CN113646029A - 用于修复组织的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于组织修复的装置和方法。该装置可包括：从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴，和定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段上的半透明的第一远侧球囊，该第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通，该第一远侧球囊可包括：第一外表面和第二外表面，和由该第一外表面和该第二外表面形成的该第一远侧球囊的图案化外轮廓。定位在该第一远侧球囊内部并且与该第一远侧球囊同心的第二远侧球囊。各自定位在该导管轴中并且延伸穿过该半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤。该药物源经由该第一管腔向该第一远侧球囊提供至少一种药物。

Description

用于修复组织的装置和方法

优先权要求

本申请要求2019年3月1日提交的美国专利申请No.16/290,363的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。

背景技术

技术领域

本公开总体涉及用于修复组织的功能的装置和方法。本文所公开的实施方案更具体地但非限制地涉及用于创建天然血管支架的导管和导管系统。

背景描述

球囊导管用于许多外科手术应用中，包括阻塞血液向治疗部位的远侧或近侧流动。必须控制球囊的膨胀以便避免球囊过度扩张或破裂，球囊过度扩张或破裂可导致血管破裂或以其他方式损坏血管。经皮腔内血管成形术(PTA)已广泛用于治疗动脉粥样硬化病变，在PTA中，使用球囊来打开被阻塞的动脉。然而，该技术受到再阻塞和再狭窄的棘手问题的限制。再狭窄是由平滑肌细胞(SMC)过度增殖导致的，并且再狭窄率在20％以上。因此，接受PTA治疗的患者中约五分之一的患者必须在数月内再次接受治疗。

另外，支架置入术是一种普遍的治疗方法，其中借助球囊导管机械地扩张动脉中由于动脉粥样硬化的发展而受到约束的受影响区域，随后将金属支架放置在血管腔内以修复血液流动。动脉的收缩或阻塞是有问题的，并且可能自身发展成严重的健康并发症或引发严重的健康并发症。已发现放置金属支架导致20％至30％的患者需要术后治疗。所需术后治疗如此高频的原因之一是血管腔内发生血管内膜增生，导致尽管放置了支架，但管腔仍旧变窄。为了减少支架内再狭窄，已尝试设计一种类型的支架，该类型的支架具有承载抑制再狭窄药物的表面，使得当该支架放置在动脉中时，该药物在血管腔内以受控的方式被洗脱。这些尝试使得利用西罗莫司(免疫抑制剂)和紫杉醇(细胞毒性抗肿瘤药物)的药物洗脱支架(以下简称DES)变得商业化。然而，由于这些药物通过作用于血管细胞(内皮细胞和平滑肌细胞)的细胞周期而具有抑制血管细胞增殖的作用，因此在支架放置过程中一旦造成药物剥落，这些药物不仅可抑制由平滑肌细胞的过度增殖而引起的血管内膜增生，还可抑制内皮细胞的增殖，从而使得对血管内膜的修复或治疗所带来的不利影响减小。鉴于血栓的形成往往更容易发生在血管内膜中内皮细胞覆盖少的部位的事实，所以必须长时间施用抗血栓药物(即半年左右)，并且即使施用抗血栓药物，该药物总会耗尽，从而导致晚期血栓形成和再狭窄的风险。

因此，基于本公开的技术问题是通过创造用于将治疗药剂受控地递送和抽吸到周围组织、将该组织铸造成最终形状、在形成铸造形状的该组织中激活治疗药剂并且支撑血管打开的设备来克服这些现有技术的困难。该技术问题的解决方案由以权利要求为特征的实施方案提供。

发明内容

本公开的实施方案包括导管、导管系统以及使用导管系统形成组织支架的方法。有利地，示例性实施方案允许将治疗药剂受控地、均匀地递送到周围组织、将该组织铸造成最终形状、在形成铸造形状的该组织中激活治疗药剂并且支撑血管打开。组织可以是心血管系统内的血管的血管壁。

根据本公开的一个实施方案，提供了一种装置。该装置可包括：从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴、定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段上的第一远侧球囊，该第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通。第一远侧球囊可包括：半透明材料；定位在距该第一远侧球囊的中心第一径向距离处的第一外表面；定位在距该第一远侧球囊的中心第二径向距离处的第二外表面，该第二径向距离大于该第一径向距离；以及由该第一外表面和该第二外表面形成的第一远侧球囊的图案化外轮廓。该装置还可包括定位在第一远侧球囊内部并且与该第一远侧球囊同心的第二远侧球囊，该第二远侧球囊与和第一管腔分开的第二管腔流体连通。该装置还可包括各自定位在导管轴中并且延伸穿过半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤。药物源可经由第一管腔向第一远侧球囊提供至少一种药物。

在一些实施方案中，由第二外表面形成的图案化外轮廓包括相比于第一远侧球囊的其他区域偏向更小阻力的纵向区，当该第一远侧球囊可被压缩成更小的形状时，这些纵向区允许该第一远侧球囊沿着这些区选择性地折叠。图案化外轮廓可包括纵向表面和周向表面，这些表面在第一远侧球囊扩张的情况下接合沿着受试者的血管壁的斑块并且将其分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。

在一些实施方案中，这些纵向表面和周向表面可相互连接，并且在第一远侧球囊的外表面上限定至少一个受限容积，该受限容积由第一外表面和第二外表面距该第一远侧球囊的中心的径向距离差限定。因此，使第一远侧球囊扩张导致受限容积抵靠血管壁密封，从而使通向较小的血管、边支或侧支的药物流失最小化。扩张第一远侧球囊可产生孤立的斑块区段，这些孤立的斑块区段允许药物通过这些孤立的斑块区段中的每个孤立的斑块区段之间的间隙穿透血管壁。

在一些实施方案中，第一外表面包括将药物从第一远侧球囊传送到受试者的治疗区域的狭缝开口。在一些实施方案中，第二外表面包括将药物从第一远侧球囊传送到受试者的治疗区域的狭缝开口。

在一些实施方案中，第一远侧球囊可包括与导管轴的近侧端部流体连通的受限容积。该受限容积可与从第一远侧球囊的内侧延伸穿过到第一远侧球囊的外侧的至少一个狭缝开口流体连通，从而提供从该第一远侧球囊的内侧到该第一远侧球囊的外侧的流体连通。所述至少一个狭缝开口可与药物源流体连通，该药物源将药物供应到第一远侧球囊中的受限容积中并且通过该狭缝开口供应到该第一远侧球囊的外侧。

在一些实施方案中，第一远侧球囊的容积压力使得第一远侧球囊增大并膨胀，增大的容积压力迫使狭缝开口的边缘分开，从而降低球囊压力。在一些实施方案中，第一远侧球囊的第二外表面包含固定到该表面的药物，从而允许同时递送两种不同且分开的药物。

在一些实施方案中，扩张第二远侧球囊从而扩张第一远侧球囊，因为第二远侧球囊的外表面接触第一远侧球囊的内表面。远侧区段、第一远侧球囊和第二远侧球囊的半透明材料是透明的。第一光纤和第二光纤提供穿过远侧区段、第一远侧球囊和第二远侧球囊的光激活。

根据本公开的另一个实施方案，提供了一种在受试者的血管中进行组织修复的方法。该方法可包括将导管设置到血管中，该导管可包括本文所述的装置的特征。该导管可包括：从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴、定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段上的第一远侧球囊，该第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通，该第一远侧球囊包括：半透明材料；定位在距该第一远侧球囊的中心第一径向距离处的第一外表面；定位在距该第一远侧球囊的中心第二径向距离处的第二外表面，该第二径向距离大于该第一径向距离；由该第一外表面和该第二外表面形成的第一远侧球囊的图案化外轮廓。该导管可包括：定位在第一远侧球囊内部并且与该第一远侧球囊同心的第二远侧球囊，该第二远侧球囊与和第一管腔分开的第二管腔流体连通；以及各自定位在导管轴中并且延伸穿过半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤。该方法还可包括：将药物从药物源供应到第一远侧球囊；部分地扩张第二远侧球囊；扩张该第一远侧球囊至接触治疗区域中的血管；通过该第一远侧球囊中的至少一个狭缝开口将该药物递送到该治疗区域；完全扩张该第二远侧球囊；激活第一光纤和第二光纤从而提供光透射穿过该远侧区段、该第一远侧球囊和该第二远侧球囊以激活该治疗区域中的该药物。

在一些实施方案中，该方法可包括使用图案化外轮廓的纵向表面和周向表面接合沿着受试者的血管壁的斑块并且将其分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。这些纵向表面和周向表面可相互连接，并且在第一远侧球囊的外表面上限定至少一个受限容积，该受限容积由第一外表面和第二外表面距该第一远侧球囊的中心的径向距离差限定。该方法可包括产生孤立的斑块区段，这些孤立的斑块区段允许药物通过这些孤立的斑块区段中的每个孤立的斑块区段之间的间隙穿透血管壁。该方法可包括扩张第二远侧球囊从而扩张第一远侧球囊，因为第二远侧球囊的外表面接触第一远侧球囊的内表面。

根据另一个实施方案，提供了一种装置。该装置可包括：从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴、定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段上的第一远侧球囊，该第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通。该第一远侧球囊可包括：半透明材料；定位在距该第一远侧球囊的中心第一径向距离处的第一外表面；定位在距该第一远侧球囊的中心第二径向距离处的第二外表面，该第二径向距离大于该第一径向距离；由该第一外表面和该第二外表面形成的第一远侧球囊的图案化外轮廓，该图案化外轮廓包括相互连接的纵向表面和周向表面，这些纵向表面和该周向表面在该第一远侧球囊的外表面上限定至少一个受限容积，该受限容积由第一外表面和第二外表面距该第一远侧球囊的中心的径向距离差限定。该装置可包括各自定位在导管轴中并且延伸穿过半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤；其中该药物源经由第一管腔向第一远侧球囊提供至少一种药物；相互连接的纵向表面和周向表面在第一远侧球囊扩张的情况下接合沿着受试者的血管壁的斑块并且将其分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。

本文所公开的实施方案的附加特征和优点将在后续描述中部分予以阐述，并且根据描述将是部分显而易见的，或者可通过实践本文所公开的实施方案获知。本文所公开的实施方案的特征和优点将通过所附权利要求中具体指出的要素和组合来实现和获得。

应当理解，前文的一般描述和后文的详细描述均仅作为示例并且是说明性的，而不是对所要求保护的本文所公开的实施方案的限制。

附图构成本说明书的一部分。附图示出了本公开的若干实施方案，并且与说明书一起用于解释所附权利要求中阐述的本文所公开的实施方案的原理。

附图说明

图1是根据本公开的实施方案的示例性导管的侧视图。

图2A是图1的导管的远侧部分的侧视图。

图2B是图2A的示例性导管的透视局部剖面图。

图3是根据本公开的另一个示例性实施方案的示例性导管的透视图。

图4A是沿着图2A的线4A-4A截取的剖视图。

图4B和图4C是沿着图2A的线4B-4B截取的剖视图，移除了内部结构的部分。

图5是沿着图2A的线4A-4A截取的剖视图的另一个视图，移除了内部结构的部分。

图6是图5的剖视图的透视图，移除了内部结构的部分。

图7示出了示出根据本公开的实施方案的示例性导管的一系列剖视图。

图8是根据本公开的示例性实施方案的图案化外表面的示意平面图。

图9是根据本公开的示例性实施方案的移除了内部结构的部分的剖视图的透视图。

图10A至图10E是根据本公开的实施方案的示例性导管的透视图。

图11是根据本公开的示例性实施方案的移除了内部结构的部分的剖视图的透视图。

图12A至图12E是根据本公开的实施方案的示例性导管的透视图。

图13是根据本公开的示例性实施方案的放置在受试者的血管中的示例性导管的侧视图。

图14是根据本公开的另一个示例性实施方案的放置在受试者的血管中的示例性装置的侧视图。

具体实施方式

现在将详细地参考本公开的实施方案和方面，其示例在附图中示出。如有可能，在整个附图中将使用相同的附图标号来指代相同或相似的零件。

图1示出了根据本公开的实施方案的装置100。装置100具有从装置100的近侧端部106延伸到远侧尖端110的导管轴104。装置100可被构造用于在受试者的脉管(例如，血管)内纵向移动和定位。在一些实施方案中，装置100可被构造用于阻塞血管和治疗血管区域。例如，装置100可被构造用于阻塞血管和将药物递送到血管的阻塞区域，并且在该血管中形成和铸造形状，如将在下文中更详细地描述的。

装置100可包括定位在装置100的近侧端部处的近侧端部连接件114，并且导管轴104可从此处向远侧方向延伸。导管轴104可限定可经由近侧端部连接件114的多个端口进入的多个管腔。所述多个端口115可被构造成与期望和所述多个管腔连通的外部源接合。这些端口可通过各种连接机构与外部源接合，包括但不限于注射器、包胶注塑、快速断开连接件、闩锁连接、倒钩连接、键合连接、螺纹连接、或用于将所述多个端口中的一个端口连接到外部源的任何其他合适的机构。外部源的非限制性示例可包括膨胀源(例如，盐溶液)、气体源、治疗源(例如，处方药、药物或下文进一步讨论的任何期望的治疗药剂)、光源等。在一些实施方案中，装置100可通过导丝管腔164(参见图4A)与导丝(未示出)一起使用，以帮助将导管轴104引导到血管的目标区域。

图1、图2A和图2B示出了装置100可包括定位在导管轴104邻近远侧尖端110的远侧区段130上的第一远侧球囊120。在一些实施方案中，第一远侧球囊120可从远侧尖端110向近侧偏移0mm(毫米)与1mm、0mm与2mm、0mm与3mm、0mm与10mm或0mm与50mm之间的距离。在一些实施方案中，第一远侧球囊120可膨胀至直径达到2mm至10mm。在其他实施方案中，第一远侧球囊120可膨胀至直径达到2cm(厘米)至4cm。第一远侧球囊120可具有约0.5cm至1cm、1cm至2cm、1cm至3cm、或1cm至5cm、或1cm至10cm、或1cm至15cm、或1cm至20cm、或1cm至25cm的长度，并且可在非顺应性或半顺应性球囊膨胀时采取适于支撑受试者的血管壁的任何形状。例如，第一远侧球囊120可扩张成围绕导管轴104的远侧区段130的圆柱形形状。该圆柱形形状可在第一远侧球囊120的近侧端部和远侧端部处逐渐向内缩小，从而提供第一远侧球囊120的逐渐缩小的近侧端部和远侧端部，该近侧端部和远侧端部渐缩成接触导管轴104并且变得与该导管轴齐平。第一远侧球囊120可包括第一外表面124和第二外表面126。第一外表面124定位在距第一远侧球囊120的中心一定径向距离处。第二外表面126定位成更径向地远离第一外表面124。两个表面124、126的半径可变化，但彼此保持等距，从而形成第一远侧球囊120的不均匀的球形形状。

膨胀的第一远侧球囊120可形成的形状的非限制性示例包括圆柱形、足球形、球形、椭圆形，或者可选择性地以对称或不对称的形状变形，以便限制经治疗的血管形状和未治疗的血管形状中的潜在差异，从而减少常见于金属支架中的具有不同刚度的两个表面之间的边缘效应。由第一远侧球囊120施加到血管内部的力可足够强以在装置100被保持在血管或其他中空主体结构内的固定位置的情况下支撑血管壁。然而，该力不会大到损坏血管或其他中空主体结构的内部表面。第一远侧球囊120可以是基本上半透明的。

装置100还可包括定位在第一远侧球囊120内部并且与该第一远侧球囊同心的第二远侧球囊122。第二远侧球囊122可具有一个连续表面，该连续表面在每个端部处围绕导管轴104密封形成封闭容积，并且利用端口通过和第一远侧球囊122不同且分开的管腔与导管轴104流体连通，如将在下文中更详细地描述的。第二远侧球囊122可以是基本上半透明的。第二远侧球囊122可定位成与第一远侧球囊120同心并且在该第一远侧球囊内部，使得膨胀第二远侧球囊122也可扩张第一远侧球囊120，因为第二远侧球囊122的外表面接触第一远侧球囊120的内表面。

装置100可包括定位在近侧端部连接件114近侧的多个连接件115。例如，第一远侧球囊120可在近侧端部处终止于能够接收药物源的连接件。在一些实施方案中，连接件可以是鲁尔构造。第二远侧球囊122可在近侧端部处终止于能够接收用于膨胀的流体的分开且不同的连接件，在一些实施方案中，该连接件可以是鲁尔构造。中心管腔(在下文中更详细地讨论)可在近侧端部处终止于能够接收用于清洁从近端终端到远侧尖端外部的管腔的流体源的连接件，并且在一些实施方案中，该连接件可包括鲁尔构造。中心管腔还可容纳用于跟踪导管装置到期望的解剖位置的导丝。如下文中更详细地讨论的，装置100还可包括可在近侧端部处终止于能够连接光源的适配器的光纤。每根光纤可终止于分开且不同的适配器，或者两根光纤可共享连接到光源的一个适配器。

装置100的材料可以是生物相容的。导管轴104可包括可挤压并且能够维持管腔完整性的材料。导管轴104的远侧区段130是基本上半透明的，以允许来自光纤的光透射。导管轴104材料足够刚性以借助导丝进行跟踪并且足够柔软以防止损伤。导管轴104可由包括但不限于以下的材料制成：聚合物、天然或合成橡胶、金属和塑料或它们的组合、尼龙、聚醚嵌段酰胺(PEBA)、尼龙/PEBA共混物、热塑性共聚酯(TPC)。非限制性示例可以是

和聚乙烯。可选择轴材料，以便根据轴的纵向长度最大化柱强度。此外，轴材料可以是编织的，以便提供足够的柱强度。还可选择轴材料，以便允许设备沿着导丝光滑地移动。导管轴104还可设置有润滑涂层以及抗微生物和抗凝血涂层。应选择轴材料，以免干扰待递送或待收集的药剂的功效。这种干扰可表现为吸收药剂、粘附在药剂上或以任何方式改变药剂的形式。本公开的导管轴104可在约2个法国单位至16个法国单位之间(简写成“Fr.”，其中一个法国单位等于1/3毫米，或约0.013英寸)。用于冠状动脉的导管轴的直径可在约3Fr.至5Fr.之间，并且更具体地可以是3Fr.。用于外周血管的导管轴的直径可在约5Fr.至8Fr.之间，并且更具体地可以是5Fr.。用于主动脉的导管轴的直径可在约8Fr.至16Fr.之间，并且更具体地可以是12Fr.。

第一远侧球囊120和第二远侧球囊122可以是基本上半透明的，从而允许来自光纤的光基本上透射超过第一远侧球囊120的膨胀直径。第一远侧球囊120、第一外表面124和第二表面126以及第二远侧球囊122的顺应性可以是相当的或不同的。例如，第一远侧球囊120可以是顺应性的，使得材料基本上符合血管的形态。第二远侧球囊122材料可以是更刚性的且非顺应性的，能够在向外扩张最小的情况下承受更高的内部压力，从而以更能抵抗压力的方式打开血管。

图3是本公开的另一个实施方案的透视图，该实施方案可包括与导管轴104的附加管腔流体连通的近侧球囊118。近侧球囊118可定位在导管轴104上，邻近第一远侧球囊120。在一些实施方案中，近侧球囊118可膨胀至直径达到2mm至10mm。在其他实施方案中，近侧球囊118可膨胀至直径达到3cm至5cm。近侧球囊118可具有约1cm至2cm的长度，并且可在顺应性或半顺应性球囊膨胀时采取适于阻塞和密封受试者的血管的任何形状。膨胀的球囊可形成的形状的非限制性示例包括长方形、足球形、球形、椭圆形，或者可选择性地以对称或不对称的形状变形。由近侧球囊118施加到血管内部的力可足够强以将导管组件100保持在血管或其他中空主体结构内的固定位置并且提供充足的密封以控制血液或流体流动。然而，该力不会大到损坏血管或其他中空主体结构的内部表面。

图4A是根据本公开的实施方案的沿着图2A的线4A-4A截取的剖视图，其示出了组件100内的多个管腔。导管轴104可具有外直径和外表面130。导管轴104可具有从近侧端部106延伸到远侧尖端110的由五个不同且分开的管腔构成的内部构造。

第一远侧球囊120可与第一远侧球囊膨胀管腔150流体连通。第二远侧球囊122可与第二远侧球囊膨胀管腔154流体连通，该第二远侧球囊膨胀管腔与第一远侧球囊膨胀管腔150分开且不同。第一远侧球囊120可经由第一远侧球囊膨胀管腔150与膨胀源流体连通，该第一远侧球囊膨胀管腔与第二远侧球囊膨胀管腔154分开。第一远侧球囊膨胀管腔150可延伸穿过导管轴104并且在近侧端部连接件114的所述多个端口115中的一个端口处具有输入。第一远侧球囊120与膨胀源之间经由第一远侧球囊膨胀管腔150的流体连通可使第一远侧球囊120与第二远侧球囊122分开且独立地选择性地膨胀和收缩。类似地，第二远侧球囊122可经由第二远侧球囊膨胀管腔154与膨胀源流体连通，该第二远侧球囊膨胀管腔与第一远侧球囊膨胀管腔150分开。第二远侧球囊122与膨胀源之间经由第二远侧球囊膨胀管腔154的流体连通可使第二远侧球囊122与第一远侧球囊120分开且独立地选择性地膨胀和收缩。

第一光纤管腔158和第二光纤管腔160可定位在导管轴104中以接收光纤，并且第一光纤管腔158和第二光纤管腔160可从近侧端部106延伸到远侧区段130中，并且可定位成在导管轴104内基本上对称、纵向相对且彼此平行。在另一个示例性实施方案中，导管轴104可包括单个光纤管腔。在其他实施方案中，导管轴104可包括多个光纤管腔。

导丝管腔164可与导管轴外直径同心，并且可在导管轴104中从近侧端部106布置到远侧尖端110。导丝管腔164可容纳导丝以帮助将装置100放置到与近侧端部和远侧尖端连通的期望的解剖位置。导丝可以与装置100分开且不同，并且向近侧延伸超过导管轴的近侧端部并向远侧延伸超过远侧尖端。导丝管腔164定位成与导管外直径同心，导管轴与导丝同心地定向，从而允许导管轴104跟随导丝，而不是偏向导管轴104的一侧或在两侧间晃动。导丝可保持在导丝管腔104中，在激活光纤期间维持在解剖位置。

图4B和图4C示出了沿着图2A的线4B-4B截取的剖视图。装置100还可包括定位在导管轴104中并且延伸穿过远侧区段130的第一光纤140和第二光纤142。光纤140、142可将光透射穿过远侧区段130、第二远侧球囊122、第一远侧球囊120。光纤140可连接到近侧端部连接件114，并且可具有经由所述多个端口115中的至少一个端口连接到光纤激活源的近侧端部。在一些实施方案中，光纤140、142可被构造成透射375nm(纳米)至475nm波长的光，并且更具体地为450nm波长的光，该光透射穿过远侧区段130和第一远侧球囊120。在一些实施方案中，第一光纤140可定位在第一光纤管腔158中，并且第二光纤142可定位在第二光纤管腔160中。

在一些实施方案中，来自光纤140、142的光可能无法穿透导丝144，从而形成与该光相对并且超出导丝144的阴影145。因此，光纤140、142可各自生成相应的光透射区域146。光纤管腔158、160基本上彼此相对地定向，从而最小化由不可透光的导丝144形成的阴影145，允许光从第一光纤140或第二光纤142透射穿透导管轴104的圆周。在另一个实施方案中，导管轴140可包括单根光纤，并且导丝可被移除以用于使光穿透到外部组织。

在一些实施方案中，光纤140、142可由塑料芯和包层制成。芯的折射率高。包层的折射率低。芯材料的非限制性示例可以是聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)。包层的非限制性示例可以是有机硅材料。

图5是沿着图2A的线4A-4A截取的剖视图的另一个视图。如上文所讨论的，第一远侧球囊120可具有两个不同的表面。第一外表面124可定位在距第一远侧球囊120的中心一定径向距离(R1)处。第二外表面126可定位成更径向地远离第一外表面124。两个表面的半径R1，R2可变化，但彼此保持等距，从而形成不均匀的球形形状。这两个表面124、126可以是两种不同的部件或材料。

如图6中所示，第二外表面126可形成表示可相互连接的周向导向区段166和纵向导向区段168的图案，从而最小程度地接触第一外表面124并且抵靠该第一外表面密封。第二外表面图案的相互连接的周向区段166和纵向区段168生成受限容积172或井。受限容积172由连接交叉点174的壁和与第一外表面124的密封接触形成。由第二外表面126生成的图案可不产生相同尺寸的井或围绕外表面对称定位的井，但是可产生具有适用于功能的尺寸和位置的井。在另一个实施方案中，第一远侧球囊120可仅包含一个不同的表面，不形成表面变化。

由第二外表面126生成的图案可具有相比于第一远侧球囊120的其他区域偏向更小阻力的纵向区(例如，纵向区段168)，当该第一远侧球囊可被压缩成更小的形状时，这些纵向区允许第一远侧球囊120沿着这些纵向区选择性地折叠。

图7示出了示出根据本公开的实施方案的示例性导管的一系列剖视图。由第二外表面126生成的图案可包含纵向区段168和周向区段166，这些纵向区段和这些周向区段能够接合覆盖血管壁182的一部分的斑块180并且将其分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。在血管壁182上的斑块180可组织成比血管壁182更刚性的结构，降低了血管壁182周向伸展和扩张的能力，从而适应脉动性血流的增大压力。膨胀第一远侧球囊120允许第二外表面126的图案最小程度地接触斑块180，从而根据膨胀的第一远侧球囊120的压力产生焦点力。该焦点力可大于斑块180在图案接触位置(例如，第二外表面126)处的极限强度，从而使斑块180分离成与孤立容积172的形状镜像的孤立区域。斑块180和血管壁182之间的不同刚性允许在血管扩张最小的情况下分离斑块180。斑块180可在血管182扩张之前破碎。可选择第二外表面图案以优化期望的斑块形状和尺寸。较小的图案可能会带来较少的血管扩张，但可能会破碎成碎片。较大的图案可能会带来较多的血管扩张，但可能仍与血管壁保持完好无损并且阻碍血管周向扩张。在一些实施方案中，图案形状应平衡这两个对抗的需求。

图8是示出了图案化外表面的第一扩张构造与图案化外表面的第二扩张构造之间的差异的示意平面图。覆盖血管壁182的斑块180可阻碍药物物质穿透血管壁182。扩张第一远侧球囊120从而产生孤立的斑块区段可允许药物物质通过这些孤立的斑块区段中的每个孤立的斑块区段之间的间隙190更容易地穿透血管壁180。第一远侧球囊120可扩张成以第一扩张构造接触斑块180。第一远侧球囊120可进一步扩张到第二扩张构造。第二外表面126接触斑块180，并且可根据在第二外表面126处生成的点力将斑块180划切、破碎、开裂、分离或划分成更小的块，从而产生用于改善药物穿透的间隙190。

图9示出了第一远侧球囊120的第一外表面124可具有形成外侧第一表面和内侧第一表面196的厚度194。内侧第一表面196形成受限且孤立的容积170(同样参见图5)，该容积与导管轴104的近侧端部106和多个狭缝开口198流体连通。第一外表面124和第二外表面126是基本上半透明的。

第一远侧球囊120的受限容积170可包含从第一外表面124的一侧穿透到另一侧的至少一个狭缝开口198。狭缝开口198可以在受限容积170内具有任何长度，但不接触第二外表面126的壁。狭缝开口198可在第一外表面124上定向处于受限容积170的任何方向上。狭缝开口198可与药物源流体连通，该药物源将药物供应到第一远侧球囊120容积中并且通过狭缝开口198。

具有孤立容积170的第一远侧球囊120的划切能力可允许破碎斑块以改善药物穿透。减小第二外表面126的尺寸可减少分离斑块180所需力的量，并且在图案化外轮廓中增加第二外表面126的频数可使斑块180中的裂纹数增加以用于药物穿透。

当使用药物源填充第一远侧球囊120的容积170时，狭缝开口198的边缘可保持闭合在一起，从而允许第一远侧球囊120几乎填满并膨胀，而不流失药物源。当填充并且膨胀第一远侧球囊的容积时，容积压力将增加，迫使狭缝开口198的边缘分开并且填充井172，从而降低球囊压力。类似地，当第一远侧球囊120的容积和对应压力随着填充井172而减小时，狭缝开口198的边缘可在第一远侧球囊120收缩之前闭合在一起并且停止填充井，从而基本上防止周围的碎片阻碍狭缝开口198的功能。随着井172被填充和排空，第一远侧球囊120可以这种膨胀和收缩的方式来控制药物源的递送。

在一些实施方案中，装置100可能够同时递送两种药物。例如，可使第一远侧球囊120的外部涂覆有第一药物，并且可通过狭缝开口198递送第二药物。因此，第一药物和第二药物可以是不同的药物。在一些实施方案中，第一药物和第二药物可以是相同的药物。在非限制性示例中，第一远侧球囊120可涂覆有紫杉醇，并且通过狭缝和井将天然血管支架(NVS)注入到血管壁中。

如图9至图10E中所示，狭缝开口198可采取各种形状和取向。例如，狭缝开口198可以是穿过井172的单条线，该线可垂直地、水平地或在其间以任何适当的角度定向。另外，狭缝开口198可包括穿过井172的两条相交线。这些线可以任何适当的角度相交，例如，这些线可以是垂直的并且在每条线的中点处相交。这些线可能不相交，或者可能在沿着这些线的任何点处相交。也可存在以任何取向布置的多条线。

图11示出了可以是第一远侧球囊120的第二外表面126的相互连接区段的周向区段166和纵向区段168可包含从第二外表面126的一侧穿透到另一侧的狭缝开口200，从而使得第一远侧球囊120的内容积与第二外表面126的外表面流体连通。类似于第一远侧球囊120的第一外表面124的狭缝开口198，第二外表面126上的狭缝开口200可具有任何长度并且可在任何方向上定向。另外，可存在定向在第二外表面126内的多于一个的狭缝开口200。狭缝开口200可在压差下类似地起作用。

如图11至图12E中所示，狭缝开口200可采取各种形状和取向。例如，狭缝开口200可以是单条线，该线可垂直地、水平地或在其间以任何适当的角度定向。另外，狭缝开口200可包括两条相交线。这些线可以任何适当的角度相交，例如，这些线可以是垂直的并且在每条线的中点处相交。这些线可能不相交，或者可能在沿着这些线的任何点处相交。也可存在以任何取向布置的多条线。

图13是根据本公开的示例性实施方案的放置在受试者的血管中的示例性导管的侧视图。递送药物源的目标区域可以是心血管系统的血管。可使用药物源使第一远侧球囊120膨胀并且朝向血管壁扩张。第一远侧球囊120的第二外表面126可接合血管壁182并且抵靠该血管壁密封。血管壁182可覆盖并且孤立井172，从而允许药物源在内部压力打开狭缝开口(例如，狭缝开口198和/或狭缝开口200)的边缘时填充井172，从而使血管壁182暴露在药物中。在井172或一系列井定位邻近较小的血管、边支或侧支的情况下，来自那些井的药物可能流失到这些较小的血管中。然而，所有剩余的井172将药物递送到其相邻的血管壁182，使得药物被均匀地递送到血管壁182。

可使第二远侧球囊122在第一远侧球囊120之前、期间或之后部分地膨胀，从而减小第一远侧球囊120的容积。第一远侧球囊120和第二远侧球囊122的这种互补操作允许分别或同时将药物可靠地递送到基本上不同的血管解剖结构。例如，可使第二远侧球囊122先膨胀，从而将第一远侧球囊120推向血管壁182。水性药物可用于使第一远侧球囊120膨胀，并且在第一远侧球囊120中的压力因所递送药物的流失而降低时，在保持与血管壁182的接触的同时递送药物。类似地，水性药物可填充第一远侧球囊120的容积直到狭缝开口198的边缘打开。可使第二远侧球囊122逐渐膨胀，从而维持第一远侧球囊120中的压力并继续递送药物。在一些实施方案中，扩张第一远侧球囊120可使受限容积170抵靠血管壁182密封，从而使通向较小的血管、边支或侧支的药物流失最小化。

在通过第一远侧球囊122进行药物递送之后，可使第二远侧球囊120膨胀以周向支撑血管壁182的内表面。当处于该支撑血管的位置时，可如前所述向导管轴104中的光纤140、142供应光源以透射穿过导管轴104、穿过第一远侧球囊120和第二远侧球囊122并且透射进血管壁182。

存在用于局部递送药物源的若干组合。例如，固态药物可涂覆在第一远侧球囊120的第二表面上，并且水性药物可通过第一远侧球囊的第一表面的狭缝开口进行递送。药物可以是相同的(一种为固态的并且一种为水性的)，各自以不同方式穿透血管壁。这些药物可以是互补但不同的物质。水性药物或固态药物可通过受控反应帮助赋形剂发挥作用或激活其配对物。类似地，固态药物可涂覆在第一远侧球囊的第一表面上，并且水性药物可通过第二表面上的狭缝开口进行递送。这些药物可以是不同且非互补的，通过基本上不同的作用方法作用于血管壁。

另外，可与本公开的设备一起使用的治疗药剂包括若干药剂中的任意一种或它们的组合，所述若干药剂为气体、液体、悬浮液、乳剂或固体，这些药剂可被递送或从血管中收集以用于治疗或诊断目的。治疗药剂可包括生物活性物质或能够引发生物反应的物质，包括但不限于内源性物质(生长因子或细胞因子，包括但不限于碱性成纤维细胞生长因子、酸性成纤维细胞生长因子、血管内皮生长因子、血管生成因子)、病毒载体，能够表达蛋白质的DNA、缓释聚合物，和未修饰或经修饰的细胞。治疗药剂可包括诱导新血管形成的血管生成剂。治疗药剂还可包括用于治疗血管壁变狭窄的抗狭窄剂或抗再狭窄剂。治疗药剂可包括可用于治疗血管壁变狭窄的光活化剂，诸如光活化抗狭窄剂或光活化抗再狭窄剂。

图14是根据本公开的另一个示例性实施方案的放置在受试者的血管中的示例性装置的侧视图。第一远侧球囊120可扩张成接触血管182，并且使受限容积172抵靠血管壁182密封，从而使通向较小的血管(诸如，边支或侧支220)的药物流失最小化。在一些实施方案中，纵向表面和周向表面(例如，纵向表面168、周向表面166)可接触血管壁182并且密封受限容积172。当整个血管充满药物时，药物将通过任何出口、边支或侧支溢出。第一远侧球囊120移动狭缝开口(例如，狭缝开口198)远离血管壁182并且填充受限容积172。如果受限容积172在开口222(例如，侧支220)附近，则通过该受限容积172传输的少量药物将会从该开口流失。如果受限容积172不在开口222附近，则药物可被递送到血管壁182。受限容积172内的狭缝开口198可远离血管壁182并且被保护远离潜在的环境碎片。来自狭缝开口198的药物流不受狭缝开口198接触血管壁182的阻碍。

本公开的另一个实施方案包括在受试者的血管中进行组织修复的示例性方法。该方法可包括将导管设置到血管中。在一些实施方案中，导管可包括上文所述的装置100的特征。例如，导管可包括从近侧端部(例如，近侧端部106)延伸到远侧尖端(例如，远侧尖端110)的导管轴(例如，导管轴104)。可将第一远侧球囊(例如，第一远侧球囊120)定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段(例如，远侧区段130)上，该第一远侧球囊经由第一管腔(例如，第一远侧球囊膨胀管腔150)与药物源流体连通。第一远侧球囊可包括半透明材料；定位在距该第一远侧球囊的中心第一径向距离(例如，R1)处的第一外表面(例如，第一外表面124)；定位在距该第一远侧球囊的中心第二径向距离(例如，R2)处的第二外表面(例如，第二外表面126)，该第二径向距离大于该第一径向距离。第一远侧球囊可具有由第一外表面和第二外表面形成的图案化外轮廓。该导管还可包括定位在第一远侧球囊内部并且与该第一远侧球囊同心的第二远侧球囊(例如，第二远侧球囊122)，该第二远侧球囊与和第一管腔分开的第二管腔(例如，第二远侧球囊膨胀管腔154)流体连通。该导管还可包括各自定位在导管轴中并且延伸穿过半透明远侧区段的第一光纤(例如，光纤140)和第二光纤(例如，光纤142)。

该方法还可包括：部分地扩张第二远侧球囊；将药物从药物源供应到第一远侧球囊；扩张第一远侧球囊以接触治疗区域中的血管(例如，血管182)；通过该第一远侧球囊中的至少一个狭缝开口(例如，狭缝开口198、200)将药物递送到该治疗区域；完全扩张该第二远侧球囊从而撑开该血管；激活第一光纤和第二光纤从而提供光透射穿过该远侧区段、该第一远侧球囊和该第二远侧球囊以激活该治疗区域中的该药物。到达治疗区域的光透射可激活可被光激活的NVS。第一远侧球囊的扩张可根据需要使治疗区域(例如，血管)成形。

在一些实施方案中，该方法可包括使用图案化外轮廓的纵向表面和周向表面(例如，纵向表面168、周向表面166)接合沿着受试者的血管壁的斑块(例如，斑块180)并且将其分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。这些纵向表面和周向表面(例如，纵向表面168、周向表面166)可相互连接，并且在第一远侧球囊的外表面上限定至少一个受限容积(例如，容积或井172)，该受限容积由第一外表面和第二外表面距该第一远侧球囊的中心的径向距离差(例如，R2和R1之间的差)限定。该方法还可包括产生孤立的斑块区段，这些孤立的斑块区段允许药物通过这些孤立的斑块区段中的每个孤立的斑块区段之间的间隙穿透血管壁。该方法还可包括扩张第二远侧球囊从而扩张第一远侧球囊，因为第二远侧球囊的外表面接触第一远侧球囊的内表面。

因此，本文所述的装置和方法提供了将NVS递送到治疗区域(例如，血管)，并且提供了使用该装置或根据上文所述的方法对该治疗区域进行修复。上文所述的装置和方法同时提供了划切血管、在通向其他血管的流失最小的情况下使用一种或多种药物(例如，使用紫杉醇和NVS)处理血管、支撑和铸造血管，以及对递送到治疗区域的所述一种或多种药物进行光激活。这些优点可利用本文所述的装置和方法来实现。

已提供前文描述用于说明的目的。前文描述并未示出所有情况，并且不限于本文所公开的精确形式或实施方案。通过考虑本文所公开的实施方案的说明书和实践，对这些实施方案的修改和改型将是显而易见的。例如，所述具体实施包括硬件和软件，但是与本公开一致的系统和方法可单独作为硬件来实施。另外，虽然某些部件已被描述为彼此耦接，但是此类部件可以任何合适的方式彼此集成或分布。

此外，虽然本文已经描述了例示性实施方案，但是本发明范围包括具有基于本公开的等效元素、修改、省略、组合(例如，对各种实施方案的各方面的组合)、改型和/或变更的任何和所有实施方案。权利要求中的元素将基于权利要求中所采用的语言广义地进行解读，并且不限于在本说明书中或在本申请审查期间描述的示例，这些示例将被解释为非排他性的。此外，本文所公开的方法的步骤可以任何方式进行修改，包括对这些步骤进行重新排序和/或插入或删除步骤。

根据详细的说明书，本公开的特征和优点是显而易见的，并且因此所附权利要求旨在涵盖落入本公开的实质和范围内的所有系统和方法。如本文所用，不定冠词“一个”和“一种”意为“一个或多个”。类似地，复数项的使用不一定指代复数，除非在给定的上下文中明确指出。字词诸如“和”或“或”意为“和/或”，除非另有明确指示。此外，由于对本公开进行研究将容易地发生许多修改和变型，因此不希望将本公开限制于所示和所述的确切构造和操作，并且因此可采用落入本公开范围内的所有合适的修改和等同物。

通过考虑本文所公开的实施方案的说明书和实践，其他实施方案将是显而易见的。本说明书和示例旨在仅被认为是示例性的，本文所公开的实施方案的真实范围和实质由以下权利要求指示。

Claims (22)

1.一种装置，包括：

从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴；

定位在所述导管轴邻近所述远侧尖端的半透明远侧区段上的第一远侧球囊，所述第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通，所述第一远侧球囊包括：

半透明材料；

定位在距所述第一远侧球囊的中心第一径向距离处的第一外表面；

定位在距所述第一远侧球囊的所述中心第二径向距离处的第二外表面，所述第二径向距离大于所述第一径向距离；

由所述第一外表面和所述第二外表面形成的所述第一远侧球囊的图案化外轮廓；

定位在所述第一远侧球囊内部并且与所述第一远侧球囊同心的第二远侧球囊，所述第二远侧球囊与和所述第一管腔分开的第二管腔流体连通；和

各自定位在所述导管轴中并且延伸穿过所述半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤；

其中所述药物源经由所述第一管腔向所述第一远侧球囊提供至少一种药物。

2.根据权利要求1所述的装置，其中由所述第二外表面形成的图案化外轮廓包括相比于所述第一远侧球囊的其他区域偏向更小阻力的纵向区，当所述第一远侧球囊被压缩成更小的形状时，所述纵向区允许所述第一远侧球囊沿着所述区选择性地折叠。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述图案化外轮廓包括纵向表面和周向表面，所述纵向表面和所述周向表面在所述第一远侧球囊扩张的情况下接合沿着受试者的血管壁的斑块并且将所述斑块分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。

4.根据权利要求3所述的装置，其中所述纵向表面和所述周向表面相互连接，并且在所述第一远侧球囊的所述外表面上限定至少一个受限容积，所述受限容积由所述第一外表面和所述第二外表面距所述第一远侧球囊的所述中心的径向距离差限定。

5.根据权利要求4所述的装置，其中扩张所述第一远侧球囊使所述受限容积抵靠所述血管壁密封，从而使通向较小的血管、边支或侧支的药物流失最小化。

6.根据权利要求4所述的装置，其中扩张所述第一远侧球囊产生孤立的斑块区段，所述孤立的斑块区段允许所述药物通过所述孤立的斑块区段中的每个孤立的斑块区段之间的间隙穿透血管壁。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一外表面包括将所述药物从所述第一远侧球囊传送到受试者的治疗区域的狭缝开口。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述第二外表面包括将所述药物从所述第一远侧球囊传送到受试者的治疗区域的狭缝开口。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一远侧球囊包括与所述导管轴的所述近侧端部流体连通的受限容积。

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述受限容积与从所述第一远侧球囊的内侧延伸穿过到所述第一远侧球囊的外侧的至少一个狭缝开口流体连通，从而提供从所述第一远侧球囊的所述内侧到所述第一远侧球囊的所述外侧的流体连通。

11.根据权利要求10所述的装置，其中所述至少一个狭缝开口与所述药物源流体连通，所述药物源将药物供应到所述第一远侧球囊中的所述受限容积中并且通过所述狭缝开口供应到所述第一远侧球囊的所述外侧。

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述第一远侧球囊的容积压力使得所述第一远侧球囊增大并膨胀，所述增大的容积压力迫使所述狭缝开口的边缘分开，从而降低所述球囊压力。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一远侧球囊的所述第二外表面包含固定到所述表面的药物，从而允许同时递送两种不同且分开的药物。

14.根据权利要求1所述的装置，其中扩张所述第二远侧球囊从而扩张所述第一远侧球囊，因为所述第二远侧球囊的外表面接触所述第一远侧球囊的内表面。

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述远侧区段、所述第一远侧球囊和所述第二远侧球囊的所述半透明材料是透明的。

16.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一光纤和所述第二光纤提供穿过所述远侧区段、所述第一远侧球囊和所述第二远侧球囊的光激活。

17.一种在受试者的血管中进行组织修复的方法，包括：

将导管设置在所述血管中，所述导管包括：

从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴；

定位在所述导管轴邻近所述远侧尖端的半透明远侧区段上的第一远侧球囊，所述第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通，所述第一远侧球囊包括：

半透明材料；

定位在距所述第一远侧球囊的中心第一径向距离处的第一外表面；

定位在距所述第一远侧球囊的所述中心第二径向距离处的第二外表面，所述第二径向距离大于所述第一径向距离；

由所述第一外表面和所述第二外表面形成的所述第一远侧球囊的图案化外轮廓；

定位在所述第一远侧球囊内部并且与所述第一远侧球囊同心的第二远侧球囊，所述第二远侧球囊与和所述第一管腔分开的第二管腔流体连通；和

各自定位在所述导管轴中并且延伸穿过所述半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤；

将药物从所述药物源供应到所述第一远侧球囊；

部分地扩张所述第二远侧球囊；

扩张所述第一远侧球囊至接触治疗区域中的所述血管；

通过所述第一远侧球囊中的至少一个狭缝开口将所述药物递送到所述治疗区域；

完全扩张所述第二远侧球囊；

激活所述第一光纤和所述第二光纤，从而提供光透射穿过所述远侧区段、所述第一远侧球囊和所述第二远侧球囊以激活所述治疗区域中的所述药物。

18.根据权利要求17所述的方法，还包括：

使用所述图案化外轮廓的所述纵向表面和所述周向表面接合沿着受试者的血管壁的斑块并且将所述斑块分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。

19.根据权利要求17所述的方法，其中所述纵向表面和所述周向表面相互连接，并且在所述第一远侧球囊的所述外表面上限定至少一个受限容积，所述受限容积由所述第一外表面和所述第二外表面距所述第一远侧球囊的所述中心的径向距离差限定。

20.根据权利要求17所述的方法，还包括：

产生孤立的斑块区段，所述孤立的斑块区段允许所述药物通过所述孤立的斑块区段中的每个孤立的斑块区段之间的间隙穿透血管壁。

21.根据权利要求17所述的方法，还包括：

扩张所述第二远侧球囊从而扩张所述第一远侧球囊，因为所述第二远侧球囊的外表面接触所述第一远侧球囊的内表面。

22.一种装置，包括：

从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴；

定位在所述导管轴邻近所述远侧尖端的半透明远侧区段上的第一远侧球囊，所述第一远侧球囊经由第一管腔与药物源流体连通，所述第一远侧球囊包括：

半透明材料；

定位在距所述第一远侧球囊的中心第一径向距离处的第一外表面；

定位在距所述第一远侧球囊的所述中心第二径向距离处的第二外表面，所述第二径向距离大于所述第一径向距离；

由所述第一外表面和所述第二外表面形成的所述第一远侧球囊的图案化外轮廓，所述图案化外轮廓包括相互连接的纵向表面和周向表面，所述纵向表面和所述周向表面在所述第一远侧球囊的所述外表面上限定至少一个受限容积，所述受限容积由所述第一外表面和所述第二外表面距所述第一远侧球囊的所述中心的径向距离差限定；

各自定位在所述导管轴中并且延伸穿过所述半透明远侧区段的第一光纤和第二光纤；

其中所述药物源经由所述第一管腔向所述第一远侧球囊提供至少一种药物；

所述相互连接的纵向表面和周向表面在所述第一远侧球囊扩张的情况下接合沿着受试者的血管壁的斑块并且将所述斑块分离成更小的、抗压性更低的且孤立的区段。

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