专利名称：电活性聚合物致动的胃束带的制作方法
技术领域：
本发明主要涉及治疗肥胖的装置，尤其涉及远程调节胃束带直径的方法和装置。
背景技术：
在所有年龄的人群中，肥胖正逐渐成为一个普遍的问题，它导致许多健康问题，诸如糖尿病和心脏病。治疗肥胖的一个解决方案是胃束带外科手术，其中，限制环或束带靠近食管围绕胃的上部放置，以便限制患者对食物的摄取。最初，胃束带的插入需要在患者腹部处具有大量切口的大手术。对这种方法的改进是引入可通过腹腔镜方式植入的胃束带。通过采用腹腔镜方式，仅形成小的切口，外科器械通过该切口插入胃束带，用胃束带围绕胃部，由此减小切口的尺寸并且减少可能的组织损坏量。
尽管最初的胃束带只能通过随后的手术来调节，已经开发了可调节胃束带，它允许医生根据患者的需要来调节束带的直径，而不需要侵入性手术。目前在一些可调节胃束带的模型中，使用了带有可膨胀囊的束带。该可膨胀囊通过管道连接到置于患者皮肤下面的端口。使用插入到所述端口的针将盐水通过管道传递来使该囊膨胀或将其抽空，从而减小或增大束带直径的尺寸，由此控制患者的食物摄取。
尽管这种可膨胀束带不需要附加的手术来对其进行调节，但是在使用端口和针引入盐水时会出现问题。例如，反复调节会在皮肤上在端口周围形成疤痕。流体填充囊的使用也会引起穿刺或过度膨胀的潜在危险。
因此，需要能够在胃束带被植入后对其尺寸进行调节的方法和装置。
发明内容
本发明总的来说提供了用于远程致动胃束带以对其直径进行调节的方法和装置。尽管这可通过各种技术来实现，在一个实施例中，所述装置包括挠性束带，所述束带具有第一端部和第二端部，这两个端部互相配合，以便环绕胃。至少一个致动器被连接到所述挠性束带，并且该致动器适于在被施加电能时扩张和收缩，以便调节所述束带的直径。在一个示例性实施例中，致动器被连接到形成于束带上的栓锁机构，并且该致动器适于在被施加电能时扩张和收缩所述栓锁机构，以便调节所述束带的直径。
尽管所述束带和栓锁机构均可具有各种构造，但是，在一个示例性实施例中，所述束带包括形成于第一端部的齿和形成于第二端部的栓锁机构，该栓锁机构被构造为与所述齿接合。尤其是，该栓锁机构包括移动致动器，该移动致动器适于与所述齿接合，以选择性地使第一端部和第二端部相对彼此运动，从而允许减小所述束带的直径。尽管可以各种方位将所述一个或多个致动器连接到所述栓锁机构来形成移动致动器，在一个示例性实施例中，移动致动器可以被连接到第一挠性臂，该第一挠性臂从所述栓锁机构延伸并适于接合其中一个齿。在使用过程中，当能量传递到该移动致动器时，该移动致动器适于扩张第一臂，从而使其从与第一齿的接合运动到与第二齿的接合。当终止能量传递时，该移动致动器收缩第一臂，以使束带的第二端部相对于束带的第一端部运动，由此减小该挠性束带的直径。在另一个实施例中，至少一个附加臂能够定位在所述第一臂附近，用于保持与第一齿的接合，同时使所述第一臂扩张成与第二齿接合。
在又一个实施例中，所述栓锁机构包括一个锁定致动器，该锁定致动器适于使所述束带的第一和第二端部相对于彼此可松开地锁定。所述锁定致动器适于在被施加能量时增大在所述栓锁机构中的开口，以便使第一和第二端部相对于彼此滑动运动。这样，当所述锁定致动器被启动以松开该第一和第二端部时，该第一和第二端部相对于彼此滑动，以允许增大该束带的直径。尽管所述一个或多个致动器能够以各种方位连接到所述栓锁机构来形成所述锁定致动器，在一个示例性实施例中，所述栓锁机构为外壳形式，带有穿过其形成的开口并由相对的第一和第二侧壁以及在所述第一和第二侧壁之间延伸的顶面和底面形成。所述锁定致动器包括连接到该第一侧壁的第一致动器和连接到该第二侧壁的第二致动器。当能量传递到该第一和第二致动器时，所述致动器能够增大该第一和第二侧壁的高度，由此增大开口，从而允许所述胃束带的第一和第二端部的滑动运动。所述胃束带还可选地包括偏压元件，用于在启动该锁定致动器时将束带偏压到最大直径。仅仅作为非限制性的例子，一个合适的偏压元件为形成于束带的内周界的弹簧。
所述致动器可由各种材料形成。在一个示例性实施例中，所述一个或多个致动器为电活性聚合物(EAP)的形式。例如，所述一个或多个致动器可为纤维束的形式，所述纤维束具有在其中带有几个电活性聚合物纤维和离子流体的挠性导电外壳。或者，所述一个或多个致动器为层压件的形式，该层压件具有至少一个挠性导电层、电活性聚合物层以及一个离子凝胶层。多个层压的层用于形成组合件。
此处还公开了用于远程调节围绕胃设置的胃束带的方法。在一个实施例中，所述方法包括可选择地将能量传递到至少一个可电扩张和收缩的致动器，以改变所述胃束带的直径，所述致动器设置在围绕胃定位的胃束带上。例如，在一个实施例中，能量被传递到锁定致动器，以允许胃束带的第一和第二端部相对于彼此滑动运动，从而允许增大所述束带的直径。在某些示例性实施例中，所述锁定构件在能量传递到它时能够扩张在位于胃束带上的栓锁机构中形成的开口，以允许束带的第一和第二端部的滑动运动。在另一个实施例中，能量被传递到移动致动器，以使束带的第一和第二端部相对于彼此运动，从而允许减小束带的直径。在某些示例性实施例中，束带的第一端部包括形成于其上的齿，并且第二端部包括形成于其上并具有从其开始延伸用于与至少一个齿接合的栓锁机构。当能量传递到所述移动致动器时，所述臂能够扩张以接合相邻的齿。当能量传递终止时，所述臂能够收缩，以使第一和第二端部相对彼此运动并且减小束带的直径。尽管可采取各种技术传递能量，在一个示例性实施例中，能量被远程传递到皮下的换能器，该换能器被连接到可电扩张和收缩的致动器。
更具体地说，本发明涉及了如下内容(1)一种胃束带，包括适合于环绕胃部的挠性束带；在所述束带上形成的栓锁机构；以及至少一个致动器，其被连接到所述栓锁机构，并且适于在其上施加能量时扩张和收缩所述栓锁机构，以便调节所述束带的直径。
(2)如第(1)项所述的胃束带，其中，所述至少一个致动器包括电活性聚合物。
(3)如第(1)项所述的胃束带，其中，所述挠性束带包括在其上形成有多个齿的第一端部，和在其中形成有栓锁机构的第二端部，该栓锁机构用于与形成于第一端部上的多个齿接合。
(4)如第(3)项所述的胃束带，其中，所述栓锁机构包括锁定致动器，该锁定致动器适于使所述第一和第二端部相对于彼此可松开地锁定；移动致动器，该移动致动器适于与所述齿接合，以选择性地使第一端部和第二端部相对彼此运动。
(5)如第(4)项所述的胃束带，其中，所述锁定致动器适于在被施加能量时增大在所述栓锁机构中的开口，以便使第一和第二端部相对于彼此可滑动地运动。
(6)如第(5)项所述的胃束带，其中，在所述栓锁机构中的开口由具有相对的第一和第二侧壁以及在所述第一和第二侧壁之间延伸的顶面和底面的外壳形成，并且所述锁定致动器包括连接到该第一侧壁的第一致动器和连接到该第二侧壁的第二改动器。
(7)如第(6)项所述的胃束带，其中，所述第一和第二致动器适于增大该第一和第二侧壁的高度。
(8)如第(4)项所述的胃束带，其中，所述移动致动器被连接到第一臂，该第一臂从所述栓锁机构开始延伸并适于接合所述多个齿中的一个。
(9)如第(8)项所述的胃束带，其中，当能量传递到该移动致动器时，所述移动致动器适于扩张所述第一臂，从而使其从与第一齿的接合运动到与第二齿的接合，并且当终止能量传递时，该移动致动器收缩所述第一臂，以使所述第二端部相对于第一端部运动，由此减小该挠性束带的直径。
(10)如第(9)项所述的胃束带，还包括至少一个附加臂，其定位在所述第一臂附近，并且适于保持与第一齿的接合，同时使所述第一臂扩张成与第二齿接合。
(11)如第(1)项所述的胃束带，其中，所述至少一个致动器被连接到换能器，所述换能器适于皮下植入并可从外部能量源远程接收能量。
(12)如第(1)项所述的胃束带，还包括偏压元件，该偏压元件被连接到所述挠性束带，并适于将所述挠性束带偏压到最大直径。
(13)如第(1)项所述的胃束带，还包括适于增大所述挠性束带的直径的第一致动器和适于减小所述挠性束带的直径的第二致动器。
(14)一种胃束带，包括挠性束带，该挠性束带适合于环绕胃部并具有能够彼此配合的第一和第二端部；以及至少一个可电扩张和收缩的致动器，其被连接到所述挠性束带，并且适于在其上施加能量时调节所述束带的直径。
(15)如第(14)项所述的胃束带，其中，所述至少一个可电扩张和收缩致动器包括电活性聚合物致动器。
(16)如第(14)项所述的胃束带，其中，所述至少一个可电扩张和收缩致动器被连接到形成于所述第一和第二端部之一上的栓锁机构。
(17)一种用于远程调节围绕胃设置的胃束带的方法，包括可选择地将能量传递到至少一个可电扩张和收缩的致动器，以改变所述胃束带的直径，所述致动器设置在围绕胃定位的胃束带上。
(18)如第(17)项所述的方法，其中，可选择地将能量传递到至少一个可电扩张和收缩的致动器包括将能量传递到锁定致动器从而使胃束带的第一端部和第二端部相对彼此可滑动地运动，并且将能量可选择地传递到移动致动器从而使第一端部和第二端部相对彼此运动。
(19)如第(18)项所述的方法，其中，所述第一端部包括形成于其上的多个齿，并且第二端部包括栓锁机构，该栓锁机构形成于第二端部上，具有用于接收第一端部的开口和用于与所述多个齿的至少一个接合的臂。
(20)如第(19)项所述的方法，其中，所述锁定致动器当能量传递到其上时扩张所述开口以使第一端部脱离接合，当能量传递终止时收缩所述开口以与第一端部接合。
(21)如第(19)项所述的方法，其中，所述移动致动器当能量传递到其上时使所述臂扩张以接合相邻的齿，当能量传递终止时使所述臂收缩，以使第一和第二端部相对彼此运动。
(22)如第(17)项所述的方法，其中，能量被远程传递到皮下的换能器，该换能器被连接到可电扩张和收缩的致动器。
(23)如第(17)项所述的方法，其中，所述至少一个可电扩张和收缩致动器包括电活性聚合物。
(24)如第(17)项所述的方法，其中，可选择地传递能量包括将能量传递到第一致动器，以增大所述胃束带的直径；以及将能量传递到第二致动器，以减小所述胃束带的直径。
(25)如第(24)项所述的方法，其中，第一致动器被连接到一个臂，该臂使胃束带的第一端部和第二端部相对彼此运动，由此减小胃束带的直径，第二致动器被连接到栓锁，该栓锁可扩张，以使胃束带的第一端部和第二端部相对彼此可滑动地运动，由此增大胃束带的直径。
通过结合附图从以下详细说明将可更清楚地了解本发明，其中图1A是可调节胃束带的一个示例性实施例的透视图；图1B是图1A所示胃束带的栓锁机构和致动器的透视图；图1C是图1B所示栓锁机构和致动器的透视图，示出了启动并处于扩张位置的移动致动器；图2A是现有技术的纤维束型EAP致动器的剖视图；图2B是图2A所示现有技术致动器的径向剖视图；图3A是带有多层EAP复合层的现有技术的层压型EAP致动器的剖视图；图3B是图3A所示现有技术致动器的其中一个复合层的透视图；图4是可调节胃束带的另一个示例性实施例的透视图；图5是根据另一个示例性实施例的围绕胃定位的可远程调节胃束带的示意图。
具体实施例方式
下面将说明一些示例性实施例，来形成对此处所披露的装置和方法的结构、功能、制造和使用的原理的总体理解。参照附图给出这些实施例中的一个或多个实施例。本领域普通技术人员可以理解，此处具体说明并参照附图示出的装置和方法为非限制性的示例性实施例，并且本发明的范围仅由权利要求书限定。参照一个示例性实施例示出或说明的特征可与其它实施例的特征结合。这种变型和变化包括在本发明的范围内。
本发明总的来说提供用于远程调节胃束带的直径的方法和装置。尽管胃束带可具有任何构造，并且用于远程调节胃束带的直径的各种技术均可被结合到现有技术已知的任何胃束带或类似的装置上，图1A-1C示出了胃束带的一个示例性实施例。如图所示，胃束带300具有大致细长的形状，并带有相对的端部302、304，此处被称为头部302和尾部304，所述各端部彼此配合以形成环。束带300的直径d可以是变化的，但在一个示例性实施例中，其尺寸优选地被设定成围绕胃安装，以用于治疗肥胖症。束带300还可由各种材料制成，但在一个示例性实施例中，其优选地为挠性的，以允许束带300的直径d变化。束带300还可包括便于应用的其它特征。例如，束带300的内表面可由可改变的材料形成，以便与组织接触。仅作为非限制性的例子，束带300的内表面可包括可膨胀的囊322，如图所示，该囊围绕束带300的内表面设置，以提供接触胃的相对柔软的表面。
束带300的头部302和尾部304均可具有各种构造，并且各种技术均可被用于使头部302和尾部304配合。在示出的示例性实施例中，尾部304具有形成于其上的多个齿304a-h，并且头部302具有形成于其上用于接收尾部304并且与所述齿304a-h接合的栓锁机构306。尽管栓锁机构306的形状和尺寸可变，但在一个示例性实施例中，所述栓锁机构306为大致矩形外壳的形式，该外壳具有相对的第一侧壁306a和第二侧壁306b以及在所述第一侧壁306a和第二侧壁306b之间延伸的顶面306c和底面306d。所述侧壁306a、306b以及顶面306c和底面306d形成从其中穿过的开口，用于接收束带300的尾部304。为便于束带300的直径d的调节，所述外壳的至少一部分，并且更优选地为外壳的侧壁306a、306b，由挠性和/或弹性材料形成，以允许侧壁306a、306b扩张和收缩，从而增大和减小所述开口的尺寸，由此调节束带300的直径d，如下面将要详细描述的。仅仅作为非限制性的例子，在一个示例性实施例中，挠性和/或弹性栓锁机构由诸如硅氧烷或胶乳的生物相容性聚合物制成。仅仅作为非限制性的例子，其它适合的生物相容性弹性体包括合成聚异戊二烯、氯丁二烯、氟橡胶、腈以及氟硅氧烷。本领域技术人员能够理解，可以对材料进行挑选，以获得需要的机械性能。
该栓锁机构306可包括一个或多个形成于其上的臂，用于接合位于尾部304上的齿304a-h的其中一个或多个。在图1A所示的实施例中，该栓锁机构306具有中央臂307a和在该中央臂307a的两侧形成的相对的侧臂307b、307c。每个臂307a、307b、307c可具有各种形状和尺寸，并且其构造可根据形成于尾部304上的齿304a-h的构造而改变。在一个示例性实施例中，每个臂307a、307b、307c从外壳的顶面306c延伸并具有带有钩状构件的大致细长的形状，该钩状构件形成于其终端并与齿304a-h成相对关系。每个臂307a、307b、307c上的所述钩状构件以一定角度延伸，该角度与齿304a-h的角度互补，从而允许臂307a、307b、307c与齿304a-h接合并防止束带300打开。为便于束带300的直径d的调节，所述各臂中的至少一个臂(例如中央臂307a)可由挠性和/或弹性材料制成，以允许臂307a扩张和收缩，从而接合附近的齿，由此调节束带300的直径，如下面将要详细描述的。本领域技术人员能够理解，挠性和/或弹性臂307a可由各种材料形成，例如由前面提及的那些材料形成。
如前面指出的，该栓锁机构306还可包括至少一个连接到其上的致动器，用于调节束带300的直径d。尽管致动器的数量可变，在一个示例性实施例中，该栓锁机构306可包括一个锁定致动器和一个移动致动器。该锁定致动器适于在处于保持位置时将头部302和尾部304相对彼此锁定，在将能量传递到其上时解锁头部302和尾部304。结果，当启动该锁定致动器时，头部302和尾部304可相对于彼此自由滑动，由此增大束带300的直径d。如将在下面进行详细描述的，所述束带300可包括偏压元件，用于在启动该锁定致动器308时将束带300偏压到最大直径，由此增大所述直径d。移动致动器适于在有能量施加到其上时使头部302和尾部304相对于彼此运动，由此允许减小束带300的直径d。
尽管致动器可具有各种构造，一种适合的构造为电活性聚合物致动器。电活性聚合物(EAP)(也称为人造肌肉)是能够响应于电场或机械场显示压电、热电或电致伸缩特性的材料。尤其是，EAP是一组当施加电压时改变形状的导电的掺杂质的聚合物。导电聚合物与一些形式的离子流体或凝胶使用电极配对。通过向电极施加电势，离子从流体/凝胶流入或流出导电聚合物，并且这种流动导致聚合物形状的变化。通常，可根据使用的具体的聚合物和离子流体或凝胶施加范围为1V-4kV的电势。应当十分注意的是，在赋能时EAP并不改变体积，而是仅在一个方向扩张而在横向方向收缩。
EAP的主要优点之一是能够电控并且微调其状态和特性。通过穿过EAP施加外部电压可使EAP反复变形，并且在使施加的电压的极性反转时，EAP能够迅速恢复它们的初始形状。可以选择具体的聚合物来产生不同类型的包括扩张、线性运动的运动结构以及弯曲结构。EAP还能够配对到诸如弹簧或挠性板的机械式机构上，以便在向EAP施加电压时改变EAP对所述机械式机构的作用。传递到EAP的电压量还能够对应于运动量或尺寸的变化量，由此可以控制能量传递来实现需要的变化量。
存在两种基本类型的电活性聚合物并且每种类型有多种结构。第一种类型是纤维束，其由捆绑到一起协同工作的大量纤维构成。所述纤维的尺寸通常大约为30-50微米。这些纤维可以类似纺织品那样被编织成束，并由此通常被称为EAP纱。在使用过程中，EAP的机械构造确定了EAP致动器及其运动能力。例如，可以将EAP形成为长的绞股并围绕单中央电极缠绕。挠性的外部护套将形成致动器的另一电极并且容纳实现所述装置功能所必需的离子流体。当施加电压时，EAP将膨胀，从而导致绞股收缩或缩短。可从商业渠道获得的纤维EAP材料的一个例子是由Santa Fe Science andTechnology制造，其作为PANIONTM纤维出售，这在美国专利No，6,667,825中有描述，该专利在此通过引用全部并入本文。
图2A和2B示出了由纤维束形成的EAP致动器100的一个示例性实施例。如图所示，所述致动器100大致包括挠性导电外护套102，该外护套102为具有形成于其上的相对的绝缘端帽102a和102b的细长圆柱形构件的形式。但是，所述导电外护套102取决于使用意图可具有各种其它形状和尺寸。如进一步示出的，导电外护套102连接到回流电极108a，并且能量输送电极108b延伸通过其中一个绝缘端帽(例如端帽102a)、经过导电外护套102的内腔并进入相对的绝缘端帽(例如端帽102b)。所述能量输送电极108b可以为例如铂阴极导线。所述导电外护套102还可包括设置在其中的离子流体或凝胶106，用于将能量从能量输送电极108b输送到设置在外护套102内的EAP纤维104。特别的，几个EAP纤维104平行布置，且在端帽102a、102b之间延伸并进入每个端帽102a、102b。如上所述，各纤维104可以各种方位布置，以提供需要的结果，例如径向扩张或收缩，或者弯曲运动。在使用过程中，能量可以通过有源的能量输送电极108b和导电外护套102(阳极)传递到致动器100。该能量将导致离子流体中的离子进入EAP纤维104，由此使纤维104沿一个方向(例如径向)扩张，这样每个纤维104的外径增大，而在横向方向(例如径向)收缩，这样各纤维的长度减小。结果，端帽102a、102b被拉向彼此，由此收缩和减小挠性外护套102的长度。
另一种类型的EAP是层压结构，该层压结构由一层或多层EAP、设置在每层EAP之间的一层离子凝胶或离子流体、以及固定到该结构的一层或多层挠性导电板(诸如正的板电极和负的板电极)组成。当施加电压时，层压结构沿一个方向扩张，并且在其横向或垂直方向收缩，由此导致连接到该结构上的一个或多个挠性板根据该EAP相对于它们的构造而缩短或加长，弯曲或挠曲。可从商业渠道获得的层压EAP材料可以从作为SRI Laboratories的一个部门的ArtificialMuscle Inc.获得。板状EAP材料(被称为薄膜EAP)也可以从日本的EZMEX获得。
图3A和3B示出了由层压件形成的EAP致动器200的一个示例性实施例。首先参照图3A，所述致动器200包括多层(例如图示为五层210、210a、210b、210c、210d)层压EAP复合材料，这些层通过在其间设置的粘合剂层103a、103b、103c、103d彼此附着。在图3B中更详细的显示了其中一个层(例如层210)，并且如图所示，层210包括第一挠性导电板212a、EAP层214、离子凝胶层216以及第二挠性导电板212b，所有这些层彼此固定形成层压复合材料。该复合材料还包括分别连接到所述挠性导电板212a、212b的能量输送电极218a和回流电极218b，如图3B进一步显示的。在使用过程中，能量可以通过有源的能量输送电极218a传递到致动器200。该能量将导致离子凝胶层216中的离子进入EAP层214，由此使层214沿一个方向扩张，而在横向方向收缩。结果迫使挠性板212a、212b挠曲或弯曲，或者与EAP层214一起改变形状。
仍参照图1A，如前所述，胃束带300包括锁定致动器和/或移动致动器。在图1B和1C中更详细的示出了每个致动器的示例性构造，但是，本领域技术人员能理解，可以使用各种其它技术来形成锁定和/或移动致动器。
如图所示，一个示例性锁定致动器可通过如下方式形成，即，将第一致动器308连接到栓锁机构306的外壳部分的第一侧壁306a，并且将第二致动器(未示出)连接到栓锁机构306的外壳部分的第二侧壁306b。所述锁定致动器308可采用各种技术连接到侧壁306a、306b上，并且可选地由这些锁定致动器308形成侧壁306a、306b，或者将它们埋嵌入侧壁306a、306b中，或者将它们设置在侧壁306a、306b上。在示出的实施例中，所述锁定致动器308被附着到每个侧壁306a、306b的外表面上。所述锁定致动器308的方位也可根据所使用的致动器的类型而改变，但在一个示例性实施例中，锁定致动器308为由EAP层压件形成的、或者由多层层压件形成的EAP复合材料形成的细长条带或者片材的形式。所述条带或者片材可被定向成沿着顶面306c和底面306d的方向扩张(这将导致在横向上收缩)。结果，当能量传输到致动器308时，致动器306扩张以增加所述外壳的高度，由此增大栓锁机构306内的开口的尺寸，从而允许束带300的第一端部302和第二端部304相对于彼此滑动运动。特别的，增大所述开口消除了由栓锁机构306向尾部304施加的向下的力，从而允许栓锁机构306的臂307a、307b、307c与尾部304上的齿304a-h脱离接合，由此使头部302和尾部304分离并滑动分开，以便增大束带300的直径d。当终止向致动器308传输能量时，第一侧壁306a和第二侧壁306b的高度h减小到它们的初始高度，由此将开口减小到其初始尺寸，并且将来自栓锁机构306的向下的力回复到尾部304上，从而将头部302和尾部304锁定在一起。
如前所述，为了便于在锁定致动器308启动时束带300的打开，该束带包括用于将束带300偏压到最大直径的偏压元件。尽管偏压元件可具有各种构造，但在一个示例性实施例中，如图4所示，束带300′包括设置在束带的内圆周处的弹簧322′，用于将束带300偏压到最大直径。还可选的使用由EAP致动器形成的偏压元件，在能量传递到锁定致动器308时，能量可被传递到EAP致动器，从而使束带受到偏压而张开。
仍参考附图1B和1C，尽管横向致动器可具有各种构造，但在一个示例性实施例中，该横向致动器可通过将致动器310连接到栓锁机构306的所述各臂的至少一个(例如中央臂307a)上来形成。所述致动器310可采用各种技术连接到臂307a上，但在一个示例性实施例中，该致动器310被附着到臂307a的外表面上。可选的是，由致动器310形成臂307a，或者将它埋嵌入臂307a中。所述致动器310的方位也可根据所使用的致动器的类型而改变，但在一个示例性实施例中，致动器310为由EAP层压件或者EAP复合材料形成的细长条带的形式，其可被定向成以增大臂307a的长度1的方式扩张(这将导致在横向上收缩)。结果，当能量传输到致动器310时，中央臂307a将从与位于尾部304上的第一齿接合运动成与位于尾部304上的邻近齿接合。图1中示出了当能量施加到移动致动器310时臂307a的位置，其中，臂307a正在进行扩张，并从位于尾部304的齿304h向着邻近的齿304g运动。当臂307a扩张时，其挠曲以便在邻近齿304g上方运动并与之接合。位于中央臂307a两侧的臂307b、307c与齿304h保持接合，以防止束带300张开。一旦中央臂307a与邻近齿接合，向致动器310的能量传输终止，由此导致臂307a收缩到其原始长度。当这种收缩发生时，侧臂307b、307c与头部302的连接到栓锁机构306的其它部分一起向着邻近齿304g推压并在其上挠曲，以便与该邻近齿304g接合，从而导致束带300的直径d的减小。直径d的减小量与在第一齿304h和邻近齿304g之间的距离相等，第一齿304h和邻近齿304g之间的距离可被设定成能获得所需的运动量。可选的，传输到致动器310的能量可被如此调节，将臂307a的长度1扩张为与目前和臂307a、307b、307c接合的齿隔开一个或多个齿的齿接合，由此允许以更大的增量减小束带300的直径d。
在使用过程中，当将胃束带300围绕患者胃部植入之后，锁定致动器308和移动致动器310允许束带300的直径根据患者的需要而可选择性地增大或减小。如前所述，通过将能量传递到移动致动器310来扩张所述臂307a、并然后终止能量传递来收缩所述臂307a可减小束带300的直径。可以重复该步骤直到获得所需的直径。如果直径d过小，可以启动锁定致动器308来松开栓锁机构306，允许束带300扩张到最大直径。可选地在束带上形成止挡机构，用来防止头部和尾部脱开。终止对锁定致动器308传递能量会导致栓锁机构与尾部重新接合。这样直径可被再次减小，如果需要的话。
本领域技术人员会理解，尽管可采取各种技术将能量传递到锁定致动器308和移动致动器310，在一个示例性实施例中，每个致动器308、310均包括回流电极和连接到其上的输送电极，用于分开地将能量传递到每个致动器308、310。电极312可以被连接到换能器，所述换能器适于皮下植入并可从位于患者体外的外部能量源远程接收能量。如图5所示，其中胃束带300围绕胃部植入，并具有从其延伸出连接到换能器500的电极312。这种构造允许调节胃束带300的直径d，而不要手术。
本领域技术人员可以理解，可以采用各种其它技术来使用EAP调节胃束带的直径。仅作为非限制性的例子，在另一个示例性实施例中，EAP致动器可围绕整个束带设置，从而允许束带沿径向扩张和收缩。这些致动器可被连接到能量源，所述能量源可连续施加以使束带保持恒定直径。因而可将这些致动器连接到电控制器而以预定进程对能量传输进行定时，而不是持续不变的传输能量。例如，能量传递可以定时成在患者消耗食物时以预定间隔变化，从而允许在这些时间段减小束带的直径来限制食物的摄取。因此，致动器可具有各种其它构造、形状和尺寸，它们可以各种方位放置来提供对束带直径的调节。
本领域技术人员将会理解本发明基于上述实施例的其它特征和优点。因而本发明并不由已经特别示出和描述的内容限制，而是由后附权利要求表明。在此引用的所有出版物和对比文件通过引用而明确地全部并入本文。
权利要求
1.一种胃束带，包括适合于环绕胃部的挠性束带；在所述束带上形成的栓锁机构；以及至少一个致动器，其被连接到所述栓锁机构，并且适于在其上施加能量时扩张和收缩所述栓锁机构，以便调节所述束带的直径。
2.如权利要求1所述的胃束带，其中，所述至少一个致动器包括电活性聚合物。
3.如权利要求1所述的胃束带，其中，所述挠性束带包括在其上形成有多个齿的第一端部，和在其中形成有栓锁机构的第二端部，该栓锁机构用于与形成于第一端部上的多个齿接合。
4.如权利要求3所述的胃束带，其中，所述栓锁机构包括锁定致动器，该锁定致动器适于使所述第一和第二端部相对于彼此可松开地锁定；移动致动器，该移动致动器适于与所述齿接合，以选择性地使第一端部和第二端部相对彼此运动。
5.如权利要求4所述的胃束带，其中，所述锁定致动器适于在被施加能量时增大在所述栓锁机构中的开口，以便使第一和第二端部相对于彼此可滑动地运动。
6.如权利要求5所述的胃束带，其中，在所述栓锁机构中的开口由具有相对的第一和第二侧壁以及在所述第一和第二侧壁之间延伸的顶面和底面的外壳形成，并且所述锁定致动器包括连接到该第一侧壁的第一致动器和连接到该第二侧壁的第二致动器。
7.如权利要求6所述的胃束带，其中，所述第一和第二致动器适于增大该第一和第二侧壁的高度。
8.如权利要求4所述的胃束带，其中，所述移动致动器被连接到第一臂，该第一臂从所述栓锁机构开始延伸并适于接合所述多个齿中的一个。
9.如权利要求8所述的胃束带，其中，当能量传递到该移动致动器时，所述移动致动器适于扩张所述第一臂，从而使其从与第一齿的接合运动到与第二齿的接合，并且当终止能量传递时，该移动致动器收缩所述第一臂，以使所述第二端部相对于第一端部运动，由此减小该挠性束带的直径。
10.如权利要求9所述的胃束带，还包括至少一个附加臂，其定位在所述第一臂附近，并且适于保持与第一齿的接合，同时使所述第一臂扩张成与第二齿接合。
全文摘要
本发明提供了用于远程调节围绕患者胃部设置的胃束带的尺寸的方法和装置。在一个示例性实施例中，提供了一种胃束带，其具有第一端部和第二端部，这两个端部互相配合，以便环绕胃。可在束带上形成栓锁机构，并将至少一个致动器连接到所述栓锁机构，并且该致动器适于在被施加电能时扩张和收缩所述栓锁机构，以便调节所述束带的直径。在一个示例性实施例中，所述一个或多个致动器为电活性聚合物致动器。
文档编号A61F2/02GK1907245SQ200610108908
公开日2007年2月7日 申请日期2006年7月28日 优先权日2005年7月28日
发明者马克·S·奥尔蒂斯 申请人:伊西康内外科公司