CN105324146A - 球囊导管 - Google Patents

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Abstract

一种球囊导管包含球囊(1),其中球囊(1)具有球囊膜,球囊膜包含一个或多个可拉伸弹性体;常规导管轴,其形成设计用来引导导线的线内腔并形成液体内腔,流体可经由液体内腔而被供应至球囊(1);其中球囊(1)在第一近端固定部位(3)而连结于第一导管轴元件(5,4’,5’);以及球囊(1)在第二、远端固定部位(2)而连结于第二导管轴元件(4,12),其中第二固定部位(2)可相对第一固定部位(3)而沿导管轴的纵轴移动;其中球囊(1)还环绕导管轴的一部位,所述部位在第一与第二固定部位(3,2)之间延伸;并且当球囊(1)的纵向扩张改变时,导管轴的被球囊(1)环绕的所述部位包含导管轴的不同部位;其中处于未被扩张状态的球囊的长度大于等于10cm或大于要被治疗的血管的区段的直径的10倍。

Description

球囊导管
技术领域
本发明关于一种医疗应用的球囊导管。
背景技术
因为许多理由,体腔及血管可能需要使用机械或药物手段的医疗。本发明关于药物产品与方法,其可扩展现今有效医疗选择的范围并且在壁不连续、结构改变、发炎、壁厚增加以及局部在壁内的新陈代谢疾病上。
在许多血管系统及其他体腔的疾病的实例中,使用导管的最小程度侵入治疗已取代手术或经由药物产品的目标局部应用而提升药物治疗的疗效。通过局部的给药,高药物浓度可在有病的组织中被得到,并且可避免或大幅减少系统有害的效果的风险。最近几十年发展的焦点针对严重的动脉窄化或闭塞的实例的正常动脉血流的修复以及末端组织的氧气供应。大部分被感染的是冠状动脉血管、脚血管、颈动脉、肾动脉或常造通道例如透析旁路。血管节段(vesselsegments)常被血栓所纤维硬化或钙化或阻塞。为重新打开它们,许多仪器与辅助器可被使用,其以非常不同的方式来工作。最常使用的就是球囊导管,其具有实质上由非弹性材质,例如尼龙,制成的球囊。球囊具有预设直径与预设长度,其由于材质的低弹性而即使在高内压力的情况下也不会有实质上的改变。高压力是需要的以扩张严重窄化的血管内腔并使它们再次开放。球囊的尺寸稳定性避免血管被过度扩张,至少是在那些抵抗力低于患病血管的其他部分的地方。
为避免经由血管的弹性回复力而紧接发生的再狭窄,支架可被植入。
血管与球囊所受到的压力可导致血管破裂以及内部血管壁部分(夹层)的脱离,其中球囊在受到高度压力时会变硬与拉紧,并且上述破裂与脱离剧烈地有害血流并可以一种延迟的方式造成血栓的形变。为再应用夹层到血管壁,球囊可被膨胀较长的时间直到数分钟,或者还可植入支架。血管壁与夹层的弹性重设定在程序之后是立即明显的。
其他扩张或重新打开血管内腔的方式为旋切术与激光,其可使用在较长的部分但会对血管壁造成严重的伤害。
在治疗的过程中,额外的组织/疤形成可出现,其窄化血管内腔。此过程通常要花数月。在大多数的实例中,它可藉由植入支架而局部的给药或经由涂布药物产品的特别球囊导管的使用而被避免。
上述对于窄化与阻塞动脉的局部治疗的缺点是对于血管被感染的部分的治疗的严格的限制,所述血管例如是其直径小于等于原有直径的50%的血管。没有严格限制的血管的邻近患病部分仍然未被治疗,以致于经由机械性的损害而开启反应性的高增生(hyperproliferation)。这样邻近未被治疗的血管部分通常是不规律地形成、发炎并具有沉淀物(易受伤的血小板),其破坏开启、释放形成血栓的表面并导致突然的血管收缩。对于其治疗,多种,也是局部非常受限制的,方式已被提出,但没有到目前为止被临床研究所确认的这些方式的优点。这些方式包含藉由支架方式(例如具有药物产品的US2009104246、US20090030494)、聚合物或聚合(US7,473,242、WO2011044455、US7846147)方式、或经由受控制的血小板的破坏(US7753926)而治疗血管的患病部分。
这里缺乏一种对那些伸长患病血管节段的简单、有效的治疗方式,其作为血管修复术和/或支架植入的部分,并可避免这些血管部分长期地被机械性地造成伤害。这里还缺乏在分支的血管改变的简单治疗。
涂布药物产品的球囊导管描述于文件US6,616,650、US53014121和USP5,103,402中。在动物实验中,其显示尽管球囊与动脉壁之间接触非常短的时间,合适的涂布可避免在血管扩张之后的高增生,所述血管扩张缩窄内腔(SchellerB.,SpeckU.,AbramjukC.,BernhardU.,M.,NickenigG.Paclitaxelballooncoating–anovelmethodforpreventionandtherapyofstenosis.Circulation2004;110:810-814)。临床上,可看见在非常不同的血管的血管修复术之后的血管缩窄的持久减少(例如SchellerB.,CleverY.P.,KelschB.,HehrleinC.,BockschW,RutschW.,HaghiD.,DietU.,SpeckU.,M.,CremersB.,Long-termfollow-upaftertreatmentofcoronaryin-stentrestenosiswithapaclitaxel-coatedballooncatheter.JAmCollCardiolIntv2013;5;323-330)。使用于所引用文件中的涂布描述于EP1372737中。其他专利说明书,例如EP2170421与US8244344,进一步描述可能的处方与方法。
由于上述理由,常用于血管修复术的球囊实质上由非弹性材质,例如尼龙,所制成。为了达到较小的横切面以插入动脉中并为了通过这些血管中的缩窄,球囊是完全空的且是折叠的,并且折叠沿由球囊纵向延伸的轴而被缠绕。然后这些球囊在高压被液体充满。它们迫使内腔适应其形状,即内腔在被治疗的区域中应假定为球囊的直径。在如此危急的血管壁中,伤害通常会发生。
具有弹性膜的球囊的导管可被扩张到低内部压力的较小程度的较大者,并主要用来修复膀胱导管或用于其他排水的导管。近似圆形的球囊为此被使用。据此,球囊可扩张并应扩张到所有的方向并且不会为了扩张它们而按压某个血管壁。
能轻易伸展的材质(例如聚氨酯、乳胶、聚异戊二烯)的球囊已被提及关联于不规形状血管的治疗(例如US20090258049)。在其他实例中,柔软球囊较合适于某些应用,例如应用于治疗分支(US8216267)而关闭动脉瘤(US8066667)的开口、不规则形状体腔的壁的局部给药(US20080243103)、或用球囊所释放药品来治疗不规则且敏感的血管结构(US7179251,WO2012158944)。在各实例中,相对短的球囊被涵盖,直到指示为4公分的长度。
一个严重的问题为软球囊材质的纵向扩展,以及在较长球囊的实例中会有不规则的填满,通常只有部分或区段的填满。在低压时,球囊直径增加并至少部分会接触血管壁。在相同的时间,球囊还在长度上增加。当球囊在近端与远端被固定在中心轴时,纵向扩展会导致螺旋或其他形式的不想要的球囊形变。为抵抗这个,可扩展的管体可以以先张的(pretensioned)方式被固定于轴上(US6344045、US8066667)。一旦用液体填满内腔,管体开始扩展于想要的方向,即它在直径上增加但在其先张的长度上没有实质上的改变。然而,先张的情况只有在导管轴是刚性的才有可能。当导管必需被引导经过强烈卷绕的血管时,这是不受欢迎的。
另一个避免不受欢迎的纵向扩展的可能性提出于WO2005025648:低弹性的线或编织品嵌入于多层弹性球囊膜,以藉此避免或限制纵向扩展。缺点是膜的复杂结构以及连带不受欢迎的厚度增加。
在高内部压力时,可观察到在长度上的增加,即使是在具有实质上非弹性膜的球囊的实例中。这导致不需要的球囊弯曲,此时球囊在远端与近端都固定于非弹性轴上。藉由在轴上并在球囊的被固定远端与近端之间加上在纵向上为弹性的元件,就可在轴也扩展时,通过小的纵向扩展而避免球囊的弯曲。
本发明的目的在于提供一种简单且具有成本效益的导管,并且藉此导管可使得具有不同内腔直径与分支的血管中的延伸异常经由机械性的平滑与局部的给药而得到治疗。更特别的是,本发明的目的避免或限制较长可扩展导管球囊在由于纵向扩展所造成的膨胀期间产生形变。
所述目的藉由依据权利要求1的球囊导管所达到。
实施方式的有利形式以及进一步的发展在附属权利要求中提出。
发明内容
在此说明中,接近治疗者的部位被指定为最接近的部位,而要被导入身体内的导管的部位被指定为远端的部位。球囊一词可同义地使用作为导管球囊的简称。
球囊膜被指定为可扩展的,膜的外压力(在球囊周围区域的压力)与在球囊内小于2.0266巴(2atm.)的内压力之间的差,即内压力位于0.10133巴(0.1atm.)与最少2.2066巴(2atm.)之间并高于外压力,可允许球囊的直径经由膜的扩展而在垂直于纵轴的方向上增加至少2.5倍,特别是在球囊的中间部位,即不是在球囊间远端与近端的范围。这可应用例如是2mm的球囊剖面且处于未折叠、没有张力的状态(球囊内压力=外压力)被扩展到5mm或更多并且内压力小于2.0266巴(2atm.)但大于外压力的情况。高度可扩展的膜在同样的情况下可允许球囊直径扩展至少5倍,即大于10mm。在此过程中,球囊表面经由扩展而大约增加同样的量,即直径增加2.5倍而表面增加2.5倍等等。如果是弹性或高弹性可扩展或高度可扩展的膜,则其在压力降低下会回到像扩展以前的大约同样表面面积。大约同样指球囊表面在扩展之后只有比扩展之前的增加最大值为25%。这里以及下面的叙述,球囊的直径(=球囊直径)总是拿来指球囊垂直于纵轴方向上的直径。
在一实施方式中,本发明描述具有球囊与导管轴的球囊导管,所述导管轴形成设计来引导导线的线内腔,还形成液体内腔,液体可通过所述液体内腔而被供应到球囊。所述球囊在第一、最近的固定部位被固定于第一导管轴元件,其中所述第一固定部位可沿导管轴的纵轴而相对第二固定部位移动。球囊包围延伸于第一与第二固定部位之间的导管轴的一部分。设想当球囊的纵向扩张改变时,被球囊围绕的导管轴的所述部分包含导管轴的不同部分。如此,依据本发明,球囊的长度可被调整而没有不受欢迎的形变并且导管轴元件也不用昂贵地改变。特别说来,可以设想的是通过球囊的纵向扩张,导管轴的区域,特别是内管和/或提供线内腔的管体,可被球囊围绕,但其在纵向扩张之前并未被球囊围绕。球囊的纵向扩张可经由一个或两个固定部位的人为或机械位移、或机械位移、或第一和/或第二导管轴元件的弹性延伸而发生。或者或额外地,纵向扩张可通过经由液体内腔供应液体给球囊而发生。据此,举例而言,藉由充满球囊,第二导管轴元件可通过作用在纵轴上的压力而相对第一导管轴移动。通过导管轴元件之间的相对移动,第一和/或第二固定部位可沿彼此而被承载并相对移动。一般而言,固定元件的相对移动为沿导管轴的纵轴的移动、和/或具张力的球囊的长度上的改变、和/或二者之间,特别是在固定元件和/或被指定的导管轴元件相互远离地移动时,其为长度上的延伸。第一导管轴元件与第二导管轴元件可被分开地相互固定和/或选择性地相互位移,例如是经由可分开的夹钳连接。第一导管轴元件可特别作为管体使球囊可经由它而填装或排空液体。如此,流体内腔可藉由第一导管轴元件而被提供或形成。第一导管轴元件可为外管体、内管体至少部分容纳于其中,或者为管体以提供液体内腔与线内腔,例如是双内腔管体。可以设想的是线内腔与液体内腔藉由相互固定的管体和/或管体元件而形成。第二导管轴元件可特别作为内管体,其可包含或形成线内腔。上述的管体可至少部分容纳于外管体并可相对它移动。或者,第二导管轴元件可包含或被形成为引导元件,其可移动地承载于内管体和/或线引导管体上,所述线引导管体可包含或形成线内腔。上述的引导元件可被设计为滑动元件、和/或环形或管体部、或导管。滑动元件一般可滑动和/或由摩擦力产生的位移、和/或至少部分密封地接触承载它的元件。内管体、或线引导管体、和/或紧连于其上或与其一体成形的元件可作为或被视为第一导管轴元件,其中引导元件以可位移的方式承载于所述线引导管体上。可以设想的是,第二导管轴元件被安排在液体内腔和/或开口的远端、和/或可被移开至液体内腔和/或开口的远端,其中液体可经由所述开口并经由所述液体内腔而被供应到球囊、和/或经由所述开口并经由所述液体内腔而从所述球囊汲取液体。球囊可直接或间接地在第一固定部位而被固定在第一导管轴元件,在所述第一固定部位中,其被固定于一元件,所述元件相对于第一导管轴元件为固定、和/或不动、亦或可在第一导管轴元件的纵轴上为可移动的。球囊可直接或间接地在第二固定部位被固定于第二导管轴元件上,在所述第二固定部位中,其被固定于一元件上,所述元件相对第二导管轴元件为固定和/或不动。第一导管轴元件和/或第二导管轴元件,特别是管体或包含或形成线内腔的内管体,可设计为具有弹性。一般而言,液体内腔可重复使用来装满和/或排空所述球囊。为将生理上可容忍的液体装入球囊,优选为最大程度稀释的X线照片造影剂(radiographiccontrastagent)。
球囊可包含球囊膜,其包含至少能伸展的弹性体,优选为橡胶、乳胶、聚氨酯、异戊二烯基聚合物或共聚物、硅氧烷、特别优选是乳胶、聚氨酯或例如是苯乙烯-异戊二烯嵌段共聚物,例如此为最优的。为CardioTechInternationalInc.的商标,现为AdvanSourceBiomaterials,Inc.USA,提供聚苯乙烯与含水聚异戊二烯的混合物/嵌段共聚物以及提升强度(聚丙烯)及柔软性(矿油)的添加物。一般而言,球囊可包含弹性或高弹性球囊膜,其膜成复合结构。
球囊在未扩展的状态时的长度可大于等于10cm,优选大于等于15cm,特别优选为大于等于20cm。据此,血管的长部位可藉由球囊而得到治疗和/或支撑。在使用于比那些冠状动脉的长度更短的冠状动脉上,球囊可为更短。在未扩展的状态时,它们具有比要被治疗的血管区段的参考直径5倍更长的长度,优选比10倍更长,特别优选比15倍更长。在此实例中,参考区段为最接近患病区段的邻近未患病区段的直径测量。
在进一步的发展中,作为第二导管轴元件,所述导管轴可包含内管体或最接近第一固定部位的弹性材质。特别说来,可设想的是,内管体实质地在其所有的长度和/或最接近第二固定部至的长度上展示不变的弹性性质。一方面来说,这允许弹性性质可被使用在内管体的一大段长度。另一方面来说,就不需要使用具有不同弹性的复合内管体。
可以设想的是,设计作为导管轴的内管体的第二导管轴元件经由密封体而从设计作为导管轴的外管体的第一导管轴元件显露,并且被安排或设计可相对外管体移动。这可允许例如医生人为地移动内管体。
球囊的第二固定部位可沿形成线内腔的第一导管轴元件的纵轴移动。在此实例中,第二固定部位和/或于其上被提供的导管的一元件,例如对应的导管轴元件和/或可位移的元件,可为引导元件,其可设计为滑动元件和/或环状或管体部位。第一导管轴元件可包含管体或投影超过液体内腔的管体的端部位。上述管体或端部至可形成线内腔和/或被设计为至少部分容纳于外管体的内管体,和/或可定义所述第二固定部位可沿其移动的纵轴。第二固定部位可承载于上述的管体和/或在上述管体上移动。可以设想的是,第二固定部位被安排远离和/或移动远离液体内腔和/或液体内腔的开口,所述球囊经由所述液体内腔而被装填和/或被排空。以同样的方式,所述第一固定部位可另外或额外地经由引导或滑动元件而在第一导管轴元件上并沿纵向方向而移动。
一般而言,需注意的是球囊还可藉由管体而形成。优选为一致性的管体,其膨胀可在直径上在其所有的长度平均地增加,如果它的扩展不被例如不规则形状动脉壁所局限的话。被拉长球囊的问题为扩展的不均匀性,其中所述拉长球囊经由低内部压力而扩展多次或具有高弹性。球囊直径所需要的增加常常只发生在整个球囊的一部分,即最接近或最远端的球囊区段。在装填期间,球囊在它的整个长度上或另一区段,即非起始膨胀的区段,已经达到所需要的直径之前,其可突然暴开,在直径上增加而没有连接在整个剖面上的起始被装填的区段。隔板依然存在被装填的区段之间。隔板为所述球囊的一部分,所述部分在高压时仍然狭窄。这些没有或只有非常轻微被扩展的球囊区段避免在整个球囊长度上的血管壁的一致性的治疗(非常轻微=小于邻近、与被扩展的球囊区段的纵轴垂直的直径的30%)隔板特别存在于当长球囊在管体内膨胀时,其中所述管体限制与纵轴垂直的扩展。这也是在血管里的实例。
隔板的形成是破裂性的且是不受欢迎的。其可藉由至少一次将形成所述球囊的弹性管体部位扩展到所述部位的总长度而被避免,同时没有限制与纵轴垂直的球囊的扩展。这指与纵轴垂直的扩展至少1.1倍,优选为至少3.0倍,藉此这与球囊在扩展之前的直径相关联(直径=与纵轴垂直的球囊扩展)。在内部压力的减少或其他造成球囊扩展的力量的移除之后,球囊由于弹性回复力的关系,大约或完全地假定为其原来的较小的直径(在扩展之前)。所述程序已知为预先拉伸。对于预先拉伸,球囊或形成球囊的管体例如以气体充满,直到它已扩展到它整个长度。预先拉伸可发生一次或多次且可有不同的时间长度。由于上述预先拉伸或实行在弹性膜的任何其他形式的预先拉伸,在之后的球囊使用以达到有疗效或诊断的目的的期间,球囊不会或非常少会发生不均匀的充满。
此外,很惊讶的发现,形成球囊的可扩展弹性体的预先拉伸及被收缩的管体部位可被固设于常规沿纵轴方向拉伸的导管轴上,而没有的显著的导管轴形变发生,即使是在大球囊长度的实例中。在纵向上的预先拉伸有利的表示弹性管体部位,其在未拉伸/拉伸时具有被定义的长度,被拉伸到所述被定义长度的20%到120%,然后被固设于导管轴上同时维持所述拉伸或张力之下。举例来说,弹性管体部位,其在未拉伸且不具张力时为10cm长,被拉伸到12到22cm的长度,然后在张力下被固设于导管轴上。优选为沿纵轴的30%到80%的扩展,特别优选为40%到60%的扩展。在膨胀时,这些球囊展示没有隔板的存在,也没有太多纵向扩展,导管轴也没有在压力下发生某部位的变形。据此,产生特别长、且在泄气状态时为特别瘦的高弹性球囊导管是可能的。
通过止血阀的通道可藉由保护袖套而更容易,藉此在球囊通过阀之后,保护袖套可维持在轴上或从其上分离。
一般而言,球囊和/或导管轴可具有生理上可容忍的润滑剂和/或抗凝剂于其外表面。据此,导管可轻易地被插入转移元件或引导导管内,并且被移动到血管内。血栓堆积在低血流的区域的风险可被最小化。
所述球囊可被涂布至少一种药品。如此,球囊可合适于直接应用药品或其他物质到被治疗的血管壁部位。球囊可被涂布一种或多种药品,剂量为100μg/cm球囊长度到10μg/cm球囊长度之间,优选为300μg/cm球囊长度到3000μg/cm球囊长度之间,特别优选为600μg/cm球囊长度到3000μg/cm球囊长度之间。
另外或额外地,球囊可被涂布至少一种抗氧化剂,优选为下列抗氧化剂的至少其中之一:抗坏血酸(ascorbicacid)、维生素C棕榈酸酯(ascorbylpalmitate)、丁羟甲苯(butylatedhydroxytoluene)、叔丁基对羟基茴香醚(butylatedhydroxyanisole)、去甲二氢愈创木酸(nordihydroguaiareticacid)、没食子酸丙酯(propylgallate)、白藜芦醇(resveratrol)。
上述目的藉由导管达到,导管轴具有至少两个内腔,其中一个内腔可在近端与远端打开给导线并作为线内腔,并且其中一个内腔可作为到远端被固设的弹性球囊的液体通道,即液体内腔。液体通道的远端打开可在弹性球囊的内腔中结束。
在常规由相对非弹性材质制成的球囊中,球囊的直径坚固地限制于管体的长度,其中近端与远端固定部位位于所述管体上。
依据本发明,球囊在使用前的纵向扩展的精确确定可被免除。球囊的使用,特别是弹性球囊,不受血管的非常受局限部位的治疗的限制。如此,不像使用于血管压缩的治疗的常规非弹性球囊,弹性球囊不会机械性地损伤血管壁,反而是适应它的方向,因此没有理由将受治疗的区域严格地限制在近端或远端的方向。
附图说明
导管实施方式的形式将会藉由下面的附图作说明。
图1为具有可扩展球囊(1)的导管的实施方式的示意图,其中球囊的纵向扩展经由管体(4)在轴的整个长度上的纵向拉伸所引起;
图2a为另一导管的示意图,其中球囊的纵向扩展经由位于具有端部位(4”)的管体(4’)上的远端固定部位(2)的位移所引起;
图2b示意地显示在球囊的膨胀之后的图2a的导管,其中球囊位于不规则形成的内腔中,所述内腔具有球囊的直径与长度上的扩展。字母A表示具有端部位(4”)的管体(4’)的区域,所述端部位(4”)原本在球囊之外然后在球囊的纵向扩展之后被球囊所包围;以及
图3a及图3b显示软球囊的使用的实例,其在形状上为可适应的,并在具有侧分支的狭窄动脉区段内。
发明具体实施方式
无论它是否有在纵轴的方向上被预先拉伸,球囊(1)的纵向扩展不受妨碍。球囊可在纵向上扩展于中心线引导管体上,并且可能是与所述中心线引导管体一同扩展,其中所述球囊长度与管体长度或某些部位一起延伸,其中所述部位在原来非延伸状态时在球囊内腔之外或在球囊的固定部位的另外一侧上。这表示在膨胀时,球囊的纵向扩展是可能的,这是因为在球囊两端的近端与远端固定部位相互远离移动,并且没有距离的程度,所述距离实质上藉由球囊内的管体相对短的部位的拉伸而确定。这个可能的沿纵轴扩展的程度可最少为球囊处于膨胀状态的直径,例如大于等于5mm,优选为大于等于1cm,更优选为大于等于2cm,最优选为大于等于4cm。上述是可达到的,这是因为导管的轴包含两个同心管体(4,5),其可相对移动(图1)。在远端,球囊(1)在远端固定部位(2)上密封地且坚固地设置于内管体(4),并且在近端固定点(3)上在近端设置于外管体(5)。如此,在此实例中,外管体(5)作为第一导管轴元件,其上有球囊(1)的第一、近端固定部位(3),同时内管体(4)作为第二导管轴元件,其上有第二、远端固定部位(2)。具有较小直径(内腔优选为0.035”~0.875mm或0.018”~0.45mm或0.014”~0.35mm)的内管体(4)具有端部位(4”),其可形成导管的远端(7)。它可由弹性材质组成,所述弹性材质在轻微的张力下可朝远端延伸。轻微张力定义如1kg的张力,远端的延伸在轴长度为120cm的实例中至少为0.5cm到1cm,优选为大于等于2cm,更优选为大于等于3cm,最优选为大于等于4cm。内管体(4)的长度远大于球囊的长度,管体在其长度上小百分比的延伸允许球囊可观的伸长。为避免内管体(4)在近端的方向的位移而导致缩短球囊,例如,当将导管导入阀时,内管体(4)可被提供阻止器或阻止(9),其由于较大的直径而避免内管体(4)收缩到外管体(5)内。另外,为达到纵轴方向上的可扩展性,或者额外地,内管体(4)可相对外管体(5)而在其整个长度上并在纵向上为可位移的。在此实例中,可允许所述移动的密封体可选择性地与固定器(8)存在。据此,内管体(4)可由医生而人为被移动和/或经由压力而依据球囊的纵向扩展而移动,所述压力在填充球囊时产生。球囊可经由在管体(4)与(5)之间的中间空间而被填充并排空,并作为液体内腔。
球囊由自然或合成的聚合物弹性体组成,优选为橡胶、乳胶、聚氨酯、异戊二烯基聚合物或共聚物、硅氧烷、特别优选是乳胶、聚氨酯或属于CardioTechInternationalInc.,现为AdvanSourceBiomaterials,Inc.USA,不具有或具有添加物或不同成分的混合物。其他合适的聚合物可在已经引用的专利说明书中找到(US20090258049、US8066667、US8216267、US20080243103、US717951、WO2012158944)。其他先前提过的产品与聚合物中具有拉伸性的弹性体也适合应用。用于提升机械性质、储存寿命或造影密度(contrastdensity)的物质可作为添加物。球囊膜的造影密度可藉由添加碘化造影剂或例如经由金属粉而受控制。
另外值得注意的是用于具有随着它的长度而大幅减少的直径的拉长的周围动脉的治疗的导管。被膨胀或扩展的球囊的长度可为2cm到40cm或更多,优选为5cm到35cm,更优选为10cm到30cm,特别优选为20cm到30cm。球囊的长度在膨胀或扩展之前可大于等于10cm,优选为大于等于15cm,特别优选为大于等于20cm。
用造影剂充满以及特别是排空这样大体积的球囊是需要时间的。另外,用吸收气体,例如二氧化碳,来充满球囊是可能的。
一个球囊的外直径可在0.5mm到2.5mm之间,优选为1mm到2mm之间。球囊材质可展现出这些在未扩展状态时的小直径,或者它可沿轴折叠并且选择性地藉由可缩回薄壁管体或类似装置而固定。
在未扩展的状态中,适合小血管的球囊,例如冠状动脉,具有0.5mm到1.5mm的直径,而在扩展状态时达到6mm。优选的长度适应于要被治疗的血管的长度,例如对于冠状动脉而言,就需要至少10倍的治疗区段的平均直径,例如在血管平均直径为3mm的实例中,球囊长度大于等于30mm。
球囊端部可藉由黏着剂、或经由焊接/热、或具有溶剂的溶液、或藉由螺纹、或藉由众多方式的任一组合而被固定于固定部位上,例如轴或管体,或是被连结于可在管体上移动的引导元件,例如导管或环状或管体部位。球囊有至少两个点可直接或间接经由滑动元件而被连结到在纵向上通过球囊的中间管体,特别是连结到定义线内腔的管体和/或内管体。更多的固定位部也是可能的。固定于不同的固定部位可以以不同方式来发生。
改变球囊长度又同时维持大部份柱状形的一种可能性在于使球囊的固定部位的其中之一为可沿纵轴位移的(图2)。所选择的固定轴为较窄的管体(4’),其通过球囊并作为线引导管体。直到在第一近端固角部位(3)附近,这被引导入双内腔管体,其具有管体(5’)与形成液体内腔的线引导内腔(4’)平行。线引导管体(4’)具有端部位(4”),其朝远端延伸并超过形成液体内腔的管体(5’)。纵轴由管体(4’)与端部位(4”)所定义。在端部位(4”)上,例如是距离远端数公分处,可滑动但非常切合管体部位(12)或是对应可滑动但非常切合短导管的元件被定位作为引导元件。在此实例中,引导元件因此被设计为滑动元件。球囊远端(2)密封地被固定于可移动管体部位(12)。在此实例中,双内腔管体/线引导管体(4’)和/或管体(5’)相对彼此固定并可被视为第一导管轴元件,其上可有为了直接或间接与球囊连结的第一近端固定部位(3)。球囊的第二、远端固定部位(2)提供于管体部位(12)上,其可相对移动。在球囊扩展时,可移动的管体部位(12)可改变其在固定管体(4’)上的位置,特别是在端部位(4”)上的位置,藉此球囊可在纵向上扩展。在球囊的内部,管体部位(12)可选择较长的,以致其将球囊长度固定在预设最小值。管体部位(12)在近端方向的移动例如受到管体(5’)或经由在球囊内腔内的其他挡块或阻挡物(9)的限制。形成为滑动元件的管体部位(12)朝管体(4’)的远端或端部位(4”)的移动可经由对应的远端阻挡元件或经由限制远端移动的管体(5’)上的固定而达到。当球囊的内腔中的压力只需要稍微大于血压时,管体部位(12)就不用形成与管体(4’)形成一个完整的密封,并且在持续较久的球囊扩展的实例中,压力与体积可经由注射填充球囊内腔而得到再次控制。一般而言,引导元件可被设计为环状和/或管体和/或管体部位,特别是作为短金属导管和/或不透光管体。另外或额外地,引导元件可通常具有X线照片标记(11)在球囊开始的区域。当在此实例中的管体的纵向移动不必经由管体(4’)的弹性伸长而发生时,导管轴通常可为均匀的双内腔管体。其中一个内腔,特别是由管体(4’)形成的线内腔,通过球囊而延伸至远端,另一个内腔填满并排空球囊并作为液体内腔。
上述的方式避免或限制球囊不规则的形变,所述球囊固定在两端并在压力下沿纵向扩展。这特别关系到在压力小于等于4巴并且没有扩展的情况下,其长度较原有(即没有压力的情况下)长度增加超过5%的球囊。上述方法较合适用于在这些条件下长度增加大于等于10%的球囊,特别适合于长度增加大于等于25%的球囊。依据本发明,球囊的长度不受限于内部或外部的限制元件,例如可缩回的外管体。
因此,就材料、尺寸、抓力、用于注射的连接的数量、具有不透光或磁性标记(10,11)导管轴,优选为邻近球囊在轴上的固定点,用于填充并排空球囊的内腔、用于导线的内腔,在整个轴长度上或只有其远端部位(快速交换版本)上,导管结构对应常规血管修复术导管。所述轴可被提供至少一个球囊及更多的内腔。所述轴或其部位以及球囊可用特别的涂布来润滑。
弹性球囊可涂布一种或多种润滑剂或一种或多种药品或任何润滑剂与药品的混合物。辅助剂或添加物可被加入涂布内。假使涂布以液体形式来应用,溶剂是合适的,其不会或只会小程度的攻击球囊材料并且会均匀地分布在球囊表面。优选为易挥发溶剂,例如甲醇、乙醇、丙醇或异丙醇、丙酮、二甲基甲酰胺、乙腈、乙基乙酸盐、己烷、庚烷或其混合物以及水作为另一溶剂或添加物加到有机溶剂。
合适的涂布溶液、组成与方法已如上描述。弹性球囊可在收缩或轻微或完全扩展的状态下被涂布。为达到均匀的部分扩展,球囊在导管内扩展,并可能地被提供一层润滑剂层,球囊的内压力被维持或稍微下降,球囊从导管中移开然后用液体处方以平常的方式来涂布。在涂布之后,且在溶剂蒸发之前、之中或之后,球囊被排空以致它们经由弹性材料的收缩而达到所要的小的剖面或者它们被折叠并且折叠绕着轴进行,就如之前一样,例如在由尼龙制成的球囊实例中。
优选的活性物质为紫杉醇与其他紫杉烷、纳巴霉素与其他TOR结合物质,例如依维莫司(everolimus)、咗他莫司(zotarolimus)、比欧莫司(biolimus)等等、肾上腺皮质素与其亲脂衍生物,例如二丙酸倍他米松(betamethasonedipropionate)或地塞米松-21-棕榈酸酯(dexamethasone-21-palmitate)、他汀类药物(statins),例如阿托伐他汀(atorvastatin)、西立伐他汀(cerivastatin)、或氟伐他汀(fluvastatin);抗凝血剂(anticoagulants)及血小板凝集抑制剂(plateletaggregationinhibitors)例如肝素与其片段及衍生物、水蛭素(hirudin)、阿司匹林(acetylsalicylicacid)、噻氯匹定(ticlopidine)、克拉匹多(clopidogrel)、普拉格雷(prasugrel)、伊洛前列素(iloprost)或前列腺环素(prostacyclin)或前列腺素(prostaglandin)例如E1、E2、F2α或华法林、苯丙香豆素(phenprocoumon)、特别优选为紫杉醇、纳巴霉素与二丙酸倍他米松,以及抗凝血剂例如肝素与水蛭素。活性物质或其盐可个别使用或组合使用。合适的浓度可为100μg/cm球囊长度到10mg/cm球囊长度,优选为300–3000μg/cm球囊长度,并且特别优选为600–3000μg/cm球囊长度。假使球囊被涂布多种活性物质,上面的附图关于个别物质的总浓度。此外,在其表面或在球囊膜的结构内,或结合合成的物质,球囊可包含生物物质例如蛋白质、多糖类、五棓酰葡萄糖、脂质例如硝基油酸(nitrooleicacid)、荷尔蒙和/或核酸;特别合适的是明胶及其他、合成胶形成者、抗体、micro-RNA、micro-RNA抑制剂例如miR-20的抑制剂、优选为明胶、特别优选为硝基油酸。据此,球囊合适于直接将药或其他物质给药被治疗的血管壁区段。
值得注意的是,尽管球囊在收缩状态时具有小的可用的表面面积,但仍存在高负载容量。在常规低弹性尼龙球囊的实例中,球囊膜的整个最后的表面面积可用于涂布,例如在具有直径6mm、长度5cm(柱状)的球囊中,其表面面积为942mm2。用于插入动脉的尼龙球囊的小剖面可经由折叠来达到,其由于膜表面面积不会改变。
然而,在收缩状态时,用于血管的ChronopreneTM球囊在具有相同直径(6mm)的情况下,只有235mm2(外径被收缩1.5mm)或314mm2可供涂布,但却承载相同的药品浓度。在常规的浓度,这表示对于尼龙球囊为3μg/mm2,而在Chronoprene球囊被涂布或导入到动脉时,其对应12或9μg/mm2。弹性或高弹性球囊在收缩的状态下,足够用于涂布的状况为大于等于5μg/mm2,优选为大于10μg/mm2
由于弹性膜的易变形性,将阀、导入套与引导导管以及血管内的涂布的摩擦力维持在低等级为重要的事。当球囊越长,降低摩擦力变得更重要。可扩展球囊上的摩擦力可导致球囊材料在纵轴方向上的位移、导致不受欢迎的折叠与形变、导致药品的流失以及药品不均匀的传送到血管壁。为提升润滑生理上的容忍度,优选为使用固态润滑剂,例如硬脂酸镁、硬脂酸钙、硬脂酸锌、棕榈酸镁、棕榈酸锌、豆蔻酸镁、豆蔻酸钙、月桂酸镁、月桂酸钙、癸酸镁、癸酸钙、锌酸镁、锌酸钙、油酸镁、油酸钙、棕榈油酸镁、棕榈油酸钙。下列物质的一个或多个可被加入:硬脂酸、十六酸、月桂酸、癸酸(caprinicacid)、辛酸、油酸、棕榈油酸、硬脂醇、棕榈醇、月桂醇、醋酸镁和/或醋酸钙,以及所述脂肪酸的有机盐,例如乙醇胺盐类、氨基丙醇类(aminopropanol)、丝氨醇、葡萄糖胺、三羟甲基氨基甲烷、甲葡糖胺(methylglucamine)、必需氨基酸例如赖氨酸或精氨酸。优选为酸性、中性或至少弱碱脂肪酸盐类或混合物。这些物质可个别使用或混合使用或结合一个或多个药学上的活性物质而使用。可提升润滑性的涂布可被应用到球囊膜,但也可应用到导管轴。
此外,添加物与赋形剂可被添加以提升涂布与球囊膜在化学性或药性的稳定度。优选为抗氧化剂例如抗坏血酸、维生素C棕榈酸酯、丁羟甲苯(butylatedhydroxytoluene)、叔丁基对羟基茴香醚(butylatedhydroxyanisol)、去甲二氢愈创木酸(nordihydroguaiareticacid)、没食子酸丙酯(propylgallate)、白藜芦醇(resveratrol),特别优选为去甲二氢愈创木酸、没食子酸丙酯、白藜芦醇。已经在常规血管修复术球囊的涂布中试过并测试过的物质也是合适的,特别是X线照片造影剂以及尿素。多种可能的添加物描述于EP2170421、US8244344中。
由于其多样性的性质,维生素C棕榈酸酯(ascorbylpalmitate)也是可应用的。
假使球囊被涂布多种成分,则所有成分可同时用来涂布、或是开始时用一种成分或成分混合物的其中之一,然后再用其他的成分来涂布。可提升球囊润滑性的物质可优选来应用作为外覆盖层。
涂布可用常规的方式来进行,并且可在收缩、部分或全扩展的状态,连同液体制备,并可经由浸泡、喷涂或预设体积的施用、或经由印刷技术、或藉由固体的帮助,例如粉末或可定义尺寸的微米和/或纳米粒子。
一种可能产生球囊导管以及被涂布可扩展球囊的工艺可如下所述:
1、提供管体(等于球囊),其由弹性材质制成,例如橡胶、乳胶、聚氨酯、异戊二烯基聚合物或共聚物、硅氧烷、特别优选是乳胶或
2、在弹性管体的整个长度上朝与纵轴垂直的方向进行预先拉伸,优选为原来直径的3倍以上,例如经由膨胀,经由压力降低而回到原来状态,即回到原来直径。
3、提供具有内管体的共轴导管轴、液体内腔、液体填充注射与X线照片可见的标记于近端与远端固定部位或弹性管体的连结,其中所述内管体具有线内腔。
4、放置导管轴的远端部位于管体内,以致导管轴的液体内腔的远端出口位于管体内,并且近端X线照片可见标记远离管体近端,例如离管体近端约3mm处,线内腔的投影远离弹性管体超过一个管体长度。
5、经由黏合与固定并藉由外科缝合而将管体近端固定在轴上。
6、沿纵向将弹性管体拉伸到原来长度的1.2倍到2.2倍。
7、经由黏合与固定并藉由外科缝合而将管体固定在离管体远端约1cm处,其中所述管体远端包含线内腔。
8、观看检查。
9、经由应用真空和/或将管体抽出空气并施加2.0266-4.0532巴(2-4atms)的压力来确认紧度。
10、包装并杀菌。
下列的实施例显示球囊的结构、涂布所选择的药品、它在球囊材料上的黏合、当在血管中扩展时的作动方法,以及活性物质在扩展时在组织中的释放与足够地传输到血管壁内以达到效果。
实施例1
聚氨酯球囊处于抽出空气状态时具有2mm的直径以及5cm的长度并被固设于导管的远端,其藉由Hamilton微注射技术而以50mg/ml的丙酮/水中的40μl紫杉醇溶液来涂布。经过分析,球囊上有1708μg的紫杉醇。当球囊在干状态时扩展到直径10mm时,仍有80%的紫杉醇留在球囊表面上。在约0.5巴于猪肠骨动脉中的扩展之后,动脉组织内有15%的浓度并且有6%仍留在球囊上。
实施例2
具有硅树脂膜的小球囊在抽出空气状态时具有2mm的直径与1cm的长度,并固设在导管的远端,其以丙酮/乙醇/水中的紫杉醇(50mg/ml)与去甲二氢愈创木酸(10mg/ml)溶液来涂布。经由分析,球囊上有637μg的紫杉醇。当球囊在2巴且干状态时扩展到10mm的直径,球囊表面上仍留有87%的紫杉醇。
实施例3
乳胶球囊在预先拉伸后为5cm长,其固设于具有直径为0.0889(0.035”)的线内腔的导管轴上。球囊藉由Hamilton微注射技术而以丙酮/乙醇/水中的紫杉醇(50mg/ml)与去甲二氢愈创木酸(15mg/ml)的40μl溶液来涂布。球囊上有1752±30μg的紫杉醇。球囊在猪周围动脉中用最大压力2巴而膨胀。在短时间之后,猪动脉壁有4.4±2.5%的浓度,同时在从动物移开之后,球囊上仍留有9.9±9%的浓度。
图3b的X线照片影像显示球囊的适应,其直径朝远端减少,以及受治疗动脉的侧分支。在图3a中,受治疗的区域由箭头显示。治疗导致血管壁的平滑化、夹层应用于壁上、以及药品传送到组织内。
实施例4
具有2.5cm长度与2mm外直径的球囊被预先拉伸到4.5cm的长度,并被固设于具有直径0.0889cm(0.035”)的线内腔的导管轴上。球囊以50mg/ml的75%丙酮/25%甲醇中的50μl紫杉醇溶液来涂布。在涂布之后,球囊药品含量为2104±248μg。在通过止血阀之后,1m长的充满血的引导导管并在移动血流中维持1分钟,球囊上仍留有81±8%的浓度;在猪周围动脉中的球囊经过约1巴的压力1分钟的膨胀之后,组织内有6%的浓度。这相当对应活性物质经由非可拉伸的球囊并在高压力的施加下的传输(cheller等2004)。
实施例5
在处理之前,球囊(DunnIndustriesInc.,USA)具有2mm的直径并在约1巴而没有外在限制的条件下在空中完全被扩展(整个长度的直径约10mm),然后再被排出气体(回到原来2mm的直径)。10cm长度的区段被预先拉伸到长度20cm,并被固设于具有依据图1的0.0889cm(0.035”)的线内腔的共轴的轴上并被测试紧度。导管以常规的方式用氧化乙烯来杀菌。在导入猪脚动脉之后,球囊被填充4-7ml的造影剂(contrastagent)。在导管内腔中的压力小于0.50665巴(0.5atm.)。尽管小压力,球囊均匀的扩展,而球囊直径对应动脉的路径,近端约7mm,远端约4mm,连同与图3b类似的侧分支的出口的可识别的填充。
实施例6
ChronopreneTM球囊(DunnIndustriesInc.,USA)具有1.5mm的直径、1.01mm的内直径、预先拉伸18mm到36mm,被固设于Rx轴0.0356cm(0.014”)以非膨胀的状态用在丙酮/MeO/水中的25mg/ml紫杉醇+1.25mg/ml硝基油酸+5mg/mlNDGA来涂布,应用体积=54μl;球囊的紫杉醇含量:1140±69μg(=剂量);在通过止血阀之后,1m长且充满血的引导导管且在流动的血中维持1分钟,则球囊上仍留有87±11%的浓度。
所述测试显示在仿真到受治疗的动脉的路径的期间,活性物质以良好的黏合性位于球囊上。
实施例7
ChronopreneTM(DunnIndustriesInc.,USA)具有1.5mm的外直径、1.1mm的内直径、Q-Medicashaftbiluminal为0.046cm(0.018”),预先拉伸20mm到40mm,并在非膨胀的状态中以在丙酮/MeOH/水中的25mg/ml紫杉醇+1.25mg/ml硝基油来涂布;应用体积54μl;球囊的紫杉醇含量:1236±27μg(=剂量);球囊被导入猪内部或外部肠骨动脉并在那里扩展1分钟,然后排出气体并收回。在治疗后的10分钟,被麻醉的动物被杀,而在被使用的球囊以及受治疗的动脉壁上的紫杉醇含量藉由HPLC/UV检测来确定。球囊上仍留有5.8±3.3%的浓度,血管壁中有14.0±5.0%的浓度(每个实例中n=6)。
所述测试显示药品从球囊上非常的完全得到释放,并且以现有技术的非常有效的浓度部分传送到血管壁。
符号列表
1:球囊膜
2:球囊的远端固定部位
3:球囊的近端固定部位
4:具有线内腔的导管轴/内管体
5:具有流体内腔的导管轴/外管体
7:导管的远端
8:密封体
9:阻止器
10:X线照片标记
11:X线照片标记
12:管体部位
4’:导管轴,线内腔
4”:端部位
5’:包含流体内腔的导管轴

Claims (16)

1.一种球囊导管,包含:
球囊(1),其中所述球囊(1)具有球囊膜,所述球囊膜包含一个或多个可拉伸弹性体;常规导管轴,其形成设计用来引导导线的线内腔并形成液体内腔,流体可经由所述液体内腔而被供应至所述球囊(1);
其中所述球囊(1)在第一近端固定部位(3)而连结于第一导管轴元件(5,4’,5’);以及
所述球囊(1)在第二远端固定部位(2)而连结于第二导管轴元件(4,12),其中所述第二固定部位(2)可相对所述第一固定部位(3)而沿所述导管轴的纵轴移动;
其中所述球囊(1)还环绕所述导管轴的一个部位,所述部位在所述第一与所述第二固定部位(3,2)之间延伸;
并且当所述球囊(1)的所述纵向扩张改变时,所述导管轴的被所述球囊(1)环绕的所述部位包含所述导管轴的不同部位;
其中处于未被扩张状态的所述球囊的长度大于等于10cm或大于要被治疗的血管的所述区段的直径的10倍。
2.依据权利要求1所述的球囊导管,其中所述一个或多个可拉伸弹性体是从橡胶、乳胶、聚氨酯、异戊二烯基聚合物与共聚物、硅氧烷,特别优选是从乳胶、聚氨酯或聚苯乙烯与含水聚异戊二烯的共聚物而选择。
3.依据权利要求1或2所述的球囊导管,其中所述球囊(1)的长度在未被扩张的状态下优选大于等于15cm并且特别优选大于等于20cm。
4.依据权利要求1至3的任一项所述的球囊导管,其中所述导管轴包含,作为第二导管元件的内管体(4),其邻近所述第一固定部位(3)并由弹性材质所制成。
5.依据权利要求1至4的任一项所述的球囊导管,其中第二导管元件以内管体(4)的形式下而经由密封体而近端地从以外管体(5)的形式的第一导管轴元件中被取出,并且可被安排或被设计而可相对所述外管体(5)移动。
6.依据权利要求1至4的任一项所述的球囊导管,其中所述球囊(1)的所述第二固定部位(2)可沿形成所述线内腔的第一导管轴元件(4’,4”,5’)的纵轴移动。
7.依据权利要求1至6的任一项所述的球囊导管,其中所述球囊(1)和/或所述导管轴具有生理上可容忍的润滑剂于外表面上。
8.依据权利要求1至7的任一项所述的球囊导管,其中所述球囊(1)以至少一种药品来涂布,优选以下列药品的至少一种:紫杉醇、其他紫杉烷、纳巴霉素、依维莫司、咗他莫司、比欧莫司、二丙酸倍他米松、地塞米松-21棕榈酸酯、阿托伐他汀、西立伐他汀、氟伐他汀、肝素、水蛭素、阿司匹林、噻氯匹定、克拉匹多、普拉格雷、伊洛前列素、前列腺素E1、E2、F2α、华法林、苯丙香豆素。
9.依据权利要求8所述的球囊导管,其中所述球囊(1)以一种或多种药品涂布,并在浓度为100μg/cm球囊长度与10mg/cm球囊长度之间,优选为300-3000μg/cm球囊长度,特别优选为600-3000μg/cm球囊长度。
10.依据权利要求1至9的任一项所述的球囊导管,其中所述球囊(1)以至少一种抗氧化剂来涂布,优选以下列抗氧化剂之一:抗坏血酸、维生素C棕榈酸酯、丁羟甲苯、叔丁基对羟基茴香醚、去甲二氢愈创木酸、没食子酸丙酯、白藜芦醇和/或硝基油酸。
11.依据权利要求1或2所述的球囊导管,其中在内压力小于2.0266巴(2atm.)并超过外压力,所述球囊增加其直径至少2.5倍,所述球囊与在停止时相比在纵向上被拉伸至少20%,并且在固定于第一及第二导管元件对后,仍在纵向上处于张力之下,
其中所述弹性球囊材质沿与纵轴垂直的方向而被预先拉伸至少3倍并且在此方向上为没有张力,以及
所述球囊于未被膨胀的状态下的长度大于等于5cm或在使用时为要被治疗的血管区段的直径的10倍。
12.依据权利要求11所述的球囊导管,其中所述球囊的长度在未被膨胀的状态下大于等于10cm,优选大于等于15cm,特别优选为大于等于20cm。
13.依据权利要求11或12所述的球囊导管,其中所述球囊和/或所述导管轴具有生理上可容忍的润滑剂于外表面。
14.依据权利要求11至13的任一项所述的球囊导管,其中所述球囊(1)以至少一种药品来涂布,优选以下列药品的至少一种:紫杉醇、其他紫杉烷、纳巴霉素、依维莫司、咗他莫司、比欧莫司、二丙酸倍他米松、地塞米松-21棕榈酸酯、阿托伐他汀、西立伐他汀、氟伐他汀、肝素、水蛭素、阿司匹林、噻氯匹定、克拉匹多、普拉格雷、伊洛前列素、前列腺素E1、E2、F2α、华法林、苯丙香豆素。
15.依据权利要求14所述的球囊导管,其中所述球囊(1)以一种或多种药品涂布,并在浓度为100μg/cm球囊长度与10mg/cm球囊长度之间,优选为300-3000μg/cm球囊长度,特别优选为600-3000μg/cm球囊长度。
16.依据权利要求11至15的任一项所述的球囊导管,其中所述球囊(1)以至少一种抗氧化剂来涂布,优选以下列抗氧化剂之一:抗坏血酸、维生素C棕榈酸酯、丁羟甲苯、叔丁基对羟基茴香醚、去甲二氢愈创木酸、没食子酸丙酯、白藜芦醇和/或硝基油酸。
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