舌頭變形植入物的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001] 相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002] 本申請(qǐng)要求于2013年12月11日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/914, 444和于 2013年3月15日提交的美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng)No. 61/787, 006的優(yōu)先權(quán)益，并且前述申請(qǐng)以 及國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IB11/002878、國(guó)際專利申請(qǐng)PCT/IB2013/001195、美國(guó)臨時(shí)申請(qǐng) No. 61/656582(于2012年6月7日提交）通過(guò)引用整體并入本申請(qǐng)。
[0003] 版權(quán)和法律聲明
[0004] 本專利文件的部分公開內(nèi)容包括受版權(quán)保護(hù)的材料。版權(quán)所有人不反對(duì)任何人如 在美國(guó)專利商標(biāo)局專利文檔或記錄中所呈現(xiàn)的那樣拓制本專利文件或?qū)＠_內(nèi)容，但是 除此之外無(wú)論如何都保留所有版權(quán)。此外，本文做出的對(duì)第三方專利或文獻(xiàn)的引用都不應(yīng) 解釋為承認(rèn)本發(fā)明無(wú)權(quán)由于在先發(fā)明而先于這樣的材料。
技術(shù)領(lǐng)域
[0005] 本發(fā)明一般涉及阻塞性睡眠呼吸暫停和打鼾的治療。
【背景技術(shù)】
[0006] 阻塞性睡眠呼吸暫停（obstructive sleep apnea，0SA)定義為睡眠期間發(fā)生上氣 道阻塞的復(fù)發(fā)性呼吸停止，這導(dǎo)致盡管正在努力呼吸，氣流也大大減少（呼吸不足）或完全 停止（呼吸暫停）。按照慣例，患者一定每小時(shí)睡眠經(jīng)歷多于30次的持續(xù)多于10秒的發(fā) 作，或者多于五次的異常呼吸紊亂（呼吸不足或呼吸暫停）。在大多數(shù)情況下，本人意識(shí)不 到紊亂正在發(fā)生?，F(xiàn)參照?qǐng)D1，人上氣道解剖結(jié)構(gòu)由下頌骨12、舌頭2、咽3、舌骨4、腭5、懸 雍垂6、會(huì)厭7、唇8、喉9、頦舌骨肌10、下頦舌骨肌11和相鄰面部結(jié)構(gòu)組成。該解剖結(jié)構(gòu)在 講話、呼吸、咀嚼和吞咽中起核心作用。氣道由許多肌肉和軟組織構(gòu)成，但是缺少剛性或骨 質(zhì)支撐。最值得注意的是，其包括從硬腭5延伸至喉9的可收縮部分。盡管上氣道改變形 狀和臨時(shí)閉合的能力對(duì)于清醒狀態(tài)期間的講話和吞咽是必不可少的，但是該特征也提供了 在不適當(dāng)?shù)臅r(shí)間（如睡眠期間）塌陷的機(jī)會(huì)。雖然非肥胖個(gè)體可能患上0SA，但是肥胖是主 要的流行病學(xué)風(fēng)險(xiǎn)因素。其可以影響骨骼肌的結(jié)構(gòu)和功能。所有解剖結(jié)構(gòu)之間的相互作用 和相關(guān)運(yùn)動(dòng)都是復(fù)雜的。綜述文章中已詳細(xì)描述了這些不同的生理性狀和其各自影響睡眠 呼吸暫停的病理生理的潛力。個(gè)體之間OSA的病理生理學(xué)原因很可能差別很大。重要的要 素很可能包括上氣道解剖結(jié)構(gòu)、睡眠期間上氣道擴(kuò)張肌響應(yīng)于呼吸挑戰(zhàn)的能力、睡眠期間 從增加的呼吸動(dòng)力中醒來(lái)的傾向（覺(jué)醒閾值）、呼吸控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性（環(huán)路增益）以及肺 活量狀態(tài)相關(guān)改變影響這些因素的潛力。最終，咽暢通的保持依賴于閉塞力與擴(kuò)張力之間 的平衡。上氣道擴(kuò)張肌活動(dòng)對(duì)于吸氣期間咽中產(chǎn)生的負(fù)腔內(nèi)壓力的抵消是至關(guān)重要的。睡 眠期間該活動(dòng)的減少被認(rèn)為在OSA患者的咽部塌陷和阻塞中起著核心作用。
[0007] 該疾病中閉塞的形成與舌頭"下垂"到咽中有關(guān)。舌頭下垂歸因于舌頭內(nèi)頦舌 肌中的神經(jīng)肌肉活性降低，所述頦舌肌在被激活時(shí)使舌頭向前伸出。主要的舌頭伸出器 (protrudor)頦舌?。╣enioglossus，GG)的激活已顯示出遠(yuǎn)比所有其它上氣道擴(kuò)張器更能 降低咽部阻力和易塌陷性。
[0008] 雖然存在多種用于OSA的療法，但是持續(xù)氣道正壓（continuous positive airway pressure，CPAP)仍是療法中的黃金標(biāo)準(zhǔn)，在CPAP中將鼻罩經(jīng)由管附接至機(jī)器以便將加壓 空氣吹入咽內(nèi)并將塌陷部分推開。已證明目的在于使組織減少或硬化以加寬咽部的外科手 術(shù)是不可靠的或者具有不良反應(yīng)。然而，由于大多數(shù)患者不喜歡或拒絕將罩用于CPAP治 療，所以需要涉及植入物的新方法。試圖在睡眠期間通過(guò)上氣道擴(kuò)張肌的功能性電刺激來(lái) 緩解OSA的多個(gè)試驗(yàn)產(chǎn)生的結(jié)果一般和/或不一致。對(duì)于通過(guò)將植入物放置在舌頭中來(lái)治 療OSA已做出了很多嘗試并且這些嘗試在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的，例如，均于2011年3月22 日提交的美國(guó)專利No. 7, 909, 037和美國(guó)專利No. 7, 909, 038的Pavad醫(yī)療舌頭穩(wěn)定裝置。 另一種用于治療OSA的植入物是于2008年7月22日提交的美國(guó)專利No. 7, 401，611中公 開的恢復(fù)醫(yī)療植入物，或者于2012年5月1日提交的美國(guó)專利No. 8, 167, 787和于2012年 12月11日提交的美國(guó)專利No. 8, 327, 854中公開的預(yù)防（Revent)醫(yī)療植入物。其內(nèi)容通 過(guò)引用以與本公開內(nèi)容不相矛盾的程度并入本文。美國(guó)專利No. 8, 220, 466中公開了用于 治療OSA的另一種植入物，其內(nèi)容通過(guò)引用并入本文。該'466專利描述了附接于下頌骨的 彈簧，其向前拉動(dòng)舌頭。所有提到的專利都包括這樣的外科手術(shù)，其可能不適合某些患者和 /或插入極其耗時(shí)或者不是微創(chuàng)的或者成功率不令人滿意。
[0009] 因此，需要的是治療OSA的手術(shù)上快速且微創(chuàng)的舌頭植入物，其可以像舌頭一樣 變形以符合生理任務(wù)，但是改變其剛性以可靠且安全地打開被舌頭堵塞的咽氣道。該植入 物應(yīng)沿著基部進(jìn)入舌頭主體中使舌頭變僵硬并且使舌頭伸出。此外，其必須使所植入構(gòu)件 和與舌頭相接觸的表面區(qū)域之間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)最小化以避免植入物的磨損。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010] 公開了用于治療OSA的方法和設(shè)備，其通過(guò)植入在體溫下呈超彈性狀態(tài)的具有V 形彈簧功能的鎳鈦諾（Nitinol)裝置使舌頭伸出并因此擴(kuò)大咽部的橫截面面積，一條腿沿 著并靠近舌頭基部，從靠近舌骨的舌頭根部直接螺旋地插入舌頭主體中，離開舌頭根部的 頂端提供轉(zhuǎn)矩，另一條腿充當(dāng)放置在舌頭根部與頦舌骨肌之間或者頦舌骨肌與下頌舌骨肌 之間的力分配器。另一個(gè)實(shí)施方案示出了沿著并靠近舌頭基部放置在體溫下呈超彈性狀 態(tài)的螺旋鎳鈦諾裝置以持久地壓迫舌頭，從而使舌頭伸出以擴(kuò)大咽部橫截面以防止氣道阻 塞。
【附圖說(shuō)明】
[0011] 圖1是植入物螺旋地插入舌頭內(nèi)并且力分配區(qū)段在舌頭根部與頦舌骨肌之間的 咽部正中矢狀平面視圖。
[0012] 圖2是Perrier (2003)舌頭模型的咽部正中矢狀平面視圖，其示出舌頭植入的優(yōu) 選部位以及由三塊主要肌肉和靜止位置（rest position)引起的該區(qū)段的相關(guān)變形。
[0013] 圖3是Perrier (2003)舌頭模型的咽部正中矢狀平面視圖，其示出螺旋路徑及由 三塊主要肌肉和靜止位置引起的該區(qū)段的相關(guān)變形。
[0014] 圖4A是舌頭的頂視圖，其示出在將螺旋植入物插入時(shí)在舌頭內(nèi)呈未變形狀態(tài)的 螺旋植入物。
[0015] 圖4B是舌頭的頂視圖，其示出舌頭內(nèi)螺旋植入物與舌頭長(zhǎng)度改變相關(guān)的變形。
[0016] 圖5是示出所有區(qū)段的舌頭植入物的前視圖。
[0017] 圖6A示出了具有用于力分配的下頌舌骨（mandibulohyoid)區(qū)段，以蛇形方式成 形而沒(méi)有柔性遠(yuǎn)端區(qū)段的植入物的底視圖。
[0018] 圖6B示出了具有用于力分配的下頌舌骨區(qū)段，以蛇形方式成形而沒(méi)有柔性遠(yuǎn)端 區(qū)段的植入物的側(cè)視圖。
[0019] 圖6C示出了具有用于力分配的下頌舌骨區(qū)段，以蛇形方式成形而沒(méi)有柔性遠(yuǎn)端 區(qū)段的植入物的透視圖。
[0020] 圖7是下頌骨的冠狀面截面，其示出了包括鰭狀物（fin)的下頌舌骨區(qū)段的放置。
[0021] 圖8是植入物的放大示意圖的螺旋區(qū)段，其示出了螺旋區(qū)段的輪廓分布。
[0022] 圖9示出了鎳鈦諾管螺旋區(qū)段的橫斷面。
[0023] 圖IOA示出了嵌入硅酮橡膠中并且具有含氟聚合物涂層的鎳鈦諾線的螺旋區(qū)段 的橫斷面。
[0024] 圖IOB示出了嵌入硅酮橡膠中并且具有含氟聚合物涂層和UHMffPE織物外殼的鎳 鈦諾線的螺旋區(qū)段的橫斷面。
[0025] 圖IlA至IlC示出了柔性遠(yuǎn)端區(qū)段的不同視圖。
[0026] 圖12A和12B示出了對(duì)組織內(nèi)螺旋區(qū)段遠(yuǎn)端的小錯(cuò)位作出反應(yīng)的遠(yuǎn)端區(qū)段。
[0027] 圖13示出了不同柔性遠(yuǎn)端的縱截面。
[0028] 圖14為沒(méi)有柔性遠(yuǎn)端區(qū)段的力分配下頌舌骨區(qū)段的另一個(gè)實(shí)施方案。 具體實(shí)施方案
[0029] 以下描述是本發(fā)明的示例性實(shí)施方案和本發(fā)明人對(duì)最佳模式的構(gòu)思，而不旨在以 任何方式限制本發(fā)明的范圍、適用性或配置。更確切地說(shuō)，以下描述旨在提供用于實(shí)施本發(fā) 明各個(gè)實(shí)施方案的便利說(shuō)明。將顯而易見(jiàn)的是，可對(duì)所公開的示例性實(shí)施方案中描述的任 何元件的功能和/或布置做出改變而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
[0030] 舌頭是人體中獨(dú)特且復(fù)雜的運(yùn)動(dòng)器官，但是在口腔內(nèi)很受約束。其基部連接 至下頌骨和舌骨，而其上表面和側(cè)表面經(jīng)常與腭和牙齒相接觸。其幾乎全部由肌肉 組成并且不包含骨骼。存在兩種不同類型的舌?。浩鹪辞医K止于舌頭內(nèi)的內(nèi)附纖維 (intrinsic fibers)以及在外部起源于剛性骨質(zhì)表面的外附纖維（extrinsic fibers)。 Takemoto (2001)中已經(jīng)描述了詳細(xì)的解剖研究。這些肌肉的活動(dòng)導(dǎo)致肌肉結(jié)構(gòu)的細(xì)微運(yùn) 動(dòng)，并且產(chǎn)生舌頭軟組織的大變形。這對(duì)于許多生理任務(wù)（如講話、咀嚼和吞咽）是至關(guān)重 要的。在講話時(shí)，舌頭呈現(xiàn)決定總體聲道形狀的定型形態(tài)（stereotyped configuration)， 而在咀嚼和吞咽時(shí)，舌頭用來(lái)容納并推動(dòng)食物團(tuán)。在每種情況下，特定舌肌的局部激活導(dǎo)致 了典型的組織變形。
[0031] 通常假定組織的不可壓縮性，因?yàn)榻M織是高度含水的，賦予舌頭以起肌肉性靜水 骨骼（muscular hydrostat)作用的能力，所述肌肉性靜水骨骼是一種器官，其肌肉組織產(chǎn) 生運(yùn)動(dòng)并且還為該運(yùn)動(dòng)提供骨骼支撐（如象鼻或魷魚觸手）。這種不可壓縮性使得其形態(tài) 能夠快速有效地改變同