DE102022115568A1

DE102022115568A1 - Katheter zur lokalen Behandlung von Tumorgewebe in intravasalen und intraluminalen Räumen

Info

Publication number: DE102022115568A1
Application number: DE102022115568.4A
Authority: DE
Inventors: Joachim Georg Pfeffer; Andreas Ritter; Federico Pedersoli; Peter Isfort; Philipp Bruners
Original assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Current assignee: Rheinisch Westlische Technische Hochschuke RWTH
Priority date: 2022-06-22
Filing date: 2022-06-22
Publication date: 2023-12-28
Also published as: WO2023247708A1

Abstract

Die Erfindung betrifft einen Katheter zur lokalen Behandlung von Gewebe, insbesondere von Tumorgewebe oder anderen unerwünschten Gewebetypen, in intravasalen und intraluminalen Räumen zum Einführen in ein Gefäß für die Dauer der Behandlung. Der Katheter umfasst einen flexiblen, zylindrischen Körper (2) mit einem ersten Lumen (14.1) zur Aufnahme eines Führungsdrahts zur Steuerung des Katheters (1), einem zweiten Lumen (14.2) und wenigstens einem dritten Lumen (14.3) zum getrennten Einbringen chemischer und/oder biologischer Therapeutika in das Gewebe, wobei der zylindrische Körper (2) röntgendichte Merkmale aufweist. Der Katheter umfasst ferner eine leitfähige Struktur (6) zum Erzeugen gepulster elektrischer Felder, wobei die leitfähige Struktur (6) wenigstens ein erstes und ein zweites Strukturelement (8.1, 8.2) umfasst. Zudem eine erste und eine zweite elektrische Versorgungsleitung (10.1, 10.2) vorgesehen, die isoliert voneinander sind. Die Erfindung betrifft zudem ein Kathetersystem.

Description

Die Erfindung betrifft einen Katheter zur lokalen Behandlung von Gewebe, insbesondere von Tumorgewebe oder anderen unerwünschten Gewebetypen, in intravasalen und intraluminalen Räumen zum Einführen in ein Gefäß für die Dauer der Behandlung.
Das Anwendungsgebiet des Katheters ist somit nicht auf Tumorgewebe beschränkt. Mit dem Katheter kann jegliches Gewebe behandelt werden, bspw. auch Gewebe, das zwar nicht zwangsläufig bösartig (tumorös) ist, sich aber an unerwünschten Stellen bildet.
Die lokale Tumortherapie umfasst traditionell das chirurgische Entfernen des Tumors. Eine chirurgische Entfernung ist aber insbesondere bei Tumoren, die entlang vorgegebener Strukturen oder um Gefäße herum wachsen, oftmals nicht möglich, da bei diesen Tumoren die Gefahr besteht, angrenzende Strukturen zu verletzen. Hierzu zählen beispielsweise Tumore, die entlang von Gallengängen oder an Gallenganggabelungen wachsen.
Aus dem Stand der Technik sind daher weitere lokale Therapieformen, umfassend unterschiedliche thermale und nicht-thermale Ablationsverfahren, bekannt. Zu den thermalen Ablationsverfahren zählen beispielsweise die Radiofrequenzablation, die Mikrowellenablation oder die Kryoablation. Bei den nicht-thermalen Ablationsverfahren sind insbesondere auf Elektroporation basierende Verfahren zu nennen.
Die Elektroporation beschreibt den Effekt, dass sich infolge von gepulsten elektrischen Feldern Poren in Zellmembranen bilden. Bei der irreversiblen Elektroporation wird die Zellmembran irreversibel geschädigt, was schließlich zu einem Absterben der Zellen führt. Bei der reversibel Elektroporation ist die Porenbildung in den Zellmembranen reversibel. Die Elektrochemotherapie macht sich das Prinzip zunutze, indem mithilfe der Poren (und damit zielgerichtet im Areal der reversiblen Elektroporation) die Chemotherapeutika ins Zellinnere deutlich verstärkt diffundieren können.
Vorteil dieser nicht-thermalen Ablationsverfahren im Gegensatz zu den thermalen Ablationsverfahren ist, dass unmittelbar neben dem Tumor verlaufende Gefäße in ihrer Struktur erhalten werden können.
WO2006/104934 A2 betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Ablation von Zellen. Die Vorrichtung umfasst eine Sonde und eine längliche Hülse. Am distalen Ende der Sonde sind Elektroden für die Ablation des Gewebes mittels Radiofrequenz- oder Mikrowellenenergie angeordnet. Darüber hinaus umfasst die Vorrichtung eine Vakuumquelle, die mit einem proximalen Ende der länglichen Hülse gekoppelt ist, und mit der ein Unterdruck zum Ansagen des Gewebes an die Sonde erzeugt werden kann.
Nachteil einer Ablation mittels Radiofrequenz- oder Mikrowellenenergie ist, dass neben dem ungesunden Gewebe auch benachbarte anatomische Strukturen thermische geschädigt und somit irreversibel zerstört werden können. Daher ist die Ablation mittels Radiofrequenz- oder Mikrowellenenergie für Tumore, die unmittelbar entlang vorgegebener Strukturen wachsen, nicht geeignet.
US2020/0405384 A1 betrifft eine Vorrichtung zum Behandeln von Lungentumoren, umfassend einen Ablationskatheter mit einer Radiofrequenzelektrode. Auch US2020/0405384 A1 beschreibt somit eine Ablation des Tumorgewebes mittels Radiofrequenzenergie, wobei die Radiofrequenzenergie mit den genannten Nachteilen einhergeht.
WO 2014/039320 A1 betrifft eine Vorrichtung für die Ablation und Elektroporation von Gewebezellen. Das Dokument offenbart einen Katheter mit einem flexiblen Körper, wobei an einem distalen Abschnitt des Körpers Elektroden zur Abgabe von Energie an das Zielgewebe angeordnet sind. Die Vorrichtung ist derart eingerichtet, dass mittels der Elektroden eine Spannung erzeugt werden kann, bei der Elektroporation, Wärmeablation oder eine Kombination aus Elektroporation und Wärmeablation auftritt. Das Dokument offenbart somit eine Kombinationsvorrichtung für unterschiedliche Ablationsverfahren.
WO 2013/059913 A1 betrifft ebenfalls eine Vorrichtung für unterschiedliche Ablationsverfahren. Die intravaskuläre Ablationsvorrichtung umfasst eine längliche Sonde mit einem Ballon an der Spitze, der zur kryogenen Behandlung eingesetzt werden kann, sowie ein Radiofrequenz- oder Elektroporationselement. Darüber hinaus offenbart WO 2013/059913 A1 , dass Elektroporation zum Einbringen von Wirkstoffen in Gewebe verwendet werden kann. WO 2013/059913 A1 offenbart jedoch keine Möglichkeit, Wirkstoffe getrennt voneinander in Zellgewebe einzubringen.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Vorrichtung und ein Verfahren bereitzustellen, das das lokale und getrennte Einbringen physikalischer, chemischer und/oder biologische Therapeutika in intravasale und intraluminale Körper zur Behandlung von Tumorgewebe ermöglicht, ohne die umliegende Anatomie zu zerstören.
Bei einem Katheter der eingangs genannten Art wird diese Aufgabe durch einen flexiblen, zylindrischen Körper mit einem ersten Lumen zur Aufnahme eines Führungsdrahts zur Steuerung des Katheters, einem zweiten Lumen und wenigsten einem dritten Lumen zum getrennten Einbringen chemischer und/oder biologischer Therapeutika in das Gewebe gelöst. Der Katheter weist röntgendichte Merkmale auf, sodass der Katheter bei einer bildgesteuerten Führung deutlich erkennbar ist.
Der Katheter weist ferner eine leitfähige Struktur zum Erzeugen gepulster elektrischer Felder auf. Die leitfähige Struktur umfasst wenigstens ein erstes und ein zweites Strukturelement und erstreckt sich entlang eines distalen Endabschnitts des zylindrischen Körpers.
Zudem weist der Katheter eine erste elektrische Versorgungsleitung zum Verbinden des ersten Strukturelements mit einer Energiequelle und eine zweite Versorgungsleitung zum Verbinden des zweiten Strukturelements mit der Energiequelle auf. Die erste und die zweite Versorgungsleitung sind isoliert voneinander angeordnet. Es ist ferner bevorzugt, dass die erste elektrische Versorgungsleitung das erste Strukturelement mit einer ersten Energiequelle verbindet, und dass die zweite Versorgungsleitung das zweite Strukturelement mit einer zweiten Energiequelle verbindet. Die erste Energiequelle und die zweite Energiequelle sind hierbei bevorzugt unabhängig voneinander ausgebildet.
Die Energiequelle ist derart ausgebildet, dass sie unterschiedliche Spannungen, Ströme, eine variable Impulsdauer und -frequenz sowie eine variable Anzahl an Pulsen bereitstellen kann. Die elektrischen Versorgungleitungen, welche aus einem beliebig elektrisch leitenden Material wie beispielweise Edelstahl, Kupfer, Gold, Silber oder leitfähigem Kunststoff gebildet sind, verbinden die Energiequelle mit den Strukturelementen der leitfähigen Struktur, sodass die Strukturelemente gepulste elektrische Felder erzeugen können.
Der Katheter ermöglicht die Behandlung von Gewebe, insbesondere von Tumoren, sowohl in intravasalen als auch in intraluminalen Räumen, also sowohl in Gefäßstrukturen als auch in Hohlräumen des menschlichen Körpers. Mittels der katheterbasierten Lösung wird eine zielgenaue Behandlung des Tumors ermöglicht, da der flexible Körper des Katheters über den Führungsdraht direkt zu der Zielläsion geführt werden kann. Der Katheter ist nicht dazu geeignet, dauerhaft im menschlichen Körper zu verbleiben, sondern ist konkret dazu ausgebildet, nur für die Dauer der Behandlung in den menschlichen Körper eingeführt zu werden.
Die Erfindung macht sich die Erkenntnis zunutze, dass mittels elektrischer Felder physikalisch auf Gewebe eingewirkt werden kann. Damit der gewünschte Behandlungseffekt erzielt wird, ohne angrenzende Strukturen irreversibel zu beschädigen, sind die Eigenschaften des gepulsten elektrischen Feldes im geeigneten Maß zu wählen. Das Zielgewebe, welches meist ein Tumorgewebe und damit krankhaftes Gewebe ist, verfügt über elektrische Eigenschaften, die abweichend von den elektrischen Eigenschaften des umliegenden, gesunden Gewebes sind. Unter Berücksichtigung der spezifischen elektrischen Eigenschaften, also der Permittivität und der elektrischen Leitfähigkeit des Tumorgewebes und des angrenzenden Gewebes, kann die Spannung, die Stromstärke, die Impulsdauer, die Impulsfrequenz und die Impulsanzahl des elektrischen Felds dahingehen angepasst werden, dass eine Porenbildung vorzugsweise ausschließlich in dem Zielgewebe auftritt und die angrenzenden Strukturen unbeschädigt bleiben. Der Katheter ermöglicht folglich die Behandlung von Tumoren in unmittelbarer Nähe großer Blutgefä-ße.
Zusätzlich wird durch die Erfindung das Einbringen chemischer und/oder biologischer Therapeutika in das Tumorgewebe ermöglicht, sodass der Katheter folglich einen umfassenden Behandlungsansatz bereitstellt.
Der flexibel, zylindrische Körper des Katheters ist vorzugsweise aus eine Thermoplast, Elastomer und/oder Silikon gebildet, wobei der Kunststoff bevorzugt ein Medical-Grade-Kunststoff, besonders bevorzugt ein Solution-Grade-Kunststoff ist. Zudem ist der Körper vorzugsweise torsionsstabil und zugstabil ausgebildet.
Zudem ist es bevorzugt, dass der Katheter mehr als drei Lumen, beispielsweise vier, fünf, sechs, sieben Lumen, oder mehr als sieben Lumen aufweist. Die weiteren Lumen können für das Zuführen weiterer Therapeutika in das Gewebe, für das Zu- und Abführen von Spüllösungen oder zum Fördern von Druckluft und weiteren Fluiden vorgesehen sein.
Ferner ist es bevorzugt, dass die leitfähige Struktur mehr als zwei Strukturelemente, beispielweise drei, vier, fünf, sechs, sieben oder mehr als sieben Strukturelemente umfasst, wobei die Strukturelemente vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet sind. Dies hat den Vorteil, dass elektrische Felder mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt werden können bzw. der therapeutisch wirksame Anteil der Feldausbreitung genauer auf das Volumen des Zielgewebes angepasst werden kann.
Die leitfähige Struktur ist vorzugweise an einer äußeren Oberfläche des zylindrischen Körpers angeordnet. Vorteil dieser Anordnung ist es, dass sich die leitfähige Struktur teilweise oder vollständig in das Tumorgewebe, oder für den Fall, dass der Tumor um ein Gefäß herum wächst, in das Gefäß hineindrücken kann.
Alternativ ist die leitfähige Struktur vorzugsweise an einer Innenseite des zylindrischen Körpers angeordnet. Vorteil dieser Anordnung ist es, dass der Katheter eine Außenseite ohne Strukturelemente und somit nach außen hin eine gleichmäßig runde Form aufweist. Dies resultiert in einer verbesserten Handhabung und Führung des Katheters. Zudem wird die Herstellung des Katheters samt leitfähiger Struktur vereinfacht und der Katheter insgesamt stabiler. Zu beachten ist, dass vorzugsweise zwischen der leitfähigen Struktur und dem Tumorgewebe, bzw. für den Fall, dass das Tumorgewebe um ein Gefäß herumwächst, zwischen der leitfähigen Struktur und dem Gefäß, keine isolierende Schicht angeordnet ist, damit die Leitfähigkeit zu den zu behandelnden Tumorgewebe gegeben ist.
Eine weitere, bevorzugte Ausführungsform ist, dass die leitfähige Struktur sowohl an der Außenseite als auch an der Innenseite des zylindrischen Katheterkörpers angeordnet ist. Hierdurch kann ebenfalls eine verbesserte Stabilität des Katheters erreicht werden. In dieser Ausführungsform ist es möglich, dass die Strukturelemente an der Außenseite den Strukturelementen an der Innenseite direkt gegenüberliegen. Es ist ferner möglich, dass die Strukturelemente an der Außenseite versetzt zu den Strukturelementen an der Innenseite angeordnet sind. Beispielsweise kann es sein, dass die Strukturelemente entlang eines ersten Teilabschnitts des distalen Endabschnitts an der Außenseite des Körpers und entlang eines zweiten Teilabschnitts des distalen Endabschnitts an einer Innenseite des Körpers angeordnet sind. Auch hier ist bevorzugt, dass zwischen leitfähiger Struktur und Tumorgewebe bzw. Gefäß keine isolierende Schicht angeordnet ist.
Eine weitere Möglichkeit zum Verbessern der Stabilität des Katheters liegt darin, dass die leitfähige Struktur an der Außenseite und/oder an der Innenseite teilweise oder vollständig in einer Wand des zylindrischen Körpers eingebettet ist.
Es ist bevorzugt, dass wenigstens das erste und das zweite Strukturelement der leitfähigen Struktur parallel zu einer Längsachse des zylindrischen Körpers angeordnet sind. Die Strukturelemente sind vorzugweise streifenförmig entlang des distalen Endabschnitts des zylindrischen Körpers angeordnet, wobei die Streifen vorzugsweise gleichlang sind. Die Streifen können aber auch unterschiedliche Längen aufweisen. Bevorzugt ist, dass die Streifen gerade Linien bilden, sie können jedoch auch wellenförmig verlaufen.
In einer alternativen Ausführungsform ist es bevorzugt, dass wenigstens das erste und das zweite Strukturelement der leitfähigen Struktur ellipsenförmig entlang des distalen Endabschnitts des zylindrischen Körpers angeordnet sind. Die Strukturelemente bilden also geschlossene, ovale Kurven, die sich um den zylindrischen Körper herum winden. Es ist ferner bevorzugt, dass mehr als zwei, beispielsweise drei oder vier ellipsenförmige Strukturelemente vorgesehen sind. Die ellipsenförmigen Strukturelemente sind vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass die ellipsenförmigen Strukturelemente mit unterschiedlichen Abständen zueinander angeordnet sind.
In einer weiteren, alternativen Ausführungsform ist bevorzugt, dass wenigstens das erste und das zweite Strukturelement der leitfähigen Struktur ringförmig und koaxial zu einer Längsachse des zylindrischen Körpers angeordnet sind. Die ringförmigen Strukturelemente sind vorzugsweise in gleichmäßigen Abständen zueinander angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, dass unterschiedliche Abstände zwischen den Strukturelementen vorgesehen sind.
In einer weiteren, alternativen Ausführungsform ist die leitfähige Struktur vorzugsweise netzförmig entlang des Endabschnitts des zylindrischen Körpers angeordnet. Hierzu winden sich wenigstens das erste und das zweite Strukturelement helixförmig um den zylindrischen Körper herum, wobei sich das erste Strukturelement linksgängig und das zweite Strukturelement rechtsgängig um den zylindrischen Körper herum windet. Ferner winden sich das erste und das zweite Strukturelement vorzugsweise mit konstanter Steigung um den Körper herum. Es ist möglich, dass die Strukturelemente durchgängig oder abschnittweise unterbrochen ausgebildet sind. Für diese Ausführungsform ist es bevorzugt, dass die Strukturelemente zumindest an den Schnittstellen, an denen sich die zwei Strukturelemente schneiden, gegeneinander isoliert durch eine isolierende Zwischenschicht aus einem isolierenden Material angeordnet sind.
Darüber hinaus sind weitere Anordnungsmuster der Strukturelemente der leitfähigen Struktur entlang des Endabschnitts des zylindrischen Körpers möglich, wie beispielsweise kreisförmige, halbkreisförmige, gewellte oder gezackte Anordnungsmuster. Ferner können die ausgeführten Anordnungsmuster beliebig miteinander kombiniert werden. Die unterschiedlichen Anordnungsmuster der Strukturelemente ermöglichen elektrische Felder mit unterschiedlichen Eigenschaften und räumlichen Ausdehnungen. Die unterschiedlichen Anordnungen der Strukturelemente ermöglichen es demzufolge, elektrische Felder zu erzeugen, die auf die räumliche Ausdehnung des zu behandelnden Tumorgewebes abgestimmt sind.
Es ist bevorzugt, dass die elektrisch leitfähige Struktur bei Anlegen einer Spannung gepulste elektrische Felder erzeugt, die eine reversible Porenbildung in Zellmembranen des Tumorgewebes herbeiführen. Damit die Zellemembranen reversibel permeabel werden, müssen die erzeugten gepulsten elektrischen Felder elektrische Feldstärken aufweisen, die gewisse Schwellenwerte überschreiten. Die Schwellenwerte richten sich insbesondere nach den elektrischen Eigenschaften des Zielgewebes, der verwendeten Impulsbreite und Impulsanzahl. Die Schwellenwerte sind ferner dahingehend abzustellen, dass eine reversible Porenbildung vorzugsweise ausschließlich in dem Zielgewebe auftritt und die angrenzenden Strukturen unbeschädigt bleiben. Die erzeugten gepulsten elektrischen Felder (Pulsed Electric Fields, PEF) sind vorzugsweise durch hohe elektrische Feldstärken und eine kurze Dauer charakterisiert. Für die reversible Elektroporation sind „millisecond pulsed electric fields“ (msPEF), „microsecond pulsed electric fields“ (µsPEF), und/oder „nanosecond pulsed electic fields“ (nsPEF) bevorzugt. Ferner sind gepulste elektrische Felder mit einer Pulsdauer im Sekundenbereich, im Pikosekundenbereich und/oder im Femtosekundenbereich bevorzugt. Die reversible Porenbildung in den Zellmembranen bedingt zudem eine temporäre Permeabilität für chemischen und/oder biologischen Therapeutika, sodass diese in das Zellinnere diffundieren können. Für die Elektrochemotherapie bei Hauttumoren sind aus dem Stand der Technik Pulsprotokolle mit 8 Pulsen mit jeweils einer Pulsbreite von 100 µs bekannt, wobei die zu erreichende Feldstärke vorzugsweise im Bereich von 1 bis 1,4 kV/cm liegt (Andreas Ritter. „Strategien und Elektrodendesign für die patientenindividuelle tumortherapeutische Anwendung der Elektroporation“. Doktorarbeit. RWTH Aachen, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Mai 2017).
Es ist alternativ bevorzugt, dass die elektrisch leitfähige Struktur bei Anlegen einer Spannung elektrische Felder erzeugt, die eine irreversible Porenbildung in Zellmembranen des Tumorgewebes herbeiführen. Hierfür müssen die elektrischen Feldstärken der erzeugten gepulsten elektrischen Felder ebenfalls Schwellenwerte überschreiten, wobei die Schwellenwerte für eine irreversible Elektroporation höher liegen als für eine reversible Elektroporation. Die Schwellenwerte für die irreversible Elektroporation richten sich insbesondere nach den elektrischen Eigenschaften des Zielgewebes, der verwendeten Impulsbreite und Impulsanzahl. Für die irreversible Elektroporation sind „millisecond pulsed electric fields“ (msPEF), „microsecond pulsed electric fields“ (µsPEF), und/oder „nanosecond pulsed electic fields“ (nsPEF) bevorzugt. Ferner sind gepulste elektrische Felder mit einer Pulsdauer im Sekundenbereich, im Pikosekundenbereich und/oder im Femtosekundenbereich bevorzugt. Für die irreversible Elektroporation bei Lebertumoren sind aus dem Stand der Technik Pulsprotokolle mit 90 Pulsen mit jeweils einer Impulsbreite in einem Bereich von 50 µs bis 100 µs, wobei die zu erreichende Feldstärke bei der irreversiblen Elektroporation vorzugsweise bei mindestens 1 kV/cm liegt (Andreas Ritter. „Strategien und Elektrodendesign für die patientenindividuelle tumortherapeutische Anwendung der Elektroporation“. Doktorarbeit. RWTH Aachen, Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik, Mai 2017). Infolge der irreversiblen Zellschädigung sterben die behandelten Gewebezellen ab. Damit die umliegenden Strukturen nicht absterben, sind die Schwellenwerte so zu wählen, dass die elektrischen Eigenschaften der umliegenden Struktur unbeeinflusst bleiben.
Darüber hinaus ist es bevorzugt, dass die Energiequelle eine Energie bereitstellt, die für eine Wärmeablation des Tumorgewebes geeignet ist. Beispielsweise eine Radiofrequenzenergie oder eine Mikrowellenenergie.
Die leitfähige Struktur ist vorzugsweise teilweise oder vollständig aus einem elektrisch leitenden Kunststoff gebildet. Kunststoffe bieten unter anderem die Vorteile, dass sie vielfältig formbar sind, eine hohe chemische Beständigkeit aufweisen, gegenüber Metall eine geringere Dichte besitzen und eine hohe Designfreiheit ermöglichen. Aufgrund der einfachen Formbarkeit mittels herkömmlicher Methoden der Formgebung für Kunststoffe sowie der hohen Designfreiheit, sind die vielfältigen Anordnungsmuster der leitfähigen Struktur entlang des Endabschnitts des zylindrischen Körpers einfach realisierbar.
Die leitfähige Struktur ist bevorzugt teilweise oder vollständig aus einem dotierten Kunststoff gebildet. Dies bedeutete, dass einige Elektronen in den Polymerketten der entsprechenden Polymere entfernt (p-Dotierung) oder hinzugefügt (n-Dotierung) werden. Infolgedessen verbleiben einzelnen freie Elektronen, die entlang der Moleküle gleiten und so die elektrische Ladung transportieren können.
Alternativ ist es bevorzugt, dass die leitfähige Struktur teilweise oder vollständig aus einem mit elektrisch leitfähigen Additiven versetztem Kunststoff gebildet ist. Die Zugabe der Additive muss dabei ausreichend groß sein, damit sich die Additive mit hoher Wahrscheinlichkeit berühren und infolgedessen durchgehende Strompfade ausbilden können. Mit steigender Additivkonzentration steigt auch die Leitfähigkeit des Polymers. Die Additive können aus einem beliebig elektrisch leitenden Material gebildet ein. Beispiele hierfür sind Kohlenstoff, Leitruß, Aluminium oder Edelstahl.
Vorzugsweise ist die leitfähige Struktur teilweise oder vollständig aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet. Bei Fasern als Additive, die in Zufallsanordnung angeordnet sind, besteht bereits bei geringer Konzentration eine hohe Kontaktwahrscheinlichkeit derselben. Besonders bevorzugt ist, dass die leitfähige Struktur teilweise oder vollständig aus einem kohlenstoff-faserverstärktem Kunststoff gebildet ist. Es sind jedoch auch andere Additive in Faserstruktur vorstellbar, beispielsweise Carbonfasern. Auch eine Kombination von unterschiedlichen Additiven in dem Kunststoff ist möglich, wobei auch Additive in Faserstruktur und Additive ohne Faserstruktur kombiniert werden können.
In eine weiteren, bevorzugten Ausführungsform umfasst der Katheter einen Ballon, wobei sich in dieser Ausführungsform die leitfähige Struktur wenigstens abschnittsweise entlang des Ballons erstreckt. Die leitfähige Struktur, umfassend wenigstens zwei Strukturelemente, kann ebenfalls an einer Außenseite, an einer Innenseite oder sowohl an einer Außenseite als auch an einer Innenseite des Ballons angeordnet sein. Sie kann auch teilweise oder vollständig in eine Wand des Ballons eingebettet sein. Ferner kann die leitfähige Struktur entsprechend der unterschiedlichen, oben beschriebenen Anordnungsmuster entlang des Ballons angeordnet sein, also bspw. streifenförmig, netzförmig oder ringförmig, sodass hierfür auf die vorherige Beschreibung verwiesen wird. In der Ausführungsform des Katheters mit Ballon ist es zudem bevorzugt, dass der Körper des Katheters ein weiteres Lumen aufweist, welches fluidleitend ausgebildet, und zum Aufdehnen des Ballons mittels Druckluft oder Flüssigkeit vorgesehen ist.
Gegenstand der Erfindung ist ferner ein Verfahren zur lokalen Behandlung von Tumorgewebe in intravasalen und intraluminalen Räumen mit dem zuvor beschriebenen Katheter.
Zunächst wird ein perkutaner Zugang gelegt und gesichert. Der Zugang kann beispielweise zum Gallenwegsystem, zu einem Blutgefäß oder zu einem anderen anatomischen Hohlorgan oder Gefäßsystem gelegt werden. Alternativ ist es möglich, dass der Zugang über natürliche Körperöffnungen, z. B über die Speiseröhre oder den Darm, ermöglicht wird. Der Patient kann während der Legung und Sicherung des Zugangs wach oder sediert sein. Bevorzugt ist, dass zumindest der Bereich des perkutanen Zugangs lokal anästhesiert wird. Ferner ist bevorzugt, dass der perkutane Zugang mittels Seldingertechnik gelegt wird. Bei der Seldingertechnik wird zunächst über eine Punktionskanüle ein Draht eingeführt, anschließend wird über diesen Draht die Punktionskanüle gegen eine Einführhilfe (Schleuse) ausgewechselt.
Das Verfahren umfasst zudem den Schritt einer bildgebenden Lokalisierung der Zielläsion, wobei die Zielläsion ein Bereich des Tumorgewebes ist, der mittels des Katheters behandelt werden soll. Mögliche bildgebende Verfahren sind Röntgen, Computertomographie (CT), Magnetresonanztomographie (MRT), Sonographie oder Endoskopie.
Ferner ist eine Darstellung der Zielläsion mittels Kontrastmittel vorgesehen. Für den Fall, dass die Zielläsion im Gallenwegsystem liegt, kann Kontrastmittel in die Gallenwege injiziert werden. Die Zielläsion grenzt sich als Kontrastmittelaussparung von umliegenden Strukturen ab und wird folglich sichtbar.
Zudem umfasst das Verfahren den Schritt einer bildgesteuerten Führung des Katheters über den Führungsdraht zu der Zielläsion. Der distale Endabschnitt des Katheters, umfassend die leitfähige Struktur, kann auf diese Weise präzise an der Zielläsion platziert werden.
In einem bevorzugten Schritt umfasst das Verfahren die Applikation physikalischer und/oder chemischer und/oder biologischer Maßnahmen. Hierfür werden mittels der leitfähigen Struktur gepulste elektrische Felder erzeugt, welche physikalisch derart auf die Zielläsion einwirken, dass sich in Zellmembranen der Zielläsion Poren bilden, wobei die Porenbildung reversibel oder irreversibel sein kann. Eine irreversible Porenbildung resultiert aus einer irreversiblen Elektroporation, Eine reversible Porenbildung resultiert aus einer reversiblen Elektroporation, wobei die erzeugten Poren einerseits klein genug sind, um sich selbst wieder zu schließen, und andererseits groß genug sind, um Moleküle eines chemisches und/oder biologischen Therapeutikums durchzulassen. Über das zweite und dritte Lumen und ggf. über weitere Lumen können chemische und/oder biologische Therapeutika voneinander getrennt und vorzugsweise unabhängig in die poröse Zielläsion eingebracht werden. Mögliche Therapeutika sind beispielsweise Zytostatika, Salzlösungen, Antibiotika, Calcium, immunsuppresive Wirkstoffe und/oder weitere Wirkstoffe, die ein Absterben von Zellen bewirken. In einer weiteren, bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens wird mittels Wärme auf die Zielläsion eingewirkt.
Nach erfolgter Behandlung der Zielläsion wird der Katheter in einem letzten Schritt aus dem Körper entfernt.
In einer bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird der Behandlungseffekt mittels bildgebender Verfahren dargestellt. Mögliche bildgebende Verfahren sind ebenfalls Röntgen, CT, MRT, Sonographie und/oder Endoskopie. Bevorzugt ist, dass zum Darstellen des Behandlungseffekts das gleiche bildgebende Verfahren wie zum Lokalisieren der Zielläsion verwendet wird, damit eine bessere Vergleichbarkeit vor und nach Behandlung der Zielläsion erreicht werden kann.
In einer weiteren, bevorzugten Weiterbildung des Verfahrens wird der perkutane Zugang zur wiederholten Behandlung des Tumorgewebes mittels des Katheters und des ausgeführten Verfahrens gesichert. Vorzugsweise wird der perkutane Zugang mittels eines Drahts oder einer Schleuse gesichert. Es ist ferner bevorzugt, dass auch nach den wiederholten Behandlungen der Behandlungseffekt mittels bildgebender Verfahren dargestellt wird.
Weiterer Gegenstand der Erfindung ist ein Kathetersystem, umfassend den beschriebenen Katheter sowie eine Steuereinheit zum Ansteuern der Energiequelle, wobei das Kathetersystem zum Ausführen des oben beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Die Steuereinheit kann die Energiequelle derart ansteuern, dass variable Parameterkombinationen der Parameter Spannung, Strom, Impulsdauer, Impulsfrequenz und/oder Impulsanzahl möglich sind, sodass die leitfähige Struktur infolgedessen elektrische Felder mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugen kann.
Ausführungsformen der Erfindung werden nun nachfolgend anhand der Zeichnungen beschrieben. Diese sollen die Ausführungsformen nicht notwendigerweise maßstäblich darstellen, vielmehr sind die Zeichnungen, wenn dies zur Erläuterung dienlich ist, in schematisierter und/oder leicht verzerrter Form ausgeführt. Im Hinblick auf Ergänzungen der aus den Zeichnungen unmittelbar erkennbaren Lehren wird auf den einschlägigen Stand der Technik verwiesen. Dabei ist zu berücksichtigen, dass vielfältige Modifikationen und Änderungen betreffend die Form und das Detail einer Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne von der allgemeinen Idee der Erfindung abzuweichen. Die in der Beschreibung, in den Zeichnungen sowie in den Ansprüchen offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in beliebiger Kombination für die Weiterbildung der Erfindung wesentlich sein. Zudem fallen in den Rahmen der Erfindung alle Kombinationen aus zumindest zwei der in der Beschreibung, den Zeichnungen und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale. Die allgemeine Idee der Erfindung ist nicht beschränkt auf die exakte Form oder das Detail der im Folgenden gezeigten und beschriebenen bevorzugten Ausführungsformen oder beschränkt auf einen Gegenstand, der eingeschränkt wäre im Vergleich zu dem in den Ansprüchen beanspruchten Gegenstand. Bei angegebenen Bemessungsbereichen sollen auch innerhalb der genannten Grenzen liegende Werte als Grenzwerte offenbart und beliebig einsetzbar und beanspruchbar sein. Der Einfachheit halber sind nachfolgend für identische oder ähnliche Teile oder Teile mit identischer oder ähnlicher Funktion gleiche Bezugszeichen verwendet.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen sowie anhand der Zeichnungen, diese zeigen in:

1 eine schematische Darstellung eines Katheters mit einem zylindrischen Körper und einem Luer-Anschluss;
2 einen Querschnitt entlang der A-A gem. 1 durch den Katheter;
3 eine Anordnung der leitfähigen Struktur an dem Körper gemäß einer ersten Anordnung;
4 eine Anordnung der leitfähigen Struktur an dem Körper gemäß einer zweiten Anordnung;
5 eine Anordnung der leitfähigen Struktur an dem Körper gemäß einer dritten Anordnung;
6 eine erste schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
7 eine zweite schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;
8 eine erste schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
9 eine zweite schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel;
10 eine schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
11 eine schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel;
12 eine schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B mit einem expandierbaren Ballon; und in
13 eine schematische Darstellung des Kathetersystems.

1 zeigt einen Katheter 1 mit einem zylindrischen Körper 2 und einem Luer-Anschuss 3, der an einem proximalen Abschnitt 4 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet ist. Der Luer-Anschluss 3 ist ein genormtes Verbindungssystem, über das der zylindrische Körper 2 des Katheters 1 mit weiteren Rohren oder Schläuchen verbindbar ist. Die Länge des Luer-Anschlusses 3 ist variabel und der Durchmesser des Luer-Anschlusses 3 liegt vorzugsweise in einem Bereich von 3 mm bis 8 mm.
Der zylindrische Körper 2 des Katheters 1 ist flexibel, sodass er leicht zu der Zielläsion geführt werden kann. Ferner ist der Katheter 1 torsionsstabil und zugstabil ausgebildet. Er ist aus einem Thermoplasten, Elastomer oder Silikon gebildet und weist röntgendichte Merkmale auf, sodass der Katheter 1 bei einer bildgesteuerten Führung deutlich erkennbar ist. Die Länge des zylindrischen Körpers 2 ist bevorzugt derart gewählt, dass das zu behandelnde Tumorgewebe erreicht wird.
Der zylindrische Körper 2 weist einen distalen Endabschnitt B mit einer leitfähigen Struktur 6 auf (vgl. 6-12). Die leitfähige Struktur 6 umfasst wenigsten ein erstes und ein zweites Strukturelement 8.1, 8.2, welches jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung 10.1, 10.2 mit einer Energiequelle 12 verbunden ist. Bei Anlegen einer Spannung an die Strukturelemente 8.1, 8.2 wird ein elektrisches Feld erzeugt. Die Energiequelle 12 kann unterschiedliche Spannungen, Ströme, Impulsdauern und -frequenzen sowie eine variable Anzahl an Pulsen über die Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 an den Strukturelementen 8.1, 8.2 bereitstellen. Es können somit gepulste elektrische Felder erzeugt werden, die eine reversible Elektroporation, eine irreversible Elektroporation oder eine Wärmeablation bedingen (vgl. 6, 8, 12).
2 zeigt einen Querschnitt A-A durch den zylindrischen Körper 2 des Katheters 1. Der Querschnitt A-A zeigt, dass der zylindrische Körper 2 ein erstes Lumen 14.1 aufweist, welches mittig angeordnet ist, sowie vier weitere Lumen 14.2-14.5, die um das erste Lumen 14.1 herum angeordnet sind. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der Durchmesser D des ersten Lumens 14.1 größer als die Durchmesser d der weiteren Lumen 14.2-14.5. Die Durchmesser der Lumen können auch gleichgroß oder jeweils voneinander abweichend ausgebildet sein. Auch die Anordnung sowie die Anzahl der Lumen ist nicht auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt.
Das erste Lumen 14.1 ist vorzugsweise zur Aufnahme eines Führungsdrahts (nicht gezeigt) geeignet und wird daher auch als Führungskanal bezeichnet werden. Die vier weiteren Lumen 14.2-14.5 können als Funktionskanäle bezeichnet werden. Die Funktionskanäle 14.2-14.5 sind vorzugsweise dazu geeignet, chemische und biologische Therapeutika sowie weitere Fluide zu fördern. Die chemischen und biologischen Therapeutika können in einem Funktionskanal gemeinsam oder in unterschiedlichen Funktionskanälen getrennt voneinander gefördert werden. Für den Fall, dass der Katheter 1 einen expandierbaren Ballon 16 aufweist, kann in einem weiteren Funktionskanal zudem Druckluft oder Flüssigkeit zum Aufdehnen des Ballons gefördert werden. Zudem können Spüllösungen in den Lumen 14.2-14.5 gefördert werden.
Die Funktionskanäle 14.2-14.5 zum Fördern chemischer und/oder biologischer Therapeutika und somit zum Einbringen der Therapeutika in das Tumorgewebe münden in Öffnungen (nicht gezeigt), die beliebig entlang des zylindrischen Körper 2 platziert sein können. Vorzugsweise münden die Funktionskanäle 14.2-14.5 zum Fördern chemischer und/oder biologischer Therapeutika in Öffnungen, die an dem distalen Endabschnitt B des zylindrischen Körpers 2 angeordnet sind. Hierdurch wird ein zielgenaues Einbringen der Therapeutika in das physikalisch behandelte Tumorgewebe ermöglicht.
3 zeigt einen ersten Querschnitt entlang der Schnitts C-C gem. 1 durch den distalen Endabschnitt B des zylindrischen Körpers 2. Gemäß dieser ersten Anordnung ist die leitfähige Struktur 6 an einer äußeren Oberfläche 20 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet. Die leitfähige Struktur 6 umfasst in dieser Anordnung vier Strukturelemente 8.1-8.4, die in gleichmäßigem Abstand um den zylindrischen Körper 2 herum angeordnet sind.
Die Strukturelemente 8.1-8.4 können in Form eines Drahts mit teils kreisförmigen Querschnitt ausgebildet sein, wobei der Draht aus einem beliebigen elektrisch leitenden Material wie beispielweise Edelstahl, Kupfer, Gold oder Silber oder Legierungen davon gebildet ist. Der Draht kann mit einem geeigneten Fügeverfahren mit dem zylindrischen Körper 2 verbunden werden, bspw. an den zylindrischen Körper 2 geklebt oder gelötet werden oder von dem Material des Körpers teilweise umspritzt sein.
Besonders bevorzugt sind die Strukturelemente 8.1-8.4 jedoch aus einem leitfähigen Kunststoff gebildet, welcher länglich und biegsam ausgeformt ist. Die Strukturelemente 8.1-8.4 aus leitfähigem Kunststoff können mit einem geeigneten Fügeverfahren mit dem zylindrischen Körper 2 verbunden oder direkt gemeinsam mit dem zylindrischen Körper 2 ausgeformt bspw. koextrudiert sein.
Die Strukturelemente 8.1-8.4 weisen in dieser ersten Anordnung gem. 3 radial vorstehende Profile auf, sodass die Strukturelemente 8.1-8.4 sich ausreichend gut in das Tumorgewebe bzw. Gefäß hineindrücken können. Es sind aber auch Strukturelemente mit deutlich flacheren, viereckigen oder dreieckigen Profilen möglich und bevorzugt.
4 zeigt einen weiteren Querschnitt C-C durch den distalen Endabschnitt B des zylindrischen Körpers 2. Gemäß dieser zweiten Anordnung ist die leitfähige Struktur 6 an einer Innenseite 22 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet. In dieser Anordnung umfasst die leitfähige Struktur 6 vier Strukturelemente 8.1-8.4 mit vergleichsweise flach ausgeformten, nach innen hin abgerundeten Profilen. Nach außen hin ist der zylindrische Körper 2 gleichmäßig rund ausgebildet. Zwischen leitfähiger Struktur 6 und einer Außenseite 18 des zylindrischen Körpers 2 ist keine isolierende Schicht vorgesehen, sodass die Leitfähigkeit nach außen hin gegeben ist.
5 zeigt einen weiteren Querschnitt C-C durch den distalen Endabschnitt B des zylindrischen Körpers 2. In dieser dritten Anordnung ist die leitfähige Struktur 6 sowohl an der Außenseite 18 als auch der Innenseite 22 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet. Die Strukturelemente an der Außenseite 18 liegen denen an der Innenseite 22 direkt gegenüber. In dieser dritten Anordnung bilden die sich gegenüberliegenden Strukturelemente eine geschlossene Einheit. Bedeutet, dass zwischen den sich gegenüberliegenden Strukturelementen keine Trennschicht angeordnet ist, sondern dass diese im Verbund ausgeformt sind. Die folglich vier Strukturelemente 8.1-8.4 sind kreisförmig ausgebildet und teilweise in einer Wand 24 des zylindrischen Körpers 2 eingebettet. Die Stabilität des Katheters 1 kann durch diese sowohl nach außen hin als auch nach innen hin ausgeformten Strukturelemente 8.1-8.4 verbessert werden.
6 zeigt eine erste schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel. Der distale Endabschnitt B gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel weist eine leitfähige Struktur 6 mit zwei Strukturelementen 8.1, 8.2 auf, die jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung 10.1, 10.2 mit der Energiequelle 12 verbunden sind. Die beiden streifenförmigen Strukturelemente 8.1, 8.2 verlaufen parallel zueinander und parallel zu einer Längsachse L des zylindrischen Körpers 2 (vgl. 7). Auch die beiden elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 verlaufen parallel zueinander und parallel zu der Längsachse L des zylindrischen Körpers 2. Die beiden elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 sind aus einem beliebigen elektrisch leitenden Material wie beispielweise Edelstahl, Kupfer, Gold, Silber oder leitfähigem Kunststoff gebildet. Darüber hinaus sind sie voneinander isoliert angeordnet, um sicherzustellen, dass die Energie von der Energiequelle 12 ungestört zu den Strukturelementen 8.1, 8.2 gleitet wird.
In 6 ist zudem der Querschnitt C-C in dem Bereich der leitfähigen Struktur 6 und der Querschnitt D-D in dem Bereich der elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 aufgezeigt. Die leitfähige Struktur 6 ist gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel an der äußeren Oberfläche 20 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet (vgl. Querschnitt C-C, 6). Die Anordnung der leitfähigen Struktur 6 entspricht also der Anordnung gemäß 3. Es ist aber alternativ möglich, dass die leitfähige Struktur 6 an der Innenseite 22 des zylindrischen Körpers 2 gem. 4 oder sowohl an der Innenseite 22 als auch an der Außenseite 18 des zylindrischen Körpers 2 gem. 5 angeordnet ist. Die elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 sind teilweise in der Wand 24 des zylindrischen Körpers 2 eingebettet. Die Wand 24 des zylindrischen Körpers 2, welche bevorzugt aus einem isolierenden Kunststoff gebildet ist, bildet eine isolierende Schicht zwischen den elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 (vgl. Querschnitt D-D, 6). Die elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 können aber auch vollständig in der isolierenden Wand 24 des zylindrischen Körpers 2 eingebettet sein.
7 zeigt eine zweite schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel aus 6. In dieser Ansicht ist nur ein Strukturelement 8.1 der leitfähigen Struktur 6 dargestellt. Das Strukturelement 8.1 erstreckt sich ebenfalls parallel zu der Längsachse L des zylindrischen Körpers 2 entlang des distalen Endabschnitts B und bildet eine gerade Linie. Die Länge des streifenförmigen Strukturelements 8.1 ist bevorzugt in Abhängigkeit des zu behandelnden Tumorgewebes zu wählen.
8 zeigt eine erste schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel. Der distale Endabschnitt B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist ebenfalls eine leitfähige Struktur 6 mit zwei Strukturelementen 8.1, 8.2 auf, die jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung 10.1, 10.2 mit einer Energiequelle 12 verbunden sind. Die beiden Strukturelemente 8.1, 8.2 sind ringförmig und koaxial zu der Längsachse L des zylindrischen Körpers 2 angeordnet (vgl. 9). Die beiden elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 verlaufen parallel zueinander und parallel zu der Längsachse L des zylindrischen Körpers 2.
Auch in 8 ist zudem der Querschnitt C-C in dem Bereich der leitfähigen Struktur 6 und der Querschnitt entlang der Linie D-D gem. 6 in dem Bereich der elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 aufgeführt. Die leitfähige Struktur 6 ist an der äußeren Oberfläche 20 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet (vgl. Querschnitt C-C, 8). Die Anordnung der leitfähigen Struktur 6 entspricht somit ebenfalls der Anordnung gemäß 3. Auch hier ist es alternativ möglich, dass die leitfähige Struktur 6 an der Innenseite 22 des zylindrischen Körpers 2 gem. 4 oder sowohl an der Innenseite 22 als auch an der Außenseite 20 des zylindrischen Körpers 2 gem. 5 angeordnet ist. Die elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 sind teilweise in der Wand 24 des zylindrischen Körpers 2 eingebettet und isoliert voneinander angeordnet. Die Wand 24 bildet hier ebenfalls die isolierende Schicht zwischen den beiden elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 (vgl. Querschnitt D-D, 8). Die elektrischen Versorgungsleitungen 10.1, 10.2 können aber auch vollständig in der Wand 24 des zylindrischen Körpers 2 eingebettet sein.
9 zeigt eine zweite schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit vier Strukturelementen 8.1-8.4, die ringförmig und koaxial zu der Längsachse L des zylindrischen Körpers 2 angeordnet sind. Die Strukturelemente 8.1-8.4 sind mit gleichmäßigen Abständen entlang des distalen Endabschnitts B angeordnet. Die elektrischen Versorgungsleitungen 10.1-10.4, über welche die Strukturelemente 8.1-8.4 mit der Energiequelle 12 verbunden sind, sind in 9 nicht gezeigt.
10 zeigt eine schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel. Der distale Endabschnitt B weist drei Strukturelemente 8.1-8.3 auf, die ellipsenförmig ausgebildet sind. Die Strukturelemente 8.1-8.3 bilden also geschlossene, ovale Kurven, die sich um den zylindrischen Körper 2 herum winden. Die drei Strukturelemente 8.1-8.3 sind im gleichmäßigem Abstand zueinander angeordnet und ebenfalls jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung 10.1-10.2 mit der Energiequelle 12 verbunden (nicht gezeigt). Die ellipsenförmigen Strukturelemente 8.1-8.3 sind gem. 10 an der Außenseite 18 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet. Sie können aber auch an der Innenseite 22 oder sowohl an der Innenseite 22 als auch an der Außenseite 18 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet sein.
11 zeigt eine schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem vierten Ausführungsbeispiel ist die leitfähige Struktur 6 netzförmig entlang des distalen Endabschnitts B angeordnet. Ein erstes und ein zweites Strukturelement 8.1, 8.2 winden sich helixförmig um den zylindrischen Körper 2 herum, wobei sich das erste Strukturelement 8.1 rechtsgängig und das zweite Strukturelement 8.2 linksgängig um den zylindrischen Körper 2 herum windet. Die Strukturelemente 8.1, 8.2 winden sich mit konstanter und gleicher Steigung um den zylindrischen Körper 2 herum und bilden in der Zusammenschau die Form eines Netzes. An den Schnittstellen 26, an denen sich die beiden Strukturelemente 8.1, 8.2 schneiden, sind die Strukturelemente 8.1, 8.2 gegeneinander isoliert angeordnet sind. Hierfür ist beispielsweise eine isolierende Zwischenschicht aus einem Kunststoff vorgesehen.
12 zeigt eine schematische Darstellung des distalen Endabschnitts B gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel. In diesem vierten Ausführungsbeispiel umfasst der Katheter 1 ferner einen expandierbaren Ballon 16. Die leitfähige Struktur 6 ist nun nicht mehr an dem zylindrischen Körper 2 angeordnet, sondern an dem expandierbaren Ballon 16. Die leitfähige Struktur 6 umfasst in diesem Ausführungsbeispiel zwei Strukturelemente 8.1, 8.2, die einander gegenüberliegend angeordnet sind und sich in Form länglicher Streifen entlang einer äußeren Ballonoberfläche 30 erstrecken (siehe 11, Querschnitt C-C). Auch an dem Ballon 16 können die Strukturelemente 8.1, 8.2 verschiedenartig entsprechend der bereits ausgeführten Anordnungsmuster, also ellipsenförmig, ringförmig und/oder netzförmig angeordnet sein. Auch eine Anordnung der leitfähigen Struktur 6 an einer Balloninnenseite 32 oder sowohl an einer Balloninnenseite 32 als auch einer Ballonaußenseite 28 ist möglich und bevorzugt.
Die Strukturelemente 8.1, 8.2 sind jeweils über eine elektrische Versorgungsleitung 10.1, 10.2 mit der Energiequelle 12 verbunden. Aus dem Querschnitt D-D der 12 ist ersichtlich, dass die Versorgungleitungen 10.1, 10.2 an der Außenseite 18 des zylindrischen Körpers 2 angeordnet sind.
13 zeigt eine schematische Darstellung des Kathetersystems 40. Das Kathetersystem 40 umfasst den Katheter 1 samt Energiequelle 12 sowie eine Steuereinheit 42, welche mit der Energiequelle 12 verbunden ist. Der Katheter 12 ist in 13 nur schematisch und teilweise abgeschnitten dargestellt. Die wenigsten erste und die wenigsten zweite Versorgungsleitung 10.1, 10.2 sind mit der Energiequelle 12 gekoppelt, damit die Energiequelle einer Energie an der leitfähigen Struktur bereitstellen kann (in 13 nicht gezeigt).
Die Steuereinheit 42 ist dazu eingerichtet, die Energiequelle 12 anzusteuern. Es können variable Parameterkombinationen der Parameter Spannung, Strom, Impulsdauer, Impulsfrequenz und Impulsanzahl angesteuert werden und hierdurch elektrische Felder mit unterschiedlichen Eigenschaften erzeugt werden. So können gepulste elektrische Felder erzeugt werden, die in einer reversible oder irreversiblen Elektroporation resultieren. Die Parameter können unter Berücksichtigung der spezifischen elektrischen Eigenschaften, also der Permittivität und der elektrischen Leitfähigkeit des Tumorgewebes und des angrenzenden Gewebes, ferner derart angesteuert werden, dass ausschließlich das Tumorgewebe der Elektroporation ausgesetzt wird. Das umliegende Gewebe kann somit in seiner Struktur erhalten bleiben.
BEZUGSZEICHENLISTE

1: Katheter
2: zylindrischer Körper
3: Luer-Anschuss
4: proximale Abschnitt des Katheters
6: leitfähige Struktur
8.1-8.4: erste, zweites, drittes und viertes Strukturelement
10.1-10.4: erste, zweite, dritte und vierte Versorgungsleitung
12: Energiequelle
14.1: erstes Lumen
14.2-14.5: zweites, drittes, viertes und fünftes Lumen
16: Ballon
18: Außenseite des zylindrischen Körpers
20: Äußere Oberfläche des zylindrischen Körpers
22: Innenseite des zylindrischen Körpers
24: Wand des zylindrischen Körpers
26: Schnittstelle
28: Ballonaußenseite
30: Ballonoberfläche
32: Balloninnenseite
40: Kathetersystem
42: Steuereinheit
B: distaler Endabschnitt des Katheters
D: Durchmesser des ersten Lumen
d: Durchmesser des zweiten, dritten, vierten und fünften Lumen
L: Längsachse des zylindrischen Körpers

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2006/104934 A2 [0007]
US 20200405384 A1 [0009]
WO 2014039320 A1 [0010]
WO 2013059913 A1 [0011]

Claims

Katheter (1) zur lokalen Behandlung von Gewebe, insbesondere von Tumorgewebe oder anderen unerwünschten Gewebetypen, in intravasalen und intraluminalen Räumen zum Einführen in ein Gefäß für die Dauer der Behandlung, aufweisend einen flexiblen, zylindrischen Körper (2) mit einem ersten Lumen (14.1) zur Aufnahme eines Führungsdrahts zur Steuerung des Katheters (1), einem zweiten Lumen (14.2) und wenigstens einem dritten Lumen (14.3) zum getrennten Einbringen chemischer und/oder biologischer Therapeutika in das Gewebe, wobei der zylindrische Körper (2) röntgendichte Merkmale aufweist, eine leitfähige Struktur (6) zum Erzeugen gepulster elektrischer Felder, wobei die leitfähige Struktur (6) wenigstens ein erstes und ein zweites Strukturelement (8.1, 8.2) umfasst und sich entlang eines distalen Endabschnitts (B) des zylindrischen Körpers (2) erstreckt, und eine erste elektrische Versorgungsleitung (10.1) zum Verbinden des ersten Strukturelements (8.1) mit einer Energiequelle (12) und eine zweite elektrische Versorgungsleitung (10.2) zum Verbinden des zweiten Strukturelements (8.2) mit der Energiequelle (12), wobei die erste und die zweite Versorgungsleitung (10.1, 10.2) isoliert voneinander sind.
Katheter (1) nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Struktur (6) an einer äußeren Oberfläche (20) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet ist.
Katheter (1) nach Anspruch 1, wobei die leitfähige Struktur (6) an einer Innenseite (22) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet ist.
Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die leitfähige Struktur sowohl an einer Außenseite (18) als auch an der Innenseite (22) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet ist.
Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei wenigstens das erste und das zweite Strukturelement (8.1, 8.2) der leitfähigen Struktur (6) parallel zu einer Längsachse (L) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet sind.
Katheter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigsten das erste und das zweite Strukturelement (8.1, 8.2) ellipsenförmig entlang des distalen Endabschnitts (B) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet sind.
Katheter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei wenigstens das erste und das zweite Strukturelement (8.1, 8.2) der leitfähigen Struktur (6) ringförmig und koaxial zu einer Längsachse (L) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet sind.
Katheter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die leitfähige Struktur (6) netzförmig entlang des distalen Endabschnitts (B) des zylindrischen Körpers (2) angeordnet ist.
Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die leitfähige Struktur (6) bei Anlegen einer Spannung gepulste elektrische Felder erzeugt, die eine reversible Porenbildung in Zellmembranen des Gewebes herbeiführen.
Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 8, wobei die leitfähige Struktur (6) bei Anlegen einer Spannung gepulste elektrische Felder erzeugt, die eine irreversible Porenbildung in Zellmembranen des Gewebes herbeiführen.
Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, wobei die leitfähige Struktur (6) teilweise oder vollständig aus einem elektrisch leitenden Kunststoff gebildet ist.
Katheter (1) nach Anspruch 11, wobei die leitfähige Struktur (6) teilweise oder vollständig aus einem dotierten Kunststoff gebildet ist.
Katheter (1) nach Anspruch 11, wobei die leitfähige Struktur (6) teilweise oder vollständig aus einem mit elektrisch leitfähigen Additiven versetzten Kunststoff gebildet ist.
Katheter (1) nach Anspruch 13, wobei die leitfähige Struktur (6) teilweise oder vollständig aus einem Faser-Kunststoff-Verbund gebildet ist.
Katheter (1) nach Anspruch 14, wobei die leitfähige Struktur (6) teilweise oder vollständig aus einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff gebildet ist.
Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche, aufweisend einen expandierbaren Ballon (16), wobei sich die leitfähige Struktur (6) wenigstens abschnittsweise entlang des Ballons erstreckt.
Verfahren zur lokalen Behandlung von Gewebe, insbesondere von Tumorgewebe oder anderen unerwünschten Gewebetypen, in intravasalen und intraluminalen Räumen mit einem Katheter (1) nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 bis 16, umfassend die Schritte: - Legen und Sichern eines perkutanen Zugangs; - Bildgebendes Lokalisieren der Zielläsion; - Darstellen der Zielläsion mittels Kontrastmittel; - Bildgesteuertes Führen des Katheters (1) über einen Führungsdraht zu der Zielläsion; - Applikation physikalischer und/oder chemischer und/oder biologischer Maßnahmen; - Entfernen des Katheters (1).
Verfahren nach Anspruch 17, ferner umfassend den Schritt: - Darstellen des Behandlungseffekts mittels bildgebender Verfahren.
Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, ferner umfassend den Schritt: - Sichern des perkutanen Zugangs zur wiederholten Behandlung des Gewebes mittels des Katheters (1).
Kathetersystem (40) mit einem Katheter (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 16, wobei das Kathetersystem (40) ferner eine Steuereinheit (42) zum Ansteuern der Energiequelle (12) umfasst, und wobei das Kathetersystem (40) zum Ausführen des Verfahrens gemäß einem der Ansprüche 17 bis 19 ausgebildet ist.