JP3819937B2 - 剥離力減少拡張器 - Google Patents
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Description
本発明は、生体組織を分離する用具に関し、具体的には、外壁組織を内部構造組織から分離することによりヒトの鼻の鼻腔(nasal passage)を拡張する用具に関する。
ヒトは鼻腔がしばしば内的に閉塞されて呼吸が困難になる。このような閉塞の例としては、典型的に鼻の怪我に起因する偏移した中隔、アレルギー反応に起因する鼻内部組織の腫れ、および一般的な風邪にかかっている人に見られる鼻に関する症状が挙げられる。鼻孔の入口のすぐ内側の鼻孔の下部分は、前庭として知られている。前庭は、鼻弁と呼ばれる狭く括れた領域にかけて、内側方向に先細になっている。鼻弁の奥の鼻腔は再び広くなっている。鼻の閉塞は一般的に鼻弁において起こり、鼻弁が実質的につまる。一般的に、鼻弁の位置にある側壁(即ち、部分的に鼻腔の周りにある外壁組織)は、呼吸プロセスの吸気において外壁組織が引き込まれた結果、弛緩状態にあり、これにより、特にこのような閉塞が存在する場合、鼻腔を通る空気の流路は実質的にあるいは完全につまる。
鼻づまりは、明らかに、その人にとって不快であり、害を与える可能性のあるものである。特に、長時間にわたって持続的に口から呼吸を行うと、呼吸が鼻を通っていれば濾過されるはずの異物を吸入して肺の過敏(lung irritation)を起こす可能性もある。鼻づまりは、睡眠中に口からの呼吸をうまく行えない多くの人にとって不快なものであり、特に夜間に不快感をもたらす。鼻づまりによって、睡眠妨害、不規則な睡眠、鼾、あるいはその組合せが引き起こされる可能性がある。さらに、このような状態の人は、十分な量の酸素を吸入するのが容易でないためよく目を覚ます。
鼻腔の閉塞は、偏移した中隔や、弁の開きが異常に小さい等の構造的な問題に起因しており、呼吸への影響が比較的深刻であるため、一般的に、鼻腔の奇形を外科的に修正する手段がとられる。しかし、手術では費用が高額である上に、問題の根本的な解決とはならない場合もある。原因がアレルギーまたは一般的な風邪である場合、それに伴う鼻腔沿いの組織の腫れを抑える薬用スプレーがしばしば用いられる。この処置では、問題を緩和するのに不十分であることが多すぎる上に、長期間にわたる使用によって組織自体に有害な影響を与える可能性もある。
これらの方法を使用する中で生じたこれらの欠点のために、鼻腔を開く目的で、鼻拡張器と呼ばれる機械的な補助が用いられてきた。拡張器には、実質的に鼻腔の側部を押し開く内部用のものと、これらの側部の一分を効果的に引張る外部用のものとがある。内部用タイプは、鼻腔内に挿入する必要があり、鼻腔を刺激して痒みをもたらす場合がある。ヒトの鼻腔内に見られる幾何学形状は様々であるため、これらの鼻拡張器は使用者一人一人に特別にデザインされなければならない場合が多い。外部用鼻拡張器は、使用者の鼻にしっかりと(取り外すためには何らかの補助が必要)、かつ外壁組織にかかる引張りの力について調節可能に接着されるか、あるいは、壁組織にかかる引張り力がその単体の構造によって決定される調整不可能な単体部品として、使用者の鼻に取り外し可能に接着される。前者の場合、取り外しが困難である上に、機械的構造を用いずに壁組織を十分拡張する適切な力を得る調節も困難であり、外れてしまったり、通常の使用中にいがんだりする。
外部用単体鼻拡張器は、十分な外向きの引張り力が拡張される組織に不快感なくかかるように、また、拡張器として使用する箇所に比較的容易に配置でき、かつ比較的容易に取り外しが可能なように、そのデザインが開発されてきた。後者の特徴は、感圧接着剤を有し、ばねを含むボディ部を用いた拡張器において達成されている。その端部における適切な幾何学形状によって、接着剤で接着された拡張器のすぐ下にある皮膚の動きに沿って相対的に硬いばねによって生じる剥離力が拡張器を皮膚から剥離するのを防ぐ。それらが含まれるボディ部の長さよりも長さが短いばね部材を拡張器ボディ部内に用いて、そのばね部材をボディ部の中央に位置づけることにより、ばね部材の各端部と対応するボディ部端部との間に間隔を空けることは実施可能である。この実施可能な方法は、ここに参考として援用される1994年1月19日に出願された、B.C. Johnsonの先願の同時係属の米国特許出願シリアル番号第08/183,916号「鼻拡張器」において示されている。ばね部材端部を超えたボディ部の部分は、これらのばね部材の端部にかかる剥離力に抵抗するボディ延長部として機能する。残念ながら、製造工程においてばね部材を個々に位置づける必要があるため、非経済的であり、誤差を生じる恐れもある。
あるいは、拡張器ボディ部の両端にある端部中央部分のばね部材端部を超えた部分を製造時に切除して、端部エッジが短いばね部材の端部に届くようにすることが可能である。また、より現実的には、ばねを短くして位置決めするのではなく、拡張器ボディ部の長さに延ばしておいて後にこれを切ることによってユニットにすることも可能であり、この場合、ユニットを切る時に端部中央部分も共に切除される。ここに参考として援用される、1993年4月20日に出願された、W.J. Doubek, D.E. CohenおよびB.C. Johnsonの先願の同時係属の米国特許出願シリアル番号第08/070,554号「鼻拡張器」に記載されているように、切除の後は、ばね部材部分の全くないボディ側部延長部が、ばね部材の端部を超えて延びることになる。しかし、そこに記載された拡張器端部の幾何学形状に用いられている、拡張器が皮膚から剥離するのを防ぐ接着延長部のために、さもなくば使用され得る、可能な端部形状が制限される。また、このような延長部は拡張器ボディ部内でばね部材を超えて延びるため、その製造工程において幾分材料が無駄になることは避けられない。端部中央部分を切除する代わりに、ばね部材と側部延長部分との間に切込みを設ければ、この状況は改善され得る。しかし、そのような構成では、以前の形態のように切除されなかった端部中央部分の小部分が剥離してしまう。この剥離した端部中央部分によって、異物が付着して装着者の鼻に接触する、あるいは異物がその近傍まで運ばれる、汚れが溜まる、見た目に汚くなる、痒みを引き起こす等の恐れがある。
さらに、これらの延長部の下の皮膚には、その皮膚上の延長部の存在による蒸発量の低下により、水分が蓄積し、その位置において構造を弱くする。拡張器の取り外しの際に拡張器延長部と皮膚との間にかかる力は、延長部上に使用されている感圧接着剤の性質のために、剥離力主体の力から、これよりもずっと大きな剪断力主体の力に変化する。従って、皮膚からこれらの延長部を取り外す際に大きな剪断力が導入されることによって、弱くなった皮膚を傷つけてしまう可能性がある。
一方、ばね力部材と拡張器の隣接側部との間の延長部や切込みを全くなくしてしまう場合、ばね部材と拡張器の最端部エッジまで届くことになる。端部エッジから後方のばねの短い部分の相対的に高い硬さに沿って、弾性部材によって生み出されるばね力が、拡張器の端部エッジから端部エッジまでほぼ一定である場合、通常の使用時における拡張器下の皮膚の動きに起因して、非常に多くの拡張器の使用において拡張器の端部がその下にある使用者の皮膚から剥がれ始める程の剥離力が生じてしまう。従って、製造時の無駄を低減し、拡張器の端部を自由にデザインすることを可能にし、かつ使用者の皮膚から拡張器を分離する際に皮膚を損傷する危険性を低減する単体拡張器構造が望まれている。
発明の要旨
本発明が提供する拡張器には、その使用中、力によって係合している人体の壁組織を互いから離す方向に力を加える性質がある。この拡張器は、間隔を空けた1対の端部面を有し、それらが互いに向かう方向に力がかかった時にそれらの表面を分離しようとする回復力を生じる性質を持ったトラスを備えている。端部面には、この回復力に対してもその係合状態を保つのに十分な強さで、外壁組織の露出面に係合することができる係合手段が接着される。この回復力は少なくとも部分的に、端部面近傍の、トラスの両端部の端部エッジ間に延びた、選択されたある厚さの第1の弾性バンドによって得られるものである。バンドは、該バンドを横切る方向に配向され、その厚さの少なくとも3分の1を超えて位置する複数の切込みを有し、それらの位置における回復力を低減する。そのような切込みは、該第1の弾性バンドの選択される部分の間の位置に分離を含み、この分離は対応する分離エッジによって囲まれ、その辺りで該第1の弾性バンドの第1の表面を横切る。これらの切込みは、トラス内の弾性バンドの両端部エッジ近傍の2つのグループに分けられても良く、最も深いまたは最も大きな切込みは端部の最も近くに設けられ、その他の切込みは列の中でトラス中央にかけて連続的に浅くまたは小さくなっている。同様に端部エッジの間に延び、切込みが設けられた第2の弾性バンドを、第1の弾性バンドから完全にまたは大きく間隔を空けてトラスに設けても良い。
【図面の簡単な説明】
図1は、鼻を含むヒトの顔および、その鼻と係合した、本発明を実施化する拡張器を示す絵画図である。
図2Aは、図1に示した本発明の拡張器の構成要素の分解絵画図である。
図2Bは、図2Aの要部を示す部分図である。
図3は、図1と同じヒトの顔の部分を、拡張器がない状態で示す絵画図である。
図4は、図3の図から引用した断面図であり、鼻腔内の空気流が比較的少ない状態の鼻を示している。
図5は、図4と同様の断面図であり、鼻腔内の空気流が相当量ある状態を示している。
図6は、図1の断面図であり、鼻腔中の空気流が減少した状態を示している。
図7は、本発明の拡張器の、別の実施態様の絵画図である。
図8は、鼻を含むヒトの顔の部分、および該鼻に係合している図7の拡張器の絵画図である。
図9は、本発明の拡張器の、別の実施態様の絵画図である。
図10は、本発明の拡張器の、別の実施態様の絵画図である。
図11は、本発明の拡張器の、別の実施態様の絵画図である。
図12は、本発明の拡張器の、別の実施態様の絵画図である。
図13は、鼻を含むヒトの顔の部分、および該鼻に係合している図12の拡張器の絵画図である。
図14は、本発明の拡張器の、別の実施態様の絵画図である。
図15は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図16は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図17は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図18は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図19は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図20は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図21は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
図22は、本発明の拡張器の、別の実施態様の分解絵画図である。
好適な実施態様の詳細な説明
図1に本発明を実施化する拡張器10を示す。図において、該拡張器10は、被験者上で鼻拡張器として使用されており、ヒトの顏14の一部として図示されている鼻12と係合している。
拡張器10の構造に用いられる部材は、図2Aに示した拡張器の分解絵画図に示されている。そこに示されているように、拡張器10は、第1の端部領域20と、中間セグメント24を介して第1の端部領域20に繋がる第2の端部領域22とを有する基材18を備えた、ユニットあるいは単体のトラス部材16を有する。中間セグメント24の幅は、第1および第2の端部領域20および22の幅よりも小さくなっており、使用者の皮膚を覆う量が少なくなるため、使用者に快適さをもたらす。基材18は、使用者の鼻12の皮膚が比較的容易に外気とのガス交換を行えるように、好ましくは、ポリエステル布により形成され、これにより、使用中に最大限の快適さを得るとともに不快感を最小限に抑えることができる。基材18を形成するのに適した、不織布の、紡績加工の(spun-laced)、100パーセントポリエステル布は、SONTARA▲R▼という商標名でE.I.DuPont Nemours & Co.から入手可能である。通常、SONTARA▲R▼布の破壊強度は、布の縦方向(MD)即ち縦(warp)の計測で、横方向(XD)即ちフィル(fill)に対して約2:1の比率である。また、通常、SONTARA▲R▼布の伸び率比は、布の横および縦方向に同等の力をかけた時の伸び計測で、約3:1である。布の縦方向は、基材18の長手方向と平行である。
トラス16は、基材18の第1の側28に固定された弾性手段26をさらに含む。弾性手段26は第1の弾性バンド30aおよび第2の弾性バンド30bを有する。第1の弾性バンド30aは、第1の端部41aおよび第2の端部42aを有する。第2の弾性バンド30bは、第1の端部41bおよび第2の端部42bを有する。第1および第2の弾性バンド30aおよび30bは、それぞれポリマー材料から形成される。例えば、工業グレード、E.I.DuPont Nemours & Co.のMYLAR▲R▼TypeA等の二軸延伸ポリエステルであって、0.010インチ厚のストックから幅約0.080インチ〜0.135インチにカットされたものが適していることが分かっている。このように比較的薄いポリマー材料を、第1および第2の弾性バンド30aおよび30bに用いることにより、実際に使用されるバンドの幅によって、各バンドの軸方向の捻り可撓性が各長手方向について向上する。
第1および第2の弾性バンド30aおよび30bのそれぞれに、3つの切込み、43a、43b、43cからなる列(sequence)が示されている。第1および第2の弾性バンド30aおよび30bの各最端部に近い切込み43aは、一番深い切込みである。例えば、長さ2.60インチ、幅0.135インチの弾性バンドの場合、この切込みは、典型的に、そこから最も近い弾性バンド端部から0.15インチ内側の位置に、その弾性バンドの厚さの80%〜100%、典型的には、厚みの90%〜100%の深さで設けられる。本実施態様において、その次に内側にある切込み43bのそれぞれは、0.10インチ〜0.20インチ中央寄りに、弾性バンドの厚さの60%〜90%、典型的には70%の深さで設けられる。最後に、それぞれの列の弾性バンド中央に最も近い位置に示された最後の切込み43cは、典型的には0.10インチ〜0.20インチさらに中央寄りに、弾性バンドの厚さのわずか40%〜70%、典型的には約40%の深さで設けられる。
弾性バンドの中央よりにさらに列を延ばして切込みをさらに設けても良く、その切込みの深さはそれぞれ異なり得る。列の中央にかけて浅くなるこれらの切込みを導入する効果は、各弾性バンドの中央を起点とする2つの半長部分に沿って、有効ばね定数を一様に低減する、即ち先細にすることにある。最も深い切込みは有効ばね定数を最も低減するので、バンド端部にこれを配置すれば、バンドのばね力およびその下の皮膚の動きによって弾性バンドの端部にかかる剥離力(peel forces)を低減するのに非常に有効である。バンド中央に進むにつれて浅くなる他の切込みは、それぞれの位置のばね定数を次第に低減しなくなるので、有効ばね定数は弾性バンドの端部から中央にかけて増加する。結果的に、使用者の鼻の外壁組織にかかる所望の引張りを生み出すような材料、長さ、厚さ、および幅の種類によって、その組織にかかる所望の引張り力が設定され、これらのバンド端部下の感圧接着剤と、それが貼り付けられる皮膚との間に生じる過度の剥離力を後述のように回避するのに十分に低減される。
第1および第2の弾性バンド30aおよび30bは、第1および第2の可撓性帯状界面接着剤31aおよび31bによって、帯状の基材18の第1の側28に固定される。第1の帯状界面接着剤31aは、第1の端部33aおよび第2の端部34aを有する。第2の帯状界面接着剤31bは、第1の端部33bおよび第2の端部34bを有する。第1および第2の弾性バンド30aおよび30bが平面図においてそうであるように、第1および第2の帯状界面接着剤31aおよび31bの形状および大きさは、その平面図の通りである。
第1の弾性バンド30aは、中間セグメント24の第1のエッジ32の近傍で、帯状接着剤31aによって帯状基材18に固定される。第2の弾性バンド30bは、第1の弾性バンド30aに対して平行かつ間隔が設けられており、帯状接着剤31bによって、中間セグメント24の第2の端36の近傍で、帯状基材18に固定される。第1および第2の弾性バンド30aおよび30bは、上述のように、ほぼ互いに平行かつ帯状基材18の長手方向に実質的に平行に配向される。好ましくは、帯状界面接着剤31aおよび31bは、例えば、3M 1509としてMinnesota,Mining & Manufacturing Company,Inc.から提供され、また入手可能な、アクリル系感圧生体適合性トランスファーテープ接着剤、あるいは、例えば、1368BとしてBetham Corporationから提供されそして入手可能な、または1524としてMinnesonta,Mining & Manufacturing Company,Inc.から提供され、また入手可能な、アクリル系感圧生体適合性トランスファー接着剤である。
トラス16は、可撓性帯状上部材料38をさらに備え、これは、第1の端部領域39、第2の端部領域40および中間セグメント47を含み、その大きさおよび形状は、帯状基材18が平面図においてそうであるように、平面図の通りである。帯状上部材料38の底面35は、第1および第2の端部領域39および40、並びに中間セグメント47上に広がる接着材料層48を含む。接着材料48は、多孔性のアクリル系感圧生体適合性接着剤である。帯状上部材料38は、第1および第2の弾性バンド30aおよび30b、並びに帯状基材18の第1の側28を覆って、接着材料層48により固定される。
帯状上部材料38には、トラス16を使用している皮膚の動きによってトラスが撓んだ場合に起こる、第1および第2の弾性バンド30aおよび30bの、帯状基材18並びに帯状界面接着剤31aおよび31bからの分離を防ぐ働きがある。さらに、その主要面内に、より剛体の材料を共に設けることにより、帯状上部材料38は帯状基材18を幾分制限して、幾何学形状がより安定した組合せを提供する。これにより、拡張器10は、容易に取り付けおよび取り外しが可能となる。好ましくは、帯状上部材料38は多孔性、不織布の材料であり、例えば、3M1533としてMinnesonta,Mining & Manufacturing,Inc.から提供され、入手可能な、接着材料48が設けられている。
さらに図2の帯状基材18について、第2の側44は、その側の第1および第2の端部領域20および22、並びに中間セグメント24上に広がる接着材料層46を有する。該接着材料46は、多孔性のアクリル系感圧生体適合性接着剤である。接着剤46は、拡張器を使用している外壁組織の皮膚、つまり図1の鼻12の外壁に拡張器10を係合させるために使用される。帯状基材18を形成するのに適した布は、例えば、3M1776としてMinnesota Mining & Manufacturing,Inc.から提供され、入手可能な、接着材料46が設けられた状態で得ることができる。
接着材料46は、使用前には、第1の剥離ライナ49および第2の剥離ライナ50からなる1対の剥離ライナによって覆われている。これらの剥離ライナは、帯状基材18の第1の端部領域部分20および第2の端部領域部分22上の接着材料46を覆っており、第1の剥離ライナ49の延長部51、および第2の剥離ライナ50の延長部52は、基材18の中間セグメント24上にある接着材料46の部分を覆っている。第1および第2の剥離ライナ49および50は、接着材料46から容易に取り外すことができる。
図3および図4に示されたように、ヒトの鼻12は、その鼻の第1の鼻腔54と、第2の鼻腔56と、第1および第2の鼻腔54および56の間の外側に延びた、一般的に鼻梁58と呼ばれる鼻12の部分とを含む。図4における鼻腔の状態は、呼吸サイクルの中の空気流が少ない工程において起こる状態である。これらの鼻腔は、鼻腔に関連する症状を伴う病気や鼻腔の損傷がない人のものである。このように、鼻腔54および56は比較的開いており、空気流が通り易くなっている。
呼吸プロセスの吸気ピークの間、僅かに低下した鼻の中の圧力によって鼻の外壁が僅かに引き込まれる。しかし、鼻腔をつまらせるような傷害、あるいは、鼻腔沿いの組織、つまり第1および第2の鼻腔54および56の外側にそれぞれ外壁60および62を形成する組織が、アレルギー反応または病気によって腫れている場合、呼吸者が完全な呼吸をしようとすると、狭くなった流路内の気流の速度が上昇し、これにより、吸気による空気圧の減少が増大する。すると、外壁組織60および62は、図5に見られるように、鼻腔に向かってより強く引き込まれ、場合によっては、鼻腔が落ち込んで閉鎖に近い状態になる。吸気中にこれ程引き込まれる外壁組織60および62の部分は、鼻腔骨の端と頭蓋骨との間の、図1および図3に点線で示した部分、並びに鼻腔54および56の入口である。外壁組織60および62のこのような引き込みの結果、鼻腔はさらにつまる。この鼻づまりの状態の深刻さは、その人の鼻弁の狭さによって異なる。この鼻づまりの問題の解決策として鼻拡張器10が提供される。
使用時に第1および第2の剥離ライナ49および50をはがした後は、鼻拡張器10は、接着材料46によって鼻12の外壁組織60および62上の皮膚に係合している。図1および図6には、鼻12の外側の皮膚上にある鼻拡張器10が示されており、中間セグメント24は、鼻12の鼻梁58を横切っており、第1および第2の端部領域20および22は、それぞれ第1および第2の鼻腔54および56の外壁組織60および62に接着材料46を介して接している。拡張器10の第1および第2の端部領域20および22並びに中間セグメント24上にある接着材料46によって、ユニットあるいは単体のトラス部材16が、鼻12の外壁組織60および62並びに鼻梁58に取り外し可能に係合している。
鼻拡張器10が鼻12上に正しく配されていれば、第1および第2の弾性バンド30aおよび30bの弾性によって、即ち、これらのバンドが、両端が近づく方向に力がかけられた状態から平坦な普通の状態に戻ろうとする性質によって、外壁組織60および62に外向きの引張り力がかかる。この外向きの引張り力は、吸気中に外壁組織60および62にかかる引き込み力に対抗し、この吸気中の壁組織60および62の位置を安定させる。基材18、界面接着材料31aおよび31b並びに上部材料38の可撓性、並びに第1および第2の弾性バンド30aおよび30bの弾性、さらに弾性バンドが比較的薄いことに起因する可撓性によって、鼻拡張器10が個々の装着者の鼻12のカーブに密接に沿うことが可能となり、使用中、その人の快適さを高める。また、弾性バンド30aおよび30bが比較的薄いことにより、トラス部材16の軸方向の捻り可撓性が各長手方向について向上し、これにより、装着者の快適さをさらに高めると共に、接着材料46の装着者の鼻への密着を保つ助けとなる。
さらに、帯状基材18として用いられる帯状布の紡績加工布構造によって、基材18の長さの、主に塑性であるが幾分弾性の、制限された変形が可能になる。(1)平坦な普通の状態に戻ろうとする弾性バンド30aおよび30bの固有の性質、(2)これらの弾性バンドおよび装着者の鼻12の表面構造の違い、(3)装着者の皮膚の動き(鼻の動き等)、あるいは枕等の外的な物体との接触によって外壁組織およびトラス部材16に与えられた剪断、引張り、***、剥離力のために生じた、外壁組織60および62に対するユニットあるいは単体のトラス部材16のずれ、等によって引き起こされ得る剥離力が、この帯を介して、その変形性質によって分散される。これらの剥離力には、鼻拡張器10を装着者の鼻12から剥離する性質がある。これらの剥離力を分散する際に、基材18は機械的緩衝物として機能し、これにより、集約された力が接着材料46および装着者の鼻12の皮膚へ伝達されるのを防ぐ。このような剥離力が鼻12の皮膚に集約された場合に接着材料46が拡張器10の下の皮膚の一部から剥がれることによって装着者14が感じる痒みの感覚は、集約された剥離力の伝達を防ぐことにより実質的に排除される。
拡張器10によって得られる拡張力の範囲、即ち、弾性バンド30aおよび30bに起因するトラス部材16の弾性によって得られる、外壁組織60および62にかかる外側方向への引張りの適切な範囲は、5グラム〜50グラム以上であることが分かっている。通常、10グラムより小さな拡張力では、吸気時に重大な程度の鼻づまりを伴うほとんどの装着者にとって不十分である。しかし、鼻づまりが十分に軽度である場合、僅か5グラム程度の拡張器10による拡張力でも、装着者に有効な効果が認められる場合がある。40グラムを超える拡張力では、全員ではないものの、この拡張器の多くの装着者にとって幾分過度であり、また不快であることが多い。
結果的に、鼻腔54および56の外壁60および62の、少なくとも弾性バンド30aおよび30bの切込み43a、43bおよび43cより内側の複数の位置に、典型的に20グラム〜30グラムの拡張ばね力をかけるように鼻拡張器10は製造される。これらの弾性バンドのそれぞれは、この合計の一部を生み出す。これらの切込みの拡張ばね力は、上述のように、拡張器10の端部にかけて段階的に低減しており、これにより、拡張器10の端部にかかる剥離力が低減される。ユニットあるいは単体のトラス部材16に用いられる2つの弾性バンド30aおよび30bには、ほぼ同じ位置かつ同じ大きさの切込み43a、43bおよび43cが、ほぼ同じ比率で設けられており、バンド30aおよび30bのそれぞれは、拡張器10の長さ方向の各位置における拡張ばね力の合計の約半分を生み出すが、鼻の長さに沿った拡張力の変化を可能にするために異なる長さまたは幅であり得る。
図1および図6において最良に示されるように、帯状基材18、帯状界面接着剤31aおよび31b、上部材料38、並びに第1および第2の弾性バンド30aおよび30bを備えているユニットのトラス部材16は、一方の端部に第1のスカロップ状(scalloped)エッジ70a、およびその部材の反対側の端部に第2のスカロップ状エッジ70bを含んでいる。第1の端部スカロップ状エッジ70aは、帯状基材18の第1の端部領域20、上部材料38の第1の端部領域39、弾性バンド30aおよび30bの第1の端部41aおよび41b、並びに帯状接着剤31aおよび31bの第1の端部33aおよび33bによって形成される。第2の端部スカロップ状エッジ70bは、帯状基材18の第2の端部領域22、上部材料38の第2の端部領域40、第1および第2の弾性バンド30aおよび30bの第2の端部42aおよび42b、並びに帯状接着剤31aおよび31bの第2の端部34aおよび34bによって形成される。第1および第2の端部スカロップ状エッジ70aおよび70bは類似であるため、片方のみ、ここでは第1の端部スカロップ状エッジ70aを説明することによりこの両方が理解される。
第1の端部スカロップ状エッジ70aは、セットバック物質76aによって分離される2つの凸部72aおよび74aを含む。トラス部材16の材料に適した組合せ材料の連続帯から拡張器10を形成するのに用いられる抜き型によって、凸部72aおよび74aの出張りの程度が設定される。弾性バンド30aおよび30bの第1の端部41aおよび41bによって、それぞれ対応する帯状接着材料31aおよび31bの第1の端部33aおよび33bに形成されるように、拡張器10の出張り部分(protruding portions)は選択される。弾性バンドの凸部が最外部であるため、連続帯からトラス部材16を抜き型で形成する際に、弾性バンド材料が全く無駄にならない。あるトラス部材16の弾性バンドを含む凸部は、その次のトラス部材16のそれらと適合であるため、製造工程中に、その間で切除されて失われる材料は本質的に全くない。セットバック76aを含む弾性バンドの片側上に含まれた凸部のセットバック、および弾性バンドの外側の材料のために、隣接するトラス部材部分の切除の度にこの材料が失われる。しかし、弾性バンド材料の損失をほぼなくしたことに加えて、この材料の損失も大きく低減されている。従って、拡張器の端部に延びる弾性連続帯を用いた製造工程は、結果的に非常に経済的である。
このように、連続製造工程において過度の無駄を出さずに拡張器を製造することが可能である。それでいて、これらの拡張器の図示したデザインによれば、表情の動きや睡眠中における枕等の外的な物体からの力等によって使用中にその端部が剥離することはない。即ち、装着者の鼻の皮膚から端部領域が剥がれてしまうことがない。この理由は、拡張器に設けられた弾性バンド30aおよび30bの端部にかけて設けられた切込み43a、43bおよび43cによって、拡張器の両端部のそれぞれにかけて、ばね定数が大幅に低減されているからである。このように、拡張器は、その長さ方向に沿ったばね定数の調節を可能にし、その長さ方向に沿った様々な位置で所望の値とすることができる。効率的な製造工程によって製造される。
図2で見られ得るように、弾性バンド30aおよび30bがこれらの帯状弾性バンドに切込み43a、43b、43cがカットされる前に、それぞれ帯状接着材料31aおよび31bによって帯状基材18に接着されている状況では、帯状基材18はこの接着により、切込みのカットがこれらの弾性バンドの部分を互いから分離するまで行われる場合でも、弾性バンド30aおよび30bの任意の部分を比較的同じ位置に保つ。これはカット行為が切込みの下の帯状基材18の部分を切断する場合でさえも本当であり、なぜなら帯状材料はこれらの弾性バンドの両端部よりも外側に延びているからである。上記帯状材料38もまたそのような切込みのカットに先立って弾性バンド30aおよび30bに接着されていて、切り込みカットがこの上部帯状材料を貫いて形成される場合、この保持行為は上部材料38によって補われるが、なぜならまた帯がこれらの弾性バンドの両側部を超えて延びているからである。
しかし、拡張器10中の帯状基材18と上部帯状材料38の提供は、該拡張器を製造する際のコストの上昇を結果として生じる。単なる弾性バンド材料から拡張器10を製造し、該材料を用いて多孔性(バンドが湿気の蒸発を助けるために小さな穴によって穿孔されている場合に必要であり、そうでなければ必要ない)の、アクリル系感圧生体適合性のその一側部に適用する接着剤を有する一体型構造を再び形成した場合、これらのコストは回避できる。この接着剤は、先述のように、得られる拡張器を着用者の鼻12の皮膚に接着するための係合手段を提供し、そして使用者の鼻12から該拡張器を不注意で引き離しがちな剥離力が拡散するのを助ける。しかし、この接着剤による剥離力の拡散は、典型的に、そのような拡張器を形成する弾性材料の中にある形で切込みが再び提供されなければ、剥離を防ぐのに不十分である。
弾性バンドまたは拡張器の端部を、切込みがそれを貫いて延びた場合でさえも拡張器の残りとともに保持する、そのような可能な切込み配置の1つは、拡張器の本体を形成する弾性材料バンドの両側部に達しないように、このバンド中に切込みを形成することである。この配置は、それにより切込みの両側に該切込みの端部とバンドの対応する側部との間にバンドの部分を残す。切込みとバンドの両側部との間に残るバンド材料は、もちろん、大変減少したばね定数を示し、それにより拡張器の対応する端部に存在する外向きの力を減少させ、それにより拡張器の端部が着用者の皮膚から剥離する傾向を減少させる。しかし、残るバンド材料はなお拡張器の端部、各切込みと対応する両端部エッジの1つとの間のそれらのバンドの部分に存在し、切込みが完全にバンドを貫いてカットされているにもかかわらず、帯状基材または上部帯状材料のいずれも必要としない。
すなわち、この切込みとバンドまたは拡張器の側部との間に残るバンド材料は、切込みを越えてバンドの端部を保持し、そしてまた非常に容易に曲がり、それにより事実上そのような曲がりを通じた効果で該剥離力を剪断力に変換することで、端部エッジでの剥離力を減少させる(これは、拡張器を着用者の鼻の皮膚に係合する接着材料によって、より良く妨げられる)。拡張器を形成する弾性バンド中のそのような切込みは、典型的に、バンド自身が弾性材料の原料から型でカットされるのと同時にカットされ、各切込みと得られたバンドの側部との間に小量の残存材料が常に存在することを保証する。バンドおよび切込みは、バンドの装着剤に覆われた側から反対側へとカットされ得、それにより切込みの側壁およびバンドの接着剤に覆われた表面は任意の鈍角で交わり、鋭いエッジが使用者の皮膚に接して配置されるのが回避される(鋭いエッジは、カットが他方の側から形成される場合、結果として生じ得る)。
そのような切込みは、上記のバンド材料中の単なる「V」カット、またはバンドに切り込まれた単なるスリットであり得るが、かなり広い切込みが代わりに用いられ得、それはバンドにわたって広がるが、バンドの幅よりも狭い範囲であり、すなわちそれはバンド中の細長い穴であり、例えば図7においてそのような拡張器の底側部(bottom side)絵画図として示される。そこで、拡張器10は単一の帯状弾性バンド80から形成され、帯状弾性バンドは多孔性の、アクリル系感圧生体適合性接着剤81(図7において点描で示される)を有し、この接着剤は着用者の鼻における使用の間にその底側となる側に塗られている。弾性バンド80は、バンド30aおよび30bに用いられたのと同じ弾性ポリマー材料(工業グレード、二軸延伸ポリエステル、例えば上記のMYLAR▲R▼ Type A)で、再び形成され、幅はバンドの中央の最も狭い部分で約0.375インチ、そして中間部の入り込みを過ぎて端部ではやや広くなり、そしておそらく、増加した幅を考慮して、同じ効果のばね定数を維持するために少し薄くなっている。
1組の細長い開口部82または穴が、広い切込みとして、接着剤81および弾性バンド80を貫いて与えられ、バンド80のいくつかの部分の間に実質的な分離を形成する、そして開口部または穴は、バンドの側部の近くまで広がるがそこには達さず、そしてそれぞれが該バンドの両端部エッジの1つの近くに位置する。開口部が完全にバンド80を貫き、それにより該バンドの囲まれた内部分をバンドの残りから完全に分離するように示されているが、開口部82はバンド80にわたって広がる必要はない。それらの大部分がバンド80にわたって広がっている場合でさえも、先に穴82を塞いでいた部分が除去されずに定位置に残され得る。これらの形態のいずれにおいても、開口部82は結果としてバンド80の中央の残存部分を、開口部82の両端部の端部分から実質的に分離している。さらに、弾性バンド80はかなりの領域、あるいは該バンドの全て(示されていない)にわたって多数の小さな開口部によって穿孔され得、その下で発達する湿気が蒸発するのを助けている。
開口部82の端とバンド80の側部との間に残存する材料部分83は、それぞれが、対応する開口部82とバンド80の両終端部エッジの近くの1つとの間に位置する終端部84を保持している。この材料部分83による端部分84の保持は、開口部82が完全にバンド80にわたって続く場合でさえも起こる。残存材料部分83はまた、鋭くそしてバンド80の中央部分に対して比較的容易に端部分84が曲がることを可能にし、その端部で結果として生じる大きな外向きの力がなく、該端部分が使用者の鼻の側部の輪郭に従うのを可能にする。この配置は、さもなければこれらの端部分84の外端においてかなりの剥離力となる力を、接着剤81によってかなり良く妨げられる剪断力へと効果的に変化させる。
図8は、ヒトの顔14の部分としての鼻12における図7の拡張器10の位置づけを示し、そこで典型的には上記の拡張器と同じ位置に置かれる。図7および8中に示される均質な一体構造拡張器の変形版(version)は、これらの図中に示され、帯80の各両端部の近くに位置して示されるただ1つの開口部82を有し、帯80中のそれらの位置において減じた効果的なばね定数を提供し、該帯の両端部において減じた外向きの力を結果として生じる。あるいは、一連のそのような開口部、または広い切込みが、帯80の各両端部の近くに提供され得、帯80中のそれらの位置において減じた効果的なばね定数を提供する(変化がより急でないように切込みは該帯の長さに沿ってより長い距離に延びる)。このばね定数の分散された減少は、開口部の端部とバンドの側部との間により多くまたはより少なく材料を残すようなそのようなシリーズ中で開口部について異なる長さを選択することにより、所望の分散にさらに適用され得る。従って、そのシリーズ中でバンド80の中心の最も近く(このシリーズ中で各連続開口部が最も短くバンド80の最も近い端部に向かってより長くなるように)、開口部82を有することによってばね定数における効果的な減少は、該バンドの中央に向かって最大の値から、値において下向きに徐々に小さくなり得る。
図9、10、11は、開口部82または切込みが、ばね定数の減少の分散に同じく影響を与えるように様々な代わりの形状に形成され得、それらが図7および8で開口部82について示したような延びた開口形状に限定されないことを示す。従って、図9では、拡張器10の上部の絵画図は、図7および8におけるそれらに代わる形状である切込みにわたる開口部またはカットを示すように提供され、この例における開口部は、延びた開口部または円い端部の長方形(図7および8の拡張器10における開口部82はこれに従う)よりも、むしろ対称的な円い穴82'である。
図10および11は、各々、拡張器10の末端部と中央部との間に切込みを形成する実質的な分離としての幅広い開口部よりも、むしろ切込みとしての、カットスリットの対を示す。図10は1対のスリット開口部82''を示し、これは図9における開口部82'の円形エッジの部分に従い、円の半分をいくらか越えており(しかし、楕円形または他の閉曲線の一部に従い得る)、円形部分の内部をバンド80の残部に、該バンドの中心に最も接近したそれらの側に沿って付着させて残す。スリット開口部82''は、その末端をバンド80の側部から離すように、半円点を過ぎて続き、それにより、スリットの末端から該バンドの側部まで裂け目が生長する可能性を最小化する。
あるいは、図11において、直線に従うスリットは、バンド80にカットされた実質的な分離であるが、その各末端に提供された小さな円形開口部を有し、それにより1対の開口部82'''を提供し、円形開口部は、また、スリットの末端からバンド80の側部まで任意の裂け目が生長するのを防ぐために提供される。この裂け目生長は、使用の間よりもむしろ拡張器10にこれらの開口部をダイカットする間に最も起こりがちであり、なぜならその使用は各拡張器について通常相対的にほとんど繰り返して曲げない残りの材料部83を生じるただ一度の機会起こるからである。
図7、9、10、および11の拡張器10に示されるように、それらの幅に沿いそして長さを横切る、バンド80の両端の各々に向かうそのような柔軟性を提供することに加えて、切込みまたは幅広い開口部また、弾性バンド80の、その長さに沿いそして幅を横切る、増加した柔軟性を提供するために使用され得る。従って、図12は、図7の拡張器10のような弾性バンド80の中央残部から末端領域84を実質的に分離する、1対の延びた開口部82を示すだけでなく、開口部82を横切り横断し、それらを越えて、それらの両端の間で拡張器10の長さにほぼ到達し、それによりバンド80の側部を実質的に分離するように提供された、縦方向の開口部85もまた示す。
結果として、縦方向の開口部85の端部と、対応する拡張器10の両端部エッジの1つとの間に提供されるさらなる残材料部86が存在する。拡張器10の両端部エッジに非常に接近して延びる縦方向の開口部85の存在は、縦方向の開口部85の提供の結果として形成された2つの側部または縦方向のサブバンド87が、残材料部86において互いに関して鋭くそして相対的に容易に曲がることを可能にし、それによりその幅を横切る弾性バンド80の柔軟性を増加させる。結果的に、サブバンド87は、図2の拡張器10における弾性バンド30aおよび30bの挙動にほとんど近づく。また、図12では、拡張器10の底部(bottom)絵画図が、弾性バンド80上の末端領域84およびサブバンド87に提供される接着剤81が、その上にある点描として表して見れるように、示される。
図13は、ヒトの顔14の部分の一部として見られる鼻12上に置かれた、図12の拡張器10を示す。また、図13の拡張器10は、鼻12上の前記の拡張器のために使用された位置に、典型的に置かれる。
拡張器10の幅を横切るさらなる柔軟性が、図12の拡張器10における縦方向の開口部85に平行する、弾性バンド80における追加の縦方向の開口部の使用によって、提供され得る。結果は図14に示され、今ここで示される弾性バンド80中に提供された1対の平行な縦方向の開口部85'が存在し、それにより3つのサブバンド87'を形成し、縦方向の開口部85'の各々は、対応する対の横断開口部82''''の両方のものを横切る。結果的に、2つの小さな材料残部83が、拡張器10の側部と開口部82''''との間に前のように提供され、そしてさらなる小さな残部83'が、拡張器10の各末端において2つの開口部82''''の間に提供される。同様に、材料の2つの残部86'が、縦方向の開口部85'の各々の末端と拡張器10の両端部エッジとの間に存在する。
図12および13の拡張器10は、弾性バンド80の下にそれに接着する図12に示されるバンド80の形態のような帯状基材を提供することにより、着用者の鼻に係合するための接着剤を有するこの帯で接着剤を弾性バンド80上よりもむしろその上に適用することで、前記拡張器にさらによりほとんど近づけられ得る。同様に、帯状上部材料が弾性バンド80上に供給され得、そして帯状基材の存在または非存在の下、そこに接着され得る。図14に示される弾性バンド80の形態が、代わりに使用され得る。
そのような配置の分解絵画図は、そこから接着剤81を除いた他の図12に示される弾性バンド80の形態を使用して図15に示されるが、接着剤は代わりに、得られる拡張器の着用者の鼻12への係合のために、帯状基材18'の底部側に置かれる。弾性バンド80は帯状基部18'に接着し、そしてその構造は、そこに接着した帯状上部材料38'を有し、同質よりもむしろ今は異質の、一体または単一体の拡張器構造を形成する。帯状基材18'は、図2における拡張基10の帯状基材18について先に記載されたのと同一の材料で形成され得、そして帯状上部材料38'は、図2の拡張基10において帯状上部材料38であったのと同一の材料で形成され得る。図2の拡張基10において、そこにある部材を単一体に形成するために使用されたのと同種の接着剤が、弾性バンド80を帯状基材18'および帯状上部材料38'に接着するために使用され得る。これは、典型的に、コーティング法により配置された多孔性のアクリル系感圧生体適合性接着剤であるか、またはアクリル系感圧生体適合性トランスファー(transfer)接着性材料が使用され得る。
あるいは、図12の拡張器10は、ちょうどそこに開示されるようにその底部側に接着剤81を有することを含めて使用され得、もしただ帯状上部材料38'が弾性バンド80に接着している場合、配置は図16における分解絵画図に示される。同様に、弾性バンド80は、帯状材料38'の使用を省略して、ただ帯状基材18'に接着され得る(構造は示さない)。また、図2の拡張器10において、そこにある部材を単一体に形成するために使用されたのと同種の接着剤が、使用され得る。図15および16の拡張器構造は、弾性バンド80の外側エッジと共に延びるか、あるいは弾性バンド80の寸法を超過して、それらの端部エッジを越えるか、またはそれらの側部を越えるか、またはその両方で、帯状上部材料38'を有し得る。図15の拡張器構造は、同様に、弾性バンド80の外側エッジと共に延びるか、あるいは弾性バンド80の寸法を超過して、それらの端部エッジを越えるか、またはそれらの側部を越えるか、またはその両方で、帯状基材18'を有し得る。
剥離力を分散するための帯状基材の使用の利益そして帯状上部材料の安定させる有用性が、それらの形状から弾性バンド80の使用に関して望まれる場合、同様の配置が、図7、9、10、および11の拡張器10のために供給され得る。従って、図17および18は、使用者の鼻の皮膚への係合用に使用されるために、弾性バンド80から帯状基材18'の底部へと移動した接着剤81を有する、図7由来の弾性バンド80の形態の使用を示す。これらの形状の分解絵画図において、それらの両端に開口部82を有する帯状弾性材料80は、帯状基材18'と帯状上部材料38'との間にそれらを接着するように提供される。図17において、帯状基材18'および帯状上部材料38'は、弾性バンド80と共に延びているように示されるが、これらの帯は図18に示される構造では弾性バンド80の寸法を超過する。
また、図7、9、10、および11に示される形態における拡張器10は、これらの構造において使用っされる弾性バンド80の任意のそれらの形態について、図17および18に示される構造から帯状基材18'の使用を省くことにより、着用者の鼻に係合するためにその底部側に適用される接着剤81と共に、そこに開示されるように使用され得る。これはただ上部帯状材料38'を弾性バンド80に接着して残し、この例は、図7に示される弾性バンド80の形態を使用して、図19および20に示される。また、図19は、弾性バンド80の外側エッジの寸法と共に延びる寸法を有する、帯状上部材料38'の分解絵画図を示し、および図20は、弾性バンド80の外側エッジの寸法を超過し、長さおよび幅の両方においてそれを越える寸法を有する、帯状上部材料38'の分解絵画図を示す。
あるいはまた、図17および18に示される構造から帯状上部材料38'を省くが、帯状基材18'の使用を維持し、そして着用者の鼻への係合における使用のために、それらの構造において使用される図7、9、10、および11に示される弾性バンド80の任意の形態から、帯状基材18'の底部へと接着剤81を移動させることが可能である。図21および22において、それらの両端に皮膚係合接着剤を有する帯状基材18'に接着した、図7に示される弾性バンド80の形態の使用をまたベースとした、この配置の分解絵画図が示される。図21に示される図において帯状底部18'は、弾性バンド80と共に延びるが、図22において帯状基材18'は、帯状弾性体80の寸法を、長さおよび幅の両方において超過する。ここでまた、図2の拡張器10において、そこにある部材を単一体に形成するために使用されたのと同種の接着剤が、図17から22に関して記載される構造において使用され得る。
好適な実施態様を参照しながら本発明の説明を行ったが、本発明の思想および範囲から逸脱することなく、形態および細部に関する変更が可能であることを当業者は認識する。
Claims (11)
- 解剖学的外壁組織に分離応力を導入することができる拡張器であって、該拡張器は、
トラスを有し、該トラスは、該トラスの両端部において端部エッジによって終結されている1対の間隔を空けた端部面を有し;および該トラスは、該トラス中に該端部エッジの間に延びる選択される厚さの第1の弾性バンドを少なくとも含む回復力を生じるための手段を有し、該トラスへの外部からの間隔を減少する力によって、該間隔を空けた端部面が初めの位置から互いに向かうようにされて、それらの間の真っ直ぐの間隔を実質的に減じさせられた場合に、該端部面間の該真っ直ぐの間隔を回復する性質を持つ回復力が該トラスに生じ、
ここで該回復力は少なくとも該第1の弾性バンドによるものであり;
およびさらに、該トラスは、該第1の弾性バンド中の選択される位置において該回復力を減じるための手段を有し、
ここで該手段は、該第1の弾性バンドの選択される部分の間の該選択される位置にある分離部を有し、
ここで該分離部は、該第1の弾性バンドの少なくとも第1面に交差する対応する分離エッジによって囲まれており、;
該分離部が、該第1の弾性バンドの第2面の少なくとも一部に、該第1面があるのと反対の側で、交差する対応の分離エッジを有し、および
係合手段を有し、該係合手段は、外壁組織の露出面に係合するように適応させた該端部面に接着され、および該回復力に対してその係合を保つ係合手段、
を備えた拡張器。 - 該第1の弾性バンドは、その第1の端部で該端部エッジによっておよびその間で該分離部が生じる2つの側部エッジによって境界をつけられ、各該側部エッジと実質的に平行である該分離エッジの対応する部分、この該分離エッジがそこで最も接近する、請求項1に記載の拡張器。
- 該トラスが、可撓性の帯状被覆材を有し、該第1の弾性バンドが少なくとも一部が、該可撓性の帯状被覆材と、係合する外壁組織の任意の露出面との間に、位置する、請求項1に記載の拡張器。
- 該トラスが、可撓性の帯状基材を有し、該帯状基材の位置が少なくとも一部が、該第1の弾性バンドと、係合する外壁組織の任意の露出面との間に、位置する、請求項1に記載の拡張器。
- 該第1の弾性バンドが、全体が、少なくとも部分的に穴の開いたポリマー材料を形状化したシートからなる、請求項1に記載の拡張器。
- 該分離エッジが、該トラスの該端部エッジの間に、縦方向に沿って実質的に互いに平行に延びる2つの縦の部分を有し、該縦方向を横断する方向に延びている各両端部で、該分離エッジの横断エッジ部分とつながる、請求項1に記載の拡張器。
- 該第1の弾性バンドの選択される部分の間の選択される位置に、複数の分離部が存在し、各該分離部が少なくとも該第1面に交差する対応する分離エッジによって囲まれている、請求項1に記載の拡張器。
- 該分離エッジが、間隔をあけて互いに該分離部を横切った部分を有し、該分離部が少なくとも一部が該第1の弾性バンドに開口部として形成される、請求項1に記載の拡張器。
- 該分離エッジが、近接して互いに該分離部を横切った部分を有し、該分離部が少なくとも一部が該第1の弾性バンドにスリットとして形成される、請求項1に記載の拡張器。
- 該第1の弾性バンドの選択される部分の間の選択される位置に複数の分離部が存在し、各該分離部は少なくとも該第1面に交差する対応する分離エッジによって囲まれ、該第1の弾性バンドはその両端部において、残された該端部エッジによっておよびさらにその間に該複数の分離部の他の分離部が生じる2つの側部エッジによって境界をつけられ、2つの各該側部エッジに実質的に平行である該分離エッジの対応する部分、この該分離エッジがそこで最も接近する、請求項2に記載の拡張器。
- 該第1の弾性バンドの選択される部分の間の選択される位置に複数の分離部が存在し、各該分離部は少なくとも該第1面に交差する対応する分離エッジによって囲まれ、該複数の分離部の該分離エッジは、各々、該トラスの該端部エッジの間に縦方向に沿って互いに実質的に平行に延びる2つの縦の部分を有し、そして各両端部で、該縦方向を横切る方向に延びる該分離エッジの横断エッジ部分とつながる、請求項6に記載の拡張器。
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