CN118490901A - 用于在患者尿路的一部分中引起负压的泵总成和系统 - Google Patents
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Abstract
一种用于增加患者排尿量的泵总成包括至少一个输尿管导管，所述输尿管导管包括远部以及限定了引流管腔的近部，所述远部具有被配置成安置在患者的肾脏、肾盂和/或输尿管中的留置部。所述留置部包括至少一个允许液体流入引流管腔的引流接口。所述泵总成还包括泵，所述泵被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向肾盂和/或肾脏提供负压。所述泵包括至少一个与输尿管导管近部的引流管腔流体连通的液体接口，以接收来自患者肾脏的液体，其中所述泵的至少一部分被配置成安置在患者体内。
Description
相关申请的交叉引用
本申请是于2020年2月19日提交的题为“用于促进尿液从尿路中排出的留置泵(Indwelling Pump for Facilitating Removal of Urine from the Urinary Tract)”的美国专利申请号16/640210的部分延续案，该美国专利申请号16/640210是于2018年8月24日提交的国际申请号PCT/IB2018/056444的美国国家阶段，并且要求于2017年8月25日提交的美国临时专利申请号62/550259的权益，其中每件申请以其全部内容通过引用并入本文。
本申请还要求于2019年4月23日提交的题为“用于在患者尿路的一部分中引起负压的植入式泵(Implantable Pump for Inducing Negative Pressure in a Portion ofa Urinary Tract of a Patient患者尿路的一部分引起负压)”的美国临时专利申请号62/837513的优先权，其公开以其整体在此通过引用并入本文。
背景
技术领域
本发明涉及一种被配置成部署在患者体内的泵，尤其涉及一种可与用于在患者的膀胱、输尿管和/或肾脏中引起负压和/或正压的系统结合在一起的泵。
背景技术
肾脏系统或泌尿系统包括一对肾脏和尿道，每个肾脏通过输尿管与膀胱连接，而尿道用于从膀胱中排出肾脏产生的液体或尿液。肾脏对人体起着几个至关重要的作用，包括例如过滤血液从而将废物以尿液的形式排除。肾脏还调节电解质(例如钠、钾和钙)和代谢物、血量、血压、血液pH、液量、红细胞生成和骨代谢。充分了解肾脏的解剖构造和生理机能有益于了解改变血液动力学的其它体液超量情况对肾脏功能的影响。
在正常的解剖构造中，两个肾脏在腹膜后位于腹腔中。肾脏是豆状的包囊器官。尿液由肾单位，肾脏的功能单位形成，然后流经被称为集合管的会聚小管系统。集合管连接在一起形成肾小盏，然后形成肾大盏，其最终在肾脏的凹部(肾盂)附近汇合。肾盂的主要功能是引导尿液流到输尿管。尿液从肾盂流入到输尿管，将尿液从肾脏输送到膀胱的管状结构。肾脏的外层被称为皮质，是一种坚硬的纤维包囊(encapsulation)。肾脏的内部被称为髓质。髓质结构排列成金字塔形。
每个肾由约一百万个肾单位组成。每个肾单位包括肾小球、肾小囊和肾小管(tubules)。肾小管包括近曲小管、亨氏环、远曲小管和集合管。包含在肾脏皮质层中的肾单位不同于包含在髓质中的肾单位的解剖构造。主要区别在于亨氏环的长度。髓质肾单位包含的亨氏环更长，其在正常情况下允许比皮质肾单位更大程度地调节水和钠的重吸收。
肾小球是肾单位的开始，负责血液的初始过滤。入球小动脉将血液输送到肾小球毛细血管中，在那里静水压将水和溶质推入肾小囊。净过滤压表示成入球小动脉中的静水压减去肾小囊腔中的静水压，再减去出球小动脉中的渗透压：
净过滤压＝静水压(入球小动脉)-静水压(肾小囊腔)-渗透压(出球小动脉)(等式1)
由等式1定义的该净过滤压的大小决定了有多少超滤液在肾小囊腔中形成并输送到肾小管中。剩余的血液经由出球小动脉流出肾小球。正常的肾小球过滤或超滤液向肾小管的递送为约90ml/min/1.73m2。
肾小球具有三层过滤结构，其包括血管内皮层、肾小球基底膜和足细胞。通常，大蛋白如白蛋白和红细胞未被过滤到肾小囊腔中。然而，升高的肾小球压力和系膜扩张引起基底膜的表面积发生变化以及在足细胞之间形成较大的穿孔，从而使较大的蛋白质进入肾小囊腔。
收集在肾小囊腔中的超滤液首先被输送到近曲小管。水和溶质在肾小管中的重吸收和分泌是由主动运输通道和被动压力梯度共同实现的。近曲小管通常会对被肾小球过滤掉的大部分的氯化钠和水以及几乎所有的葡萄糖和氨基酸进行重吸收。亨氏环具有两个意欲对尿液中的废物进行浓缩的组成部分。降支高度地可透水，并重吸收剩余水的大部分。升支重吸收剩余氯化钠的25％，从而产生浓缩的尿液，例如就尿素和肌酐而言。远曲小管通常重吸收氯化钠的一小部分，并且渗透梯度为水的跟随创造了条件。
在正常条件下，净过滤为约14mmHg。静脉充血的影响可能是净过滤显著降低，降至约4mmHg。参见Jessup M.，心肾综合症：我们需要改变策略或改变战术吗？(Thecardiorenal syndrome：Do we need a change of strategy or a change oftactics？)，JACC 53(7):597-600，2009(以下简称为“Jessup”)。第二过滤阶段发生在近曲小管。来自尿液的分泌和吸收的大多数发生在髓质肾单位的肾小管中。钠从肾小管向组织间隙空间的主动传输引发了该过程。然而，静水压力主导着溶质与水的净交换。在正常情况下，据信75％的钠被重新吸收回淋巴循环或静脉循环中。然而，因为肾脏被包囊，所以它对来自静脉充血和淋巴充血两者的静水压变化敏感。在静脉充血期间，钠和水的潴留可能超过85％，从而使肾充血进一步持续。参见Verbrugge等人，充血性心力衰竭中的肾脏：尿钠排泄、钠和利尿剂真地是好的、坏的和危险的吗？(The kidney in congestive heartfailure：Are natriuresis，sodium，and diuretics really the good，the bad and theugly？)European Journal of Heart Failure 2014:16,133-42(以下简称为“Verbrugge”)。
静脉充血能导致急性肾损伤(AKI)的肾前性形式。肾前性AKI是由于经过肾脏的灌注损失(或血流损失)所致。许多临床医生关注于由于休克导致的向肾的流动不足。然而，也有证据表明，由静脉充血导致的流出器官的血流不足可能是临床上重要的持续性损伤。参见Damman K，静脉充血对晚期失代偿性心力衰竭中日益恶化的肾功能的重要性(Importance of venous congestion for worsening renal function in advanceddecompensated heart failure)，JACC 17:589-96，2009(以下简称为“Damman”)。
肾前性AKI遍及需要重症监护入院的各种各样的诊断而发生。最突出的入院是为了败血症和急性失代偿性心力衰竭(ADHF)。附加的入院包括心血管手术、普通手术、肝硬化、外伤、烧伤和胰腺炎。虽然这些疾病状态在表现上存在着广泛的临床变异性，但共同特征是中心静脉压升高。在ADHF情形下，由心力衰竭引起的升高的中心静脉压导致肺水肿，随后使呼吸困难，转而加速入院。在败血症情形下，升高的中心静脉压主要是积极的液体复苏的结果。无论最初的损伤是血容量不足引起的低灌注或者钠和液体潴留，持续性的损伤都是静脉充血，导致灌注不足。
高血压是另一种广泛认可在肾脏的主动运输系统和被动运输系统内产生扰动的状态。高血压直接影响入球小动脉压力，并导致肾小球内的净过滤压成比例地升高。增加的过滤分数也使肾小管周围毛细血管压力升高，其刺激钠和水重吸收。参见Verbrugge。
因为肾脏是一种包囊的器官，所以它对髓质金字塔中的压力变化敏感。升高的肾静脉压造成充血，其导致组织间隙压力的升高。升高的组织间隙压力对肾小球和肾小管两者施加作用力。参见Verbrugge。在肾小球中，升高的组织间隙压力直接阻碍过滤。升高的压力使组织间隙液体增多，从而使肾脏的髓质中的组织间隙液体和肾小管周毛细血管内的静水压升高。在两种情形下，低氧都能因而发生，导致细胞损伤和进一步的灌注损失。最终结果是进一步加剧了钠和水重吸收，从而产生了负反馈。参见Verbrugge，133-42。液体超载，特别是腹腔内的液体超载与许多疾病和病情有关，包括腹内压升高、腹腔间隔室综合征和急性肾衰竭。可通过肾脏替代疗法解决液体超载。参见Peters，C.D.，血管紧张素II受体阻滞剂厄贝沙坦透析中中心血流动力学的短期和长期影响：一项随机双盲安慰剂-对照一年干预试验(SAFIR研究)(Short and Long-Term Effects of the Angiotensin IIReceptor Blocker Irbesartanon Intradialytic Central Hemodynamics：A RandomizedDouble-Blind Placebo-Controlled One-Year Intervention Trial(the SAFIRStudy))，PLoS ONE(2015)10(6)：e0126882.doi:10.1371/journal.pone.0126882(以下简称为“Peters”)。然而，这种临床策略并未给心肾综合征患者带来肾功能的改善。参见BartB，失代偿性心力衰竭合并心肾综合征中的超滤(Ultrafiltration in decompensatedheart failure with cardiorenal syndrome)，NEJM 2012；367:2296-2304(以下简称为“Bart”)。
考虑到液体潴留这种成问题的影响，需要用于改善液体如尿液从患者排出，并提高出自肾脏的液体数量和质量的系统和方法。
发明内容
根据本发明的一实施例，一种用于增加患者排尿量的泵总成包括至少一个输尿管导管，所述输尿管导管包括：包含留置部的远部，所述留置部被配置成布置在患者的肾脏、肾盂和/或输尿管中；以及包含引流管腔的近部。留置部包括至少一个允许液体流入引流管腔的引流接口。泵总成还包括泵，所述泵被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向肾盂和/或肾脏提供负压。所述泵包括至少一个与输尿管导管近部的引流管腔流体连通的液体接口，以接收来自患者肾脏的液体，其中所述泵的至少一部分被配置成布置在患者体内。
根据本发明的另一实施例，一种用于增加患者排尿量的系统包括泵总成。所述泵总成包括至少一个输尿管导管，所述输尿管导管包括：包含留置部的远部，所述留置部被配置成布置在患者的肾脏、肾盂和/或输尿管中；以及包含引流管腔的近部。留置部包括至少一个允许液体流入引流管腔的引流接口。泵总成还包括泵，所述泵被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向肾盂和/或肾脏提供负压。所述泵包括至少一个与输尿管导管近部的引流管腔流体连通的液体接口，以接收来自患者肾脏的液体，其中所述泵的至少一部分被配置成布置在患者体内。所述系统还包括与泵总成的泵有线或无线通信的控制器，其中所述控制器被配置成控制泵的运行，以控制流经泵的液体管道的液体的流速。
根据另一实施例，一种通过向患者尿路的一部分提供负压治疗来治疗患者的方法，包括将泵总成的泵安置在患者体内的部署位置的步骤。所述泵总成包括至少一个输尿管导管，所述输尿管导管包括：包含留置部的远部，所述留置部被配置成布置在患者的肾脏、肾盂和/或输尿管中；以及包含引流管腔的近部。留置部包括至少一个允许液体流入引流管腔的引流接口。泵总成还包括泵，所述泵被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向肾盂和/或肾脏提供负压。所述泵包括至少一个与输尿管导管近部的引流管腔流体连通的液体接口，以接收来自患者肾脏的液体，其中所述泵的至少一部分被配置成布置在患者体内。所述方法还包括在泵与至少一个输尿管导管的引流管腔之间建立流体连通；以及启动泵，从而使泵通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向患者的输尿管、肾盂和/或肾脏提供负压。
现在将在下列编号的条款中对本发明的非限制性实施例进行说明。
条款1：一种用于增加患者排尿量的泵总成，所述总成包括：(a)至少一个输尿管导管，所述输尿管导管包括远部及包含引流管腔的近部，所述远部包含被配置成布置在患者的肾脏、肾盂和/或输尿管中的留置部，所述留置部包括至少一个允许液体流入所述引流管腔的引流接口；以及(b)泵，所述泵被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向所述肾盂和/或肾脏提供负压，且所述泵包括至少一个与所述输尿管导管的近部的引流管腔流体连通的液体接口，以接收来自所述患者肾脏的液体，其中所述泵的至少一部分被配置成布置在患者体内。
条款2：根据条款1所述的泵总成，其中所述泵的至少一部分被配置成布置在所述患者的尿路内。
条款3：根据条款1所述的泵总成，其中所述泵的至少一部分被配置成植入在所述患者体内的尿路外部。
条款4：根据条款1-3中的任一条所述的泵总成，其中所述泵包括：外壳，其限定用于所述至少一个液体接口的开口；以及至少部分地围在所述外壳内的泵室，所述泵室与所述至少一个液体接口流体连接，并且其中所述泵被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔将所述液体抽吸到所述泵室中，从而对所述肾脏和/或肾盂内部的至少一部分施加负压。
条款5：根据条款1、3、4中的任一条所述的泵总成，其中所述至少一个液体接口包括流入接口和流出接口，且所述泵总成还包括至少一个与所述流出接口流体连通的流出导管，其中所述流出导管被配置成引导从所述至少一个输尿管导管的引流管腔接收到的液体远离所述泵。
条款6：根据条款5所述的泵总成，其中所述流出导管包括第一端和第二端，所述第一端与所述泵的至少一个液体接口的流出接口连接，所述第二端被配置成布置在所述患者的膀胱内以将所述液体排入到所述膀胱中，或者安置在所述患者的尿路外以将尿液从所述患者体内排出。
条款7：根据条款5或6所述的泵总成，其中所述至少一个输尿管导管的一部分安置在所述至少一个流出导管的管腔内。
条款8：根据条款7所述的泵总成，其中所述至少一个输尿管导管的安置在所述至少一个流出导管的管腔内的部分被配置成延伸穿过所述患者的膀胱壁上的开口。
条款9：根据条款5-8中的任一条所述的泵总成，其还包括被配置成延伸穿过所述患者的膀胱壁的管状分流管，并且其中所述至少一个输尿管导管和所述至少一个流出导管的一些部分安置在所述管状分流管的管腔内。
条款10：根据条款5-9中的任一条所述的泵总成，其中所述流入接口被配置成接收所述至少一个输尿管导管的第一端，并且其中所述流出接口至少部分地围绕所述流入接口延伸。
条款11：根据条款1-10中的任一条所述的泵总成，其中所述泵包括回转泵、旋转动力泵或正位移泵中的至少一种。
条款12：根据条款1-11中的任一条所述的泵总成，其中所述至少一个输尿管导管的所述留置部包括外周或保护性表面区域，其在通过所述导管施加负压时，防止粘膜组织堵塞设置在所述外周或保护性表面区域内的一个或多个受保护的引流孔、接口或穿孔。
条款13：根据条款12所述的泵总成，其中所述留置部包括盘管，并且其中所述一个或多个受保护的引流孔、接口或穿孔延伸穿过所述盘管的侧壁的径向面向内部分。
条款14：根据条款1-13中的任一条所述的泵总成，其中所述泵被配置成向所述至少一个输尿管导管的所述引流管腔提供范围为0-约150mmHg的负压，如在所述泵的所述至少一个液体接口处所测。
条款15：根据条款1-14中的任一条所述的泵总成，其中所述泵被配置成在所述输尿管、肾盂和/或肾脏中产生负压，所述负压足以在患者肾脏的肾小球上建立压力梯度，从而促进尿液流向所述至少一个输尿管导管的所述引流管腔。
条款16：根据条款1-15中的任一条所述的泵总成，其中所述泵包括电池。
条款17：根据条款16所述的泵总成，其中所述泵还包括与所述电池电子耦合的感应线圈，以向所述泵供电并对所述电池进行充电。
条款18：根据条款17所述的泵总成，其中所述感应线圈被配置成在暴露于由安置在所述患者体外或体内的远程设备产生的电磁场时发电。
条款19：根据条款17或条款18所述的泵总成，其中所述感应线圈包括至少部分地设置在柔性片上的导线。
条款20：根据条款1-19中的任一条所述的泵总成，其还包括安置在所述患者体外的外部控制器，所述外部控制器与所述泵电耦合，以向所述泵供电。
条款21：根据条款20所述的泵总成，其还包括至少一个电缆，所述电缆在所述外部控制器与所述泵之间延伸，穿过所述患者身体上的至少一个经皮进入开口。
条款22：根据条款1-21中的任一条所述的泵总成，其中所述泵还包括无线收发器，所述无线收发器被配置成从远程计算机设备接收操作指令，并向所述远程计算机设备提供来自所述泵的关于负压治疗的信息。
条款23：根据条款1-22中的任一条所述的泵总成，其中所述至少一个输尿管导管包括至少一个轴向可变形段，所述段被配置成增加长度以适应患者移动。
条款24：根据条款23所述的泵总成，其中所述轴向可变形段包括在所述至少一个输尿管导管的侧壁上的可折叠段构造、所述至少一个输尿管导管的可伸缩段或至少一个轴向可拉伸段中的至少一种。
条款25：根据条款1-24中的任一条所述的泵总成，其中，在展开构型下，所述留置部的直径大于所述引流管腔的直径。
条款26：一种用于增加患者排尿量的系统，其包括：(a)根据条款1-25中的任一条所述的泵总成；以及(b)与所述泵总成的所述泵有线或无线通信的控制器，其中所述控制器被配置成引导所述泵的运行，以控制穿过所述泵的液体管道的液体流速。
条款27：根据条款26所述的系统，其还包括：用于为所述泵和控制器供电的电源；以及与所述控制器有线或无线通信的远程计算机设备，所述远程计算机设备被配置成向所述控制器提供指令以操作所述泵，并从所述控制器接收关于所述泵和/或所述患者的生理状况的信息。
条款28：根据条款27所述的系统，其中所述电源包括安置在所述泵中的电池。
条款29：根据条款28所述的系统，其中所述电源包括感应线圈。
条款30：根据条款29所述的系统，其中，从所述控制器接收到的信息包括下列中的至少一种：所述电池正由所述感应线圈充电的指示、所述电池已充满电的指示或所述电池剩余电量的指示。
条款31：根据条款26-30中的任一条所述的系统，其还包括至少一个液体传感器，所述液体传感器与所述至少一个输尿管导管的引流管腔和/或所述泵中的液体管道流体连通，其中所述控制器被配置成：接收并处理来自所述至少一个液体传感器的信息，以确定流经所述引流管腔的液体的流速和/或流量；将所确定的流速或流量与目标流量进行比较；以及基于所作比较来调节所述泵，以增加或减少流经所述引流管腔的流速和/或流量。
条款32：根据条款26-31中的任一条所述的系统，其还包括至少一个导管探针传感器，所述传感器安置在所述至少一个输尿管导管的留置部上，其中所述控制器被配置成：接收并处理来自所述至少一个导管探针传感器的信息，以确定通过所述至少一个输尿管导管的所述引流管腔提供给所述肾脏和/或肾盂的负压的数值；将所确定的负压数值与预定或目标负压值进行比较；以及当所确定的数值低于所预期的或目标负压值时，调节所述泵以提高所述负压的数值，或者当所确定的数值高于所预期的或目标负压值时，调节所述泵以降低所述负压的数值。
条款33：根据条款26-32中的任一条所述的系统，其还包括在所述泵的外壳的外表面上的至少一个压力传感器，所述压力传感器被配置成在所述泵至少部分地植入所述患者的腹腔或腹膜中时测量所述患者的腹内压。
条款34：根据条款33所述的系统，其中所述控制器还被配置成：接收并处理来自所述至少一个压力传感器的信息，以确定所述腹内压；将所确定的腹内压与腹内压目标值进行比较；以及当所确定的腹内压高于所述目标值时，调节所述泵以提高提供给所述肾脏和/或肾盂的负压的数值。
条款35：根据条款34所述的系统，其中所述控制器被配置成继续向所述肾脏和/或肾盂提供提高的负压数值，直到由所述至少一个压力传感器测得的腹内压降低至低于所述腹内压目标值。
条款36：一种通过对患者尿路的一部分提供负压疗法来治疗患者的方法，所述方法包括：将条款1-25中的任一条的所述泵总成的泵安置在所述患者体内的部署位置；在所述泵与所述至少一个输尿管导管的引流管腔之间建立流体连通；以及启动所述泵，从而使所述泵通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向所述患者的输尿管、肾盂和/或肾脏提供负压。
条款37：根据条款36所述的方法，其中所述负压递送范围为0-约150mmHg，如在所述泵的至少一个液体接口处所测。
条款38：根据条款36或37所述的方法，其中所述患者体内的部署位置包括所述患者尿路中的位置。
条款39：根据条款36或37所述的方法，其中所述患者体内的部署位置包括所述患者的尿路外部的腹腔、腹膜或皮下空间内的位置。
条款40：根据条款39所述的方法，其中所述泵总成还包括流出导管，所述流出导管从所述泵延伸至所述患者的膀胱，以将所述液体从所述泵经由所述流出导管的管腔引导至所述膀胱中，或者所述流出导管从所述泵延伸至所述患者的尿路之外的位置，以引导来自所述患者的液体。
条款41：根据条款40所述的方法，其还包括将所述至少一个输尿管导管通过所述患者的尿路推进到所述患者的肾脏或肾盂，并将所述至少一个输尿管导管的所述留置部部署在所述肾脏、输尿管和/或肾盂中。
条款42：根据条款41所述的方法，其还包括将所述至少一个输尿管导管和所述至少一个流出导管安置穿过患者膀胱壁上的至少一个开口。
条款43：根据条款42所述的方法，其中所述至少一个输尿管导管的穿过所述膀胱壁上的至少一个开口的部分被围在所述至少一个流出导管的管腔内。
条款44：根据条款42所述的方法，其中所述至少一个输尿管导管和所述流出导管的穿过所述膀胱壁上的至少一个开口的部分被围在管状分流管中。
条款45：根据条款36-44中的任一条所述的方法，其还包括将所述泵与经皮屏蔽线连接，所述经皮屏蔽线从外部控制器延伸，用于从所述控制器向所述泵提供电力和操作指令。
附图说明
参照附图，考虑以下描述、所附权利要求书，本发明的这些和其它特征和特点，以及相关结构件和部件的组合的操作方法、用途和功能，及制造的经济性会变得更加显而易见，所有这些均构成本说明书的一部分，其中各附图中类似的附图标记标示相应的部件。然而，应明确理解的是，附图仅用于图解和描述，并不意在当作本发明的限定的定义。
从参照附图所作的以下具体实施方式，进一步的特征、其它实施例和优点将会变得显而易见，其中：
图1A是患者尿路的示意图，其示出根据本发明一实施例的安置在患者的输尿管和膀胱中的泵总成；
图1B是图1A中的一部分的放大图；
图1C是患者尿路的示意图，其示出根据本发明的另一实施例的安置在患者的肾盂和输尿管中的泵总成；
图1D是患者尿路的示意图，其示出根据本发明的另一实施例的安置在患者的膀胱中的泵总成；
图2A和2B是根据本发明一实施例的泵总成的示意图；
图3是根据本发明一实施例的泵总成的示意图，该泵总成包括泵与其控制器之间的导线连接；
图4是根据本发明一实施例的泵总成的示意图，该泵总成包括从其侧壁沿径向向外延伸的锚倒钩；
图5是根据本发明一实施例的泵总成的示意图，该泵总成包括螺旋留置倒钩；
图6是根据本发明一实施例的泵总成的示意图，该泵总成包括被配置成插入到患者的输尿管中的入口导管；
图7是图2A和2B中沿线7-7截取的泵总成的一部分的剖视图；
图8是根据本发明一实施例的泵总成的一部分的剖视图；
图9是根据本发明一实施例的泵总成的示意图，该泵总成包括展开式感应线圈；
图10是根据本发明一实施例的图9中泵总成的示意图，该泵总成部署在患者的尿路中；
图11是图2A和2B中泵总成的电子元件的示意图；
图12是根据本发明一实施例的用于在患者的尿路中引起负压的系统的示意图，该系统包括泵总成；
图13A是根据本发明一实施例的用于将泵总成输送到患者尿路的一部分中的输送导管的示意图；
图13B是图13A中输送导管的示意图，其中部分细长管被切掉，以显示其中包含的泵总成；
图14是根据本发明一实施例的泵总成的示意图，该泵总成包括安置在患者膀胱中的泵；
图15A是根据本发明一实施例的植入到患者的腹部和尿路中的植入式泵系统的一实施例的示意图；
图15B是图15A中泵系统的部件的透视图；
图15C是图15A中泵系统的另一透视图，其示出了泵外壳内部的部件；
图15D是图15A中泵系统的电气部件的示意图；
图16A是植入到患者的腹部和尿路中的植入式泵系统的另一实施例的示意图；
图16B是图16A中植入式泵系统的部件的透视图；
图16C是图16A中泵系统的电气部件的示意图；
图17A和17B是示出了泵的液体管道的实施例的示意图，该液体管道在泵室或泵元件与泵的液体接口之间延伸；
图18A-18D是可与本文公开的植入式泵系统一起使用的导管的实施例的示意图；
图19A和19B是示出了根据本发明一实施例的用于将导管缝合到膀胱壁以与植入式泵系统一起使用的技术的示意图；
图20是示出了用于植入植入式泵系统的部件的示例性方法的流程图；
图21A是示出了植入到患者的肾盂和/或肾脏中的旁路导管的示意图；
图21B是根据本发明一实施例的包括图21A中旁路导管的植入式泵系统的示意图；
图22A是根据本发明一实施例的导管留置部的实施例的示意图；
图22B是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图22C是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图22D是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图22E是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图22F是根据本发明的输尿管导管的安置在肾脏的肾盂区域中的部分的放大示意图，大体以模型形式示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图23A是根据本发明一实施例的输尿管导管的留置部的透视图；
图23B是根据本发明一实施例的图23A中留置部的主视图；
图23C是根据本发明一实施例的图23A中留置部的后视图；
图23D是根据本发明一实施例的图23A中留置部的俯视图；
图23E是根据本发明一实施例的沿线10E-10E截取的图23A中留置部的剖视图；
图23F是根据本发明一实施例的沿线23E-23E截取的图23A中留置部的剖视图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图24是根据本发明一实施例的呈受束缚或线性姿态的导管留置部的示意图；
图25是根据本发明一实施例的呈受束缚或线性姿态的导管留置部的另一实施例的示意图；
图26是根据本发明一实施例的呈受束缚或线性姿态的输尿管导管留置部的另一实施例的示意图；
图27是根据本发明一实施例的呈受束缚或线性姿态的导管留置部的另一实施例的示意图；
图28A是根据本发明一实施例的导管留置部的侧视图(side elevational view)；
图28B是沿图28A中的线B-B截取的图28A的导管留置部的剖视图；
图28C是沿图28A中的线C-C截取的图28A的导管留置部的俯视图；
图28D是根据本发明一实施例的输尿管导管的留置部的剖视图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图29是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧视图；
图30是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧视图；
图31A是根据本发明一实施例的另一输尿管导管的留置部的透视图；
图31B是沿图31A中的线31B-31B截取的图31A的导管留置部的俯视图；
图32A是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图32B是沿图32A中的线32B-32B截取的图32A的导管留置部的俯视图；
图33A是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图33B是根据本发明一实施例的输尿管导管的留置部的剖视图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图34是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧视图；
图35是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧视图；
图36是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧剖视图；
图37A是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图37B是图37A中的导管留置部的俯视图；
图38A是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图38B是图38A中的导管留置部的俯视图；
图38C是根据本发明一实施例的输尿管导管的留置部的剖视图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图39是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图40是图39中的导管留置部的俯视图；
图41A是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图41B是图41A中的导管留置部的俯视图；
图42是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧剖视图；
图43是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的侧剖视图；
图44A是根据本发明一实施例的另一导管的留置部的透视图；
图44B是沿图44A中的线B-B截取的图44A的导管留置部的侧剖视图；
图45是这样的侧视图，其示出了根据本发明一实施例的围绕导管的护套的剖视图，该导管呈收缩构型以插入到患者的输尿管中；
图46A是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图46B是沿图46A中的线B-B截取的图46A的留置部的一部分横截面的示意图；
图47A是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图47B是沿图47A中的线B-B截取的图47A的留置部的一部分横截面的示意图；
图48A是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图48B是根据本发明一实施例的输尿管导管留置部的另一实施例的横截面示意图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图49A是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的横截面示意图；
图49B是根据本发明一实施例的输尿管导管留置部的另一实施例的横截面示意图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图50A是根据本发明一实施例的导管留置部的另一实施例的示意图；
图50B是根据本发明一实施例的输尿管导管留置部的另一实施例的横截面示意图，该留置部安置在肾脏的肾盂区域中，大体上示出了据信响应经由输尿管导管施加负压而在肾盂组织中发生的变化；
图51是根据本发明一实施例的输尿管导管的一部分的剖视图，该输尿管导管呈线性未盘绕状态，且包括多功能涂层；
图52是图51中的输尿管导管的一部分处于部署或盘绕状态的剖视图；
图53是根据本发明一实施例的输尿管导管的一部分的剖视图，该输尿管导管呈线性未盘绕状态，且包括另一示例性多功能涂层；
图54是根据本发明一实施例的输尿管导管的一部分的剖视图，该输尿管导管呈线性未盘绕状态，且包括另一示例性多功能涂层；
图55是根据本发明一实施例的导管的一实施例的剖视图，该导管被配置成经由经皮进入部位插入到肾盂中；
图56A是导管的另一实施例的透视图，该导管被配置成经由经皮进入部位插入到肾盂中；以及
图56B是图56A中导管的剖视图。
具体实施方式
如本文所用，单数形式的“一”、“一个”和“该”包括复数所指事物，除非上下文另有明确说明。
如本文所用，术语“右”、“左”、“俯”及其派生词应如其在附图中取向那样述及本发明。术语“近”是指导管装置由用户操纵或接触的部分，以及/或者留置导管的最靠近尿路进入部位，例如患者体内的尿道或经皮进入开口的部分。术语“远”是指导管装置的被配置成插入到患者体内的相对端，以及/或者导管装置的插入到患者尿路最远处的部分。然而，应理解的是，本发明能够呈现各种可供选择的取向，因而这些词语不应被视为具有限制性。此外，应理解的是，本发明能够呈现各种可供选择的变型和阶段顺序，除非相反地明确说明。还应理解的是，附图中示出的以及以下说明书中描述的特定装置和过程均为实施例。因此，与本文公开的实施方案有关的特定尺寸和其它身体特征不应被视为具有限制性。
为了本说明书的目的，在说明书和权利要求书中使用的表示成分数量、反应条件、尺寸、身体特征等的所有数字在所有情况下均应理解为被“约”修饰，除非相反地说明。在以下说明书和所附权利要求书中列出的数值参数均为可随本发明寻求获得的期望特性而变化的近似值，除非相反地说明。
尽管阐明本发明的宽范围的数值范围和参数是近似值，但在具体实施例中给出的数值尽可能精确地报告。然而，任何测量的数值可能都会固有地含有因其各自试验测量中发现的标准偏差而造成的一定的误差。
此外，应理解的是，本文列举的任何数值范围都意在包括归入其中的所有子范围。例如，范围“1-10”意在包括介于所列举的最小值1与所列举的最大值10之间，且包含最小值1和最大值10的任何和所有子范围，即从最小值等于或大于1起且以最大值等于或小于10止的所有子范围，以及其间的所有子范围，例如1-6.3，5.5-10，或2.7-6.1。
如本文所用，术语“通信”是指接收或发送一个或多个信号、消息、命令或其它类型的数据。就一个单元或组件与另一单元或组件通信而言，是指一个单元或组件能够直接或间接地从另一单元或组件接收数据以及/或者向另一单元或组件发送数据。这可指的是，实际上可以是有线和/或无线的直接或间接连接。此外，两个单元或组件也可相互通信，即使所发送的数据可能在第一与第二单元或组件之间被修改、处理、路由等。例如，即使第一单元被动地接收数据且不主动地向第二单元发送数据，第一单元也可与第二单元通信。作为另一实例，如果中间单元处理来自一个单元的数据并将处理后的数据发送给第二单元，则第一单元可与第二单元通信。应意识到，许多其它布置也是可能的。
如本文所用，“保持在患者的肾脏与膀胱之间液体流动的通畅性”是指建立、增强或保持液体如尿液从肾脏经由输尿管、输尿管展伸器和/或输尿管导管向膀胱和体外的流动。在一些实施例中，通过在上尿路和/或膀胱中设置保护性表面区域1001以防止尿路内皮(uroendothelium)收缩或塌陷到液柱或液流中，促进或保持液体流动。如本文所用，“液体(fluid)”是指来自尿路的尿液和任何其它液体。
如本文所用，“负压”是指施加至膀胱导管近端或输尿管导管近端的压力分别低于在施加该负压之前于膀胱导管近端或输尿管导管近端存在的压力。例如，在膀胱导管近端或输尿管导管近端与施加负压之前的膀胱导管近端或输尿管导管近端之间分别存在压差。这种压差使来自肾脏的液体分别被吸入到输尿管导管或膀胱导管中，或者流经输尿管导管和膀胱导管两者，然后排到患者体外。例如，施加到膀胱导管近端或输尿管导管近端的负压可小于大气压(小于约760mmHg或约1atm)，或者小于在施加负压之前在膀胱导管近端或输尿管导管近端测得的压力，以便从肾脏和/或膀胱中吸取液体。在一些实施例中，施加到膀胱导管近端或输尿管导管近端的负压范围可为约0.1-约150mmHg、约0.1-约50mmHg、约0.1-约10mmHg、约5-约20mmHg或约45mmHg(在泵710处或在负压源仪表处的表压)。在一些实施例中，负压源包括在患者体外的泵，用于经由膀胱导管和输尿管导管两者施加负压，转而将来自肾脏的液体吸入到输尿管导管中，经过输尿管导管和膀胱导管两者，然后排到患者体外。在一些实施例中，负压源包括在患者体外的真空源，用于经由膀胱导管和输尿管导管两者施加和调节负压，其转而将来自肾脏的液体吸入到输尿管导管中，经过输尿管导管和膀胱导管两者，然后排到患者体外。在一些实施例中，真空源选自壁吸源、真空瓶和手动真空源，或者真空源由压差提供。在一些实施例中，可手动和/或自动地控制从负压源接收到的负压。在一些实施例中，使用控制器调节来自负压源的负压。下面详细讨论负压源和正压源的非限制性实例。此外，用于提供负压治疗的系统也公开于题为“用于引起负压以增加肾灌注的输尿管导管和膀胱导管以及方法(Ureteral and Bladder Catheters and Methods forInducing Negative Pressure to Increase Renal Perfusion)”的国际公布号WO 2017/015351，以及题为“用于在患者膀胱中引起负压的导管装置和方法(Catheter Device andMethod for Inducing Negative Pressure in a Patient’s Bladder)”的国际公布号WO2017/015345，这两篇文献的每一篇以其全部内容通过引用并入本文。
液体潴留和静脉充血是发展为晚期肾病的中心问题。过量钠摄入再加上排泄相对减少导致等渗体积膨胀和次级室受累。在一些实施例中，本发明总体上涉及用于促进患者的膀胱、输尿管和/或肾脏排出尿液或废物的装置和方法。在一些实施例中，本发明总体上涉及用于在患者膀胱、输尿管和/或肾脏，例如泌尿系统的至少一部分中引起负压的系统和方法。虽然不希望受到任何理论约束，但据信在某些情况下对膀胱、输尿管和/或肾脏的至少一部分，例如泌尿系统施加负压可抵消髓质肾单位小管对钠和水的重吸收。抵消对钠和水的重吸收可增加产尿量，降低全身钠量，并改善红细胞的生成。由于髓内压是由钠驱动的，因而是由容量超载驱动的，所以有针对性地除去过量的钠能够维持容量减少。容量的消除恢复了髓质止血。正常产尿量为1.48-1.96升/天(或1-1.4ml/min)。
液体潴留和静脉充血也是肾前性急性肾损伤(AKI)发展中的中心问题。具体而言，AKI可能与经过肾脏的灌注或的血流损失有关。因此，在一些实施例中，本发明促进改善的肾脏血流动力学并增加排尿量，以缓解或减轻静脉充血。此外，预期治疗和/或抑制AKI正向影响和/或减少其它疾病的发生，例如减少或抑制NYHA III级和/或IV级心力衰竭患者的恶化中的肾功能。对不同程度心力衰竭的分类描述于纽约心脏协会标准委员会(TheCriteria Committee of the New York Heart Association)，(1994)，心脏和大血管疾病的命名和诊断标准(Nomenclature and Criteria for Diagnosis of Diseases of the Heart and Great Vessels)，(9th ed.)，Boston：Little，Brown&Co.pp.253-256，其公开以其整体通过引用并入本文。减少或抑制AKI发作以及/或者慢性地减少的灌注也可以是对4期和/或5期慢性肾病的治疗。慢性肾病发展描述于国家肾脏基金会，K/DOQI慢性肾脏病临床实践指南：评估、分类和成层(Clinical Practice Guidelines for Chronic KidneyDisease：Evaluation，Classification and Stratification.)Am.J.Kidney Dis.39:S1-S266，2002(Suppl.1)，其公开以其整体通过引用并入本文。
此外，本文公开的输尿管导管、输尿管支架和/或膀胱导管可用于预防、延缓终末期肾病(ESRD)的发生，以及/或者治疗ESRD。透析患者平均在医疗保健利用方面每年消耗约90000美元，而美国政府的总支出为339亿美元。如今，ESRD患者仅占医疗保险总受益人数的2.9％，但他们占总支出超过13％。虽然近年来每位患者的发病率和费用已稳定，但活跃患者的总量继续增加。
晚期慢性肾病(CKD)的五个阶段是基于肾小球滤过率(GFR)。1期(GFR>90)患者滤过正常，而5期(GFR<15)肾功能衰竭。像许多慢性病一样，随着增加的症状和疾病严重度，诊断采集也有改进。
CKD 3b/4亚组是较小的亚组，其反映了疾病进展、医疗保健系统参与和向ESRD过渡的重要变化。急诊室的就诊率随着CKD的严重度上升。在美国退伍军人管理局的人群中，近86％的因伤(incident)透析患者曾在入院前五年内入过院。其中，63％在开始透析时住院。这表明有很大机会在透析之前进行干预。
尽管肾脏相比于其它器官位于动脉树的下方更远的位置，但是肾脏在静息时接收到的心输出量却不成比例。肾小球膜代表滤液进入肾小管阻力最小的路径。在健康状态下，肾单位在正常的动脉压范围内具有多重、复杂、冗余的自动调节手段。
静脉充血与肾功能降低有关，并且与在CKD后期发现的全身性血容量过大有关。由于肾脏被半坚硬的包囊覆盖，因此静脉压的微小变化转变为肾小管内压力的直接变化。已示出肾小管内压力的这种变化上调对钠和水的重吸收，从而使恶性循环持续下去。
不管最初损伤和早期进展如何，更晚期的CKD与滤过性的降低(根据定义)和氮质血症的加重有关。无论剩余的肾单位是过度吸水还是只是无法充分过滤，这种肾单位损失都与液体潴留和肾功能的进行性下降有关。
肾脏对容量的细微变化是敏感的。当肾小管或毛细血管床中的压力升高时，另一个中的压力也随之升高。随着毛细血管床压力升高，滤液的产生和尿液的排出能够急剧下降。虽然不希望受到任何理论约束，但据信传递到肾盂的轻微且经调节的负压降低各个功能性肾单位中的压力。在健康的解剖构造中，肾盂通过肾盏和集合管的网络连接到大约一百万个单独的肾单位。这些肾单位中的每一个实质上都是将肾小囊腔与肾盂连接起来的液柱。传递到肾盂的压力贯穿始终地转变。据信当对肾盂施加负压时，肾小球毛细血管压力迫使更多的滤液穿过肾小球膜，从而导致排尿量增加。
需要注意的是，尿路组织内衬有尿路上皮，一种移行上皮。内衬尿路内部的组织也称为尿路内皮组织或尿路上皮组织，例如输尿管的粘膜组织1003以及/或者肾脏和膀胱组织1004。尿路上皮具有很高的弹性，能够显著地塌陷和扩张。内衬输尿管腔的尿路上皮首先被固有层包围，该固有层是一薄层的疏松结缔组织，其共同构成了尿路上皮粘膜。该粘膜接下来被一层纵向肌纤维包围。这些在尿路上皮粘膜周围的纵向肌纤维以及尿路上皮粘膜本身的弹性使输尿管松弛成塌陷的星形截面，并在利尿期间扩张至完全膨胀。任何正常输尿管截面的组织结构显示出在人类和其它通常用于转化医学研究的哺乳动物中的这种星形管腔。参见Wolf等人，“比较输尿管显微解剖学(Comparative Ureteral Microanatomy)”，JEU 10：527-31(1996)。
将尿液从肾脏输送到膀胱的过程是由经肾盂的收缩以及经输尿管的其余部分向远侧的蠕动驱动的。肾盂由近侧输尿管扩展成漏斗状，输尿管经由该处进入肾脏。肾盂实际上示出是输尿管的延续，它由相同的组织构成，但有一个额外允许其收缩的肌肉层。参见Dixon和Gosling，“人肾盏、肾盂和上输尿管的肌肉组织(The Musculature of the HumanRenal Calyces，Pelvis and Upper Ureter)”，J.Anat.135：129-37(1982)。这些收缩推动尿液流经肾盂漏斗，以使蠕动波将液体经由输尿管传播到膀胱。
成像研究表明，狗的输尿管可以很容易地增粗至其静息横截面积的17倍，以在利尿过程中容纳大量的尿液。参见Woodburne和Lapides，“蠕动过程中的输尿管腔(TheUreteral Lumen During Peristalsis)”，AJA 133：255-8(1972)。在认为是与人类上尿路的最接近的动物模型的猪的体内，肾盂和最近侧输尿管实际上示出是所有输尿管区段中最一致的。参见Gregersen等人，“输尿管弹性壁特性存在区域差异(Regional DifferencesExist in Elastic Wall Properties in the Ureter)”，SJUN 30：343-8(1996)。Wolf对各种研究动物与人类的输尿管显微解剖构造的对比分析揭示了，狗固有层厚度相对于整个输尿管直径相当(人类为29.5％，狗为34％)，且猪平滑肌相对于总肌横截面积的百分率相当(人类为54％，猪为45％)。虽然物种之间的比较肯定存在局限性，但狗和猪在历史上一直是研究和理解人类输尿管的解剖构造和生理机能的强式焦点，且这些参考值支持这种高水平的转变。
与人类的输尿管相比，猪和狗输尿管和肾盂的结构和力学方面的可用数据要多得多。这部分是由于这种详细分析所需的侵入性以及各种成像方式(MRI、CT、超声等)的固有局限性，分析和成像是为了试图在临床上准确地识别这种小型、柔性和动态构造的尺寸和组成。然而，肾盂的这种在人体内扩张或完全塌陷的能力对于寻求改善尿流的肾科医生和泌尿科医生来说是一种障碍。
虽然不希望受到任何理论约束，但本发明人推理施加负压可能有助于来自肾脏的液流，并且需要一种非常特殊的工具来帮助在肾盂内施加负压，该工具被设计成展开保护性表面区域，以打开或保持肾盂内部的开口，同时防止周围组织在负压下收缩或塌陷到液柱中。本文公开的本发明的导管设计提供了保护性表面区域，以抑制周围的尿路上皮组织在负压下收缩或塌陷到液柱中。据信本文公开的本发明的导管设计能够成功地保持输尿管壁的星形纵向褶皱远离导管引流管腔的中心轴和受保护孔，并可抑制导管沿输尿管腔的星形截面自然滑动和/或通过蠕动波向下迁移。
此外，本文公开的本发明的导管设计可避免在引流管腔远端的未受保护开孔，该开孔在抽吸期间无法保护周围组织。虽然可将输尿管方便地看作直管，但真实的输尿管和肾盂可沿多个角度进入肾脏。参见Lippincott Williams和Wilkins，外科年鉴(Annals ofSurgery)，58，Figs 3&9(1913)。因此，当在肾盂内部署这样的导管时，将难以控制在引流管腔远端处的未受保护开孔的取向。该单个孔可能造成局部抽吸点，该抽吸点无法可靠或一致地远离组织壁，从而有可能使组织堵塞未受保护开孔并使组织面临损伤的风险。此外，本文公开的本发明的导管设计可避免在靠近肾脏的引流管腔远端放置具有未受保护开孔的球囊，其可能导致吸贴在肾盏上和/或肾盏堵塞。在输尿管-肾盂交界处最底部的引流管腔远端放置具有未受保护开孔的球囊可能导致该开孔吸贴在肾盂组织上并被肾盂组织堵塞。此外，球形球囊可能造成输尿管撕脱的风险，或因作用在球囊上的偶然拉力而造成其它损伤。
由于至少三个原因，将负压传送到患者的肾脏区域面临许多解剖学上的挑战。首先，泌尿系统由易变形的高度柔韧的组织组成。医学教科书经常将膀胱描述为厚肌肉构造，其可保持固定形状而不管膀胱中包含尿液的体积。然而，膀胱实际上是一种柔软的可变形构造。膀胱收缩，以适应膀胱包含尿液的体积。空的膀胱更接近像放了气的乳胶球囊而非球状物。此外，膀胱内部的粘膜内衬柔软，且易受刺激和损伤。避免将泌尿系统组织吸入到导管的孔口中是可取的，以保持充足的液体流经该孔口，并避免对周围组织造成损伤。
其次，输尿管是小管状结构，其可扩张和收缩以将尿液从肾盂输送到膀胱。这种输送以两种方式发生，即蠕动活动和开放系统中的压力梯度。在蠕动活动中，尿液部分被推到收缩波的前面，其几乎完全冲刷了管腔。波型始于肾盂区，沿输尿管传播，并止于膀胱内。这样的完全堵塞中断液体流动，并可阻碍在膀胱内传递的负压在没有帮助的情况下到达肾盂。在大尿流期间可能存在第二种输送，即通过完全开放的输尿管中的压力梯度来输送。在这种高产尿量期间，肾盂内的压头无需由上尿路平滑肌的收缩引起，而是由尿液向前流动产生，因此反映了动脉血压。参见Kiil F.，“尿流和输尿管蠕动(Urinary Flow andUreteral Peristalsis)”in：Lutzeyer W.，Melchior H.(Eds.)Urodynamics.Springer，Berlin，Heidelberg(pp.57-70)(1973)。
第三，肾盂至少像膀胱一样柔软。肾盂的薄壁可扩张，以容纳数倍于正常容量，例如在肾积水患者体内所出现的情形。
最近，由于不可避免的肾盂塌陷，已警告不要在肾盂区域中使用负压，使用负压是为了通过利用抽吸来除去肾盂中的血块。参见Webb，经皮肾脏手术(Percutaneous RenalSurgery)：实用临床手册(A Practical Clinical Handbook.)p 92.Springer(2016)。
虽然不希望受到任何理论约束，但肾盂和膀胱的组织柔软到足以在负压传递期间被向内牵引，以适应用于传递负压的工具的形状和体积。类似于对剥皮后玉米穗的真空密封，尿路上皮组织会在负压源周围塌陷并贴合负压源。为了防止组织堵塞管腔和阻碍尿液流动，本发明人推理，当施加轻微的负压时，足以维持液柱的保护性表面区域将会防止或抑制堵塞。
本发明人确定，存在能够使导管工具成功地部署在泌尿区域中并通过泌尿区域传递负压的特定特征，这些特征之前未被描述过。这些都需要对治疗区和邻近组织的解剖构造和生理机能有深入的了解。导管在肾盂内必须具有保护性表面区域，以在经由导管腔施加负压期间，支撑尿路上皮并抑制尿路上皮组织堵塞导管上的开口。例如，设立没有或基本没有尿路上皮组织的三维形状或空隙容积，确保液柱或液流从百万个肾单位中的每一个流入导管引流管腔中的通畅性。
由于肾盂由纵向取向的平滑肌细胞组成，因而保护性表面区域会理想地体现多平面方法，以建立受保护表面区域。解剖构造通常用三个平面来描述，即矢状面(从前到后的垂直面，将身体分成右部分和左部分)、冠状面(从一侧到另一侧的垂直面，将身体分成背侧部分和腹侧部分)及横向面(水平面或轴向面，将身体分成上部分和下部分，并垂直于矢状面和冠状面)。肾盂中的平滑肌细胞垂直取向。导管还在肾脏与输尿管之间横跨许多横向平面保持径向表面区域是可取的。这使得导管能够在保护性表面区域1001的建立中占到肾盂的纵向部分和水平部分。此外，考虑到组织的柔韧性，保护这些组织免受通往导管工具管腔的开口或孔口的影响是可取的。本文讨论的导管可用于传递负压、正压，或可在环境压力下使用，或可以其任何组合使用。
在一些实施例中，使用了展开式/伸缩式扩张机构，其在展开时在肾脏与导管引流管腔之间产生和/或保持通畅的液柱或液流。在部署时，该展开式/伸缩式机构通过在经由导管腔施加负压期间支撑尿路上皮并抑制尿路上皮组织堵塞导管上的开口，在肾盂内创建保护性表面区域1001。在一些实施例中，留置部被配置成延伸成展开构型，其中留置部的直径大于引流管腔部的直径。
参照附图，本文公开了一种泵总成，一般标示为100、500，或泵系统，一般标示为600、800，其包括用于增加患者排尿量的泵110、510、612、812。泵110、510、612、812可至少部分地安置在患者体内，例如安置在体腔或导管例如尿路内。在其它实施例中，泵110、510、612、812可安置在患者体内的尿路外部，例如安置在患者的腹腔、腹膜或皮下空间中。
在一些实施例中，泵110、510、612、812可以是被配置成安置在患者身体的一部分内的留置泵。可将“留置泵”经由例如身体孔口插入。例如，如本文进一步所详述，可将泵110、510通过尿道口插入到患者的尿路中，并部署在膀胱或输尿管内。
在一些实施例中，泵110、510、612、812可以是植入式泵。如本文所用，将泵通过经由穿过患者皮肤的切口插入而“可植入”或“植入”。可通过缝线将“植入式泵”固定在例如体腔内的位置。如本文进一步所详述，泵610可植入到患者的腹腔、腹膜或皮下空间中。
本文公开的泵总成100、500和泵系统600、800可被配置成由例如能走动的患者使用，以在持续的治疗期例如几天、几周或更长时间的治疗期中为肾盂和/或肾脏提供连续或周期性的负压治疗。如本文所用，“能走动的患者”是指这样的患者，其能够在接受负压治疗的同时站立，通过例如步行或在轮椅上推动而从第一位置移动到第二位置，并在不受泵总成100、500或系统600、800的部件的拖累或限制的情况下进行正常的生活活动。因此，为了用于能走动的患者，由患者植入或佩戴泵总成100、500或系统600、800的部件，特别是泵机构、导管、电子处理和控制电路以及电源的部件，以使患者能够在不受泵总成或系统部件限制的情况下移动和进行正常活动。对于坐轮椅的患者，泵总成100、500或系统600、800的一些部件也可附接到轮椅上，而非由患者佩戴。此外，泵总成100、500或系统600、800的在患者体外的任何导线或管子长度应该短，以免限制患者的移动。此外，在一些实施例中，用于能走动的患者的泵总成100、500或系统600、800将尿液排到膀胱中，而非像一些先前的实施例中那样排到外部集尿容器中。在一些实施例中，如本领域所知，将排入到膀胱中的尿液通过经由尿道插入的常规膀胱导管从膀胱中排出。
相比之下，用于治疗不能走动的患者，例如被限制在病床上或必须保持坐姿的患者的泵总成和系统可能包括静止或不可穿戴的部件，例如包括外部泵、管子和导线的泵总成。这些部件可能会限制患者的移动，意味着这些部件不可以由能走动的患者使用。用于不能走动的患者的此类总成还可包括通过例如输尿管导管连接到尿路的集尿容器。不过，当然，本文公开的泵总成100、500或系统600、800也可用于为不能走动的患者提供负压治疗。
在一些实施例中，提供了泵总成100、500或泵系统600、800。泵总成100、500或泵系统600、800被配置成增加患者的排尿量。泵总成100、500或泵系统600、800包括至少一个输尿管导管614、814，也称为入口管线146，以及泵110、510、612、812。泵总成100、500或泵布置612、812的至少一部分被配置成安置在患者体内。泵总成100、500或泵系统600、800还可包括控制器112、644、844，这些控制器连接到泵110、510、612、812并被配置成引导泵的运行。泵110、510、612、812或控制器112、644、844或电源中的至少一个(一个或多个)可安置在患者的尿路或任何体腔内。在其它实施例中，如果需要，控制器112、644、844和/或电源可安置在患者体外。泵110、510、612、812可包括至少一个安置在液体流道内的泵元件，以经由该流道抽吸液体。输尿管导管包括远部以及包含引流管腔的近部，该远部包括被配置成安置在患者的肾脏、肾盂和/或输尿管中的留置部。留置部可包括至少一个允许液体流入引流管腔的引流接口。泵110、510、612、812被配置成通过所述至少一个输尿管导管的引流管腔向患者的肾盂和/或肾脏提供负压。泵110、510、612、812可包括至少一个液体接口，该液体接口与输尿管导管近部的引流管腔流体连通，以接收来自患者肾脏的液体。
为了便于讨论，现在将结合与尿路联用来讨论泵总成100，但本领域的普通技术人员会理解的是，可将泵总成100以类似的方式用于从任何体腔或导管中排出液体。具体参照图1A，患者的尿路，一般示为2，包括患者的右肾4和左肾6。肾脏4、6负责血液过滤，并通过尿液来清除体内的废化合物。右肾4和左肾6产生的尿液经由小管，即右输尿管8和左输尿管10排入到患者的膀胱12中。例如，尿液可通过输尿管壁的蠕动以及重力而传导经过输尿管8、10。输尿管8、10和/或肾脏4、6的远部9，被称为肾盂14、16是在输尿管8、10与肾脏4、6之间延伸的丰饶角形构造。输尿管8、10经由输尿管开口或孔口24、26进入到膀胱12中。膀胱12是一种柔性且基本中空的构造，适于收集尿液直到将尿液从身体排出。膀胱12可从空位(如参考线E所示)过渡到满位(如参考线F所示)。通常，当膀胱12达到基本满的状态时，允许尿液通过位于膀胱12下部的尿道开口或括约肌20从膀胱12排到尿道18中。膀胱12的收缩可以是对施加在膀胱12的三角区22上的应力和压力作出响应，该三角区22是在输尿管孔口24、26与尿道开口或括约肌20之间延伸的三角形区域。三角区22对应力和压力敏感，使得当膀胱12开始充盈时，三角区22上的压力增加。当该压力超过三角区22的阈压力时，膀胱12开始收缩，以经由尿道18排出收集的尿液。
现在参照图1A-1D、2A和2B，其示出了尿路2，在一些实施例中，泵总成100包括泵110。如本文进一步所详述，在一些实施例中，泵110包括用于从患者的输尿管或从输尿管导管的近部接收液体的入口，以及被配置成将液体排到患者的膀胱中或排到例如出口导管中的出口，以将液体从泵110引导至患者的膀胱中或经由尿路2引导至患者体外的容器中。泵110的至少一部分被配置成安置在患者的以下至少一个部位内：输尿管8、10的内部部分28、30，肾盂14、16的内部部分32、34，膀胱12的内部部分40，或者尿道18的内部部分。例如，泵110可被配置成为安置在患者的输尿管8、10的近部11或远部9中以及/或者肾盂14、16中。泵110可用于根据需要向患者的输尿管8、10或肾脏4、6中的至少一个的内部提供负压或正压。
示例性泵总成100示于图2A和2B中。泵总成100包括泵110和控制器112，泵110被配置成安置在患者的输尿管8、10的内部部分28、30(例如近部11或远部9)内以及/或者肾盂14、16或肾脏的内部部分32、34内，以向患者的输尿管8、10和/或肾脏4、6提供负压或正压；控制器112被配置成植入和/或部署在输尿管8、10和/或肾盂14、16的一部分内，或者例如在患者尿路2中的其它部位内，例如在膀胱12或尿道18内。
在一些实施例中，本发明涉及多种留置泵或植入式泵。如图1A-1D、2A和2B所示，泵110可安置在尿路2的一部分中。在其它实施例中，可将一个或多个泵植入在患者体内的任何方便的位置。泵通常被配置成从肾盂和/或肾脏中抽取尿液。在一些实施例中，泵经由一个或多个引流导管传导来自身体的液体。在其它实施例中，泵使液体排入到膀胱中，在那里液体可经由尿道从身体排出。
如下文进一步所详述，为了引起负压或正压，泵110包括泵机构或元件126(示于图2B)，该泵机构或元件126在安置在输尿管8、10的内部部分28、30内，肾盂14、16的内部部分32、34内，膀胱12的内部部分40内，或者尿道18的内部部分内的同时，被连续或周期性地启动，以将液体吸入到泵110的流道122中，从而在输尿管8、10和/或肾脏4、6中引起负压或正压。泵元件126可至少部分地安置在流道122内，使得其在被启动时经由外壳114的开放远端118与开放近端116之间的流道122沿箭头A1方向抽吸液体。泵元件126可在预定的时段例如在每天的某个时段运行，或者它可连续运行。泵运行的时段可根据需要而变化。如本领域所知，泵元件126可包括不同类型的模制或机加工零件，包括叶轮、螺纹齿、活塞、单向阀、止回阀和相似的结构，用于通过泵来抽吸液体，本文将会加以描述。在一些实施例中，泵元件126包括压电膜或压电表面，该压电膜或压电表面被配置成从伸展构型过渡到收缩构型，以通过泵来抽吸液体，如下所述。
当被开动时，泵110从肾脏4、6和输尿管8、10中抽取液体F1(例如尿液)，并将液体F1移到膀胱12中或经由膀胱12而移到患者体外，从而在尿路中引起负压。可根据需要使泵元件126的转动或致动反向，以提供正压。
在一些实施例中，液体F1由泵110排到膀胱12中。在其它实施例中，液体F1可被传导流经出口管线158，如管子或导管，流经尿道18的内部，以及到体外。液体F1可收集在位于患者体外的集液容器(未示出)中。泵110可被配置成输送范围为0-约150mmHg、约5-约100mmHg或约10-约50mmHg的负压，如在泵110的流入接口处所测。泵110可被配置成间歇地输送范围为约0-约150mmHg、约1-约100mmHg或约1-约50mmHg的正压，如在泵110的流入接口处所测。泵110可被配置成提供0-约3.5ml/min、约0.2-约2.5ml/min或约0.4-约1.25ml/min的液体体积流量。通常，由泵输送的负压或正压的大小以及/或者体积流量由泵运行参数确定(例如，泵被设置为输送预定的负压或以预定的流速抽取液体)。然而，在一些实施例中，泵110可包括用于直接或间接地测量由泵110施加在输尿管和/或肾脏上的负压和/或正压的压力传感器，以及/或者用于测量经泵110抽取的液体体积的流速传感器。如本文所述，可连续地或脉动式间歇地施加负压或正压，以驱动连续或脉动的液流。
如本文所述，泵元件126可以是例如本领域已知的微机电部件，例如泵或压电泵如由Dolomite制造的泵。用于制造泵110的部件的其它制造技术可包括本领域已知的例如注塑成型、三维打印、金属冲压和相似的制造技术，该部件被配置成插入到输尿管8、10，肾盂14、16或尿道18中。例如，如图7和8所示，泵元件126可包括叶轮1以及/或者可变形、可动和/或可扩张的压电元件180。如下面参考图11所更详述，在一些实施例中，可将泵元件126可操作地连接到电气部件，以及连接到用于测量泵的运行参数和/或患者的生理信息的不同类型的任选传感器，该电气部件包括电机(例如驱动机构228)、电源(例如电池226和/或感应线圈210)以及双位开关或控件218，如本文所述。
继续参考图2A和2B，在一些实施例中，泵110包括外壳114，该外壳114可至少部分地包围泵元件126，以及/或者可部分地限定流道122。外壳114的至少一部分被配置成安置在以下部位内：输尿管8、10的内部部分28、30，肾盂14、16的内部部分32、34，膀胱12的内部部分40，或者尿道18的内部部分。外壳114包括限定了流道122的开放近端116、开放远端118以及在其间延伸的侧壁120，该流道122传导液体F1流经患者输尿管8、10的内部部分28、30，患者肾盂14、16的内部部分32、34，患者膀胱12的内部部分40，或者患者尿道18的内部部分(取决于泵110的位置)，并使液体流入或流经患者的膀胱12或尿道18至患者外部。
如本文进一步所详述，改变外壳114的开放近端116和开放远端118的尺寸以适合于患者尿路2的特定部分如输尿管内。外壳114的直径可为约3-约8mm或约4-约7mm，长度可为约5-约30mm、约10-约25mm或约15-约20mm。泵流道122的直径可为约1-约6mm或约2-约5mm。在其它实施例中，外壳114可为锥形，以便将外壳114的远部安置在输尿管8、10、肾盂14、16或尿道18的内部。例如，可以使用约0-约6度的锥度。在其它实施例中，外壳114可具有非圆形横截面。例如，外壳114的横截面可为正方形、长方形、其它多边形或其组合。对于具有正方形或长方形横截面的外壳114，横截面的每一侧的宽度可为约3-约8mm或约4-约7mm。在一些实施例中，外壳114可具有大体光滑的外表面，以提高患者的舒适度。
在一些实施例中，外壳114的最大外径或外径D1为约0.5-约3.0mm或2.0-约2.5mm。可选择外径D1，以对应于输尿管的平均内径，从而使泵110紧密地装配在输尿管内。
在一些实施例中，泵110可至少部分地密封输尿管，以阻止旁路尿液泄漏和/或维持负压。在一些实施例中，可改变泵110的外壳114的外横截面的尺寸以填充输尿管的内横截面。输尿管组织与外壳114的啮合至少部分地将输尿管密封，以阻止旁路尿液泄漏和/或维持负压。在一实施例中，外壳114可基本上呈圆柱形，且外壳114的外径可等于或大于输尿管的内径。在一些实施例中，如图2B所示，为了便于形成合适的密封件，可将柔性和/或弹性的弹性体结构件放置在泵110的一部分外部的周围，以至少部分地将输尿管密封。例如，在泵110的侧壁120圆周的外表面121周围延伸的环形密封件124可附接到泵110的一部分上或安置在泵110的一部分的周围，以在外壳114与输尿管8、10的相邻内壁13之间形成密封件124。密封件124可由一种或多种弹性生物相容性材料，例如硅树脂、聚氨酯、聚烯烃或水凝胶如藻酸盐形成。
可将外壳114根据需要进行成形，以便将其安置在输尿管、肾盂、膀胱或尿道内，并使其容纳泵元件(下面描述)和流道。在一些实施例中，外壳114基本上是圆柱形结构，沿其整个长度具有基本相似的环形横截面。
外壳114可由一种或多种合适的生物相容性材料，例如医用级塑料(例如高密度聚乙烯、聚碳酸酯和硅树脂材料)和/或金属(例如手术级不锈钢)形成。
泵元件和相关电子元件
泵110的示例性泵元件126示于图7和8。如前所述，泵元件126可至少部分地安置在由泵外壳114限定的通道122内。当被启动时，泵元件126经由外壳114的开放远端118将液体如由肾脏产生的尿液吸入到通道122中，并经由外壳114的开放近端116排出液体。在一些实施例中，泵元件126还可推动液体经过由控制器外壳128(示于图2B)限定的通道122，并进入到患者的膀胱中，或经过穿过膀胱和尿道的管子到达患者的体外。
如图7所示，在一些实施例中，泵元件126包括安置在通道122内的可旋转叶轮170。叶轮170可由各种医用级材料形成，这些材料具有足以在不发生变形或弯曲的情况下长时间旋转的强度和刚度。例如，叶轮170可由金属材料如手术级不锈钢和/或硬塑料材料如聚碳酸酯形成。例如，叶轮170可包括两个或更多个叶片172，叶片172安装在中心转子174上，并被安置成可沿箭头A3的方向围绕中心转子174旋转。叶轮170可具有2-4个或更多个叶片。叶片172的长度可为约8-约14mm或约10-约12mm，宽度可为约2-约3mm。叶片172之间的间隙可为约0.02-约1mm或约0.5-约0.8mm。如图7所示，转子174可沿其中心纵轴L4穿过通道122纵向地延伸。叶片172可包括平直或弯曲的表面176，该表面176被配置成接触流经通道122的液体。在一些实施例中，如果需要，叶片172还可围绕转子174沿相反方向旋转，以向输尿管和/或肾脏施加正压。叶片172可具有任何合适的形状，以使其在旋转时能够经由通道122抽吸液体。例如，如图7所示，叶片172的边缘178可具有直的、弯曲的或S形的构型。如前所述，可将泵元件126和叶轮170可操作地连接到驱动机构或电机，该驱动机构或电机在启动时使叶片172旋转，如本文所述。
如图8所示，另一示例性泵元件126包括压电隔膜180，该压电隔膜180被配置成在收缩姿态(由图8中的虚线所示)与扩张姿态(由图8中的实线所示)之间转换；其中该压电隔膜180扩张到通道122中，以限制经通道122的流动并减小通道122的体积和横截面积。压电隔膜180可由本领域已知的薄的柔性导电薄膜如聚合物膜和/或弹性体膜形成，或由不锈钢形成。压电隔膜180可电子耦合到驱动机构如信号发生器或电源，以激活压电隔膜180。例如，可使信号发生器或电源产生的电信号穿过隔膜180的导电膜，激活隔膜180，从而使隔膜180转换到扩张姿态。在使用期间，压电隔膜180的一侧暴露于液体中，且驱动机构位于压电隔膜180的未暴露侧。泵元件126还包括阀182、184如单向阀和/或止回阀，这些阀分别安置在通道122的开放远端118和开放近端116处，如图8所示。单向阀和/或止回阀182、184可以是被配置成限制液体回流的常规单向阀，如本领域所知。示例性的单向阀和/或止回阀机构可包括例如柔性翻板阀或盖、球阀、活塞阀或相似机构。
在运行中，如图8中的箭头A1所示，通过压电隔膜180的收缩，液体经由远侧阀182被吸入到通道122中。例如，远侧阀182的翻板阀188可沿箭头A4的方向枢转到打开位置，以允许液体经此流过。由于隔膜180的收缩或塌陷所产生的负压，近侧阀184被迫关闭以防液体回流，如箭头A5所示。一旦隔膜180收缩或塌陷达预定量，就通过向导电膜施加电信号而使隔膜180的运动反转。随着隔膜180的扩张，远侧阀182关闭以防液体回流，且液体通过开放的近侧阀184经由外壳114的开放近端116从通道122排出，进入到下输尿管部11中且流经尿道18。
控制器
泵总成100还包括控制器112，该控制器112被配置成安置在患者输尿管8、10的第二内部部分、患者肾盂14、16的第二内部部分、患者膀胱12的第二内部部分或者患者尿道18的第二内部部分中的至少一个内。控制器112可包括与一个或多个其它模块或设备有线或无线通信的模块或设备，从而形成患者治疗系统。控制器112可包括单个设备或组件或者多个设备或组件的部分，并且例如可围在单个设备外壳或多个外壳中。在一些实施例中，控制器112包括处理电路，该处理电路被配置成执行指令并基于所执行的指令来履行职能。在那种情况下，相同的处理部件可为泵总成100的不同部件履行职能。例如，单个处理器或微处理器可被配置成履行泵110的两个职能，包括启动和停止泵机构或泵元件126的运行，以及控制器112的两个职能，例如接收和处理从远程设备传输的数据。
在一些实施例中，控制器112包括电子电路，例如控制器或微处理器，包括包含指令的计算机可读存储器，当这些指令被执行时，控制器112控制泵的运行参数(例如流速、运行速度、运行持续时间等)。例如，控制器或处理器可被配置成向泵110输出指令，以使泵110开启、关闭或调节运行速度。控制器112还可包括一个或多个通信接口，以向泵110传送指令，并向远程设备或数据采集设施传送关于患者所受治疗和所测患者参数的信息。例如，通信接口可被配置成将关于患者或患者所受治疗的数据无线地传输到患者护理设施，以将这些数据包括在患者健康记录中。
泵110与控制器112可整体形成或直接连接，例如如图2A和2B所示。在其它实施例中，单独的泵和控制器可通过无线或有线连接而进行连接，如图3所示。在一些实施例中，在泵110与控制器112之间延伸的导线可延长输尿管的长度的相当一部分，从而使泵110可安置在肾盂区域内，且使控制器112可安置在患者的膀胱12内。在其它实施例中，泵110可与控制器112隔开且无线通信。例如，遥控设备310(示于图12)如安置在患者体外的装置，可用于控制泵110。
将控制器112与包括泵元件126的泵110的部件可操作地连接和/或通信，以引导泵元件126的运动，从而控制流经患者输尿管8、10，患者肾盂14、16，患者膀胱12或患者尿道18的内部部分的液体F1的流速。
在一些实施例中，控制器112包括外壳128。外壳128的至少一部分被配置成安置在输尿管8、10的内部部分28、30，肾盂14、16的内部部分32、34，膀胱12的内部部分40，尿道18的内部部分和/或尿路2内的其它部位的内部。外壳128包括远端132、近端130以及在其间延伸的侧壁134。控制器112的长度L3可基于其在尿路中的预期位置。例如，控制器112的长度L3可为约1-约5cm或约2-约4cm。控制器112可具有最大外径D2，该最大外径D2在一些实施例中大于泵外壳114的最大外径D1。控制器112的直径D2也基于预期部署位置而可变化。例如，控制器112的直径D2可为约5-约20mm或约10-约15mm。
控制器外壳128可根据需要成形，以便安置在输尿管8、10，肾盂14、16，膀胱12或尿道18的内部，并容纳控制器110和流道(如果有)。在一些实施例中，控制器外壳128为基本上呈圆柱形结构，沿其整个长度具有基本相似的环形横截面。在其它实施例中，控制器外壳114可为锥形，以便将控制器外壳128的远部安置在输尿管8、10，膀胱12或尿道18的内部。例如，可以使用约0-约6度的锥度。在其它实施例中，控制器外壳128可具有非圆形横截面。例如，控制器外壳128的横截面可为正方形、长方形或其它多边形。
在一些实施例中，控制器外壳128的结构大体是圆柱形结构。控制器外壳128可任选地包括穿过其中的流道136。流道136的内径可为约1-约6mm或约2-约5mm。流道136的内部可具有所需的任何形状，并且在一些实施例中可大体上为圆柱形以便液体经此流过。控制器外壳128可由与上述泵外壳114类似的生物相容性金属或塑料材料形成。通常，最大外径D2可足以使控制器112安置在患者的膀胱12内，且本身可比输尿管孔口24、26的直径(示于图1A)和输尿管8、10的内径更宽，从而使控制器112保持在膀胱中且不与泵110一起被吸入到输尿管中。
控制器112还包括用于操纵泵元件126的电子电路，该电子电路包括用于控制和调节泵流速、产生的负压和/或正压、功率使用和其它运行参数的部件。泵总成100的示例性电子部件，特别是控制器112示于图11，并且下面加以详细描述。
再次参照图2A和2B，在一些实施例中，泵110与控制器112可整体形成，使得各自的外壳114、128直接相互连接。例如，如图2A和2B所示，泵110的近端116与控制器112的远端132连接和/或整体形成。在那种情况下，泵110的通道122与控制器112的通道136直接连接并流体连通，使得液体F1经由泵110的流道122和控制器112的流道136从输尿管8、10，肾盂14、16，膀胱12或尿道18中吸出，并从控制器112的开放近端130排到患者的膀胱12中或者经由管子排出，以将流经膀胱12和尿道18的液体传导至患者体外。
如图3所示，在泵总成100的另一实施例中，控制器外壳128与泵外壳114分开。在那种情况下，如图3所示，泵110与控制器112通过无线或有线连接而进行连接，该有线连接是由在泵110与控制器112之间延伸的一个或多个导线138形成的。在一些实施例中，导线138包围有或涂覆有合适的生物相容性护套或涂层以提供合适的绝缘性，并便于导线138插入到尿路中和/或从尿路中取出。例如，可使用聚合物涂层，例如聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶或硅树脂。在该实施例中，控制器外壳128可以任选地包括流道136。
导线138可被配置成在泵110与控制器112之间传导电子信号，例如包括从控制器112到泵110的泵元件126的操作指令，以控制或调节运行速度以及/或者启动或停止泵元件126的运行。由泵110的电子部件检测到的运行参数和/或信息可通过有线连接而传输到控制器112进行处理、分析，以及/或者从控制器112传输到远程源。在一些实施例中，泵110与控制器112之间的导线138的长度相当短，这意味着泵110被配置成安置在输尿管8、10的近部11，在通往膀胱12的输尿管孔口24、26附近。在其它配置中，导线138与输尿管8、10的长度大致相同，这意味着泵110可安置在肾盂14、16和/或肾脏4、6中，而控制器112可安置在输尿管8、10和/或膀胱12中。例如，由于成人的平均输尿管长度为约25-约30cm，因而导线138的长度L1可为约1-约35cm或约15-约25cm。
电源
在一些实施例中，控制器112还包括内部电源或外部电源200，用于为控制器112的电子电路以及泵110的泵元件126或机构供电。电源200可以是一次性或可充电电池，该可充电电池在一些实施例中可通过例如感应电力传输来充电，该感应电力传输是通过部署在膀胱中或体内外其它地方的小感应线圈实现的。感应线圈可被配置成在暴露于由患者体外的远程设备产生的电磁场时发电。例如，远程设备可以是一种计算机化设备，例如智能手机或平板电脑。在其它实施例中，远程设备可以是一种非计算机化设备，其包括用于产生电磁场的电路。在一实施例中，可在患者睡觉时将包含场致电磁电路的毯子环绕在该患者周围。场致电路可引发感应线圈在整个晚上或者至少直到可充电电池充满电时都发电。由于患者在睡觉时比在清醒时更不可能移动，因此产生电磁场的毯子部分很可能在相当长的一段时间内保持在泵总成100和感应线圈附近。
在一些实施例中，泵总成100还包括图9和10中示出的电源200。电源200包括与泵110和/或控制器112电子耦合的感应线圈210。用于近场无线能量传输的感应线圈是已知的，并且例如用于为便携式低功率电子设备如手机、笔记本电脑、小型电器和电动工具充电。一示例性感应线圈是由Fulton Innovation公司开发的eCoupled系统，例如在题为“Inductive Coil Assembly(感应线圈组件)”的美国专利号6975198中所述。在本发明的范围内也可使用其它已知的或后来开发的感应系统，这些系统安置在患者体内，并用于产生足够的电力来使微机电设备或系统运行。
如本文所述，感应线圈210发电并将供电给泵总成100，以使泵110和控制器112运行。例如，由感应线圈210产生的电力可用于对可充电电池进行充电，为设置在泵110中的传感器以及/或者为泵总成100与外部设备之间的无线数据传输供电。在一些实施例中，如本文所述，感应线圈210在暴露于由另一设备产生的电磁场时发电。例如，电磁场可由安置在患者体外的遥控设备310(示于图12)产生。可将遥控设备310佩戴在例如皮套、手提箱、腰包或口袋中，并将其安置成平放在患者身体上并尽可能靠近感应线圈210。
在示于图9和10的实施例中，感应线圈210包括柔性片212如聚合物片以及嵌入或附接到柔性片212上的导线214。例如，可将导线214以螺旋图案、锯齿图案或任何其它合适的图案附接到柔性片212上。感应线圈210可通过一个或多个导线或电缆216连接到泵总成110上。例如，线圈210可通过从控制器112的近端130延伸的电缆216连接到控制器112上。
在一些实施例中，柔性片212可在卷曲构型234(如图13B所示)与未卷曲或展开构型236(示于图9和10)之间转换。在一些情况下，柔性片212可被配置成自动展开。例如，当将薄片212从部署导管410(示于图13A和13B)上释放时，薄片212可能偏向于自然展开。在其它实施例中，线圈210可包括手动释放机构，例如释放按钮或触发线。当用户按下释放按钮或拉拽触发线时，用于保持线圈210呈卷曲构型234的闩锁机构释放，允许柔性片212展开，从而使薄片212转成展开构型236。
感应线圈210可安置在患者尿路2内任何方便的位置。例如，如图10所示，可将感应线圈210可操作地连接到控制器112，并安置在患者膀胱12中靠近控制器112的位置。作为选择，感应线圈210可安置在患者体内腹腔内、膀胱外、腹膜腔内、任何方便的部位或者体外。
泵总成电气部件
泵总成100的示例性电子部件示于图11中的示意图。如前所述，泵总成100包括泵110、控制器112和电源200如感应线圈210或电池226(示于图11)。感应线圈210可通过电缆216可操作地耦合到控制器112，以向控制器112供电。
控制器112包括控件218以及相关联的暂时性或非暂时性计算机可读存储器220。控件218可包括例如一个或多个通用微处理器，该微处理器被配置成接收和执行用于使泵运行的指令，即通过例如与泵110通信来启动或停止泵元件126的运行以及/或者调整运行速度，从而控制输送给患者的负压和/或正压。
在一些实施例中，控件218可被配置成控制泵总成100与安置在患者体外的一个或多个遥控设备310(示于图12)之间的通信。在那种情况下，控制器112还可包括例如包含无线发射器或天线的通信接口222。通信接口222可被配置成从远程源(例如图12中示出的遥控设备310)接收指令，并根据所收到的指令发出控制泵元件运行的信号。
控制器112还包括电力配送和管理电路224。如图11所示，电力管理电路与感应线圈210电耦合。电力配送电路224可被配置成接收由感应线圈210产生的电力，并控制将所产生的电力向其它系统部件的配送。
在一些实施例中，控制器112还可包括与控件218和电力配送电路224可操作地连接的电池226，例如可充电电池。可由感应线圈210产生的电力对电池226进行充电。当感应线圈210不发电时，可利用由电池226提供的电力使系统部件继续运行。电池226可以是任何小到足以适位于控制器外壳128内且已获批可在体内使用的电池。例如，在起搏器和相似植入设备中使用的电池可适合与本文所述的泵总成100联用。
如前所述，包括控件218的控制器112的电子部件通过例如连接导线138(示于图3、9和11)或通过另一合适的电子连接，与泵110的电气部件进行电子通信。由感应线圈210产生的电力可通过导线138提供给泵110的电子部件。此外，由控件218生成的操作指令可提供给泵110的部件，以控制泵运行参数。类似地，由泵110的部件收集或生成的信息可通信至控件218以获得进一步处理，以及/或者无线传输到远程设备。
如图11所示，泵110包括泵元件126以及相关联的电子部件。例如，泵110可包括与泵元件126可操作地连接的驱动机构228，例如电机或信号发生器。根据所使用的泵元件126的类型，可将各种不同的驱动机构228与泵110连接使用。例如，对于叶轮型泵布置(如图7所示)，驱动机构228可包括使叶轮旋转的电机。在其它实施例中，驱动机构228可包括布置在叶轮170周围的电磁元件，这些电磁元件以预定的模式启动和关停，以使叶轮170以所需的速度旋转。如果泵元件126是压电元件180，则驱动机构228可包括信号发生器，该信号发生器用于产生电流，以使压电元件180在收缩状态与扩张状态之间转换。
在一些实施例中，泵110还可包括安置在泵110的流道122内的一个或多个传感器(例如泵传感器230和生理传感器232)，用于测量关于泵的运行条件和/或关于流经通道122的液体的信息。例如，泵传感器230可包括流量传感器，用于确认液体正在流经通道122和/或测量流速。泵传感器230还可包括用于测量所产生的负压和/或正压的量或者泵叶轮转速的传感器。生理传感器232可包括一个或多个传感器，用于测量关于液体流经通道122的信息，以确定关于患者的生理状况的信息。示例性生理传感器232可包括例如用于测量代表所生成尿液的化学组成的信息的电容和/或分析物传感器，用于测量尿液酸度的pH传感器，或者用于测量尿液温度的温度传感器。
留置件
在一些实施例中，如图4所示，泵总成100还可包括一个或多个留置件如留置倒钩140和/或螺旋倒钩144，用于保持泵110和/或控制器112在患者尿路2内的位置。在一些实施例中，泵外壳114和/或控制器外壳128包括从侧壁延伸的一个或多个留置件，用于将泵外壳114的一部分可释放地连接到患者的输尿管8、10的内部部分28、30，肾盂14、16的内部部分32、34，膀胱12的内部部分40，或尿道18的内部部分中的至少一个上。留置件可缩回，以允许将泵110从输尿管8、10，肾盂14、16，膀胱12，或尿道18中移除。
可将留置件或留置倒钩140、144形成为任何合适的模式或布置如直脊、弯曲脊、尖锐突起、鱼钩和/或其组合。例如，留置倒钩140可以是可展开和可缩回的。在那种情况下，当将泵总成100推进通过尿路时，倒钩140可呈缩回状态。一旦将泵总成100推进到期望位置，倒钩140得以展开以啮合输尿管、肾盂、膀胱或尿道壁的一些部分，从而将泵总成100保持在期望位置。例如，如图4所示，示例性泵总成100包括从泵110的侧壁120沿径向向外延伸的一个或多个倒钩140。倒钩140可以是平的，以使倒钩140可挤压靠在泵110的外壳114的侧壁120，从而在移除泵总成100期间脱离输尿管、肾盂、膀胱或尿道的组织。作为选择，倒钩140可具有任何合适的构型或横截面形状，例如三角形、圆形、半圆形、矩形、梯形或多边形。倒钩140的纵向长度L2可为至少约0.25mm或至少约0.45mm，并且可高达约3.0mm、高达约2.5mm或高达约1.5mm。倒钩140的宽度或直径可为约1.0mm以下、0.8mm以下或者0.5mm以下。在插入之前，倒钩140可从泵110的侧壁120伸出的最大距离为约1.0mm以下、约0.8mm以下或者0.5mm以下。倒钩140可由半刚性或刚性材料形成，该材料适于保持泵110在尿路中的安置。例如，倒钩140可由金属(例如手术级不锈钢)或塑料形成。倒钩140可包括尖锐的尖端142，用于压靠并略微侵入输尿管、肾盂、膀胱或尿道壁，以保持泵110的安置，而不穿孔于输尿管壁。输尿管壁厚度为约0.05-约0.1mm，因而倒钩140的尖端142侵入到输尿管、肾盂、膀胱或尿道壁中的量应小于该厚度。
在一些实施例中，倒钩140可缩回。例如，倒钩140可在径向向外的方向上偏向输尿管、肾盂、膀胱或尿道壁，但被配置成在泵总成100被推进经过部署导管并进入患者的输尿管、肾盂、膀胱或尿道时紧靠着泵外壳114的侧壁120缩回。一旦其处于展开位置，倒钩140可被配置成沿径向向外延伸成展开构型，如图4所示。在其它实施例中，倒钩140可通过手动激活的触发机构伸出或缩回。例如，用户可按下缩回按钮或拉拽触发线，以消除倒钩140上的径向偏置力，从而使倒钩140缩回。在倒钩140缩回之后，可将泵总成100安全且轻易地从尿路中移除。例如，可将泵110和控制器112经由膀胱和尿道括约肌以及经过尿道从身体移出。
在一些实施例中，除了或代替泵110上的留置件，控制器112还包括一个或多个留置件或倒钩144，用于将控制器112锚定或固定到膀胱壁的内表面上。倒钩144可类似于上述倒钩140。例如，如图5所示，留置倒钩144如螺旋留置倒钩从控制器112的远端132沿远端方向D延伸。在安置在膀胱12中时，倒钩144被配置成接触到膀胱壁15的围绕输尿管孔口24、26的部分27，以将控制器112固定到膀胱壁15上。例如，倒钩144如螺旋留置倒钩可沿箭头A2所示的方向(如图5所示)通过扭转动作而与膀胱壁啮合。可通过沿相反方向，如箭头A3所示，扭转控制器112，将螺旋倒钩144从膀胱壁15上移除。在一些实施例中，螺旋倒钩144可缩回。在那种情况下，用户可将泵总成100推进到尿路中，使控制器112的近端与膀胱壁15接触。一旦控制器112就位，用户就展开倒钩144，使得倒钩144嵌入到膀胱壁15中，以保持控制器112和/或泵110在尿路内的安置。
带入口管线的泵
在其它实施例中，如图6所示，泵110可被配置成安置在患者的膀胱12中，而非输尿管8、10中。在那种情况下，外壳114可大到足以围住控制器112的电子部件，例如计算机处理器和电池。在这种构造中，泵总成100还可包括从泵110延伸至患者的输尿管8、10和/或肾盂14、16中的入口管线146或者引流管腔或通道。例如，入口管线146可以是基本上管状的导管，其包括安装在泵110的液体流入接口150上的近端148以及放置在输尿管8、10和/或肾盂14、16中的远端152。在一些实施例中，入口管线146的外径可为约0.33-约3.0mm或约1.0-约2.0mm。在一些实施例中，入口管线146的内径可为约0.165-约2.39mm、约1.0-约2mm或约1.25-约1.75mm。在一实施例中，入口管线146为6Fr，且其外径为2.0±0.1mm。入口管线146可由一种或多种合适的生物相容性材料，例如用于常规尿路导管的材料形成。合适的生物相容性材料可包括一种或多种生物相容性聚合物，例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。入口管线146的一些部分还可包含和/或浸渍有金属材料，例如铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢和/或钛。
在一些实施例中，入口管线146包括穿过其侧壁延伸的多个开口147或引流孔，用于将液体从输尿管和/或肾脏吸入到管线146的内管腔或流道中。在其它实施例中，入口管线146的一些部分可由多孔和/或吸水材料例如海绵、网、编织纤维或相似材料形成。在那种情况下，液体可经由多孔材料吸入到管腔或流道的内部。
在一些实施例中，入口管线146的远端152包括留置部，通常在154处标示，用于将入口管线146的位置保持在输尿管8、10和/或肾盂14、16的附近或内部的期望集液位置。合适留置部的非限制性实施例公开于美国专利号10307564和9744331以及PCT国际公布号WO2017/015345，这些文献的全部内容各自通过引用并入本文。
在一些实施例中，留置部154被配置成柔性且可弯曲，以允许留置部154安置于输尿管和/或肾盂中。期望留置部154充分可弯曲，以吸收施加在入口管线146上的力并防止这些力传递到输尿管。例如，如果将留置部154沿近端方向P(示于图6)拉向患者的膀胱，则留置部154可足够柔性以开始展开或伸直，从而可拉其穿过输尿管。类似地，当将留置部154重新插入到肾盂或输尿管内的其它合适的更宽区域中时，它可能会偏向于恢复其展开构型。
在一些实施例中，留置部154与入口管线146成为一体。在那种情况下，通过赋予入口管线146以弯道或卷曲物，可形成留置部154，其经确定尺寸和成形，将留置部154保持在期望的集液位置。合适的弯道或盘管可包括尾纤盘管、瓶塞钻式盘管和/或螺旋盘管。例如，留置部154可包括一个或多个沿径向和纵向延伸的螺旋盘管，该螺旋盘管被配置成与入口管线146接触，并将入口管线146被动地保持在输尿管8、10内位于肾盂14、16的附近或内部。在其它实施例中，留置部154由入口管线146的径向渐开或渐合的部分形成。例如，留置部154还可包括集液部，例如锥形或漏斗形的内表面。在其它实施例中，留置部154可包括与入口管线146连接并由此延伸的单独元件。
现在参照图6，示例性留置部154包括多个螺旋盘管，例如一个或多个全盘管以及一个或多个半盘管或部分盘管，这些盘管能够在收缩构型与展开构型之间转换。例如，可将基本上直的导丝经由留置部154插入，以保持留置部154呈基本上直的收缩构型。当导丝被取出后，留置部154可转换成其盘绕构型。在一些实施例中，盘管156在入口管线146的远部152处沿径向和纵向延伸。在一些实施例中，留置部154可包括一个或多个盘管156，每个盘管的外盘管径足以接触到输尿管和/或肾盂的至少一部分内壁，以将入口管线146保持在患者的输尿管和/或肾盂内的期望位置。
在一些实施例中，盘绕的留置部包括至少具有第一外径162的第一盘管160以及至少具有第二外径166的第二盘管164，第二外径166小于第一外径162。如图6所示，第二盘管164比第一盘管160更靠近留置部154的基部(即更靠近引流通道远部的端部)。第一外径162可为约12-约16mm或约13-约15mm。第二外径166可为约16-约20mm或约17-约19mm。留置部154还可包括绕其轴线延伸的第三盘管168。第三盘管168的第三外径169可大于或等于第一盘管外径162或第二盘管外径166。如图6所示，第三盘管168安置在留置部154的基部(即临近引流通道远部的端部)。第三外径169可为约12-约20mm。盘绕的留置部154的高度H可为约14-约18mm。
在一些实施例中，在插入到患者体内之前或之后，留置部154的中心轴线190可与引流管腔的流道(入口管线146)的中心轴线192同延、大体平行以及/或者相对地弯曲或斜移。在一些实施例中，留置部154的轴线190的至少一部分从中心轴线192沿角度194延伸，该角度194为0-约90度、约15-约75度或约45度。
在一些实施例中，在插入到患者的尿路中之前，引流通道中靠近留置部的部分限定了直的或曲线的中心轴线；其中，当留置部154的盘管展开时，这些盘管围绕留置部154的中心轴线190延伸，该中心轴线190与这部分流管122的直的或曲线的中心轴线192至少部分地同延或同延。
在一些实施例中，多个盘管156可具有相同的内径和/或外径D以及高度H。在那种情况下，盘管156的外径162、166、169可为约10-约30mm。各盘管156的中心线之间的高度H2可为约3-约10mm。
在一些实施例中，留置部154被配置成插入到肾盂的锥形部中。例如，盘管156的外径D可朝向入口管线146的远端152增大，导致了具有锥形或部分锥形构型的螺旋结构。例如，锥形螺旋部的远外径或最大外径169为约10-约30mm，其对应于肾盂的尺寸。
在一些实施例中，盘管156的外径162、166、169和/或高度H2可有规律或无规律地变化。例如，在相邻盘管156之间，盘管的外径162、166、169或盘管之间的高度H2可增加或减少一定的量(例如，增加或减少约10％至约25％)。例如，对于具有三个盘管的留置部154(例如如图6所示)，最近盘管或第一盘管160的外径162可为约6-约18mm，中间盘管或第二盘管164的外径166可为约8-约24mm，并且最远盘管或第三盘管168的外径169可为约10-约30mm。
合适留置部的其它非限制性实施例例如漏斗形结构件、膨胀式或球囊结构件、多孔和/或海绵状结构件，以及扩张笼式结构件描述于美国专利号10307564和9744331以及PCT公布号WO 2017/015345，这些文献通过引用并入本文。合适的导管、系统和使用方法的一些实施例也描述于美国专利申请公布号2017/0348507，该专利的全部内容通过引用并入本文。
任选地，留置部154还可包括一个或多个穿孔或引流孔147。穿孔或引流孔147可被配置成将液体吸入到入口管线146的内部，例如穿孔或引流孔147布置在留置部154之上或与留置部154相邻的入口管线146的侧壁上或者穿过该侧壁，以允许尿液废物从入口管线146外流到流道122内。引流孔147可沿入口管线146的侧壁以预定间隔的排列设置。在一些实施例中，留置部154还可包括在留置部154的远端152的附加孔。
引流孔147可定位于例如入口管线146的开放远端152附近。在其它实施例中，穿孔区段和/或引流孔147沿入口管线146的远部的侧壁185设置。引流孔147可用于辅助液体收集。在其它实施例中，留置部154仅是一种留置结构件，且液体收集和/或施加负压是由位于入口管线146上其它位置的结构件来完成的。
在一些实施例中，入口管线146的留置部154包括侧壁185，该侧壁185包括径向面向内侧面186和径向面向外侧面187。在这种情况下，径向面向内侧面186上的穿孔或孔147的总表面积可大于径向面向外侧面187上的穿孔或孔147的总表面积。径向面向外侧面187可基本没有或没有穿孔。
引流孔147可为任何形状，且可被布置成任何构型，只要适于允许液体F1穿过引流孔147并进入到入口管线146的管腔中即可。例如，引流孔147可为圆形或非圆形(例如椭圆形、正方形、长方形、多边形、不规则形状)或其任何组合。可根据留置部154的期望流速和构造来改变引流孔147的位置和尺寸。对于圆形引流孔147，每个引流孔147的直径可为约0.05-约1.1mm、约0.7-约0.9mm。每个引流孔147的横截面积可为约0.002-约1.0mm2或约0.35-约0.65mm2。相邻引流孔147之间的距离，例如当盘管被拉直时相邻引流孔147的中心点之间的直线距离可为约20-约25mm或约21-约23mm。可将引流孔147以任何排列方式例如线性或偏移间隔开。留置部154上的所有引流孔147的总横截面积可为约0.002mm2-约10cm2、约0.02mm2-约8cm2或约0.2mm2-约5cm2。在一些实施例中，非圆形引流孔147的横截面积为约0.00002-约1.0mm2或约0.02-约0.8mm2。
在一些实施例中，引流孔147位于入口管线146的侧壁185的整个外周周围，以增加可被吸入到流道122中的液量。在其它实施例中，引流孔147可基本上仅设在盘管156的径向面向内侧面186上，以防引流孔147被堵塞或阻塞，并且盘管的面向外侧面187可基本没有引流孔147。例如，当在输尿管和/或肾盂中引起负压时，输尿管和/或肾脏的粘膜组织可能被吸贴在留置部154上，并且可能堵塞在留置部154的外周上的一些引流孔147。当这些组织接触到留置部154的外周时，在留置结构件的径向向内侧面上的引流孔147不会被明显堵塞。此外，可减少或减轻这些组织因箍缩或接触引流孔147而受伤的风险。
在一些实施例中，留置部154可包括一个或多个机械刺激装置，用于刺激输尿管和肾盂的相邻组织中的神经和肌肉纤维。例如，机械刺激装置可包括线性或环形致动器，该致动器嵌入入口管线146的侧壁185的一些部分之中或安装在入口管线146的侧壁185的一些部分附近，且被配置成发出低水平的振动。在一些实施例中，可对输尿管和/或肾盂的一些部分提供机械刺激，以补充或改善由负压的施加获得的疗效。虽然不希望受到理论约束，但据信这种刺激通过例如刺激神经和/或促动与输尿管和/或肾盂相关的蠕动肌来影响相邻的组织。刺激神经和促动肌肉可能引起周围组织和器官中的压力梯度或压力水平的变化，这可有助于或在某些情况下增强负压治疗的益处。
在一些实施例中，泵110还包括从其自身延伸至患者尿路2的一部分的出口管线158。出口管线158可由与入口管线146相似的材料形成，且具有与入口管线146相似的尺寸。出口管线158可从膀胱延伸，由尿道括约肌和尿道中穿过，到达体外的收集容器。在一些实施例中，取决于患者的性别和年龄，出口管线158的长度可为约30-约120cm。
负压治疗系统
现在参照图12，泵总成100可以是用于对患者提供负压治疗的负压治疗或处理系统300的部件。系统300包括与安置在患者体外的一个或多个计算机设备进行通信的泵总成100，该计算机设备用于控制泵总成100的运行并用于接收、处理和分析由泵总成100的留置部件生成的数据。
在一些实施例中，如图12所示，系统300包括与形成泵总成100的控制器112有线或无线通信的遥控设备310。遥控设备310可以是被配置成与泵总成100通信的专用电子设备。在其它实施例中，遥控设备310包括通用计算机设备，该计算机设备被配置成执行用于与泵总成100通信和/或控制泵总成100的运行的软件。例如，遥控设备310可以是手持式支持上网的计算机设备，例如智能手机、平板电脑或个人数字助理。在其它实施例中，遥控设备310可包括本领域已知的笔记本电脑、台式计算机或计算机服务器。遥控设备310可定位与患者靠得很近。例如，如前所述，遥控设备310可以是便携式设备，其易于存放在患者佩戴的口袋、腰包、皮套或吊带中，并被配置成尽可能靠近泵总成100。在其它实施例中，遥控设备310可包括固定电子设备，该电子设备例如放置在患者的家中或病房中，被配置成通过短程数据通信协议如或远程数据通信协议如WiFi与泵总成100通信。
在一些实施例中，遥控设备310包括控制器312，被配置成与泵总成100以及与其它远程计算机设备或网络进行通信的通信接口314，以及任选的电磁场发生器316，其被配置成产生电磁场以使感应线圈210发电。
在一些实施例中，遥控设备310还包括可操作地与反馈设备例如视觉显示器320连接的反馈和/或用户界面模块318。反馈和/或用户界面模块318可被配置成接收由与泵110相关联的一个或多个传感器230、232生成的信息，并向用户提供关于泵总成100的运行条件和/或关于患者的生理状况的反馈。例如，反馈和/或用户界面模块318可被配置成使视觉显示器320显示关于尿液流经流道122的流量和/或流速的信息，或者关于由泵110产生的负压的数量的信息。在其它实施例中，所显示的信息还可包括关于泵总成100的信息，例如电池226的剩余电量或电池226多久后需要充电的估计时间。在一些实施例中，还可显示关于患者的治疗方案的信息。例如，可显示关于将向患者持续输送负压的时长的信息，或者可显示关于将向患者输送的正压和负压的模式的信息。
在一些实施例中，通信接口314包括被配置成与控制器112的通信接口314进行通信的短程数据收发器322。例如，短程数据收发器322可包括收发器、近场通信(例如RFID)收发器或相似数据传输设备。由于遥控设备310被配置成尽可能靠近泵总成100安置，因此短程数据收发器322的传输范围只需几英尺以下。在一些实施例中，通信接口314还包括远程数据收发器324，用于将由泵总成100和遥控设备310收集的信息传输到远程源，例如计算机网络326、数据库328或者基于网络的门户或网站330。例如，关于患者的信息和/或关于由泵总成100提供的治疗的信息可从遥控设备310传输到远程数据库328，以包括在患者的电子健康记录中。也可将已提供治疗的确认书传送给医务人员，例如负责的医生。医生可能可使用例如基于网络的门户330来查看确认书以及患者的生理信息。
部署
泵总成100、电池226和/或感应线圈210被配置成经由患者的尿道插入到膀胱、输尿管和/或肾盂中。为了便于以这种方式放置和展开，本文描述的泵总成100被配置成适位于部署装置例如导管管子内，并且被配置成一旦从所述管子推进即自动地转换到展开姿态。在一些构型中，可使用例如12-16Fr导管(外径为4.0-5.3mm)，将整个总成100特别是泵110、控制器112和感应线圈210经由尿道输送到输尿管和膀胱中。在其它实施例中，可通过腹部切口或者肾造口术或尿路造口术经皮外科手术来递送泵总成100的一些部分。
如图13A和13B所示，与泵总成100一起使用的示例性部署导管410包括柔性细长管412、近端416以及在其间延伸的侧壁418，该柔性细长管412包括被配置成经由尿道插入到尿路中的开放远端414，该近端416可被配置成保持在患者体外，该侧壁418例如为由柔性医用级塑料材料形成的基本连续的侧壁。例如，细长管412可由一种或多种生物相容性聚合物形成，所述聚合物例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。细长管412的一些部分还可包含和/或浸渍有金属材料，例如铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢和/或钛。导管410的至少一部分或全部，例如管子412可涂覆有亲水涂层，以便插入和/或取出以及/或者增强舒适度。在一些实施例中，涂层包括疏水和/或润滑涂层。例如，合适的涂料可包括由Koninklijke DSM N.V.生产的亲水涂料或者包含聚电解质的亲水涂料，这些涂料在美国专利号8512795中公开，该专利通过引用并入本文。
在一些实施例中，管子412的近端416可包括具有导丝管腔接口的毂(未示出)，用于帮助用户将导管410由尿道中穿过并布置到膀胱和/或输尿管内。导管410可以是由一种或多种生物相容性聚合物形成的标准部署导管，所述聚合物例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。如先前实施例，导管410的一些部分还可包含和/或浸渍有金属材料，例如铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢和/或钛。细长管412可为插入到尿路中的任何标准尺寸，例如12Fr管至16Fr管。取决于患者的性别和年龄，细长管412的长度可为约30-约120cm。
如图13A和13B所示，包括泵110、控制器112和感应线圈210的泵总成100被配置成以收缩构型和姿态安置在管子412内。如图13B所示，泵总成100由推杆420推进由管子412中穿过。一旦将导管410的开放远端414经由尿路推进到膀胱、输尿管或肾脏内的期望位置，用户即可推进推杆420由细长管412中穿过，以使泵总成100的部件经由管子412的开放远端414离开管子412。一旦离开管子412，泵110和控制器112的结构即可从收缩构型或姿态展开到展开构型或姿态。例如，径向延伸的倒钩140(示于图4)可从泵110的侧壁120沿径向向外延伸，并与内部的输尿管壁接触，以保持泵110在输尿管内的安置。类似地，一旦感应线圈210延伸越过细长管412的开放远端414，它即可按前述方式展开。在一些实施例中，感应线圈210可偏向于其展开状态。在那种情况下，感应线圈210一从细长管412中移出即可自动展开。在其它实施例中，用户可通过启动释放按钮或触发线来手动地使感应线圈210展开。
为了将泵总成100部署在患者的尿路中，医务人员可首先将导丝推进到膀胱和/或输尿管中的期望位置。在一些情况下，可使用可视化装置例如膀胱镜获得膀胱和输尿管开口的可视化，以帮助导丝的远端的安置。输送导管410可穿越导丝进行输送。例如，医务人员可将输送导管410穿越导丝插入，并将导管410的远端414穿越导丝向输尿管孔口24、26推进。一旦导管410的远端414就位，医务人员即可通过推进推杆420由展开的细长管412中穿过，开始从细长管412推动泵总成100。当它从细长管412出来时，泵110的开放远端118被推进经过输尿管孔口24、26并进入到患者输尿管8、10的远端9中。控制器112和感应线圈210可保留在膀胱中。
在一些实施例中，如前所述，泵110和/或控制器112的外壳114、128可包括可缩回或永久伸出的倒钩140、144，用于将泵110和/或控制器112安装到输尿管、肾盂、膀胱或尿道的表面上。在一些实施例中，一旦包括泵110和控制器112的泵总成100在患者的尿路中就位，用户即可启动释放机构，以使倒钩140、144向着输尿管、肾盂、膀胱或尿道的内壁延伸。在其它实施例中，倒钩140、144可随着细长管的缩回而自动伸出。细长管412的缩回还导致展开式感应线圈210从卷曲构型展开到基本扁平的构型。
膀胱泵总成
根据本发明的另一方面，系统和设备可被配置成在膀胱中引起负压。膀胱泵总成的一实施例示于图14，其通常被标识为总成500，包括用于在膀胱中引起负压的膀胱泵510。虽然不希望受到理论约束，但据信在膀胱中引起的负压通过膀胱和输尿管孔口传递，使得所引起的负压也作用于输尿管和肾脏，从而从肾脏中吸取尿液，以获得与前述实施例总成类似的治疗结果。如前所述，据信施加在肾脏上的负压改善尿液的生成，从而产生生理益处，例如减少静脉充血和降低急性肾损伤的风险。
参照图14，膀胱泵510可与前述泵基本类似，且可包括例如如图7和8所示的叶轮或压电构造。在一些实施例中，膀胱泵510包括环形外壳512，该环形外壳512的尺寸被确定为允许该环形外壳512布置在患者的膀胱中。例如，膀胱泵510可临近尿道开口或括约肌20放置，以使括约肌20将外壳512的外围514密封，以防液体从膀胱12中泄漏。
在一些实施例中，膀胱泵510包括穿过泵510的侧壁534延伸的液体进入孔或接口532，用于将液体吸入到泵510的中央通道513中。在一些实施例中，每个引流孔或接口532的直径为约0.5-约2.0mm或约0.75-约1.0mm。在侧壁534周围的相邻引流孔或接口532之间的距离可为约5-约30mm或约10-约20mm。孔或接口532可具有适合将液体从膀胱12吸入到膀胱泵510中的尺寸和形状。例如，孔或接口532可为圆形或非圆形(例如椭圆形、正方形、长方形、多边形和/或不规则形状)或其组合。在一些实施例中，可将孔或接口532用筛网或过滤器覆盖，以防固体材料吸入到膀胱泵510中。
总成500还包括从膀胱泵510延伸的膀胱壁支撑物516。膀胱壁支撑物516被配置成在由膀胱泵510向膀胱12、输尿管8、10和肾脏4、6施加负压时，防止膀胱壁15的上部15a(未在图14中示出)发生塌陷。特别地，膀胱壁支撑物516至少将膀胱12的上部15a保持在未塌陷状态，其中输尿管孔口24、26未被塌陷的膀胱壁15堵塞。在题为“用于在患者膀胱中引起负压的导管装置和方法(Catheter Device and Method for Inducing Negative Pressurein a Patient’s Bladder)”的PCT公布号WO 2017/015345中描述了示例性膀胱壁支撑物，该膀胱壁支撑物可用于负压治疗系统，以向尿路的一些部分例如膀胱、输尿管和肾脏提供负压，该文献的全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，膀胱壁支撑物516包括膨胀式球囊518，该膨胀式球囊518被配置成从塌陷状态扩张到膨胀状态。球囊518被配置成将膀胱12的三角区22与膀胱上壁15a隔离，从而防止膀胱上壁15a在被施加负压时塌陷到三角区22中。在一些实施例中，球囊518的直径可为约1.0-约2.3cm，优选为约1.9cm(0.75in)。球囊518优选由柔性材料形成，所述柔性材料例如生物相容性聚合物、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)(例如)、涂有硅树脂的乳胶或硅树脂。
如图14所示，在一些实施例中，球囊518具有基本扁平或细长的横截面，该横截面的最大膨胀宽度为L1。膨胀宽度L1例如可为约15cm以下或者10cm以下。膨胀宽度L1通常大于球囊518的最大膨胀高度L2。最大膨胀高度L2可为约5cm以下或者2.5cm以下。宽度L1通常对应于患者膀胱的宽度。在一些实施例中，球囊518的底部或近端表面520是从膀胱的近端表面偏移约1-约3cm的凹面，以允许尿液自由地从输尿管孔口24流出。
泵总成500还包括包含细长管状件524的引流导管522。与本文所述的被配置成插入到泌尿系统中的其它导管和管状件一样，引流导管522的管状件524可由任何合适的柔性材料形成，柔性材料例如一种或多种生物相容性聚合物，该聚合物例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。如先前实施例，管状件524的一些部分还可包含和/或浸渍有金属材料，例如铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢和/或钛。在一些实施例中，管状件524的至少一部分或全部可涂覆有亲水涂层，以便插入和/或取出以及/或者增强舒适度。在一些实施例中，涂层是疏水和/或润滑涂层。例如，合适的涂料可包括亲水涂料。
在一些实施例中，细长管状件524从膀胱泵510的近端511延伸，由尿道18中穿过，并到达患者体外。引流导管522可连接到集液容器，例如尿液收集袋或包(未示出)。引流导管522可以是单管腔或多管腔导管，其包括与膀胱泵510的通道513流体连通的一个或多个引流管腔526。在一些实施例中，引流导管522还包括与膨胀式球囊518的内部530流体连通的膨胀管腔528。如图14所示，在一些实施例中，膨胀管腔528延伸穿过膀胱泵510并进入到球囊518的内部530中。膨胀管腔528用于输送填充材料例如盐水溶液，以使球囊518膨胀。当用户准备从体内移除泵总成500时，可通过将包含在球囊内部520中的填充材料例如盐水溶液经由膨胀管腔528排空出体外，使球囊518瘪下去。
在一些实施例中，膨胀管腔528延伸穿过引流管腔526，如图14所示。例如，膨胀管腔528可延伸穿过引流管腔526，使得引流管腔526的纵向中心轴线X1与膨胀管腔528的纵向中心轴线基本同延。然而，在本发明的范围内，可使用引流管腔526和膨胀管腔528的许多不同的排列方式。例如，单独的引流管腔526和膨胀管腔528可以并排构型延伸穿过引流导管522。引流管腔526和膨胀管腔528的其它构型对于本领域普通技术人员而言也会是显而易见的。
在使用中，将包括膀胱泵510、膀胱壁支撑物516和细长管状件524的膀胱泵总成500经由尿道18推进到膀胱12中。随后膀胱壁支撑物516的球囊518在膀胱12内膨胀，如图14所示。一旦细长件524和膀胱泵510就位，即可允许尿道括约肌20将膀胱泵510的外围514密封或部分密封。一旦球囊518和膀胱泵510安置在膀胱12内，用户即可启动膀胱泵510的泵元件，以将尿液从膀胱12经由液体流入接口532吸入到膀胱泵510中。由膀胱泵510产生的负压也作用于尿路的更远部。例如，输尿管和肾脏可暴露于负压下，以通过本文所述方式来增加肾脏灌注。当膀胱泵510被启动时，由于泵元件的运动，液体经由膀胱泵510的通道513被吸入到膀胱泵510中，且从膀胱泵510排出到引流导管522的引流管腔526中。收集的液体经由引流导管522从体内排出，在此液体收集在位于患者体外的集液容器例如袋子或小包中。可分析收集的尿液，以监测患者的生理状况，并确认泵总成510正在运行且以预期的方式提供负压。膀胱泵510还可包括传感器230、232，该传感器230、232被配置成检测流经膀胱泵510的尿液的特性，以监测泵性能和/或患者的生理状况。
植入式泵系统
参照图15A-16C，根据本发明的另一方面，提供了一种包括泵612的植入式泵总成或泵系统600，泵612被配置成安置在患者体内但在尿路之外。如先前实施例，植入式泵系统600被配置成在患者的肾盂和/或肾脏中提供或引起负压。
与先前实施例不同的是，泵612和泵系统600的电气部件未安置在尿路中。相反，如图15A和16A所示，泵系统600的泵612安置在患者尿路外部的腹腔或腹膜中。如本文所用，“腹腔”可指包括腹壁与脊柱之间的空间的腹部内的腔。腹腔含有包括食道下部、胃、小肠、结肠、直肠、肝脏、胆囊、胰腺、脾脏、肾脏和膀胱的器官。“腹膜”是指内衬腹腔和/或覆盖腹腔内器官的组织或膜。在其它实施例中，泵612可安置在皮下腔中或与患者的骨盆和/或泌尿系统相邻的其它合适位置。例如，泵612可植入到皮肤底层与患者肋骨之间的空间中。
通常，泵系统600包括输尿管导管614，该输尿管导管614类似于前述的输尿管导管和液体入口管线，用于收集肾盂或肾脏中的液体(例如尿液)并传导液体经由输尿管流到泵612。泵系统600还可包括与泵612流体连通的流出管道或导管616，用于将收集的液体从泵612传导至膀胱中，液体可自此经由尿道自然排出体外。出口导管616还可例如由患者的膀胱和尿道中穿过并延伸至外部收集容器，以将液体从患者体内排出。如图15A和16A所示，与其中整个或基本上整个总成安置在尿路2中的先前实施例不同的是，导管614、616通过穿过膀胱壁上的一个或多个切口而离开尿路。如本文所述，可将多管腔和/或同轴导管部和/或管状分流管布置成各种形式，以最小化膀胱壁中的切口数量，这些切口是在将泵系统600植入患者体内时形成的。例如，导管614、616可以是单独的管子，它们经由单个管状分流管穿过膀胱壁。作为选择，可将导管614、616布置成多管腔，其中一导管(例如流入导管614)的管子完全或部分地围在第二导管(例如流出导管616)的管子中，使得只需在膀胱壁上开一个切口。
如本文所述以及如图15A-15D所示，在一些实施例中，泵系统600被配置成至少部分地或完全植入体内，并且例如可使用有线或无线充电组件进行充电。如本文所用，当泵系统600的所有或基本上所有的处理和控制部件被设置在体内植入的泵612中时，该泵系统被“完全植入”。在这种情况下，泵612可周期性地从外部源接收电力(例如为电池充电)，但在其它情况下独立运行。在其它实施例中，如图16A-16C所示，泵系统600的一些部分例如控制电路和/或电源可安置在体外的单独的外部或远程设备中。外部或远程设备可与泵系统600的植入部分有线或无线通信。例如，泵612可经由在泵612与远程设备之间延伸的屏蔽经皮导线670(示于图16A-16D)从外部电源接收电力。通过使用单独的电源，可使泵612的尺寸最小化，因为在植入体内的泵612中不包括电池或其它电源电路。
输尿管导管614的形状和尺寸可与前述示例性输尿管导管中的任一个相近似。如先前实施例，输尿管导管614包括引流管腔618，用于将尿液从肾脏和/或肾盂传导至泵612。在一些实施例中，泵系统600包括与同一泵612连接的输尿管导管614，该输尿管导管614部署在两个肾脏和/或肾盂中，以同时为两个肾脏提供负压治疗。当同时治疗两个肾脏时，在一些实施例中，部署在每个肾脏中的输尿管导管614可在膀胱中连接在一起，并且单个流入导管或管子经由膀胱壁上的一个切口从膀胱延伸至泵612。在其它实施例中，输尿管导管614可保持为单独的管子，该管子例如可由膀胱壁上的管状分流管中穿过到达泵612。本文公开的泵系统600可使用多种输尿管导管设计，例如在Erbey等人的题为“经涂覆的输尿管导管或输尿管支架及方法(Coated Ureteral Catheter or Ureteral Stent andMethod)”(以下简称为“442公布”)的美国专利申请公布号2019/0091442中公开的输尿管导管的实施方案，以及在Erbey等人的题为“经涂覆的输尿管导管或输尿管支架及方法(Coated Ureteral Catheter or Ureteral Stent and Method)”(以下简称为“017公布”)的美国专利申请公布号2020/0094017中公开的输尿管导管实施方案，这些文献的全部内容通过引用并入本文。
在一些实施例中，输尿管导管614的引流管腔618包括被配置成与泵612连接的第一端620(在别处称为近端)和第二端622(在别处称为远端)。第二端622被配置成安置在肾盂和/或肾脏之中或附近。导管614还包括在第一端620与第二端622之间延伸的管状侧壁，其限定了管腔618。导管614可为适于部署在输尿管中的任何尺寸。例如，导管614可为约1-约9Fr(法国导管标度)。在一些实施例中，导管614的管状部的外径为约0.33-约3mm。在一实施例中，导管614为6Fr，且其外径为2.0±0.1mm。在一些实施例中，输尿管导管614的内径可为约0.165-约2.39mm、约1.0-约2mm或约1.25-约1.75mm。如前所述，输尿管导管614的一些部分可由一种或多种合适的生物相容性材料例如用于常规尿路支架和导管的材料形成。示例性材料可包括一种或多种生物相容性聚合物，例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。如先前实施例，导管614的一些部分还可包含和/或浸渍有金属材料，例如铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢和/或钛。
输尿管导管614还可包括留置部624，例如前述留置部中的任一个，其从引流管腔618的第二端622的一部分沿径向向外延伸。所述留置部624可被配置成延伸成展开姿态，其在该展开构型下的直径大于引流管腔618的直径。在一些实施例中，留置部624包括至少一个引流接口626，以允许液体流入引流管腔618。在一些实施例中，所述至少一个引流接口626包括在留置部624的面向内侧面上的穿孔，该穿孔被安置来接收由肾脏产生的尿液。引流接口626可以是安置在留置部624的受保护表面区域上的受保护引流接口，这意味着当对肾脏和/或肾盂施加负压时，受保护引流接口626不会被由于受负压作用而吸贴在留置部624上的粘膜组织堵塞。如先前实施例，在留置部624上的穿孔的直径可为约0.05-约1.1mm或优选为约0.7-约0.9mm。每个穿孔的横截面积可为约0.002-约1.0mm2或约0.35-约0.65mm2。
多种留置部624可用于将输尿管导管614的第二端622保持在肾盂或肾脏中，如例如在“442公布”和“017公布”中所述。在一些实施例中，如图15A和16A所示，留置部624包括在形状和功能上与图6所示螺旋盘管相似的螺旋盘管。如先前实施例，例如通过以盘绕构型弯曲或扭转导管614的第二端622，可形成留置部624的螺旋盘管。盘绕的留置部624可为锥形，使得靠近导管614端部的盘管比位于留置部624基部的盘管更宽。可选择该锥形构型，以对应于肾盂的形状。盘绕的留置部624可限定导管的面向内部分或侧面以及面向外部分或侧面。在一些实施例中，引流接口626或穿孔安置在盘管的面向内侧面上，以在经由输尿管导管614的引流管腔618施加负压时，避免引流接口或穿孔被吸向留置部的组织堵塞。在那种情况下，盘管的面向外部分可没有穿孔或开口。
泵系统600还包括从泵612延伸至引流位置的流出导管616，用于将所收集的液体(例如尿液)排出体外。例如，流出导管616可以是一细长管或导管，其在第一端632，也称为近端与泵612连接。流出导管616的第二端634，也称为远端可安置在患者的膀胱中。在那种情况下，由输尿管导管614收集的尿液可经由流出导管616到达膀胱。排入到膀胱中的尿液可经由尿道自然地排出体外。
流出导管616可在材料成分和尺寸上与输尿管导管614相似。例如，流出导管616可由与输尿管导管614类似的材料例如一种或多种生物相容性聚合物形成，所述聚合物例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。流出导管616的长度通常取决于泵612的位置。流出导管616期望有足够的长度，以从患者的膀胱延伸，穿过膀胱壁上的切口，并到达泵612。如果流入导管或输尿管导管614以及流出导管616沿其整个长度保持分开，则流出导管616可与流入导管或输尿管导管614具有相同的宽度或直径。例如，流出导管616可为约1-约9Fr(法国导管标度)。在一些实施例中，流出导管616的外径可为约0.33-约3.0mm。在一实施例中，流出导管616为6Fr，且其外径为2.0±0.1mm。在一些实施例中，流出导管616的内径可为约0.165-约2.39mm、约1.0-约2mm或约1.25-约1.75mm。
如本文进一步所详述，在一些实施例中，流入导管或输尿管导管614的一些部分可部分或完全地围在流出导管616的管腔内，以沿流入导管或输尿管导管614的至少一部分长度形成多管腔导管。在那种情况下，流出导管616宽到足以包围流入导管或输尿管导管614。例如，流出导管616的多管腔部的外径可为约0.5-约5.0mm或约2.0-约4.0mm。在一些实施例中，流出导管616的内径可为约0.33-约4.4mm或约1.5-约3.5mm。在一些实施例中，如前所述，泵系统600包括两个输尿管导管614，在患者的肾盂和/或肾脏的每一个中部署一个输尿管导管614。在那种情况下，两个输尿管导管616都可被围在流出导管616内，以减少膀胱壁中的切口数量。
泵系统600还包括泵612，该泵612被配置成植入体内。泵612被配置成经由输尿管导管614的引流管腔618向尿路的一些部分提供或施加负压。例如，当被启动时，泵612可对肾盂和肾脏施加负压，以将肾脏产生的尿液吸入到引流管腔618中。在一些实施例中，泵612被配置成提供约0-约150mmHg的负压，如在输尿管导管614的引流管腔618的第一端620处所测。理想的是，由泵612提供的负压可足以在患者肾脏的滤过解剖构造或肾小球上建立压力梯度，以促进尿液流向输尿管。
在一些实施例中，泵612包括外壳628以及延伸穿过外壳628的液体接口630。如先前实施例，外壳628可由任何合适的生物相容性材料形成，该生物相容性材料安置在体内时不会降解。用于植入式心脏装置例如植入式除颤器和/或起搏器的材料可用于外壳628。例如，外壳628可通过冲压金属例如不锈钢或钛合金形成。作为选择或另外，外壳628可包括本领域所知的某些生物相容性硬塑料。与将外壳的尺寸确定为插入到尿路中的之前实施例不同的是，外壳628理想地具有合适的尺寸和形状，以安置在体腔例如腹腔或者皮肤与肋骨或肌肉组织之间的皮下空间内。外壳628可包括圆边和/或曲面，因为硬边和硬角会刺激身体组织。在一些实施例中，如图15A所示，外壳628包括一窄箱形结构件，该窄箱形结构件具有高度H1、宽度W1以及较窄的深度或厚度T1。在一些实施例中，高度H1和宽度W1可分别为约25-约75mm。厚度T1可为约5-约10mm。在其它实施例中，外壳628可为基本上盘状结构，其相对的平或基本上平的正面和背面通过曲边或圆边连接。盘状外壳的直径可为约25-约75mm，且盘状外壳的厚度可为约5-约10mm。
如本文进一步所详述，在一些实施例中，植入体内的泵612具有合适的尺寸和形状，以经由切口插入到皮下空间或体腔中。可确定外壳628的尺寸，以通过使用本领域已知的常规缝合技术将外壳628的一些部分缝合到身体组织上，将外壳628固定在皮下空间或体腔内。本领域技术人员应会理解，在本发明的范围内，用于插入和部署植入式电子设备例如植入式除颤器和起搏器的常规技术可用来植入泵612。
泵612的液体接口630被配置成连接到输尿管导管614和流出导管616的端部620、632，从而在输尿管导管614的管腔618和流出导管616与泵612的泵送部件之间建立起流体连通。液体接口630的尺寸被确定为啮合输尿管导管614和流出导管616的端部620、632，由此液体接口630的直径可略大于输尿管导管614和/或流出导管616的外径。在一些实施例中，泵612包括用于输尿管导管614的流入液体接口，以及用于流出导管616的单独流出液体接口630。在其它实施例中，如图15A-16D所示，泵612包括单个液体接口630，该液体接口630的尺寸被确定为容纳输尿管导管614和流出导管616两者的端部620、632。例如，在多管腔布置中，液体接口630的尺寸可被确定为容纳外部流出导管616，这意味着液体接口630的直径略大于流出导管616的外径。在这类实施例中，液体接口630包括环形外部和内部例如喷嘴或鲁尔连接头，所述环形外部的尺寸被确定为啮合流出导管616的端部632，而所述内部由外部包围且被配置成啮合输尿管导管614的端部620。在泵外壳628中仅设置单个液体接口630，简化了外壳628的结构，特别是减少了在植入期间需要密封的接口数量。
泵的机械和电气部件
将更详细地描述泵612以及/或者泵系统600的机械和电子部件。在一些实施例中，如图15A-15D所示，一些或全部电气部件安置在泵612的外壳628内。在其它实施例中，如图16A-16D所示，泵系统600的一些电气部件可包含在单独的设备中，该设备可被植入体内或置于体外。
在一些实施例中，泵612包括至少一个泵室或泵元件640，该泵室或泵元件640通过合适的管道642例如挠性或刚性管连接到液体接口630，该管道642从液体接口630穿过外壳628延伸至泵室或泵元件640。泵室或泵元件640可至少部分地安置在外壳628内，并与液体接口630流体连通。泵室或泵元件640可被配置成通过输尿管导管614的引流管腔618将液体抽吸到泵室或泵元件640。泵室或泵元件640可包括旋转动力泵和/或正位移泵。如本文所用，“旋转动力泵”是指一种被配置成通过旋转泵元件将动能持续地传递给泵送液体的泵机构。旋转泵元件可包括叶轮、涡轮、螺旋桨、螺杆、齿轮叶片、转子或其组合。“正位移泵”是指一种这样的泵元件，该泵元件在空间中截留固定量的液体，然后迫使截留的液体流经排出导管或管子，从而移动液体。用于正位移泵的泵室或泵元件640可包括例如往复式隔膜。在一些实施例中，泵元件640包括压电隔膜泵。在其它实施例中，正位移泵的泵元件640包括蠕动泵元件。
具体参照图15A-15D，在一些实施例中，泵系统600还包括与泵612成为一体的控制器644。控制器644包括与泵612的泵元件640可操作地连接的处理电路，用于控制泵612的运行。例如，控制器644可包括计算机处理器646和存储器648，存储器648包括用于操作泵612以向患者提供负压治疗的指令。具体而言，处理器646和存储器648可被配置成响应于存储在存储器648上或从外部源例如可通过计算机网络652访问的远程计算机设备650接收的指令，通过设置和/或调整泵612的运行参数来启动泵612。
处理器646和存储器648也可被配置成基于从与泵系统600相关联的传感器接收到的反馈来控制泵室或泵元件640。泵系统600可包括安置在不同位置的各种不同类型的传感器，用于检测出关于经过总成600的一些部分的液流的信息，以及关于患者身体状况的信息。传感器可与控制器644电连接，以向控制器644提供关于泵612、患者身体状况和/或负压治疗的信息。在一些实施例中，系统600包括安置在液体管道642或导管614、616中的液体传感器654。液体传感器654可被配置成测量流经管道642和/或导管614、616的液体的特性或参数。可用于控制泵元件640的液体特性或参数实例可包括在管道642或导管614、616中测得的液体压力或流量。
在一些实施例中，泵系统600还包括安置在输尿管导管614的留置部624附近的导管探针或传感器656，该导管探针或传感器656被配置成测量肾盂中的液体压力，以确定施加到肾盂上的负压值。探针或传感器656可通过在输尿管导管614中延伸到达泵612和集成控制器644的有线连接而与控制器644和处理器646建立电连接，以提供关于泵系统600的运行状况的反馈。
在一些实施例中，泵系统600还包括安置在总成部件外表面上的压力传感器658，用于测量患者身体各部的压力。例如，对于安置在腹腔或腹膜组织中的泵，压力传感器658可安置在泵612的外壳628的外表面上。压力传感器658可被配置成在向患者提供负压治疗时检测患者的腹内压。
在一些实施例中，处理器646和存储器648被配置成接收和处理来自传感器654、656、658的信息，以确定与液体流动和/或患者的身体状况相关的参数。例如，可处理来自导管614、616和/或管道642中的液体传感器654的信息，以确定经过输尿管导管614的液体流速以及/或者吸入到输尿管导管614的管腔618中尿液的流量。来自位于输尿管导管614的留置部624上的留置部探针656的信息可用于确定提供给肾脏或肾盂的负压。来自外壳628上的压力传感器658的信息可用于确定腹内压。
在一些实施例中，控制器644的处理器646和存储器648可被配置成基于所确定的液体流量和患者参数来控制泵612的运行参数。例如，处理器646和存储器648可被配置成在流经输尿管导管614的液体流速或由留置部探针656测得的负压值高于预期值或阈值时，通过减少供应给泵室或泵元件640的功率来调节泵612，其能够降低吸入到输尿管导管614的引流管腔618中的液体流速或流量。类似地，处理器646和存储器648可被配置成在流经输尿管导管614的液流或由留置部探针656在肾盂处测得的负压值低于预期值或最小阈值时，通过增加供应给泵室或泵元件640的功率来调节泵612，以增加所述流速和/或流量。
在一些实施例中，泵612的运行参数可基于所测的患者的生理信息例如所测的患者的腹内压来确定。据信升高的腹内压可能意味着降低的肾功能。为了解决升高的腹内压，可将处理器646和存储器648配置成通过增加供应给泵室或泵元件640的功率来调节泵612，以增加施加到肾盂和肾脏上的负压数值。如前所述，增加施加到肾盂和/或肾脏上的负压数值预计会增加排尿量，其预计会减少静脉充血和压力。处理器646和存储器648可被配置成使泵室或泵元件640继续以增强的功率运行，直到腹内压降低，例如低于目标值或阈值。
在一些实施例中，泵612还包括安置在泵外壳628中的电源例如可充电电池660，用于向泵室或泵元件640以及控制器644供电。电池660在尺寸和电输出方面可与用于植入式医疗设备例如起搏器和植入式除颤器的电池相似。例如，电池660可包括本领域已知的锂离子电池。电池660可无线充电，或通过与外部电源的有线连接来充电。为了对电池660进行无线充电，在一些实施例中，泵612还包括与泵元件612电子耦合的感应线圈662(示于图15D)，用于向泵元件612和/或可充电电池660供电。感应线圈662可被配置成在暴露于由安置在患者体外或体内的远程设备650产生的电磁场时发电。用于产生足够电力以使泵612的泵元件640和其它电子部件运行和/或用于产生足够电力以为电池660充电的适当感应线圈662可包括例如安置在基板例如电路板上的导线或细丝。如图15D所示意性地示出，感应线圈662可与泵612的其它电子部件一起安置在外壳628中。
在一些实施例中，泵612还包括安置在外壳628中的无线收发器664，该无线收发器664被配置成从例如远程计算机设备650如智能手机、平板电脑、计算机或计算机网络652接收泵612的操作指令。如先前实施例，无线收发器664可包括短程无线数据收发器例如该短程无线数据收发器被配置成与安置在患者附近的远程计算机设备650例如位于患者佩戴的皮套或背带中的远程控制设备通信。在那种情况下，远程计算机设备650可充当中继设备，该中继设备被配置成将从控制器644接收到的信息传输或播送到其它计算机设备、计算机网络652或因特网上。无线收发器664可替代地或附加地包括使用例如WiFi的远程无线收发器。远程收发器可被配置成将信息传输到固定的医疗或通信设备如位于例如患者住所中的患者监测设备或者无线路由器，该无线路由器被配置成将信息传送到计算机网络652和/或因特网。在一些实施例中，控制器644被配置成记录关于提供给患者的负压治疗的信息，例如由传感器654、656、658检测到的信息以及关于泵612的运行的信息。关于泵612的运行的信息可包括例如泵612的运行时长、泵612的用电信息或可充电电池660的剩余电量。处理器646和存储器648可被配置成周期性地使无线收发器664将该记录的信息从控制器644传输到远程计算机设备650，以向患者和/或照顾者提供关于泵612的运行状态和关于由泵612提供的治疗的反馈。
现在参照图16A-16C，在其它实施例中，泵系统600包括安置在患者体外的控制器644，该控制器644围在其自身的单独外壳638内。例如，控制器644可以是手持计算机设备如专用电子设备、智能手机或平板电脑。在一些实施例中，患者将控制器644佩戴在皮套、腰包或口袋中，以将其保持在植入体内的泵612附近的位置。如先前实施例，外部控制器644包括被配置成控制泵612的运行的处理器646和存储器648。控制器644可通过经皮屏蔽线670电连接到泵612。如图16A-16C所示，导线670从控制器644延伸，穿过经皮进入部位，并到达泵612。有利的是，由于控制器644的处理电子器件和其它部件安置在患者体外的外壳638中，因此泵612比先前实施例中的更小。使用较小的泵612可使设备更容易植入到患者体内并从患者体内移除。
处理器646和存储器648可将操作指令经由导线670从控制器644传输到泵612。此外，处理器646和存储器648可经由有线连接670接收关于泵612的运行的信息。控制器644还可电连接到系统600的传感器，例如安置在输尿管导管614和/或管道642中的流体传感器654、留置部探针656以及外部压力传感器658。如先前实施例，外部控制器644还包括电源例如电池660，用于向泵612供电。可由控制器644中的电池660经由有线连接670向泵612供应电力。在一些实施例中，泵612可包括辅助电池666，该辅助电池666被配置成存储经由导线670接收到的电力，以用于使泵612运行。
控制器644还可包括无线收发器664。如先前实施例，无线收发器664可被配置成将从泵612和传感器654、656、658接收到的关于泵612、患者和负压治疗的信息传输到远程计算机设备650、计算机网络652或因特网，如前所述。例如，无线收发器664可将信息从控制器644传输到笔记本电脑或计算机服务器，在此可由用户查看。无线收发器664通常包括远程无线收发器，其周期性地或连续地将信息从控制器644发送到远程计算机设备或网络。在一些实施例中，无线收发器664是一种将数据经由无线网关或路由器传输到计算机网络的WiFi收发器。在其它实施例中，无线收发器可以是一种蜂窝收发器(例如一种被配置成经由3G或4G移动网络进行数据传输的收发器)。
导管连接头实施例
在已描述了泵系统600以及泵612的电气部件之后，现在将参照图17A和17B更详细地描述经过泵612的流体学和液流的各方面。如前所述，泵612包括液体接口630，该液体接口被配置成在输尿管导管614和/或流出导管616与泵室或泵元件640之间提供液体连接。液体接口630可被配置成连接到多管腔或同轴导管或导管段，例如其中输尿管导管614形成中央管腔，并且流出导管616形成围绕输尿管导管614的环形外管腔的同轴导管。在包括两个输尿管导管614的系统中，液体接口630可包括被配置成啮合输尿管导管614的端部620的两个内管腔或中央管腔，以及被配置成啮合流出导管616的端部632的外管腔。如前所述，在泵系统600的植入期间，使用同轴或多管腔导管减少穿过膀胱壁造成的切口数量。
如图17A和17B所示，配置成接收同轴或多管腔导管的液体接口630包括第一管状段或部672，其被配置成接收输尿管导管614；以及第二管状段或部674，其包围第一管状部672，且被配置成接收流出导管616。管状部672、674的尺寸被确定为分别啮合输尿管导管614和流出导管616的相应端部620、632。例如，内管状部672的内径D3可对应于输尿管导管614的外径。在一些实施例中，直径D3可为约0.33-约3.0mm或约1.0-约2.0mm。第二管状部674的内径D4可对应于流出导管616的外径。直径D4例如可为约0.5-约6.0mm或约2.0-约4.0mm。
来自输尿管导管614的液体沿箭头A1的方向流经液体接口630的第一管状部672和液体管道642，并到达泵室或泵元件640的流入接口676。如前所述，泵室或泵元件640可包括各种旋转动力泵或正位移泵机构中的任一种，所述泵机构通过在输尿管导管614的管腔618中引起负压而将液体(例如尿液)吸入到流入接口676中。例如，所述泵机构可包括叶轮、转子或压电隔膜。泵室或泵元件640的流出接口678位于泵室或泵元件640的流入接口676相对侧。流出接口678与液体接口630的第二管状部674流体连接，以使从泵室或泵元件640排出的液体沿箭头A2的方向流经第二管状部674，并进入流出导管616。如前所述，排出的液体随后经由流出导管616流入到膀胱中。
在其它实施例中，如本文进一步所详述，可将管状分流管放置在膀胱壁中，而不包括同轴或多管腔导管。在这类实施例中，输尿管导管614和流出导管616均可穿过由管状分流管限定的膀胱壁上的开口。输尿管导管614和流出导管616可从管状分流管延伸至泵612。在这种情况下，泵612可包括单独的液体接口630，一个接口被配置成啮合输尿管导管614的端部620，而另一个尺寸大致相同的接口被配置成啮合流出导管616的端部632。有利的是，使用管状分流管使得无需在膀胱壁上的多个切口，同时允许输尿管导管614和流出导管616保持独立，并且在一些情况下沿其整个长度相互隔开。
示例性多管腔导管和管状分流管
用于穿过膀胱壁插入的多管腔导管部680和分流管682的多个实施例示于图18A-18D，其可与本文公开的泵系统600一起使用。图19A和19B为示出了如何通过例如荷包缝合线690将管部680或分流管682穿过膀胱壁上的开口而固定的示意图。图18A和18D示出了多管腔导管部680的实施例，其中输尿管导管614的一段安置在流出导管616的环形管腔内。图18B、18C示出了围住输尿管导管614和流出导管616两者的管状护套或分流管682的实施例。图18A-18D中的导管部680和分流管682还包括一些结构件，这些结构件用于减小、吸收或抵消在使用期间由于患者移动和/或膀胱的收缩而可能施加到导管614、616上的应力。特别地，多管腔导管部680和分流管682被配置成沿径向和轴向可弯曲和/或可拉伸。多管腔导管部680和分流管682也可包含弹性材料。
如本文所用，径向可弯曲的结构件能够吸收径向向内指引的力而不断裂。虽然该结构件可能会因所施加的力而略微变形，但在径向向内指引的力被施加时以及一旦力被移除，该结构件通常仍能实施其预期功能。弹性材料或结构件能够吸收径向向内指引的力，并且一旦径向向内指引的力被移除就恢复其先前的形状。类似地，当受到轴向力时，沿轴向可弯曲和/或可拉伸的结构件能够增加长度而不断裂。一旦轴向力被移除，弹性材料或结构件就会恢复到其先前的轴向长度。沿径向和轴向可弯曲和/或可拉伸的多管腔导管部680和分流管682允许患者移动而不会拉拽身体组织、器官、经皮进入部位或尿路内外的其它构造，以免伤害身体组织而引起疼痛，并确保植入体内的导管614、616和泵612不会随能走动的患者在进行正常活动时改变位置或移动而被拉离适当的位置。
多管腔导管部680和分流管682通常由与导管614、616的其它部分类似的材料形成。在一些实施例中，多管腔导管部680和分流管682可被配置成比导管614、616的其它部分更易弯曲、更可变形或更有弹性，因为多管腔导管部680和分流管682必须吸收膀胱壁的收缩力。多管腔部680和分流管682可由合适的经涂覆的生物相容性聚合物材料，例如用于常规尿路导管的材料形成。示例性材料可包括一种或多种生物相容性聚合物，例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。多管腔部680和分流管682的总外径D5期望尽可能小，以最小化膀胱壁上的切口尺寸，同时允许有足够的液体流过导管614、616。例如，外径D5可为约0.5-约6.0mm或约2.0-约4.0mm。
如图18A所示，多管腔导管部680包括由流出导管616包围的输尿管导管614。输尿管导管614包括手风琴形折叠段684，该折叠段684被配置成被拉拽时长度增加。在一些实施例中，流出导管616可与输尿管导管614连接，且被配置成对输尿管导管614施加偏置力。当不再向导管614、616施加轴向力(例如拉伸力)时，偏置力可使输尿管导管614恢复到正常长度。这样，随着患者移动，导管614的长度L5可从例如约1-约10cm的正常长度增加到约2-约15cm的延长长度。一旦患者停止移动，由外导管616施加的偏置力就会使输尿管导管614的折叠段684恢复到其正常长度。
为了部署图18A的多管腔导管部680，可将导管部680穿过膀胱壁上的切口而安置。然后，可利用膨胀件例如球囊使导管614、616扩张。预计当膀胱引流时，膀胱的绷紧会导致膀胱壁密封在扩张导管614、616的周围，从而将多管腔导管部680固定在膀胱壁中的适当位置而无需缝合。然而，如图19A和19B所示，可使用松散的荷包缝合线690进一步将多管腔导管部680固定到膀胱壁上。
如图18B所示，图解了被配置成穿过膀胱壁上的切口而安置的护套或分流管682的实施例。流出导管616和输尿管导管614均经由护套或分流管682的管腔686延伸。图18B的护套或分流管682可由弹性材料形成，该弹性材料被配置成吸收施加到导管614、616或者护套或分流管682上的力。如本文所用，“弹性材料”是指一种吸收变形力并在该力被移除后恢复到其先前或正常的尺寸和形状的材料或构造。为了避免泄漏并完全密封膀胱，护套或分流管682可紧密布置在导管614、616周围，以阻止当导管614、616的一些部分被拉拽或移动时会发生的导管移动。
为了将护套或分流管682部署在膀胱壁上，可使用常规技术将护套或分流管682缝合就位。例如，如图19A和19B所示，可使用荷包缝合线690将护套或分流管682固定到膀胱壁上。理想的是，缝合线690未完全收紧，以免使护套或分流管682周围的膀胱壁收缩。在一些实施例中，如图19B所示，护套或分流管682可伸入到膀胱中达适当的距离，以确保其不会因患者移动或膀胱收缩而从膀胱中脱落。
被配置成穿过膀胱壁的护套或分流管682的另一实施例示于图18C。如图18C所示，护套或分流管682包括伸缩装置，该装置包括长度L6例如为约5mm至5cm的第一或内部区段或段692。内部区段或段692可滑动地容纳和密封在长度L7例如为约5mm至约5cm的第二或外部区段或段694内。伸缩护套或分流管682被配置成在导管614、616被拉拽或彼此移开时沿轴向延伸。因此，伸缩装置用于吸收施加在导管614、616或护套662上的应力。在一些实施例中，内部区段或段692和外部区段或段694可向内偏置，使得一旦偏置力被移除，护套或分流管682就恢复到收缩后的长度。
图18D示出了多管腔导管部680的另一实施例。与图18A中的多管腔导管部680的情况一样，图18D所示的导管614、616形成多管腔部680，其中输尿管导管614容纳在流出导管616的环形管腔内。导管614、616的多管腔部680由弹性材料(即在受力时能够轴向延伸并在该力一旦被移除就恢复到其先前状态的材料)形成，以吸收施加在导管614、616上的任何应力。例如，导管部680可被配置成从约1-约10cm的正常长度L8延长到约2-约15cm的延长长度。导管614、616的弹性或可拉伸部可由生物相容性弹性材料例如合成或天然橡胶、硅树脂和其它弹性聚合物形成。
为能走动的患者植入泵总成的方法
参照图20，一种用于将泵系统600的部件插入和/或植入到患者体内的方法包括将一个或两个输尿管导管614引入到患者的尿路中，如步骤710所示。可采用用于部署输尿管支架的常规技术将输尿管导管614、616经由尿道插入到尿路中，如例如先前引用的Erbey等人的题为“经涂覆的输尿管导管或输尿管支架及方法(Coated Ureteral Catheter orUreteral Stent and Method)”的美国专利申请公布号2020/0094017所述。
在一些实施例中，使用膀胱镜来帮助推进导管由尿道、膀胱、尿道口穿过并进入到输尿管中。例如，为了部署输尿管导管614，医务人员可将膀胱镜插入到尿道中，以便为工具提供进入膀胱的通道。然后可视化输尿管孔口，并将导丝经由膀胱镜和输尿管插入，直到导丝的尖部到达肾盂。一旦导丝到达肾盂，即可移除膀胱镜，并使推进器管穿越导丝进入一直到肾盂。然后移除导丝，同时将推进器管保持在适当位置以充当部署护套。然后将输尿管导管614经由推进器管/护套插入，并向肾盂推进。
在步骤712中，一旦输尿管导管614的导管尖端或端部622到达肾盂，即通过使留置部624扩张到其展开构型或状态，使输尿管导管614在肾盂或肾脏中展开。在一些实施例中，留置部624自然地偏向于其展开姿态。在那种情况下，输尿管导管614一旦从推进器管的远端伸出即可自动展开。在其它实施例中，可通过从输尿管导管614的管腔618中移除导丝或者通过使用一些其它触发机构，使输尿管导管614的留置部624展开，从而允许导管614保持其展开构型。
用于植入泵总成或泵系统600的方法还包括将泵612植入到腹腔、腹膜或皮下空间中的步骤。为了植入泵612，在步骤714中，造出切口以进入到期望的植入部位或位置。例如，医务人员可在患者腹部靠近肾脏或肾盂的位置处造出约1-10cm或约5cm的切口。一旦造成切口，在步骤716中，即可将泵612经由该切口插入并放置在腹腔、腹膜或皮下空间中的期望植入部位或位置。例如，泵612可靠着腹膜放置。医务人员可使用外科缝合线将泵612固定在紧靠腹膜组织的适当位置。
在步骤718中，该方法还包括在膀胱壁上为输尿管导管614和流出导管616造出一个或多个切口。如前所述，可使用图18A-约18D所示的多管腔导管部680和分流管682将输尿管导管614和流出导管616连接在一起，并经由单个切口穿过膀胱壁。当导管614、616连接在一起时，只需在膀胱壁上的单个切口。
一旦造出在膀胱壁上的切口，在步骤720中，即可将多管腔导管部680或分流管682经由切口插入并固定就位。如前所述，膀胱的绷紧导致膀胱壁压在多管腔导管部680或分流管682的外表面上，其可有效地密封膀胱。为了进一步将导管部680或分流管682固定就位，医务人员可在膀胱壁上的开口周围缝出松散的荷包缝合线690，以使膀胱壁紧靠导管部680或分流管682，如图19A和19B所示。如前所述，在一些实施例中，荷包缝合线690并未完全收紧，而是可以系紧得足以将膀胱拉紧到分流管682的外表面上。如图19B所示，分流管682可延伸到膀胱中至少一小段短距离，以确保其不会滑出膀胱壁上的开口。
一旦将导管部680或分流管682固定在膀胱壁上，在步骤722中，即可将导管614、616经由膀胱壁上的开口插入，且可将导管614、616的端部620、632固定到泵612上。例如，可将输尿管导管614的端部620固定到泵612的液体接口630的相应部分上。类似地，可将流出导管616的端部632固定到同一液体接口630的相应部分上，或者对于包括两个液体接口的泵612而言，固定到不同的液体接口上。导管614、616与液体接口630之间的连接处被密封，以防泄漏。
在步骤724中，任选地，可使诸如屏蔽经皮导线670的导线从泵612延伸，穿过经皮进入部位，并到达外部控制器644和/或电源。泵612可被配置成一旦导线670连接，即可从外部装置获得电力并开始运行，从而为患者提供负压治疗。作为选择，对于无线连接，可将远程电源设备靠近泵612，以对泵612或控制器644中的电池660进行充电。一旦电池660被无线充电，即可将泵612启动，以向患者提供负压治疗。
使用经皮输尿管导管的泵总成
参照图21A和21B，示出了泵总成或系统800，其包括旁路导管814，该旁路导管814被配置成向患者的肾脏或肾盂提供负压治疗。然而，与先前实施例不同的是，可称为经皮肾造口管或尿液旁路导管的旁路导管814经由经皮进入部位而非尿路部署在肾脏或肾盂中。可用于经由经皮进入部位而进入肾脏和/或肾盂的示例性导管披露于Erbey等人的题为“经皮输尿管导管(Percutaneous Ureteral Catheter)”的美国专利申请公布号2019/0105465，该文献的全部内容通过引用并入本文。
如图21A所示，旁路导管814包括细长管，该细长管限定了从近端820(示于图21B)延伸至远端822的引流管腔818。细长管包括留置部824，该留置部824被配置成部署在患者的肾盂802、肾脏804和/或膀胱中。导管814可经由经皮进入部位插入，该经皮进入部位可以常规方式形成，例如通过穿过皮肤将针尖插入到腹部。
旁路导管814的细长管可由一种或多种生物相容性聚合物形成，以及/或者包含一种或多种生物相容性聚合物，例如聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。如先前实施例，导管814的一些部分还可包含和/或浸渍有金属材料，例如铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢和/或钛。导管814应足够长，以从肾盂802延伸，穿过肾脏804，并如图21B所示到达植入体内的泵812。导管814的尺寸可为约1-约9Fr(法国导管标度)或约2-约8Fr，或者可为约4Fr。在一些实施例中，导管814的外径可为约0.33-约3.0mm、约0.66-2.33mm或约1.0-2.0mm，且其内径可为约0.165-约2.40mm、约0.33-2.0mm或约0.66-约1.66mm。
导管814的留置部824可与导管814的远端822整体形成，或者可以是通过常规紧固件或粘合剂安装到导管814的远端822上的单独结构件。在输尿管导管614的先前示例性实施方案中，提供了许多适于将导管814的远端822保持在肾盂802内的示例性留置部824。例如，包括盘管、漏斗、笼、球囊和/或海绵中的一个或多个的留置部824可适于与旁路导管814一起使用。在一些情况下，例如可通过反转留置部814使这样的留置部824适于与尿液旁路导管814一起使用，从而导致尿液旁路导管814经由肾脏804，而非经由输尿管进入肾盂802这一情形。
无论所选的实施方案如何，留置部824产生外周或受保护的表面区域，以防尿路组织收缩或堵塞在肾脏804的肾单位与导管814的引流管腔818之间延伸的液柱。在一些实施例中，这样的留置部824可包括面向内侧面或受保护的侧面或表面区域，其具有用于接收由肾脏804产生的液体例如尿液的一个或多个引流开口、穿孔和/或接口826；留置部824还可包括面向外侧面或保护性表面区域，其没有或基本没有引流接口826。如先前实施例，理想的是，面向内侧面或受保护表面区域以及面向外侧面或保护性表面区域被这样配置，使得在经由导管814的管子施加负压时，将尿液经由所述一个或多个引流接口826吸入到所述管子的管腔818中，同时防止粘膜组织例如输尿管和/或肾盂802的组织明显堵塞所述一个或多个引流接口826。如在上述输尿管导管中，可改变各引流接口826的尺寸和其间间距，以实现在肾盂802和/或肾脏804内的不同负压分布，如本文所述。在一些实施例中，所述一个或多个引流接口826的每一个的直径为约0.0005-约2.0mm、约0.05-1.5mm或约0.5-约1.0mm。在一些实施例中，引流接口826可为非圆形，且其表面积可为约0.0002-约100mm2、约0.002-约10mm2或约0.2-约1.0mm2。引流接口826可沿留置部824的轴向长度等距地隔开。在其它实施例中，与接口826均匀隔开的实施例相比，更靠近留置部824的基部或近端的各引流接口826可相互间隔得更近些，以增加流经更远引流接口826的液流。
参照图21B，限定旁路导管814的引流管腔818的细长管从肾脏804的后部表面延伸至植入体内的泵812。如先前实施例，植入体内的泵812可安置在腹腔、腹膜或皮下空间中。旁路导管814的近端或第二端820连接到泵812的液体接口830，如先前实施例。该系统还可包括从泵812的相同液体接口830或不同液体接口延伸的流出导管816。流出导管816被配置成将从泵812排出的液体(例如尿液)经由膀胱壁上的开口输送到膀胱中。液体(例如尿液)一旦输送到膀胱，即可自然地排出体外，或通过经由尿道插入的膀胱导管排出体外。
泵812与先前实施例中描述的泵612相似或相同。如先前实施例，泵812包括经由管道842而与液体接口830流体连通的泵室或泵元件840。泵812还包括控制器844。如图21B所示，控制器844与泵812构成整体，并被围在泵812的外壳828内。在其它实施例中，控制器844可以是外部控制器，如图16A-16C所示。
如先前实施例，控制器844包括被配置成控制泵812的运行的处理器846和存储器848。控制器844还可包括电源例如可充电电池860和/或感应线圈862，用于向泵812供电。
系统800还包括与控制器844的处理器846和存储器848电连接的传感器854、856、858。具体地，如先前实施例，系统800可包括例如液体传感器854、留置部探针856以及外部压力传感器858，该液体传感器854安置在输尿管导管814和/或管道842中。如先前实施例，控制器844被配置成接收和处理来自传感器854、856、858的信息，用于控制泵812的运行，尤其是用于调节泵的功率输出，以控制经由输尿管导管814的引流管腔818提供给肾脏和/或肾盂的负压。
控制器844还可包括无线收发器864。无线收发器864可被配置成将从泵812和传感器854、856、858接收到的关于泵812、患者和负压治疗的信息传输到远程计算机设备850、计算机网络852或因特网，如前所述。无线收发器864可包括短程收发器例如或远程无线收发器。无线收发器864可被配置成周期性地或连续地将信息从控制器844发送给远程计算机设备850和/或计算机网络852。
示例性输尿管留置部
现在提供输尿管导管留置部的其它实施例，这些输尿管导管的留置部可与先前所述且示于例如图6、15A-15D和16A-16C的输尿管导管的留置部154、624中的任一个一起使用。本文公开的这些留置部中的任一个可由与输尿管导管的其它部分相同的材料形成，且可与输尿管导管的其它部分成为一体或连接。在其它实施例中，留置部可由不同的材料，例如上述用于引流管腔的材料形成，并与输尿管导管的其它部分连接。例如，留置部可由任何上述材料例如聚合物形成，聚合物例如为聚氨酯、柔性聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、硅树脂、硅、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)。
参照图22A-22F，输尿管导管的留置部130b可被配置成是柔性的且可弯曲，以允许其安置在患者的输尿管和/或肾盂中。期望留置部130b可充分弯曲，以吸收施加在输尿管导管112b上的力并防止这些力传递到输尿管。例如，如果将留置部130b沿近端方向P(示于图22A)拉向患者的膀胱，则留置部130b可以是柔性的，足以开始展开或伸直，从而可拉其穿过输尿管。类似地，当留置部130b被重新插入到肾盂或输尿管内的其它合适区域中时，它可能会偏向于返回其展开构型。
在一些实施例中，留置部130b与输尿管导管112b的管子122b构成整体。在那种情况下，通过使管子122b具有一定尺寸和形状的弯部或盘绕部，可形成留置部130b，以将导管保持在期望的集液位置。合适的弯部或盘绕部可包括尾纤盘管、瓶塞钻式盘管和/或螺旋盘管，如图22A-23F所示。例如，留置部130b可包括一个或多个沿径向和纵向延伸的螺旋盘管，该螺旋盘管被配置成与导管112b接触，并将导管112b被动地保持在输尿管内且位于肾盂的附近或内部，如图22A-23F所示。在其它实施例中，留置部130b由管子122b的径向渐开或渐合的部分形成。例如，留置部130b还可包括集液部，如图28A-50B所示，例如锥形或漏斗形的内表面186b。在其它实施例中，留置部130b可包括与导管体或管子122b连接并由此延伸的单独元件。
在一些实施例中，留置部130b还可包括一个或多个穿孔区段，例如引流孔、穿孔或接口132b、1232(例如示于图22A-22E、23A、23E、24-27、34、41A、41B、42、43和48A-50B)。引流接口132b可位于例如管子122b的开放远端120b、121b，如图23D所示。在其它实施例中，穿孔区段和/或引流接口132b、1232沿导管管子122b的远部118b的侧壁109b布置，如图22A-22E、23A、23E、24-27、34、41A、41B、42、43和48A-50B所示，或者位于留置部的材料例如图48A、48B、49A和49B的海绵材料内。引流接口或孔132b、1232可用于辅助液体收集，液体可由此流入到引流管腔中，以从患者体内排出。在其它实施例中，留置部130b仅是留置结构件，并且液体收集和/或施加负压是由在导管管子122b上其它位置的结构件来提供的。
在一些实施例中，例如示于图22B-22E、23D-23G、28B、28C-28E、29、31A-44B、46B、47A、48B和49A-50B，至少一部分、大部分或全部引流孔、接口或穿孔132b、1232安置在受保护表面区域或内表面区域1000内的输尿管导管112b中，使得肾脏的组织1003(示于图22F)不直接接触或者未部分或完全地堵塞受保护的引流孔、接口或穿孔133b。例如，如图23F、28D、33B、38C、48B、49B和50B所示，当在输尿管和/或肾盂中引起负压时，输尿管和/或肾脏的粘膜组织1003(示于图22F)的一部分可能被吸贴在留置部130b的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域上，并且可能部分或完全地堵塞安置在留置部130b的外周1002或保护性表面区域1001上的一些引流孔、接口或穿孔134b。
当这些组织1003接触留置部130b的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域时，位于留置部130b的受保护表面区域或内表面区域1000上的受保护引流接口133b的至少一部分不会被部分或完全地堵塞。此外，可减少或降低组织1003、1004因箍缩或接触引流接口133b而受伤的风险。留置部130b的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域的构型取决于留置部130b的整体构型。通常，留置部130b的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域接触并支撑肾组织1003(示于图22F)，从而防止受保护的引流孔、接口或穿孔133b被堵塞或阻塞。
例如，如图23E所示，示出了包括多个螺旋盘管1280、1282、1284的示例性留置部1230。螺旋盘管1280、1282、1284的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域接触并支撑肾组织1003，以防安置在螺旋盘管1280、1282、1284的受保护表面区域或内表面区域1000上的受保护的引流孔、接口或穿孔1233被堵塞或阻塞。螺旋盘管1280、1282、1284的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域为受保护的引流孔、接口或穿孔1233提供保护。在图23F中，示出肾组织1003围绕并接触螺旋盘管1280、1282、1284的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域的至少一部分，其防止肾组织1003与螺旋盘管1280、1282、1284的受保护表面区域或内表面区域1000接触，从而阻止受保护的引流孔、接口或穿孔1233被肾组织1003部分或完全地堵塞。
类似地，图28A-50B中示出的输尿管留置部构型的其它实施例具有可对肾组织1003(示于图22F)接触和支撑的外周1002或保护性表面区域1001或外部区域，以防安置在留置部的受保护表面区域或内表面区域1000上的受保护的引流孔、接口或穿孔133b、1233被堵塞或阻塞。下面将进一步讨论这些实施例的每一个。
现在参照图22A-22E，图解了用于输尿管导管的示例性留置部130b，其包括多个螺旋盘管，例如一个或多个全盘管184b以及一个或多个半盘管或部分盘管183b。留置部130b能够随多个螺旋盘管在收缩姿态与展开姿态之间转换。例如，可将基本上直的导丝经由留置部130b插入，以保持留置部130b呈基本上直的收缩姿态。当导丝被取出后，留置部130b可转换到其盘绕构型。在一些实施例中，盘管183b、184b从管子122b的远部118b沿径向和纵向延伸。在示例性实施方案中，留置部130b包括两个全盘管184b和一个半盘管183b。例如，由线D11所示的全盘管184b的外径可为约18±2mm，半盘管183b的直径D12可为约14±2mm，并且盘绕的留置部130b的高度H10可为约16±2mm。
留置部130b还可包括一个或多个引流孔132b、1232(例如示于图22A-22E、23A和23E)，该引流孔132b、1232被配置成将液体吸入到导管管子122b的内部。在一些实施例中，留置部130b可包括两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或更多个引流孔132b、1232，以及在留置部的远尖部或远端120b处的附加孔110b。在一些实施例中，各个引流孔132b、1232(例如示于图22A-22E、23A和23E)的直径可为约0.7-0.9mm，优选为约0.83±0.01mm。在一些实施例中，在留置部130b的远尖部或远端的附加孔110b(例如示于图22A-22E、23A和23E)的直径可为约0.165-约2.39mm或约0.7-约0.97mm。相邻引流孔132b之间的距离，特别是当盘管被拉直时相邻引流孔132b、1232的最近外边缘之间的直线距离可为约15±2.5mm或约22.5±2.5mm或更大。
如图22A-22E所示，在另一示例性实施方案中，引流管腔124b的靠近留置部130b的远部118b限定了直的或弯曲的中心轴线L。在一些实施例中，留置部130b的至少半盘管或第一盘管183b以及全盘管或第二盘管184b绕留置部130b的轴线A延伸。第一盘管183b在这样的点起始或开始，此处管子122b被弯曲到其与中心轴线L所成的角度α为约15-约75度，优选为约45度。如图22A和22B所示，在插入体内之前，轴线A可与纵向中心轴线L同延。在其它实施例中，如图22C-22E所示，在插入体内之前，轴线A从中心纵轴L延伸并相对于中心纵轴L弯曲或成一定角度，例如角度β。
在一些实施例中，多个盘管184b可具有相同或不同的内径和/或外径D10，以及相邻盘管184b之间的高度H12。在那种情况下，每个盘管184b的外径D11可为约10-约30mm。相邻各盘管184b之间的高度H12可为约3-约10mm。
在其它实施例中，留置部130b被配置成插入到肾盂的锥形部中。例如，盘管184b的外径D11可朝向管子122b的远端120b增大，从而形成具有锥形或部分锥形构型的螺旋结构。例如，锥形螺旋部的远外径或最大外径D10为约10-约30mm，其对应于肾盂的尺寸，并且每个相邻盘管的外径D11越靠近留置部130b的近端128b可减小。留置部130b的总高度H10可为约10-约30mm。
在一些实施例中，每个盘管184b的外径D11和/或各盘管184b之间的高度H12可有规律或无规律地变化。例如，盘管的外径D11或相邻盘管之间的高度H12可增加或减少一定的量(例如，相邻盘管184b之间增加或减少约10％至约25％)。例如，对于具有三个盘管的留置部130b(例如，如图22A和22B所示)，最近盘管或第一盘管183b的外径D12可为约6-约18mm，中间盘管或第二盘管185的外径D23可为约8-约24mm，并且最远盘管或第三盘管187的外径D23可为约10-约30mm。
留置部130b还可包括引流穿孔、孔或接口132b，该引流穿孔、孔或接口132b设在留置部130b之上或附近的导管管子122b的侧壁109b上或穿过侧壁109b，以允许尿液废物从导管管子122b的外部流到导管管子122b的内部引流管腔124b。引流接口132b的位置和尺寸可根据期望的流速和留置部130b的构型而变化。每个引流接口132b的直径D21可独立地为约0.005-约1.0mm。每个引流接口132b的最近边缘之间的间距D22可独立地为约1.5-约5mm。可将引流接口132b以任何排列方式例如随机、线性或偏移间隔开。在一些实施例中，引流接口132b可为非圆形，并且其表面积可为约0.00002-约0.79mm2。
在一些实施例中，如图22A所示，引流接口132b位于导管管子122b的侧壁109b的整个外周1002或保护性表面区域1001的周围，以增加可吸入到引流管腔124b中的液量(示于图22A和22B)。在其它实施例中，如图22B-22E和23A-23E所示，引流孔、接口或穿孔132b可以基本仅或仅布置在盘管184b的受保护表面区域或内表面区域1000或者径向面向内侧面1286上，以防引流接口132b、1232被堵塞或阻塞，并且所述盘管的面向外侧面1288可基本没有或没有引流接口132b、1232。螺旋盘管183b、184b、1280、1282、1284的外周189b、1002或保护性表面区域1001或外部区域192b可接触并支撑肾组织1003(示于图22F)，以防安置在螺旋盘管183b、184b、1280、1282、1284的受保护表面区域或内表面区域1000上的受保护的引流孔、接口或穿孔133b、1233被堵塞或阻塞。例如，当在输尿管和/或肾盂中引起负压时，输尿管和/或肾脏的粘膜组织可能被吸贴在留置部130b上，并且可能堵塞在留置部130b的外周189b、1002上的一些引流接口134b。当这些组织1003、1004接触留置部130b的外周189b、1002或保护性表面区域1001或外部区域时，位于留置结构件的径向向内侧面1286或者受保护表面区域或内表面区域1000上的引流接口133b、1233将不会被明显堵塞。此外，可减少或降低这些组织因箍缩或接触引流接口132b、133b、1233或受保护的引流孔、接口或穿孔133b、1233而受伤的风险。
参照图22C和22D，图解了具有包括多个盘管184b的留置部130b的输尿管导管112b的其它实施例。如图22C所示，留置部130b包括绕轴线A延伸的三个盘管184b。轴线A是从引流管腔181b的在留置部130b附近的部分的中心纵轴L延伸的弯曲弧线。可选择赋予留置部130b的曲率以对应于具有丰饶角形腔的肾盂的曲率。
如图22D所示，在另一示例性实施方案中，留置部130b可包括两个绕成角度的轴线A延伸的盘管184b。成角度的轴线A以一定角度从中心纵轴L延伸，且与大体垂直于引流管腔部的中心轴线L的轴线成一角度，如角度β所示。角度β可为约15-约75度(例如，与导管112b的引流管腔部的中心纵轴L所成的角度为约105-约165度)。
图22E示出了输尿管导管112b的另一实施例。留置部包括三个绕轴线A延伸的螺旋盘管184b。轴线A与水平线成一角度，如角度β所示。如先前所述实施例，角度β可为约15-约75度(例如，与导管112b的引流管腔部的中心纵轴L所成的角度为约105-约165度)。
在示于图23A-23E的一些实施例中，留置部1230与管子1222构成整体。在其它实施例中，留置部1230可包括与管子或引流管腔1224连接并由此延伸的单独管状件。
在一些实施例中，留置部包括多个沿径向延伸的盘管184b。这些盘管184b被配置成漏斗形，从而形成漏斗支架。盘管漏斗支架的一些实施例示于图22A-23E。
在一些实施例中，漏斗支架的至少一个侧壁119b至少包括具有第一直径的第一盘管183b以及具有第二直径的第二盘管184b，且第一直径小于第二直径。第一盘管的一部分侧壁与第二盘管的一部分相邻侧壁之间的最大距离可为约0-约10mm。在一些实施例中，第一盘管183b的第一直径为约1-约10mm，且第二盘管的第二直径为约5-约25mm。在一些实施例中，这些盘管的直径朝向引流管腔的远端逐渐增加，从而形成具有锥形或部分锥形构型的螺旋结构。在一些实施方案中，第二盘管184b比第一盘管183b更接近引流管腔124b的远部118b的端部。在一些实施例中，第二盘管184b比第一盘管183b更接近引流管腔124b的近部128b的端部。
在一些实施例中，漏斗支架的所述至少一个侧壁119b包括面向内侧面1286和面向外侧面1288，面向内侧面1286包括至少一个开口133b、1233以允许液体流入引流管腔，而面向外侧面1288基本没有或没有开口，如下文所述。在一些实施例中，所述至少一个开口133b、1233的面积为约0.002-约100mm2。
在一些实施例中，第一盘管1280包括侧壁119b，该侧壁119b包括径向面向内侧面1286和径向面向外侧面1288，第一盘管1280的径向面向内侧面1286包括至少一个开口1233以允许液体流入引流管腔。
在一些实施例中，第一盘管1280包括侧壁119b，该侧壁119b包括径向面向内侧面1286和径向面向外侧面1288，第一盘管1280的径向面向内侧面1286包括至少两个开口1233以允许液体流入引流管腔1224。
在一些实施例中，第一盘管1280包括侧壁119b，该侧壁119b包括径向面向内侧面1286和径向面向外侧面1288，第一盘管1280的径向面向外侧面1288基本没有或没有一个或多个开口1232。
在一些实施例中，第一盘管1280包括侧壁119b，该侧壁119b包括径向面向内侧面1286和径向面向外侧面1288，其中第一盘管1280的径向面向内侧面1286包括至少一个开口1233以允许液体流入引流管腔1224，而径向面向外侧面1288基本没有或没有一个或多个开口1232。
现在参照图23A-23E，在一些实施例中，远部1218包括开放远端1220，用于将液体吸入到引流管腔1224中。输尿管导管1212的远部1218还包括留置部1230，用于将引流管腔或管子1222的远部1218保持在输尿管和/或肾脏中。在一些实施例中，留置部1230包括沿径向延伸的多个盘管1280、1282、1284。留置部1230可为柔性的且可弯曲，以允许其安置在输尿管、肾盂和/或肾脏中。例如，期望留置部1230可充分弯曲，以吸收施加在导管1212上的力并防止这些力传递到输尿管。此外，如果将留置部1230沿近端方向P(示于图22A-22E)拉向患者的膀胱，则留置部1230的柔性可足以开始展开或伸直，从而可拉其穿过输尿管。在一些实施例中，留置部1230与管子1222构成整体。在其它实施例中，留置部1230可包括与管子或引流管腔1224连接并由此延伸的单独管状件。在一些实施例中，导管1212包括安置在留置部1230近端的管子1222上的阻射带1234(示于图38A)。在部署导管1212的过程中，通过荧光成像法可看到阻射带1234。特别地，用户可通过荧光检查法来监视阻射带1234穿过尿路的推进，以确定留置部1230何时到达肾盂以备展开。
在一些实施例中，留置部1230包括在管子1222的侧壁上的穿孔、排液接口或开口1232。如本文所述，可根据每个开口的期望体积流量和留置部1230的尺寸限制来改变开口1232的位置和尺寸。在一些实施例中，每个开口1232的直径D21可独立地为约0.05-约2.5mm，并且面积为约0.002-约5mm2。开口1232可在管子1222的侧壁119b上沿期望的任何方向例如纵向和/或轴向延伸布置。在一些实施例中，每个开口1232的最近相邻边缘之间的间距可为约1.5-约15mm。液体经由一个或多个穿孔、引流接口或开口1232进入到引流管腔1234中。理想的是，将开口1232这样布置，使得当向引流管腔1224施加负压时，开口1232不会被输尿管或肾脏的组织1003堵塞。例如，如本文所述，可将开口1233安置在留置部1230的盘管或其它结构件的内部或受保护表面区域1000上，以免开口1232、1233被堵塞。在一些实施例中，管子1222的中部1226和近部1228可基本没有或没有穿孔、接口或开口，以免沿管子1222的那些部分的开口被堵塞。在一些实施例中，基本没有穿孔或开口的部分1226、1228具有比管子1222的其它部分例如远部1218少得多的开口1232。例如，远部1218的开口1232的总面积可大于或显著大于管子1222的中部1226和/或近部1228的开口总面积。
在一些实施例中，确定开口1232的尺寸和间隔以提高经过留置部1230的液流。特别地，本发明人发现，当向导管1212的引流管腔1224施加负压时，大部分液体会经由最近的穿孔或开口1232吸入到引流管腔1224中。为了改善流动动力状况，以便也可通过管子1222的更远开口和/或开放远端1220接收液体，可在留置部1230的远端1220设置更大尺寸或更多数量的开口1232。例如，留置部1230的近端1228附近的一段管子1222上的开口1232的总面积可小于位于管子1222的开放远端1220附近的一段长度相似的管子1222上的开口1232的总面积。特别地，可能期望产生这样的流经引流管腔1224的流量分布，即少于90％，优选少于70％，更优选少于55％的液流经由安置在留置部1230的近端1228附近的单个或少量开口1232吸入到引流管腔1224中。
在许多实施例中，开口1232的形状大致为圆形，虽然也可使用三角形、椭圆形、正方形、菱形或其它开口形状。此外，本领域普通技术人员应理解的是，随着管子1222在未盘绕或伸长姿态与盘绕或展开姿态之间转换，开口1232的形状可发生变化。要注意的是，尽管开口1232的形状可变化(例如，孔口在一位置可为圆形，而在另一位置可稍微伸长)，但是与展开或盘绕姿态相比，开口1232在伸长或未盘绕姿态的面积基本相似。
螺旋盘管留置部
现在参照图23A-23E，示例性留置部1230包括螺旋盘管1280、1282、1284。在一些实施例中，留置部1230包括第一盘管或半盘管1280以及两个全盘管例如第二盘管1282和第三盘管1284。如图23A-23D所示，在一些实施例中，第一盘管1280包括围绕留置部1230的弯曲中心轴线A在0-180度范围内延伸的半盘管。在一些实施例中，如所示，弯曲中心轴线A基本是直的，并且与管子1222的弯曲中心轴线同延。在其它实施例中，留置部1230的弯曲中心轴线A可弯曲，以使留置部1230具有例如丰饶角形状。第一盘管1280的直径D12可为约1-20mm，优选为约8-10mm。第二盘管1282可以是沿留置部1230在180-540度范围内延伸的全盘管，其直径D13为约5-50mm，优选为约10-20mm，更优选为约14±2mm。第三盘管1284可以是在540-900度范围内延伸的全盘管，其直径D23为5-60mm，优选为约10-30mm，更优选为约18±2mm。在其它实施例中，多个盘管1282、1284可具有相同的内径和/或外径。例如，全盘管1282、1284的外径各自可为约18±2mm。
在一些实施例中，留置部1230的总高度H10为约10-约30mm，优选为约18±2mm。相邻盘管1284之间，即第一盘管1280的管子1222的侧壁1219与第二盘管1282的管子122的相邻侧壁1221之间的间隙的高度H12小于3.0mm，优选为约0.25-2.5mm，更优选为约0.5-2.0mm。
留置部1230还可包括最远的弯曲部1290。例如，留置部1230的最远部1290，其包括管子1222的开放远端1220，可相对于第三盘管1284的曲率向内弯曲。例如，最远部1290的弯曲中心轴线X1(示于图23D)可从管子1222的远端1220向留置部1230的弯曲中心轴线A延伸。
留置部1230能够在收缩姿态与展开姿态之间转换，其中留置部1230在收缩姿态时是直的，以插入到患者的尿路中，在展开构型时包括螺旋盘管1280、1282、1284。通常，管子1222自然地偏向于盘绕构型。例如，可将未盘绕或基本上直的导丝经由留置部1230插入，以保持留置部1230呈直的收缩姿态，例如如图24-27所示。当导丝被取出时，留置部1230自然地转换到其盘绕姿态。
在一些实施例中，开口1232、1233基本仅布置在盘管1280、1282、1284的径向面向内侧面1286或者受保护表面区域或内表面区域1000上，以防开口1232、1233被堵塞或阻塞。盘管1280、1282、1284的径向面向外侧面1288可基本没有开口1232。在类似的实施例中，在留置部1230的面向内侧面1286上的开口1232、1233的总面积可显著大于在留置部1230的径向面向外侧面1288上的开口1232的总面积。因此，当在输尿管和/或肾盂中引起负压时，输尿管和/或肾脏的粘膜组织可能被吸贴在留置部1230上，并且可能堵塞留置部1230的外周1002或保护性表面区域1001上的一些开口1232。然而，当这些组织接触留置部1230的外周1002或保护性表面区域1001时，位于留置部1230的径向向内侧面1286或者受保护表面区域或内表面区域1000上的开口1232未被明显堵塞。因此，可降低或消除这些组织因箍缩或接触引流开口1232而受伤的风险。
孔或开口分布实施例
在一些实施例中，第一盘管1280可没有或基本没有开口1232。例如，第一盘管1280上的开口1232的总面积可小于或基本小于全盘管1282、1284的开口1232的总面积。图24-27中图解了可用于盘绕的留置部(例如示于图23A-23E的盘绕的留置部1230)的开口或开口1232的各种布置的实施例。如图24-27所示，留置部1330描绘成未盘绕或直姿态，正如将导丝经由引流管腔插入时那样。
图24中图解了示例性留置部1330。为了更清楚地描述留置部1330的开口的安置，在本文中将留置部1330分为多个区段或穿孔区段，例如最近或第一区段1310、第二区段1312、第三区段1314、第四区段1316、第五区段1318以及最远或第六区段1320。本领域普通技术人员应理解的是，若需要还可包括更少或更多的区段。如本文所用，“区段”是指管子1322在留置部1330内的分立的段。在一些实施例中，这些区段的长度相同。在其它实施例中，一些区段可具有相同的长度，而其它区段可具有不同的长度。在其它实施例中，每个区段具有不同的长度。例如，每个区段1310、1312、1314、1316、1318和1320的长度可分别为L11-L16，其范围为约5-约35mm，优选为约5-15mm。
在一些实施例中，每个区段1310、1312、1314、1316、1318和1320包括一个或多个开口1332。在一些实施例中，每个区段均具有单个开口1332。在其它实施例中，第一区段1310具有单个开口1332，而其它区段具有多个开口1332。在其它实施例中，不同的区段具有一个或多个开口1332，每个开口1332的形状或总面积各不相同。
在一些实施例中，例如示于图23A-23E的留置部1230，从留置部1230在约0-约180度范围内延伸的第一盘管或半盘管1280可没有或基本没有开口。第二盘管1282可包括在约180-360度范围内延伸的第一区段1310。第二盘管1282还可包括安置在留置部1230的约360-540度范围内的第二区段1312和第三区段1314。第三盘管1284可包括安置在留置部1230的约540-900度范围内的第四区段1316和第五区段1318。
在一些实施例中，开口1332的尺寸被这样确定，使得第一区段1310的开口总面积小于相邻的第二区段1312的开口总面积。类似地，如果留置部1330还包括第三区段1314，则第三区段1314的开口总面积可大于第一区段1310或第二区段1312的开口总面积。第四区段1316、第五区段1318和第六区段1320的开口总面积和/或数量也可逐渐增加，以提高流经管子1222的液流。
如图24所示，所述管子的留置部1230包括五个区段1310、1312、1314、1316、1318，每个区段具有单个开口1332、1334、1336、1338、1340。留置部1330还包括第六区段1320，该第六区段1320包括管子1222的开放远端1220。在本实施例中，第一区段1310的开口1332的总面积最小。例如，第一区段的开口1332的总面积可为约0.002-约2.5mm2、约0.01-1.0mm2或0.1-0.5mm2。在一实施例中，开口1332距导管的远端1220约55mm，且其直径为0.48mm，面积为0.18mm2。在该实施例中，第二区段1312的开口1334的总面积大于第一区段1310的开口1232的总面积，并且大小可为约0.01-约1.0mm2。第三开口1336、第四开口1338和第五开口1350的大小也可为约0.01-约1.0mm2。在一实施例中，第二开口1334距导管1220的远端约45mm，且其直径为约0.58mm，面积为约0.27mm2。第三开口1336可距导管1220的远端约35mm，且其直径为约0.66mm。第四开口1338可距远端1220约25mm，且其直径为约0.76mm。第五开口1340可距导管的远端1220约15mm，且其直径为约0.889mm。在一些实施例中，管子1222的开放远端1220的开口最大，该开口的面积为约0.5-约5.0mm2或更大。在一实施例中，开放远端1220的直径为约0.97mm，面积为约0.74mm2。
如本文所述，可这样确定开口1332、1334、1336、1338、1340的位置和尺寸，使得当向导管1212的引流管腔1224施加负压，例如从引流管腔1224的近部1228施加负压时，流经第一开口1332的液体的体积流速更接近地对应于其流经更远区段上的开口的体积流速。如上所述，如果每个开口的面积相同，则当向引流管腔1224施加负压时，流经最近的第一开口1332的液体的体积流量将显著大于液体流经更靠近留置部1330的远端1220的开口1334的液体的体积流量。虽然不希望受到任何理论约束，但据信当施加负压时，引流管腔1224的内外压差在最近的开口区域处较大，且在移向所述管子的远端的各开口处减小。例如，可选择开口1332、1334、1336、1338、1340的尺寸和位置，以使流入第二区段1312的开口1334的液体的体积流量为流入第一区段1310的开口1332时的液体的体积流量的至少约30％。在其它实施例中，流入最近或第一区段1310的液体的体积流量小于流经引流管腔1224的近部的液体的总体积流量的约60％。在其它实施例中，当向引流管腔的近端施加负压例如约-45mmHg的负压时，流入两个最近区段(例如第一区段1310和第二区段1312)的开口1332、1334的液体的体积流量可小于流经引流管腔1224的近部的液体的体积流量的约90％。
本领域普通技术人员应理解的是，可采用多种不同的方式直接测量或计算具有多个开口或穿孔的导管或管子的体积流量和分布。如本文所用，“体积流量”是指在每个开口的下游和附近实际测得的体积流量，或者是指使用下述“计算体积流量”方法的体积流量。
例如，可使用分散的液体体积随时间变化的实际测量值来确定流经每个开口1332、1334、1336、1338、1340的体积流量。在一示例性实验装置中，具有独立室的多室容器可以密封在留置部1330周围并围住留置部1330，独立室的尺寸被确定为容纳留置部1330的区段1310、1312、1314、1316、1318、1320。可将每个开口1332、1334、1336、1338、1340密封在这些室之一中。当施加负压时，可测量从各个室经由每个开口1332、1334、1336、1338、1340吸入到管子3222中的液体体积的量，以确定随时间的推移而吸入到每个开口中的液体体积的量。由负压泵系统收集在管子3222中的液体体积的累积量将等于吸入到每个开口1332、1334、1336、1338、1340中液体之和。
作为选择，可使用模拟经管状体的液体流动的等式来对流经不同开口1332、1334、1336、1338、1340的液体体积流量进行数学计算。例如，可基于传质壳平衡评估来计算经由开口1332、1334、1336、1338、1340流入引流管腔1224的液体的体积流量。
图25中图解了具有开口2332、2334、2336、2338、2340的另一示例性留置部2230。如图25所示，留置部2230具有许多较小的穿孔或开口2332、2334、2336、2338、2340。每个开口2332、2334、2336、2338、2340可具有基本相同的横截面积，或者一个或多个开口2332、2334、2336、2338、2340可具有不同的横截面积。如图25所示，留置部2330包括如上所述的六个区段2310、2312、2314、2316、2318、2320，其中每个区段具有多个开口2332、2334、2336、2338、2340。在示于图25的实施例中，每个区段上的开口2332、2334、2336、2338、2340的数量朝向管子2220的远端2222增加，使得每个区段中的开口1332相比于近侧相邻区段而言总面积增大。
如图25所示，第一区段2310的开口2332沿第一虚线V1布置，该第一虚线V1基本平行于留置部2230的中心轴线X1。第二区段2312、第三区段2314、第四区段2316和第五区段2318的开口2334、2336、2338、2340按逐渐增加的行数分别布置于管子2222的侧壁上，使得这些区段的开口2334、2336、2338、2340也围绕管子2222的周边排队。例如，可将第二区段2312的一些开口2334这样布置，即围绕管子2222的侧壁周边延伸的第二虚线V2接触到多个开口2334的至少一部分。例如，第二区段2312可包括两行或更多行穿孔或开口2334，其中每个开口2334具有相同或不同的横截面积。此外，在一些实施例中，第二区段2312的至少一行可沿第三虚线V3对齐，该虚线V3平行于管子2222的中心轴线X1，但不与第一虚线V1同延。类似地，第三区段2314可包括五行穿孔或开口2336，其中每个开口2336具有相同或不同的横截面积；第四区段2316可包括七行穿孔或开口2338；并且第五区段2318可包括九行穿孔或开口2340。如先前实施例，第六区段2320包括单个开口，即管子2222的开放远端2220。在图25的实施例中，每个开口具有相同的面积，尽管一个或多个开口的面积可根据需要而不同。
图26中图解了具有开口3332、3334、3336、3338、3340的另一示例性留置部3230。图26的留置部3230包括多个尺寸相似的穿孔或开口3332、3334、3336、3338、3340。如先前实施例，留置部3230可分成六个区段3310、3312、3314、3316、3318、3320，每个区段具有至少一个开口。最近或第一区段3310具有一个开口3332。第二区段3312具有沿虚线V2对齐的两个开口3334，虚线V2围绕管子3222的侧壁的周边延伸。第三区段3314具有一组安置在虚三角形顶点处的三个开口3336。第四区段3316具有一组安置在虚正方形拐角处的四个开口3338。第五区段3318具有十个布置成在管子3222的侧壁上构成菱形的开口3340。如先前实施例，第六区段3320具有单个开口，即管子3222的开放远端3220。每个开口的面积可为约0.001-约2.5mm2。在图26的实施例中，每个开口具有相同的面积，尽管一个或多个开口的面积可根据需要而不同。
图27中图解了具有开口4332、4334、4336、4338、4340的另一示例性留置部4230。留置部4330的开口4332、4334、4336、4338、4340具有不同的形状和尺寸。例如，第一区段4310具有单个圆形开口4332。第二区段4312具有圆形开口4334，该圆形开口4334相比于第一区段4310的开口4332具有更大的横截面积。第三区段4314具有三个三角形开口4336。第四区段4316具有大的圆形开口4338。第五区段4318具有菱形开口4340。如先前实施例，第六区段4320包括管子4222的开放远端4220。图27图解了每个区段中不同形状开口的排列方式的一个实施例。应理解的是，可独立地选择每个区段中的每个开口的形状，例如第一区段4310可具有一个或多个菱形的开口或其它形状。每个开口的面积可相同或不同，且可为约0.001-约2.5mm2。
图28A-50B示出了包括远部5004的输尿管导管5000的附加实施例，远部5004包括留置部5012，该留置部5012用于将导管5000的引流管腔或管子5002的远部5004保持在输尿管、肾盂和/或肾脏中。如先前实施例，留置部5012可为柔性的和/或可弯曲，以允许其安置在输尿管、肾盂和/或肾脏中。例如，可能期望留置部5012可充分弯曲，以吸收施加在导管5000上的力并防止这些力传递到输尿管。此外，如果将留置部5012沿近端方向拉向患者的膀胱，则留置部5012的柔性可足以开始展开、伸直或塌陷，从而可拉其由输尿管中穿过。
在一些实施例中，留置部包括漏斗支架。不同形状的漏斗支架的非限制性实施例示于图28A-50B，下面对其详细讨论。通常，漏斗支架具有至少一个侧壁。漏斗支架的所述至少一个侧壁包括第一直径和第二直径，第一直径小于第二直径。漏斗支架的第二直径比第一直径更靠近引流管腔远部的端部。
现在参照图28A-28D，在一些实施例中，留置部5012包括漏斗形支架5014。漏斗形支架5014具有至少一个侧壁5016。如图28C和28D所示，外周1002或保护性表面区域1001包括漏斗形支架5014的外表面或外壁5022。在漏斗形支架5014的受保护表面区域或内表面区域1000上设有一个或多个引流孔、接口或穿孔或者内口5030。如图28C和28D所示，在漏斗形支架的基部5024有单个引流孔5030，尽管可存在多个孔。
漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016具有第一直径(第一外径)D14和第二直径(第二外径)D15，第一外径D14小于第二外径D15。漏斗支架5014的第二外径D15比第一外径D14更靠近引流管腔5002的远部5004的远端5010。在一些实施例中，第一外径D14可为约0.33-4mm(约1-约12Fr(法国导管标度))，或约2.0±0.1mm。在一些实施例中，第二外径D15大于第一外径D14，并且可为约1-约60mm、约10-约30mm或约18±2mm。
在一些实施例中，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016还可具有第三直径D17(示于图28B)，第三直径D17小于第二外径D15。漏斗支架5014的第三直径D17比第二直径D15更靠近引流管腔5002的远部5004的远端5010。下文将就唇部更详细地讨论第三直径D17。在一些实施例中，第三直径D17可为约0.99-约59mm或约5-约25mm。
漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016具有第一直径(第一内径)D16。第一内径D16比第三直径D17更靠近漏斗支架5014的近端5017。第一内径D16小于第三直径D17。在一些实施例中，第一内径D16可为约0.05-3.9mm或约1.25±0.75mm。
在一些实施例中，侧壁5016沿留置部5012的中心轴线5018的总高度H15可为约1-约25mm。在一些实施例中，例如，如果侧壁具有波状边缘或圆形边缘，如示于图33A，则该侧壁的不同部分的高度H15可改变。在一些实施例中，如果需要，该波动的范围可为约0.01-约5mm或更大。
在如图28A-50B所示的一些实施例中，漏斗支架5014可具有大致锥形。在一些实施例中，在漏斗支架5014的近端5017附近的外壁5022与漏斗支架5014的基部5024附近的引流管腔5002之间的角度5020可为约100-约180度、约100-约160度或约120-约130度。角度5020可随在漏斗支架5014的外周上的不同位置而发生变化，例如示于图31A，其中角度5020为约140-约180度。
在一些实施例中，所述至少一个侧壁5016的远端5010的边缘或唇部5026可为圆形、正方形或任何所需的形状。由边缘5026限定的形状例如可以是圆形(如图28C和32B所示)、椭圆形(如图31B所示)、波瓣形(如图37B、38B和40所示)、正方形、长方形或任何所需的形状。
现在参照图37A-40，示出了漏斗形支架5300，其中所述至少一个侧壁5302包括沿侧壁5302的长度L17的多个波瓣形纵向褶子5304。外周1002或保护性表面区域1001包括漏斗形支架5300的外表面或外壁5032。所述一个或多个引流孔、接口或穿孔或者内口布置在漏斗形支架5300的受保护表面区域或内表面区域1000上。如图37B所示，在漏斗形支架的基部有单个引流孔，尽管可存在多个孔。
褶子5304的数量可为2至约20个，或者约6个，如所示。在该实施例中，褶子5304可由一种或多种柔性材料例如硅树脂、聚合物、固体材料、织物或渗透性网状物形成，以获得所需的波瓣形状。褶子5304可具有大体圆形，如示于37B的剖视图所示。在漏斗支架5300的远端5306处的每个褶子5304的深度D100可相同或不同，并且可为约0.5-约5mm。
现在参照图38A-38C，一个或多个褶子5304可具有至少一个纵向支撑件5308。所述纵向支撑件5308可跨越漏斗支架5300的整个长度L17或长度L17的一部分。纵向支撑件5308可由柔性但又部分刚性的材料例如温敏形状记忆材料如镍钛诺形成。根据需要，纵向支撑件5308的厚度可为约0.01-约1mm。在一些实施例中，镍钛诺框架可覆盖有适当的防水材料例如硅树脂，以形成锥形部或漏斗。在那种情况下，允许液体沿漏斗支架5300的内表面5310流下并进入到引流管腔5312中。在其它实施例中，褶子5304由各种刚性或部分刚性的片或材料形成，这些片或材料被弯曲或模制而形成漏斗形留置部。
现在参照图39和40，褶子5402的远端或远边缘5400可包括至少一个边缘支撑件5404。所述边缘支撑件5404可跨越漏斗支架5408的远边缘5400的整个周边5406或者周边5406的一个或多个部分。所述边缘支撑件5404可由柔性但又部分刚性的材料例如温敏形状记忆材料如镍钛诺形成。根据需要，所述边缘支撑件5404的厚度可为约0.01-约1mm。
在一些实施例中，如图28A-28C所示，引流管腔5002(或漏斗支架5014)的远端5010可具有朝向漏斗支架5014的中心的面向内的唇部5026，以防刺激肾组织，该唇部5026例如为约0.01-约1mm。因此，漏斗支架5014可具有小于第二直径D15的第三直径D17，第三直径D17比第二直径D15更靠近引流管腔5002的远部5004的端部5010。唇部5026的外表面5028的边缘可为圆形的、正方形的边缘或任何所需的形状。唇部5026可有助于为肾盂和肾内组织提供额外的支撑。
现在参照图33A和33B，在一些实施例中，可使所述至少一个侧壁5204的远端5202的边缘5200具有一定的形状。例如，边缘5200可具有多个大致圆形的边缘5206或扇形边，如约4-约20个或更多个圆形边缘。圆形边缘5206可具有比直边更大的表面积，以帮助支撑肾盂或肾脏的组织并防止堵塞。边缘5200可具有任何所需的形状，但优选基本不具有或不具有锐边，以免损伤组织。
在例如示于图28A-28C和31A-32B的一些实施例中，漏斗支架5014包括与引流管腔5002的远部5004相邻的基部5024。基部5024包括至少一个内口5030，该内口5030与引流管腔5002的近部5006的内管腔5032对准，以允许液体流入到引流管腔5002的近部5006的内管腔5032中。在一些实施例中，开口5030的横截面是圆形，尽管形状可以改变，例如椭圆形、三角形、正方形等。
在如图31A-32B所示的一些实施例中，漏斗支架5014的中心轴线5018偏离引流管腔5002的近部5006的中心轴线5034。漏斗支架5014的中心轴线5018偏离近部5006的中心轴线5034的距离X可为约0.1-约5mm。
基部5024的所述至少一个内口5030的直径D18(例如示于图28C和32B)为约0.05-约4mm。在一些实施例中，基部5024的内口5030的直径D18约等于引流管腔的相邻近部5006的第一内径D16。
在一些实施例中，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016的高度H15与漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016的第二外径D15之间的比率为约1:25至5:1。
在一些实施例中，基部5024的所述至少一个内口5030的直径D18为约0.05-约4mm，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016的高度H15为约1-约25mm，且漏斗支架5014的第二外径D15为约5-约25mm。
在一些实施方案中，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016的厚度T11(例如示于图28B)可为约0.01-约1.9mm或约0.5-约1mm。所述至少一个侧壁5016在各处的厚度T11可大致相同，或者它可根据需要变化。例如，所述至少一个侧壁5016在引流管腔5002的远部5004的远端5010附近的厚度T11可小于或大于其在漏斗支架5014的基部5024处的厚度T11。
现在参照图28A-30，所述至少一个侧壁5016沿其长度可以是直的(如图28A和29所示)、凹的(如图30所示)或其任何组合。如图30所示，侧壁5016的曲率可由距离点Q的曲率半径R近似计算，使得以Q为中心的圆与曲线相交并且具有与曲线相同的斜率和曲率。在一些实施例中，曲率半径为约2-约12mm。在其它实施例中，漏斗支架5014的形状可大致呈半球形。
在一些实施例中，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016由球囊5100形成，例如如图44A、44B、47A和47B所示。只要能获得漏斗支架以防输尿管、肾盂以及/或者肾脏的其余部分被堵塞，球囊5100可具有任何形状。如图44A和44B所示，球囊5100具有漏斗形状。通过经由气口5102添减气体或空气，球囊可在插入后充气，或者在移除前放气。气口5102可简单地与球囊5100的内部5104邻接，例如球囊5100可与内部5106相邻，或者包住引流管腔5002的近部5006的邻部的外部5108。球囊5100的侧壁5110的直径D19可为约1-约3mm，并且可沿其长度变化，使得该侧壁具有相同的直径，或朝向远端5112逐渐变窄，或朝向漏斗支架5116的近端5114逐渐变窄。漏斗支架5116的远端5112的外径D20可为约5-约25mm。
在一些实施例中，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016沿其高度H15是连续的，例如示于图28A、29和30。在一些实施例中，漏斗支架5014的所述至少一个侧壁5016具有实心壁，例如侧壁5016在一侧与液体例如尿液接触24小时后通过侧壁是不可渗透的。
在一些实施例中，漏斗支架的所述至少一个侧壁沿其高度或主体是不连续的。如本文所用，“不连续”是指所述至少一个侧壁具有至少一个开口，以允许液体或尿液例如在重力或负压的作用下经由该开口流入到引流管腔中。在一些实施例中，所述开口可以是穿过所述侧壁的常规开口，或者是网状物材料中的开口，或者是渗透性织物中的开口。根据需要，所述开口的横截面形状可为圆形或非圆形，例如长方形、正方形、三角形、多边形、椭圆形。在一些实施例中，“开口”是在包括盘绕的管子或管道的导管的留置部中的相邻盘管之间的间隙。
如本文所用，“开口”或“孔”是指从侧壁的外侧到内侧或者从侧壁的内侧到外侧穿过侧壁的连续的空的空间或通道。在一些实施例中，所述至少一个开口中的每一个可具有相同或不同的面积，并且该面积可为约0.002-约100mm2或约0.002-约10mm2。如本文所用，开口的“面积”或“表面积”或“横截面积”是指由开口周界限定的最小或极小平面面积。例如，如果开口呈圆形，且在侧壁外侧的直径为约0.36mm(面积为0.1mm2)，但在侧壁内或侧壁的相对侧上的某个点处的直径仅为0.05mm(面积为0.002mm2)，则“面积”将为0.002mm2，因为那是流经侧壁上的开口的极小或最小平面面积。如果所述开口呈正方形或长方形，则“面积”将是平面区域的长度乘以宽度。对于任何其它形状，可通过本领域技术人员熟知的常规数学计算来确定“面积”。例如，通过拟合形状来填充开口的平面区域，计算每种形状的面积且将这些面积相加，即得到不规则形状的开口的“面积”。
在一些实施例中，至少一部分侧壁包括至少一个(一个或多个)开口。通常，所述开口的中心轴线可大体垂直于侧壁的平外表面，或者所述开口可与侧壁的平外表面成一角度。所述开口的孔尺寸可在其整个深度上是相同的，或者宽度可沿深度变化，从侧壁的外表面贯穿到其内表面的宽度增大、减小或交替增减。
现在参照图22A-22E、23A、23E、24-27、36、41A、41B、42和43，在一些实施例中，至少一部分侧壁具有至少一个(一个或多个)开口。所述开口可安置在沿侧壁的任何位置。例如，所述开口可均匀地安置在整个侧壁上，或者安置在侧壁的特定区域中，例如更靠近侧壁的远端或近端，或者沿侧壁的长度或周边而垂直、水平或随机地分组。虽然不希望受到任何理论约束，但据信当在引流管腔近部的近端施加负压时，漏斗支架的近部中与输尿管、肾盂和/或其它肾组织直接相邻的开口可能是不可取的，因为这样的开口可能会减小输尿管导管远部的负压，从而减少从肾脏和肾盂中吸出或流出的液体或尿液，以及或许会刺激组织。
根据需要，开口数可为1至1000个或更多。例如，在图36中示出了6个开口(每侧有3个)。如上所述，在一些实施例中，所述至少一个开口中的每一个可具有相同或不同的面积，并且该面积可为约0.002-约50mm2或约0.002-约10mm2。
在一些实施例中，如图36所示，开口5500可布置得更靠近侧壁5504的远端5502。在一些实施例中，所述开口安置在侧壁的朝向远端5502的远半部5506上。在一些实施例中，开口5500围绕远半部5506的周边均匀分布，或者更靠近侧壁5504的远端5502。
相反，在图41B中，开口5600安置在内侧壁5604的近端5602附近，并且不直接接触组织，因为在开口5600与组织之间有外侧壁5606。作为选择或另外，根据需要，一个或多个开口5600可安置在内侧壁的远端附近。可通过一个或多个支架5608或脊，将内侧壁5604与外侧壁5606连接起来，从而将内侧壁5604的外侧5610连接到外侧壁5606的内侧5612上。
在例如示于图22A-22E、23A、23D-23F、28B、28D、29、31A、31B、32A、32B、33A、33B、34、35、36、37A、37B、38A-38C、39、40、41A、41B、42、43、44A、44B、46A、46B、48B、49A、49B、50A和50B的一些非限制性实施例中，受保护表面区域或内表面区域1000可由多种不同的形状或材料构建。受保护表面区域或内表面区域1000的非限制性实施例可包括例如漏斗150b、5014、5116、5300、5408、5508、5614、5702、5802、6000的内部152b、5028、5118、5310、5410、5510、5616、5710、5814、6004，盘管183b、184b、185b、187b、334b、1280、1282、1284的内部164b、166b、168b、170b、338b、1281、1283、1285，多孔材料5900、6002的内部5902、6003，网状物5704、5804的内部162b、5710、5814，或者带有受保护引流孔533b的笼530b的内部536b。
在一些非限制性实施例中，在受保护表面区域1000上设有至少一个受保护的引流孔、接口或穿孔133b、1233。在经由导管施加负压治疗时，尿路上皮或粘膜组织1003、1004贴合或塌陷到导管的留置部130b、330b、410b、500b、1230、1330、2230、3230、4230、5012、5013的外周189b、1002或保护性表面区域1001上，由此防止或抑制尿路上皮或粘膜组织1003、1004堵塞设在受保护表面区域或内表面区域1000上的一个或多个受保护的引流孔、接口或穿孔133b、1233，从而在肾盂和肾盏与引流管腔124b、324b、424b、524b、1224、5002、5003、5312、5708、5808之间建立、保持或增强开放的液柱或液流。
在一些实施例中，留置部130b、330b、410b、500b、1230、1330、2230、3230、4230、5012、5013包括一个或多个具有面向外侧面1288和面向内侧面1286的螺旋盘管，其中外周1002或保护性表面区域1001包括所述一个或多个螺旋盘管的面向外侧面1288，并且所述至少一个受保护的引流孔、接口或穿孔133b、1233设在所述一个或多个螺旋盘管的面向内侧面1286(受保护表面区域或内表面区域1000)上。
例如，如图34所示的漏斗形状可形成符合肾盂的自然解剖形状的侧壁5700，以防尿路上皮收缩液柱。漏斗支架5702的内部5710形成受保护表面区域1000，在该受保护表面区域1000中贯穿有开口5706，该开口5706提供了液柱从肾盏流入引流管腔5708的通道。类似地，图35的网状物形式还可在肾盏与导管的引流管腔5808之间形成受保护表面区域1000，例如网状物5804的内部5814。网状物5704、5804包括贯穿其中的多个开口5706、5806，以允许液体流入到引流管腔5708、5808中。在一些实施例中，开口的最大面积可为小于约100mm2或小于1mm2，或者为约0.002-约1mm2或约0.002-约0.05mm2。网状物5704、5804可由如上所述的任何合适的金属或聚合物材料形成。
在一些实施例中，漏斗支架还包括在其远端之上的覆盖部。该覆盖部可与漏斗支架形成为整体部件，或连接到漏斗支架的远端。例如，如图35所示，漏斗支架5802包括覆盖部5810，该覆盖部5810越过漏斗支架5802的远端5812且由此伸出。覆盖部5810可具有任何期望的形状，例如平形、凸形、凹形、波浪形及其组合。覆盖部5810可由如上所述的网状物或任何聚合物固体材料形成。覆盖部5810可提供外周1002或保护性表面区域1001，以帮助支撑肾脏区域中的易受影响的组织，从而促进尿液生成。
在一些实施例中，漏斗支架包括多孔材料，例如如图48A-49B所示。下面详细讨论图48A-49B以及合适的多孔材料。简言之，在图48A-49B中，多孔材料本身就是漏斗支架。在图48A和48B中，漏斗支架是多孔材料的楔形物。在图49A和49B中，多孔材料呈漏斗形。在一些实施例中，例如图42，多孔材料5900安置在侧壁5904的内部5902内。在一些实施例中，例如图43，漏斗支架6000具有与侧壁6006的内部6004相邻布置的多孔衬垫6002。多孔衬垫6002的厚度T12例如可为约0.5-约12.5mm。多孔材料内的开口面积可为约0.002-约100mm2或更小。
现在参照图46A、46B，例如，输尿管导管112b的留置部130b包括导管管子122b，该导管管子122b具有加宽和/或渐细的远端部，该远端部在一些实施例中被配置成安置在患者的肾盂和/或肾脏中。例如，留置部130b可为漏斗形结构，其包括外表面185b和内表面186b，外表面185b被配置成布置紧靠在输尿管和/或肾脏壁上，且内表面186b被配置成将液体导向导管112b的引流管腔124b。留置部可被配置成具有外表面185b和内表面186b的漏斗形支架，其中外周189b或保护性表面区域1001包括漏斗形支架的外表面185b，且所述一个或多个引流孔、接口或穿孔133b、1233设在漏斗形支架基部的内表面186b上。在示于图41A和41B所示的另一实施例中，留置部可被配置成具有外表面和内表面5616的漏斗形支架5614，其中外周1002或保护性表面区域1001包括外侧壁5606的外表面。受保护表面区域1000可包括内漏斗的内侧壁5604，并且所述一个或多个引流孔、接口或穿孔5600可设在漏斗形支架的内侧壁5604上。
现在参照图46A和46B，留置部130b可包括近端188b和远端190b，近端188b与引流管腔124b的远端相邻且具有第一直径D11，远端190b具有第二直径D12，而且当留置部130b处于其展开姿态时第二直径D12大于第一直径D11。在一些实施例中，留置部130b可从塌陷或收缩姿态转换到展开姿态。例如，留置部130b可沿径向向外偏移，使得当留置部130b推进到其集液位置时，留置部130b(例如漏斗部)沿径向向外扩张成展开状态。
输尿管导管112b的留置部130b可由能够从塌陷状态转换到展开状态的各种适当材料形成。在一实施例中，留置部130b包括由温敏形状记忆材料例如镍钛诺形成的尖齿件或细长件的框架。在一些实施例中，镍钛诺框架可覆盖有适当的防水材料例如硅树脂，以形成锥形部或漏斗。在那种情况下，允许液体沿留置部130b的内表面186b流下并进入到引流管腔124b中。在其它实施例中，留置部130b由各种刚性或部分刚性的片或材料形成，这些片或材料被弯曲或模制成漏斗形留置部，如图46A和46B所示。
在一些实施例中，输尿管导管112b的留置部可包括一个或多个机械刺激装置191b，用于刺激输尿管和肾盂的相邻组织中的神经和肌肉纤维。例如，机械刺激装置191b可包括线性或环形致动器，该致动器嵌入或安装在导管管子122b的侧壁的一些部分之中或附近，并被配置成发出低水平的振动。在一些实施例中，可对输尿管和/或肾盂的一些部分提供机械刺激，以补充或改善通过施加负压获得的疗效。虽然不希望受到理论约束，但据信这种刺激通过例如刺激神经和/或促动与输尿管和/或肾盂相关的蠕动肌来影响相邻的组织。刺激神经和促动肌肉可能引起周围组织和器官中的压力梯度或压力水平的变化，这可有助于或在某些情况下增强负压治疗的疗效。
参照图47A和47B，根据另一实施例，输尿管导管312b的留置部330b包括导管管子322b，该导管管子322b具有形成于螺旋结构件332b中的远部318b以及安置在螺旋结构件332b附近的膨胀件或球囊350b，以在肾盂中和/或集液位置提供额外的留置度。球囊350b可膨胀到足以使其保持在肾盂或输尿管中，但又足够低以免使这些结构膨胀或受伤的压力。合适的膨胀压力为本领域技术人员已知，并且可通过反复试验来轻易辨别。如先前所述实施例，可通过弯曲导管管子322b来形成一个或多个盘管334b，从而获得螺旋结构件332。盘管334b可具有如上所述的恒定或可变的直径和高度。导管管子322b还包括设在其侧壁上的多个引流接口336b，以允许将尿液吸入到导管管子322b的引流管腔324b中，并经由引流管腔324b从体内导出，例如在盘管334b的面向内和/或面向外侧面上。
如图47B所示，膨胀件或球囊350b可包括环形囊状结构件，该结构件的横截面例如大体呈心形且其表面或覆盖物352b限定了腔体353b。腔体353b与膨胀管腔354b流体连通，且膨胀管腔354b平行于由导管管子322b限定的引流管腔324b延伸。球囊350b可被配置成插入到肾盂的锥形部中并膨胀，由此使其外表面356b接触并倚靠在输尿管和/或肾盂的内表面上。膨胀件或球囊350b可包括朝向导管管子322b沿纵向和径向向内延伸的渐缩内表面358b。内表面358b可被配置成将尿液导向导管管子322b，以将尿液抽吸到引流管腔324b中。也可将内表面358b安置成阻止液体积聚在输尿管中，例如围绕在膨胀件或球囊350b的周围。理想的是，膨胀留置部或球囊350b的尺寸被确定为使膨胀留置部或球囊350b适位于肾盂内，且其直径可为约10-约30mm。
参照图48A-49B，在一些实施例中，留置部410b包含附接到导管管子422b的远端421b上的多孔和/或海绵状材料。该多孔材料可被配置成引导和/或吸收尿液，并将尿液导向导管管子422b的引流管腔424b。留置部410b可被配置成具有外表面和内表面的漏斗形支架，其中外周1002或保护性表面区域1001包括漏斗形支架的外表面，且多孔材料中的所述一个或多个引流孔、接口或穿孔可设在漏斗形支架的多孔材料内或内表面426b上。
如图49A和49B所示，留置部410b可为多孔楔形结构，其被配置成插入并留置在患者的肾盂中。所述多孔材料包括多个孔和/或通道。例如，可由于重力或导管412b中引入的负压而经由通道和孔吸入液体。例如，液体可经由孔和/或通道进入楔形留置部410b，并通过例如毛细管作用、蠕动或者作为在孔和/或通道中所引入的负压的结果而被引向引流管腔424b的远开口420b。在其它实施例中，如图49A和49B所示，留置部410b包括由多孔海绵状材料形成的中空漏斗结构件。如箭头A所示，液体沿漏斗结构件的内表面426b流下，并进入到由导管管子422b限定的引流管腔424b中。此外，液体可经由侧壁428b的多孔海绵状材料中的孔和通道进入留置部410b的漏斗结构件中。例如，合适的多孔材料可包括开孔聚氨酯泡沫，例如聚氨酯醚。合适的多孔材料还可包括编织层或非编织层的层压板，其例如包含聚氨酯、硅树脂、聚乙烯醇、棉或聚酯，其含有或不含有抗菌添加剂如银以及用于改变材料性能的添加剂如水凝胶、水胶体、丙烯酸或硅树脂。
参照图50A和50B，根据另一实施例，输尿管导管512b的留置部500b包括扩张笼530b。扩张笼530b包括一个或多个沿纵向和径向延伸的中空管522b。例如，管子522b可由诸如镍钛诺的弹性形状记忆材料形成。笼530b被配置成从用以插入到患者的尿路中的收缩状态转换到用以安置在患者的输尿管和/或肾脏中的展开状态。中空管522b包括多个引流接口534b，这些引流接口534b可安置在所述管子上，例如在其径向面向内侧面上。接口534b被配置成允许液体经接口534b流入或吸入到相应的管子522b中。液体经由中空管522b流入到由输尿管导管512b的导管体526b限定的引流管腔524b中。例如，液体可沿图50A和50B中的箭头532b所示的路径流动。在一些实施例中，当在肾盂、肾脏和/或输尿管中引起负压时，输尿管壁和/或肾盂的一些部分可被吸贴在中空管522b的外表面上。引流接口534b被这样布置和配置，即当对输尿管和/或肾脏施以负压时，引流接口534b不会被输尿管构造明显堵塞。
经涂覆和/或浸渍的输尿管导管
参照图51-54，在一些实施例中，所述装置的至少一部分或全部例如本文所述导管和/或流出导管的任一或全部可涂覆和/或浸渍有至少一种本文所述的涂料/浸渍剂材料。本文所述任何一般统一标示为7010的装置，例如导管的部分或全部可用本文所述涂料/浸渍剂材料中的至少一种进行涂覆和/或浸渍。
在一些实施例中，装置7010可被配置成便于在患者的尿路内插入和/或移除经涂覆的装置7010，以及/或者一旦装置7010插入到患者的尿路内，则至少一个涂层和/或浸渍层7022可改善装置7010的功能。装置7010可被配置成插入到患者的输尿管、肾盂和/或肾脏中的一个或多个中。可将装置7010部署成其端部7044或留置部7020保持在尿路内的期望位置。如本文所详述，可将装置7010的尺寸确定为使装置7010稳固地适位于尿路内的期望位置。装置7010在缩回状态下可窄到足以使经涂覆后的装置7010可轻易地被插入和移除。装置7010可具有本文所述的任何构型，例如导管或支架。在一些实施例中，合适导管的留置部7020包括漏斗、盘管、球囊、笼、海绵和/或其组合。
待涂覆和/或浸渍的装置7010可由至少一种装置材料形成或包含至少一种装置材料，该装置材料包括铜、银、金、镍-钛合金、不锈钢、钛和/或生物相容性聚合物的至少一种，该生物相容性聚合物例如为聚氨酯、聚氯乙烯、聚四氟乙烯(PTFE)、乳胶、涂有硅树脂的乳胶、硅树脂、聚乙交酯或聚(乙醇酸)(PGA)、聚丙交酯(PLA)、聚(丙交酯-共-乙交酯)、聚羟基烷酸酯、聚己内酯和/或聚(富马酸亚丙酯)，如上文所详述。
在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可存在于装置7010的至少外周1002或保护性表面区域1001、7038之上和/或之中，在经由导管施加负压时，其防止粘膜组织1003堵塞所述至少一个受保护的引流孔、接口或穿孔7036。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可存在于装置7010的任何部分和/或全部之上和/或之中。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可存在于留置部7020的至少一部分和/或全部之上和/或之中。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可存在于所述装置的至少一部分和/或全部表面之上和/或之中。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可存在于所述装置的至少外表面7028之上和/或之中，以及/或者存在于所述装置的整个外表面7028之上或之中。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可存在于装置7010的其它部分例如任何上述导管组件的部分或全部输送导管之上和/或之中。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022由一种或多种柔性涂层材料形成，该涂层材料不会明显或显著地影响经涂覆和/或浸渍的装置7010的柔性。
在一些实施例中，所述至少一个涂层7022可包括一个或多个涂层，例如1-10或2-4个涂层。在一些实施例中，形成装置7010所用的材料(本文所述的装置材料)可涂覆有至少一种本文所述的涂料/浸渍剂材料。可将涂层7022施加或形成为多层，应理解的是，一个涂层的组分可能会迁移到一个或多个相邻或邻近的层中，以及/或者迁移到表面或装置7010内。
在一些实施例中，形成装置7010所用的材料(本文所述的装置材料)可浸渍有至少一种本文所述的涂料/浸渍剂材料。如本文所用，“浸渍”是指本文所述的涂料/浸渍剂材料的至少一部分渗透到形成装置7010所用的装置材料的外表面之下和/或至少一部分之内。在一些实施例中，本文所述的不同涂料/浸渍剂材料以及/或者不同数量的相应涂料/浸渍剂材料可用于浸渍装置7010的不同部分或区域。例如，留置部7020可浸渍有本文所述的涂料/浸渍剂材料中的至少一种，例如至少一种润滑材料和/或至少一种抗微生物材料，而引流管仅浸渍有至少一种抗微生物材料。根据需要，装置7010的部分或全部皆可进行浸渍和/或涂覆。在一些实施例中，在装置7010内的不同深度处可存在不同浸渍剂层。
所述至少一种涂料/浸渍剂材料(其可用作涂层材料和/或浸渍剂材料，简称为“涂料/浸渍剂材料”)包含润滑剂、抗微生物材料、pH缓冲剂或抗炎材料中的至少一种(一种或多种)。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可用于改善装置7010的短期或长期性能，减轻装置7010在尿路中插入/移除期间所造成的疼痛，以及/或者降低与长期使用留置装置相关的风险。
例如，装置7010的至少一部分可涂覆和/或浸渍有包含至少一种润滑剂的至少一种涂料/浸渍剂材料。包含至少一种润滑剂的至少一个涂层和/或浸渍层7022可例如具有比未经涂覆/未经浸渍的装置更低的摩擦系数，起到润滑剂的作用，以及/或者在存在液体如水分或尿液的情况下变得润滑或光滑。所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中的润滑剂的存在可使装置7010更容易部署和移除。一般而言，在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可包含被配置成解决与留置导管相关的问题和不适根源的材料。
作为选择或另外，装置7010可涂覆和/或浸渍有抗微生物材料、pH缓冲剂和/或抗炎材料中的至少一种。所述抗微生物材料、pH缓冲剂和/或抗炎材料中的至少一种可降低与长期使用留置导管相关的风险，例如组织穿过所述装置的一些部分向内生长，当所述装置的一些部分接触周围的液体和/或组织时引起的异物反应，所述装置周围的组织感染，以及/或者在所述装置的一些部分上形成结壳。结壳可能是由例如蛋白质吸附以及/或者矿物质或尿结晶的堆积引起的。
在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022包含至少一种润滑剂。在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022的外表面或层包含至少一种润滑剂。可根据以下方面来描述润滑涂层/浸渍层：该润滑涂层/浸渍层的润滑程度或动摩擦系数，或者与未经涂覆装置或者包括具有外层的一个或多个涂层/浸渍层的装置相比所提供的减摩量，该涂层/浸渍层的外层的动摩擦系数大于涂有润滑剂的可比装置的动摩擦系数。可使用ASTM方法D1894-14(2014年3月)测定动摩擦系数。可将刚性心轴经由试验中的支架/导管区段的内管腔插入，该内管腔的尺寸被确定为使该支架/导管内管腔具有最小的内部开放空间，并且使沿所述材料拖动滑件(sled)时所述内管腔任何可能产生的收缩达到最小。作为选择，可将导管管子切开并打开成平片，以进行测试。
在一些实施例中，所述润滑剂可包含至少一种亲水润滑材料。示例性亲水润滑材料包括以下物质中的至少一种(一种或多种)：聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯基醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯，以及上述材料的其它丙烯酸聚合物或共聚物，或者聚电解质。示例性亲水涂料/浸渍剂是可商购自Koninklijke DSM N.V.的含聚电解质的亲水涂料。在美国专利号8512795中公开了合适的包含聚电解质的亲水涂料/浸渍剂材料的实例，该专利文献通过引用并入本文。
在一些实施例中，所述至少一个涂层/浸渍层7022可包含至少一种非亲水材料。例如，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022的一个或多个层可由聚四氟乙烯(例如Teflon)、硅氧烷、硅树脂或聚硅氧烷或者其它光滑和/或低摩擦材料构成或形成。
在一些实施例中，所述润滑剂可包含至少一种聚合物材料，例如至少部分交联的聚合物材料(例如凝胶或水凝胶)。在一些实施例中，所述至少一种聚合物材料容易吸收或截留流体或液体。凝胶或水凝胶是包括三维的物理或化学地键合的聚合物网络的系统，该系统将流体或液体例如水截留在分子间空间中。如本领域所知，凝胶或水凝胶可指至少部分交联的材料，该材料包含大量的液体部分但在稳态时表现出低流动性或无流动性。按重量计，凝胶通常大部分是液体，但由于交联结构而表现得像固体。由于凝胶和水凝胶能容纳高的含水量、孔隙率以及软稠度，因此水凝胶接近模拟了天然活组织，凝胶和水凝胶可以是化学稳定的，且它们可降解并最终分解和溶解。在一些实施例中，所述至少一种润滑剂具有生物相容性。
例如，有用的凝胶或水凝胶可包含以下物质中的一种或多种：聚乙二醇、聚乙烯基吡咯烷酮、聚四氟乙烯、聚乙烯基醇、聚丙烯酰胺、聚甲基丙烯酸酯，以及/或者包含聚丙烯酸(PAA)和/或二硫化物交联的(聚(低聚(环氧乙烷)单甲醚甲基丙烯酸酯))(POEMA)的水凝胶。由于吸收或截留液体(例如水分)，结果一些亲水材料可变成凝胶状、光滑和/或平整。
因此，当存在液体(例如水分和/或尿液)时，润滑剂的亲水材料可在支架或导管装置7010与相邻的患者尿路部分之间提供升高的润滑性。
可根据需要将亲水润滑材料、非亲水润滑材料和/或聚合物润滑材料的组合或混合物用于相同或不同的涂料/浸渍剂或其层中。在一些实施例中，基于涂料/浸渍剂材料组合物的总重量，在干燥或固化之前的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种润滑剂的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。在一些实施例中，基于经干燥或固化的涂层/浸渍层的总重量，在干燥或固化之后的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种润滑剂的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。
在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可包含至少一种抗微生物材料，例如用以抑制组织生长和/或防止感染。例如，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中的任何一个例如最外层7024和/或任何次层7026可包含所述至少一种抗微生物材料本身，或者包含所述至少一种抗微生物材料的一种或多种材料，例如由浸渍有抗微生物材料的合适生物相容性材料形成的聚合物基质。作为选择或另外，次层7026可包含脂质体涂层或相似材料，并可被配置成递送噬菌体或药物治疗。抗微生物材料可以指例如防腐材料、抗病毒材料、抗细菌材料、抗真菌材料和/或抗生素材料中的至少一种，例如抗生素药物或治疗剂。合适的抗细菌、抗真菌和/或防腐的试剂和材料的实施例可包括氯己定、银离子、一氧化氮、噬菌体、西罗莫司和/或磺胺。一些抗细菌材料例如西罗莫司也可充当免疫抑制剂，以减少由留置导管引起的异物反应。可包含在至少一个涂层和/或浸渍层7022中的合适抗生素材料的实施例可包括阿德诺西林、左氧氟沙星、青霉素、四环素、司帕沙星和/或万古霉素。为了避免或减少感染的发生，可选择此类抗微生物药物的剂量或浓度，例如本领域技术人员所知的剂量或浓度，如约1-约100mcg/cm3。涂层的抗微生物材料和/或抗细菌材料还可包括诸如肝素、磷酰胆碱、二氧化硅和/或类金刚石碳的材料，以阻止蛋白质吸附、生物膜形成、矿物质和/或晶体堆积或相似风险因素中的任一种。为涂层提供有用的功能特性的其它合适抗微生物材料可包括其它抗微生物肽、卡泊芬净、壳聚糖、聚对二甲苯以及有机硅烷和赋予机械抗微生物特性的其它材料。
在一些实施例中，基于涂料/浸渍剂材料组合物的总重量，在干燥或固化之前的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种抗微生物材料的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至100％重量。在一些实施例中，基于经干燥或固化的涂层/浸渍层的总重量，在干燥或固化之后的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种抗微生物材料的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。
在一些实施例中，包含抗微生物材料的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022应在装置7010的整个使用寿命期间为经涂覆的装置7010提供适当的保护，尽管抗微生物性能存在的时段可能较短。因此，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022应足够厚并包含足够的抗微生物材料，以在经涂覆装置7010的使用寿命期间持续表现出抗微生物性能，该使用寿命可为约1天至约1年、约10至约180天或者约30至约90天。
在一些实施例中，作为选择或另外，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可包含至少一种pH缓冲材料，以缓冲尿路中的液体例如尿液的pH。这种缓冲材料例如可减少或消除有可能附着在经涂覆装置7010的表面上的结壳。据信，pH缓冲材料通过抑制或阻止尿结晶的形成来减少结壳，该尿结晶通常附着在安置在尿路内的留置结构件上。例如，在存在能够产生脲酶的生物体的情况下，铵浓度和pH的局部升高能导致磷酸钙、磷酸镁或磷酸铵镁中的至少一种晶体的形成，而尿酸盐和草酸盐的晶体随着pH值降低更常见。尿液的pH可为约4.5-约8.0，通常为约6.0。
当尿路中液体的pH上升到大于预定值例如6.0或7.0时，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可将所述至少一种缓冲材料中的部分或全部释放到该液体中。作为选择或另外，当尿路中液体的pH下降到小于预定值例如5.5或6.0以下时，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可将所述至少一种缓冲材料中的部分或全部释放到该液体中。作为选择或另外，当钙、镁、磷、草酸盐或尿酸中的至少一种的浓度达到预定值时，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可将所述至少一种缓冲材料的部分或全部释放到液体中。例如，对于其液体或尿液中的钙、镁、磷、草酸盐或尿酸中的至少一种的含量升高的患者，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可将所述至少一种缓冲材料的部分或全部释放到液体中所对应的分析物的合适预定值的实施例如下：钙至少约15mg/分升(dl)，镁至少约9mg/dl，磷至少约60mg/dl，草酸盐至少约1.5mg/dl，以及尿酸至少约36mg/dl。具体地，钙通常被表示为与尿肌酐之比，即其正常值为尿钙：尿肌酐<0.14。可利用液体或尿液样品的比色分析、光谱法或显微镜法中的一种或多种来确定这些分析物在液体或尿液中的含量。“正常”值和参考范围通常以“mg/24h”为单位提供，因为排泄量由饮食摄入量高度驱动，由此预计排泄量会随时间而变化。通过使用某些药物如利尿剂也可显著影响这些分析物的排泄。由于分析物与涂层的至少一部分或一组分结合，因而装置可通过释放一种或多种缓冲剂来本质上“检测出”分析物的水平并对其作出反应。为了确定涂层的结合亲和力，可设置特定分析物的预定阈值，以根据需要使不同水平的结合来触发所述一种或多种缓冲剂不同量的释放。
合适的pH缓冲材料的实施例可包括例如浸渍在可溶性聚合物材料层中的酸式盐。本领域技术人员将理解的是，随着酸式盐在体液或水分存在下溶解，将产生酸溶液。理想的是，所产生的酸溶液抑制结壳的形成，但其并未酸到损伤体组织。可用作合适的pH缓冲层的合适酸式盐的实施例可包括弱酸盐，例如柠檬酸钠、乙酸钠和/或碳酸氢钠。在一些实施例中，可将pH缓冲材料分散在水凝胶、胶体和/或共聚物基质例如甲基丙烯酸与甲基丙烯酸甲酯共聚物中，并用高亲和力钙结合剂或磷酸盐结合剂例如乙二醇四乙酸(EGTA)分散或分层。
在一些实施例中，基于涂料/浸渍剂材料组合物的总重量，在干燥或固化之前的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种pH缓冲材料的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。在一些实施例中，基于经干燥或固化的涂层/浸渍层的总重量，在干燥或固化之后的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种pH缓冲材料的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。
在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可包括最外层7024以及单个或多个次层7026(例如包括抗微生物次层或pH缓冲次层)。在其它实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022的次层7026可包括例如施加在装置7010的外表面7028上的第一次层7030，其包含pH缓冲材料，例如用于减少尿结晶的结壳；以及覆盖至少一部分第一次层7030的第二次层7032。例如，第二次层7032可包含抗微生物材料。作为选择，第一次层7030可包含抗微生物材料，而第二次层7032可包含pH缓冲材料。
在一些实施例中，作为选择或另外，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可包含至少一种抗炎材料。在插入体内后，在体内例如在血浆和生物流体中的蛋白质和其它生物分子吸收在该装置或植入物的生物材料表面上。可能导致非特异性生物分子和蛋白质吸附以及随后的白细胞粘附，这些吸附物和粘附物被称为“生物污垢”。可导致随后的炎症反应例如生物材料介导炎症，该炎症反应是涉及蛋白质吸附、白细胞募集/激活、炎症介质分泌以及部分或全部装置或植入物的纤维包封的复杂反应。例如通过降低蛋白质结合和削弱免疫反应传播力来减少炎症反应，可防止或减少在不存在或存在负压的情况下由于与所述装置接触而对尿路组织可能造成的损伤。
合适抗炎材料的非限制性实施例包括抗炎剂和防污表面处理材料。合适抗炎剂的实施例包括地塞米松(DEX)、肝素或α-促黑素细胞激素(α-MSH)中的至少一种。合适防污表面处理材料的实施例包括含聚乙二醇聚合物、聚(2-甲基丙烯酸羟乙酯)、聚(N-异丙基丙烯酰胺)、聚(丙烯酰胺)、磷酰胆碱基聚合物、甘露醇、低聚麦芽糖和牛磺酸基团中的至少一种。
在一些实施例中，基于涂料/浸渍剂材料组合物的总重量，在干燥或固化之前的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种抗炎材料的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。在一些实施例中，基于经干燥或固化的涂层/浸渍层的总重量，在干燥或固化之后的所述至少一个涂层和/或浸渍层7022中所述至少一种抗炎材料的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量、约20至100％重量或者约50至约100％重量。
在一些实施例中，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022可包括最外层7024以及包含所述至少一种抗炎材料的单个或多个次层7026。在一些实施例中，最外层7024可包含至少一种pH缓冲材料，并且一个或多个次层7026可包含所述至少一种抗炎材料。
在一些实施例中，在涂料/浸渍剂的施加以及干燥和/或固化之后，所述至少一个涂层和/或浸渍层7022的总厚度，或浸渍到所述装置材料中的深度可为约0.001μm(约1nm)至约10.0mm、约0.001μm至约5mm、约0.001-约5.0mm、约0.01-约1.0mm或者约0.001μm至约0.2mm。在一些实施例中，在涂料/浸渍剂层的施加以及干燥或固化之后，多个涂层/浸渍层中的每个涂层/浸渍层的厚度可为约0.001μm至约10.0mm、约0.001μm至约5.0mm、约0.001-约500μm。
在一些实施例中，所述至少一个水合或溶胀的涂层和/或浸渍层7022的总厚度或浸渍到所述装置材料中的深度可为约0.1μm至约25.0mm、约0.1-约500μm或者约20μm±20％。
在一些实施例中，在干燥或固化之前，涂料/浸渍剂材料组合物的密度可为约0.1-约200mg/μl或1mg/μl。在干燥或固化之前，待施加到装置7010上的涂料/浸渍剂材料还可包含至少一种载体或助剂，例如水、醇、硅油如聚二甲基硅氧烷和/或聚合物基质材料如水凝胶，例如包含聚丙烯酸(PAA)和/或二硫化物交联的(聚(低聚(环氧乙烷)单甲醚甲基丙烯酸酯))(POEMA)的水凝胶。
在一些实施例中，基于用于相应层的涂料/浸渍剂材料组合物的总重量，在干燥或固化之前，涂料/浸渍剂材料组合物中的润滑剂、抗微生物材料、pH缓冲剂或抗炎材料中的至少一种的浓度可为约0.1至约99.9％重量或100％重量。在一些实施例中，可将涂料/浸渍剂材料组合物在干燥或固化之前以每层约0.001-约5mg/cm2或约2mg/cm2±50％的量施加到装置7010上。在一些实施例中，对于包含至少一种抗微生物剂的涂料/浸渍剂材料组合物，可将该涂料/浸渍剂材料组合物在干燥或固化之前以每层约0.001-约5mg/cm2、约2mg/cm2±50％或者约0.005-约0.025mg/cm2的量施加到装置7010上。
在一些实施例中，最外涂层/浸渍层7024包含所述至少一种润滑剂。在一些实施例中，所述至少一种润滑剂(例如亲水材料、凝胶或水凝胶)被配置成在暴露于液体(例如水分和/或尿液)时保留或者至少部分或完全地消散，例如当将导管装置7010部署在患者的尿路中时所发生的那样，以暴露或揭露所述至少一个涂层和/或浸渍层7022的其它材料或者导管装置7010在润滑剂涂层之下的外表面7028。例如，当润滑剂消散时，可露出安置在最外层7024之下的一个或多个次层或下层。最外层7024的润滑剂可被配置成在植入后的期望时段内消散到周围的液体或组织中。由于润滑剂可主要打算促进经涂覆装置7010的插入和安置，因此最外层7024的部分或全部可在插入尿路后的相当短的时段内消散。例如，最外层7024可被配置成在插入和/或放置到尿路内之后的6小时至10天、12小时至5天或者1至3天内完全、基本或部分地消散。如本文所用，当最外层7024的至少约90％、至少约95％、约95％或约98％已从导管7010的表面或最外层之下的涂层释放时，材料例如最外层7024的部分或全部基本消散，并且已被吸收到周围的液体和/或组织1003、1004中，以及/或者从患者体内排出。在一些实施例中，在1-10天内消散的最外层7024在水合或活化之前或之时的总厚度可为0.01μm至5.0mm、0.001-2.5mm或者0.01-1.0mm。在一些实施方案中，最外层7024的厚度可在很大程度上取决于，在溶解以露出导管装置7010的所述至少一个涂层/或浸渍层7022的次层7026以及/或者外表面7028前，最外层7024在尿路内应保持在原位的多长时间。
在最外层7024消散后，安置在最外层7024之下的一个或多个次层7026的材料可保持在原位以在长期时段内提供特定的性质或功能，或者可被配置成释放到周围的液体和/或组织中，以例如为周围的液体和/或组织提供所需的治疗或有益效果。例如，所述一个或多个次层7026的材料可被配置成在范围为约1天至约1年、约30-约180天或者约45-约90天的时段内缓慢释放到周围的组织中。在一些实施例中，次层7026的消散率取决于最外层7024的厚度。例如，次层7026的总厚度可为约0.01μm至5.0mm、约0.01-4.0mm或者约0.1-约3.0mm。在一些实施例中，可选择次层7026的厚度，以使其保留或者溶解和释放材料，以在装置7010处于尿路内的整个使用寿命或时段内改善导管装置7010的功能。
在其它实施例中，最外层7024可被配置成在经涂覆装置7010处于尿路内的部分或全部时段内保持粘附在经涂覆装置7010上，并且在一些实施例中被配置成在经涂覆装置7010处于尿路内的部分或全部时段内保持其有益特性。例如，当在患者的尿路内时，最外层7024可保持在原位达10天、45天、90天或达至少一年。为了将有益或亲水特性保持达至少一年，最外层7024可薄至0.01mm或更薄，或者可厚于5.0mm，可能厚达10.0mm。作为选择或另外，最外层7024可由在尿路内时不溶解或不降解或者仅缓慢降解的材料形成。例如，某些光滑或低摩擦的非亲水性材料例如聚四氟乙烯PTFE(例如Teflon)可能会长期时段保持在原位而不溶解。
当被配置成在长期时段内保持诸如亲水性的特性时，最外层7024可被配置成具有时间依赖型渗透性或释放性，使得次层7026的本体材料可穿过最外层7024并到达周围的液体和/或组织。例如，最外层7024可包括用于允许水分或液体透过最外层7024并到达所述一个或多个次层7026的构造和/或空隙空间。为了获得这种渗透性，最外层7024可包含保持有主体亲水性的复合材料，而最外层7024的所述至少一种起作用的材料具有一些特性，例如选择性扩散性、溶解性和/或多孔性(例如微孔性、中孔性或大孔性)。根据国际纯粹与应用化学联合会(IUPAC)命名法，微孔性、中孔性和大孔性分别是指材料的孔径小于2.0nm、介于2.0nm与50nm之间以及大于50nm。可用于形成多孔材料的工艺可包括例如相分离、气体发泡及软模板和硬模板技术，以及其它选择性和增材制造方法。
作为选择或另外，如图53示意性所示，最外层7024可包括至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052，其穿过最外层7024并延伸至所述一个或多个次层7026。所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可以是最外层7024的材料中固有的、自然形成的或(人为)构建的。例如，最外层7024可以上天然多孔的。在一些实施例中，至少一个开口、孔、空间和/或微通道可通过任何合适的工艺例如包括将钉或穿刺针按压穿过固化的最外层7024形成。在其它实施例中，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可通过蚀刻或溶解部分最外层7024而形成。所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可被这样配置，即液体例如水分穿过最外层7024到达次层7026，并且来自次层7026的溶解材料穿过最外层7024的所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052而到达周围的液体和/或组织。在一些实施例中，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052最初延伸穿过整个最外层7024，使得一旦装置7010安置在尿路中，液体即可渗透到所述一个或多个次层7026。在其它实施例中，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可部分地延伸穿过最外层7024。在那种情况下，液体例如水分或尿液可能会聚集在所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052中，使得部分所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052在插入尿路后的最初时段溶解。随着时间的推移，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052溶解遍及最外层7024的剩余部分，最终接触并露出部分所述一个或多个次层7026。这样，直到装置7010插入到尿路中之后过了一段时间，次层7026的功能材料才开始释放。所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可具有任何尺寸和数量，只要足以使液体例如水分从中穿过而接触到所述一个或多个次层7026，并且足以使次层7026的溶解材料穿过所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052而到达周围的液体和/或组织。例如，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052的横截面积可为约0.01μm2至约1.0mm2、约0.1-约0.5mm2或者约0.2-约0.4mm2。可在最外层7024之中或之上以各种构型和布置方式形成所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052。例如，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可以是具有任何所需构型例如横截面基本上呈圆形、椭圆形或任何形状的多个开口。在其它实施例中，所述至少一个开口、孔、空间和/或微通道7052可以是在最外层7024的表面上或内部沿任何方向(例如轴向和/或周向)延伸的槽或穴。
如图52和53所示，在一些实施例中，次层7026安置在装置7010的外表面7028(例如细长管7012)与最外层7024之间。次层7026可被配置成例如通过解决与装置7010如留置导管的长期使用相关联的一个或多个上述问题，来改善经涂覆装置7010的长期性能。例如，所述一个或多个次层7026可通过以下一种或多种方式来改善经涂覆装置7010的长期性能：抑制组织的向内生长；减轻所部署的经涂覆装置7010的周围组织所发生的异物反应；减少经涂覆装置7010的周围组织的感染；以及/或者减少尿结晶在经涂覆装置7010上的结壳。
在一些实施例中，旨在使所述至少一个涂层和/或浸渍层7022接触经涂覆装置7010周围的液体和/或组织1003、1004的一些部分，这些部分可通过自然力或施加的负压而与装置7010接触。因此，可能只需将所述至少一个涂层和/或浸渍层7022施加在下列的至少一部分或全部上：装置7010的全部，或至少一部分例如留置部7020的外周1002或者面向外侧面或保护性表面1001、7038。在一些情况下，如前所述，留置部7020的包括至少一个受保护的引流孔、接口或穿孔7036的内周边、面向内侧面或受保护表面区域1000、7034可基本没有或没有所述至少一个涂层和/或浸渍层7022。作为选择，如结合图54所述，装置7010的受保护表面1000、7034和保护性表面1001、7038均可涂覆有所述至少一个涂层和/或浸渍层7022，例如用以提供所述涂层的一种或多种上述优点以及/或者促进可制造性(例如将涂层沉积到装置7010上)。
本文所述的至少一个涂层和/或浸渍层7022可适合与任何或所有装置7010，例如本文所述的输尿管导管联用。例如，可将所述至少一个涂层和/或浸渍层7022施加到具有远部7018的装置7010上，该远部7018包括扩张式留置部7020，该扩张式留置部7020当部署在肾脏和/或肾盂内的所需位置时限定了三维形状7040，该三维形状7040的尺寸和位置被确定为使该三维形状7040保持液体在肾脏与装置7010的近部7014和/或近端7016之间流动的通畅性，从而使至少一部分液体流经扩张式留置部7020。在那种情况下，可将所述至少一个涂层和/或浸渍层7022施加在留置部7020的与三维形状7040的表面接触的部分上。此外，如先前所述实施例，为了匹配肾盂的尺寸和形状，可使在横断扩张式留置部7020的中心轴线A的平面上，由展开的扩张式留置部7020限定出的三维形状7040的二维切片7042的面积朝向扩张式留置部7020的远端7044增大。
在一些实施例中，留置部7020包括从肾盂沿径向延伸至肾脏的盘绕的留置部。盘绕的留置部7020可包括至少具有第一直径的第一盘管7046以及至少具有第二直径的第二盘管7048，第二直径可大于第一直径以对应于肾盂的尺寸和形状。在一些实施例中，只需将所述至少一个涂层和/或浸渍层7022施加在盘管7046、7048的外表面或保护性表面1001、7038上，因为只有这样的外表面或保护性表面1001、7038才与身体组织接触。盘管7046、7048的受保护表面1000、7034可未涂覆有所述至少一个涂层和/或浸渍层7022。
在一些实施例中，装置7010的保护性表面1001、7038和受保护表面1000、7034两者中的至少一部分或全部例如盘管7046、7048可涂覆有所述至少一个涂层和/或浸渍层7022。例如，对于制造或生产而言，将所述至少一个涂层和/或浸渍层7022施加到装置7010或细长管7012的所有表面上可能更容易些。在一些实施例中，装置7010例如整个细长管7012可涂覆有亲水层或最外层7024，因为细长管7012或装置7010在经由患者的尿路插入期间可呈基本上线性(例如未盘绕)构型。只需将可有助于改善装置7010的长期性能的次层7030、7032施加在装置7010或细长管7012的可能与体液或组织接触的部分(例如管子7012的面向外部分)上。
用于顺序功能的多层涂料/浸渍剂
在其它实施例中，如图54所示，经涂覆装置7110包括一个或多个具有多种或不同功能的涂层和/或浸渍层7122。可将涂层和/或浸渍层7122施加在装置7010的至少一部分或全部上。如先前实施例，涂层和/或浸渍层7122可包括一个或多个最外层7124以及一个或多个最内层7126。涂层和/或浸渍层7122还可包括安置在所述一个或多个最外层7124与所述一个或多个最内层7126之间的多个次层7128、7130、7132。多个次层7128、7130、7132可由不同的材料形成，并且可分别解决留置导管的不同问题以及/或者改善装置7110的不同功能。所述一个或多个最外层7124和多个次层7128、7130、7132可被配置成循序消散，从而使所述涂层和/或浸渍层在预定时段内提供第一特性或功能，在预定第二时段内提供第二特性，以及在预定第三时段内提供第三特性。例如，所述一个或多个涂层和/或浸渍层7122可被这样配置，即最外层7124和次层7128、7130、7132随时间的消散产生周期性和/或间歇性效应，包括但不限于抗微生物和/或抗细菌作用周期与间歇给药周期一起循环。在一些情况下，可控制药物递送在预定时间发生，例如将药物递送限制为在将经涂覆装置7110插入尿路后的12小时释放、24小时释放或48小时释放。类似地，可在移除经涂覆装置7110之前，提供另一次药物的12小时释放、24小时释放或48小时释放。
最外层7124在厚度和材料特性上可与先前描述的最外层基本相似。例如，最外层7124可提供润滑的外表面，该外表面被配置成使装置7110在尿路中的插入和放置比不存在润滑涂层时更容易。最外层7124可被配置成在植入体内后保留或在不久后例如在植入后的1-10天内消散。
可选择多个次层7128、7130、7132，以使这些次层保留达预定的时段并在导管装置7110于尿路中的使用期或预期时限内消散。例如，对于被设计成在尿路中存在10-20天周期的导管，五个次层中的每一个可被配置成在约2-4天内消散或溶解。如上所述，在另一实施例中，包含治疗剂的层可在插入后的12小时、24小时或48小时内消散。包含其它材料例如抗微生物材料和/或pH缓冲材料的次层可在更长的时间周期例如1-10天、2-8天或者3-5天的周期内消散。
在一些实施例中，所述多个次层7128、7130、7132包括安置在最外层7124之下的第一次层7128。第一次层7128可被配置成在与水分接触时开始消散到周围组织中，如一旦部分最外层7124消散时会发生的那样。如先前实施例，第一次层7128的材料可被配置成解决留置导管的问题以及/或者改善涂层7122的功能特性。例如，第一次层7128可包括抗微生物层，该抗微生物层在预定时段例如植入后的几天内提供保护阻止微生物进入涂层7122之中或之上。
在插入后的几小时和/或几天的过程中，第一次层7128消散，从而使第二次层7130暴露于液体或水分。第二次层7130可包含一种或多种涂料和/或浸渍材料，以提供另一种特性来改善装置7110的功能。例如，第二次层7130可包含一定剂量的治疗剂，例如一定剂量的抗生素。第二次层7130可被配置成在短时间段(例如几小时或一天)内递送所述剂量的治疗剂，或者在稍长时间段(例如1-10天、2-8天或者3-5天)内缓慢释放治疗剂。一旦治疗剂被释放且第二次层7130消散到周围的液体或组织中，第三次层7132即可暴露于尿路的水分或液体。第三次层7132可包含具有附加或不同功能特性的材料。例如，第三次层7132可以是pH缓冲层，用于减少或消除装置7110上结壳的存在。在其它实施例中，第三次层7132可以是另一抗微生物层和/或抗细菌层。第三次层7132可被配置成在原位保留数小时或数天，这与先前所述的次层或层的情况相同。
装置7110还可包括一个或多个附加次层7026，该次层7026所包含的材料具有不同性质，用于解决留置导管的问题以及/或者改善涂层7122和经涂覆装置7110的功能。例如，涂层7122可包括多个治疗层，这些治疗层包含安置在含抗微生物材料的各次层7026之间的一定剂量的抗生素剂。因此，涂层7122可提供由无抗生素递送时段分隔的间歇抗生素剂量，从而降低抗生素浓度升高到适当水平之上的风险。
在一些实施例中，涂层7122还包括安置在装置7110或细长管7112的外表面7124与最内次层7128之间的最内层7126。最内层7126在尺寸和材料组成上可与本文所述的最外层7124相似。例如，最内层7126可包含上述涂层材料的任何一种，例如当暴露于水分时变得润滑的亲水材料。在一些实施例中，最内层7126可在装置7110移除之前不久才暴露。最内层7126可被配置成一旦暴露于液体或水分即变得光滑和润滑，这有助于将装置7110经由尿路移除。例如，当最内层7126变得润滑时，装置7110的细长管7112可更容易地滑过身体组织，从而便于装置7110的移除。
经皮导尿管
现在将讨论被配置成经由经皮进入部位插入到肾脏和/或肾盂中的输尿管导管的实施例。这些输尿管导管尤其可与示于图21A和21B的先前所述的泵系统800一起使用。如先前实施例，被配置成用于经皮插入的输尿管导管可包括多种留置部，这些留置部被配置成将导管的远部和/或远端保持在肾脏和/或肾盂内。例如，可将本文所述的盘管、漏斗、扩张笼、球囊和/或海绵中的任一种用作留置部，以将经由经皮进入部位插入的导管端部保持在尿路内(例如在肾盂、输尿管和/或肾脏内)的期望位置。
参照图55，将讨论示例性经皮肾造口管或尿液旁路导管8010。然而，应理解的是，可按与下述相似的方式来使用本文讨论的任何导管。示例性尿液旁路导管8010被配置为部署在尿路中，且包括用于将导管8010保持在尿路内期望位置的留置部8016。旁路导管8010的留置部8016可与导管8010的远部8014整体形成，或者可以是通过常规紧固件或粘合剂安装到导管8010的细长管8018的远端8022上的单独结构件。在输尿管导管8010的先前示例性实施方案中，提供了许多适于将细长管8018的远端8022保持在肾盂内的示例性留置部8016。例如，包括盘管、漏斗、笼、球囊和/或海绵中的一种或多种的留置部8016可适于与旁路导管8010一起使用。在一些情况下，例如可通过翻转留置部8016而可使这样的留置部8016适于与尿液旁路导管8010一起使用，以应对尿液旁路导管8010经由肾脏而非经由输尿管进入肾盂这一情形。
无论选择哪种实施方案，留置部8016都创立了外周或受保护表面区域，以防尿路组织收缩或堵塞在肾脏的肾单位与细长管8018的管腔之间延伸的液柱。在一些实施例中，这样的留置部8016可包括面向内侧面或受保护表面区域8024，其包括一个或多个引流开口、穿孔和/或接口8026，用于接收由肾脏8102产生的液体例如尿液；并且留置部8016还可包括面向外侧面或保护性表面区域8028，其没有或基本没有引流接口8026。理想的是，面向内侧面或受保护表面区域8024以及面向外侧面或保护性表面区域8028被这样配置，即当经由细长管8018施加负压时，将尿液经由所述一个或多个引流接口8026吸入到管子8018的管腔中，同时防止粘膜组织例如输尿管和/或肾盂的组织明显堵塞所述一个或多个引流接口8026。如在上述输尿管导管中，可改变各引流接口8026的尺寸和其间间距，以实现负压在肾盂和/或肾脏内的不同分布，如本文所述。在一些实施例中，所述一个或多个引流接口8026中的每一个的直径为约0.0005-约2.0mm、约0.05-约1.5mm或约0.5-约1.0mm。在一些实施例中，引流接口8026可为非圆形，且其表面积可为约0.0002-约100mm2、约0.002-约10mm2或约0.2-约1.0mm2。引流接口8026可沿留置部8016的轴向长度等距地隔开。在其它实施例中，与引流接口8026均匀隔开的实施例相比，更靠近留置部8016的远端8022的引流接口8026可间隔得更紧密些，以增加流经更远引流接口8026的液流。
留置部8016可以是适于将细长管8018的远端8022保持在尿路内期望位置的任何结构件。例如，尺寸足够的留置部8016的轴向长度L11可为约5-约100mm、20-约80mm或50mm。
在一些实施例中，留置部8016包括扩张式结构件，该扩张式结构件可从当将导管8010插入或移出患者身体时的收缩状态转换到扩张或展开状态，该扩张或展开状态被配置成将留置部8016锚定并保持在肾盂和/或肾脏中。在一些实施例中，为了充分地将导管8010保持在尿路内的期望位置，在展开时的留置部8016限定了三维形状8032，且确定该三维形状8032的尺寸和位置，以保持在肾脏与导管8010的近端之间流动的液柱的通畅性。此外，理想的是，由肾脏8102产生的液体的至少一部分流经留置部8016和管子8018，而不流经输尿管。在横断扩张式留置部8016的中心轴线A的平面上由展开的扩张式留置部8016限定出三维形状8032的二维切片803的面积可朝向扩张式留置部8016的远端8022减小，从而使留置部8016呈金字塔形或倒圆锥形。在一些实施例中，在横断扩张式留置部8016的中心轴线A的平面上由展开的扩张式留置部8016限定出的三维形状8032的最大横截面积小于或等于约500mm2或小于或等于350mm2，或者为100-500mm2或200-约350mm2。
在一些实施例中，留置部8016包括具有倒螺旋盘管的盘绕的留置部。盘绕的留置部8016可包括多个螺旋盘管8036、8038、8040，这些螺旋盘管8036、8038、8040这样布置，即外周或外部区域接触并支撑肾脏和/或肾盂的组织，以防安置在螺旋盘管8036、8038、8040的面向内侧面或受保护表面区域上的受保护的引流孔、接口8026或穿孔被堵塞或阻塞。
盘绕的留置部8016可包括至少具有第一直径的第一盘管8036，至少具有第二直径的第二盘管8038，以及至少具有第三直径的第三盘管8040。为了使留置部8016适位于肾盂内，最远或第三盘管8040的直径可小于第一盘管8036或第二盘管8038的直径。因此，盘管8036、8038、8040的直径以及/或者相邻盘管8036、8038、8040之间的步距或高度可规则或不规则地变化。在一些实施例中，多个盘管8036、8038、8040可形成锥形或倒金字塔形。在一些实施例中，盘绕的留置部8016可包括多个尺寸相似的盘管，或者例如可包括多个近端尺寸相似的盘管和最远的盘管，最远盘管的直径小于多个盘管的其它盘管的直径。
选择盘管8036、8038、8040的直径以及相邻盘管之间的步距或高度，以使留置部8016在期望的时段内保持在肾盂和/或肾脏中。特别地，期望盘绕的留置部8016足够大，使得其能够保持在肾盂中且在准备移除导管8010之前不会进入输尿管或回到肾脏中。例如，最近或第一盘管8036的外径可为约10-约30mm、约15-25mm或约20mm。第二盘管8038的直径可为约5-25mm、约10-20mm或约15mm。最远或第三盘管8040的直径可为约1-20mm、约5-15mm或约10mm。
经皮输尿管导管的附加示例性留置部
图56A和56B中示出了输尿管导管8410的另一实施例，该输尿管导管8410被配置成经皮插入患者的肾盂。如先前实施例，输尿管导管8410由细长管8418形成，该细长管8418包括包含留置部8416的远部8414。留置部8416是盘绕的留置部，该盘绕的留置部包括多个缠绕在细长管8418的基本线性或直的段或部8430周围的盘管。
盘绕的留置部8416还包括最远盘管8432，该盘管8432由在留置部8416的直段或直部8430的远端处弯曲约90-约180度的弯部8434形成。留置部8416还包括一个或多个附加盘管，例如第二或中间盘管8436以及第三或最近盘管8438，它们缠绕在管子8418的直部8430周围。细长管8418还包括在最近盘管8438之后的远端8440。远端8440可以是封闭的，也可以是开放的以接收来自患者尿路的尿液。
如先前实施例，选择盘管8432、8436、8438的尺寸和取向，以使留置部8416保持在肾盂中而不会进入输尿管或缩回到肾脏中。例如，最大或最近盘管8438的直径可为约10-30mm、约15-25mm或约20mm。盘管8436和8438可具有较小的直径，例如5-25mm、约10-20mm或约15mm。如先前实施例，盘绕的留置部8416可具有锥形外观，其中盘管8432、8436、8438逐渐变窄，从而使留置部8416的外观呈倒金字塔形或倒锥形。
同样如先前实施例，留置部8416还包括开口或引流接口8442，该开口或引流接口8442安置在盘绕的留置部8416的径向向内侧面或受保护表面区域上。由于盘管8432、8436、8438围绕直部8430延伸且防止肾盂和/或肾脏的组织接触直部8430，所以开口或引流接口8442也可安置在留置部8416的直部8430上。如先前实施例，将留置部8416穿越导丝以线性取向经由肾脏和肾盂插入。当导丝被取出后，留置部8416采用盘绕或展开构型。
已参考各种实施例描述了本发明的在前实施例和实施方案。其他人在阅读和理解了前述实施例之后会做出修改和改变。因此，前述实施例不应被理解为限制了本发明。
Claims (18)
1.一种用于在尿路的一部分中引起负压的负压治疗设备，所述设备包括导尿管，所述导尿管包括：
(a)流入导管，其包括被配置成与植入在所述尿路外部的植入的负压源流体连通的第一端；及留置部，其包括被配置成部署在所述尿路的肾脏和/或肾盂内的第二端，所述留置部包括导向至少一个流入引流管腔的至少一个引流孔，所述流入引流管腔用于将来自所述肾脏和/或肾盂的液体导向所述负压源；及
(b)流出管道或流出导管，其包括被配置成与所述植入的负压源流体连通的第一端，及第二端，所述第二端被配置成安置在所述患者的膀胱中以将所述液体排到所述膀胱中，或者安置在所述患者的尿路外部以从体内排出尿液，
其中当由所述负压源经过所述至少一个流入引流管腔施加负压时，液体经过所述至少一个引流孔被抽吸到所述至少一个流入引流管腔中，穿过所述至少一个流入引流管腔，并穿过所述流出管道或流出导管的至少一个流出引流管腔以将所述液体排到所述膀胱中或所述尿路外部，从而从体内排出尿液。
2.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述流入导管流体连接至所述流出管道或流出导管，使得液体从所述至少一个流入导管直接穿过到达所述至少一个流出管道或流出导管。
3.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述流入导管与所述流出管道或流出导管构成整体，从而形成连续的管。
4.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述至少一个流入导管与所述至少一个流出管道或流出导管相邻。
5.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述流入导管被配置成连接至所述负压源的流入接口，并且所述流出管道或流出导管被配置成连接至所述负压源的流出接口，使得液体从所述至少一个流入引流管腔穿过，经过所述负压源，到达所述至少一个流出引流管腔。
6.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中，当部署所述流入导管的留置部时，所述流入导管的留置部限定了三维形状，所述三维形状被确定尺寸并安置，以便当经过所述流入导管施加负压时，通过抑制粘膜组织明显地阻塞所述至少一个引流孔，保持在所述肾脏和/或肾盂与所述流入导管的近端之间的液体流动通畅。
7.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述流入导管的留置部包括具有第一直径的至少第一盘管和具有第二直径的至少第二盘管，所述第一直径大于所述第二直径。
8.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述流入导管的留置部包括多个盘管，并且其中所述多个盘管的最远端盘管的直径小于所述多个盘管的其它盘管。
9.如权利要求1所述的负压治疗设备，其中所述流入导管的留置部包括含有至少一个引流孔的径向面向内侧面，及基本上不含引流孔的径向面向外侧面。
10.一种在尿路的一部分中引起负压的系统，所述系统包括：
可植入的负压源，其被配置成植入在体内的所述尿路外部；及
如权利要求1所述的负压治疗设备。
11.如权利要求10所述的系统，其中所述可植入的负压源包括泵。
12.如权利要求10所述的系统，其中施加至所述流入导管的近端的所述负压能够自约0.1mmHg至约150mm Hg变动。
13.如权利要求10所述的系统，其进一步包括控制器，所述控制器被配置成将由所述负压源提供的正压和/或负压调节在促进从所述肾脏增加的尿液产生的压力范围内。
14.如权利要求10所述的系统，其进一步包括一个或多个生理传感器，所述传感器被配置成向所述控制器提供表示至少一种身体状况的信息，并且其中所述控制器被配置成基于所述表示所述至少一种身体状况的信息启动或停止所述负压源的运行。
15.如权利要求10所述的系统，其进一步包括与所述至少一个流入引流管腔流体连通的至少一个液体传感器，其中所述负压源的所述控制器被配置成：
接收并处理来自所述至少一个液体传感器的信息，以确定经过所述至少一个流入引流管腔的液体的流速和流量中的至少一种；
将所确定的流速或流量与目标值进行比较；及
基于所述比较来调节所述负压源，以增加或减少经过所述至少一个流入引流管腔的流速或流量中的至少一种。
16.如权利要求11所述的系统，其中所述泵包括：
外壳，其限定流体连接至所述至少一个流入引流管腔的至少一个液体流入接口，及流体连接至所述至少一个流出引流管腔的至少一个流出接口；以及
至少部分地围在所述外壳内的泵室，所述泵室流体连接至所述至少一个液体流入接口和所述至少一个液体流出接口，其中所述泵被配置成通过所述至少一个流入引流管腔将所述液体抽吸到所述泵室中，从而对所述肾脏和/或肾盂的至少一部分施加负压。
17.如权利要求11所述的系统，其中所述泵进一步被配置成将来自所述泵室的液体排到所述至少一个流出引流管腔。
18.如权利要求11所述的系统，其中所述负压源包括无线收发器，所述无线收发器被配置成从远程计算机设备接收操作指令，并向所述远程计算机设备提供来自所述负压源的关于负压治疗的信息。
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