本申請(qǐng)要求2014年4月30日提交的第61/986,270號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)、2014年12月8日提交的第62/088,881號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)以及2015年1月26日提交的第62/108,040號(hào)美國臨時(shí)申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，并且這些申請(qǐng)中的每一個(gè)的全部內(nèi)容都以引用的方式并入本文中。

技術(shù)領(lǐng)域

無

背景技術(shù)：

本陳述大體上針對(duì)通過部分繞過天然氣道來改良患病患者的胸部力學(xué)的植入式醫(yī)療裝置。本文所披露的方法和裝置可以被配置成通過排空肺實(shí)質(zhì)來為滯留在氣腫性肺中的空氣創(chuàng)建替代性呼氣通道，從而使肺泡和/或其它空間與滯留空氣和外部環(huán)境之間連通。優(yōu)于前述裝置的改良之處可以包括治療侵襲性減小，避免了外科手術(shù)和大面積胸膜固定術(shù)，使肺組織的紊亂和受到的刺激降到最低，從而使得肺部和胸部的非目標(biāo)區(qū)域的發(fā)炎或損傷降到最低，愈合過程的控制得到改良，并且建立了長久開放的人造空氣通道。

如慢性阻塞性肺病(COPD)、氣腫、慢性支氣管炎以及哮喘等肺部疾病會(huì)使呼吸系統(tǒng)的空氣路徑中的氣流受到異常高的阻力。均質(zhì)阻塞性肺病也被稱作彌漫性肺氣腫，特別難以治療并且當(dāng)前幾乎沒有治療方案。肺氣腫患者不能夠恰當(dāng)?shù)睾魵猓@導(dǎo)致肺過度充氣，肺過度充氣涉及空氣滯留或過量殘余體積的空氣被滯留在至少一部分肺中。過度充氣使人衰弱的影響是需要非常用力地呼吸，不能按令人滿意的比例進(jìn)行氣體交換，運(yùn)動(dòng)能力受到嚴(yán)重限制，呼吸困難以及相關(guān)的焦慮癥的感覺。雖然最佳藥理學(xué)和/或其它醫(yī)學(xué)療法在疾病早期很有效，但是隨著疾病進(jìn)展，這些療法變得越來越不太有效。對(duì)于這些患者來說，標(biāo)準(zhǔn)治療是外科治療，涉及肺減容術(shù)、肺移植或這兩者結(jié)合。

已經(jīng)在現(xiàn)有技術(shù)中觀察到并且得到臨床醫(yī)師的普遍認(rèn)可的是，氣腫性呼吸道受損具有重要的‘力學(xué)’因素。肺實(shí)質(zhì)的破壞造成以下組合的缺點(diǎn)：功能性肺組織的質(zhì)量降低，氣體交換量減小，并且彈性回縮力丟失，并且因此不能同等地或大體上完全地呼出與上一次呼吸所吸入相同量的空氣。這導(dǎo)致典型的胸腔過度膨脹，伴隨著隔膜扁平，肋間隙加寬以及橫向的肋骨，導(dǎo)致呼吸難度增加和呼吸困難。當(dāng)這種破壞和過度膨脹以非均勻方式出現(xiàn)時(shí)，病變最厲害的肺組織會(huì)膨脹擠走病變程度相對(duì)較低或甚至正常的肺組織，通過阻止病變程度較低或正常的肺進(jìn)行最佳換氣，進(jìn)一步降低了肺功能。肺減容術(shù)(LVRS)從概念上講是通過手術(shù)去除侵襲最嚴(yán)重的肺部區(qū)域，它將允許肺中剩余的相對(duì)幸免的部分在力學(xué)改良情況下起作用。

針對(duì)氣腫的力學(xué)方法的大部分現(xiàn)有技術(shù)靠的是由這種非均勻?qū)嵸|(zhì)破壞展現(xiàn)的機(jī)會(huì)：去除肺部受疾病影響最大的部分同時(shí)使肺部其余部分正常地起作用，例如按令人滿意的方式膨脹，并且提高胸腔的整體彈性回縮力。然而，先前嘗試的解決方案已顯示出長久保持裝置性能有困難，這些困難是由以下原因?qū)е碌模豪缃M織向內(nèi)生長，被天然產(chǎn)生的分泌物(如粘液或由COPD中加強(qiáng)的促炎性狀態(tài)產(chǎn)生的其它分泌物)堵塞，大量出血或身體對(duì)植入物產(chǎn)生排斥反應(yīng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本文構(gòu)想出了通過在肺中植入一個(gè)或多個(gè)天然氣道旁路換氣裝置來改良患者的病變肺部的力學(xué)的系統(tǒng)、方法和裝置并且在文本中加以披露。舉例來說，患者可能患有COPD、氣腫、慢性支氣管炎或哮喘。天然氣道旁路裝置可以包括壓力釋放裝置，其將阻力異常高的氣道遠(yuǎn)側(cè)的肺實(shí)質(zhì)連接到大氣中。

此外，還構(gòu)想出了用于減少殘氣量和過度充氣，防止肺過度充氣，并且緩解呼吸困難和焦慮癥的癥狀的裝置和方法并且在文本中加以披露。所述裝置和方法可以被配置成在植入部位控制愈合過程，使得裝置性能得以保持。所述裝置和方法可以被配置成允許在植入之后以長期不干擾裝置性能的受控制方式開始愈合過程，如結(jié)疤和組織生長。

一種用于病變肺部的天然氣道旁路裝置已經(jīng)構(gòu)想出了并且在本文中加以披露，其包括例如遠(yuǎn)側(cè)區(qū)和近側(cè)區(qū)，其中遠(yuǎn)側(cè)區(qū)包括進(jìn)氣組件和可膨脹結(jié)構(gòu)，其中所述裝置被配置成將進(jìn)氣組件容納在肺組織中由可膨脹結(jié)構(gòu)創(chuàng)建的空間內(nèi)；管道，其將進(jìn)氣組件連接到近側(cè)區(qū)；以及應(yīng)變消除部件，其將管道連接到進(jìn)氣組件，其中管道中的管腔在進(jìn)氣組件與近側(cè)區(qū)之間流體連通。

一種用于治療肺過度充氣的方法和裝置已經(jīng)構(gòu)想出了并且在本文中加以披露，其包括例如：在肺中創(chuàng)建一個(gè)空間，所述空間通過側(cè)枝通氣路徑連接到肺中更大的容積；并且提供從所述空間到大氣的氣道旁路路徑。氣道旁路路徑的流動(dòng)阻力可以低到足以允許空氣流動(dòng)。所述方法和裝置可以被配置成使組織再生長的條件降到最低。這會(huì)涉及到逐步地創(chuàng)建所述空間，應(yīng)用生物活性劑，或使組織受到的刺激、發(fā)炎或裝置與肺實(shí)質(zhì)之間的摩擦降到最低。

附圖說明

圖1到圖5是胸部解剖的示意性圖解，示出了植入在肺中的天然氣道旁路裝置。

圖6是植入在肺中并且用氣囊式導(dǎo)管部分展開的天然氣道旁路裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)的示意性圖解。

圖7是植入在肺中并且用拉線部分展開的天然氣道旁路裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)的示意性圖解。

圖8是部分膨脹并且順應(yīng)不同肺組織的天然氣道旁路裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)的示意性圖解。

圖9到圖20是接口裝置在植入期間的示意性圖解。

圖21到圖24是空氣收集裝置在植入期間的示意性圖解。

圖25到圖28是植入在患者的胸壁和肺中的天然氣道旁路系統(tǒng)的示意性圖解。

圖29A是植入在患者的胸壁和肺中的具有膜層的天然氣道旁路系統(tǒng)的示意性圖解。

圖29B、圖29C和圖29D是具有膜層的天然氣道旁路系統(tǒng)的截面的示意性圖解。

圖30是具有膜層的天然氣道旁路系統(tǒng)的示意性圖解。

圖31A和圖31B是膜層小孔的示意性圖解。

圖32是具有膜層的天然氣道旁路系統(tǒng)的示意性圖解。

圖33到圖35B是植入在患者的胸壁和肺中的天然氣道旁路系統(tǒng)的示意性圖解。

圖36A到圖36D是包括圓盤形內(nèi)部凸緣的接口裝置的示意性圖解。

圖37是具有多個(gè)瓣片的內(nèi)部凸緣的示意性圖解。

圖38A到圖38D是由膨脹泡沫制成的內(nèi)部凸緣的示意性圖解。

圖39A到圖39C是包括彈性圓錐體的內(nèi)部凸緣的示意性圖解。

圖40A到圖40C是包括彈簧網(wǎng)狀物的內(nèi)部凸緣的示意性圖解。

圖41A到圖42D是包括多個(gè)瓣片的內(nèi)部凸緣的示意性圖解，所述瓣片由彈性線環(huán)和柔性膜制成。

具體實(shí)施方式

本文描述了通過在肺內(nèi)植入釋放壓力的氣道旁路裝置來改良患者的病變肺部的力學(xué)的系統(tǒng)、方法和裝置。

方法可以包括在肺中創(chuàng)建一個(gè)小空間，所述小空間通過稱作側(cè)枝通氣的自然現(xiàn)象流體連接到肺中更大的容積，其中更大容積中的空氣可以流到所創(chuàng)建的空間中。天然氣道旁路裝置可以允許空氣從肺中創(chuàng)建的相對(duì)較小的空間逸出并且從而釋放滯留在肺中更大的容積中的空氣，所述更大容積通過側(cè)枝通氣連接到所述空間。此外，本文披露了用于緩解例如因?yàn)镃OPD、氣腫或慢性支氣管炎而使得氣流受限制的肺部的過度充氣并且緩解呼吸困難和焦慮癥的癥狀，從而提高生活質(zhì)量的裝置和方法。

側(cè)枝通氣的確切機(jī)制還不太清楚并且常常被討論。側(cè)枝通氣的候選空氣路徑包括科恩(Kohn)的肺泡間孔、蘭伯特(Lambert)的細(xì)支氣管肺泡連通以及馬丁(Martin)的細(xì)支氣管間路徑。

COPD的特征在于氣體(例如空氣)流動(dòng)離開肺泡并且使肺泡清空的過程很緩慢或低效、遲緩。空氣就被滯留在肺內(nèi)。空氣滯留的本質(zhì)是在呼出前一次呼吸完成時(shí)吸入的基本上所有空氣之前就開始新的呼吸。異常高的量的空氣被滯留在肺中，例如肺泡和肺泡管以及細(xì)支氣管中。這些小充氣腔體在對(duì)氣流的阻力增大的區(qū)域的遠(yuǎn)側(cè)，導(dǎo)致呼氣變慢。它們彼此流體連通，使得本發(fā)明能夠通過一個(gè)或幾個(gè)人造通路清空整個(gè)肺葉或整個(gè)肺。

本文構(gòu)想出了一種用于幫助肺與空氣滯留的小充氣空間換氣(例如，加強(qiáng)呼氣、更徹底或更快地呼氣、釋放壓力、減小殘氣量)的治療裝置和方法。裝置和方法可以允許空氣從肺內(nèi)第一位置流到第二位置。第一位置可以是肺中在呼吸的自然呼氣階段結(jié)束時(shí)壓力高于大氣氣壓的區(qū)域。第二位置可以是大氣中，例如出口可以位于患者體表面上或患者體外。或者，第二位置可以在患者的肺系統(tǒng)的天然氣道內(nèi)，其具有通向大氣的不太受限制的空氣路徑，例如在肺或支氣管內(nèi)的位置。

肺中的空隙和低組織密度區(qū)域接收側(cè)枝通氣并且呈現(xiàn)合適的目標(biāo)區(qū)域，其適合植入包括進(jìn)氣組件的裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)。然而，肺組織界面的另一個(gè)不同區(qū)域可能更適合密封胸膜和胸壁的交叉區(qū)。柔性且生物相容性的連接管道可以幫助本發(fā)明的這些組件放置在最合適的解剖位置中。最適合植入收集裝置的區(qū)域可以借助于高分辨率CTA確定。經(jīng)設(shè)計(jì)用于測定側(cè)枝通氣的裝置可以幫助確認(rèn)特定患者的肺中的特定區(qū)域是否是良好的候選區(qū)域。術(shù)語‘氣腫’一般在形態(tài)意義上使用，并且因此使形態(tài)成像在診斷這種疾病時(shí)具有重要作用。具體來說，高分辨率計(jì)算機(jī)斷層掃描(HRCT)是一種用于展現(xiàn)氣腫的病理學(xué)，甚至展現(xiàn)次級(jí)肺小葉內(nèi)的細(xì)微改變的可靠工具。在肺實(shí)質(zhì)的這些形態(tài)學(xué)改變中，通常被稱為肺氣腫的特定肺實(shí)質(zhì)破壞模式被定義為“末端細(xì)支氣管遠(yuǎn)側(cè)的空氣空間異常持久擴(kuò)大，伴隨著肺泡壁被破壞，并且無明顯纖維化”。這種破壞模式也為以減少滯留在氣道阻塞或收縮遠(yuǎn)側(cè)的空氣空間中的空氣為目標(biāo)的療法創(chuàng)造了一個(gè)機(jī)會(huì)。機(jī)會(huì)在于天然側(cè)枝氣流的顯著增加以及存在肺部低密度不良血管化區(qū)域，在所述區(qū)域中創(chuàng)建一個(gè)收集空氣的空間是可行的，不存在流血或者因?yàn)榻M織向內(nèi)生長或疤痕組織封閉而導(dǎo)致裝置失效的嚴(yán)重風(fēng)險(xiǎn)。這正是所期望的，因?yàn)椴涣嫉难苎汗?yīng)導(dǎo)致較緩和地響應(yīng)于初始傷口的組織生長。

所述方法和裝置可以包括植入式裝置或部分植入式裝置，并且被配置成使干擾裝置性能的組織再生長降到最低，使裝置排斥反應(yīng)降到最低，在肺實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建空腔，將流體(例如，空氣)從空腔內(nèi)的位置輸送到第二低壓位置(例如，大氣中)。

圖1到圖5示出本發(fā)明的實(shí)施例。圖1是患者的肋骨架和胸腔的各個(gè)層的示意性圖解。在皮膚105下方是由脊柱、肋骨101和胸骨103形成的肋骨架。肋骨架包圍胸腔，其含有呼吸系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，包括隔膜104、氣管109、支氣管110和肺100。通常當(dāng)胸腔底部的肌肉隔膜104收縮和展平時(shí)，同時(shí)肋間肌102的收縮使肋骨架向上抬升并且抬出時(shí)，實(shí)現(xiàn)了吸氣。這些動(dòng)作引起容積增加，并且在胸腔中獲得的部分真空或負(fù)壓引起大氣壓將空氣推到肺中，使肺充氣。在健康的人體內(nèi)，當(dāng)隔膜104和肋間肌102放松時(shí)產(chǎn)生呼氣，并且肋骨架和肺100的彈性回縮將空氣排出。在患有如COPD、氣腫或慢性支氣管炎等疾病的患者中，在至少一部分肺中，在肋骨架的肌肉放松并且彈性回縮后，空氣路徑受到限制會(huì)對(duì)氣流造成阻力并且限制了排空氣的能力。不能將空氣從受限制的肺部分排出會(huì)導(dǎo)致需要消耗更多的體力來排出空氣、殘氣量增加、產(chǎn)生桶狀胸綜合癥或呼吸困難和焦慮癥的感覺。肺實(shí)質(zhì)106是肺100中參與了從空氣到血液的氣體轉(zhuǎn)移的組織并且包括肺泡、肺泡管和呼吸性細(xì)支氣管。

在人類解剖學(xué)中，胸膜腔是在肺的兩個(gè)胸膜(即臟胸膜和壁胸膜)之間的潛在空間。胸膜是漿膜，它自身折疊形成雙層膜結(jié)構(gòu)。兩個(gè)胸膜層之間的窄空間被稱為胸膜腔并且通常含有少量胸膜液。外部壁胸膜連接到胸壁。內(nèi)部肺胸膜經(jīng)由血管、支氣管和神經(jīng)覆蓋肺和鄰接結(jié)構(gòu)。

胸膜腔與其相關(guān)胸膜有助于使肺在呼吸期間達(dá)到最佳功能。胸膜腔還含有胸膜液，其允許胸膜在換氣期間毫不費(fèi)勁地相對(duì)于彼此滑動(dòng)。胸膜液的表面張力還導(dǎo)致肺表面與胸壁緊密并列。這種關(guān)系允許肺泡在呼吸期間充氣更多。胸膜腔將胸壁的移動(dòng)傳輸?shù)椒危绕涫窃谏詈粑陂g。出現(xiàn)這種現(xiàn)象的原因是緊密并列的胸壁將壓力傳輸?shù)脚K胸膜表面并且從而傳輸?shù)椒巍?/p>

一種治療方法已經(jīng)構(gòu)想出了并且在本文中加以披露，所述治療方法例如通過穿過兩個(gè)胸膜層使肺實(shí)質(zhì)連接到大氣中。為了防止空氣逸出到胸膜腔中并且防止可能的肺萎縮，需要密封通道。這種密封在此應(yīng)用中常被稱為胸膜固定術(shù)并且將在本陳述的上下文中加以解釋。在常見的醫(yī)療實(shí)踐中，胸膜固定術(shù)被描述為人工消除胸膜空間的醫(yī)療程序。其涉及兩個(gè)胸膜在有效肺部區(qū)域上方彼此粘附，這常常通過使用不同的促進(jìn)纖維化的試劑(如滑石)來實(shí)現(xiàn)。如本文所述，其可以指形成密封，可能使用了如醫(yī)用膠水、膠原蛋白、纖維蛋白或海藻酸鹽等試劑，以便防止空氣在穿孔周圍逸出穿過胸壁。從技術(shù)上講，因?yàn)樵谒鲞^程中兩層胸膜融合，所以其可以歸類為胸膜固定術(shù)，但將其限于穿孔部位局部。與穿孔部位不相鄰的其余胸膜要求保留其正常質(zhì)量和功能。

如圖1和圖2中所示，天然氣道旁路裝置160的遠(yuǎn)側(cè)部分被植入到肺實(shí)質(zhì)106中。裝置的近側(cè)部分163位于患者皮膚105的外表面上。遠(yuǎn)側(cè)部分162通過管道161連接到近側(cè)部分163，所述管道161通過臟胸膜108與壁胸膜107之間的融合區(qū)112從肺部穿出，穿過皮膚105的下方并且離開皮膚。空氣或其它流體可以從裝置遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162通過管道并且離開患者外部的裝置近側(cè)區(qū)163。可以通過肺中較高壓力區(qū)與裝置近側(cè)區(qū)163(其可以是大氣中)的較低壓力之間的壓力差形成空氣流動(dòng)。可以通過例如用泵進(jìn)一步降低裝置近側(cè)區(qū)的壓力來增加壓力差。

如圖2中所示，天然氣道旁路裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162可以包括圍繞進(jìn)氣組件165的可膨脹結(jié)構(gòu)164，其可以經(jīng)由柔性的應(yīng)變消除部件166連接到管道161。可膨脹結(jié)構(gòu)164在肺實(shí)質(zhì)106內(nèi)創(chuàng)建空氣收集空間并且將肺實(shí)質(zhì)與進(jìn)氣組件165隔開，并且在所述空間的周邊周圍創(chuàng)建大體上大于進(jìn)氣組件165的孔口區(qū)域的表面區(qū)域，增強(qiáng)從肺實(shí)質(zhì)流到可膨脹結(jié)構(gòu)164內(nèi)的空間并且穿過進(jìn)氣組件165的氣流。在傷口愈合期間，新組織會(huì)增生到其與人造材料接觸并且尤其是在組織與所述表面之間存在摩擦力或其它刺激力的小孔和孔中。通過將肺實(shí)質(zhì)與進(jìn)氣組件隔開，可以減少或避免新組織生長到進(jìn)氣組件的孔口中或在進(jìn)氣組件的孔口上方生長而堵塞孔口。

此外，可膨脹結(jié)構(gòu)可以具有足夠的順應(yīng)性和柔性，允許其通過呼吸或咳嗽而與肺實(shí)質(zhì)一起大幅移動(dòng)、膨脹和收縮，從而例如使肺實(shí)質(zhì)與膨脹結(jié)構(gòu)之間的摩擦、擦破以及潛在撕裂降到最低，這可以最小化或避免對(duì)組織的刺激，降低過多并且長久的發(fā)炎、疤痕形成或組織再生長的風(fēng)險(xiǎn)。為了說明這種特征，舉例來說，圖2可以表示呼氣狀態(tài)，圖3可以表示吸氣狀態(tài)，其中胸壁向外擴(kuò)張，肺的體積擴(kuò)大，從而將空氣吸進(jìn)來并且可膨脹結(jié)構(gòu)164的體積隨著圍繞其的組織一起擴(kuò)大。已知巨大的肺大皰從肺的其余部分接收側(cè)枝通氣(可能是通過包埋到其壁中并且在組織學(xué)檢查所提取的肺后觀察到仍然是打開的肺泡管和肺泡)并且往往會(huì)滯留空氣，但仍然是打開的并且完全不含如粘液等流體。可膨脹結(jié)構(gòu)164可以用于產(chǎn)生與通過側(cè)枝通氣連接到肺的其它部分的空氣空間類似的作用。

可膨脹結(jié)構(gòu)164可以包括在內(nèi)部限定空間的支柱骨架。骨架可以是例如籠狀物、籃狀物、網(wǎng)狀物、織物或支架，其可以按薄的未展開狀態(tài)傳遞并且膨脹成體積增加的展開狀態(tài)。如圖2中所示，可膨脹結(jié)構(gòu)164包括展開成大體上球形展開狀態(tài)的支柱或纖維167。支柱167可以由生物相容性柔性材料制成，如鎳鈦諾、不銹鋼、硅、Pebax、PEEK、聚丙烯、多種材料的復(fù)合物或其它生物相容性材料，如生物相容性聚合物。可膨脹結(jié)構(gòu)可以被配置成具有足夠數(shù)量和足夠大小的孔，使得纖維或支柱刺激纖維化和組織反應(yīng)并且整合到組織中。舉例來說，孔大小以直徑計(jì)可以是約3到5mm，或具有約7到20mm²的截面積。或者，可以使用臨時(shí)結(jié)構(gòu)支撐空氣空間并且控制愈合過程，然后可以去除臨時(shí)結(jié)構(gòu)或者臨時(shí)結(jié)構(gòu)是生物可降解的。替代實(shí)施例包括其它展開形狀，如漏斗形、環(huán)形、卵形、圓柱形或不規(guī)則形狀。可膨脹結(jié)構(gòu)可以是順應(yīng)性的(例如，對(duì)組織施加極少的壓力或力或不施加壓力或力)，但當(dāng)其展開時(shí)除外。

或者，可以通過可膨脹裝置(如含生物可降解聚合物的氣囊或注射藥團(tuán))在肺的多孔性實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建空腔。然后可以取出可膨脹裝置并且支撐骨架展開以控制愈合過程并且防止此空間的封閉。

可膨脹結(jié)構(gòu)(也稱為可膨脹骨架或籠狀物)可以逐漸展開以控制愈合過程并且使發(fā)炎、流血和顆粒化降到最低。舉例來說，所創(chuàng)建空間的體積可以在數(shù)小時(shí)、數(shù)天或數(shù)周內(nèi)通過以小增量膨脹而逐漸增加，直到達(dá)到完全展開狀態(tài)(例如，每幾天一次0.25到1.0mL，直到約3到20mL(例如，約14mL)的完全展開體積)。可膨脹結(jié)構(gòu)可以用可膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)部的氣囊(例如，順應(yīng)性氣囊)展開。

圖6顯示呈部分展開狀態(tài)的可膨脹結(jié)構(gòu)164，其中在可膨脹結(jié)構(gòu)中含氣囊180。氣囊可以位于通過管道161中的管腔169插入的氣囊式導(dǎo)管181的末端上。氣囊式導(dǎo)管的近端可以被配置成充氣并且包括閥門。舉例來說，氣囊180可以通過使用連接到氣囊式導(dǎo)管近端上的配件182的注射器將流體(例如，空氣、生理鹽水、x射線對(duì)比劑)注射到氣囊中而進(jìn)行充氣。可以關(guān)閉閥門183以將注射劑保持在氣囊中并且保持展開狀態(tài)持續(xù)所要時(shí)間段。展開狀態(tài)可以通過注射更多注射劑或從氣囊和可膨脹結(jié)構(gòu)的容積中收回注射劑加以調(diào)節(jié)，并且從而可以按所要進(jìn)度擴(kuò)大在肺實(shí)質(zhì)中所創(chuàng)建的空間。當(dāng)達(dá)到最終展開狀態(tài)時(shí)，氣囊可以在適當(dāng)?shù)奈恢帽３炙獣r(shí)間段以施加輕微的壓力，并且在進(jìn)行初始愈合過程中保持體積不變。在所要時(shí)間段之后，可以給氣囊放氣并且可以從管道161中的管腔169去除氣囊式導(dǎo)管181。可選地，可以將壓力傳感器放入氣囊或氣囊式導(dǎo)管中以評(píng)定肺實(shí)質(zhì)施加給可膨脹結(jié)構(gòu)和氣囊的壓力，并且在達(dá)到最終展開體積之后，隨著時(shí)間的流逝，因?yàn)橛线^程，所以壓力會(huì)降低。所要的壓力減小可以指示氣囊展開和去除的合適階段。可選地，用于展開可膨脹結(jié)構(gòu)的氣囊或可膨脹結(jié)構(gòu)本身可以被配置成傳遞生物活性化合物。舉例來說，所傳遞的化合物可以在氣囊逐漸膨脹的同時(shí)幫助控制傷口愈合過程。可以幫助控制傷口愈合過程的化合物的實(shí)例包括消炎藥(其可以減少細(xì)胞因子的分泌)、透明質(zhì)酸和其它防粘劑：可以減少纖維蛋白形成的鏈激酶、用于預(yù)防肉芽組織形成的抗過敏藥曲尼司特(Tranilast)、膠原酶或用于酶組織崩解的其它蛋白酶。在一個(gè)實(shí)施例中，氣囊可以具有微孔，并且用于展開氣囊的注射劑可以含有所要生物活性化合物。或者，氣囊或可膨脹結(jié)構(gòu)可以用化合物浸漬。或者，可膨脹結(jié)構(gòu)可以具有含有化合物的孔和空腔，所述化合物通過孔緩慢地釋放到組織中。

在替代實(shí)施例中，如圖7中所示，可膨脹結(jié)構(gòu)190可以被配置成通過向連接到可膨脹結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)端192的拉線191施加拉力以減小可膨脹結(jié)構(gòu)190的軸向長度193而展開。可膨脹結(jié)構(gòu)可以被配置成響應(yīng)于軸向長度193的減小，使直徑194增加。舉例來說，支柱194可以由彈性材料(如鎳鈦諾)制成，或可膨脹結(jié)構(gòu)可以是線織物或編織結(jié)構(gòu)或網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)或類似食道內(nèi)骨架的結(jié)構(gòu)。在圖7中所示的實(shí)施例中，拉線191穿過進(jìn)氣組件195的拉線孔196并且穿過管道197中的管腔到達(dá)患者體外的裝置近側(cè)區(qū)，其中拉線的近側(cè)部分198以尾端件199終止。可以使用深度止動(dòng)裝置200(如筒夾)調(diào)節(jié)對(duì)拉線191的拉力并且從而調(diào)節(jié)可膨脹結(jié)構(gòu)190的直徑194和由可膨脹結(jié)構(gòu)創(chuàng)建的空間的體積。深度止動(dòng)裝置200在拉線的近側(cè)部分181上的位置可以指示可膨脹結(jié)構(gòu)190的展開程度。

或者，如圖8中所示，可膨脹結(jié)構(gòu)210可以通過膨脹成由圍繞可膨脹結(jié)構(gòu)的組織的物理特征指示的展開形狀來創(chuàng)建空間。舉例來說，順應(yīng)性可膨脹結(jié)構(gòu)可以通過壓縮優(yōu)選可壓縮的或柔性較大的或較軟的組織211并且在不太可壓縮的或柔性不太大或較硬的組織212周圍變形進(jìn)行膨脹。這種特征可以進(jìn)一步提高伴隨著極少刺激和發(fā)炎在肺組織中創(chuàng)建空間的能力，所述刺激和發(fā)炎會(huì)導(dǎo)致組織再生長，組織再生長會(huì)堵塞通向天然氣道旁路裝置的空氣路徑。選擇恰當(dāng)孔徑以預(yù)防或防止組織關(guān)閉橋或關(guān)閉孔開口。期望在組織愈合之后孔仍然是打開的。

可以設(shè)想裝置或方法的其它實(shí)施例，所述實(shí)施例在進(jìn)氣組件周圍創(chuàng)建空間同時(shí)在所述空間中創(chuàng)建針對(duì)組織增生的不利環(huán)境，因此空氣可以不受組織再生長的阻礙，流到進(jìn)氣組件中并且流出肺部。以上實(shí)例逐漸增加通過插入可膨脹結(jié)構(gòu)創(chuàng)建的空間的體積，然后更改其形狀。或者，可以通過逐漸引入創(chuàng)建更大部分空間的裝置來逐漸增加體積。

天然氣道旁路裝置160的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)可以可選地包括用于傳遞能量(如電能、熱能、機(jī)械能或聲能)以促進(jìn)愈合過程的控制或操控組織特征(如其在呼吸期間彈回或膨脹和收縮的能力)的能量傳遞元件。

可膨脹結(jié)構(gòu)可以通過加固圍繞進(jìn)氣組件的空間的周邊來幫助保持所述空間。所述空間周圍的組織可以含有通路171或空氣路徑，其將空間170連接到肺中含有滯留空氣的部分，如圖4中所示。愈合過程會(huì)引起組織連接或生長到可膨脹結(jié)構(gòu)164上。然而，在不妨礙氣流進(jìn)入進(jìn)氣組件的情況下，在空間170的周邊上方，一定量的組織生長是被容許的。

進(jìn)氣組件165是空氣從肺組織中穿過可膨脹結(jié)構(gòu)164創(chuàng)建的空間170流動(dòng)到管道161中的管腔的通道。天然氣道旁路裝置可以被配置成僅允許空氣沿一個(gè)方向通過。舉例來說，位于裝置中(如在管腔169的近側(cè)區(qū)163或在進(jìn)氣組件中)的閥門174可以僅允許空氣流出體外。或者，裝置可以被配置成允許流體(例如，空氣、藥劑、生理鹽水)從遠(yuǎn)側(cè)區(qū)到近側(cè)區(qū)或從近側(cè)區(qū)到遠(yuǎn)側(cè)區(qū)。舉例來說，裝置可以不存在閥門或閥門可以是可拆卸的或在需要時(shí)繞過或打開。可能需要將流體從裝置近側(cè)區(qū)注射到裝置遠(yuǎn)側(cè)區(qū)或肺組織中的空間。舉例來說，可能需要注射無菌流體(例如，空氣、霧狀物、藥物)以確保在進(jìn)氣口168周圍的組織不生長，從而清潔進(jìn)氣組件周圍的空間，或傳遞藥劑以幫助保持空氣通道的開放性，控制愈合過程，削弱空氣通道或治療感染或發(fā)炎。注射到遠(yuǎn)側(cè)區(qū)的流體可以穿過進(jìn)氣組件165或可替代地穿過其它孔口173。

進(jìn)氣組件165(參見圖4)可以包括一個(gè)或多個(gè)通向管道中的至少一個(gè)管腔的孔口168。舉例來說，所述孔口的合并面積可以大于管道161中的管腔的截面積。進(jìn)氣口可以固定在由可膨脹結(jié)構(gòu)164創(chuàng)建的空間170中并且遠(yuǎn)離所述空間周圍的肺組織以降低組織生長到孔口168中或進(jìn)氣組件刺激組織的可能性。進(jìn)氣組件可以進(jìn)一步包括連接到管道161的其它管腔的孔口173，其可以用于例如向空間170傳遞藥劑，例如用于保護(hù)不被感染或保持空間的開放性或氣道與肺的連接。進(jìn)氣組件可以由具有軟硬度的生物相容性聚合物制成，如硅、聚氨基甲酸酯或Pebax，并且可以是擠壓管。在圖4中所示的實(shí)施例中，進(jìn)氣組件173可以是Pebax管，其中孔口168經(jīng)過機(jī)械加工或熔融成管子并且邊緣可以是圓形，例如在成型過程中或在創(chuàng)建孔之后。

在圖7中所示的實(shí)施例中，進(jìn)氣組件195可以包括拉線孔196，拉線可以穿過拉線孔196控制可膨脹結(jié)構(gòu)190的膨脹。

或者，進(jìn)氣組件可以在插入到管道的管腔中的細(xì)長管的遠(yuǎn)側(cè)部分上。舉例來說，圖6中所示的氣囊式導(dǎo)管181可以用于使空間逐漸膨脹，并且然后從管道161去除，并且然后可以將安裝在細(xì)長管上的進(jìn)氣組件穿過管道161的管腔169插入并且插到可膨脹結(jié)構(gòu)的空間中。細(xì)長管可以包括用于空氣從進(jìn)氣組件流到裝置近側(cè)區(qū)的管腔。細(xì)長管還可以包括在管子遠(yuǎn)側(cè)區(qū)附近與管道161的柔性的應(yīng)變消除部件166對(duì)齊的柔性的應(yīng)變消除部分，因此柔性得以保持。含有細(xì)長管的進(jìn)氣組件165可以用管心針插入以保持剛性，直到進(jìn)氣組件位于其在空間中的理想位置為止，并且然后可以去除管心針。在這個(gè)實(shí)施例中，進(jìn)氣組件可以定期去除并且用干凈的進(jìn)氣組件更換，特別是為了去除沉積在進(jìn)氣組件上或沉積在管腔中的生物膜、粘液、肉芽組織或其它物質(zhì)。管腔169還可以用作訪問接口以評(píng)定所創(chuàng)建空間的情況。舉例來說，可以將內(nèi)窺鏡插入到管腔中以目測評(píng)定空間。

如圖1到圖4和圖6到圖8中所示的天然氣道旁路裝置可以被配置成使干擾裝置性能的組織再生長降到最低并且使裝置排斥反應(yīng)降到最低。這可以包括使與裝置接觸或鄰近裝置的組織與裝置本身之間的摩擦降到最低。舉例來說，肺實(shí)質(zhì)是在呼吸期間相對(duì)于肋骨架移動(dòng)的軟組織。對(duì)組織施加的摩擦(例如因?yàn)橹踩胙b置而受傷的組織，甚至在如本文所論述的小心地并且逐漸地膨脹的植入物中的組織)會(huì)引起發(fā)炎或產(chǎn)生刺激，這種發(fā)炎或刺激可能導(dǎo)致不受控的愈合過程，如會(huì)干擾裝置性能或致使身體產(chǎn)生裝置排斥反應(yīng)的組織再生長。使裝置160周圍其中管道161穿過肺實(shí)質(zhì)連接到進(jìn)氣組件165和可膨脹結(jié)構(gòu)164之處的摩擦降到最低可以用柔性的應(yīng)變消除部件166來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)變消除部件166可以允許天然氣道旁路裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162隨著肺組織一起移動(dòng)并且對(duì)組織施加極少的力。舉例來說，應(yīng)變消除部件166可以是硬度類似與肺組織的柔軟度的管子。如圖4中所示的應(yīng)變消除部件166的實(shí)施例包括由軟材料(例如，硅酮、Pebax、聚氨基甲酸酯)制成的擋板，當(dāng)肺組織向遠(yuǎn)側(cè)區(qū)施加較小的力時(shí)，其長度或曲率可以改變，使得遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162隨著肺組織一起自由移動(dòng)，使摩擦降到最低。在裝置160的植入期間，可能需要增加應(yīng)變消除部件166的硬度。這可以通過將合適硬度的管心針插入到管道的管腔和應(yīng)變消除部件中，并且然后在裝置植入之后去除來實(shí)現(xiàn)。可選地，通過用隨時(shí)間硬度逐漸變軟的管心針替換硬管心針,應(yīng)變消除部件166的硬度可以在裝置植入之后逐漸降低。這可以改進(jìn)愈合過程的控制。應(yīng)變消除部件可以包括硬度從管道161向遠(yuǎn)端的逐漸轉(zhuǎn)變，其中柔軟度遞增。舉例來說，硬度的轉(zhuǎn)變可以通過使管子的壁厚度逐漸變小、將具有不同硬度的多種材料片段(如Pebax)熱粘合在一起、不同材料和各種厚度層的多層共擠出或擋板的不同排列來實(shí)現(xiàn)。應(yīng)變消除部件166可以例如通過熱粘合或膠粘劑連接到管道161。應(yīng)變消除部件的遠(yuǎn)端可以用環(huán)管175連接到可膨脹結(jié)構(gòu)164。在一些實(shí)施例中，如圖7中所示，進(jìn)氣組件可以用環(huán)管175或通過熱成型或膠粘劑連接到應(yīng)變消除部件。應(yīng)變消除部件可以包括與管道161中的管腔連通的管腔，例如用于通過空氣、流體、導(dǎo)管、可更換的套管、可拆卸的進(jìn)氣導(dǎo)管或內(nèi)窺鏡。

在替代實(shí)施例(圖中未示)中，應(yīng)變消除部件可以被配置成允許組織生長到其外層中。舉例來說，外層可以由細(xì)胞可以生長到其中的生物相容性網(wǎng)狀物制成。這可以幫助錨定裝置，改良摩擦管理和控制愈合過程。

管道161將遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162連接到裝置的近側(cè)區(qū)163。管道可以直接穿出胸壁或如圖1中所示，管道可以在皮膚下方通過一定距離，這可以降低裝置遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162周圍的組織中的感染風(fēng)險(xiǎn)。管道161可以是具有至少一個(gè)與遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162(例如，經(jīng)由應(yīng)變消除部件的管腔)和近側(cè)區(qū)163連通的管腔的細(xì)長管并且可以由生物相容性柔性材料制成，如硅、Pebax或其它聚合物。管腔可以用于通過例如空氣、流體、導(dǎo)管、可更換的套管、可拆卸的進(jìn)氣導(dǎo)管或內(nèi)窺鏡。可以在管道中存在多個(gè)管腔。舉例來說，第二管腔可以將裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162連接到淋巴系統(tǒng)以排出所收集的流體。可以使用另一個(gè)管腔將藥物從近側(cè)區(qū)163傳遞到遠(yuǎn)側(cè)區(qū)的孔口173，如圖4中所示。可以將可更換的內(nèi)套管插入到管道161的管腔中以清潔通道，例如去除可能隨時(shí)間推移在套管內(nèi)形成的生物膜。可更換的內(nèi)套管可以視需要在醫(yī)生辦公室中更換。

管道161可以穿過胸膜閉孔器176，如圖4中所示。可以使用本領(lǐng)域中已知的方法，在臟胸膜108與壁胸膜107之間產(chǎn)生融合區(qū)112以避免氣胸。可以在融合區(qū)112中產(chǎn)生孔以增加對(duì)肺組織的獲取。舉例來說，可以用解剖刀將孔切成所要大小或可以通過插入一根細(xì)針并且使用引導(dǎo)線和擴(kuò)張器逐漸擴(kuò)大孔來創(chuàng)建孔，從而使得對(duì)組織的傷害降到最低，控制愈合過程。天然氣道旁路裝置160可以穿過孔插入并且可以形成胸膜閉孔器176或插塞以在胸膜固定術(shù)中在裝置周圍密封孔。胸膜閉孔器176可以通過將密封劑注射到裝置周圍空間中的胸膜固定術(shù)區(qū)域中來形成。密封劑可以按流體形式注射并且可以硬化并且粘附到管道161和組織。可選地，胸膜閉孔器可以在插入天然氣道旁路裝置160之前形成，這可以幫助形成胸膜固定。舉例來說，插管可以穿過臟胸膜108和壁胸膜107插入，生物可吸收錨定器可以穿過插管僅在臟胸膜108的內(nèi)部展開并且可以輕輕地拉插管，從而抵靠著臟胸膜牽拉錨定器。膠原蛋白插塞可以位于壁胸膜107的外部，并且縫合線可以將錨定器和膠原蛋白插塞拉向彼此，從而壓縮兩個(gè)胸膜。

或者，胸膜閉孔器可以包括類似索環(huán)的裝置(例如，由硅制成)，其將胸膜固定在一起，天然氣道旁路裝置可以穿過它插入，在閉孔器與裝置之間形成嚴(yán)密的密封。

插塞177也可以位于裝置近側(cè)區(qū)163附近，其中管道161穿過皮膚105，如圖5中所示。插塞可以是索環(huán)，其在管道161周圍形成密封并且將其固定在皮膚105中的固定器內(nèi)。插塞可以進(jìn)一步包括在皮膚外部的組件，如用于覆蓋管腔169的頂蓋178、用于容納所排出的流體并且方便清潔的流體阱179、例如連接到注射器以將藥劑傳遞到藥物傳遞管腔中并且穿過藥物傳遞口173傳遞到遠(yuǎn)側(cè)區(qū)162(參見圖4)的藥物傳遞口(圖中未示)、或用于將插塞連接到患者皮膚上的凸緣。

在一些實(shí)施例中，天然氣道旁路裝置可以連接到計(jì)算機(jī)化控制器，所述計(jì)算機(jī)化控制器可以配戴在患者身上或者可以是定期連接的臺(tái)式控制器。控制器可以例如按電能、熱能、振動(dòng)或聲能形式向裝置施加能量，從而幫助控制愈合過程。控制器可以用于控制可膨脹結(jié)構(gòu)的逐漸膨脹、生物活性物質(zhì)的注射或裝置性能評(píng)定。

治療方法可以涉及使用以下技術(shù)植入天然氣道旁路裝置，如圖1到圖5中所示的實(shí)施例160，所述技術(shù)將最小化或避免干擾裝置性能的組織再生長，最小化或避免裝置排斥反應(yīng)，并且最小化或避免對(duì)與裝置相互作用的組織的刺激。包括進(jìn)氣區(qū)段的裝置遠(yuǎn)側(cè)部分可以放置在患者肺部的上部(例如，上方解剖位置)部分中，如肺上葉。用于放置裝置遠(yuǎn)側(cè)部分的位置可以基于以下因素選擇：如低組織密度、低血流量、滯留空氣、大皰的存在情況或深度。裝置的近側(cè)部分包括空氣逸出區(qū)段并且可以放置在皮膚外部并且可以在遠(yuǎn)側(cè)部分下方。或者，裝置的近側(cè)部分可以位于患者的內(nèi)部氣道內(nèi)，如在支氣管中。

圖9到圖25中所示的天然氣道旁路系統(tǒng)的替代實(shí)施例包括植入式接口900和植入式空氣收集裝置2100(圖21到圖25)。接口900提供以下功能：在胸膜空間902(其在臟胸膜108與壁胸膜107之間)與穿過胸壁創(chuàng)建的通道之間形成空氣密封以避免氣胸(例如，密封可以阻擋流體從肺實(shí)質(zhì)或大氣中流到胸膜空間902)；在臟胸膜108與壁胸膜107之間在接口周圍的區(qū)域中施加壓力并且保持壓力以形成胸膜固定；促進(jìn)接口管子909與相鄰組織之間的界面處的纖維化；在接口900與皮膚105之間形成密封；提供被配置成容納儀器或裝置的傳遞的通路和在通路與胸壁組織(包括臟胸膜和壁胸膜)之間的阻擋層，以消除儀器或裝置對(duì)胸壁組織的摩擦力，從而使不當(dāng)刺激、發(fā)炎或組織生長降到最低；防止穿過胸壁創(chuàng)建的通道封閉，所述通道本來可能因?yàn)榻M織再生長而封閉；或提供與空氣收集裝置2100的連接以保持其在肺實(shí)質(zhì)中相對(duì)于接口的大體位置。空氣收集裝置2100提供以下功能：在肺實(shí)質(zhì)內(nèi)用可展開骨架2102(例如，籠狀物)創(chuàng)建空間，其中可展開骨架的組件可以至少部分地被組織包封同時(shí)保持足以允許加壓空氣從肺滲透到由骨架創(chuàng)建的空間中的開放孔；將具有至少一個(gè)開口的空氣收集管2104放入在骨架中的空間內(nèi)，其中在肺實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建的空間的表面積可以大于空氣收集管的開口2105的表面積(例如，在肺實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建的空間的表面積可以超過開口表面積約1.5、2、4、10、20、30、40、50、60、70、80、90、100倍)；在空氣收集管2104的至少一個(gè)開口2105與肺實(shí)質(zhì)之間保持足以避免至少一個(gè)開口因?yàn)榻M織生長而被堵塞的距離；或?qū)⒖諝馐占b置2100連接到接口900。

使用方法可以包括穿過胸壁創(chuàng)建通道903，其由以下組成：皮膚105、肋骨101之間的肋間肌102、壁胸膜107以及臟胸膜108，所述通道903到達(dá)肺實(shí)質(zhì)內(nèi)在臟胸膜內(nèi)側(cè)面901上的空間。肺實(shí)質(zhì)內(nèi)的空間的位置可以例如使用醫(yī)學(xué)成像技術(shù)(如CT掃描)識(shí)別，包括以下特征中的至少一個(gè)：低密度肺組織、肺的上部(例如，顱)部分，包括大皰、側(cè)枝通氣通路或不含可能會(huì)增加醫(yī)源性損傷(如流血)的風(fēng)險(xiǎn)的主要血管。通道903可以使用手術(shù)技術(shù)創(chuàng)建，如插入針、穿過針插入引導(dǎo)線、去除針以及插入同軸擴(kuò)張器或一組擴(kuò)張器以打開通道。這組擴(kuò)張器可以包括撕開式護(hù)套。或者，類似裝置可以被配置成創(chuàng)建通道。舉例來說，插入工具可以具有可以創(chuàng)建通道同時(shí)插入孔口的尖銳頂端(圖中未示)。使用方法可以進(jìn)一步包括：使用插入工具904，將接口900插入到通道903或可選的撕開式擴(kuò)張器護(hù)套(圖中未示)中(圖10)；展開接口900的內(nèi)部凸緣905(圖11)；在內(nèi)部凸緣905與臟胸膜108的內(nèi)側(cè)面之間施加壓力以將臟胸膜108和壁胸膜107牢固地按壓在一起(圖12)，可選地去除擴(kuò)張器撕開式護(hù)套(圖中未示)；將外部凸緣906連接到內(nèi)部凸緣905(圖14到圖16)；去除插入工具904(圖19到圖20)；使用插入工具2101穿過管腔907在接口900中插入呈未展開狀態(tài)的空氣收集裝置2100(也稱為空氣換氣導(dǎo)管或管子)并且將空氣收集裝置2100的外部凸緣2103連接到接口900的外部凸緣906(圖21到圖22)；使用插入工具2101展開空氣收集裝置2100的骨架2102(圖23)；以及從空氣收集裝置2100去除插入工具2101(圖24)。仍然植入在患者肺中的是在肺實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建空腔的展開骨架2102、固定在由展開骨架2102創(chuàng)建的空間內(nèi)并且具有至少一個(gè)開口2105的空氣收集管2104，所述至少一個(gè)開口2105與空氣收集管2104中的管腔流體連通，所述空氣收集管2104中的管腔與外部大氣908流體連通(圖25)。患者氣腫性肺中的滯留空氣的壓力高于周圍大氣908，可以從肺實(shí)質(zhì)穿過骨架2102流到骨架內(nèi)的空間，穿過開口2105，穿過空氣收集管2104的管腔并且被釋放到大氣908中。可以將如纖維蛋白等生物材料注射到通道周圍的胸膜空間中以將胸膜膠合在一起，從而改良密封。可以在傳遞空氣收集裝置之前，經(jīng)由接口裝置的通路傳遞內(nèi)窺鏡，以評(píng)定接口裝置的功能和放置或評(píng)定肺組織。

可以使用插入工具2101植入接口900和空氣收集裝置1200。插入工具可以包括一個(gè)單一工具或一組獨(dú)立工具(例如，用于植入接口的工具和另一個(gè)用于植入空氣收集裝置的工具)。如圖9到圖24中所示使用的插入工具可以包括連接到軸桿914的鎖定機(jī)構(gòu)913，軸桿914連接到手柄915。手柄可以包括使鎖定機(jī)構(gòu)913脫嚙的致動(dòng)器(例如，按鈕、杠桿、旋鈕、拉線)916(圖19)。舉例來說，致動(dòng)器916可以經(jīng)由位于軸桿914的管腔中的桿連接到鎖定機(jī)構(gòu)913。插入工具還可以包括用于展開接口900的內(nèi)部凸緣905的第一可滑動(dòng)環(huán)管917和用于連接接口900的外部凸緣906的第二可滑動(dòng)環(huán)管918(參見圖9)。或者，外部凸緣可以被配置成具有適合手動(dòng)插入的表面(圖中未示)，其中可以不需要第二可滑動(dòng)環(huán)管918。可滑動(dòng)環(huán)管917和918可以具有略大于軸桿的管腔以允許環(huán)管在軸桿914上滑動(dòng)并且可以被配置成由佩戴手術(shù)手套的用戶拿著并向前推。舉例來說，可滑動(dòng)環(huán)管可以包括具有脊線919的可抓握表面。舉例來說，脊線可以平行于軸桿914的軸，如圖9中所示，或垂直于軸桿(圖中未示)。第一可滑動(dòng)環(huán)管917可以進(jìn)一步被配置成從插入工具軸桿中914去除，例如徑向間隙920，如圖13中所示。第二可滑動(dòng)環(huán)管918可以被配置成將外部凸緣906連接到接口管子909。舉例來說，如圖15中所示，第二可滑動(dòng)環(huán)管918包括突出部921，其與外部凸緣中的孔922嚙合，允許第二可滑動(dòng)環(huán)管918將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)傳輸?shù)酵獠客咕墶？梢栽O(shè)想用于使可滑動(dòng)環(huán)管918與外部凸緣嚙合并且允許旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)移的替代性配置。

如圖20中的植入配置和在圖9到圖19的植入步驟所示，接口可以包括連接到接口管子909的可展開的內(nèi)部凸緣905。將不穿過通道903的以展開狀態(tài)創(chuàng)建表面區(qū)域的其它結(jié)構(gòu)(例如，氣囊、連桿)可以替代內(nèi)部凸緣905。內(nèi)部凸緣905可以被配置成從未展開狀態(tài)(圖9和圖10)變形成展開狀態(tài)(圖12)，未展開狀態(tài)可以具有允許其通過通道903或通過擴(kuò)張器或護(hù)套的管腔的形狀(例如，直徑約2到3mm、介于約1與15mm之間、介于約2到5mm之間)，展開狀態(tài)的直徑比未展開狀態(tài)大約5到20mm(例如，比穿過其傳遞接口的肋間空間大出約5到50mm之間、約10到20mm之間)。當(dāng)內(nèi)部凸緣905放置成與臟胸膜108接觸并且施加壓力時(shí)(圖12)，在內(nèi)部凸緣905與臟胸膜108之間產(chǎn)生氣密式封口并且在臟胸膜與壁胸膜之間形成接觸壓力，其可以發(fā)展成胸膜固定或其可以控制或避免氣胸的產(chǎn)生。內(nèi)部凸緣905可以由具有展開形狀的彈性體制成，例如如圖12中所示的圓盤彈性體材料的遠(yuǎn)端可以連接到遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911并且彈性體材料的近端912可以連接到接口管子909(圖9)。遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911和接口管子909可以由生物相容性材料制成，如聚合物，如聚氨基甲酸酯或聚丙烯。遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911可以與插入工具904的鎖定機(jī)構(gòu)913嚙合(圖18)。遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911和接口管子909可以被推向彼此，從而減小彈性體的軸向長度并且增加其直徑以從未展開狀態(tài)轉(zhuǎn)變到展開狀態(tài)，例如通過相對(duì)于手柄916向遠(yuǎn)側(cè)推進(jìn)第一滑動(dòng)軸環(huán)917，使與遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911嚙合的鎖定機(jī)構(gòu)913朝向接口管子909移動(dòng)。遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911可以與接口管子909嚙合，例如與具有聽覺或觸覺確認(rèn)裝置的搭扣配件嚙合，從而當(dāng)?shù)谝豢苫瑒?dòng)環(huán)管917得到釋放時(shí)，內(nèi)部凸緣905保持呈展開狀態(tài)。在替代實(shí)施例中，內(nèi)部凸緣可以被配置成增加應(yīng)力集中或集中施加到臟胸膜上的壓力以改良空氣密封，改良抓握或牽引，或改良臟胸膜與壁胸膜之間的密封。舉例來說，如圖26中所示，內(nèi)部凸緣905可以在表面上包括打算用于向臟胸膜108施加壓力的小突起或紋理化表面931。或者，用于集中壓力的配置可以包括凸環(huán)或同心環(huán)。一旦展開，用戶就可以將插入工具輕輕地拉離胸壁(例如，通過手柄915)，從而在內(nèi)部凸緣905與臟胸膜108之間施加壓力(圖12)。第一可滑動(dòng)環(huán)管917可以從插入工具軸桿中去除(圖13)并且可以推進(jìn)外部凸緣，使其與接口管子909嚙合(圖14)。外部凸緣可以由生物相容性材料制成，例如由聚合物(如聚酯或聚丙烯)模制，并且可以包括被配置成與接口管子909牢固地嚙合的管子910，例如管子910的外表面可以刻上螺紋以螺旋進(jìn)入管子909的管腔(圖15)。在管子910與管子909之間還可以有其它的嚙合機(jī)制。可選地，嚙合機(jī)制可以允許接口900在內(nèi)部凸緣905與外部凸緣906之間的長度是可調(diào)節(jié)的或可定制的以適合不同胸壁厚度。外部凸緣906可以被推到接口管子909中(例如，被旋進(jìn)管子909中)，直到在凸緣905和906與胸壁結(jié)構(gòu)之間施加所要壓力，從而保持胸膜之間的壓力并且保持氣密式密封(圖16)。舉例來說，接口900在內(nèi)部凸緣905與外部凸緣906之間的長度可以是可調(diào)節(jié)的，在約2到8cm之間。或者，長度可以是不可調(diào)節(jié)的，但應(yīng)選擇適合患者的長度。當(dāng)通過使鎖定機(jī)構(gòu)913脫嚙而去除插入工具(圖19到圖20)時(shí)，經(jīng)由接口900的管腔907提供對(duì)患者肺實(shí)質(zhì)的獲取。管腔907可以至少部分地通過外部凸緣中與外部凸緣管子910中的管腔連通的孔形成，外部凸緣管子910中的管腔與穿過遠(yuǎn)側(cè)環(huán)管911的管腔連通。管腔907也可以至少部分地通過接口管子909中的管腔形成。接口管子909的與胸壁組織(例如，組織界面表面)介接的外表面可以被配置成允許組織向內(nèi)生長。舉例來說，由合成網(wǎng)狀物(如聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(例如，PET、))制成的組織向內(nèi)生長護(hù)套923可以粘附到接口管子909。組織向內(nèi)生長護(hù)套923可以被切成所要長度以容納具有可調(diào)節(jié)長度的接口裝置。或者，表面可以具有并入在接口管子900的模具中的多孔性或網(wǎng)狀質(zhì)地。受控制的組織向內(nèi)生長到接口900的外表面中可以將接口進(jìn)一步固定在胸壁中，減小刺激或縮短較長的愈合過程(例如，產(chǎn)生肉芽組織、結(jié)痂、發(fā)炎)，減少可能妨礙裝置功能的不受控的組織再生長，降低感染風(fēng)險(xiǎn)，或改良組織與裝置之間的密封。

接口裝置的替代實(shí)施例(圖中未示)被配置成允許接口裝置的長度響應(yīng)于胸壁的移動(dòng)擴(kuò)大或縮小，同時(shí)保持胸膜密封并且使胸壁組織的刺激降到最低。舉例來說，內(nèi)部凸緣可以具有彈性柔性并且被設(shè)計(jì)成用于在胸壁移動(dòng)范圍內(nèi)向臟胸膜施加足夠的密封壓力。內(nèi)部凸緣可以具有漏斗或吸盤形狀，其中凸緣的外部區(qū)向臟胸膜施加壓力，內(nèi)部區(qū)連接到穿過接口裝置的通路，并且在外部區(qū)與內(nèi)部區(qū)之間的材料是彈性有回力的，允許在施加壓力的同時(shí)移動(dòng)。內(nèi)部凸緣可以是海綿樣材料。接口裝置可以包括將內(nèi)部凸緣連接到外部凸緣的彈性有回力的部件，其允許凸緣之間的距離隨著胸壁的移動(dòng)擴(kuò)大或縮小，同時(shí)保持對(duì)胸膜的壓力。

如圖21到圖25中所示，空氣收集裝置2100的實(shí)施例被配置成穿過所植入的接口900的管腔907以未展開狀態(tài)插入，連接到接口900，并且在肺實(shí)質(zhì)中展開。空氣收集裝置2100可以包括可展開骨架2102，其可以在其遠(yuǎn)端連接到管子2104，舉例來說，其可以用遠(yuǎn)側(cè)尾端件2106固定到軸桿，所述遠(yuǎn)側(cè)尾端件2106具有圓形頂端，從而在其插入時(shí)減小對(duì)肺實(shí)質(zhì)的傷害。骨架2102可以在其近端連接到護(hù)套2107。管子2104可以在護(hù)套2107的管腔內(nèi)可伸縮地滑動(dòng)。在未展開狀態(tài)，管子2104完全伸展，得到骨架結(jié)構(gòu)2102的第一長度2108和未展開直徑2110，被配置成穿過管腔907(圖21)。在展開狀態(tài)，管子2104可以收縮到護(hù)套2107中，使骨架2102的長度減小到第二長度2109并且使直徑增加到第二直徑2111(圖23)。在植入插入工具2101期間，其可以是與用于植入接口900的插入工具904相同的裝置或另一種裝置，可以在其軸桿2115的遠(yuǎn)端具有與管子2104嚙合(例如，經(jīng)由遠(yuǎn)側(cè)尾端件)的可驅(qū)動(dòng)的鎖定機(jī)構(gòu)。一旦空氣收集裝置2100被傳遞到肺實(shí)質(zhì)中并且連接到接口900，用戶就可以抵靠著接口的外部凸緣906或胸壁放置凸緣2103同時(shí)牽拉手柄2116，其將拉力沿著軸桿2115向下傳輸?shù)芥i定機(jī)構(gòu)、直到遠(yuǎn)側(cè)尾端件2106，引起管子2104在護(hù)套2107的管腔中滑動(dòng)，從而展開骨架2102。當(dāng)完全展開時(shí)，管子2104可以被鎖定在護(hù)套2107內(nèi)的適當(dāng)位置上，例如用搭扣配件鎖定，從而當(dāng)力被釋放時(shí)仍保持骨架2102呈展開狀態(tài)。護(hù)套2107可以連接到凸緣2103，其被配置成連接到接口900的外部凸緣906。舉例來說，如圖所示，凸緣2103可以具有突出部2112，所述突出部2112在聽到咔嗒聲時(shí)經(jīng)搭扣配件與接口900的外部凸緣906中的孔922相嚙合。可以設(shè)想用于將護(hù)套2107連接到接口900的其它配置。可選地，空氣收集裝置2100可以被配置成暫時(shí)連接到接口900，因此其可以被去除或更換。管子2104也稱為通氣導(dǎo)管，可以具有至少一個(gè)與管子2104中的管腔流體連通的開口2105，管子2104中的管腔與護(hù)套2107中的管腔2113流體連通，其可以將空氣排到皮膚105外部的大氣中。護(hù)套2107和護(hù)套內(nèi)的管子2104可以被配置成(例如，具有足夠柔性和長度)用于允許可膨脹結(jié)構(gòu)2102與肺組織一起在胸壁中相對(duì)于接口裝置900移動(dòng)。舉例來說，內(nèi)部凸緣與骨架結(jié)構(gòu)之間的護(hù)套和管子的區(qū)段可以在約5mm到15mm范圍內(nèi)并且材料可以具有軟硬度以允許彎曲，其允許膨脹的骨架結(jié)構(gòu)移動(dòng)，例如在患者呼吸、咳嗽或打噴嚏時(shí)移動(dòng)，從而降低組織創(chuàng)傷的風(fēng)險(xiǎn)，在硬質(zhì)裝置的情況下，組織創(chuàng)傷的風(fēng)險(xiǎn)可能更大。管子2104可以由聚合物(如Pebax)制成并且可以在其內(nèi)表面和外表面上具有疏水性涂層，如鐵氟龍共聚物，所述疏水性涂層可以減少或防止流體粘著或組織粘附到管子，從而改良穿過管子的氣流。或者，至少一個(gè)組件(如管子2104)可以由含添加劑的聚合物制成，所述添加劑賦予組件不粘表面。舉例來說，可以使用聚合物化合物(如)制造任何裝置組件以降低或消除組織粘附到裝置的能力。或者，用于制造裝置的材料可以用肝素覆蓋，從而降低血液在表面上凝結(jié)的可能性。可展開骨架2100也稱為籠狀物，可以具有展開形狀，如球狀、芽狀、錐形、圓柱形、籃狀或其它形狀，其在肺實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建有助于保持開口2105開放的空腔。取決于組織密度或組織對(duì)膨脹骨架施加的不同阻力壓力，骨架可以膨脹成某種形狀。由骨架2100創(chuàng)建的空腔的體積可以在約4cm³與約1500cm³之間(例如，在約4與180cm³之間、4和100cm³、在約10與20cm³之間、在約20與50cm³之間、在約50與100cm³之間、在約100與180cm³之間、在約190與300cm³之間、在約290到400cm³之間、在約390到500cm³之間)。舉例來說，如圖25中所示的大體上球形骨架的膨脹部分直徑可以在約1到7cm之間(例如，約1、1.5、2、3、5或7cm)。籠狀物可以由生物相容性聚合物編織的網(wǎng)狀物制成，所述網(wǎng)狀物由如聚丙烯或聚酯等材料制成。或者，籠狀物可以由生物可降解或生物可溶解材料(如聚乳酸-共-乙醇酸(PLGA)或海藻酸鹽)制成，其可以在一段時(shí)間之后溶解，剩下空腔在肺實(shí)質(zhì)中，從而允許空氣繼續(xù)通過裝置或允許裝置被去除。或者，籠狀物可以由鎳鈦諾金屬絲或涂有聚合物(如聚丙烯或聚酯)的鎳鈦諾金屬絲或生物可降解聚合物制成。骨架(例如，籠狀物)的部件可以被配置成當(dāng)肺組織因?yàn)槲鼩夂秃魵舛苿?dòng)時(shí)在肺組織內(nèi)移動(dòng)或變形(例如，膨脹、收縮)。舉例來說，骨架部件可以具有足夠的彈性和彈力，或者骨架結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)(例如，織物、編織物、支柱、互鎖機(jī)構(gòu)或用網(wǎng)狀物、織物或編織物覆蓋的金屬絲籠狀物)可以被配置成允許骨架響應(yīng)于肺組織所施加的力而變形，同時(shí)保持骨架內(nèi)的空間或在肺組織與空氣收集管2104的開口2105之間保持足夠的距離。在具有包含鎳鈦諾金屬絲部件的可膨脹骨架的實(shí)施例中，金屬絲部件可以具有在約0.001"到0.015"(例如，約0.003"到0.010")范圍內(nèi)的直徑并且紡織或編織成膨脹形狀，如球狀體。在具有包含單絲聚丙烯纖維的可膨脹骨架的實(shí)施例中，纖維的直徑可以在約0.002"到0.015"(例如，約0.004"到0.008")范圍內(nèi)。籠狀物可以被配置成例如在結(jié)構(gòu)部件或纖維或金屬絲之間具有開口或孔2114以創(chuàng)建多個(gè)通道，這些通道使空氣從籠狀物外部自由地流到籠狀物中，允許肺部滯留空氣流到由籠狀物創(chuàng)建的空腔中，并且然后穿過管子2104到大氣中。孔的數(shù)量和大小可以被配置成減少組織向內(nèi)生長，從而顯著阻擋從肺到空腔的氣流。舉例來說，孔可以包括約1到100mm²的截面積(例如，孔徑可以在約1-10mm之間，或在約3-7mm之間)。籠狀結(jié)構(gòu)可以被配置成使得組織反應(yīng)引起籠狀物纖維(例如，金屬絲)包封，而不是形成橋，堵塞孔開口。骨架可以被配置成允許在由以下組成的一段時(shí)間內(nèi)流體從肺實(shí)質(zhì)滲透到進(jìn)氣組件：至少6個(gè)月、至少12個(gè)月、至少18個(gè)月、至少24個(gè)月、至少30個(gè)月、至少36個(gè)月或至少42個(gè)月。籠狀物可以在傳遞護(hù)套內(nèi)部預(yù)先包裝，并且穿過進(jìn)入接口傳遞并且在去除護(hù)套之后膨脹。或者，籠狀物可以在去除限制直徑的護(hù)套時(shí)自行膨脹或其可以通過給籠狀物內(nèi)的氣囊充氣而膨脹。

可選地，植入式排空氣裝置可以被配置成將額外組件連接到位于患者體外的裝置部分。舉例來說，如圖27中所示，護(hù)套2107可以在其近端包括連接器配件，如魯爾接頭(luer adaptor)或夾接頭2117。連接器2117可以用于連接組件，如過濾器、閥門、流體阱容器或插塞。圖28顯示連接到魯爾接頭2117的過濾器單元2119。過濾器單元2119可以進(jìn)一步包括單向閥，其使空氣從肺部釋放到環(huán)境中，但不會(huì)通過裝置吸入。過濾器/閥門單元2119可以降低環(huán)境污染物穿過裝置進(jìn)入肺部的風(fēng)險(xiǎn)，這可以降低感染風(fēng)險(xiǎn)。過濾器/閥門單元2119可以由塑料模制并且具有可更換的織物過濾器。連接器2117可以用于連接由醫(yī)師使用的儀器來清潔排氣裝置，如可以用于抽吸或輸注流體的排放系統(tǒng)2118(圖27)、評(píng)估氣流特性的診斷系統(tǒng)、藥物傳遞系統(tǒng)或用于傳遞氣體(如氧氣)的系統(tǒng)。使用方法可以涉及植入接口900，植入空氣收集裝置1200，評(píng)定排空氣裝置的功能，例如通過將診斷裝置連接到排空氣裝置，并且如果證實(shí)了其功能良好，那么可以去除診斷裝置并且可以連接過濾器/閥門2119。患者可以偶爾回到醫(yī)師那里去清潔裝置，診斷裝置的功能或投予藥物。

天然氣道旁路系統(tǒng)的替代實(shí)施例包括不可膨脹的骨架，但在骨架內(nèi)界定了足以在肺組織與空氣收集管中的開口之間保持一定距離的空間，以防止組織堵塞開口。接口裝置可以包括直徑允許骨架通過的通路。空氣收集管可以位于骨架內(nèi)的空間中。

膜層

在肺組織中展開以在肺組織與空氣收集導(dǎo)管(也稱為進(jìn)氣組件)之間保持空隙的可膨脹結(jié)構(gòu)除了結(jié)構(gòu)層之外，還可以包括膜層。當(dāng)可膨脹結(jié)構(gòu)在肺實(shí)質(zhì)中展開時(shí)，可以在肺實(shí)質(zhì)中創(chuàng)建由通過骨架和膜創(chuàng)建的表面區(qū)域界定的空間或空腔。空氣收集導(dǎo)管存在于空腔內(nèi)并且空氣從肺組織穿過膜小孔流到空腔中，然后穿過空氣收集導(dǎo)管并且流出體外。或者，肺實(shí)質(zhì)中的空腔可以在另一個(gè)步驟中創(chuàng)建，例如通過展開氣囊擴(kuò)張導(dǎo)管，然后放氣并且去除氣囊，然后可以插入可膨脹結(jié)構(gòu)并且使其在空腔內(nèi)展開。在任一種方法中，至少部分地通過骨架或膜層，保持肺組織遠(yuǎn)離空氣收集導(dǎo)管的空氣通道。

舉例來說，如圖29A中所示，可膨脹結(jié)構(gòu)2900可以包括細(xì)絲(如鎳鈦諾金屬絲)骨架2902和整合膜層2901，膜層具有小孔2903，空氣可以穿過小孔2903，從肺組織流到可膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間中，然后穿過空氣收集導(dǎo)管2905離開身體。

膜層可以幫助可膨脹結(jié)構(gòu)在肺實(shí)質(zhì)中展開。在展開期間，相比于在無膜層情況下與骨架接觸的組織，膜層可以通過增加組織接觸表面積來減小組織損傷或刺激。增加的組織接觸表面積通過將力鋪展到更大區(qū)域上減小了應(yīng)力集中或降低了對(duì)組織的壓力。在展開期間，膜可以降低細(xì)絲切穿組織的風(fēng)險(xiǎn)而不是推開組織。膜可以有助于在展開骨架內(nèi)創(chuàng)建空腔并且可以降低當(dāng)籠狀物展開時(shí)組織穿過細(xì)絲進(jìn)入空腔中的風(fēng)險(xiǎn)。

膜層與骨架組合可以促進(jìn)可膨脹結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)力學(xué)的穩(wěn)定性。舉例來說，膜可以有助于展開可膨脹結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性、剪切強(qiáng)度或環(huán)向強(qiáng)度，其可以進(jìn)一步支撐骨架或可以從骨架釋放一些結(jié)構(gòu)功能。因?yàn)楦材は拗屏烁浇\狀物細(xì)絲的相對(duì)移動(dòng)，所以實(shí)現(xiàn)了這一點(diǎn)。舉例來說，如圖32中所示，骨架3200可以被配置成細(xì)絲3201相對(duì)較少相交或不相交并且膜可以提供結(jié)構(gòu)強(qiáng)度以保持所要形狀。

膜層可以減弱在咳嗽或打噴嚏期間強(qiáng)烈的空氣流動(dòng)的影響，尤其是如果膜層是彈性材料。

膜層可以允許選擇性控制組織向內(nèi)生長。舉例來說，膜層可以通過提供組織阻擋層抑制組織向內(nèi)生長并且在存在小孔處或在不存在膜處促進(jìn)組織向內(nèi)生長。膜可以用于控制組織向內(nèi)生長到由可膨脹結(jié)構(gòu)界定的空間或空腔中，或控制組織與骨架細(xì)絲的連接。通過選擇性定位，可以促使膜層組織連接到未被覆蓋的或沒有涂層的骨架部分。舉例來說，位于骨架內(nèi)表面上的膜層可以促進(jìn)組織連接到骨架外表面，期望這樣可以控制愈合過程或?qū)⒀b置固定在肺實(shí)質(zhì)中或可以延遲組織生長或連接到裝置的其它部分。在另一個(gè)實(shí)例中，膜層可以被配置成抑制最接近于進(jìn)氣組件的骨架區(qū)域中的組織生長，在所述區(qū)域中，組織生長橋接到進(jìn)氣組件的風(fēng)險(xiǎn)可能是最大的。

膜層可以幫助去除可膨脹結(jié)構(gòu)。舉例來說，膜層可以覆蓋骨架結(jié)構(gòu)的外表面并且由抑制組織連接或增加潤滑性的材料(如硅酮)制成，因此可膨脹結(jié)構(gòu)可以收縮到未展開配置并且從肺部去除且不拉扯組織，組織本來可能被連接到骨架或在骨架中纏結(jié)。

膜層可以幫助清潔或維護(hù)裝置。舉例來說，由潤滑材料(如硅酮)或不粘聚合物化合物(如)制成的膜可以更容易地滾落粘液或其它碎片，允許其穿過進(jìn)氣組件并且離開身體，而不是堵塞裝置中或裝置周圍的空氣路徑。

如圖29A中所示，膜層可以覆蓋整個(gè)骨架結(jié)構(gòu)以在骨架結(jié)構(gòu)與肺組織之間創(chuàng)建阻擋層。膜小孔可以與骨架細(xì)絲之間的開孔對(duì)齊并且比這些開孔小。圖29B顯示圖29A的可膨脹結(jié)構(gòu)2900的截面A-A，其中骨架細(xì)絲2906被裝在膜層2901中并且膜小孔2903與細(xì)絲之間的開孔對(duì)齊。在這個(gè)實(shí)施例中，膜層完全覆蓋骨架細(xì)絲2906并且可以例如通過在膜材料(如硅酮)中浸涂展開骨架結(jié)構(gòu)來施加，并且在膜固化之后，可以通過激光或化學(xué)蝕刻或機(jī)械切割或用于創(chuàng)建受控制孔的其它方法創(chuàng)建膜小孔。可以在可膨脹結(jié)構(gòu)在患者的肺組織中展開之后在膜中創(chuàng)建受控制的孔，例如通過穿過管腔2113插入含內(nèi)窺鏡的工具并且將其插到可膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間中，其中用戶可以通過穿過膜層2901的內(nèi)窺鏡看到，其可以是透明的。內(nèi)視鏡檢工具可以被配置成在膜層中需要例如與肺組織中的通路或氣道連通的地方創(chuàng)建孔，或避免在不需要的地方創(chuàng)建孔，例如空氣流動(dòng)較少或存在大量血流量或流體累積的區(qū)域中。或者，第一膜層可以位于展開骨架結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上，第二膜層可以位于展開骨架結(jié)構(gòu)的外表面上，并且第一層和第二層可以在骨架細(xì)絲周圍粘合在一起(例如，熱粘合、膠粘劑)。在骨架結(jié)構(gòu)完全由膜層覆蓋的實(shí)施例中，組織將不接觸細(xì)絲并且可以抑制組織在細(xì)絲2906周圍生長或連接到細(xì)絲2906。

圖29C顯示具有膜層2907的實(shí)施例，所述膜層2907僅位于骨架結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上。在這個(gè)圖中，膜層用縫合線2910連接到骨架細(xì)絲2908，但是可以使用其它連接方法。膜層位于骨架內(nèi)表面上的實(shí)施例可以促進(jìn)組織連接到細(xì)絲2908或細(xì)絲的外表面并且可以通過膜在空氣收集裝置周圍保持空氣腔。組織與骨架的連接可以有利地使得骨架與組織整合或可以使得組織愈合過程完全，因此與裝置介接的組織不會(huì)受到刺激，或刺激小于經(jīng)歷愈合過程的組織(例如，肉芽組織)。

圖29D顯示具有膜層2915的實(shí)施例，所述膜層2915僅位于骨架結(jié)構(gòu)的外表面上。在這個(gè)圖中，膜層用縫合線2917連接到骨架細(xì)絲2916，但是可以使用其它連接方法。膜層位于骨架外表面上的實(shí)施例可以抑制組織與細(xì)絲接觸，因?yàn)榻M織將主要接觸膜層。在展開期間，細(xì)絲可以抵靠著膜層推進(jìn)，膜層抵靠著組織推進(jìn)。由細(xì)絲施加的力可以通過膜散布在更大的組織區(qū)域上，這可以有助于在肺組織中創(chuàng)建空腔或降低醫(yī)源性損傷的風(fēng)險(xiǎn)。

膜層2901可以是單獨(dú)制造并且連接到骨架結(jié)構(gòu)的薄膜。膜層的制造方法可以包括本領(lǐng)域中已知的技術(shù)，如熱成型、浸涂或模制，從而創(chuàng)建與骨架在展開配置和未展開配置中的形狀相匹配的特定形狀。或者，膜層可以從一張膜中切割出來并且制造(例如，縫合)成所要形狀。或者，膜層可以直接在骨架的至少一部分上形成，例如使用如注射模制或氣相沉積等技術(shù)。用于制造膜層的材料可以包括生物相容性材料，如硅酮、PTFE、EPTFE、聚對(duì)二甲苯、生物可降解材料或各種材料的組合。膜層可以包括多個(gè)層或區(qū)段。舉例來說，第一層可以位于骨架結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面上并且第二層可以位于骨架結(jié)構(gòu)的外表面上。膜層可以是薄的(例如，在約0.002"到0.009"范圍內(nèi))并且具有足夠的柔性和持久性，從而在未展開狀態(tài)與展開或膨脹狀態(tài)之間來回變形。可選地，膜層可以是能伸展的。可選地，膜層可以被配置成傳遞藥物或流體，所述藥物或流體可以抑制感染，控制組織愈合，清潔裝置或治療肺。舉例來說，膜可以在儲(chǔ)集器中含有藥物并且穿過孔緩慢地釋放藥物。膜可以包括管腔，藥物可以從體外穿過管腔注射。膜可以用藥物浸漬，藥物作為膜層生物降解物釋放。經(jīng)過多種生物可降解藥物浸漬的膜層具有不同降解曲線，可以基于降解曲線按所要速率釋放藥物。

膜小孔可以具有抑制組織向內(nèi)生長(其可以在小孔上方生長或抑制堵塞)或提供從裝置周圍的肺組織穿過小孔以大量釋放滯留空氣的足夠空氣流的大小和幾何結(jié)構(gòu)。膜小孔2903可以是大體上圓形，如圖29A和圖31B中所示，并且位于骨架細(xì)絲2906之間的開口中。圓形小孔可以幫助避免組織接觸尖銳的轉(zhuǎn)角，這可以減少刺激并且方便控制組織愈合。膜小孔2930的其它形狀可以是合適的，如與細(xì)絲2931之間的開口的形狀類似但有所偏移的形狀，且具有圓形轉(zhuǎn)角，如圖31A中所示。膜小孔可以具有在約2mm到6mm范圍內(nèi)的直徑，或約3mm²到約29mm²的面積。膜層和骨架結(jié)構(gòu)可以被配置成使得僅一個(gè)膜小孔定位在細(xì)絲之間的單一開口內(nèi)，如圖31A和圖31B中所示。或者，多個(gè)膜小孔可以定位在細(xì)絲之間的單一開口中，如圖32中所示，其中兩個(gè)或三個(gè)膜小孔3203定位在相鄰細(xì)絲3201之間的間隙中。膜可以具有各種形狀和大小的小孔。

膜層可以例如通過將多根細(xì)絲或細(xì)絲交點(diǎn)縫合到膜、通過將膜縫合到骨架的近端或遠(yuǎn)端、通過浸涂、通過氣相沉積、通過插入模制或用膠粘劑連接到骨架結(jié)構(gòu)。或者，膜可以包圍骨架結(jié)構(gòu)，而不是連接到骨架結(jié)構(gòu)。

膜層可以具有位于可膨脹結(jié)構(gòu)的所選區(qū)域中的小孔。如圖30中所示，可膨脹結(jié)構(gòu)2940可以包括遠(yuǎn)側(cè)區(qū)2941、近側(cè)區(qū)2942和中間區(qū)或膨脹部分區(qū)2943。在這個(gè)實(shí)施例中，膜小孔可以僅位于膨脹部分區(qū)，其表面距離空氣收集裝置2945的空氣通道2105最遠(yuǎn)，這可以降低組織向內(nèi)生長到達(dá)空氣收集裝置的風(fēng)險(xiǎn)，并且可以在骨架細(xì)絲之間具有比遠(yuǎn)側(cè)區(qū)和近側(cè)區(qū)大的開口。在遠(yuǎn)側(cè)區(qū)2941和近側(cè)區(qū)2942周圍的膜層可以不含小孔，從而在骨架結(jié)構(gòu)中細(xì)絲可能更靠近在一起或每單位面積可能存在更多細(xì)絲交點(diǎn)的部分的周圍抑制組織接觸或向內(nèi)生長。

在另一個(gè)實(shí)施例(圖中未示)中，膜小孔可以主要位于尾側(cè)方向，因此在患者站立時(shí)肺組織中的流體不大可能借助于重力流到膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間中，或者進(jìn)入了所述空間中的流體會(huì)被排出小孔外。或者，膜小孔可以位于除向顱側(cè)以外的解剖方向，因此如果患者站立著或躺下來，那么這些膜小孔就被向下瞄準(zhǔn)了。

在另一個(gè)實(shí)施例(圖中未示)中，膜小孔可以主要朝向遠(yuǎn)側(cè)區(qū)2941定位或位于遠(yuǎn)側(cè)區(qū)2941中，因此如果組織繼續(xù)生長到可膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)的空間中并且橋接到空氣收集裝置，堵塞了空氣收集裝置的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)中的孔，那么空氣收集裝置的近側(cè)區(qū)中的孔可以仍然保持未被堵塞，持續(xù)更久的時(shí)間。這可以延長裝置有效地去除滯留空氣且不因?yàn)榻M織向內(nèi)生長而被堵塞的持續(xù)時(shí)間。

在另一個(gè)實(shí)施例(圖中未示)中，可膨脹結(jié)構(gòu)可以包括兩個(gè)膜層，一個(gè)由不是生物可降解的材料(如硅酮)制成并且第二個(gè)由生物可降解材料(如PGLA)制成。第一非生物可降解膜層可以包括多組小孔(例如，兩組小孔)。第一組小孔可以在植入后在早期打開，以允許滯留空氣從肺中流過第一組小孔。第二組膜小孔起初可以被生物可降解膜層覆蓋。隨時(shí)間推移，第一組膜小孔會(huì)因?yàn)榻M織生長或粘液而被堵塞并且生物可降解膜層可以溶解以顯現(xiàn)第二組膜小孔，因此滯留空氣可以繼續(xù)穿過裝置并且流出肺部。這可以延長裝置的有效性的持續(xù)時(shí)間。類似實(shí)施例可以包括兩組以上小孔，這些小孔隨著生物可降解層溶解依次顯現(xiàn)。舉例來說，實(shí)施例可以包括多個(gè)具有不同降解曲線的生物可降解層。多個(gè)膜可以含有藥學(xué)上活性藥物，如消炎藥、化學(xué)治療藥以及組織愈合生長因子。多層膜可以提供在指定時(shí)間段受控制的釋放藥物。

在另一個(gè)實(shí)施例(圖中未示)中，可膨脹結(jié)構(gòu)可以包括多層膜，一層膜用于抑制組織生長(例如，硅酮)，位于可膨脹結(jié)構(gòu)的外殼的內(nèi)表面上，并且另一層膜用于促成組織連接(例如，多孔性PTFE)，位于可膨脹結(jié)構(gòu)的外殼的外表面上。

在另一個(gè)實(shí)施例中，可膨脹結(jié)構(gòu)可以包括類似氣囊的結(jié)構(gòu)，具有用于使空氣從肺組織中流到可膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)的空腔中的小孔。類似氣囊的結(jié)構(gòu)可以不借助于骨架結(jié)構(gòu)，但實(shí)際上通過其它方法展開并且保持在展開配置，所述其它方法包括通過將生理鹽水注射到氣囊壁中的管腔中創(chuàng)建的液體靜壓力。

在支架內(nèi)的可充氣的錨定導(dǎo)管

用于將肺中的滯留空氣穿過胸壁釋放到大氣中的系統(tǒng)的另一個(gè)實(shí)施例包括具有可充氣氣囊的空氣收集導(dǎo)管，其位于在肺組織中展開的支架中。如圖33中所示，氣道旁路裝置可以包括可膨脹結(jié)構(gòu)，其包括用于在肺組織中保持空間或空腔的骨架結(jié)構(gòu)，如支架2950；和空氣收集導(dǎo)管2953，其具有管子2954與至少一個(gè)位于空腔中的開口2955。可膨脹結(jié)構(gòu)可以進(jìn)一步包括含小孔的膜層(圖中未示)。膜層和小孔可以按在其它實(shí)施例中所述配置，如圖29A所展示的那些實(shí)施例。空氣收集導(dǎo)管2953包括被配置成在相鄰肋骨之間穿過患者胸壁的細(xì)長管2954、位于肺組織中的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段、位于胸壁外部的近側(cè)區(qū)段、位于空氣收集導(dǎo)管的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)上的可充氣氣囊2956、在氣囊的內(nèi)部空間與空氣收集導(dǎo)管的近側(cè)區(qū)段之間連通以給氣囊充氣(例如，用生理鹽水)的管腔2957以及在遠(yuǎn)側(cè)區(qū)段與近側(cè)區(qū)段之間連通以使得滯留空氣從肺部穿過空氣收集導(dǎo)管流到大氣中的管腔2955。氣囊2956的形狀可以是略呈球形，且含有大致穿過它的中心的管子2954。支架2950可以包括被配置成緊貼在氣囊2956周圍的氣囊匹配區(qū)段2952和被配置成在空氣收集導(dǎo)管開口2955周圍的肺組織中保持空腔的空腔保持區(qū)段2951。裝置可以被進(jìn)一步配置成保持空腔中的開口2955遠(yuǎn)離肺組織，從而防止組織生長堵塞開口。裝置可以包括夾具2958，其可以位于空氣收集導(dǎo)管的近側(cè)區(qū)段上。在使用時(shí)，可以在支架2952的氣囊2956或氣囊匹配區(qū)段與夾具2958之間壓縮胸壁組織以將裝置固定在適當(dāng)?shù)奈恢没蛟诒谛啬づc臟胸膜之間施加壓力，以形成胸膜固定。圖33中所示的實(shí)施例進(jìn)一步包括在支架2950的遠(yuǎn)端上的開口2959，其可以方便選擇經(jīng)由引導(dǎo)線或引導(dǎo)導(dǎo)管來傳遞支架。空氣收集管中的至少一個(gè)開口2955可以與支架中的開口2959對(duì)齊，使得支架和空氣收集導(dǎo)管均經(jīng)由引導(dǎo)線或引導(dǎo)導(dǎo)管(例如，同一個(gè)引導(dǎo)線或引導(dǎo)導(dǎo)管)傳遞。開口2955和2959還可以方便導(dǎo)管(如內(nèi)窺鏡)穿過裝置傳遞到肺組織中以評(píng)定組織或裝置。

圖34A中所示的替代實(shí)施例不包括如圖33中所示的在支架遠(yuǎn)端上用于經(jīng)由引導(dǎo)線傳遞的開口2959。實(shí)際上，可膨脹結(jié)構(gòu)2960的遠(yuǎn)端2961可以與組織隔開，例如用骨架細(xì)絲2962或膜層(圖中未示)隔開。空氣收集導(dǎo)管2963的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)可以具有至少一個(gè)通向可膨脹結(jié)構(gòu)內(nèi)部的空間的開口2964，其不一定需要在遠(yuǎn)側(cè)頂端上，可以是在側(cè)面上，如圖所示。

圖33的裝置的使用方法可以包括以下步驟：在患者胸壁上應(yīng)植入天然氣道旁路裝置的位置處的皮膚中做一切口；可選地切到壁胸膜并且形成局部胸膜固定；用撕開式導(dǎo)管穿過胸壁插入針、擴(kuò)張器或插管并且將其插到肺中(例如，撕開式導(dǎo)管可以具有小于約12FR的直徑以在大多數(shù)患者中的相鄰肋骨之間得以適應(yīng))；可選地,使用經(jīng)由撕開式導(dǎo)管插入的氣囊式導(dǎo)管,在應(yīng)植入天然氣道旁路裝置的區(qū)域中,產(chǎn)生具有大致球狀且直徑約3cm(例如，約1到7cm、約1、1.5、2、3、5或7cm)的肺實(shí)質(zhì)中的一個(gè)空間或空腔,并且去除擴(kuò)張導(dǎo)管,；可選地穿過撕開式導(dǎo)管植入接口裝置900，如圖29A中所示的接口裝置，并且去除撕開式導(dǎo)管(可以可選地植入圖33中所示的設(shè)計(jì)，無接口裝置)；穿過撕開式導(dǎo)管或接口裝置插入支架2950傳遞系統(tǒng)，傳遞系統(tǒng)包括引導(dǎo)導(dǎo)管、在引導(dǎo)導(dǎo)管上方以可滑動(dòng)方式嚙合的坍塌的支架2950、以及在坍塌的支架上方以可滑動(dòng)方式嚙合的護(hù)套；通過收縮護(hù)套展開支架2050并且去除支架傳遞護(hù)套(可選地可以將系鏈或縫合線連接到支架2950的近端并且系鏈可以穿過胸壁定位并且可從體外獲取)，(可選地管子可以連接到支架2950的近端，管子可以穿過胸壁中的開口定位，并且空氣收集導(dǎo)管可以穿過管子傳遞)；穿過胸壁插入空氣收集導(dǎo)管2953并且將其插到展開的支架中(例如，穿過撕開式導(dǎo)管或經(jīng)由依然穿過支架的引導(dǎo)導(dǎo)管)；通過經(jīng)由管腔2957注射生理鹽水展開氣囊2956，從而將氣囊鎖定在支架的氣囊匹配區(qū)段2952中；輕輕地牽拉空氣收集導(dǎo)管的近側(cè)部分以對(duì)臟胸膜施加壓力；去除撕開式插入器導(dǎo)管；如果系鏈連接到支架，那么它們可以連接到空氣收集導(dǎo)管中仍然在體外的近側(cè)部分；如果使用了引導(dǎo)導(dǎo)管或引導(dǎo)線，那么去除引導(dǎo)導(dǎo)管或引導(dǎo)線；施加夾具2958在空氣收集導(dǎo)管2953上以保持壓力并且將裝置固定在適當(dāng)?shù)奈恢茫粚⒖諝馐占瘜?dǎo)管固定到皮膚；在裝置周圍進(jìn)行皮膚修整和治療。

或者，可充氣的氣囊錨定器可以用凝膠充氣，凝膠就地固化，從適合于穿過窄管腔注射的低粘度轉(zhuǎn)變成高粘度或甚至固體配置。就地固化的物質(zhì)可以是例如在混合時(shí)固化的生物相容性環(huán)氧樹脂，或隨時(shí)間固化的物質(zhì)或在UV光下固化的材料，可以經(jīng)由光纖施加UV光引發(fā)固化。就地固化的物質(zhì)可以降低可充氣錨定器滲漏的風(fēng)險(xiǎn)，滲漏會(huì)降低其作為錨定器或密封件的有效性或會(huì)將充氣材料無意地傳遞到肺。就地固化的充氣材料可以緩慢地固化，慢到足以允許用戶給錨定器充氣，評(píng)定錨定器是否定位好并且是否令人滿意地起作用，并且如果想要調(diào)整錨定器的位置并且將其重新部署，那么用戶可以通過去除一些充氣材料給錨定器放氣。

如圖34B中所示，可膨脹結(jié)構(gòu)2960可以位于遠(yuǎn)離胸壁的距離2965處，并且空氣收集導(dǎo)管2963還可以充當(dāng)允許可膨脹結(jié)構(gòu)2960在肺組織相對(duì)于胸壁移動(dòng)時(shí)隨著肺組織一起移動(dòng)的柔性系鏈。距離2965可以在約0mm到15mm范圍內(nèi)。空氣收集導(dǎo)管的柔性區(qū)段可以由柔性硬度聚合物、聚合物化合物或材料的組合制成，但環(huán)向強(qiáng)度足以保持管腔開放以允許空氣流動(dòng)穿過其中。

圖35A中所示的替代實(shí)施例包括支架2970，其類似于圖33、圖34A和圖34B中所示的支架，并且進(jìn)一步包括胸壁區(qū)段2973和外部凸出區(qū)段2974。胸壁區(qū)段2973穿過胸壁組織。外部凸出區(qū)段2974的直徑大于胸壁區(qū)段，從而抵靠著胸壁外表面錨定。可充氣氣囊區(qū)段2972可以被配置成容納可充氣氣囊，所述可充氣氣囊錨定在肺組織內(nèi)的結(jié)構(gòu)并且在肺組織中保持空腔區(qū)段2971開放。支架2970的空腔區(qū)段2971可以被配置成限制肺組織遠(yuǎn)離空氣收集導(dǎo)管2976中的至少一個(gè)開口。在這個(gè)實(shí)施例中，支架可以穿過護(hù)套傳遞并且穿過胸壁在孔中展開，無額外接口裝置。護(hù)套可以收縮以展開支架2970。

圖35B顯示與圖35A中的實(shí)施例類似的實(shí)施例，但空腔區(qū)段2971和可充氣氣囊區(qū)段2972位于遠(yuǎn)離胸壁的距離2977處。距離2977可以在約0mm到15mm范圍內(nèi)。支架可以進(jìn)一步包括延伸區(qū)段2978和內(nèi)部錨定區(qū)段2979。內(nèi)部錨定區(qū)段2979和外部凸出區(qū)段2974可以將支架相對(duì)于胸壁固定在適當(dāng)位置。此外，可以在內(nèi)部錨定區(qū)段與外部凸出區(qū)段之間輕輕地壓縮胸壁以保持胸膜密封。延伸區(qū)段2978可以將空腔區(qū)段2971和氣囊區(qū)段2972定位在距離胸壁一定距離處，以允許其相對(duì)于胸壁在肺組織內(nèi)移動(dòng)，這可以改善功能或降低創(chuàng)傷性摩擦或壓力。

訪問接口和內(nèi)部錨定器實(shí)施例

氣道旁路裝置可以包括接口(例如，訪問接口或胸壁接口)，如圖9到圖25中所示的接口900。接口可以包括內(nèi)部凸緣或錨定器，如內(nèi)部凸緣905，其可以按未展開配置傳遞，并且然后在臟胸膜的內(nèi)側(cè)面上或在肺中膨脹成展開配置。本文中描述了內(nèi)部凸緣或錨定器的其它實(shí)施例。

內(nèi)部凸緣或錨定器或氣道旁路裝置可以被配置成向臟胸膜施加壓力，使得壓力在臟胸膜與壁胸膜之間轉(zhuǎn)移，其可以防止氣胸或形成胸膜固定；形成密封口以防止流體(如空氣)從肺中流走(例如，流到胸膜腔、植入接口周圍的空間、肺外部的組織、大氣中)；以極少或可接受的創(chuàng)傷傳遞；以相對(duì)較簡單和直觀的設(shè)計(jì)傳遞。此外，內(nèi)部凸緣或錨定器可以被配置成在組織接觸表面是變化的、波狀的或相對(duì)于接口裝置在可變角度(例如，在約45到135度的范圍內(nèi))下時(shí)起作用。

在一些實(shí)施例中，內(nèi)部凸緣經(jīng)由從胸壁外部的接口的近側(cè)區(qū)致動(dòng)展開，如圖9到圖25中所示的實(shí)施例。或者，在一些實(shí)施例中，內(nèi)部凸緣可以因?yàn)閺椥孕螤钣洃浽O(shè)計(jì)而自行展開，所述設(shè)計(jì)可以在沿著護(hù)套壓縮并且推進(jìn)時(shí)有彈性地順應(yīng)未展開狀態(tài)，然后在收縮護(hù)套時(shí)膨脹成先前的配置。內(nèi)部凸緣或錨定器的展開可以具有以下益處：如容易使用；容易制造；并且相比于包括致動(dòng)展開的系統(tǒng)，如圖9到圖25中所示的實(shí)施例或其它實(shí)施例(如可充氣錨定器)，制造成本下降。在胸壁中植入接口裝置的方法可以包括：穿過胸壁插入針；穿過針插入引導(dǎo)線；去除針；在引導(dǎo)線上方插入一個(gè)擴(kuò)張器或一組擴(kuò)張器；插入護(hù)套；穿過護(hù)套傳遞接口裝置并且當(dāng)接口裝置位于胸壁中的所要深度中時(shí)，可以去除護(hù)套。因此，護(hù)套可以充當(dāng)接口裝置的傳遞管道并且還可以用于使可自行展開的內(nèi)部凸緣或錨定器在穿過胸壁傳遞時(shí)保持呈未展開配置。當(dāng)護(hù)套收縮時(shí)，內(nèi)部凸緣或錨定器可以展開成膨脹配置，接口裝置可以重新定位(例如，從展開的內(nèi)部凸緣或錨定器到臟胸膜向外拉以施加壓力)。然后可以完全去除護(hù)套，使得胸壁組織坍塌到接口裝置上，接口裝置可以包括組織界面，如Dacron^TM護(hù)套。因?yàn)樽o(hù)套已被用于傳遞接口裝置，所以,相比于需要其它額外組件或步驟來展開內(nèi)部凸緣或錨定器的實(shí)施例,其容納并且展開內(nèi)部凸緣或錨定器這一額外功能可以減少所需的額外步驟或復(fù)雜度。

接口和內(nèi)部凸緣可以被配置成使對(duì)展開超程的需求降到最低。舉例來說，內(nèi)部凸緣的一些實(shí)施例(如圖9到圖25中所示的內(nèi)部凸緣900)可能需要將凸緣插入到肺中至少等于凸緣的未展開長度的距離，如圖10中所示。當(dāng)內(nèi)部凸緣轉(zhuǎn)變成展開配置時(shí)，其直徑增加，但是其長度減小，如圖11中所示。超程可以定義為未展開凸緣的長度相比于展開凸緣的長度的比率。在一些情形中，可能需要使凸緣的未展開長度降到最低或使展開超程降到最低。舉例來說，可能需要在肺組織中的COPD空隙內(nèi)展開內(nèi)部凸緣或錨定器并且使得可能由展開超程引起的對(duì)健康肺組織的干擾或創(chuàng)傷降到最低。具有徑向膨脹錐形線圈(圖40A到圖40C)、膨脹泡沫錐形體(圖38A到圖38D)、彈性錐形體(圖39A到圖39C)、圓盤(圖36A到圖36D)、瓣片(圖37A和圖37B、圖41A到圖42D)的內(nèi)部凸緣是使展開超程降到最低的實(shí)施例的實(shí)例。

臟胸膜和如肋骨等解剖結(jié)構(gòu)的內(nèi)表面可以創(chuàng)建用于與不平整或不平坦的內(nèi)部凸緣接觸的表面并且所述表面可以是變化的。接口和內(nèi)部凸緣或錨定器可以被配置成使得內(nèi)部凸緣或錨定器符合波狀表面形狀，以形成密封并且在接觸表面上方或至少在凸緣或錨定器的整個(gè)圓周周圍大體上均勻地施加壓力。內(nèi)部凸緣或錨定器可以由適型材料制成，如膨脹泡沫(例如，圖38A和圖38B)；或在其圓周周圍包含彈性材料，如金屬絲或彈簧(例如，圖36A和圖36B)；或具有在圓周周圍獨(dú)立地施加力的多個(gè)徑向部件(例如，圖37A和圖37B以及圖41A和圖41B)。

接口可以位于基本上不垂直于臟胸膜內(nèi)表面的角度，所述臟胸膜中安放著內(nèi)部凸緣或錨定器。舉例來說，接口相對(duì)于內(nèi)部凸緣或錨定器的接觸表面的角度可以在約45到135度之間的范圍內(nèi)變化。因此，接口和內(nèi)部凸緣或錨定器可以被配置成符合在此范圍內(nèi)的接口角度，同時(shí)保持至少在內(nèi)部凸緣或錨定器的整個(gè)圓周周圍密封并且向臟胸膜施加壓力的能力。舉例來說，圖36A到圖42D中所示的實(shí)施例包括內(nèi)部凸緣或錨定器,所述內(nèi)部凸緣或錨定器可以通過傳遞護(hù)套的收縮自行展開并且當(dāng)接口裝置以不同角度范圍(例如，相對(duì)于表面在45到135度之間)傳遞時(shí)有效地向胸壁內(nèi)表面施加壓力。

一些實(shí)施例可以包括可以收縮或重新展開的內(nèi)部凸緣或錨定器。舉例來說，如果嘗試展開內(nèi)部凸緣并且形成密封的結(jié)果無法令人滿意，那么內(nèi)部凸緣或錨定器可以從膨脹展開配置部分地或完全地轉(zhuǎn)變成收縮的未展開配置并且可以重新嘗試展開。這可以例如通過在內(nèi)部凸緣或錨定器上方推回傳遞護(hù)套來實(shí)現(xiàn)，所述推回可以彎曲或壓縮內(nèi)部凸緣或錨定器以減小其半徑。重新安放內(nèi)部凸緣或錨定器可以或者(或另外)包括通過旋轉(zhuǎn)或調(diào)節(jié)進(jìn)入肺或胸壁的深度來操控接口裝置或內(nèi)部凸緣或錨定器。

內(nèi)部凸緣或錨定器的實(shí)施例可以包括可自行展開的圓盤形凸緣，如圖36A、圖36B和圖36C中所示。圓盤3600可以包括彈簧3601，如螺旋彈簧或具有先前的形狀的超彈性鎳鈦諾金屬絲，如直徑大于胸壁或護(hù)套中的開口的直徑的圓圈。舉例來說，護(hù)套3602中的管腔3603的直徑可以在約2到5mm范圍內(nèi)并且通過彈簧3601形成的圓圈的直徑可以在約5到20mm范圍內(nèi)。柔性膜材料3604(如EPTFE或硅酮或聚合物化合物，如)可以形成圓盤3600的表面并且連接到彈簧3601和接口管子3605。如圖所示，用環(huán)管3606將膜連接到接口管子。圖36B顯示在傳遞護(hù)套內(nèi)呈未展開配置的圓盤形內(nèi)部凸緣3600。彈簧和膜可以折疊以適應(yīng)護(hù)套的管腔3603并且可以位于傳遞護(hù)套內(nèi)接口管子3605的遠(yuǎn)側(cè)，如圖所示。或者，當(dāng)放置在傳遞護(hù)套中時(shí)，圓盤形內(nèi)部凸緣可以在接口管子周圍折疊。圖36C顯示呈展開配置的圓盤形內(nèi)部凸緣，其中傳遞護(hù)套3602收縮。彈簧3601的彈力有助于圓盤朝著其先前的形狀展開。傳遞護(hù)套的進(jìn)一步收縮將允許胸壁組織在接口管子3605周圍坍塌。可選地，組織界面紋理或組件3607可以促使胸壁組織附著或生長到組織界面中，其可以提供受控制的組織愈合。圖36D顯示一種接口裝置，其包括植入在胸壁中的圓盤形內(nèi)部凸緣3600，其中內(nèi)部凸緣3600符合非平面、波狀、彎曲的表面3609并且其中當(dāng)接口管子3605以不垂直于表面3609的角度3610位于胸壁中時(shí)，內(nèi)部凸緣3600符合表面3609。

圖37顯示呈展開配置的具有多個(gè)瓣片3701的內(nèi)部凸緣或錨定器3700的實(shí)施例。多個(gè)瓣片可以在瓣片頸部3702獨(dú)立地連接到接口管子，瓣片頸部3702可以具有彈性特性，所述彈性特性促使當(dāng)傳遞護(hù)套收縮時(shí)瓣片展開成打開配置并且允許瓣片被折疊成半徑減小的未展開配置。多個(gè)瓣片可以允許每個(gè)瓣片獨(dú)立地向組織施加壓力，有助于在一個(gè)非平面、波狀或彎曲的表面上使用或定位在一個(gè)可變的角度。

具有獨(dú)立瓣片4100的內(nèi)部凸緣的另一個(gè)實(shí)施例示出在圖41A-C中。瓣片4101由框架4102形成，框架4102由彈性材料(如超彈性)制成，其可按多個(gè)環(huán)彎曲，所述環(huán)具有例如用環(huán)管4105連接到接口管子4104的瓣片頸部片段4103和從接口管子延伸的瓣片片段4101。柔性膜材料4107(如EPTFE、硅酮或聚合物化合物，如)覆蓋彈性框架4102以填充瓣片并且可選地填充每個(gè)相鄰瓣片之間的間隙4108，其可以進(jìn)一步增強(qiáng)內(nèi)部凸緣結(jié)構(gòu)或提供密封功能。圖41B顯示在傳遞護(hù)套4109中呈未展開配置的含瓣片的內(nèi)部凸緣，其中瓣片可以在瓣片頸部4103彎曲并且在接口管子上方向下折疊并且與相鄰瓣片重疊。在未展開配置中，柔性膜可以折疊(圖中未示)。圖41C顯示按壓在胸膜表面4110上的含獨(dú)立瓣片4101的內(nèi)部凸緣4100。每個(gè)瓣片獨(dú)立施加壓力可以幫助凸緣符合波狀、非平面、彎曲表面的能力或當(dāng)接口管子以不垂直于表面的角度4111定位時(shí)。

具有獨(dú)立瓣片4200的內(nèi)部凸緣的另一個(gè)實(shí)施例示出在圖42A到圖42D中。在這個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)包含在傳遞護(hù)套4202中時(shí)，瓣片4201向遠(yuǎn)側(cè)(與接口管子的連接處的遠(yuǎn)側(cè))折疊，如圖42A中所示。與圖41A到圖41C中所示的實(shí)施例相對(duì)，向遠(yuǎn)側(cè)折疊的瓣片可以按不同方式展開并且方便收縮和重新安放。當(dāng)傳遞護(hù)套4202收縮(圖42B)時(shí)，瓣片的遠(yuǎn)端4203可以開始彎曲，然后護(hù)套4202暴露出瓣片頸部4204，從而使內(nèi)部凸緣的直徑從未展開直徑4205(圖42A)逐漸擴(kuò)大到中間直徑4213(圖42B)，直到展開直徑4206(圖42C)。當(dāng)護(hù)套收縮到暴露出瓣片頸部4204的位置時(shí)，內(nèi)部凸緣4200可以完全展開，不產(chǎn)生超程或產(chǎn)生極小超程。逐漸膨脹相比于經(jīng)過一個(gè)簡單階段使組織暴露于膨脹力而言，對(duì)肺組織的創(chuàng)傷可能更小。瓣片的形狀可以進(jìn)一步促進(jìn)有利的展開特征。舉例來說，如圖42C中所示呈展開配置的具有向遠(yuǎn)側(cè)折疊的瓣片的內(nèi)部凸緣的截面，瓣片的輪廓可以包括線框，所述線框包括遠(yuǎn)側(cè)彎曲區(qū)段4207、彎曲部4208、大體上筆直的區(qū)段4209、頸部彎曲部4204以及連接區(qū)段4210。當(dāng)護(hù)套4202逐漸收縮時(shí)，彎曲區(qū)段4207可以逐漸向外張開，使凸緣直徑逐漸增加；當(dāng)彎曲部4208、筆直區(qū)段4209和頸部彎曲部4204從護(hù)套中釋放時(shí)，打開的內(nèi)部凸緣可以翻轉(zhuǎn)延伸(例如，瓣片4203的遠(yuǎn)端可以沿著朝向接口近端或朝向胸膜的方向移動(dòng))。這個(gè)實(shí)施例可以方便去除或重新安放。傳遞護(hù)套4202可以向內(nèi)部凸緣推進(jìn),所述內(nèi)部凸緣首先與瓣片的筆直區(qū)段4209嚙合以使瓣片向前彎曲，然后可以將接口裝置和凸緣收回到護(hù)套中并且使瓣片收起回到未展開的配置。圖42D顯示位于胸壁中的接口裝置4211，其中內(nèi)部凸緣4200向臟胸膜施加壓力，其可以具有非平面、波狀或彎曲的表面4212或在一個(gè)不垂直于表面4212的角度下。

圖38A顯示由泡沫材料制成的自行膨脹的內(nèi)部凸緣或錨定器組件3800的實(shí)施例，其可以被壓縮成未展開配置以便穿過護(hù)套傳遞,并且當(dāng)去除傳遞護(hù)套的壓縮力時(shí)，可以朝著先前的形狀膨脹。泡沫凸緣的膨脹可以取決于對(duì)其施加的力，例如來自肺實(shí)質(zhì)或胸壁內(nèi)表面。因此，泡沫內(nèi)部凸緣可以是順應(yīng)性的或符合非平面、波狀或彎曲表面或在不同角度下。泡沫可以膨脹以填充肺組織中的小空隙，或膨脹以向肺實(shí)質(zhì)施加輕微的壓力，其可以起到創(chuàng)傷極小的功能并且符合可有效形成密封的表面。如圖38B中所示，泡沫內(nèi)部凸緣(組件3800)的截面可以包括用于連接到接口管子的環(huán)管3801和具有圓錐形狀的凸緣，其中圓錐形狀的基底3802朝向接口裝置的近端，其中打算向胸壁內(nèi)表面施加壓力。截面顯示，泡沫厚度朝著基底3802逐漸減小。圖38C顯示安裝到接口管子3803的呈展開配置的泡沫內(nèi)部凸緣，其中傳遞護(hù)套3804收縮。圖38D顯示在傳遞護(hù)套3804內(nèi)呈未展開配置的泡沫內(nèi)部凸緣3800。泡沫內(nèi)部凸緣的植入依賴于泡沫恢復(fù)其未被壓縮的形狀的能力。長期壓縮會(huì)妨礙泡沫完全膨脹的能力。代替長期壓縮，例如以壓縮狀態(tài)提供并且儲(chǔ)存凸緣，凸緣可以按展開狀態(tài)提供和儲(chǔ)存，并且當(dāng)在植入過程中用戶準(zhǔn)備把它插入傳遞護(hù)套中時(shí)，被壓縮成未展開狀態(tài)。

包含圓錐形狀的自行膨脹的內(nèi)部凸緣或錨定器的實(shí)施例示出在圖39A到圖39C中。這些實(shí)施例包括由柔性彈性材料(如硅酮)制成的內(nèi)部凸緣，它按圓錐形狀成型，其中圓錐形狀的基底朝向接口裝置的近端定位或試圖向胸壁內(nèi)表面施加壓力。組件的彈性可以通過更改材料的厚度，如圖39B中所示，其中材料朝向錐形基底逐漸減少；或通過不同的多個(gè)層，如圖39C中所示，其中凸緣朝向組件的中心包括多層(例如，3層)彈性材料，從而朝向錐形體的基底減少到較少層數(shù)(例如，2層，然后1層)，從而賦予裝置不同的彈性回縮力。

圖40A到圖40C中示出了包含呈圓錐形狀的彈簧網(wǎng)狀物的自行膨脹的內(nèi)部凸緣的實(shí)施例。彈簧網(wǎng)狀物可以制造如下：將彈簧金屬絲卷繞成線圈并且將第二彈簧金屬絲沿相反方向卷繞成線圈。兩個(gè)金屬絲可以編繞在一起，例如可以使交點(diǎn)在上下搭接之間交替。可以設(shè)想彈簧網(wǎng)狀物的其它配置，其中彈簧金屬絲(如)或彈簧不銹鋼成型為錐形或圓盤形狀或從凸緣連接到接口管子的內(nèi)部半徑徑向延伸的其它形狀。柔性膜材料可以覆蓋彈簧網(wǎng)狀物。

除了內(nèi)部凸緣或錨定器之外，可以在內(nèi)部凸緣或錨定器與胸壁內(nèi)表面之間注射組織膠(例如，肺密封劑、軟組織膠)以實(shí)現(xiàn)在相對(duì)較低的接觸壓力下粘附。組織膠可以幫助保持密封，即使由內(nèi)部凸緣對(duì)組織施加的壓縮壓力消除，仍可保持密封。

接口裝置和內(nèi)部凸緣或錨定器可以被配置成允許成像技術(shù)幫助評(píng)定出裝置是否令人滿意地植入。也可以在裝置的植入程序期間使用成像來輔助所述程序。可以使用如x射線或熒光鏡檢查等成像技術(shù)使放置在裝置上，例如接口管子的遠(yuǎn)側(cè)區(qū)上或內(nèi)部凸緣或錨定器的部分上的不透射線標(biāo)記成像。在包括用于將內(nèi)部凸緣連接到接口管子的環(huán)管的實(shí)施例中，環(huán)管可以是不透射線條帶。在內(nèi)部凸緣中并入了彈簧金屬絲(例如，圖36A到圖36D的金屬絲或彈簧3601、圖40A到圖40C的線網(wǎng)、圖41A到圖41C的線環(huán)4102或圖42A到圖42D的線環(huán)4201)的實(shí)施例，金屬絲可以是不透射線的，或者可以將不透射線標(biāo)記固定到彈簧金屬絲，例如內(nèi)部凸緣的外圓周周圍(圖中未示)。可以注射不透射線對(duì)比劑以查看它在組織中或在植入裝置中或在植入裝置周圍如何流動(dòng)，例如顯示植入的接口裝置是否形成了令人滿意的密封。

盡管本文披露了本發(fā)明的至少一個(gè)示例性實(shí)施例，但應(yīng)了解修改、替換以及替代對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員可為顯而易見的并且可以在不偏離本發(fā)明范圍的情況下進(jìn)行。本發(fā)明旨在涵蓋示例性實(shí)施例的任何修改或變化。

在本發(fā)明中，術(shù)語“包括(comprise/comprising)”并不排除其它要素或步驟，術(shù)語“一”或“一個(gè)”并不排除復(fù)數(shù)，并且術(shù)語“或”的意思是任一者或兩者。此外，除非本發(fā)明或上下文另外表明，否則已描述的特征或步驟還可以與其它特征或步驟組合并且按任何次序使用。本發(fā)明由此以引用的方式并入本發(fā)明要求權(quán)益或優(yōu)先權(quán)的任何專利或申請(qǐng)的完整公開內(nèi)容。