CN104168855B - 具有成形丝线的栓塞装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种用于堵塞体腔的装置，诸如血管动脉瘤栓塞和类似物，以及用于制造和使用这种装置的方法。该方法可以包括新颖的可扩张材料、新颖的基础结构设计或二者。所提供的装置比较柔软并且能以对身体组织、管道、腔体等减小或无损坏地部署。

Description

具有成形丝线的栓塞装置

相关申请

本申请要求保护在2011年11月23日提交的名称为“Embolic Device with Shaped Wire”的美国临时申请序列号No. 61/563,400和在2012年7月9日提交的名称为“Embolic Device with Shaped Wire”的美国临时专利申请序列号No. 61/669,645的优先权，这两个专利申请以全文引用的方式并入到本文中。

背景技术

在许多临床情形下需要利用栓塞来堵塞体腔、血管和其它管道/管腔。例如，为了绝育目的堵塞输卵管，和堵塞修复心脏缺损诸如卵圆孔未必、动脉导管未闭和左心耳和心房间隔缺损。在这些情形下堵塞装置的功能是基本上阻挡或禁止体液流入腔体、管腔、血管、空间或缺损或者通过腔体、管腔、血管、空间流动用于患者的治疗益处。

在多种临床情形下也需要血管栓塞。例如，血管栓塞已用于控制血管出血、堵塞到肿瘤的血管供应和堵塞血管动脉瘤，特别是颅内动脉瘤。在近年来，用于治疗动脉瘤的血管栓塞已受到了许多关注。在现有技术中已展示了若干不同的治疗方式/疗法。展示出有前景的一种方案是使用血栓形成微型线圈。这些微型线圈可以由（多种）生物相容性金属合金（通常为不透辐射的材料诸如铂或钨）或者合适聚合物制成。在以下专利中公开了微型线圈的以下示例：美国专利No. 4,994,069-Ritchart等人；美国专利No. 5,133,731–Butler等人；美国专利No. 5,226,911–Chee等人；美国专利 No. 5,312,415-Palermo；美国专利No. 5,382,259-Phelps等人；美国专利No. 5,382,260-Dormandy, Jr.等人；美国专利No. 5,476,472-Dormandy, Jr.等人；美国专利No. 5,578,074-Mirigian；美国专利No. 5,582,619-Ken；美国专利No. 5,624,461 -Mariant；美国专利No. 5,645,558-Horton；美国专利No.5,658,308-Snyder；以及美国专利No. 5,718,711–Berenstein等人；这些全都以引用的方式并入到本文中。

已实现了某种程度的成功的具体类型的微型线圈为Guglielmi Detachable Coil(“GDC”)，描述于美国专利No. 5,122,136-Guglielmi等人中。GDC采用铂丝线线圈，铂丝线线圈通过钎焊连接而固定到不锈钢递送丝线上。在线圈放置于动脉瘤内之后，向递送丝线施加电流，递送丝线使钎焊接合部电解地崩解，从而使线圈与递送丝线分离。施加电流也在线圈上形成正电荷，这吸引带负电荷的血细胞、血小板和纤维蛋白原，从而增加了线圈的血栓形成性。若干不同直径和长度的线圈可以装入到动脉瘤内直到动脉瘤被完全充满。线圈因此在动脉瘤内形成并且保持血栓，禁止其移位和其碎裂。

在微型线圈血管堵塞装置领域中更近来的发展例示于授予Greene, Jr.等人的美国专利No. 6,299,619、授予Greene, Jr.等人的 美国专利No. 6,602,261以及授予Martinez的美国专利申请No. 10/631 ,981中；这些全都转让予本发明的受让人并且以引用的方式并入到本文中。这些专利公开了血管堵塞装置，血管堵塞装置包括微型线圈，微型线圈具有安置于线圈外表面上的一个或多个可扩张的元件。可扩张的元件可以由多种可扩张的聚合水凝胶的任何水凝胶形成，或者替代地可由当暴露于生理环境诸如血流时响应于环境参数（例如，温度或pH）变化而扩张的环境敏感聚合物形成。

发明内容

本发明针对于一种新颖的血管堵塞装置，其包括载体构件、一个或多个新颖的可扩张的元件、和其组合。一般而言，一个或多个可扩张的元件包括可扩张的聚合物。载体构件可以用于通过提供下面这样的结构而辅助可扩张的元件的递送：在某些实施例中，这种结构允许联接到递送机构并且在某些实施例中增强该装置的不透辐射性。

在一实施例中，载体构件可具有非圆形截面形状。例如，载体构件的丝线可以具有椭圆形、半圆形、半椭圆形、双D或弧形形状。

在一实施例中，可扩张的聚合物为环境敏感的聚合水凝胶，诸如在2005年4月12日授予给Cruise等人的美国专利 No. 6,878,384中所描述的那种，其以引用的方式并入到本文中。在另一实施例中，可扩张的聚合物为一种新颖的水凝胶，其包括丙烯酸钠和聚(乙二醇)衍生物。在另一实施例中，可扩张的聚合物为包括Pluronics®衍生物的水凝胶。

在一实施例中，可扩张的聚合物为具有可电离官能团并且由大分子单体制成的新颖水凝胶。大分子单体可以是非离子和/或烯属不饱和的。

在一实施例中，大分子单体可以具有约400至约35000克/摩尔的分子量。在另一实施例中，大分子单体可以具有约5000至约15000克/摩尔的分子量。在又一实施例中，大分子单体可以具有约7500至约12000克/摩尔的分子量。在一实施例中，大分子单体具有8000克/摩尔的分子量。

在一实施例中，水凝胶可以由聚醚、聚氨酯、其衍生物、或其组合而制成。在另一实施例中，可电离的官能团可以包括碱性基团（例如，胺、其衍生物、或其组合）或者酸性基团（例如，羧酸、其衍生物、或其组合）。如果可电离的官能团包括碱性基团，碱性基团可以在大于pKa的pH被去质子化或者在小于碱性基团的pKa的pH被质子化。如果可电离的官能团包括酸性基团，酸性基团可以在小于pKa的pH被质子化或者在大于酸性基团的pKa的pH被去质子化。

在一实施例中，大分子单体可以包括聚(乙二醇)的乙烯基、丙烯酸酯、丙烯酰胺或甲基丙烯酸酯衍生物、或者其组合。在另一实施例中，大分子单体可以包括聚(乙二醇)二丙烯酰胺（di-acrylamide）。在另一实施例中，水凝胶基本上无或更优选地无未结合的丙烯酰胺。

在一实施例中，大分子单体可以与包含至少两种烯属不饱和部分的化合物交联。烯属不饱和化合物的示例包括N, N'-亚甲基双丙烯酰胺、其衍生物、或其组合。在另一实施例中，水凝胶可以通过使用聚合引发剂而制备。合适聚合引发剂的示例包括N,N,N',N'-四甲基乙二胺、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、其衍生物、或其组合。聚合引发剂可以溶解于水性或有机溶剂中。例如，偶氮二异丁腈并非水溶性的，然而，可以购买到偶氮二异丁腈的水溶性衍生物诸如2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐。在另一实施例中，水凝胶在生理条件下可能基本上是不可再吸收的、不可再降解的或者既不可再吸收也不可再降解的。

在一实施例中，本发明包括一种制备用于植入于动物中的环境响应性水凝胶的方法。该方法包括：组合至少一种具有至少一个烯属不饱和部分的优选地非离子大分子单体，至少一种具有至少一个可电离的官能团和至少一个烯属不饱和部分的大分子单体或单体，至少一种聚合引发剂和至少一种溶剂以形成水凝胶。溶剂可以包括水性或有机溶剂，或其组合。在另一实施例中，溶剂是水。之后，可以处理水凝胶以制备环境响应性水凝胶，优选地在生理条件具有响应性的水凝胶。（多个）可电离的官能团可以是酸性基团（例如，羧酸、其衍生物、或其组合）或者碱性基团（例如，胺、其衍生物、或其组合）。如果可电离的官能团包括酸性基团，处理步骤可以包括在酸性环境中温育水凝胶以使酸性基团质子化。如果可电离官能团包括碱性基团，处理步骤可以包括在碱性环境中温育水凝胶以将碱性基团去质子化。在某些实施例中，优选地，碱性基团能被去质子化或者相反，碱性基团能在植入于动物中后质子化。

在一实施例中，烯属不饱和大分子单体可以具有乙烯基、丙烯酸酯、甲基丙烯酸酯或丙烯酰胺基，包括其衍生物或其组合。在另一实施例中，烯属不饱和大分子单体是基于聚(乙二醇)、其衍生物、或其组合。在另一实施例中，烯属不饱和大分子单体为聚(乙二醇)二丙烯酰胺、聚(乙二醇)二丙烯酸酯、其衍生物、或其组合。在另一实施例中，烯属不饱和大分子单体为聚(乙二醇)二丙烯酰胺。烯属不饱和大分子单体可以用约5%至约40%重量，更优选地约20%至约30%重量的浓度使用。溶剂可以用约20%至约80%重量的浓度使用。

在一实施例中，组合步骤还包括添加至少一种交联剂，交联剂包括烯属不饱和化合物。在本发明的某些实施例中，可能不需要交联剂。换言之，可以使用具有多个烯属不饱和部分的大分子单体来制备水凝胶。在另一实施例中，聚合引发剂可以是还原-氧化聚合引发剂。在另一实施例中，聚合引发剂可以是N,N,N',N'-四甲基乙二胺、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐、其衍生物或其组合。在另一实施例中，组合步骤还包括添加成孔剂（porosigen）。

在一实施例中，烯属不饱和大分子单体包括聚(乙二醇)二丙烯酰胺，具有至少一个可电离基团和至少一个烯属不饱和基团的大分子单体或单体或聚合物包括丙烯酸钠，聚合引发剂包括过硫酸铵和N,N,N,',N'–四甲基乙二胺并且溶剂包括水。

在一实施例中，烯属不饱和大分子单体具有约400至约35000克/摩尔的分子量。在另一实施例中，烯属不饱和大分子单体具有约5000至约15000克/摩尔的分子量。在一实施例中，烯属不饱和大分子单体具有约7500至约12000克/摩尔的分子量。在另一实施例中，环境响应性水凝胶在生理条件下基本上是不可再吸收的，或者不可降解的，或者既不可再吸收也不可再降解。在某些实施例中，环境响应性水凝胶可以基本上无或者完全无未结合的丙烯酰胺。

在一实施例中，载体构件包括由金属、塑料或类似材料制成的线圈或微型线圈。在另一实施例中，载体构件包括由金属、塑料或类似材料制成的编织物或编结物。在另一实施例中，载体构件包括塑料或金属管，多个切口或凹槽切入到管内。

在一实施例中，可扩张的元件大体上同轴布置于载体构件内。在另一实施例中，抗拉伸构件平行于可扩张的元件而布置。在另一实施例中，抗拉伸构件围绕可扩张的元件而包裹、系结或绞合。在另一实施例中，抗拉伸元件定位于可扩张的元件内。在另一实施例中，抗拉伸构件位于可扩张的元件内或者部分地被可扩张的元件包围。

在一实施例中，包括可扩张的元件或载体构件的装置可分离地联接到递送系统。在另一实施例中，该装置被配置成用于通过管道推动或注射到身体内来进行递送。

在一实施例中，可扩张的元件是环境敏感的并且当向体液暴露时表现出延迟的扩张。在另一实施例中，可扩张的元件在与体液接触时快速地扩张。在另一实施例中，可扩张的元件包括多孔性或网状结构，其可以形成用于细胞生长的表面或架构（scaffold）。

在一实施例中，可扩张的元件扩张到大于载体构件直径的尺寸以便提供对病灶的增强的填充。在另一实施例中，可扩张的元件扩张到等于或小于载体构件直径的尺寸以提供用于细胞生长、释放治疗剂诸如药剂、蛋白质、基因、生物化合物诸如纤维蛋白等的架构。

附图说明

图1为示出在可扩张的元件扩张之前的本发明的一实施例的透视图。

图2为示出处于扩张状态的类似于图1的装置的透视图。

图3为本发明的替代实施例的透视图。

图4为替代实施例的透视图，其中，载体构件包括带窗孔的管、编织物或编结物。

图5为合并了抗拉伸构件的替代实施例的透视图，抗拉伸构件近似平行于可扩张的元件而伸展。

图6为合并了抗拉伸构件的替代实施例的透视图，抗拉伸构件近似与可扩张的构件交织。

图7为替代实施例的透视图，其中可扩张的构件已形成了在载体构件外侧的环或折叠。

图8为示出类似于图1和图2所示那些的装置的替代实施例的透视图，其中可扩张的元件并未扩张到大于载体构件的直径。

图9为示出类似于图1和图2所示那些的装置的实施例的侧视图。

图10为图9的装置的分解透视图。

图11为连接到递送装置的图9的装置的侧视图。

图12为根据本发明的植入物的优选实施例的侧视图。

图13为根据本发明的植入物的优选实施例的侧视图。

图14为根据本发明的载体构件的截面图。

图15为根据本发明的载体构件的截面图。

图16为根据本发明的载体构件的截面图。

图17为根据本发明的载体构件的截面图。

图18为根据本发明的图14的载体构件的截面图。

图19为根据本发明的载体构件的侧视图。

图20为根据本发明的载体构件的侧视图。

图21为根据本发明的载体构件的侧视图。

图22至图24为根据本发明的替代实施例的载体构件的侧视图。

具体实施方式

如本文所用的术语“大分子单体”指包含至少一个活性聚合位点或结合位点的大分子。大分子单体具有大于单体的分子量。例如，丙烯酰胺单体具有约71.08克/摩尔的分子量，而聚(乙二醇)二丙烯酰胺大分子单体可能具有约400克/摩尔或更大的分子量。优选的大分子单体为非离子的，即，它们在所有pH都不带电。

如本文所用的术语“环境响应性”指对于环境（包括但不限于pH、温度和压力）变化敏感的材料（例如水凝胶）。适用于本发明的可扩张的材料中的许多为在生理条件下具有环境响应性。

如本文所用的术语“不可再吸收”指不能易于和/或基本上被身体组织降解和/或吸收的材料（例如，水凝胶）。

如本文所用的术语“未扩张”指水凝胶基本上未被水合和因此并未扩张的状态。

如本文所用的术语“烯属不饱和”指包含至少一个碳-碳双键的化学实体（例如，大分子单体、单体或聚合物）。

参考图1至图8，该装置包括可扩张的元件1和载体构件2。可扩张的元件1可以由多种合适的生物相容性聚合物制成。在一实施例中，可扩张的元件1由可生物吸收或可生物降解的聚合物制成，诸如在美国专利No. 7,070,607和No. 6,684,884中所描述的那些，这些专利的公开以引用的方式并入到本文中。在另一实施例中，可扩张的元件1由柔软适形材料制成，并且更优选地由诸如水凝胶的可扩张材料制成。

在一实施例中，形成可扩张的元件1的材料为环境响应性水凝胶，诸如在美国专利No. 6,878,384中描述的那种，该公开以引用的方式并入到本文中。具体而言，在美国专利No. 6,878,384中描述的水凝胶为响应于诸如pH或温度这样的环境参数的变化做出响应而经历受控制的体积扩张的类型。这些水凝胶通过以下方式制备：形成液体混合物，液体混合物包含（a）至少一种单体和/或聚合物，其至少一部分对于环境参数变化敏感；（b）交联剂；以及，（c）聚合引发剂。若需要，成孔剂（例如，NaCl、冰晶或蔗糖）可以添加到混合物，并且然后从所得到的固体水凝胶移除以提供具有充分孔隙率的水凝胶来允许细胞向内生长。通过合并带有可电离官能团（例如，胺、羧酸）的烯属不饱和单体来提供受控制的扩张速率。例如，如果丙烯酸合并到交联网络内，水凝胶在低pH溶液中温育以使羧酸基发生质子化。在洗掉过量低pH溶液并且干燥水凝胶之后，水凝胶可以通过微导管引入，微导管充满了处于生理pH的盐水或血液。水凝胶不能扩张直到羧酸基发生去质子化。相反，如果包含胺的单体合并到交联网络内，水凝胶在高pH溶液中温育以使胺发生去质子化。在洗掉过量高pH溶液并且干燥水凝胶之后，水凝胶可以通过微导管引入，微导管充满处于生理pH的盐水或者充满血液。水凝胶不能扩张直到氨基发生质子化。

在另一实施例中，形成可扩张的元件1的材料可以是环境响应性水凝胶，类似于在美国专利No. 6,878,384中所描述的那些；然而，烯属不饱和的和优选地非离子的大分子单体取代或扩大至少一个单体或聚合物。本申请者意外地已发现根据这个实施例制备的水凝胶可以比根据美国专利No. 6,878,384 制造的那些在它们的未扩张状态更软和/或更柔软。本申请者还已发现烯属不饱和的和非离子大分子单体（例如，聚(乙二醇)和其衍生物）可以不仅用于制备更柔软的未扩张水凝胶，而且与包含可电离基团的单体或聚合物相组合，其也可以被处理成对环境具有响应性。未扩张的柔性的令人意外的增加能允许水凝胶例如更容易地部署于动物中或者以对身体组织、管道、腔体等减轻的损坏或无损坏地部署。

与具有可电离官能团的单体或聚合物组合，用非离子大分子单体制备的水凝胶仍能响应于环境参数变化而经历受控制的体积扩张。这些水凝胶可以在溶剂的存在下通过组合以下组分而制备：（a）具有多个烯属不饱和部分的至少一个优选地非离子的大分子单体；（b）具有至少一个可电离官能团和至少一个烯属不饱和部分的大分子单体或聚合物或单体；以及，（c）聚合引发剂。值得一提的是，利用这种类型的水凝胶，交联剂可能无需用于交联，因为在某些实施例中，所选择的组分可能足以形成水凝胶。如之前所描述的那样，成孔剂可以添加到混合物并且然后从所得到的水凝胶移除以提供具有充分孔隙率的水凝胶来允许细胞向内生长。

可以通过合并至少一种具有至少一个可电离官能团（例如，胺、羧酸）的大分子单体或聚合物或单体来提供包含非离子大分子单体的水凝胶的受控制的扩张速率。如上文所讨论，如果官能团为酸，那么水凝胶在低pH溶液中温育以使该基团质子化。在洗掉了过量低PH溶液并且干燥了水凝胶之后，水凝胶可以通过微导管引入，微导管优选地充满盐水。水凝胶不能扩张直到（多个）酸基发生去质子化。相反，如果官能团为胺，那么水凝胶在高pH溶液中温育以使该基团去质子化。在洗掉了过量高pH溶液并且干燥了水凝胶之后，水凝胶可以通过微导管引入，微导管优选地充满盐水。水凝胶不能扩张直到（多个）胺质子化。

更具体而言，在一实施例中，通过组合至少一种具有至少一个不饱和部分的非离子大分子单体、至少一种具有至少一个可电离官能团和至少一个烯属不饱和部分的大分子单体或单体或聚合物、至少一种聚合引发剂、和溶剂，来制备水凝胶。可选地，也可以合并烯属不饱和交联剂和/或成孔剂。在一实施例中，非离子大分子单体在溶剂中的浓度在约5%至约60%（w/w）的范围。在另一实施例中，非离子大分子单体在溶剂中的浓度在约20%至30%（w/w）的范围。在一实施例中，非离子大分子单体在溶剂中的浓度为约25%（w/w）。在一实施例中，非离子大分子单体为聚(乙二醇)、其衍生物、和其组合。衍生物包括（但不限于）聚(乙二醇)二丙烯酰胺、聚(乙二醇)二丙烯酸酯和聚(乙二醇)二甲基丙烯酸酯。聚(乙二醇)二丙烯酰胺为聚(乙二醇)的优选衍生物并且具有从约8500克/摩尔至约12000克/摩尔的分子量。大分子单体可以具有小于20个聚合位点，更优选地小于10个聚合位点，更优选地约五个或更少的聚合位点，并且更优选地约两个至约四个聚合位点。聚(乙二醇)二丙烯酰胺具有两个聚合位点。

具有至少一个可电离官能团的优选大分子单体或聚合物或单体包括（但不限于）具有羧酸或胺部分的化合物，或者其衍生物、或其组合。丙烯酸钠为优选的含可电离的官能团的化合物并且具有94.04克/摩尔的分子量。在一实施例中，可电离大分子单体或聚合物或单体在溶剂中的浓度在约5%至约60%(w/w)的范围。在另一实施例中，可电离的大分子单体或聚合物或单体在溶剂中的浓度在约20%至约30%（w/w）的范围。在一实施例中，可电离的大分子单体或聚合物或单体在溶剂中的浓度为约27%（w/w）。在某些实施例中，所选择的可电离的大分子单体或聚合物或单体的至少约10%至50%应是pH敏感的。在其它实施例中，所选择的可电离大分子单体或聚合物或单体的至少约10%至30%应是pH敏感的。在一实施例中，并无自由丙烯酰胺用于本发明的含大分子单体的水凝胶中。

当使用时，交联剂可以是任何多官能烯属不饱和化合物，优选地N, N'-亚甲基双丙烯酰胺。如果希望水凝胶材料的生物降解，可以选择可生物降解的交联剂。交联剂在溶剂中的浓度应小于约1%w/w，并且优选地小于约0.1%（w/w）。

如上文所描述，如果添加溶剂，其可以基于所用的（多种）大分子单体或（多种）单体或（多种）聚合物、交联剂和/或成孔剂的溶解度进行选择。如果使用液体大分子单体或单体或聚合物溶液，可能不需要溶剂。优选的溶剂是水，但可以使用多种水性和有机溶剂。在一实施例中，溶剂浓度在约20%至约80%（w/w）的范围。在另一实施例中，溶剂浓度在约40%至约60%（w/w）的范围。

可通过大分子单体或单体或聚合物浓度、大分子单体分子量、溶剂浓度和（当使用时）交联剂浓度的变化来操纵交联密度。如上文所描述，水凝胶可以经由还原-氧化、辐射和/或热而交联。优选类型的聚合引发剂是经由还原-氧化而作用的类型。合适聚合引发剂包括(但不限于)N,N,N',N'-四甲基乙二胺、过硫酸铵、偶氮二异丁腈、过氧化苯甲酰、2,2'-偶氮双(2-甲基丙脒)二盐酸盐、其衍生物、或其组合。过硫酸铵和N,N,N',N'-四甲基乙二胺的组合是用于包含大分子单体的本发明的实施例的优选聚合引发剂。

在完成聚合之后，本发明的水凝胶可以用水、乙醇或其它合适（多种）洗涤溶液洗涤以移除任何（多种）成孔剂、任何未反应的残余（多种）大分子单体、（多种）单体和（多种）聚合物和任何并未合并的低聚物。优选地，这通过最初在蒸馏水中洗涤水凝胶而实现。

可以通过使用诸如氯化钠、冰晶或蔗糖这样的成孔剂而将孔隙率赋予给固体水凝胶。单体溶液在悬浮液中固体粒子周围聚合和随后从水凝胶移除固体粒子可以提供具有充分孔隙率的水凝胶以允许细胞向内生长。优选成孔剂是具有小于10微米直径的粒子的氯化钠。在单体溶液中优选氯化钠浓度在每克单体溶液0.2g至0.4g氯化钠的范围。

可以通过将存在于水凝胶网络上的可电离官能团质子化或去质子化而使本发明的水凝胶具有环境响应性，如上文所讨论。一旦已制备了水凝胶并且若需要进行洗涤，那么可以处理水凝胶使水凝胶具有环境响应性。对于其中可电离官能团为羧酸基的水凝胶网络而言，水凝胶在低pH溶液中温育。在溶液中的自由质子使水凝胶网络上的羧酸基发生质子化。温育的持续时间和温度和溶液的pH影响了对扩张速率的控制量。一般而言，温育的持续时间和温度与扩张控制量成正比，而温育溶液pH与其成反比。

还已确定温育溶液水含量也影响扩张控制。在此方面，更高的水含量允许更大的水凝胶扩张并且认为增加可进行质子化的羧酸基的数量。需要水含量和pH的优化以用于对扩张速率的最大控制。扩张控制以及其它因素影响了装置定位/重定位时间。通常，对于根据本发明的水凝胶装置而言，优选约0.1至约30分钟的定位/重定位时间。

在温育后，洗掉过量处理溶液并且干燥水凝胶材料。已观察到利用低pH溶液处理的水凝胶干燥为比未处理的水凝胶更小的尺寸。由于包含这些水凝胶的装置可能通过微导管递送而希望这种效果。

对于其中可电离官能团是氨基的水凝胶网络，水凝胶在高pH溶液中温育。不同于羧酸官能团，在高pH，在水凝胶网络的氨基上发生去质子化。除了温育溶液pH之外，类似于含羧酸的水凝胶的温育来执行温育。换言之，温育的持续时间和温度和溶液的pH与扩张控制量成正比。在终止温育之后，洗掉过量处理溶液并且干燥水凝胶材料。

在优选实施例中，可扩张的元件1是可扩张水凝胶，其包括（a）至少一种具有至少两个可交联基团、优选地非离子的、烯属不饱和大分子单体或单体或聚合物；（b）至少一种单体和/或聚合物，其具有至少一个可交联基团和对于环境参数变化敏感的至少一个部分；以及，（c）聚合引发剂。在某些实施例中，单体和聚合物可以是水溶性的，而在其它实施例中它们可以是非水溶性的。用于组分（a）的合适聚合物包括聚(乙二醇)、聚(环氧乙烷)、聚(乙烯醇)、聚(环氧丙烷)、聚(丙二醇)、聚(环氧乙烷)-共聚(环氧丙烷)、聚(乙烯基吡咯烷酮)、聚(氨基酸)、葡糖聚糖、聚(乙基恶唑啉)、多糖、蛋白质、糖胺聚糖和碳水化合物，以及其衍生物。优选聚合物为聚(乙二醇)（PEG），特别地用于组分(a)。替代地，可以利用部分或完全生物降解的聚合物。

一个实施例包括在溶剂存在下组合（a）约5%至约50%的非离子烯属不饱和大分子单体或单体或聚合物；（b）约5%至约60%具有至少一个可电离官能团的烯属不饱和单体或聚合物；以及，（c）聚合引发剂。合适的可电离烯属不饱和单体包括丙烯酸和甲基丙烯酸，以及其衍生物。具有至少一个可电离官能团的一种合适单体为丙烯酸钠。具有两个烯属不饱和部分的合适大分子单体包括聚(乙二醇)二丙烯酸酯和聚(乙二醇)二丙烯酰胺，以及聚(乙二醇)二丙烯酰胺，其分子量在400与30000克/摩尔的范围。使用具有多个烯属不饱和基团的大分子单体允许排除交联剂，因为利用多官能聚合物执行了交联剂功能。在一实施例中，水凝胶包括约5%至约60%丙烯酸钠、约5%至约50%聚(乙二醇)二丙烯酰胺。

丙烯酸钠/聚(乙二醇)二丙烯酰胺水凝胶用于增强先前描述的环境响应性水凝胶的机械性质。由于丙烯酸钠/聚(乙二醇)二丙烯酰胺水凝胶比丙烯酸钠/丙烯酰胺水凝胶（例如由MicroVention, Aliso Viejo, CA制造的用于水凝胶栓塞系统（HES）中的水凝胶）更软，合并它的装置可能更柔软。由于HES的相对刚度，MicroVention推荐通过浸泡于温热流体中或者蒸汽加工植入物而预先软化该装置。此外，由丙烯酰胺制成的装置在预先软化之前相对较直，因为丙烯酰胺基水凝胶的刚度防止载体构件（对于HES而言，微型线圈）呈现其二次配置。由丙烯酸钠/聚(乙二醇)丙烯酰胺水凝胶制成的装置可能并不需要预先软化技术，诸如浸泡于诸如盐水或血液这样的温热流体中或者向蒸汽暴露以便形成为二次配置，热定型/热固化于载体构件2或者类似载体构件内。因此，在包括例如丙烯酸钠和聚(乙二醇)二丙烯酰胺的实施例中，如(例如)图1所示安置于载体构件2的管腔3内或者安置于诸如Martinez '981申请或Greene '261所示那些的载体元件上的水凝胶的基本上连续的长度将形成为二次配置，二次配置预成型为载体构件而无需预处理（例如，向蒸汽、流体或血液暴露）。这使得该装置更易于使用，因为其允许排除预处理步骤并且该装置当部署于患者中时更安全，因为更柔软的装置不太可能对病灶造成损坏。

示例

3g的丙烯酰胺、1.7 g的丙烯酸、9 mg双丙烯酰胺、50 mg的N,N,N',N'-四甲基乙二胺、15 mg的过硫酸铵和15.9g的水在0.020英寸管中组合并且聚合。制成管状的聚合物从管件移除以根据美国专利No. 6,878,384制备水凝胶1。

4.6 g聚(乙二醇)二丙烯酰胺、3.3g的丙烯酸钠、100mg的N,N,N',N'-四甲基乙二胺、25mg过硫酸铵和15.9g的水在0.020英寸管中组合并且聚合。制成管状的聚合物从管件移除以制备水凝胶2，根据本发明的含大分子单体的水凝胶实施例。

用于上述示例的较大铂微型线圈具有0.014英寸外径和0.0025英寸丝径（filar）。较小铂微型线圈具有0.010英寸外径和0.002英寸丝径。

8.3 g的聚(乙二醇)二丙烯酰胺、9.0g的丙烯酸钠、155mg的N,N,N',N'-四甲基乙二胺、20mg的过硫酸铵和15.9g水在0.025英寸管中组合并且聚合。制成管状的聚合物从管件移除以制备水凝胶3，根据本发明的含大分子单体的水凝胶实施例。

水凝胶3与水凝胶1和2示例不同。水凝胶3相对于水凝胶1具有减小的刚度并且其在使用之前并不需要预处理。这种预处理有时可能需要浸泡于温热流体中或者进行蒸汽加工以实现所希望的柔性。与水凝胶2相比，水凝胶3还允许增加的扩张。

在另一实施例中，单体用于向可扩张的元件1赋予适合于联接诸如下列生物活性化合物的部分，例如：抗炎剂，诸如皮质甾类（例如，强的松和地塞米松）；或者血管舒张药，诸如氧化亚氮或肼苯哒嗪；或者，抗血栓剂诸如阿司匹林和肝素；或者其它治疗化合物，蛋白质诸如贻贝黏着蛋白质（MAP）、氨基酸诸如3-(3,4-二羟苯基)-L-丙氨酸(DOPA)、基因或细胞材料；参看美国专利5,658,308、WO 99/65401、Polymer Preprints 2001,42(2), 147 Synthesis and Characterization of Self-Assembling Block Copolymers Containing Adhesive Moieties（Kui Hwang 等人）和WO 00/27445，其公开以引用的方式并入到本文中。用于合并到水凝胶材料内的部分的示例包括（但不限于）羟基、胺和羧酸。

在另一实施例中，可扩张的元件1可以通过合并包含例如碘的单体和/或聚合物或者合并不透辐射的金属诸如钽和铂而变得不透辐射。

在某些实施例中，载体构件2为柔性细长结构。用于载体构件2的合适配置包括螺旋线圈、编织物和带槽或螺旋切割管。载体构件2可以由任何合适生物相容性金属或聚合物制成，诸如铂、钨、PET、PEEK、特氟纶、镍钛诺、尼龙、钢和类似物。载体构件可以形成为二次配置，诸如螺旋、盒、球、扁环、J形、S形或本领域中已知的其它复杂形状。适当形状的示例公开于Horton 5,766,219、Schaefer 申请No. 10/043,947和Wallace 6,860,893中，全都以引用的方式并入到本文中。

如先前所描述，本发明的某些实施例可包括充分柔软和柔性的聚合物使得可扩张的元件1的基本上连续长度将形成为与原始地设置于载体构件2内的配置类似的二次配置，而无需预先软化该装置或者使之暴露于血液、流体或蒸汽。

在某些实施例中，载体构件2合并了至少一个间隙7，间隙7的尺寸允许可扩张的元件1通过该间隙扩张（这种配置的一个实施例在图1至图2中示出）。在其它实施例中，载体构件2合并了至少一个间隙7，间隙7允许可扩张的元件1向体液暴露，但可扩张的元件1未必通过该间隙扩张（这种配置的一个实施例在图8中示出）。在其它实施例中，并无显著间隙合并到载体构件2内。而是允许流体渗透穿过装置端部或者通过管腔注射到递送系统内并且可扩张的元件1扩张并且迫使其通过载体构件2。

在图1所示的一实施例中，可扩张的元件1包括丙烯酰胺或聚(乙二醇)基可扩张水凝胶。载体构件2包括线圈。至少一个间隙7形成于载体构件2中。可扩张的元件1安置于由呈大体上同轴配置的载体构件2所限定的管腔3内。顶端4形成于装置11的远端处，例如通过激光、钎焊、粘合剂或者熔化水凝胶材料本身。可扩张的元件1可以从近端持续地伸展到远端，或者其可以伸展所述装置的一部分，然后在到达近端或远端或二者之前终止。

作为一示例，在一实施例中，该装置的尺寸适于治疗脑动脉瘤。本领域技术人员将认识到在此示例中所用的尺寸可以再缩放以治疗更大或更小的病灶。在此实施例中，可扩张的元件在扩张之前为约0.006"-0.007"并且在扩张之后为约0.02"。可扩张的元件为例如大约52%丙烯酸钠，48%聚(乙二醇)二丙烯酰胺，具有约800克/摩尔的分子量。约0.4g/g氯化钠（约10微米粒度）用作成孔剂并且约0.6mg/mL过硫酸铵和7mg/mL四甲基乙二胺用作引发剂。在此实施例中载体构件2为在约0.012"-0.0125"直径范围的微型线圈并且具有介于约0.002"-0.00225"之间的丝径。在一实施例中，载体构件2包括介于1至3丝径大小长之间的至少一个间隙7。在另一实施例中，载体构件2包括约2个丝径长的至少一个间隙7。在一实施例中，间隙7的大小在约0.0015英寸与0.0075英寸长之间。在另一实施例中，间隙7的大小在0.00225英寸与0.00750英寸长之间。

联接器13放置于近端附近以允许植入物11可分离地联接到递送系统或者穿过导管被推动或注入。递送系统的示例见于共同待决的Fitz的申请No. 11/212,830、Guglielmi的US6,425,893、Ritchart的US4,994,069、Diaz的US6,063,100以及Berenstein的US5,690,666，其公开以引用的方式并入到本文中。

在此实施例中，植入物11通过如先前所描述调配并且混合水凝胶材料以便形成可扩张的元件1而构成。载体构件2围绕螺旋或复杂形式而缠绕，并且然后通过本领域中已知的技术而热定型以形成在0.5mm至30mm范围的二次直径和在5mm至100cm范围的长度。在加工、洗涤和可选的酸处理后，可扩张的元件1穿过载体构件2的管腔3。然后例如通过形成结扣将可扩张的元件1的远端系结到载体构件2的远端。可以使用诸如紫外线可固化的粘合剂或环氧化物这样的粘合剂来进一步增强在可扩张的元件1与载体构件2之间的结合并且形成远端顶端4。替代地，顶端可以通过例如激光熔焊或钎焊球而形成。

在某些实施例中，当可扩张的元件1扩张时，间隙7的大小和扩张比率、环或折叠12可以如图7所示形成。希望防止这些环或折叠12形成。这可以通过在将其放置到载体构件2内之前或者在将可扩张的元件1的远端固连到载体构件2之后拉伸可扩张的元件1来进行。例如，一旦可扩张的元件1的远端固连到载体构件2，可扩张的元件1被拉伸使得其0.010"的初始直径在其放置到载体构件2内之前减小到约0.006"- 0.007"之间。在拉伸之后，可以修剪可扩张的元件1以匹配载体构件2的长度并且然后通过例如打结、粘合剂结合或者本领域中已知的其它技术而结合到载体构件2的近端附近。

一旦已构造了植入物11，其通过本领域中已知的方法附连到先前描述的递送系统。该装置还可以暴露于例如电子束或伽马辐射以使可扩张的元件1交联并且控制其扩张。这描述于美国专利No. 6,537,569中，美国专利No. 6,537,569转让给本申请的受让人并且以引用的方式并入到本文中。

在先前，现有装置（例如HES）的二次尺寸总体上确定大小为小于治疗位点的尺寸（即，体积）1-2mm，这归因于这些装置的相对刚度。本发明的植入物11的增加的柔性和总设计允许植入物11的二次形状的大小为接近与治疗位点相同的尺寸，或者甚至略微更大。这种大小进一步最小化植入物移动进入治疗位点或者植入物从治疗位点滑出的风险。

现有植入装置，诸如HES装置目前向使用者提供约5分钟的重新定位时间。然而，本发明的植入物11增加了重新定位时间的长度。在某些实施例中，在过程期间的重新定位时间可以增加到约30分钟。在此方面，使用者被提供更长的重新定位时间以更好地实现所希望的植入物配置。

图2示出了在可扩张的元件1已通过间隙7扩张到大于载体构件7的尺寸之后与图1的植入物类似的植入物11。

图3示出了植入物11，其中多个可扩张的元件1略微彼此平行地延伸通过载体构件2。在一实施例中，通过使单个可扩张的元件1围绕植入物11的顶端4环绕并且将可扩张的元件1的两端系结到载体构件2的近端而构成这种配置。在另一实施例中，可扩张的元件1的多个股可以沿着载体构件2的长度结合。这些实施例的构造也可以包括拉伸该可扩张的元件1（如先前所描述）和/或在载体构件2中形成间隙。

图4示出了其中植入物11包括非线圈载体构件2的一实施例。在一实施例中，载体构件2通过利用例如切削刀片、激光或水射流切割塑料诸如聚酰亚胺、尼龙、聚酯、聚乙醇酸、聚乳酸、PEEK、特氟纶、碳纤维或热解碳、硅酮或本领域中已知的其它聚合物的管或板而形成，以便形成槽、孔或其它窗孔，可扩张的元件可以通过槽、孔或其它窗孔与体液接触。在此实施例中的塑料也可包括不透辐射剂诸如钨粉末、碘或硫酸钡。在另一实施例中，通过利用例如酸蚀刻、激光、水射流或本领域中已知的其它技术来切割金属诸如铂、钢、钨、镍钛诺、钽、钛、铬-钴合金这样的管或板而形成载体构件2。在另一实施例中，通过编织、编结或包裹金属或塑料纤维以便形成窗孔来形成载体构件2。

图5示出了植入物11，植入物11包括载体构件2、可扩张的元件1、和抗拉伸构件10。抗拉伸构件10用于防止载体构件2在递送和重新定位期间拉伸或者解绕。抗拉伸构件10可以由多种金属或塑料纤维制成，诸如钢、镍钛诺、PET、PEEK、尼龙、特氟纶、聚乙烯、聚烯烃、聚烯烃弹性体、聚丙烯、聚乳酸、聚乙醇酸和本领域中已知的各种其它缝合材料。可以通过将抗拉伸构件10的端部附连到载体构件2的端部来构造植入物11，如Ken的US6,013,084和Marks的US5,217,484 所描述，二者以引用的方式并入到本文中。替代地，抗拉伸构件10的远端可以附连到载体构件2的远端附近并且抗拉伸构件10的近端附连到递送系统，如在共同待决的Fitz的申请No. 11/212,830 中所描述。

图6为包括抗拉伸构件10的替代实施例，抗拉伸构件10围绕可扩张的元件1包裹、系结到可扩张的元件1或者与可扩张的元件1交织。这可以在可扩张的元件1的长度上发生，或者包裹或者系结可以在仅一个区域中以通过将抗拉伸构件10用作结合元件而便于将可扩张的元件1结合到载体元件2。

图7示出了在载体元件2外侧突伸的可扩张的元件1的环或折叠12。在某些实施例中，可以通过例如如先前所描述那样拉伸该可扩张的元件1来避免这种条件。这将会例如在被配置成通过较小微导管递送以防止植入物11在递送期间变得卡在微导管中的实施例中进行。在其它实施例中，松弛可以添加到可扩张的元件1使得环或者折叠将预先形成到植入物11内。这将会在其中例如需要大量体积填充的实施例中进行，因为环或折叠将会倾向于增加可扩张的元件1的总长度。

图8示出了其中可扩张的元件1被配置成扩张到大于其初始尺寸但小于载体构件2外部尺寸的实施例。这可以在其中可扩张的元件1包括水凝胶的实施例中通过调整例如PEG二丙烯酰胺与丙烯酸钠的比例来进行。替代地，相对较高剂量的辐射可以用于交联可扩张的元件1，因此限制其扩张。当需要填充时可能希望诸如图8所示的实施例并且希望具有用于可扩张的元件1提供的组织生长和增殖的基板。在用于处理脑动脉瘤的实施例中，这种配置可以用作“填充”线圈。在一实施例中，可扩张的元件1包括合并了成孔剂的水凝胶，如先前所描述，以提供网状基质来促进细胞生长和愈合。例如，如先前所描述在可扩张的元件1中合并生长激素或者蛋白质还可以进一步增强植入物11引起生理响应的能力。

图9至图11示出了根据本发明的植入物11的另一优选实施例。这个植入物总体上类似于先前所描述的实施例，包括安置于载体构件2内的可扩张的元件1。此外，抗拉伸构件10沿着可扩张的元件1的纵向轴线定位并且附连到载体构件2的远端。抗拉伸构件10优选地定位于可扩张的元件1内或者部分地被可扩张的元件1包围。优选地，抗拉伸构件10围绕载体构件2的近端部分包裹并且附连到递送装置20的远端内的加热器线圈22附近，如图11所示。

如在图9中最佳地示出，载体构件2的近端可以包括盘绕区域，其具有比构件2的其它盘绕区域更小的直径。这种较小直径的盘绕区域允许抗拉伸构件10围绕构件2包裹而不向外延伸经过构件2的其它盘绕区域的直径。此外，覆盖材料5可以进一步定位于较小直径盘绕区域上而不暴露抗拉伸构件10的环。优选地，这种覆盖材料5为激光、钎焊、粘合剂或熔化的水凝胶材料。

如在图9中最佳地看出，载体构件的螺旋线圈的间距可以沿着植入物11的长度不同。例如，线圈可以定位成在近端和远端附近彼此靠近或者彼此触及，而植入物11的中央部分可以包括在线圈之间具有更大空间的线圈。换言之，在线圈之间的间隙沿着植入物11的大部分可能更大并且靠近植入物11的端部可能更小。

在一实施例中，根据以下方法形成这种植入物11。根据在本说明书中先前描述的技术，利用水凝胶形成可扩张的元件1。在一实施例中，可扩张的元件1形成于在约0.025"与0.032" ID之间的聚合管中。在聚合之后，将聚合管切割成区段，这些区段在真空下干燥。一旦已从水凝胶移除了所有水之后，使用心轴将干燥的水凝胶从聚合管推出。然后在水中洗涤水凝胶三次，使水凝胶膨胀并且移除氯化钠和未反应的单体。

然后使用微型线圈（或者类似细长工具）使这种扩张的水凝胶沿着其纵向轴线（即，沿着其长度的轴线）串住。这种串住(skewing)形成一种沿着水凝胶细丝的近似中心的途径使得抗拉伸构件10稍后可以穿过。之后，串住的水凝胶通过浸没到盐酸溶液内而经受酸处理，使聚合物网络的丙烯酸钠组分的羧酸部分质子化。串住的水凝胶最终在乙醇中洗涤以移除残余酸并且在真空下干燥。

有间隙的铂线圈用于构件2，构件2具有在约0.012"至约0.018"范围的外径，在约0.0015"至约0.0030"范围的丝径，和约0.0015"至约0.0075"的间隙7。在另一实施例中，间隙7在约0.00225"至约0.00750"的范围。在一个实施例中，这个铂线圈具有约0.012"的外径，约0.002"的丝径和约0.004"的间隙7。在另一实施例中，这个铂线圈具有约0.0125"的外径，约0.00225"的丝径和约0.0045"的间隙7。这种带间隙的铂线圈缠绕于心轴上并且热定型为二次螺旋形状。铂线圈被切割为所希望的植入物长度并且经由钎焊、熔焊或粘合剂（例如图9中的熔焊15）而结合到联接标记带或联接器13。

移除了用以串住水凝胶细丝的线圈，并且将用于抗拉伸构件10的约0.0022"聚烯烃抗拉伸线沿着由线圈留下的途径穿过细丝。现在具有介于约0.010"至约0.018"之间外径的水凝胶细丝被拉伸为介于约0.006"至约0.012"之间的外径并且插入于有间隙的铂主体线圈内。虽然仍处于张力下，水凝胶细丝在两端处结合到主体线圈。

抗拉伸线在铂线圈的远端处打结并且围绕近端（即，具有联接器13的端部）处的开放线圈间隙而包裹。植入物11的两端被覆盖以粘合剂4和5以固连抗拉伸构件10并且封装可扩张的元件1的端部。最终，植入物11附连到使用抗拉伸构件10的分离推动器，抗拉伸构件10从植入物11的近端突伸。

在使用此实施例的植入物11期间，植入物11经由一种分离推动器20通过微导管（未图示）而前移。当微导管的远端已到达所希望的目标区域时，推动器20前移，从而将植入物11从微导管推出。当使用者希望分离植入物11时，加热器线圈22被启动以使抗拉伸构件10破裂。当与血液接触时，pH敏感的可扩张的元件将扩张到在约0.020"与0.035"之间的最终直径，允许使用者约3-5分钟的工作时间。

在本发明的另一实施例中，图9的植入物11包括抗拉伸构件10，抗拉伸构件10包括聚烯烃并且具有约0.0022"的外径。可扩张的元件1由约48%PEG8000二丙烯酰胺和52%丙烯酸钠的水凝胶组成。构件2为有间隙的铂线圈，其具有在约0.012"与0.020"之间和更优选地约0.012"的外径。构件2具有在约0.0015"与约0.005"之间并且更优选地约0.002"的丝径。在构件2的绕组之间的间隙优选地为约0.003"。

图12示出了类似于先前所描述的实施例的植入物11的优选实施例，在先前描述的实施例中，在构件2的绕组之间的间隙优选地在约0.002"与0.020"之间。此外，植入物11包含位于植入物11近端处、植入物远端处、邻近植入物的近端或远端，或者在这些位置的任何组合处的一个或多个外部构件30。在图12的示例中，外部构件30定位于植入物11的近端和远端处。

在一示例中，外部构件30优选地由铂线圈组成，铂线圈具有在约0.010"与0.120"之间并且更优选地在约0.040"与0.080"之间的长度。外部构件30的内径优选地在约0.012"与0.017"之间并且更优选地在约0.012"与0.0125"之间。外部构件30的丝线优选地具有在约0.0015"与约0 .003"之间并且更优选地约0.0015"的丝径。

在另一示例中，外部构件30由带槽管组成，带槽管具有在约0.010"与0.120"并且更优选地约0.040"与0.080"之间的长度。带槽管的内径优选地在约0.012"与0.017"之间并且更优选地约0.012"与0.0125"之间。带槽管的厚度优选地在约0.001"与0.003"之间并且更优选地约0.0015"。

图13示出了植入物11的另一优选实施例，该植入物11大体上类似于先前所描述的实施例。然而，这个植入物11还包括安置于抗拉伸构件10上的闭合缠绕的铂线圈32。优选地，抗拉伸构件1由聚乙烯组成并且具有约0.0009"的外径。闭合缠绕的铂线圈32优选地具有约0.006"的外径并且具有约0.0015"的丝线丝径。可扩张的元件1优选地由48%PEG800二丙烯酰胺和52%丙烯酸钠组成。构件2为有间隙的铂线圈，其具有在约0.012"与0.020"之间并且优选地在约0.014"与约0.015"之间的外径。构件2具有在约0.0015"与约0.005"之间并且更优选地约0.002"的丝径。在构件2的绕组之间的间隙优选地在约0.002"与约0.020"之间并且更优选地.004"。

优选地，通过如在本说明书中先前所描述利用水凝胶制备可扩张的元件1来形成图13的植入物11。在进行酸处理之前，利用铂线圈32串住水合的水凝胶。优选地，铂线圈32被热定型为预定螺旋形状，在串住之前具有限定的节距和直径。刚性并且优选地铂基心轴插入于铂线圈32内以在进一步处理和构造植入物11期间提供支承。

在对水凝胶进行酸处理之后，心轴从铂线圈32内移除并且用抗拉伸的构件10（例如聚烯烃单丝）替换。可选地，心轴和铂线圈32也可以被移除并且被抗拉伸的构件10替换。构件2（例如，有间隙的铂线圈）放置于所得到的子组件上并且大小适于在构件2的内径内允许较小或无自由空间。构件2可选地缠绕并且热定型为限定节距和直径的初步和优选地螺旋形状，之后放置于水凝胶和铂线圈32上。

一旦已放置构件2，其使用粘合剂在近端和远端（优选地紫外固化粘合剂）处结合到水凝胶。在这点处，外部构件30可选地位于并且结合于植入物11的一个或多个端部处。然后抗拉伸构件10固连于植入物11的两端处并且植入物11联接到电分离机构，如在本说明书中的其它地方所描述。

在本发明的一实施例中，血管堵塞装置包括:可扩张的聚合物元件，其具有外表面；载体构件，其覆盖着可扩张的聚合物元件的外表面的至少一部分，并且其中并无载体安置于可扩张的元件的外表面内。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括具有管腔的线圈和具有外表面的水凝胶聚合物，其中，水凝胶聚合物安置于线圈的管腔内并且其中水凝胶聚合物并不在水凝胶聚合物的外表面内包含线圈。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括形成为二次配置的载体构件和可扩张的元件，其中可扩张的元件由聚合物制成，聚合物被调配为具有充分的柔软性使得可扩张的元件将基本上呈现形成为载体构件内的二次配置的形状，而无需预处理。

在另一实施例中，一种血管堵塞装置包括形成为二次配置的载体构件和基本上连续长度的水凝胶，其中该装置将基本上呈现形成到载体构件内的二次配置的形状，而无需预处理。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括具有内管腔的微型线圈和安置于内管腔内的可扩张的元件。在此实施例中，可扩张的元件包括选自由丙烯酰胺、聚(乙二醇)、普朗尼克（Pluronic）即聚丙二醇与环氧乙烷的加聚物、和聚(环氧丙烷)构成的组中的水凝胶。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括线圈和至少部分地安置于线圈内的水凝胶聚合物，其中水凝胶具有初始长度并且其中水凝胶聚合物已被拉伸到比初始长度更长的第二长度。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括可扩张的元件和载体构件，载体构件限定内管腔，其中可扩张的元件安置于载体构件的内管腔内并且其中可扩张的元件已被拉伸到足以防止可扩张的元件的环穿过载体构件突伸的长度。

本文所公开的本发明还包括一种制造医疗装置的方法。该方法包括：提供具有内管腔的载体构件和可扩张的元件，将可扩张的元件插入于载体构件的内管腔内，并且拉伸该可扩张的元件。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括由载体元件封装的可扩张的元件，其中所述可扩张的元件基本上完全地并且基本上均一地包括具有可扩张性质的材料。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括载体元件和可扩张的元件，其中载体元件具有与其主要形状不同的二次形状并且其中可扩张的元件在正常未处理状态柔性足以符合载体的二次形状。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括载体和可扩张的元件，其中可扩张的元件固定到载体上使得可扩张的元件沿着载体处于拉伸状态。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括载体和可扩张的元件，载体具有沿着载体的多个间隙，可扩张的元件沿着载体的内包络定位并且其中可扩张的元件的扩张受到控制使得可扩张的元件扩张到间隙内但并不超过载体的外包络。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括载体构件和可扩张的元件，其中可扩张的元件包括沿着载体延伸的多个股。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括载体和可扩张的构件，其中载体为非盘绕圆柱形结构并且其中所述可扩张的元件安置于所述载体内侧。

在另一实施例中，血管堵塞装置包括载体和可扩张的构件和抗拉伸构件；所述可扩张的构件和所述抗拉伸构件安置于载体的内部区域中并且其中抗拉伸构件在所述载体上张紧。

本文所公开的发明还包括一种治疗身体内的病灶的方法。该方法包括提供一种血管堵塞装置，该血管堵塞装置包括载体构件和可扩张的元件，其中载体构件形成为二次配置，二次配置的直径与病灶近似相同，以及将血管堵塞装置插入于病灶内。

在一实施例中，载体构件2由丝线组成，丝线具有圆形截面形状。在其它优选实施例中，在本说明书中示出的实施例中任何实施例的载体构件2（或其变型）可以具有非圆形截面形状（例如，在整个截面的不同角度或位置处具有非均一或变化的直径的截面形状）。例如，图14示出了具有大体上椭圆截面形状的丝线50，图15示出了具有半圆或“D”截面形状的丝，图16示出了具有“双D”形状、带中央凹陷的半圆形、或者带通道的半圆截面形状的丝线56，并且图17示出了U形或弧形截面形状。

这些非圆形截面丝线形状可以提供在某些用途中可能希望的性能特征。一种这样的特征在图18中可以看出，其比较具有圆形截面丝线51的载体构件2与具有椭圆形截面的丝线50的载体构件。可扩张的元件1能通常以有限距离延伸超过植入物11的内径（在图18中被图示为距离55）。在使用水凝胶的装置11的某些配置中，可扩张的元件1可以在筛分/隔开（grating）或者断开之前扩张超过植入物内径0.004" - 0.006"之间。

通过减小丝线50的厚度，可扩张的元件1可以扩张超过植入物11的外径53更大距离。因此，植入物11总体上可以膨胀或者扩张到比具有圆形截面丝线51的植入物更大直径但类似宽度、线圈间距和其它性能特征。

在一更具体示例中，丝线51具有0.012"的直径并且形成具有0.008" 内径和0.012"外径的植入物。丝线50具有0.001"×0.004"的截面，和0.010"的直径和0.012"的外径。从植入物的内径的扩张限制对于每种示例大约相同（例如，在0.004"-0.006"之间），其因此使用丝线50允许在植入物上约0.002"的额外扩张直径。

还应当指出的是将丝线51直径减小到与丝线50类似厚度可以实现可扩张的元件1的类似扩张直径，但可能牺牲其它重要的性能特征。例如，减小丝线质量也减小了植入物11的“可推动性”。换言之，减小丝线质量也减小盘绕的植入物的裂断强度并且因此增加了植入物扭结、损坏的可能性或类似复杂性。在另一示例中，减小丝线质量也可以减小植入物的不透辐射性并且因此可能在过程中难以看到。

相比而言，与类似质量的丝线51相比，非圆形丝线50、52、56和58可以提供类似裂断强度和不透辐射性，同时增加了植入物11的内径。另外，与类似质量的圆形截面丝线51相比，某些非圆形截面丝线形状可能提供更高的裂断强度和不透辐射性。

此外，非圆形丝线50、52、56和58可以提供与圆形丝线51的摩擦阻力类似的摩擦阻力，特别是在非圆形丝线具有从植入物11向外定向的非平坦表面的情况下。例如，丝线50、52、56和58全都包括非平坦或倒圆表面，其当从植入物11向外定向时可以提供与类似质量丝线51相比，可与递送导管的内管腔相接触的类似表面积量。

植入物的远端倾向于在过程期间接触患者血液持续最长时段。常常，这种远端暴露是由于从远端前移到目标区期间血液部分地进入导管造成，远端首先从导管推出（并且因此完全暴露最长时间）。由于可扩张材料1的扩张可以通过在一定时段向血液暴露而触发，在植入物远端附近的可扩张材料原本可能首先完全扩张并且由此限制使用者收回该装置和在患者内侧重定位该装置的能力。

图19的植入物60可以减小其远端的提早扩张（即，增加其暴露时间以完全扩张其可扩张材料）。具体而言，植入物60包括远端区域62，在远端区域62中，其环被“闭合缠绕”或者定位成与相邻环紧邻接触以便无间隙（与近端区域64的“开放缠绕”或有间隙配置相反）。这种配置可以在植入物60从导管完全部署之前减小在接触着血液的远端附近的可扩张材料1量。

还通过在区域62附近终止可扩张的元件的远端而进一步减小初始血液向可扩张的元件1的远端部分暴露。换言之，可扩张的元件1仅位于近端的开放缠绕区域64中。就此而言，可以减小血液向可扩张的元件1的远端部分的暴露，允许使用者有更多的时间来在患者内定位或者重新定位植入物60，之后，通过可扩张的元件1的扩张来限制这种动作。

在一示例中，近端区域64在其线圈之间具有在约0.001英寸与约0.010英寸之间的间隙大小。在一更具体示例中，近端区域64的间隙大小为约0.003英寸。

在另一示例中，载体构件2为具有在约0.001英寸与约0.010英寸之间的丝宽度和在约0.0005英寸与约0.008英寸之间的丝厚度的非圆形丝线。在更具体示例中，载体构件2具有约0.0040英寸的丝宽度和约0.0018英寸的丝厚度。

在另一示例中，植入物60具有在约0.008英寸与约0.026英寸之间的外径。虽然在先前描述，示例尺寸可适用于植入物60，应了解那些尺寸也可能用于在本说明书中所讨论的其它实施例中的任何实施例，特别是在图20和图21中示出的那些。

图20示出了根据本发明的植入物70的一部分，其大体上类似于在此实施例中在先前描述的装置。然而，植入物70包括沿着植入物70的长度定位的多个连接的或融合的环区域72。因此，植入物70在开放缠绕或有间隙环的区域与直接连接的环72的区域之间交替。这些区域72可以有效地增加植入物70的总弹簧常数（与无区域72的类似植入物相比），从而改进了植入物的“可推动性”或者易于推出导管，而不会扣住或类似不当移动。

如在图20中可以看出，每个区域可以包括两个连接的环。替代地,任何数量的环可以连接在一起，诸如在2-6个环之间。环可以经由钎焊接合部74、胶、熔焊或类似结合技术而连接到彼此。区域72可以位于离彼此任何有规律间隔或距离处，诸如图20所示的三个环间隔。替代地，植入物70可以具有在区域72之间不同间距的区域（例如，离散地不同的区域或者沿着植入物70的长度朝向其远端渐进地增加/减小的距离）。例如，远端和近端可以具有比中间区域更靠在一起的区域72。在另一示例中，在区域72之间的长度可以从植入物20的近端向远端增加。

图21示出了植入物70的类似变型。然而，植入物80包括固定距离区域82，其中，细长固定构件84维持相邻的环离彼此预定距离。这些固定构件84可以钎焊、熔焊、粘附或结合到相邻环以便防止在区域82的环之间的相对移动。固定距离区域82优选地前后为非固定区域（即，在远侧和近侧）。虽然仅两个连接的环被示出为区域82的部分，可以连接任何数量的环（例如，3、4、5、6、7、8、9或10）。优选地，区域82的环具有与植入物80的其它环类似(即，大约相同)的彼此相距的间距，使得所有植入物环具有相对均一的间距。替代地，区域82的环可以具有与不触及固定构件82的环不同的间距（即，更大或更小）。

如同先前的植入物70，区域82可以沿着装置80长度以多种不同配置而间隔开。例如，区域82可以沿着装置长度的仅一部分定位，呈有规律地增加/减小的间隔或者呈不同间距的离散区段。同样，这些固定构件84可以有效地增加植入物80的总弹簧常数（与无区域82的类似装置相比），从而改进装置的“可推动性”或者易于推出导管而不会扣住或者类似的不当移动。

图22至图24示出了本发明的植入物90的替代实施例。螺旋载体构件2具有初始的不受约束的直径（例如，热定型为初始螺旋形状的线圈），如图22所示。可扩张的元件1放置于载体构件2内部并且经由紫外线粘合剂或先前描述的其它方法固连到载体2。可扩张的元件置于张力下，诸如通过拉伸，以便减小元件的径向轮廓，这相应地减小了附连的载体构件的径向轮廓，载体构件固连到可扩张的元件，如图23所示。当植入物放置于生理适当介质（即，血液或磷酸盐缓冲溶液）中时，可扩张的元件膨胀，使受约束的载体直径膨胀并且返回到其不受约束状态，如图24所示。

载体的不同部段可以在不同的张力水平受到约束以便形成可变的受约束直径。例如，载体的远端或近端可以在比另一端更高的张力水平受到约束或者张力水平可以在整个载体构件上在轴向变化。这将会允许可变的受约束的、和可变的扩张/不受约束的植入物形状，而这种植入物形状可适用于填充某些挑战性几何形状的空间。

在一示例中，为了帮助使可扩张的元件的膨胀量最大，所述元件优选地在固连到载体构件上之前并不被拉伸到显著程度。某些先前的实施例描述了在粘附到载体构件之前拉伸该可扩张的元件以便例如在扩张期间防止形成折叠。然而，一旦其暴露于生理适当条件，拉伸到显著程度可能限制元件的扩张量。

此实施例可以有效地充当框架支承线圈，其中由于植入物的受约束的较小大小，植入物的放置更加容易，并且其中随着时间，植入物的膨胀的不受约束的较大大小允许围绕动脉瘤或血管变形周围更牢固固定的放置。这个实施例也可有效地用作填充或修整线圈，其中受约束的植入物直径允许更容易地放置植入物（特别在紧密空间中）并且膨胀的不受约束的直径将使得空间填充最大。

尽管在本说明书和附图中已描述了本发明的优选实施例，将意识到许多变型和修改可能由本领域技术人员想到。因此，本发明的范围并不限于本文所描述的具体实施例和示例，而是认为涵盖替代实施例和等效物。

除非另外指示，在说明书和权利要求中使用的表达成分的量、性质诸如分子量、反应条件等的所有数字应被理解为在所有情况下被术语“约（大约）”修饰。因此，除非表明为相反情况，在说明书和所附权利要求中所陈述的数值参数为近似值，其可以根据本发明设法获得的所希望的性质而不同。在最低限度并且不试图限制将等同原则应用到权利要求的范围的情况下，每个数值参数都应当至少理解为考虑了所报告的有效数字的数目并运用了通常的四舍五入/舍入技术。值得注意的是，在本发明的广泛范围中陈述的数值范围和参数是近似值，在具体示例中陈述的数值尽可能精确地报道。然而，任何数值固有地包含由于在它们相应的测试测量中存在的标准偏差必然导致的某些误差。

在描述本发明的上下文（特别是在所附权利要求的上下文中）所用的用语“一”、“该”、“所述”和类似参考应被理解为涵盖单数和复数，除非在本文中指示为其它情况或者清楚地与上下文相矛盾。在本文中引用的值的范围仅用作个别地参考属于该范围内的每个单独值的简便方法。除非本文中表明其它情况，每个个别值并入到该说明书内如同其在本文中个别地引用。在此描述的所有方法可以以任何合适的次序执行，除非在本文中另外指明或与上下文明显矛盾。在此提供的任何和所有示例或示例性语言(例如“诸如”)的使用，仅仅意图更好地说明本发明而不是形成对本发明的范围的限制，除非另外声明。说明书中的语言不应当解释为指示任何非权利要求的元素是对发明的实践必不可少的。

将本文所公开的本发明的替代元件或实施例分组不应被理解为限制。每组构件可以个别地或者以与该组的其它构件或者本文中存在的其它元件以任何组合地提及和要求保护。应意识到由于方便和/或可专利性，一组的一个或多个构件可以包括于一组中或者从一组删除。当发生任何这样的包括或删除时，说明书认为包含修改的组，因此满足用于所附权利要求中的全部马库什组的书面描述。

在本文中描述了本发明的某些实施例，包括发明者已知的执行本发明的最佳方式。当然，在阅读前文的描述时，这些描述的实施例的变型对于本领域技术人员显然。本发明者希望本领域技术人员适当地采用这些变型，并且本发明预期以本文具体描述的方式之外的方式来实践。因此，本发明包括在所附权利要求中陈述，如由适用法律许可的所有修改和等效物。此外，本发明涵盖上文描述的元件以所有其可能的变型的组合，除非在本文中表明为其它情况或者清楚地与上下文相矛盾。

而且，在整个本说明书中，对于专利和印刷出版物做出许多参考。上文所引用的参考和印刷出版物中每一个单独地以其全文引用的方式并入到本文中。

最后，应了解本文所公开的发明的实施例说明本发明的原理。可采用的其它修改在本发明的范围内。因此，举例而言，但并无限制意义，可以根据本文的教导内容来利用本发明的替代配置。因此，本发明并不限于精确地如图所示和描述的内容。

Claims (13)

1.一种血管堵塞装置，该血管堵塞装置包括：

由丝线形成的螺旋载体构件，所述丝线具有非圆形截面形状并被取向成使得所述丝线的非平坦表面从所述血管堵塞装置向外定向；以及

可扩张的构件，其安置于所述螺旋载体内；

其特征在于，所述螺旋载体构件包括至少一个间隙，确定所述至少一个间隙的尺寸以允许所述可扩张的构件通过所述间隙扩张。

2.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述非圆形截面形状具有在长度中不同位置处变化的截面形状。

3.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述非圆形截面形状为椭圆形。

4.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述非圆形截面形状为半圆形状。

5.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述非圆形截面形状为具有中心凹陷的半圆形状，所述中心凹陷在所述半圆形状的弧形的中点位置处。

6.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述非圆形截面形状为圆弧形状。

7.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述非圆形截面形状为U形状。

8.根据权利要求1所述的血管堵塞装置，其中：

所述螺旋载体构件的第一部段位于所述螺旋载体构件的远端处并且包括布置为呈无间隙配置的多个第一环；

所述螺旋载体构件的第二部段位于所述螺旋载体构件的所述第一部段附近并且包括布置为呈有间隙配置的多个第二环。

9.根据权利要求8所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述可扩张的构件位于所述第二部段内并且其中所述可扩张的构件的远端定位于所述第一部段附近。

10.根据权利要求8所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述第二部段具有在0.001英寸与0.010英寸之间的间隙大小。

11.根据权利要求8所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述第二部段具有0.003英寸的间隙大小。

12.根据权利要求8所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述丝线具有在0.001英寸与0.010英寸之间的丝宽度和在0.0005英寸至0.008英寸之间的丝厚度。

13.根据权利要求8所述的血管堵塞装置，其特征在于，所述第二部段包多个相邻的融合环。