挿入時の溶解を制御した、体液中に溶解可能な摩擦低減材料で覆われたデバイスを提供すること。
【解決手段】軟組織に挿入する、微小電極、温度センサ、光学センサ、光ファイバ、温度制御素子、及び微小透析用プローブより選択されるデバイスは、遠位末端部を備える本体と、末端部に接する水性体液によってゲルを形成することができるゼラチンなどの薬剤の層とを備える。末端部及びゲル形成層の温度は、挿入前から挿入までの時間、３０℃超えで体温未満である。挿入方法、挿入組立体、及びデバイスの使用法も開示する。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

微小電極、温度センサ、光学センサ、光ファイバ、温度制御素子、微小透析用プローブより選択される、軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ挿入するデバイスであって、
遠位端及び近位端の間に延在し、前記遠位端から近位方向に延出する遠位末端部を具備するデバイス本体と、
任意選択で、前記遠位末端部又はその一部に配置される、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の材料の１層又は複数の層と、
前記遠位末端部を覆う、水性体液と接触状態でゲルを形成することができる材料の層と
を備え、前記遠位末端部、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の材料の前記１層又は複数の層、及び水性体液と接触状態でゲルを形成することができる材料の前記層は、挿入前から挿入までの時間、体温を実質的に下回る温度、具体的には３０℃を超え、より好ましくは４０℃を超えて、体温未満の温度を有し、前記遠位末端部、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の材料の前記１層又は複数の層、及び水性体液と接触状態でゲルを形成することができる材料の前記層は、任意選択で氷層に覆われる、デバイス。

【請求項2】

前記遠位末端部は、挿入前の状態で、前記遠位末端部が氷層で覆われていないことを条件として、－７℃から３℃、特に－３℃から１℃、さらにより好ましくは－１℃から０℃の範囲に含まれる温度を有する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項3】

前記デバイスの前記遠位部分は、挿入前の状態で、前記遠位末端部が氷層で覆われていることを条件として、－７℃から０℃、特に－３℃から０℃、さらにより好ましくは－１℃から０℃など、－２０℃から０℃の範囲に含まれる温度を有する、請求項１に記載のデバイス。

【請求項4】

前記遠位部分の前記範囲に含まれる前記温度は、径方向に高くなる、請求項２又は３に記載のデバイス。

【請求項5】

前記デバイスの近位部の前記温度は、前記遠位末端部の前記温度より低く、特に２℃又は５℃以上低い、請求項２から４までのいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項6】

前記デバイス本体は導電性材料でできた電極本体であり、水性体液と接触状態では溶解も膨潤もしない１種又は複数種類の材料の前記１層又は複数の層は、電気絶縁材料でできている、請求項１から３までのいずれか一項に記載の微小電極。

【請求項7】

前記電極本体の近位部分に取り付けられ、前記電極本体と熱が伝導するよう接触する冷却手段を備える、請求項６に記載の微小電極。

【請求項8】

前記冷却手段はヒート・シンクであるか又は前記ヒート・シンクを備える、請求項７に記載の微小電極。

【請求項9】

前記ヒート・シンクは、金属、具体的には銅、鉄、鋼、鉛、クロム、ニッケル、銀、金、及びその合金など、比重の大きい合金の金属でできている、請求項８に記載の微小電極。

【請求項10】

前記冷却手段はペルチェ素子であるか又は前記ペルチェ素子を備える、請求項７に記載の微小電極。

【請求項11】

前記ペルチェ素子は、前記微小電極に取り付け可能であり、且つ前記微小電極から取外し可能である、請求項１０に記載の微小電極。

【請求項12】

前記冷却手段は、低温で冷却剤、具体的にはドライ・アイスで少なくとも部分的に満たされた空隙を有するコンテナを備える、請求項７に記載の微小電極。

【請求項13】

前記コンテナは閉じている、請求項１２に記載の微小電極。

【請求項14】

前記冷却剤はドライ・アイスであり、前記コンテナの空隙は、前記電極本体内、又は水性体液と接触した状態でゲルを形成することができる材料の前記層内に配置されるチャネルの一端と連通し、前記チャネルの他端は周囲へ開口している、請求項１２に記載の微小電極。

【請求項15】

前記コンテナは、前記微小電極に取り付け可能であり、且つ前記微小電極から取外し可能である、請求項１２に記載の微小電極。

【請求項16】

微小電極の束又はアレイを含む、請求項１から１５までのいずれか一項に記載の微小電極。

【請求項17】

前記デバイス本体は、前記末端部を構成するか、又は前記末端部に備えられる、ＵＶ、可視、又はＩＲ光の検出器であるか又は備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光学センサ。

【請求項18】

前記デバイス本体は、熱電対であるか、又は前記熱電対を備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の温度センサ。

【請求項19】

前記デバイス本体は、光ファイバの遠位末端部分であるか、又は前記遠位末端部分を備える、請求項１から５までのいずれか一項に記載の光導体。

【請求項20】

前記デバイス本体は、任意選択で、ヒート・シンク、ペルチェ素子、熱伝導のやり方でその遠位端に取り付けられた、ドライ・アイスなどの冷却剤で満たされたコンテナのいずれかを備える、細長い金属棒である、請求項１から５までのいずれか一項に記載の温度制御素子。

【請求項21】

前記デバイス本体は、半透膜部を設けられた水性流体の導管を備える前記プローブで構成される、請求項１から５までのいずれか一項に記載の微小透析用プローブ。

【請求項22】

水性体液と接触状態でゲルを形成することができる材料の前記層は、薬理学的活性剤を含む、請求項１から２１までのいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項23】

水性体と接触状態でゲルを形成することができる材料の前記層は、その膨潤及び溶解特性に関して異なる２層以上の副層を備える、請求項１から２２までのいずれか一項に記載のデバイス。

【請求項24】

内層は、水性体液と接触した状態で、外層より容易に膨潤及び溶解する、請求項２３に記載のデバイス。

【請求項25】

デバイスと、管腔を備える外科用カニューレ又は針を含む、前記デバイスとは別個の冷却手段とを備え、前記管腔内の前記デバイスは使い捨てである、請求項１から２４までのいずれか一項に記載の前記デバイスを軟組織内に挿入する組立体。

【請求項26】

前記デバイスを備える前記カニューレの温度は、３０℃又は４０℃以上で体温未満の温度など、実質的に体温未満である、請求項２５に記載の組立体。

【請求項27】

軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ、請求項１から２４までのいずれか一項に記載のデバイスを挿入する方法であって、
管腔を具備する外科用カニューレ又は針を備えるステップと、
前記デバイスの遠位端が前記カニューレの遠位開口部に向かう状態で、前記デバイスを前記管腔内に配置するステップと、
前記カニューレを、体温未満の３０℃又は４０℃の温度など、実質的に体温未満の温度に、前記カニューレを前記温度にするのに十分な時間冷却するステップと、
前記冷却されたカニューレを、所望の深さまで前記組織内に挿入するステップと、
前記カニューレの前記遠位開口部から前記デバイスを排出し、次いで前記カニューレを引き抜くか、又は前記デバイスを前記所望の位置に維持しながら前記カニューレを引き抜くステップと
を含む、方法。

【請求項28】

軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ、請求項１から２４までのいずれか一項に記載のデバイスを挿入する方法であって、
前記組織内に、生体適合材料、具体的にはゼラチンの水性ゲルで満たされたチャネルを設けるステップと、
たとえば注射器を用いて、前記デバイスを前記チャネル内に挿入するステップと
を含む、方法。

【請求項29】

軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ、又は生体適合剤、具体的にはゼラチンの水性ゲルで満たされた前記組織内のチャネルの中へ挿入する、請求項１から２４までのいずれか一項に記載の前記デバイス又は請求項２５及び２６に記載の前記組立体の使用法。

【請求項30】

本発明のデバイスを２つ以上備える組立体。

【請求項31】

壁、下端部、及び上端部、前記上端部から前記下端部に向かって延在し、開口する上端部、及び遠位端がいちばん先にある状態で挿入されることによってデバイスを受容するよう適合される直径を有するチャネルを備え、装置は、冷却流体用の開口端を具備する導管を備え、前記壁の温度を、前記装置の下端部から前記装置の上端部に向かって低くするようなやり方で制御するよう設計される、請求項１から２４までのいずれか一項に記載の前記デバイスを冷却する装置。

【請求項32】

前記導管は、前記装置の上側部分から下側部分に延出する、請求項３１に記載の装置。

【請求項33】

前記導管は、前記下端部に向かって細くなっている、請求項３１又は３２に記載の装置。

【請求項34】

前記壁の質量は、前記下端部に向かって増加する、請求項３０から３３までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項35】

前記流体は、－５℃より高い温度、特に－１０℃又は－２０℃より高い温度では凝固しない液体である、請求項３０から３４までのいずれか一項に記載の装置。

【請求項36】

外科用カニューレ又は針、及び本発明のデバイスを軟組織内に挿入するための針のチャネルへの挿入部の組合せであって、同一平面又は同一湾曲面を有する、接合される遠位箇所の組合せを設けるように、前記チャネル内での前記挿入部の遠位への移動を止めることができる手段を備える、組合せ。

【請求項37】

前記遠位箇所は非対称である、請求項３６に記載の組合せ。

【請求項38】

前記遠位箇所は対称である、請求項３６に記載の組合せ。

【請求項39】

前記針の遠位部分は、水性体液との接触でゲルを形成することができる薬剤で覆われる、請求項３６から３８までのいずれか一項に記載の組合せ。

【請求項40】

前記遠位部分上のゲルを形成することができる前記薬剤は、氷で覆われる、請求項３９に記載の組合せ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、軟組織、詳細には神経組織又は内分泌組織内に挿入する診断及び／又は治療デバイス、このデバイス及び挿入手段を備える挿入組立体、このデバイスを神経組織内へ挿入する方法、並びにその使用法に関する。デバイスの好ましい実施例は、微小電極である。このデバイスの他の実施例は、温度及び光学センサ、光ファイバ、温度制御素子、微小透析用プローブなどである。

【背景技術】

【0002】

微小電極又は他のデバイスの、軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内への挿入には、組織の損傷が伴う。挿入時、確実に電極が適切に機能するようにするには、過度の損傷を防ぐことが最も重要である。損傷を最小限に抑えるために、電極の直径を小さくすることに重点を置いた微小電極の設計や、電極に低摩擦係数の材料の被覆を施すなど、様々な措置を講じることができる。摩擦低減材料は、電極本体の大部分を覆う電気絶縁材料のように恒久的であっても、電極の挿入時及び挿入中でさえも溶解する材料のように一時的であってもよい。挿入中及び挿入時に体液中で溶解するように設計された摩擦低減材料に伴う問題は、挿入の際の摩擦低減材料の早すぎる溶解又は剥離を制御することである。具体的には、摩擦低減材料はゼラチンである。ゼラチンには、微小電極の一時的な被膜として使用すると、細胞の損傷を軽減するというさらなる利点がある。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0003】

本発明の目的は、軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ挿入する時に、挿入中及び挿入時の溶解を制御した、具体的には遅らせた状態にある、体液中に溶解可能な摩擦低減材料で覆われた、前述の種類のデバイス、具体的には微小電極を提供することである。

【0004】

別の目的は、この種のデバイス、具体的には微小電極、及び組織内へ微小電極を挿入するための別個の手段を備える組立体を提供することである。

【0005】

本発明のさらなる目的は、かかる微小電極の束及びアレイ、並びにかかる束のアレイを提供することである。

【0006】

本発明のさらに別の目的は、別個の挿入手段を使用して、本発明のデバイス、具体的には微小電極を神経組織内に挿入する方法を提供することである。

【0007】

本発明のさらなる目的は、以下の課題を解決するための手段、図面に示す多くの好ましい実施例、及び添付の特許請求の範囲から明らかとなろう。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明は、ゲル形成生体適合剤、具体的にはゼラチンと、温血のヒト又は動物の水性体液との接触により生じるゲルの溶解を、接触部位の温度を下げることにより遅らせることができるという洞察に基づく。

【0009】

加えて、本発明は、軟組織内に挿入されている医療デバイスと接触状態である軟組織の温度を下げると、組織が損傷から保護されるという洞察に基づく。本発明によれば、組織に挿入されているデバイスと接触する組織の温度は、３０℃以上、具体的には４０℃以上で組織温度未満の温度などの、実質的に組織温度未満の温度であるデバイスによって冷却される。

【0010】

ゲル形成生体適合剤は、神経組織又は内分泌組織など、軟組織内への微小電極などの医療デバイスの埋込みに有用である。ゲル形成剤は、デバイス上に単層又は多層の形態で塗布され、水性体液と接触した状態で膨潤する被膜を形成し、次いで流体内で溶解するか、又は分解時に流体内で溶解する。このように覆われた医療デバイスを軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内に挿入することにより、組織が損傷から保護される。埋込み部位の温度を適度に、たとえば５℃、１０℃、又は１５℃だけ下げるだけで、２倍以上の時間など、ゲルの溶解を実質的に遅らせるのに十分である場合が多い。

【0011】

温血動物のゼラチンは、体温で水性体液と接触すると急速に膨潤し、生来の体温で溶解する一方、約３０℃以下の温度で、且つ／又はゼラチンを架橋することにより、ゼラチンの溶解は実質的に減少する。２０℃未満の温度では、さらに溶解が遅れる。冷血動物のゼラチン、特に魚のゼラチンは、温血動物の体温未満の温度など、より低い温度で既に溶解している。これは、本発明で使用するゼラチンを選択する際に考慮しなければならない。相異なる供給源からのゼラチンと架橋されたゼラチンとの組合せを使用することも、本発明の範囲内にある。３００未満のブルーム強度のゼラチンの使用が好ましい。

【0012】

他の好ましいゲル形成材料には、天然及び架橋形態のヒアルロン酸、ホエイプロテイン、大豆プロテイン、カゼイン、アラビノキシラン、ガラクタン、ガラクトマンナン、リケナン、キシラン、ヒドロキシメチルプロピルセルロースなどのセルロース誘導体、キトサン、アラビアゴム、カルボキシビニルポリマー、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、プルラン、ポリビニルピロリドン、カラヤガム、ペクチン、キサンタンガム、トラガカント、アルギン酸、キチン、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリグリコール酸とポリ乳酸の共重合体、ポリ乳酸とポリエチレンオキシドの共重合体、ポリエチレングリコール、ポリジオキサノン、フマル酸ポリプロピレン、ポリ（エチルグルタメート－ｃｏ－グルタミン酸）、ポリ（ｔｅｒｔ－ブチルオキシカルボニルメチルグルタメート）、ポリカプロラクトン、ポリ（カプロラクトン－ｃｏ－ブチルアクリレート）、ポリヒドロキシブチレート及びその共重合体、ポリ（Ｄ、Ｌ－ラクチド－ｃｏ－カプロラクトン）、ポリ（グリコリド－ｃｏ－カプロラクトン）、ポリ（リン酸エステル）、ポリ（アミノ酸）、ポリ（ヒドロキシブチレート）、ポリデプシドペプチド、無水マレイン酸共重合体、ポリホスファゼン、ポリイミノカーボネート、ポリ［（７．５％ジメチル－トリメチレンカーボネート）－ｃｏ－（２．５％トリメチレンカーボネート）］、ポリエチレンオキシド、ポリビニルアルコールのホモポリマー、ヒドロキシメチルメタクリレート、ヒドロキシル又はアミノ末端ポリエチレングリコール、メタクリル酸やメタクリルアミドなどのアクリレート系共重合体、ヘパラン硫酸、ＲＧＤペプチド、ポリエチレンオキシド、コンドロイチン硫酸、ＹＩＧＳＲペプチド、ケラタン硫酸、ＶＥＧＦ生体模倣ペプチド、パールカン（ヘパラン硫酸プロテオグリカン２）、ラミニンα－１鎖ペプチドを含むＩｌｅ－Ｌｙｓ－Ｖａｌ－Ａｌａ－Ｖａｌ（ＩＫＶＡＶ）、修飾されたヘパリン、フィブリンの断片、及びその組合せが含まれる。

【0013】

ゲル形成生体適合剤の層又は被膜には、１種又は複数種類の薬理学的活性剤が含まれ得る。好ましい薬剤には、アルブミン、ヘパリン、小分子神経伝達物質などの神経伝達物質（たとえば、アセチルコリン、ドーパミン、セロトニン、ヒスタミン、ノルエピネフリン、及びエピネフリン）、アミノ酸（たとえば、ＧＡＢＡ、グリシン、及びグルタミン酸）、神経活性ペプチド（たとえば、ブラジキニン、サブスタンスＰ、ニューロテンシン、エンドルフィン、エンケファリン、ダイノルフィン、ニューロペプチドＹ、ソマトスタチン、コレシストキニン）及び可溶性の気体（たとえば、一酸化窒素）が含まれる。他の好ましい薬剤には、第ＶＩＩＩ因子又はその機能的誘導体などの凝固因子、第ＩＸ因子と、第ＩＩ因子と、第ＶＩＩ因子と、第Ｘ因子との組合せ、第ＩＸ因子、フォン・ヴィレブランド因子と第ＶＩＩＩ因子との組合せ、第ＶＩＩａ因子又はヒト繊維素原が含まれる。さらに好ましい薬理学的活性剤は、ＮＯ、特にニトログリセリン又はその機能的誘導体の生成を促進する薬物など、血管収縮を制御する薬剤である。影響を受けた血管の詰まりによる局所血管収縮が脳梗塞を引き起こすリスクがある場合、たとえば、クロピドグレル、チクロピジン、アセチルサリチル酸、ジピラミドール、イロプロスト、アブシキシマブ、エプチフィバチド、チロフィバンなど、血小板凝集に対する薬物を使用することができる。

【0014】

ゲル形成生体適合剤の層若しくは被膜、又は２層以上の層の最外層若しくは被膜は、溶解を遅らせる層、具体的には、トリラウリン酸グリセリルを含む、若しくはトリラウリン酸グリセリルからなる層などの脂質層、ポリビニルアルコール／ポリエチレングリコールグラフトポリマーの層、又は粘液の層で覆うことができる。

【0015】

水性体と接触状態でゲルを形成することができる材料の層又は被膜は、その膨潤及び溶解特性に関して異なる２層以上の副層、具体的には外層より容易に膨潤し溶解できる内層を備えることができる。

【0016】

本発明の好ましい態様によれば、ゲル形成剤の層又は被膜は、組織内に挿入される前に氷の被膜を備えることができる。氷層を設けるために、微小電極を、－１０℃又は－２０℃未満、或いはさらに－６０℃又は－８０℃未満など、０℃を大幅に下回って冷却し、次いで０．５秒又は１秒、さらには５秒又は１０秒間以上など、短い時間冷水に浸し、取り出す必要がある。

【0017】

本発明はさらに、かかる溶解の遅延に必要な温度低下を、埋め込まれるべきデバイスによって実現することができるという洞察に基づく。デバイスの埋込みにおいて温度を低くすることで恩恵を受ける、ゼラチンなどの水性体液と接触状態でゲルを形成することができる薬剤を有する又は備えるデバイスには、微小電極、温度センサ、光学センサ、光ファイバ、温度制御素子、微小透析用プローブなどが含まれる。

【0018】

本発明によれば、本発明のデバイスの例示的な実施例として、軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内に挿入するための微小電極が提供され、微小電極は、遠位端と近位端との間に延在する細長い電極本体と、近位端から延出する電極本体の一部の電気絶縁層の第１の部分と、絶縁層の少なくとも遠位部分を覆うように電極本体の遠位端から延出し、水性体液と接触状態でゲルを形成する薬剤の層とを備え、電極本体及び層の挿入温度は、挿入前から挿入までの時間に、実質的に体温より低い挿入温度、具体的には３０℃を超え、より好ましくは４０℃を超えて体温未満の温度である。

【0019】

本発明の微小電極は、１００μｍ以下、具体的には５０μｍ以下、３０μｍ以下、又は１２μｍ以下の好ましい幅を有する。

【0020】

本発明の微小電極の長さは、その所期の挿入深さに適合されることが好ましい。

【0021】

本発明の微小電極は、単一の微小電極か、若しくは微小電極の束又はアレイ、さらには微小電極の束のアレイにも関係するものであり得る。微小電極の束は、恒久的又は一時的なやり方で、互いにほぼ並列に取り付けられた２つ以上の微小電極を備え、ここで一時的なやり方とは、神経組織又は内分泌組織内に挿入された時、具体的には組織内の体液と接触する時に、微小電極が取り付けから外されることを意味する。

【0022】

微小電極の本体は、金、白金、イリジウム、銀、銅、ステンレス鋼、タングステンなどの熱伝導性及び電気伝導性の良い金属でできているか、かかる金属を含むか、又はその合金であることが好ましいが、導電性ポリマー、炭素、又はその組合せでできていてもよい。

【0023】

好ましい実施例によれば、微小電極本体の近位端は、体温よりもかなり低い温度、具体的には１０℃未満、より好ましくは５℃未満、さらにより好ましくは０℃未満、さらに－１０℃未満又は－２０℃未満の温度のヒート・シンクなどの冷却源と、熱的に接触状態にある。特定の好ましい実施例によれば、冷却源はペルチェ素子であるか、又はペルチェ素子を含む。

【0024】

本発明の好ましい実施例によれば、挿入直前又は直後の状態のデバイスの近位部分は、遠位部分のためのヒート・シンクとして機能するように、デバイスの遠位部分よりも低い温度であり、それによってデバイスが温まるのを遅らせる。

【0025】

より一般的には、本発明は、微小電極、温度センサ、光学センサ、光ファイバ、温度制御素子、微小透析用プローブより選択される、軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ挿入するデバイスによって具現化され、以下を備える。
－ 遠位端と近位端との間に延在し、遠位端から近位方向に延出する遠位末端部を具備するデバイス本体。
－ 任意選択で、遠位末端部又はその一部に配置される、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の非導電性材料の１層又は複数の層。
－ 遠位末端部を覆う、水性体液と接触状態でゲルを形成することができる材料の層。
ここで、遠位末端部、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の材料の１層又は複数の層、及び水性体液と接触状態でゲルを形成できる材料の層は、挿入前から挿入までの時間、体温を実質的に下回る温度、具体的には３０℃を超え、より好ましくは４０℃を超えて、体温未満の温度であり、
ここで、遠位末端部、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の材料の１層又は複数の層、及び水性体液と接触状態でゲルを形成できる材料の層は、任意選択で氷層に覆われる。

【0026】

水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない、１種又は複数種類の材料の１層又は複数の層は、電気絶縁体、すなわち非導電性であることが好ましい。

【0027】

本発明の好ましい態様によれば、遠位末端部は、挿入前の状態で、遠位部が氷層で覆われていないことを条件として、－７℃から３℃、特に－３℃から１℃、さらにより好ましくは－１℃から０℃の範囲に含まれる温度である。

【0028】

本発明の別の好ましい態様によれば、遠位末端部は、挿入前の状態で、遠位末端部が氷層で覆われていることを条件として、－７℃から０℃、特に－３℃から０℃、さらにより好ましくは－１℃から０℃など、－２０℃から０℃の範囲に含まれる温度である。

【0029】

遠位末端部の温度は、径方向に高くなることが好ましい。

【0030】

デバイスの温度が、特に２℃以下、５℃以下、又はそれ以上の範囲内で、遠位末端部から近位方向に低くなることも好ましい。

【0031】

本発明の好ましい態様によれば、デバイスは微小電極であり、その本体は導電性材料であるか、又は導電性材料を含み、ここで、水性体液と接触した状態では溶解も膨潤もしない１種又は複数種類の材料の前記１層又は複数の層は、電気絶縁材料でできているか、又は電気絶縁材料を含む。微小電極は、ヒート・シンク、具体的には銅、鉄、鋼、鉛、クロム、ニッケル、銀、金、及びその合金など、比重の大きい金属又は金属合金の１種などの冷却手段を備えることが好ましい。冷却手段は、電極本体の近位部分に取り付けられ、電極本体に熱が伝導するよう接触していることが好ましい。冷却手段は、好ましくは電極に取り付け可能で、且つ電極から取外し可能なペルチェ素子であるか、ペルチェ素子を備えることが好ましい。冷却手段は、低温の冷却剤、具体的にはドライ・アイスで少なくとも部分的に満たされた空隙を有するコンテナ、特に閉じたコンテナを備えることも好ましい。冷却剤としてドライ・アイスを用いる好ましい実施例では、コンテナの空隙は、電極本体内、又は水性体液と接触した状態でゲルを形成できる材料の層内に配置されるチャネルの一端と連通し、チャネルの他端は周囲へ開口している。コンテナは、電極に取り付け可能であり、電極から取外し可能であることが好ましい。

【0032】

本発明の微小電極は、微小電極の束又はアレイに含まれてもよい。

【0033】

開示する本発明のデバイスは、やはり以下の形態である。
－ 前記末端部を構成するか又は末端部に具備される、ＵＶ、可視、又はＩＲ放射線の検出器で構成されるか又は検出器を具備する本体を備える光学センサ。
－ 熱電対で構成されるか又は熱電対を具備する本体を備える温度センサ。光ファイバの遠位末端部分によって構成されるか又は遠位末端部分を具備する本体を備える光ファイバ。
－ 任意選択で、熱伝導のやり方でその遠位端に取り付けられた、ヒート・シンク、ペルチェ素子、及び／又はドライ・アイスなどの冷却剤で満たされたコンテナをさらに具備する、細長い金属棒の形態のデバイス本体で構成されるか又はデバイス本体を備える温度制御素子。
－ 半透膜を具備する、水性流体導管を具備するデバイス本体で構成されるか又はデバイス本体を備える微小透析用プローブ。

【0034】

本発明の２つ以上のデバイスを含む任意の組合せ、たとえば、微小電極と光ファイバとの組合せなどは、本発明の範囲内にある。

【0035】

デバイスが使い捨てである場合に、デバイスと、管腔を備える外科用カニューレ又は針を含む、デバイスとは別個の冷却手段とを備える、本発明のデバイスを軟組織内に挿入する組立体も開示する。デバイスを軟組織内に挿入する前に、デバイスを備えるカニューレの温度は、３０℃又は４０℃以上で体温未満の温度など、ほぼ体温未満である。

【0036】

本発明によれば、本発明のデバイス、具体的には微小電極を冷却する装置も開示し、この装置は、壁、下端部、及び上端部、上端部から下端部に向かって延在し、開口する上端部及び遠位端がいちばん先にある状態で挿入されることによってデバイスを受容するよう適合される直径を有するチャネルを備える。この装置は、冷却流体用の開口端を具備する導管を備え、壁の温度を、装置の下端部から装置の上端部に向かって低くするようなやり方で制御するよう設計される。

【0037】

導管は、その上側部分から下側部分まで延出し、且つ／又は下端部に向かって細くなることが好ましい。装置の壁の質量は、下端部に向かって増加することが好ましい。冷却流体は、エタノールやグリコールなどの液体で、約－５℃より高い温度、特に約－１０℃又は－２０℃より高い温度では凝固しないことが好ましい。

【0038】

さらに、本発明のデバイスを軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内に挿入する方法を開示し、以下を含む。
－ 管腔を備えた外科用カニューレ又は針を備えるステップ。
－ デバイスの遠位端がカニューレの遠位開口部に向かう状態で、デバイスを管腔内に配置するステップ。
－ カニューレを、体温未満で３０℃又は４０℃の温度など、実質的に体温未満の温度に、カニューレをその温度にするのに十分な時間冷却するステップ。
－ 冷却されたカニューレを、所望の深さまで組織内に挿入するステップ。
－ カニューレの遠位開口部からデバイスを排出し、次いでカニューレを引き抜くか、又はデバイスを所望の位置に維持しながらカニューレを引き抜くステップ。

【0039】

本発明の好ましい実施例によれば、本発明のデバイスを軟組織内に挿入するための外科用カニューレ又は針は、水性体液、具体的には生来の又は修飾されたゼラチンと接触するとゲルを形成することができる薬剤の層で覆われる。任意選択で、ゲル形成剤の層は氷層で覆われる。氷層は、挿入直前に加えることができるが、挿入のかなり前に加えることもでき、その場合、氷で覆われたデバイスは、－１０°以下の温度、特に約－２０°以下の温度などの低温で保存され、挿入直前に約０℃の温度など、所望の温度まで温めることができる。

【0040】

さらに、本発明によれば、本発明のデバイスを軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内に挿入する方法は、以下を含む。
－ 組織内に、生体適合材料、具体的にはゼラチンの水性ゲルで満たされたチャネルを設けるステップ。
－ たとえば注射器を用いて、デバイスをチャネル内に挿入するステップ。

【0041】

本発明のデバイス又は組立体を使用して、軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内へ、或いは生体適合剤、具体的にはゼラチンの水性ゲルで満たされたかかる組織内のチャネルの中へ、デバイスを挿入することができる。

【0042】

本発明のさらに他の好ましい態様にしたがって、本発明のデバイスを軟組織内に挿入するための、外科用カニューレ又は針と、カニューレ又は針のチャネルへの挿入部との組合せを開示し、カニューレ及び挿入部の遠位面部に形成された、同一平面又は同一湾曲面を有する、接合される遠位の針先又は先端部の組合せを設けるように、チャネル内での挿入部の遠位への移動を止めることができる協働手段を備える。接合される針先は、非対称又は対称である。針の遠位部分、具体的には遠位端から近位方向に延出する部分は、水性体液と接触するとゲルを形成することができる薬剤で覆われ、針全体又は針の遠位部分がゲルを形成することができる薬剤で覆われ、任意選択で、氷層に覆われていることが好ましい。

【0043】

微小電極などの医療デバイスを軟組織、具体的には神経組織又は内分泌組織内に埋め込むための本発明の方法は、以下を含む。
－ チャネル及びチャネル内に配置される挿入部を具備する、外科用カニューレ又は針を備えるステップであって、挿入部は、針と接合される遠位箇所を形成する時に、さらに遠位に移動するのを止める手段を具備するステップ。
－ 接合された遠位箇所が形成された状態で、針を挿入部と共に軟組織内に挿入するステップ。
－ 針から挿入部を引き抜くステップ。
－ 針のチャネル内に医療デバイスを挿入するステップ。
－ 組織から針を引き抜くステップ。

【0044】

次に、本発明を、図面に示すいくつかの好ましい実施例を参照することによりさらに詳細に説明することにするが、図面は原寸に比例しておらず、本発明を原理的に示すことだけを意図している。

【図面の簡単な説明】

【0045】

【図1】冷却環境に配置された、微小電極の形態の本発明のデバイスの第１の実施例の、（図２のＡ－Ａ断面図に対応する）軸方向断面図である。

【図2】微小電極の形態の本発明のデバイスの第２の実施例の、軸方向Ａ－Ａ断面図である。

【図3】微小電極の形態の本発明のデバイスの第３の実施例の、図２のＡ－Ａ断面図に対応する軸方向断面図である。

【図4】微小電極の形態の本発明のデバイスの第４の実施例の、軸方向断面図である。

【図4a】図４の微小電極に取り付け可能な冷却剤コンテナの、軸方向Ｂ－Ｂ断面図である。

【図4b】冷却剤が装填された図４ａのコンテナの、水平に配置されているが同じ断面図である。

【図4c】図４の微小電極に取り付けられた、図４ｂの冷却剤が充填されたコンテナを示す図である。

【図5】軟組織内へデバイスを挿入するために冷却針の管腔内に配置された、微小電極の形態の本発明のデバイスの第５の実施例の、針挿入の中間段階での、軸方向Ｂ－Ｂ断面図である。

【図5a】軟組織内へデバイスを挿入するために冷却針の管腔内に配置された、微小電極の形態の本発明のデバイスの第５の実施例の、針が完全に挿入された時の、軸方向Ｂ－Ｂ断面図である。

【図5b】軟組織内へデバイスを挿入するために冷却針の管腔内に配置された、微小電極の形態の本発明のデバイスの第５の実施例の、針引抜きの中間段階での、軸方向Ｂ－Ｂ断面図である。

【図5c】軟組織内へデバイスを挿入するために冷却針の管腔内に配置された、微小電極の形態の本発明のデバイスの第５の実施例の、針が完全に引き抜かれた時の、軸方向Ｂ－Ｂ断面図である。

【図5d】図５～図５ｂの状態で、外すことが可能なプランジャがその近位端に取り付けられた微小電極の遠位末端部分の拡大断面図である。

【図6】温度センサの形態の本発明のデバイスの第６の実施例の、軸方向断面図である。

【図7】光学センサの形態の本発明のデバイスの第７の実施例の、軸方向断面図である。

【図8】光ファイバの形態の本発明のデバイスの第８の実施例の、軸方向断面図である。

【図9】組織温度制御素子の形態の本発明のデバイスの第９の実施例の、軸方向断面図である。

【図10】微小透析用プローブの形態の本発明のデバイスの第１０の実施例を示す図である。

【図11】微小電極の形態の本発明のデバイスを冷却する装置の、軸方向断面図である。

【図11a】微小電極の形態の本発明のデバイスを冷却する装置の、径方向断面図である。

【図12】図１１、図１１ａ、図１３の装置内の中央チャネル内への挿入に寸法的に適合された微小電極の、軸方向断面図である。

【図13】微小電極の形態の本発明のデバイスを冷却する装置の、軸方向断面図である。

【図14】軟組織内への挿入開始時及び挿入時の、外科用針と、針のチャネル内に配置される円筒形の挿入部との組合せの、軸方向断面である。

【図14a】軟組織内への挿入開始時及び挿入時の、外科用針と、針のチャネル内に配置される円筒形の挿入部との組合せの、軸方向断面である。

【図14b】針の引抜き時に組織内に挿入されている挿入部の、同じ断面図である。

【図14c】組織内に配置された挿入部のチャネル内に挿入された微小電極の、同じ断面図である。

【図14d】挿入部の引抜き時に組織内に配置される微小電極の、同じ断面図である。

【図15】図５～５ｄの様々な微小電極の、同じ断面図である。

【図15a】図５～５ｄの様々な微小電極の、同じ断面図である。

【図16】図１４～図１４ｃの様々な挿入部の、同じ断面図である。

【図16a】図１４～図１４ｃの様々な挿入部の、同じ断面図である。

【図17】図１４、図１４ａの外科用針１６１と円筒形の挿入部１６３との様々な組合せの遠位末端部分の、同じ断面図である。

【発明を実施するための形態】

【実施例0046】

図１は、細くなった遠位先端部６を具備する、たとえば、銀、金、白金、又はイリジウムでできた細長い円筒形の金属電極本体２と、その遠位端に取り付けられた柔軟な電気リード３とを備える、当技術分野の微小電極１を示す。電極本体２は、先端部６を除いて、ポリウレタン又はパリレンＣなどのポリマー材料の層４によって電気的に絶縁されている。近位端から延出する部分を除いて、電極本体２及び先端部６は、ブルーム強度１２０の乾燥ゼラチンの層５で覆われている。電極１を、その遠位先端部６がいちばん先にある状態で、試験管の形状の冷却容器７に挿入して示す。断熱され得る（図示せず）容器７には、その底部にドライ・アイス８が置かれ、装填される。電極１は、ドライ・アイス８から蒸発したガス状の二酸化炭素９により冷却される。容器内の二酸化炭素９の雰囲気の温度は、熱電対１０によって監視される。代替的又は追加的に、電極１の温度を、電極１に取り付けられた、又は電極１に組み込まれた熱電対１０によって監視することができる。柔軟な導体１０’を使って熱電対１０は表示ユニット（図示せず）に接続され、そこで測定温度を読み取ることができる。熱電対１０が、冷却容器７内に挿入された時に所望の低温に達するのに必要な時間は、実験的に容易に決定することができる。微小電極１は、その温度に達すると容器７から引き抜かれ、挿入開始時の温度が容器７からの引き抜いた時の微小電極の温度とほぼ同じ、たとえば－１０℃又は－２０℃の温度となるように、遅滞なく神経組織内に挿入される。冷たい微小電極を軟部組織内に挿入すると、低温によって、周囲の体液から水分を取り込むのが遅くなる。これにより、微小電極を神経組織内で、ゼラチン層７が膨潤し溶解する前に、その標的、具体的には１つ又は１群の神経細胞に対して、より正確に配置することが可能となる。アルギン酸塩などの膨潤性の他の生体適合材料は、層７内に組み込むか、層７を構成することができる。

【0047】

別法として、微小電極からの信号は、埋め込まれたマイクロ波送信機又は電磁誘導器を使って、体外のディスプレイ・ユニットに無線で送信することができる。

【実施例0048】

図２において、軸方向のＡ－Ａ断面図に示す本発明の微小電極１１の設計は、熱連通する（ｔｈｅｒｍａｌｌｙ ｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｎｇ）やり方で、その近位端で電極本体１２に取り付けられる、ヒート・シンク１７の形態の冷却手段を除いて、実施例１の微小電極１の設計に実質的に一致する。微小電極１１を埋め込む前に、ヒート・シンク１７は、電極１１と共に、又は別々に、電極１１が冷却される温度、若しくはさらに低い温度又は大幅により低い温度などの低温まで、冷却される。ヒート・シンク１７が、電極１１よりも低温の場合、電極本体１２からヒート・シンク１７に熱が流れ、したがって電極１１を冷却し、それによって体液と接触している時、電極本体１２の大部分を覆う絶縁層１４上のゼラチン状又は他の膨潤性の層１５の膨潤及び溶解を遅らせる。好適なヒート・シンク材料には、鋼、銅、クロム、及びフェノールホルムアルデヒドポリマーが含まれる。電極本体１２は、絶縁された柔軟なリード１３を用いて電源（図示せず）及び／又は電圧変動を検出する機器（図示せず）と電気的に接続される。挿入手順は、基本的に図１のデバイス１の手順と一致する。軟組織内へ挿入する前の、そのヒート・シンク１７による微小電極１１の冷却は、微小電極１について実施例１で説明したのと同じやり方で実行できるが、ヒート・シンク１７を別々に冷却することも可能である。かかる場合、ヒート・シンク１７は、コンテナ、具体的には断熱コンテナの形態を有することができ、そこを通してドライ・アイスや、さらには液体窒素などの冷却媒体をコンテナに装填し、次いで閉じることができるロックを備える。