CN116420081A - 用于修复组织的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本公开提供了用于组织修复的装置和方法。该装置可包括：导管轴，该导管轴从近侧端部延伸至远侧尖端；和多个连续球囊，该多个连续球囊定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段上，并且定位在第二远侧球囊内并与该第二远侧球囊同心，该多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，该多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面。该多个连续球囊可包括半透明材料，一系列定位在该多个连续球囊之间并从该连续球囊的最外径向表面凹陷的孤立容积区域。该装置可包括定位在该多个连续球囊周围的远侧球囊，以及定位在该导管轴中并延伸穿过该半透明远侧区段的光纤。

Description

用于修复组织的装置和方法

相关申请的交叉引用

本申请要求2020年9月2日提交的美国专利申请号17/010,092的优先权，该专利申请据此全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开总体涉及用于修复组织功能的装置和方法。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并修复组织功能的导管和导管系统。

背景技术

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损，球囊过度扩张或破损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。

此外，支架置入术是一种流行的治疗方法，其中在球囊导管的帮助下机械地扩张动脉的狭窄动脉硬化段，然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。已经发现在20％至30％的患者中，放置金属支架会导致需要术后治疗。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，由于这些药物具有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，这些药物不仅可以抑制由平滑肌细胞过度增殖引起的血管内膜增生，还可抑制内皮细胞的增殖。这可以使得血管内膜的修复或治疗的不良反应减少。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，因此必须长时间施用抗血栓药物(即半年左右)，并且尽管施用了这种抗血栓药物，但停药后仍有发生晚期血栓形成和再狭窄的风险。

EVAR(血管腔内动脉瘤修复术)是球囊导管的另一项应用。为使支架移植物框架和膜更好地贴壁，使球囊导管在主动脉支架移植物(覆盖有膜材料诸如ePTFE[膨胀聚四氟乙烯]的自膨胀镍钛合金框架)放置之前膨胀以阻塞主动脉血流，或在放置之后位于支架移植物内。虽然这项技术已经取代了许多外科主动脉重建术，但有时支架移植物可能会因主动脉而变形，可能会覆盖并阻止动脉血液流向必要的边支，可能会在放置过程中进一步损伤主动脉，可能会使得血液在支架移植物周围流动，支架移植物并未治疗动脉瘤形成的根本原因，并且通常在动脉瘤长径超过5厘米时才会放置。动脉瘤常常在常规体检中被发现，可通过改变生活方式(诸如戒烟)以及针对高胆固醇血症和高血压的药物来治疗。这一行动过程之后是定期监测，直到动脉瘤长到一定尺寸(通常直径大于5厘米)，此时可以放置支架移植物以防止破裂。

球囊导管的另一项应用可能是增大用于血液透析的动静脉瘘(AVF)中的静脉管腔直径。这种类型的AVF通过外科手术将外周静脉连接到相邻的外周动脉(例如，在手臂中)。作为对流入低压静脉的恒定较高动脉压力的响应，静脉壁可能会受损，从而导致内径减小，不能达到适当血液透析所需的流速。为了重新建立适当的流速，可以将球囊导管插入到静脉直径减小的位置并使其膨胀，从而增大管腔直径。然而，静脉直径的打开通常是暂时的，会导致进一步的壁损伤并且不能解决静脉壁结构的缺陷。静脉壁结构允许低压血流；但高压肌肉弹性动脉壁成分不存在。这种根本差异可能导致AVF的最终失败。

因此，本公开所解决的技术问题是通过创造用于将治疗药剂受控地递送到周围组织、将血管撑开到最终形状、使组织内的治疗药剂功能化并形成铸造形状，从而允许血液流动和修复组织功能的设备来克服这些现有技术的困难。本公开解决的其他技术问题是用于减弱动脉瘤生长及用于在血液透析期间强化静脉壁改善动静脉瘘寿命的局部药物递送系统。这些技术问题的解决方案由本文所述的实施方案提供，其特征在于权利要求。

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使治疗药剂功能化并且撑开血管。该组织可以是心血管系统内的血管的血管壁。

本公开的实施方案提供了一种装置。该装置可包括：导管轴，该导管轴从近侧端部延伸至远侧尖端；和多个连续球囊，该多个连续球囊定位在该导管轴邻近该远侧尖端的半透明远侧区段上，并且定位在第二远侧球囊内并与该第二远侧球囊同心，该多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，该多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面。该多个连续球囊可包括半透明材料，一系列定位在该多个连续球囊之间并从该连续球囊的最外径向表面凹陷的孤立容积区域。该装置可包括定位在该多个连续球囊周围的远侧球囊，以及定位在该导管轴中并延伸穿过该半透明远侧区段的光纤。

在一些实施方案中，远侧球囊包括多个开口，该多个开口与该多个连续球囊的孤立容积区域径向对准，这些开口选择性地将药物从远侧球囊传送到受试者的治疗区域。这些开口可向治疗区域内的该系列孤立容积区域提供均匀的药物递送。该多个连续球囊可包括多个输注端口，每个输注端口定位在该多个连续球囊之间。在药物递送到该系列孤立容积区域期间，该多个连续球囊可保持处于扩张状态。

在一些实施方案中，在该远侧球囊膨胀期间，流体填充在远侧球囊的内表面和输注端口的外表面之间，从而填充孤立容积区域。孤立容积区域中的流体压力可使远侧球囊增大并膨胀，增加的压力可将流体通过开口递送。

在一些实施方案中，该多个连续球囊和该远侧球囊可以是透明的。该光纤可提供穿过远侧区段、该多个连续球囊和远侧球囊的光激活。当该光纤提供穿过远侧区段、该多个连续球囊和远侧球囊的光激活时，该多个连续球囊可保持处于扩张状态。在一些实施方案中，该多个连续球囊保持处于扩张状态，该扩张状态将治疗形状铸造到血管的治疗区域中。

本公开的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：导管轴，该导管轴从近侧端部延伸至远侧尖端；和多个连续球囊，该多个连续球囊定位在导管轴邻近远侧尖端的半透明远侧区段上，并且定位在第二远侧球囊内并与该第二远侧球囊同心，该多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，该多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面。该多个连续球囊可包括半透明材料，一系列定位在该多个连续球囊之间并从该连续球囊的最外径向表面凹陷的孤立容积区域。该装置可包括定位在该多个连续球囊周围的远侧球囊，以及定位在该导管轴中并延伸穿过该半透明远侧区段的光纤。该方法可包括：将药物从药物源供应到输注端口，通过多个开口将该药物递送到治疗区域；激活光纤，从而提供穿过远侧区段、该多个连续球囊和远侧球囊的光透射以激活治疗区域中的该药物。

在一些实施方案中，该方法还包括将药物填充到远侧球囊的内表面和该多个连续球囊的外表面之间的孤立容积区域中。该方法还可包括在填充孤立容积区域期间使连续球囊膨胀到扩张状态。该方法还可包括通过使该多个连续球囊膨胀到扩张状态而将治疗形状铸造到血管的治疗区域中。在一些实施方案中，供应药物还包括增加孤立容积区域中的流体压力，使得远侧球囊膨胀，增加的压力可将流体通过开口递送。

在一些实施方案中，该多个连续球囊保持处于扩张状态，该扩张状态将最小创伤治疗形状铸造到血管的治疗区域中。光纤和第二光纤可提供穿过远侧区段、该多个连续球囊和远侧球囊的光激活。该方法还可包括将流体递送到治疗区域中的治疗区域，每个治疗区域与该多个连续球囊之间的相应孤立容积区域对准。

本公开的实施方案可提供一种装置。该装置可包括：导管轴，该导管轴从近侧端部延伸至远侧尖端；和多个连续球囊，该多个连续球囊定位在导管轴邻近远侧尖端的半透明远侧区段上，并且定位在远侧球囊内并与该远侧球囊同心，该多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，该多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面。该多个连续球囊中的每一个球囊可包括半透明材料，一系列定位在该多个连续球囊之间并从该连续球囊的最外径向表面凹陷的孤立容积区域。该装置可包括定位在该多个连续球囊周围的第二远侧球囊，以及定位在导管轴中并延伸穿过半透明远侧区段的光纤。药物源可被构造成经由第一管腔向远侧球囊提供至少一种药物，并且在该多个连续远侧球囊膨胀期间，流体填充在远侧球囊的内表面与膨胀端口之间，逐渐填充孤立容积区域。

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装置的侧视图，该示例性装置包括导管。

图2A是图1的导管的膨胀的远侧部分的侧视图，其中外球囊的穿孔与内球囊的连续球囊表面对准。

图2B是图1的导管的膨胀的远侧部分的侧视图，其中外球囊的穿孔不与内球囊的连续球囊表面对准。

图2C是图1的导管的远侧部分的侧视图，其中外球囊的穿孔与内球囊的收缩的连续球囊表面对准。

图3A和图3B是图1的导管的示例性内球囊的透视图，图3A示出其膨胀而图3B示出其收缩。

图4是图1的导管的示例性外球囊的透视图。

图5A、图5B和图5C是沿图2A的线5A-5A截取的剖视图。图5D、图5E、图5F和图5G是沿图2B的5D-5D、图2A的5E-5E、图4的5F-5F和图2C的5G-5G截取的透视剖视图。

图6是图3的内球囊的透视详图。

图7是图4的外球囊的透视详图。

图8A至图8C示出了根据本公开的实施方案的一系列内部透视图，示出了填充顺序。

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可被构造用于治疗血管的区域。在一些实施方案中，装置100可阻塞血管，而在其他实施方案中，该装置不可阻塞血管。例如，装置100可以被构造用于将药物递送到由装置100占据的血管区域，该装置可以在血管中形成并铸造形状，下文将更详细地描述。

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可经由导丝管腔164(参见图5A)与导丝(未示出)一起使用，以辅助将导管轴104引导到血管的目标区域。

图1、图2和图3示出了装置100包括内球囊区段120，该内球囊区段定位在导管轴104邻近远侧尖端110的远侧区段130上，在外球囊区段122内并且与该外球囊区段同心。在一些实施方案中，内球囊区段120的最远侧球囊可从远侧尖端110往近侧偏移0mm至1mm、0mm至2mm、0mm至3mm、0mm至10mm或0mm至50mm的距离，并且当内球囊区段膨胀时，该最远侧球囊可采用适于支撑受试者的血管壁或其他中空主体结构的任何形状。由区段130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。

外球囊区段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，并且利用导管轴104上的多个端口通过和内球囊区段120不同且分开的管腔流体连通。外球囊区段122可以是基本上半透明的。在一些实施方案中，外球囊122可膨胀至直径达到2毫米至10毫米(mm)。在其他实施方案中，外球囊122可膨胀至直径达到1cm至8cm。外球囊122可具有约0.5厘米(cm)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，并且可在外球囊122膨胀时采用适于支撑受试者的血管壁的任何形状。例如，外球囊122可扩张成围绕导管轴104的远侧区段130的内球囊120区段的圆柱形形状。该圆柱形形状可在内球囊120的近侧端部和远侧端部处逐渐向内缩小，从而提供外球囊122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。

膨胀的外球囊122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。

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，外球囊122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，该连接件可以是鲁尔构造。内球囊区段120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。该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，或者每根光纤可以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)，非限制性示例可为

(可从美国特拉华州威尔明顿的Dupont de Nemours,Inc.购买)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，并且更具体地可为3Fr.。用于外周血管的导管轴的直径可在约5Fr.至8Fr.之间，并且更具体地可为5Fr.。用于主动脉的导管轴的直径可在约8Fr.至16Fr.之间，并且更具体地可为12Fr.。

内球囊区段120和外球囊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外球囊122的膨胀直径。外球囊122可以是顺应性的，使得材料基本上符合血管的形态。内球囊区段120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撑开血管。内球囊区段120和外球囊122的顺应性可以是相似的或不同的。例如，内球囊区段120可以是非顺应性的，能够在向外扩张最小的情况下承受更高的内部压力，用于撑开血管并将血管铸造成最佳形状。内球囊122材料可以是弹性的，能够作为外皮或覆盖物覆盖内球囊区段120，随着内球囊区段120的膨胀而扩张和收缩，并且基本上弹性地符合用于最佳药物递送的血管形态。外球囊122可以包括符合血管壁形态的材料，从而以非扩张性和非创伤性的方式提供最佳药物递送。装置100不会对血管造成任何进一步的创伤(例如，由动脉粥样硬化切除术或经皮腔内血管成形术“PTA”或血管准备方法引起的创伤)以促进最佳愈合。

为了优化性能，球囊可以是厚的或薄的。内球囊区段120可以更厚(0.002英寸)以撑开血管壁以用于成形。外球囊可以更厚(0.001英寸)以更好地形成下文更详细描述的穿孔198的打开和闭合功能。

图3A是移除了周围的外球囊122后的内球囊区段120的透视图。在一些实施方案中，内球囊区段120可不是高压装置，相反，内球囊区段120可以是非扩张性的并且用于形成血管形状或撑开血管。内球囊区段120包括多个连续球囊126。该内球囊区段包括内球囊区段120的连续球囊126之间的输注端口124。位于内球囊区段120的每个连续球囊126之间的输注端口124形成用于流体的孤立容积区域125。该容积由最内径向表面128、连续球囊126的外表面127和外球囊122的内表面196限定。

图3B是移除了周围的外球囊122后并且连续球囊收缩129的内球囊区段120的透视图。

图4示出了外球囊122，其可包括弹性的且基本上半透明的材料，能够与内球囊区段120的最外径向表面保持接触，并且可以在内球囊区段120膨胀和收缩期间充当内球囊区段120的覆盖物或外皮。外球囊122可包括穿透球囊壁的多个穿孔198。如下文所更详细描述，穿孔198可以从外球囊122的内表面流体连通到外球囊122的外表面。这些穿孔可以在膨胀或扩张的材料状态下形成，因此在放气或收缩的状态下，这些穿孔保持自然闭合。

根据本公开的实施方案，图5A是沿图2的线5A-5A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103。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。

内球囊区段120可与内球囊膨胀管腔150流体连通。外球囊122可与外球囊膨胀管腔154流体连通，该外球囊膨胀管腔与内球囊膨胀管腔150分开且不同。可存在多个外球囊膨胀管腔(未示出)。内球囊区段120可经由内球囊膨胀管腔150与膨胀源流体连通，该内球囊膨胀管腔与外球囊膨胀管腔154分开。内球囊膨胀管腔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。内球囊区段120与膨胀源之间经由内球囊膨胀管腔150的流体连通可使内球囊区段120与外球囊122分开且独立地选择性地填充。类似地，外球囊122可经由外球囊膨胀管腔154与膨胀源流体连通，该外球囊膨胀管腔与内球囊膨胀管腔150分开。外球囊122与膨胀源之间经由外球囊膨胀管腔154的流体连通可使外球囊122与内球囊区段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5B和图5C示出了沿图2的线5A-5A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、外球囊122和内球囊区段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375纳米(nm)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和内球囊区段120。光纤140、142可发射紫外光(UV)范围(10nm至400nm)之外的光。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。光源可以控制光纤140、142的波长和提供的功率。光纤包层中的断裂形态确保了功率均匀分配到血管壁。较长的长度与较短的长度具有不同的形态。包层断裂的远侧长度与球囊的长度匹配。在其他实施方案中，光纤包层中的断裂形态对于不同的长度是相同的。

图5D是沿图2B的线5D-5D截取的透视剖视图，示出了膨胀的内球囊区段120、膨胀的外球囊122和位于连续球囊126之间的穿孔198。

图5E是沿图2A的线5E-5E截取的透视剖视图，示出了膨胀的内球囊区段120、膨胀的外球囊122和连续球囊表面127上的穿孔198。

图5F是沿图4的线5F-5F截取的透视剖视图，示出了膨胀的外球囊122和穿孔198。

图5G是沿图2C的线5G-5G截取的透视剖视图，示出了收缩的内球囊区段120(连续球囊129)、扩张的外球囊122和位于连续球囊表面127上的穿孔198。

如图6所示，内球囊区段120由多个连续球囊126形成。连续球囊126可以是具有高表面(127)和低表面(128)的一个连续球囊，或者是分别位于并固定到轴104的分开且独立的球囊。通过为各种设备长度提供一个球囊直径来减少每个设备的零件数量(每个设备一个球囊)，分开且独立的球囊可以降低成本并提高质量。同样，单个直径的球囊可能比多直径球囊更容易检查和改进。而且，与各种长度的多个球囊相比，单个球囊的组装可以更容易自动化和简化。

膨胀的内球囊区段形成用于流体的孤立容积区域125。该容积由最内径向表面128、连续球囊126的径向外表面127和外球囊122的内表面196(未示出)限定。容积区域彼此分离且不同，并且可以共享或不共享输注管腔154。相同的输注源可以流过输注端口124；然而，容积区域可以由独立且不同的输注管腔供应以实现输注效率。最内径向表面128允许流体沿着方向箭头纵向和周向填充容积125，在整个容积125中供应流体并使外球囊122扩张。当通过输注端口124连续输注使容积125超过外球囊容积时实现流体递送，并且当外球囊122的穿孔198与内球囊120的连续球囊126未对准时流体递送通过穿孔198渗透到周围区域中。当外球囊122的穿孔198与内球囊120的连续球囊126对准时，通过连续球囊的收缩实现递送，允许穿孔198不受连续球囊表面127阻塞。

图7示出了外球囊122可具有形成外表面195和内表面196的厚度194。内表面196形成受限且孤立的容积170，该容积与导管轴104的近侧端部106和多个穿孔198流体连通。外球囊122可以包括弹性的且基本上半透明的材料，该材料能够与内球囊区段120的最外径向表面127保持接触，在外球囊122膨胀和收缩期间充当覆盖物或外皮。外球囊122可包括弹性的且基本上非半透明多孔膜(ePTFE)材料，该材料能够允许大量透光，并且能够与内球囊区段120的最外径向表面127保持接触，在外球囊122膨胀和收缩期间充当覆盖物或外皮。外球囊122可以包括多个穿孔198，这些穿孔可以贯穿外球囊122的壁的厚度194，从外球囊122的内表面196流体连通到外球囊122的外表面195。

穿孔198可被连续球囊表面127阻塞或未被连续球囊表面阻塞，或者为未阻塞状态和阻塞状态的组合。在阻塞位置，必须通过进一步注入流体、扩张外球囊并使穿孔移动远离连续球囊表面127，或者通过内球囊区段120收缩，使连续球囊表面127移动远离穿孔198，来使得连续球囊表面127与外球囊122的内表面196分离。多个穿孔198可以具有各种尺寸、形状、图案和位置，以最佳地递送到期望的解剖结构。

图8A至图8C示出了根据本公开的实施方案的渐进膨胀顺序。尽管外球囊122没有具体显示在图8A至图8C中，但连续球囊126之间的容积125被通过输注端口124输注的流体填充，产生图8A至图8C所示的流体形态。

使内球囊区段120膨胀形成由外球囊122覆盖的基本上不变的容积区域125，该外球囊可以是有弹性的。如8A至图8C所示，流体200首先填充容积区域125。当容积区域125充满时，流体通过未阻塞的穿孔198或内球囊区段120渗透，连续球囊126收缩，使得从外球囊122的内表面196移除连续球囊表面127。流体200可以是药物源，并且在使用适当波长的光源进行功能化时提供治疗目的。外球囊的膨胀和扩张可能会使穿孔的尺寸增大。使外球囊122膨胀和收缩来增加和减少未阻塞的穿孔198可以提供用于打开或关闭递送的方法，这种打开或关闭充当一系列微阀。类似地，填充容积区域125并使内球囊区段120收缩允许流体递送。内球囊的膨胀会使穿孔阻塞。内球囊区段120的膨胀和收缩提供了用于打开或关闭递送的方法，这种打开或关闭充当一系列微阀。容积区域允许通过远侧区段130的整个长度输注流体，从而在流体渗透穿孔198之前通过填充容积区域来灌注设备。以这种方式，递送序列被划分为独立且不同的步骤；将药物注入整个设备长度，然后将药物注入到组织壁。每个容积区域125独立地进行填充。如果一个容积区域125发生故障，则其他容积区域125可以保持功能。在流体递送之前灌注容积区域125确保对曲折解剖结构的均匀输送，或者当穿孔的递送速率相同时使相邻支流中的流体损失最小化。

递送药物源的目标区域可以是心血管系统的血管。可以首先通过经皮腔内血管成形术(PTA)或动脉粥样硬化切除术来准备该目标区域，以转移或清除受损的血管细胞碎片。导管装置100并不旨在替代PTA；内球囊区段120的功能压力仅足以在药物功能化期间撑开血管。然而，内球囊区段的膨胀使一组间隔开的连续球囊膨胀。膨胀的连续球囊在动脉粥样硬化血管中产生高应力区域和低应力区域。高应力区域对应于连续球囊表面127所接触的区域。低应力区域对应于容积区域125并且没有发生球囊接触。这种高应力和低应力的变化可能会以比传统方法(划切球囊、PTA、动脉粥样硬化切除术等)创伤更小的方式使动脉粥样硬化破裂，从而允许首先使用递送设备在动脉粥样硬化中产生裂缝，然后将药物递送到同一位置，使得治疗程序简化并加快。在一些实施方案中，当内球囊区段120膨胀时，撑开血管壁并使血管直径成形，而当外部球囊122膨胀并且药物通过穿孔198渗透时，光源可以在药物递送期间被激活。

在一些实施方案中，装置100能够同时递送两种药物。例如，可使外侧球囊122的外部涂覆有第一药物，并且可通过穿孔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，外球囊122的内表面或外表面可涂覆紫杉醇，并通过狭缝将水性药物或盐水注入到血管壁。

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、穿过内球囊区段120和外球囊122，并且透射进血管壁。

存在用于局部递送药物源的若干组合。例如，固态药物可以涂覆在外球囊122的外表面上，并且水性药物可以通过外球囊122的穿孔198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(例如，一种药物可以交联胶原蛋白质，用于修复血管特性，而互补药物可以是抗增殖的，用于减少手术相关的炎症)。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。这些药物可以是不同且非互补的，通过大不相同的作用方法作用于血管壁。药物可以由相同的装置(例如，100)依次递送，一个接一个，或有定时延迟，或在同一位置多次递送，或在后续位置多次递送，从而达到最有效的治疗。这些药物可以在递送的同时与光源sh(即，在药物通过穿孔198进行递送期间，光源保持开启)。当药物靠近组织成分并被光源功能化时，药物可生效。

在一些实施方案中，虽然药物未生效或被激活，但药物被功能化以与组织蛋白质交联。组织蛋白质、药物和光可以产生治疗效果。药物的功能化可能不取决于时间，而是瞬时的，这仅取决于波长。光功率可以补偿通过光纤、两个球囊和组织壁的损失，并且可以保持平衡以避免治疗期间的热量积聚。

在一些实施方案中，装置100可以利用具有不同作用方法的多种水性药物来提供治疗。在血管被撑开时，可以首先递送一种药物，并用光纤使其功能化，随后可以递送具有抗增殖能力的另一种药物，而不用光纤使其功能化，再然后可以递送具有抗炎特性的又一种药物，以提供有益药物的有价值的组合，而不会相互折中。

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、microRNA)、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。

因此，装置100是多功能的，在打开和闭合的情况下提供药物递送控制，并且在用紫外光(UV)范围(10nm至400nm)之外的特定波长的光源进行药物功能化期间撑开成形的血管壁。

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，内球囊区段120)定位在该导管轴邻近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并且定位在与第二远侧球囊(例如外球囊122)内并与该第二远侧球囊同心，多个连续球囊形成容积区域(例如连续球囊126、容积区域125)。第二远侧球囊(例如，外球囊122)可以与和第一管腔分开的第二管腔(例如，外球囊膨胀管腔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：将药物从药物源供应到第一远侧球囊；通过穿孔(例如，穿孔198)将药物递送到治疗区域；以及激活第一光纤和第二光纤，从而提供穿过远侧区段、第一远侧球囊和第二远侧球囊的光透射以激活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。

该方法还可包括：将药物逐渐填充到第二远侧球囊与第一远侧球囊的外表面的容积区域中；以及使第二远侧球囊膨胀，从而使穿孔开口移动远离第一远侧球囊的连续球囊的最外径向表面。

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(例如，狭缝开口、小孔、穿孔可以互换使用，以保持实施方案的真实范围)。

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 (20)

1.一种装置，包括

从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴；

多个连续球囊，所述多个连续球囊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，并且定位在第二远侧球囊内并与所述第二远侧球囊同心，所述多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，所述多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面，并且所述多个连续球囊包括：

半透明材料；

一系列定位在所述多个连续球囊之间并从所述连续球囊的所述最外径向表面凹陷的孤立容积区域；

定位在所述多个连续球囊周围的远侧球囊；和

光纤，所述光纤定位在所述导管轴中并延伸穿过所述半透明远侧区段。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述远侧球囊包括多个开口，所述多个开口与所述多个连续球囊的所述孤立容积区域径向对准，所述开口选择性地将药物从所述远侧球囊传送到受试者的治疗区域。

3.根据权利要求2所述的装置，其中所述开口向所述治疗区域内的所述一系列孤立容积区域提供均匀的药物递送。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个连续球囊包括多个输注端口，每个输注端口定位在所述多个连续球囊之间。

5.根据权利要求3所述的装置，其中在药物递送到所述一系列孤立容积区域期间，所述多个连续球囊保持处于扩张状态。

6.根据权利要求2所述的装置中，其中在所述远侧球囊膨胀期间，流体填充在所述远侧球囊的内表面和所述输注端口的外表面之间，从而填充所述孤立容积区域。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述孤立容积区域中的所述流体的压力使所述远侧球囊增大并膨胀，增加的压力将所述流体通过所述开口递送。

8.根据权利要求1所述的装置，其中所述远侧区段、所述多个连续球囊和所述远侧球囊的所述半透明材料是透明的。

9.根据权利要求1所述的装置，其中所述光纤提供穿过所述远侧区段、所述多个连续球囊和所述远侧球囊的光激活。

10.根据权利要求1所述的装置，其中当所述光纤提供穿过所述远侧区段、所述多个连续球囊和所述远侧球囊的光激活时，所述多个连续球囊保持处于扩张状态。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个连续球囊保持处于扩张状态，所述扩张状态将治疗形状铸造到血管的治疗区域中。

12.一种在受试者的血管中进行组织修复的方法，包括：

将导管设置到血管中，所述导管包括：

从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴；

多个连续球囊，所述多个连续球囊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，并且定位在远侧球囊内并与所述远侧球囊同心，所述多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，所述多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面，并且所述多个连续球囊中的每一个球囊包括：

半透明材料；

一系列定位在所述多个连续球囊之间并从所述连续球囊的所述最外径向表面凹陷的孤立容积区域；

多个连续输注端口，每个输注端口定位在所述多个连续球囊之间

定位在所述多个连续球囊周围的远侧球囊，所述远侧球囊包括与第一远侧球囊的所述孤立容积区域径向对准的多个开口；和

光纤，所述光纤定位在所述导管轴中并延伸穿过所述半透明远侧区段；

将药物从药物源供应到所述输注端口；

通过所述多个开口将所述药物递送到所述治疗区域；

激活所述光纤，从而提供穿过所述远侧区段、所述多个连续球囊和所述远侧球囊的光透射以激活所述治疗区域中的所述药物。

13.根据权利要求12所述的方法，还包括：

将所述药物填充到所述远侧球囊的内表面和所述多个连续球囊的外表面之间的所述孤立容积区域中。

14.根据权利要求13所述的方法，还包括在填充所述孤立容积区域期间使所述连续球囊膨胀到扩张状态。

15.根据权利要求12所述的方法，还包括使所述多个连续球囊膨胀到扩张状态而将治疗形状铸造到所述血管的治疗区域中。

16.根据权利要求15所述的方法，其中所述供应所述药物还包括增加所述孤立容积区域中的流体压力，使得所述远侧球囊膨胀，所述增加的压力将所述流体通过所述开口递送。

17.根据权利要求12所述的方法，其中所述多个连续球囊保持处于扩张状态，所述扩张状态将最小创伤治疗形状铸造到所述血管的所述治疗区域中。

18.根据权利要求12所述的方法，其中所述光纤和所述第二光纤提供穿过所述远侧区段、所述多个连续球囊和所述远侧球囊的光激活。

19.根据权利要求12所述的方法，还包括将流体递送到所述治疗区域中的治疗区域，每个治疗区域与所述多个连续球囊之间的相应孤立容积区域对准。

20.一种装置，包括

从近侧端部延伸到远侧尖端的导管轴；

多个连续球囊，所述多个连续球囊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，并且定位在远侧球囊内并与所述远侧球囊同心，所述多个连续球囊经由第一管腔与膨胀源流体连通，所述多个连续球囊中的每一个球囊具有能够选择性地扩张的最外径向表面，并且所述多个连续球囊中的每一个球囊包括：

半透明材料；

一系列定位在所述多个连续球囊之间并从所述连续球囊的所述最外径向表面凹陷的孤立容积区域；

定位在所述多个连续球囊周围的第二远侧球囊；和

光纤，所述光纤定位在所述导管轴中并延伸穿过所述半透明远侧区段；

其中所述药物源被构造成经由所述第一管腔向所述远侧球囊提供至少一种药物，并且在所述多个连续远侧球囊膨胀期间，所述流体填充在所述远侧球囊的内表面与膨胀端口之间，逐渐填充所述孤立容积区域。

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