CN105473094A - 具有图案化凹壁轮廓的医用球囊 - Google Patents

Abstract

一种医用球囊包括由聚合物材料所制成的球囊壁，所述球囊壁具有内表面和外表面，所述球囊壁包括在其所述外表面中的图案化凹部以及被设置在所述图案化凹部中的柔性电路，所述柔性电路是通过外周界限定的，本发明还公开了用于制造其的设备和方法。

Description

具有图案化凹壁轮廓的医用球囊

相关申请的交叉引用

本申请根据35U.S.C.§119要求于2013年8月22日提交的序列号为61/868,859的美国临时申请的优先权，其整个内容以引用方式并入本文。

背景技术

已开发出各种各样的体内医疗器械以用于医疗用途，如在血管内使用。这些器械中的一些包括导丝、导管等。这些器械是通过各种不同的制造方法中的任何一种进行制造并可根据各种方法中的任何一种进行使用。在已知的医疗器械和方法中，各自具有某些优点和缺点。持续地需要提供替代的医疗器械以及用于制造和使用医疗器械的替代方法。

发明内容

在一个方面，本发明涉及一种医用球囊，其包括由聚合物材料所制成的球囊壁，球囊壁具有内表面和外表面，球囊壁包括在其外表面中的图案化凹部以及被设置在图案化凹部中的柔性电路，柔性电路是通过外周界限定的。

在另一个方面，本发明涉及一种形成由形状所限定的医用球囊的方法，医用球囊具有由被设置在球囊的外表面上的外周界所限定的柔性电路，该方法包括提供具有球囊形状的球囊模具，球囊模具包括第一内表面直径；在限定柔性电路的周界的球囊模具内提供内套管，内套管包括比第一内表面的直径更小的第二内表面直径；提供球囊预制件；并沿径向在球囊模具中扩张球囊预制件以形成医用球囊，其中内套管在医用球囊的外表面中限定图案化凹部。

在另一个方面，本发明涉及一种用于形成可扩张医用球囊的模具，该球囊被配置成接纳球囊的外表面上的柔性电路，柔性电路是由周界限定的，模具包括限定球囊的形状的外壳，外壳包括本体部分、腰部和圆锥部分，外壳的本体部分是由长度限定的且具有包括第一直径的内表面以及限定柔性电路的周界的内套管，内套管具有包括第二直径的内表面，第二直径小于第一直径，内套管延伸不超过模具的本体部分的长度。

对于本领域的普通技术人员来说，在审阅下面的具体实施方式和权利要求后，本发明的这些和其他方面、实施例和优点将立即变得显而易见。

附图说明

图1为根据本发明的被设置在其远端的具有肾神经调制球囊的导管的侧视图。

图2为图1中沿截面2‐2所截取的径向横截面。

图3为图1中沿截面3‐3所截取的径向横截面。

图4为模制的球囊的局部侧视图，其示出在球囊壁的外表面中的图案化凹部。

图5为类似于图4中所示的在扩张状态中的球囊的立体图，其示出了在球囊壁的外表面中的图案化凹部。

图6为类似于在图4和5中所示的在扩张状态中的球囊的扩张局部视图，其示出了在球囊壁的外表面中的图案化凹部。

图7为与如在图4‐5中所示的球囊相结合使用的柔性电路的俯视图。

图8为类似于在图7中所示的柔性电路嵌入类似于在图5和6中所示的球囊的图案化凹部中的立体图。

图9为具有两个被设置在球囊壁中的图案化凹部内的柔性电路的肾神经调制球囊的一个实施例的侧视图。

图10为具有四个被设置在球囊壁中的图案化凹部内的柔性电路的肾神经调制球囊的另一个实施例的侧视图。

图11示出用于在球囊的外表面中形成图案化凹部的球囊模具中的套管的一个实施例。

图12A为套管和用于形成球囊的球囊模具的分解图，其中在球囊的外表面中具有图案化凹部。

图12B和12C示出被部分插入球囊模具中的套管。

图12D示出被完全插在球囊模具内的套管。

图13是实例球囊和柔性电路的一部分的横截面视图。

图14是实例球囊的一部分的侧视图。

图15是实例球囊和柔性电路的一部分的横截面视图。

图16是实例球囊和柔性电路的一部分的横截面视图。

具体实施方式

虽然本发明的实施例可采用许多形式，但在本文中仍详细地描述了本发明的特定实施例。本说明书对本发明的原理进行了示例说明但不旨在将本发明局限于所示的特定的实施例。

本发明涉及用于经皮的肾动脉去神经的器械，特别是可扩张球囊和用于制造和使用其的方法。

高血压是血压升高的慢性医疗疾病。持续性高血压是与各种不利的医疗疾病，包括心脏病发作、心脏衰竭、动脉瘤和中风相关联的显著的风险因素。持续性高血压是慢性肾衰竭的主要原因。服务于肾脏的交感神经系统的机能亢进与高血压及其进展相关。经肾动脉去神经而使肾脏中的神经失活可降低血压且可能成为对常规药物无应答的许多高血压患者的切实可行的治疗选择。

超声、射频能量、微波能量、直接加热元件和具有热或能量源的球囊可被施加至交感神经的区域。

用于治疗肾交感神经的特定方法涉及使用射频能量以破坏肾交感神经的经皮的基于导管的治疗。该方法涉及使用被推进至治疗部位并扩张的可扩张医用球囊，且经被设置在球囊外部上的柔性电路通过球囊传输能量。

柔性电路被结合至肾脏去神经球囊的外表面。

在球囊插入、再折叠和取回期间，可能会出现柔性电路的边缘提升和撕裂相关的组织而引起的分层。在本领域仍需要具有高鲁棒性的用于肾动脉去神经的改进的球囊。

本发明涉及用于肾神经调制的球囊，其包括球囊壁，该球囊壁具有内和外表面以及被粘附地结合至球囊外部的柔性电路。肾神经调制或肾脏去神经有时被用于治疗与高血压和/或充血性心脏衰竭相关的疾病。

虽然在本文中相对于肾神经调制讨论了器械和方法，但可考虑的是这些器械和方法也可用于其他治疗中。

根据本发明的这些器械和方法涉及将射频能量输送至肾神经以暂时地或永久地修改神经功能。

治疗涉及经导管输送装置将球囊输送至治疗部位，在治疗部位使球囊充胀，将能量输送至柔性电路以进行神经去神经，瘪缩和再折叠球囊，并将球囊拉回至导管输送装置中以从患者体内取回。

在替代实施例中，其他能源，如超声能量、微波能量或直接加热元件可用于肾动脉去神经。

现在转向附图，图1为具有被设置在其远端上的用于肾神经调制的球囊20的导管或导管组件10的侧视图。导管10包括歧管31，其具有用于充胀流体的端口32、电线通过其从柔性电路22上的电极行进到至发电机(未示出)的电插头36的端口33以及导丝内腔34。

球囊20包括被设置在其上的柔性电路22。球囊20是径向可扩张球囊。在使用中，球囊20被输送至患者脉管系统中的治疗部位并用通过端口32供给的流体进行充胀。球囊在远端被结合至外导管轴24的远端且在近端被结合至内导管轴。关于图6更详细解释的每个柔性电路是由基础聚合物材料50所制成的，其包括两个片60、62，每个片含有经设置在外导管轴内的电线而连接至位于器械近端的电源的两对电极。

柔性电路是由相对刚性的聚合材料制成的，其具有用于在电极之间传导电流的铜路径。

图2为图1中沿截面2‐2所截取的横截面视图，其示出了导管10的外轴24、被设置在外轴24内的电极26、充胀内腔28和导丝内腔30。

图3为图1中沿截面3‐3所截取的径向横截面视图，其进一步地示出了被径向联接至电极26的电线38。这些电线为温度传感器和消融电极提供了电力和接地。

已发现，如果通常经使用粘合剂而粘附至球囊20的柔性电路22具有暴露的边缘，在球囊插入、再折叠和从治疗部位取回期间，则会发生柔性电路22的分层(delamination)。

在被设计为容纳和保护柔性电路22的边缘的球囊20的外表面上提供图案化凹部21，如图4所示，已被发现消除了支撑点(catchpoints)并减少或消除了柔性电路22从球囊外表面发生的任何分层。

图4为如在静态中形成的球囊20的局部视图，即既不充胀也不瘪缩的状态。在该实施例中，图案化凹部21包括远侧区域23、中间区域25和近侧区域27，其被设计成容纳具有通过远侧条杆64连接的远侧片60和近侧片62的柔性电路22。每个片60、62具有被联接至热敏电阻54且被安装在铜迹线上以用于各个温度控制反馈的电极52以及共享的接地56，如在图6中所示。

还具有从片62延伸至接近球囊的近侧腰部(见图1)的近侧条杆部分(未示出)，其中电线38(见图2和3)被焊接至其处。电线38随后行进通过端口33至用于发电机的插头36(未在图1中示出)。另见共同转让的美国专利申请14/316352和美国专利申请61/686863，其中的每一个均通过引用全部并入本文。

图5为类似于图4中所示的在扩张状态中的整个球囊的立体图，其示出在球囊壁的外表面中的图案化凹部21。

图6为类似于图4和5中所示的在充胀状态中的球囊20的局部扩大的视图。

图7和图8示出球囊20，其具有图案化凹部21，其包括用于分别接受片60、远侧条杆和片62的远侧区域23、中间部分25和近侧部分27。

图8为类似于图7中所示的柔性电路22嵌入到类似于在图5和6中所示的球囊20的图案化凹部(在图8中看不到的)中的立体图。柔性电路包括电极52、热敏电阻54和共用接地56。

图9示出直径为4mm的球囊。球囊20包括本体部分40、远侧圆锥部分42、远侧腰部44、近侧圆锥部分43和近侧腰部45(未在图8中示出)。

图10为用于肾神经调制的球囊20的一个实施例的侧视图，其示出被设置在其上的四个柔性电路22。替代地，球囊20可具有3个、5个或更多的被设置在其上的柔性电路。柔性电路口袋凹部可延伸至球囊本体的近侧和/或远侧圆锥头中以在取回手术中提供额外的柔性电路边缘保护。

直径为5、6、7或8mm的较大的球囊可包括较多数量的柔性电路，如3个或更多的柔性电路。

图11和12A‐12B示出了套管80和模具90，其可用于形成根据本发明的球囊20中。

套管80被设计用于插入模具90中。套管80具有由套管80的内表面81所限定的内直径。

如将在下面更详细解释的，套管80包括远侧片部分82、中间条杆部分84、近侧片部分86和近侧条杆部分88，其将形成用于分别接纳柔性电路22的远侧片60、条杆64和近侧片62的凹进部分23、25和27。

套管80被配置成用于插入模具90，如在图12A‐12D中所示。套管80的外径是通过套管80的外表面83而限定的，其大致等于由球囊模具90(如在图12中所示)的本体部分96的内表面91所限定的内径，该内径大于由套管80的内表面81所限定的内径。

球囊模具90进一步包括远侧圆锥部分92、远侧腰部94、近侧圆锥部分93和近侧腰部95。

如在图12B和12C中所示，套管80被示为部分地插入的球囊模具90的本体部分96中且如在图12D中所示，其被示为完全插入球囊模具90中。以挤出管为形式的球囊预制件用在适当位置的套管插入球囊模具90中且沿径向扩张。可采用传统的球囊模制过程以形成本文的球囊。

例如，使用标准的水基IMS模制工作站采用下列模具设置参数以形成6mm的72D凹进的球囊。进行小的工艺改变以用于各种直径的球囊和管堆以实现最佳的生产收率。

在球囊进行模制之前，预拉伸72d挤出管。挤出管的负荷位置是170mm，且要拉伸到的位置是590mm。在室温下以200mm/秒的拉伸速度进行拉伸。在预拉伸期间，在管内的空气压力是0psi。

在95℃的水浴温度下产生72d球囊版本。在形成后，在118℃下对球囊进行30秒的热定形。

表1

距离：将深度模具工具(与挤出管一起)置于水热浴中直到给定的停止点。

PSI：被加载至模具工具中的进入管中的空气压力。

张力：气压张力臂上力的量(克)，该气压张力臂用于防止在放入热浴期间发生管的弹回而垂直拉动挤出球囊管。

保持时间：工具将停留在给定的停止点的时间长度。

行程时间：在Z轴中行进的速率。

球囊模具可被设计为用于制造具有任何合适尺寸直径的球囊，这取决于其用途。对于肾神经调制而言，球囊大小通常具有4‐8mm的直径。

较小的球囊可具有少至两个柔性电路且因此套管40将具有两个远侧片部分42、两个中间或远侧条杆部分44和两近侧片部分56。

较大的球囊可具有多至四个或更多的柔性电路且因此套管40将结合四个或更多的远侧片部分42、一个或多个中间或远侧条杆部分44以及四个或更多近侧片部分。

尽管上述实例示出了柔性电路的形状，但在不脱离本发明范围的情况下也可考虑其他设计。

此外，根据本发明的球囊并不限于用于肾神经调制中。

球囊可由非顺应性聚合物材料或半顺应性或顺应性聚合物材料制成。

顺应性球囊由相对较软或柔性的聚合材料制成。这些材料的实例为热塑性聚合物、热塑性弹性体、聚乙烯(高密度、低密度、中密度、线性低密度)、聚乙烯的各种共聚物和混合物、离聚物、聚酯、聚氨酯、聚碳酸酯、聚酰胺、聚氯乙烯或丙烯腈‐丁二烯‐苯乙烯共聚物。合适的共聚物材料、聚烯烃材料可从E.I.DuPontdeNemoursandCo.(特拉华州威尔明顿)以商品名离聚物购得。

中间顺应性球囊由聚醚嵌段酰胺(PEBA)共聚物和尼龙材料制成。

非顺应性球囊是由相对刚性或硬性的聚合材料制成的。这些材料是热塑性聚合物和热固性聚合材料。这种材料的一些实例为聚(对苯二甲酸乙二醇酯)、聚酰亚胺、热塑性聚酰亚胺、聚酰胺、聚酯、聚碳酸酯、聚苯硫醚、聚丙烯和刚性聚氨酯。由聚(对苯二甲酸乙二醇酯)制成的非顺应性球囊通常被称之为PET球囊。

在一些实施例中，球囊由非顺应性聚合物材料，如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)所制成。

每个柔性电路是由通常比制成球囊的聚合物更硬的聚合物基材50制成的。在一些实施例中，柔性电路的基底是由可从特拉华州威尔明顿的DuPont^TM购得的聚酰亚胺制成的。

其他可制成柔性电路的合适的聚合物材料包括，但不限于可从弗吉尼亚州切斯特的DupontTeijinFilms购得的聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)和聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)，且在本文中也可采用热固性聚酰亚胺。

可采用粘合剂将每个柔性电路22固定在图案化凹部21中。在不脱离本发明的范围的情况下，可按许多其他图案和形状施加粘合剂。

在其为生物相容的医用级粘合剂的条件下，可采用任何合适的粘合剂，包括热塑性和热固性粘合剂。

在一些实施例中，粘合剂为热固性粘合剂。

在一些实施例中，粘合剂为紫外线(UV)可固化粘合剂。

在一个实施例中，粘合剂为氨基甲酸酯‐丙烯酸粘合剂。

可购得的医用级氨基甲酸酯‐丙烯酸粘合剂的一个实例为可从康涅狄格州托灵顿的Corporation购得的204CTH。

粘合剂可被施加至球囊、柔性电路或这两者。合适地，粘合剂被设置在与彼此相接触的球囊和/或柔性电路的至少一部分上。

可在施加粘合剂70之前对柔性电路22和/或球囊20进行织构化(textured)。这会使柔性电路22从球囊20的分层更少。例如，可在施加粘合剂70之前对柔性电路22和/或球囊20进行激光蚀刻。这改善了柔性电路至球囊的粘附力。在共同转让的同时待审的美国专利申请14/316352中公开了对柔性电路和/或球囊的激光蚀刻，其整个内容通过引用并入本文。

已发现可通过对球囊的外表面和/或柔性电路的内表面或结合表面进行织构化而改进电极的附接鲁棒性。

上述实施例仅仅是说明性的且不用于限制本发明的范围。

图13为具有被联接至其的柔性电路122的实例球囊120的横截面视图。柔性电路122可具有与本文所公开的其他柔性电路相类似的形式和功能且可包括基材或基板150。温度传感器154可被联接至基板150。温度传感器154可采用热敏电阻、热电偶等的形式。在该实例中，温度传感器154从基板150的表面向外突出。鉴于此，当柔性电路122被联接至球囊120时，柔性电路122可从球囊120壁向外突出。此外，由于可邻近柔性电路122形成间隙，用于将柔性电路122粘合至球囊的粘合剂可在温度传感器154周围聚积(例如，和/或“支成帐篷状”)。这些结构方面会影响装置的轮廓和/或影响球囊120的可折叠性(和/或可再折叠性)。

在一些情况下，可能需要减少柔性电路122从球囊122突出。例如，图14示出具有温度传感器凹部298的球囊220。图15示出包括基板250和从基板250延伸的温度传感器254的柔性电路222。当沿球囊220进行设置时，温度传感器254可在温度传感器凹部298内进行安装。可形成温度传感器凹部298以作为球囊220中的口袋，例如，在吹塑或其他球囊制造过程中。例如，可在模制工具内通过对模具(例如，包括蛤壳式或其他模具)进行机加工而利用插入物从而限定凹部298等。替代地，温度传感器凹部298利用蚀刻或机械移除过程，其中球囊壁的一部分被移除以限定温度传感器凹部298。

温度传感器凹部298可有助于减小装置的轮廓、改进可折叠性/可再折叠性和/或减少柔性电路222从球囊220发生分层的可能性。此外，温度传感器凹部298可通过限定可适当地含有粘合剂的位置而允许实现更一致的粘合剂厚度。此外，温度传感器凹部298可通过充当有助于将柔性电路222沿球囊220导入所需位置的“位置标记”而有助于进行制造，且可提供有助于增加在柔性电路222和球囊220之间的结合完整性的机械连锁特性。

在这些实施例中的一些以及在其他实施例中，球囊220也可包括图案化的凹部221(其在图14中以虚线示出)，其被设计为容纳柔性电路(例如，采用类似于本文所公开的方式)。图16示出球囊220’(包括温度传感器凹部298和图案化凹部221)，其中温度传感器254被设置在温度传感器凹部298内且其中柔性电路222被设置在图案化凹部221内。

本文所提供的描述并不局限于意欲作为某些实施例的各方面的单独说明的所述特定实施例的范围之中。本文所描述的方法、组合和器械可包括本文单独描述地或与本文所描述的任何其他特性相结合的任何特性。事实上，除了本文所示和描述的那些，根据仅使用常规实验的前述说明和附图，对于本领域的技术人员来说，各种修改将变得显而易见。这种修改和等同物旨在落在所附权利要求的范围中。

美国专利申请公开号US2013/0165926通过引用并入本文。

美国专利申请号14/070211通过引用并入本文。

美国专利申请号61/891257通过引用并入本文。

在本申请中任何地方所提及的所有公开的文件，包括所有美国专利文件和美国专利公开均通过引用全部明确地并入本文。在本申请中任何地方所提及的任何同时待审的申请也因此通过引用全部明确地并入本文。本文对参考的引用或讨论不应被解释为承认其为现有技术。

Claims (15)

1.一种医用球囊，其包括：

由聚合物材料所制成的球囊壁，所述球囊壁具有内表面和外表面；

所述球囊壁包括在其所述外表面中的图案化凹部；以及

被设置在所述图案化凹部内的柔性电路，所述柔性电路由外周界限定。

2.根据权利要求1所述的医用球囊，其中所述球囊是肾脏去神经球囊。

3.根据权利要求1‐2中任一项所述的医用球囊，其中所述图案化凹部体现出所述柔性电路的所述外周界。

4.根据权利要求1‐3中任一项所述的医用球囊，其中所述柔性电路包括通过远侧条杆连接的两个片。

5.根据权利要求1‐4中任一项所述的医用球囊，其中所述球囊包括2至4个图案化凹部和2至4个柔性电路，所述2至4个图案化凹部中的每一个中设置有一个电路。

6.根据权利要求1‐5中任一项所述的医用球囊，其中所述球囊壁包括本体、腰部和圆锥部分，在所述图案化凹部处的所述球囊壁与所述球囊的所述本体的其余部分具有相同的厚度。

7.根据权利要求1‐6中任一项所述的医用球囊，其中所述柔性电路被设置在所述凹部中，从而使其与所述球囊壁的其余部分相齐平或低于齐平。

8.根据权利要求1‐7中任一项所述的医用球囊，其中形成所述球囊壁的所述聚合物材料是非顺应性聚合物材料。

9.根据权利要求8所述的球囊，其中形成所述球囊壁的所述聚合物材料是聚对苯二甲酸乙二醇酯。

10.根据权利要求1‐9中任一项所述的医用球囊，其中所述柔性电路是比形成所述球囊壁的所述聚合物材料更硬的复合材料。

11.根据权利要求1‐10中任一项所述的医用球囊，其中所述柔性电路的所述基底是聚酰亚胺。

12.根据权利要求1‐11中任一项所述的医用球囊，其中所述柔性电路用粘合剂粘附至所述球囊的外表面。

13.根据权利要求1‐12中任一项所述的医疗器械，其中所述柔性电路中的至少一些包括温度传感器。

14.根据权利要求13所述的球囊，其中在所述球囊壁中形成有温度传感器凹部且其中所述温度传感器被设置在所述温度传感器凹部中。

15.根据权利要求14所述的球囊，其中所述温度传感器凹部是沿所述图案化凹部中的至少一些而设置的。