CN101951985A - 用于闭合房间隔缺损的装置 - Google Patents

Abstract

本发明是针对可植入的、可充胀的、生物可吸收的医用假体。具体而言，本发明涉及一种可植入的、可充胀的、生物可吸收的装置，该装置用于封闭间隔缺损，如一种房间隔缺损。一种双钮形状的装置被包含在一根导管中以允许该装置容易定位和重新定位以确保正确的安置和部署。该装置被充入一种填充溶液这样它临时使该缺损稳定一段时间，典型地从数周至一年不等，同时它提供一种结构以支持自然的组织生长。该装置最终当它降解或通过自然过程从体内被吸收或清除时由自然的组织替代。

Description

用于闭合房间隔缺损的装置

技术领域

本发明总体上涉及可植入的、可充胀的、生物可吸收的医用假体。具体而言，本发明涉及一种可植入的、可充胀的、生物可吸收的装置，该装置用于封闭间隔缺损，如一种房间隔缺损。

背景技术

间隔缺损总体上是指穿过一个中隔的一个穿孔或洞。中隔是分隔两个空腔的一种肌肉薄壁。房间隔缺损(ASD)是一种常见的先天心脏异常。大的房间隔缺损可以导致除不同的循环的和呼吸的问题之外的心脏病发作、偏头痛、右心房与右心室的扩大的增加的危险。

某些ASD经过药理学的治疗而可以维持，这种治疗经常包括口服抗凝血药或抗血小板的药剂。这些治疗可以导致某些副作用，包括出血。若不适合于药理学的治疗，可以采用心脏直视手术例如用缝针来关闭ASD。像其他的开放手术治疗一样，这种手术是高度侵入性的、危险的，它要求全身麻醉、并且可能导致漫长的恢复过程。

为关闭ASD，心脏直视手术已经使用了数十年。在这样一次手术中，患者的胸部必须被打开并且建立心脏临时的旁路。然后，外科医生将该缺损缝合关闭或若该缺损太大则在缺损位置缝补一块材料以关闭该开孔。

为了避免由心脏直视手术所引起的这些创伤和并发症，已经尝试了经导管的技术以关闭间隔缺损。这些技术经过一根导管将一个闭塞装置递送至该间隔缺损。该装置被放置进入该缺损并且进行永久性部署。除了其他的以外，现有技术装置还包括：被固定到该开口任意一侧的自身扩张的伞、用自身扩张的镍钛合金与涤纶织物制成的双盘装置、以及蛤壳装置(clam-shell devices)。

这种双盘镍钛合金装置是所使用的最普遍的最小限度侵入性的装置。对于使用这些现有技术装置存在已知的问题。对于这些现有技术装置的一种重要的问题是因为在心脏中必需留下相对大量的镍钛合金。与这个大量的物质相关联的潜在侵蚀问题包括：穿孔、心传导阻滞、及其他并发症直至并且包括死亡。一些问题涉及以下事实，即：该装置是一种永久植入物，并且作为用于先天性缺损的一种治疗，它经常使用在相当年轻的患者身上。因此该装置在位持续漫长的一段时间。因此这些现有技术装置要求患者参与长期常规的随访医生探视以监控该装置的安置和状况。

基于镍钛合金的现有技术装置包含重金属(包括镍)，经过长时期镍可能在一些个体中产生毒性问题。

这些现有技术装置总体上通过夹紧在心脏组织周围被固定到位。随时间流逝该现有技术装置可能浸蚀组织从而导致对这些组织的刺激和损伤，并且可能产生该装置在心内的脱落。然而，另外用于ASD的许多这些常规的装置技术上是复杂的、体积庞大的、并且难以部署在一个精确的位置中。

此外，由于同这些现有技术装置相关联的物质；它们总体上是不宜用于封闭具有大开孔的ASD。一个大于40mm的ASD通常将要求经过心脏直视手术闭合，这仅仅是由于与关闭一个较大的ASD所要求的装置相关联的这种大的物质量。

发明内容

本发明包括一种用于封闭在体壁或隔膜中的异常孔或开口的装置和方法。该装置被适配为使用一个导管系统经过常规的最小限度侵入性的外科手术技术通过身体递送至该开口处。本发明旨在封闭的这样一种异常开口是一个房间隔缺损。本发明还可以用于封闭其他的异常开口，比如室间隔缺损、卵圆孔未闭(patent foreman ovale)、动脉导管未闭、在血管或其他的类似体腔中的动脉瘤。

如在本申请中使用的，术语“生物可吸收的”还可以理解为是指通过酶解或水解作用至少部分可降解的材料，这样使得随着时间流逝它们将在结构上降解并且通过常规的自然的氧化或清除过程可以基本上从体内清除。

在本申请中，“远端”是指远离导管插入位置的方向，而“近端”是指接近该插入位置的方向。

该装置是通过一根导管递送的，该导管允许容易将该装置定位和重新定位以确保正确的安置和部署。该装置被充入一种填充溶液这样它临时使该缺损稳定一段时间，同时它提供一种结构以支持自然的组织生长。通过充分的时间，这种组织生长将会完全覆盖该装置并且将足以由它本身来封闭缺损。该装置被设计成随着该装置降解成为副产物、然后这些副产物可以通过自然过程从体内被吸收或清除，使得它最终由自然的组织替代。

在使用之前，该装置类似一种空的膀胱或薄膜件，它被安排用于安放在一根导管内用于输送至缺损处。这种薄膜件主要是由一种生物可吸收的聚合物或基于胶原的材料制成的，这些材料具有适当的拉伸强度、使用寿命及其他对于具体应用所优选的特性。

这种空的薄膜件结合了或附接于一种紧固件。该紧固件然后能够被可释放地连接到一根插入套管上，该套管被配置在一个导管腔之内。这种插入套管可以用一个绕线来加强以提供额外的支持以推动该装置穿过该导管。继该导管在ASD处的定位之后，该插入套管被用来将该装置从导管上移位并且将该装置的适当地定位用于充胀。该插入套管优选地封闭了一个用于携带填充溶液进入该装置的流体导管，它可以具有一种丝线或缆线类型的构造。虽然该插入套管优选的实施方案是要包括推进器功能和填充功能，在多个替代实施方案中，有可能使用一种分离元件用于这些功能的每一种。该填充溶液优选地是盐水、造影溶液、或一种不透射线的溶液，这取决于对于具体的患者的这些优选的特性。

填充该装置提供了内部的物质以便从空的薄膜件产生该装置所希望的最终形状。该填充溶液还帮助为该装置提供结构完整性用于在该ASD开口内适当的安置。在填充时，该薄膜件优选地形成为一种双钮扣的形式，具有在一个近端的叶片与一个远端叶片之间的一个中央连接件。该装置被制成并且配有可供使用的处于1至2毫米增量的多种尺寸的中央连接件，这样可以选择与ASD开口的直径大致相同、或稍微大的中央连接件。

因为心房血压在左心房比在右心房略高一些，该远端叶片优选地是比该近端叶片直径稍微大一些以帮助防止该装置的脱落。通过操作该导管，中央连接件被定位在ASD的开口之内，使近端和远端叶片移动到中隔的相两侧上。

可以通过将该远端叶片部分推出导管来实现该装置的安置，从而使该装置定位，这样使得该远端叶片部分是在左侧心房内而中央连接件被定位在该缺损内。然后该装置被部分充胀并且远端叶片被带到顶住中隔。然后将该近端叶片部分从该导管推出并且在它被释放时、或在它刚刚从该导管被释放以后，然后将它充胀。可替代地，该装置可以在一个步骤中从导管完全推出，定位在该缺损内，并且然后作为一种完整的单位被充胀。

在部署过程中，可以通过不同的已知的技术检查该装置的位置。如有必要，该装置可以被容易的放空并且重新定位、或去除并且用一个不同的装置来替代。一旦证实该装置的正确操作，然后使该装置与插入套管和导管分离，并且从该患者体内移出插入套管。该装置优选地包括一种自身密封的阀以便在该装置从插入套管分离后将填充溶液保持在薄膜件之内。

该装置在该缺损内的安置允许该薄膜件提供一种临时的稳定的表面以允许通过自然身体修复处理过程的组织生长。该薄膜件被设计成能降解为在不再需要其起始的稳定功能之后可以通过自然身体过程被清除的产物。薄膜件的表面可以用不同的处理来涂覆或进行调整以实现有益的治疗的效果，如促进闭塞、凝血作用、并且启动新的活组织的形成以当该装置生物降解时替换它的材料。

由于该装置的低质量和生物可吸收的特性，该装置可用于有效地修复比现有技术装置更大的ASD。此外，该装置减少患者进行长期随访体格检查以监测该植入物外来物质的位置、装置的毒性、或与在心脏中一种永久性金属物质相关联的侵蚀问题的需要。对于不长期留在患者身体内的一种生物可吸收的装置，这些问题不是这样重要的考虑事项。

附图说明

图1是该装置正在一种导管中输送的图解。

图2是该装置在使用之前处于一种中间部分填充状态的图解。

图3是该装置在使用之前处于其折叠状态的图解。

图4是该装置的实施方案位于一个开口中的图解。

图5是附接在一个中隔开口上的该装置的一个实施方案的展开视图的图解。

图6是附接在一个中隔开口上的该装置的另一个实施方案的展开视图的图解。

图7是该装置的紧固件部分的一个实施方案的展开视图的图解。

图8是该装置的紧固件部分的另一个实施方案的展开视图的图解。

具体实施方式

本发明包括用于封闭体壁或隔膜中的孔或开口的一种装置和方法。该装置被适配为有待由一个导管系统通过身体递送至该异常开口处。本发明可以封闭的这样一个异常开口是房间隔缺损(ASD)。房间隔缺损是一种常见的先天心脏异常，亦即本发明所设计的这些优选的实施方案针对的异常开口类型，但本发明可以用于封闭其他的异常开口，比如室间隔缺损、卵圆孔未闭、动脉导管未闭、在血管、血管塞或其他的相似体腔中的动脉瘤。

在部署装置10之前，确定该开口的大小这样可以选定适当尺寸的装置10。该开口可以通过使用常规的成像技术测量尺寸或将一种气囊导管插入开口并且对该气球加压以确定该开口尺寸。

图1-4显示了在部署的不同阶段的装置10。图1显示装置10折叠进入导管20用于输送至该缺损位点。图2和图3显示在完全填充之前，附接在该插入套管22的装置10在邻近该间隔缺损的位置从导管20挤出。图4显示在填充后并且在从插入套管22分离之后的装置10。

装置10被适配为有待使用标准最小限度侵入性的外科手术技术由一种导管系统通过患者身体递送至该异常开口处。装置10被包含在一根导管20中以允许该装置的容易定位和重新定位以确保正确的安置和部署。装置10充入一种填充溶液30，此之装置10将在几分钟内停止血液流动。然后装置10使该缺损临时的稳定一段时间，典型地从数天至超过一年不等，同时它提供一种结构以支持自然的组织生长。装置10是由一种材料制造的，该材料被设计成在一种预先确定的时间量(它可能从数小时至长达1年或2年)内开始溶解。装置10随着它降解并且通过自然过程从体内被吸引或清除而最终完全由自然的组织替代。在其降解的期间中，重要的是该装置不分裂为大的颗粒(这些颗粒可能自由进入血流，这可以导致中风或其他的阻塞)。

在使用之前，装置10类似一种空的膀胱或薄膜件40，它被安排用于装入一根导管20用于输送至该缺损处。该薄膜件主要是由一种生物可吸收的聚合物或基于胶原的材料制成的，这些材料具有适当的拉伸强度、以及用于具体应用的一种结构稳定性。

这种空的薄膜件40被附接到一个紧固件50上，该紧固件能够被可释放地连接到一个插入套管22上，该套管被配置在该导管腔管21内。该空的薄膜件40还可以被包裹在一个载体导管或其他的套筒内以防止任何的粘合并且帮助该装置通过导管腔管21移动至缺损处。在导管20于ASD处定位之后，插入套管22被用来使装置10从导管20位移并且使装置10适当定位用于充胀。该插入套管22可以具有一种丝线或缆线类型的构制、具有或者不具有线绕式加强。该插入套管22优选包括一个液体导管23以将一种填充溶液30输送进入装置10以填充薄膜件40。虽然插入套管22优选的实施方案是要包括推进器功能和填充功能，在多个可替代的实施方案中，对于这些功能的每一种有可能使用一个分离元件。在本优选实施方案下，在流体导管23与薄膜件40之间的流体沟通是通过紧固件50。紧固件50可以是螺纹的或选自在现有技术中已知的其他的可释放的机械式连接件。填充溶液30优选是盐水、或造影溶液，取决于具体的应用。

装置10被充满以提供结构完整性用于安置在该ASD开口内。在一个实施方案中进行填充时，薄膜件转变成为一种双钮式形式，具有在近端叶片60与远端叶片70之间的一个中央连接件80。如图4所示，该中央连接件80位于沿着一个紧固件50的中心轴上。近端叶片60可以包括一个近端叶片帽61和一个近端叶片保留表面62。远端叶片70可以包括一个远端叶片帽71和一个远端叶片保留表面72。因为心房血压在左心房比右心房高，远端叶片70优选地是比近端叶片60直径稍微大一些，如图4所示。这有助于防止装置10从ASD脱落。装置10的中央连接件80被定位在ASD开口内，使近端和远端叶片转移到中隔周围的心脏组织90的相反的两侧上。装置10是用以1至2毫米增量的多种尺寸的中央连接件80制造的，这样可以选择与该ASD开口大约相同的直径、或比该ASD开口的直径稍微大的中央连接件80。

然后使装置10从该插入套管22分离，并且将导管20和插入套管22从该患者体内移出。装置10优选地包括一个阀42，它可以是由一种自密封材料或一个止回阀构成以便在装置10从该插入套管22分离之后将填充溶液30保持在薄膜件40内。

薄膜件40提供了一个临时的稳定的表面以允许通过自然身体修复处理过程的组织生长。薄膜件40被设计成在其稳定功能不再需要之后能降解为可以通过自然身体处理过程被清除的产物。这些薄膜件表面可具有一个薄膜件涂层41或用不同的处理调整以实现有益的治疗的作用。例如，可能令人希望的是提高该装置表面的多个部分的粗糙度以促进凝血作用和血管发生，由此增加组织生长的速率。

由于构建它的壁的这些聚合材料的拉伸强度，装置10本身是柔韧的，但在充满所选择的流体或凝胶时变成刚性的。因此，在充胀时，本发明能在它部署的这些壁上施加径向力并且能对抗压缩。

图1总体上显示了包含在导管20内的装置10用于递送、部署、以及定位过程。装置10被递送接近于该开口位点。一旦导管20已经被定位，通过导管腔管21与装置10作为一个单元的推进将装置10推进经过导管20的远端，这样使得该远端叶片部分被置与导管20的外面，对装置进行定位这样使得该远端叶片70部分是在左侧心房内并且该中央连接件80被定位在该导管20的远端。如图2所示，然后将装置10部分充胀并且该远端叶片70被定位顶住中隔。然后将该近端叶片60部分从该导管20推出，并且当它从导管20释放时、此后它也充胀。

可替代地，如图3所示，装置10可以从导管20推出、定位在该缺损内、然后作为一个单位充胀。一旦装置10被适当的定位，导管腔管21被用来使装置10从导管20移动至一个类似于在图3中所示的位置。通过将导管20移动至在导管20的近端上标记的一个校准的距离实现了导管20的撤回。

在安置过程中，某种填充溶液30如盐水或造影溶液可以被引入装置10，这样使得装置10的位置可以通过血管造影术或通过经食管超声波心动描记法来证实。若该位置和/或大小不是所希望的，整个装置10可以通过排出填充溶液30而从开口移出，并且从该缺损处收回装置10并且更换和/或重新定位装置10。若装置10被适当定位并且大小合适，装置10可以被充满至最终尺寸和安置。然后使装置10从该插入套管22脱离，并且将导管20和插入套管22移出。一旦脱离接合，将整个输送系统从开口撤出，使闭塞装置保留在位以封闭该开口。

图5和6显示用于接合心脏组织90的远端和近端叶片表面的可替代的几何形状的展开图。

如图7和8所示，可以采用一个阀42(同样可分解并且优选具有与薄膜件40中所使用的同样材料)以防止装置10在部署以后的放空。其他的机构、包括由生物可吸收的聚合体制成的阀样机构也可以用于本发明的这些目的。实例包括鸭嘴阀、翻片阀、自密封材料或者其他的已知的医用装置阀。包括那些具有弹性的自密封特性的如图8所示的这类机构在本领域中是众所周知的。可替代的，用一种铂电极丝的加热分离的机构可以被用于密封充胀的装置10。

在本发明的优选的实施方案中，装置10的充胀在原位进行，即在该装置10被部署以后在其希望的位置。填充溶液30可以包括流体、凝胶类、液体、气体、或固相组合物(即例如冻干的材料或纳米颗粒)、连同这类组合物的组合。这允许该装置10以一种基本上压缩形式部署并且许可通过最小限度的侵入性技术安置装置10。

在优选的实施方案中，装置10优选地是由一种生物可吸收的聚合体或基于胶原的材料制成，该材料具有适当的拉伸强度以承受插入和移出一个导管20、在装置10被填充时的充胀和伸展、在患者体内在适当位置的安置、以及通过对于该具体应用的使用期在患者体内由局部环境强加的应力。

适合于本发明的这些目的的聚合体实例包括可生物降解的聚合物的化合物、包括乳酸的聚合体、聚(α-羟酸)比如聚-L-丙交酯(PLLA)、聚-D-丙交酯(PDLA)、聚乙二醇(PGA)、聚二噁烷酮(polydioxanone)、聚乙醇酸(polyglycolic acid)、聚己酸内酯、聚葡萄糖酸酯(polygluconate)、聚乳酸-聚环氧乙烷共聚体、改性纤维素、胶原、聚(羟丁酸酯)(poly(hydroxybutyrate))、聚酐、聚磷酸酯(polyphosphoester)、聚(氨基酸)、酪氨酸-衍生的聚碳酸酯、聚-乳酸的-共-乙交酯(PLGA)或相关共聚体、连同上述聚合体的混合物、或它们的对应单体、二聚体、或寡聚体，其中每一个具有在身体内的一种特征性的降解速率。例如，PGA和聚二噁烷酮是相对快速生物吸收性的材料(数周至数月)，而PLA和聚己酸内酯是一种相对慢的生物吸收性的材料(数月至数年)。所有这些材料都是易于获得的并且对本领域的普通技术人员是众所周知的，其中HDPE是在该ASD装置中使用的优选的生物材料。

适当的基于胶原的材料已经被制造并且披露在文献中。鉴于它们的生物相容性、可再吸收性的特性，基于胶原的材料是令人希望的。使用胶原分子或基于胶原的材料已经制造了高拉伸强度的粘附性的薄膜。

在用于闭塞装置10时，生物可吸收的材料可以帮助自然的组织再生，它可以包括：(1)刺激自然细胞浸润进入一种无细胞的基质；(2)刺激新的血管形成(毛细管)生长进入该基质以滋养这些浸润的细胞(血管发生)；和/或(3)通过移植进入一种宿主内源的组织影响该生物可吸收的材料的降解和/或替换。

这种安排允许向该装置10放置抵靠的心脏组织的选择性的释出一种药物，并且向在相反侧的这些心房腔室的选择性的释出另一种药物。

在本发明的另一个实施方案中，装置薄膜件40可以另外用一种药物或治疗剂来涂覆。可替代地、或附加地，选定的组合物可以被包埋在该聚合物的装置薄膜件40中或者通过在本领域中众所周知的处理过程与该聚合物的装置薄膜件40共价地结合。这类选定的组合物可以包括抗凝血药、抗微生物药、化学引诱物、化疗药物，即血管肽素、甲氨蝶呤、肝素、连同在该装置被部署的位点正面影响愈合或结合进入形成该装置的该聚合物或结合进入该涂层或结合进入二者的药物。其他的适当的药物可以包括：抗血栓形成的(比如抗凝血药)、抗促细胞分裂剂(antimitogen)、抗促分裂原毒素(antimitotoxin)、反义寡核苷酸、基因治疗运载体、一氧化氮、以及生长因子和抑制剂。已知的直接凝血酶抑制因子包括：水蛭素、水蛭素原、水蛭肽、PPACK(D-苯丙氨酰基-L-丙基-L-精氨酸氯甲基酮)、阿加曲班、以及D-FPRCH₂Cl(D-苯丙氨酰基-L-丙基-L-精氨酰氯甲基酮)；间接的凝血酶抑制因子包括肝素和华法林。全部这些组合物优选被结合的量值是当该装置和/或涂层生物降解时许可所希望的延时释放。

装置10的可填充的部分还可以用药物来充胀，这些药物可以帮助溶解斑块、作为抗凝血药以防止远端栓子或化学引诱物，以促进干细胞向损伤位点的浸润/招募。本发明的设计的一个优点是能够递送非常大量的治疗组合物至精选的位置，因为与一个装置涂层容纳治疗剂的较有限的能力相比较，该装置填充溶液30能容纳大量的物质。薄膜件的材料选择可以被优化以允许药物穿过薄膜件渗透(若为优选的话)。通过本发明的装置，可以被递送的药物或治疗组合物的量值连同它被递送的时间因此被极大地增加。

在一些实施方案中，为防止该闭塞装置的叶片部分的锐边缘引起组织损伤，近端叶片保留表面62和该远端叶片保留表面72的叶片边缘可以被安排为具有一种球根状的外形。换言之，至少一个叶片的边部分被配置成具有一种光滑外形并且在叶片中心相反的方向上形成一个鼓起。图3是一个侧视图，展示具有扩大的、球根状的叶片边缘的一个闭塞装置的实施方案的外形。这种安排允许朝中隔方向发挥更多力以便更牢固地将装置10保持在位。此外、该近端叶片帽61可以具有一个凹的部分以避免从该紧固件的一个突起，并且促进组织生长超过由该紧固件限定的附着点。

已经说明了本发明的优选的实施方案，显然的是无需背离在以下权利要求中限定的本发明的精神和范围即可以做出不同的改进。

应当理解的是用单数冠词比如“一个”、“一种”、和/或“该”和/或另外以单数说明的那些要素可以以复数来使用。还应当理解的是以复数所说明的那些要素能够以单数来使用。

虽然装置和方法的具体的实施方案已经在此展示并且说明的，本领域的那些普通技术人员应当理解的是计划达到相同目的的任何安排、组合、和/或顺序都可以代替所显示的这些具体的实施方案。应当理解的是以上说明是旨在是解说性的而非限制性的。上述实施方案及其他实施方案的组合连同上述方法及其他使用的方法的组合和顺序对于在本领域的普通技术人员通过审阅本披露都将是清楚的。

提出权利要求的装置和方法的范围应当比照所附的权利要求连同这类权利要求有权享有的等效物的全部范围一起来确定。

工业实用性

本发明涉及一种可植入的、可充胀的、生物可吸收的装置用于封闭间隔缺损，如房间隔缺损。

Claims (12)

1.一种生物可吸收的装置，包括：

a)附接在一个紧固件上的一个薄膜件，该紧固件在轴向上定向为与一个中央连接件相对，该薄膜件还具有邻接该紧固件的一个近端叶片和一个远端叶片，该近端叶片由该中央连接件连接到该远端叶片上；

b)其中该薄膜件用一种填充溶液是可充胀的。

2.如权利要求1所述的装置，其中该薄膜件在充胀时提供了结构刚度。

3.如权利要求1所述的装置，其中该填充溶液包含一种治疗剂。

4.如权利要求1所述的装置，其中该薄膜件是用一种治疗剂涂覆的。

5.如权利要求1所述的装置，其中该填充溶液包括一种造影剂。

6.如权利要求1所述的装置，其中该薄膜件是由一种生物可降解的材料构成的。

7.如权利要求1所述的装置，其中该薄膜件是由一种生物可降解的高密度聚乙烯构成的。

8.如权利要求1所述的装置，其中该中央连接件充胀以填充该开口。

9.权利要求1的装置，其中该装置被定位在一个导管中。

10.权利要求1的装置，其中该紧固件被附接在一个导管腔管上。

11.如权利要求1所述的装置，还具有一种隔片，该隔片被定位在该近端叶片与该远端叶片之间，其中该远端叶片大于该近端叶片。

12.如权利要求1所述的装置，具有一种可生物降解的阀。

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