DE202013003997U1 - System for targeted local heat ablation using nanoparticles - Google Patents

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Abstract

System zum lokalen Erhitzen von Gewebe im Innern eines Körpers, umfassend: eine längliche Vorrichtung, an der ein oder mehrere Nanopartikel angebracht ist bzw. sind, und die dazu geeignet ist, um in einen Körper eingesetzt zu werden; und eine Quelle elektromagnetischer Energie, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Strahlung in der Nähe der Nanopartikel zu emittieren und dadurch mindestens einige der Nanopartikel anzuregen.A system for locally heating tissue within a body, comprising: an elongate device having attached thereto one or more nanoparticles and adapted to be inserted into a body; and a source of electromagnetic energy configured to emit electromagnetic radiation in the vicinity of the nanoparticles and thereby excite at least some of the nanoparticles.

Description

GEBIET DER ERFINDUNGFIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung betrifft Vorrichtungen zum Behandeln diverser funktionsgestörter Körperfunktionen durch die Verwendung einer gezielten Ablation, die eine Kombination von elektromagnetischer Strahlung und Nanopartikeln verwendet.The present invention relates to devices for treating various dysfunctional body functions through the use of a targeted ablation that uses a combination of electromagnetic radiation and nanoparticles.

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

Die energieinduzierte Ablation ist ein gut beschriebenes und aktives Gebiet in der medizinischen Praxis. Alle Anwendungen haben das gemeinsame Ziel, lebendes Gewebe zu reduzieren, zu beseitigen oder anderweitig zu ändern, oder die Konsequenzen von pathologischen Prozessen zu ändern, wie etwa von einer Entzündung oder einem anormalen oder schädlichen Gewebewachstum.Energy-induced ablation is a well-described and active field in medical practice. All applications have the common goal of reducing, eliminating, or otherwise altering living tissue, or altering the consequences of pathological processes, such as inflammation or abnormal or deleterious tissue growth.

Die klinisch wichtigen Bereiche, in denen die Ablation verwendet wird, umfassen Magen-Darm-, urologische und kardiale Bereiche. Zahlreiche andere medizinische Gebiete können ebenfalls mit geeigneten Ablationstechniken behandelt werden.The clinically important areas where ablation is used include gastrointestinal, urological and cardiac areas. Many other medical areas can also be treated with appropriate ablation techniques.

Die derzeit verwendeten Ablationstechnologien umfassen die direkte Anwendung von Wärme, die fokussierte Radiofrequenz, Laser oder Ultraschall oder Kryogenik und in manchen Fällen eine tatsächliche chirurgische Ligatur des Zielgewebes. Diese Techniken weisen die dazugehörigen Probleme einer unwirksamen Kontrolle über die Amplitude, die Dauer und das Ausmaß der Ablation auf, was zu kollateralen Schäden an nahegelegenem Gewebe führt. Ferner können sie typischerweise nur einmal angewendet werden, wobei zusätzliche Eingriffe noch viel mehr mögliche Komplikationen bedingen. Auf Grund dieser Einschränkungen geben diese Verfahren bei dem Versuch, das Gewebe in dem einzigen verfügbaren Eingriff zu abladieren, fast immer zu viel Wärme, Energie oder Kälte an das Zielareal ab.Currently used ablation technologies include the direct application of heat, focused radio frequency, laser or ultrasound or cryogenics and, in some cases, actual surgical ligature of the target tissue. These techniques have associated problems of ineffective control over the amplitude, duration and extent of ablation, resulting in collateral damage to nearby tissue. Furthermore, they typically can be used only once, with additional intervention requiring many more potential complications. Because of these limitations, these methods almost always deliver too much heat, energy or cold to the target area when attempting to ablate the tissue in the only available intervention.

Es wurden diverse neue Verfahren zum lokalen Erhitzen von Gewebe unter Verwendung relativ nicht invasiver Techniken entwickelt. Die plasmonische photothermische Therapie (PPTT) hat die Fähigkeit gezeigt, eine lokalisierte Erhitzung in dem benötigten Temperaturbereich zu erreichen und sich dabei auf ein räumlich begrenztes Gebiet einzuschränken. Die PPTT wird jedoch durch die Injektion von Nanopartikeln in ein zu abladierendes Gewebe und die Anregung der Nanopartikel durch Licht ausgeführt, was die thermische Ablation des Gewebes bewirkt. Dieses Verfahren ist auf Grund der Notwendigkeit, die Nanopartikel in die Ablationsstelle zu injizieren problematisch, was einem behandelnden Arzt keine Kontrolle über die Abweichung oder die Position der Nanopartikel gibt, nachdem sie injiziert wurden. Ferner ist der Prozess auf spezifische Arten von Nanopartikeln eingeschränkt.Various new methods have been developed for locally heating tissue using relatively non-invasive techniques. Plasmonic Photothermal Therapy (PPTT) has demonstrated the ability to achieve localized heating in the required temperature range, confined to a confined space. However, PPTT is carried out by the injection of nanoparticles into a tissue to be ablated and the excitation of the nanoparticles by light, which causes the thermal ablation of the tissue. This method is problematic due to the need to inject the nanoparticles into the ablation site, which gives a treating physician no control over the deviation or position of the nanoparticles after they have been injected. Furthermore, the process is limited to specific types of nanoparticles.

Demnach besteht ein Bedarf an einer sanften Methodik zur gezielten Wärmeanwendung, die bekannte gewebereduzierende Wirkungen aufweist und die dem Zielgewebe wiederholt verabreicht werden kann, sowie an einem Mechanismus, durch den die Feinabstimmung des ablativen Prozesses erreichbar ist.Accordingly, there is a need for a gentle methodology for targeted heat application which has known tissue-reducing effects and which can be repeatedly administered to the target tissue as well as a mechanism by which fine-tuning of the ablative process can be achieved.

KURZDARSTELLUNG DER ERFINDUNGBRIEF SUMMARY OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung beschreibt Vorrichtungen zum Behandeln diverser funktionsgestörter Körperfunktionen durch die Verwendung einer gezielten Ablation, die eine Kombination aus elektromagnetischer Strahlung und Nanopartikeln verwendet.The present invention describes devices for treating various dysfunctional body functions through the use of a targeted ablation that uses a combination of electromagnetic radiation and nanoparticles.

Es ist eine Aufgabe einiger Ausführungsformen der vorliegenden Lehren, Vorrichtungen bereitzustellen, bei denen Nanopartikel und PPTT zur lokalisierten Gewebeablation verwendet werden, wobei die Nanopartikel in einer Vorrichtung eingebettet sind.It is an object of some embodiments of the present teachings to provide devices in which nanoparticles and PPTT are used for localized tissue ablation wherein the nanoparticles are embedded in a device.

Es ist ferner eine Aufgabe einiger Ausführungsformen der vorliegenden Lehren, eine Vorrichtung bereitzustellen, die Nanopartikel und PPTT verwendet und die nicht auf die spezifische Art von Nanopartikeln eingeschränkt ist, die für den PPTT-Prozess verwendet werden.It is a further object of some embodiments of the present teachings to provide a device that uses nanoparticles and PPTT and that is not limited to the specific type of nanoparticles used for the PPTT process.

Es ist ebenfalls eine Aufgabe einiger Ausführungsformen der vorliegenden Lehren, eine kontrollierte, wirksame Gewebeablationsmethode bereitzustellen, die das Ausmaß der Ablation darauf einschränkt, was therapeutisch notwendig ist, und die so oft wie nötig wiederholbar ist.It is also an object of some embodiments of the present teachings to provide a controlled, effective tissue ablation method that limits the extent of ablation to what is therapeutically necessary and that is repeatable as often as necessary.

Nach einem Aspekt einiger Ausführungsformen der vorliegenden Lehren wird ein System zum lokalen Erhitzen von Gewebe in einem Körper bereitgestellt, das eine längliche Vorrichtung, an der ein oder mehrere Nanopartikel angebracht ist bzw. sind, und die dazu geeignet ist, um in einen Körper eingesetzt zu werden, und eine Quelle elektromagnetischer Energie, die konfiguriert ist, um elektromagnetische Strahlung in der Nähe der Nanopartikel zu emittieren und dadurch mindestens einige der Nanopartikel anzuregen, bereitgestellt.According to one aspect of some embodiments of the present teachings, there is provided a system for locally heating tissue in a body comprising an elongate device to which one or more nanoparticles are attached and which is adapted to be inserted into a body and a source of electromagnetic energy configured to emit electromagnetic radiation in the vicinity of the nanoparticles and thereby excite at least some of the nanoparticles.

Bei einigen Ausführungsformen haben die Nanopartikel Durchmesser in dem Bereich von 1 bis 1000 Nanometer (nm). Bei einigen Ausführungsformen sind die Nanopartikel metallisch. Bei einigen Ausführungsformen sind die Nanopartikel magnetisch. Bei einigen Ausführungsformen umfassen die Nanopartikel Metallschalen mindestens entweder auf aus nicht metallischen Kernstrukturen oder auf nicht metallischen Kern-Schalen-Strukturen.In some embodiments, the nanoparticles have diameters in the range of 1 to 1000 nanometers (nm). In some embodiments, the nanoparticles are metallic. In some embodiments, the nanoparticles are magnetic. In some embodiments, the nanoparticles comprise metal shells at least either non-metallic core structures or non-metallic core-shell structures.

Bei einigen Ausführungsformen umfassen die Nanopartikel hergestellte Nanostrukturen. Bei einigen dieser Ausführungsformen werden die Nanopartikel in einer Lösung erzeugt.In some embodiments, the nanoparticles comprise fabricated nanostructures. In some of these embodiments, the nanoparticles are generated in a solution.

Bei einigen Ausführungsformen liegt die elektromagnetische Strahlung in dem spektralen Bereich von 380 bis 2000 nm. Bei einigen Ausführungsformen ist die elektromagnetische Strahlung auf die plasmonische Resonanzfrequenz der Nanopartikel abgestimmt. Bei einigen Ausführungsformen umfasst die elektromagnetische Energiequelle eine Lichtquelle, die aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus einer gefilterten Lampe, einer Leuchtdiode (LED) und einem Laser besteht. Bei einigen Ausführungsformen emittiert die elektromagnetische Energiequelle eine Strahlung im infraroten bis Radiofrequenzbereich.In some embodiments, the electromagnetic radiation is in the spectral range of 380 to 2000 nm. In some embodiments, the electromagnetic radiation is tuned to the plasmonic resonance frequency of the nanoparticles. In some embodiments, the electromagnetic energy source comprises a light source selected from a group consisting of a filtered lamp, a light emitting diode (LED), and a laser. In some embodiments, the electromagnetic energy source emits radiation in the infrared to radio frequency range.

Bei einigen Ausführungsformen sind die Nanopartikel sphärisch. Bei einigen Ausführungsformen weisen die Nanopartikel eine Form auf, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus nicht sphärischen, asymmetrischen Kugeln, Würfeln, Pyramiden und Oktaedern besteht.In some embodiments, the nanoparticles are spherical. In some embodiments, the nanoparticles have a shape selected from the group consisting of nonspherical, asymmetric spheres, cubes, pyramids, and octahedrons.

Bei einigen Ausführungsformen werden die Nanopartikel an der Vorrichtung unter Verwendung eines Verfahrens angebracht, das aus einer Gruppe ausgewählt wird, die aus physikalischem Abscheiden, chemischem Abscheiden, physikalischer Absorption, elektrochemischer Bindung und kovalenter Bindung besteht.In some embodiments, the nanoparticles are attached to the device using a method selected from a group consisting of physical deposition, chemical deposition, physical absorption, electrochemical bonding, and covalent bonding.

Bei einigen Ausführungsformen wird die Vorrichtung aus einer Gruppe ausgewählt, die aus einem blanken Stent, einem medikamentenbeschichteten Stent, einem Katheter und einem Gefäß auf einem Katheter besteht. Bei einigen dieser Ausführungsformen wird das Gefäß aus der Gruppe ausgewählt, die aus einem Ballon und einem aufblasbaren Polymer besteht.In some embodiments, the device is selected from a group consisting of a blank stent, a drug-coated stent, a catheter, and a vessel on a catheter. In some of these embodiments, the vessel is selected from the group consisting of a balloon and an inflatable polymer.

Bei einigen Ausführungsformen sind die angeregten Nanopartikel konfiguriert, um ein Zielgewebe in einem Körper zu erhitzen.In some embodiments, the excited nanoparticles are configured to heat a target tissue in a body.

Bei einigen Ausführungsformen weisen die Nanopartikel, die an der Vorrichtung angebracht sind, mindestens zwei charakteristische Resonanzen auf, und die Quelle elektromagnetischer Energie ist zur multimodalen Anregung der Nanopartikel auf den mindestens zwei charakteristischen Resonanzen konfiguriert. Bei einigen dieser Ausführungsformen sind die Nanopartikel von einer einzigen Art, und die mindestens zwei charakteristischen Resonanzen sind auf die Geometrie der Nanopartikel zurückzuführen. Bei einigen dieser Ausführungsformen sind die Nanopartikel verschiedenartig.In some embodiments, the nanoparticles attached to the device have at least two characteristic resonances, and the source of electromagnetic energy is configured for multimodal excitation of the nanoparticles on the at least two characteristic resonances. In some of these embodiments, the nanoparticles are of a single species, and the at least two characteristic resonances are due to the geometry of the nanoparticles. In some of these embodiments, the nanoparticles are diverse.

Bei einigen Ausführungsformen sind die Nanopartikel, die mindestens zwei charakteristische Resonanzen aufweisen, räumlich auf der Vorrichtung getrennt. Bei einigen Ausführungsformen sind die Nanopartikel, die mindestens zwei charakteristische Resonanzen aufweisen, auf der Vorrichtung einheitlich verteilt.In some embodiments, the nanoparticles having at least two characteristic resonances are spatially separated on the device. In some embodiments, the nanoparticles having at least two characteristic resonances are uniformly distributed on the device.

Bei einigen Ausführungsformen ist die Quelle elektromagnetischer Energie konfiguriert, um elektromagnetische Energie zu emittieren, welche die Nanopartikel auf verschiedenen Frequenzen zu verschiedenen Zeitpunkten angeregt.In some embodiments, the source of electromagnetic energy is configured to emit electromagnetic energy that excites the nanoparticles at different frequencies at different times.

Soweit nicht anders definiert, haben alle technischen und wissenschaftlichen Begriffe, die hier verwendet werden, die gleiche Bedeutung, wie sie gewöhnlich vom Fachmann auf dem Gebiet, zu dem die Erfindung gehört, verstanden wird. Im Zweifelsfall ist die Beschreibung, einschließlich der Definitionen, vorrangig.Unless defined otherwise, all technical and scientific terms used herein have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art to which the invention belongs. In case of doubt, the description, including the definitions, takes precedence.

Wie sie hier verwendet werden, verstehen sich die Begriffe „umfassend”, „einschließend”, „aufweisend” und ihre grammatischen Varianten als die angegebenen Merkmale, Ganzzahlen, Schritte oder Komponenten vorgebend anzusehen, schließen jedoch das Hinzufügen eines oder mehrerer zusätzlicher Merkmale, Ganzzahlen, Schritte, Komponenten oder Gruppen derselben nicht aus. Diese Begriffe ziehen die Begriffe „bestehend aus” und „im Wesentlichen bestehend aus” mit ein.As used herein, the terms "comprising," "including," "having," and their grammatical variants are to be construed as specifying the features of specifying integers, steps, or components, but excluding adding one or more additional features, integers, Steps, components, or groups of the same are not enough. These terms include the terms "consisting of" and "consisting essentially of".

Wie er hier verwendet werden, bedeutet der unbestimmte Artikel „ein” „mindestens ein” oder „ein oder mehrere”, soweit der Zusammenhang nichts eindeutig etwas Anderes vorschreibt.As used herein, the indefinite article "a" means "at least one" or "one or more" unless the context clearly dictates otherwise.

Die obigen und andere Aspekte, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung hervorgehen, wenn sie in Zusammenhang mit den beiliegenden Zeichnungen gelesen wird, in denen die gleichen Bezugszeichen die gleichen Elemente bezeichnen, die alle Teil dieser Beschreibung sind.The above and other aspects, features, and advantages of the present invention will become apparent from the following description when read in conjunction with the accompanying drawings, in which the same reference numerals designate the same elements, all of which are part of this description.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Ein weitergehendes Verständnis der vorliegenden Lehren kann mit Bezug auf einige Ausführungsformen erzielt werden, die in den Abbildungen der beiliegenden Zeichnungen dargelegt werden. Obwohl die abgebildeten Ausführungsformen nur Beispiele von Verfahren, Strukturen und Zusammensetzungen zum Ausführen der vorliegenden Lehren sind, kann man sowohl die Organisation als auch das Verfahren der Erfindung im Allgemeinen zusammen mit weiteren Zielen und Vorteilen derselben mit Bezug auf die Zeichnungen und die nachstehende Beschreibung besser verstehen. Die Zeichnungen sind nicht dazu gedacht, den Umfang der vorliegenden Erfindung einzuschränken, der insbesondere in den Ansprüchen, wie sie beigefügt sind oder später geändert werden, dargelegt wird, sondern nur um die Erfindung zu verdeutlichen und zu erläutern.A further understanding of the present teachings may be obtained by reference to some embodiments set forth in the drawings of the accompanying drawings. Although the depicted embodiments are only examples of methods, structures, and compositions for carrying out the present teachings, both the organization and method of the invention may be broadly understood together with other objects and advantages thereof with reference to the drawings and the description below. The drawings are not intended to limit the scope of the present invention, which is set forth with particularity in the claims as appended or changed thereafter, but merely to illustrate and explain the invention.

Für ein vollständigeres Verständnis der vorliegenden Erfindung wird nun Bezug auf die nachstehenden Zeichnungen genommen. Es zeigen:For a more complete understanding of the present invention, reference is now made to the following drawings. Show it:

1 verschiedene Arten von plasmonischen und infrarot anregbaren Nanopartikeln, die bei den Ausführungsformen der vorliegenden Lehren verwendet werden können; 1 various types of plasmonic and infrared excitable nanoparticles that may be used in the embodiments of the present teachings;

2 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung der Nanopartikel, die auf einem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von außerhalb des Körpers verwendet; 2 in cross-section, one embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of the nanoparticles disposed on a stent, according to an embodiment of the present teachings, from outside the body;

3 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von außerhalb des Körpers verwendet; 3 in cross-section, an embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a stent, according to an embodiment of the present teachings, from outside the body;

4 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren vom Innern eines Körpergefäßes aus verwendet; 4 in cross-section, an embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a stent, in accordance with an embodiment of the present teachings, from within a body vessel;

5 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems, das eine richtungsabhängige und lokale elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf dem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von einem Katheter aus durch ein Körpergefäß und durch einen Stent hindurch verwendet; 5 in cross-section, one embodiment of an ablation system that utilizes directional and local electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on the stent according to an embodiment of the present teachings from a catheter through a body vessel and through a stent;

6 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Ballon angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von einem Katheter aus, der durch ein Körpergefäß eingefädelt wird, verwendet; 6 in cross section, one embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a balloon according to an embodiment of the present teachings from a catheter threaded through a body vessel;

7 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems, das eine richtungsabhängige und lokale elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Ballon angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von einem Katheter aus, der durch ein Körpergefäß eingefädelt wird, verwendet; 7 in cross section, one embodiment of an ablation system that utilizes directional and local electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a balloon according to an embodiment of the present teachings from a catheter threaded through a body vessel;

8 im Querschnitt eine Ausführungsform eines Systems, das gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren einen Stretta-Eingriff nachahmt; und 8th in cross-section an embodiment of a system that mimics Stretta engagement in accordance with one embodiment of the present teachings; and

9 im Querschnitt eine Ausführungsform einer medizinischen Vorrichtung, an der multimodale Nanopartikel angebracht sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren. 9 in cross-section an embodiment of a medical device to which multimodal nanoparticles are attached according to an embodiment of the present teachings.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung beschreibt Vorrichtungen zum Behandeln diverser funktionsgestörter Körperfunktionen durch die Verwendung einer gezielten Ablation, die eine Kombination aus elektromagnetischer Strahlung und Nanopartikeln verwendet.The present invention describes devices for treating various dysfunctional body functions through the use of a targeted ablation that uses a combination of electromagnetic radiation and nanoparticles.

Es wird nun ausführlich Bezug auf mehrere Ausführungsformen der Erfindung genommen, die in den beiliegenden Zeichnungen abgebildet sind. Soweit möglich werden die gleichen oder ähnliche Bezugszeichen in den Zeichnungen und der Beschreibung verwendet, um sich auf gleiche oder ähnliche Teile oder Schritte zu beziehen. Die Zeichnungen liegen in vereinfachter Form vor und sind nicht maßstabsgetreu. Aus praktischen Gründen und der Übersichtlichkeit halber können richtungsabhängige Begriffe, wie etwa oben, unten, nach oben, nach unten, oberhalb und unterhalb mit Bezug auf die Zeichnungen verwendet werden.Reference will now be made in detail to several embodiments of the invention, which are illustrated in the accompanying drawings. Wherever possible, the same or similar reference numbers will be used throughout the drawings and the description to refer to the same or like parts or steps. The drawings are in simplified form and are not to scale. For convenience and clarity, directional terms such as top, bottom, top, bottom, above, and below may be used with reference to the drawings.

Es wird nun Bezug genommen auf 1, die verschiedene Arten von plasmonischen und infrarot anregbaren Nanopartikeln abbildet, die bei den Ausführungsformen der vorliegenden Lehren verwendet werden können. Wie in 1 zu sehen, können verschiedene Arten von plasmonischen und infrarot anregbaren Nanopartikeln gemäß einigen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren verwendet werden. Solche Nanopartikel können viele verschiedene Nebenarten umfassen, die durch elektromagnetische Strahlung anregbar sind.It will now be referred to 1 , which depicts various types of plasmonic and infrared excitable nanoparticles that may be used in the embodiments of the present teachings. As in 1 Various types of plasmonic and infrared excitable nanoparticles may be used in accordance with some embodiments of the present teachings. Such nanoparticles can comprise many different secondary species that can be excited by electromagnetic radiation.

Die einfachste Sorte dieser Nanopartikel ist eine metallische, plasmonische Nanosphäre 1, die aus einem beliebigen Metall hergestellt werden kann, das eine plasmonische Resonanz in sichtbaren und/oder infraroten Bereichen aufweisen kann. Solche Metalle umfassen Silber (Ag), Gold (Au), Platin (Pt) und Kupfer (Cu). Das Variieren der Größe dieser Nanosphären von ein paar Nanometern auf Dutzende und Hunderte Nanometer ändert die Resonanzfrequenz dieser Strukturen. Bei einigen Ausführungsformen liegt die Größe dieser Nanosphären im Bereich von 1 bis 200 nm.The simplest variety of these nanoparticles is a metallic, plasmonic nanosphere 1 , which can be made of any metal that may have a plasmonic resonance in visible and / or infrared regions. Such metals include silver (Ag), gold (Au), platinum (Pt) and copper (Cu). Varying the size of these nanospheres from a few nanometers to dozens and hundreds of nanometers changes the resonant frequency of these structures. In some embodiments, the size of these nanospheres ranges from 1 to 200 nm.

Eine zweite Teilgruppe von Nanopartikeln, die zur Verwendung bei den vorliegenden Lehren geeignet sind, sind Kern-Schale-Strukturen, die aus einer metallischen Schale 3, die einen internen, dielektrischen, zentralen Kern 2 beschichtet, bestehen. Das Variieren der Dicke der Schale 3 ändert die Resonanzfrequenz der Kern-Schale-Struktur. A second subset of nanoparticles suitable for use in the present teachings are core-shell structures consisting of a metallic shell 3 that have an internal, dielectric, central core 2 coated, consist. Varying the thickness of the shell 3 changes the resonant frequency of the core-shell structure.

Eine Nanoröhre 4, typischerweise nach Art einer Kohlenstoffnanoröhre, ist eine andere Art von Nanopartikeln, die elektromagnetisch anregbar sind, typischerweise durch infrarote oder Radiofrequenzstrahlung. Bei einigen Ausführungsformen weist die Nanoröhre 4 einen Durchmesser von 1 bis 5 Nanometer (nm) und eine Länge, die von mehreren Dutzend Nanometern bis zu mehreren hundert Mikrometern reicht. Bei einigen Ausführungsformen beträgt die Länge weniger als 1 Mikrometer. Das Ändern des Durchmessers und der Art der Nanoröhre 4 kann die Resonanzfrequenz für eine infrarote Anregung ändern, wohingegen die Radiofrequenzerregung durch die strukturelle Änderung der Nanoröhre weniger beeinflusst wird.A nanotube 4 Typically, like a carbon nanotube, is another type of nanoparticles that are electromagnetically excitable, typically by infrared or radio frequency radiation. In some embodiments, the nanotube 4 a diameter of 1 to 5 nanometers (nm) and a length ranging from several dozen nanometers to several hundred micrometers. In some embodiments, the length is less than 1 micron. Changing the diameter and type of nanotube 4 can change the resonance frequency for an infrared excitation, whereas the radio frequency excitation is less affected by the structural change of the nanotube.

Ein asymmetrisches Nanostäbchen 5, das eine längliche Achse aufweist, die eine Resonanzfrequenz bereitstellt, und eine quergerichtete Achse aufweist, die eine zweite Resonanzfrequenz bereitstellt, kann gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren verwendet werden. Das Ändern des Seitenverhältnisses und der Größe solcher Nanostäbchen oder Nanodrähte ändert ihre jeweiligen Resonanzfrequenzen.An asymmetric nanorod 5 having an elongated axis providing a resonant frequency and having a transverse axis providing a second resonant frequency may be used in accordance with an embodiment of the present teachings. Changing the aspect ratio and size of such nanorods or nanowires changes their respective resonant frequencies.

Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren kann elektromagnetische Strahlung verwendet werden, wozu monochromatische, gefilterte oder sogar Breitbandfrequenzen 6 gehören, um ein oder mehrere Nanopartikel 7 der zuvor aufgeführten Arten anzuregen. Die Art der verwendeten Strahlung ist von der spezifischen Resonanz oder den Resonanzgruppen des Nanopartikels 7 abhängig. Wenn es auf der geeigneten Resonanz angeregt wird, weist das Nanopartikel 7 auf Grund der Oszillation der Elektronen in dem Metall ein plasmonisches Verhalten auf, wodurch eine übermäßige Wärmeentwicklung in dem Nanopartikel verursacht wird, die dann als thermische Strahlung 8 an die umliegende Umgebung emittiert wird.In some embodiments of the present teachings, electromagnetic radiation may be used, including monochromatic, filtered or even broadband frequencies 6 belong to one or more nanoparticles 7 of the species listed above. The type of radiation used is dependent on the specific resonance or resonance groups of the nanoparticle 7 dependent. When excited at the appropriate resonance, the nanoparticle shows 7 due to the oscillation of the electrons in the metal, a plasmonic behavior, which causes excessive heat development in the nanoparticle, which is then called thermal radiation 8th is emitted to the surrounding environment.

Die Nanopartikel können sphärische und nicht sphärische, metallische und nicht metallische, Kern-Schale-Strukturen und auch Nanopartikel, die direkt auf einer Vorrichtung hergestellt oder in einer Lösung vorgefertigt werden.The nanoparticles can be spherical and non-spherical, metallic and non-metallic, core-shell structures and also nanoparticles that are produced directly on a device or prefabricated in a solution.

Die Wellenlängenresonanzen der Nanopartikel können im sichtbaren Spektrum (d. h. 380 bis 700 Nanometer (nm)) und im NIR-Spektrum (d. h. 700 bis 2000 nm) liegen und können mehrfach resonante Nanopartikel umfassen. Bei einigen Ausführungsformen liegt die Wellenlänge zur Anregung von Nanopartikeln im NIR-Bereich, der in menschlichem Blut und Gewebe eine geringe Absorption aufweist, so dass die Übertragung des Anregungssignals maximiert wird.The wavelength resonances of the nanoparticles may be in the visible spectrum (i.e., 380 to 700 nanometers (nm)) and in the NIR spectrum (i.e., 700 to 2000 nm) and may include multi-resonant nanoparticles. In some embodiments, the wavelength for excitation of nanoparticles is in the NIR range, which has low absorption in human blood and tissue, so that the transmission of the excitation signal is maximized.

Die Größe der Nanopartikel wird ausgewählt, um für die Ausführungsform oder Anwendung geeignet zu sein. Bei einigen Ausführungsformen liegen die Dimensionen der Nanopartikel im Bereich von 1 bis 1000 Nanometer. Bei einigen Ausführungsformen liegen die Dimensionen der Nanopartikel im Bereich von 1 bis 200 Nanometer.The size of the nanoparticles is selected to be suitable for the embodiment or application. In some embodiments, the dimensions of the nanoparticles range from 1 to 1000 nanometers. In some embodiments, the dimensions of the nanoparticles range from 1 to 200 nanometers.

Es wird nun Bezug genommen auf 2, die im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems abbildet, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von außerhalb des Körpers verwendet. Wie ersichtlich, ist eine externe elektromagnetische (EM) Strahlungsquelle 9, die eine Lampe, einen Laser, eine Leuchtdiode (LED), eine Mikrowellen- oder Radiofrequenz-(RF)Quelle umfassen kann, außerhalb eines Körpers 11 auf nicht invasive Art und Weise positioniert.It will now be referred to 2 , which depicts in cross section an embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a stent, according to an embodiment of the present teachings, from outside the body. As can be seen, is an external electromagnetic (EM) radiation source 9 which may comprise a lamp, a laser, a light emitting diode (LED), a microwave or radio frequency (RF) source, outside a body 11 positioned in a non-invasive way.

Das Ablationssystem aus 2 umfasst einen mit Nanopartikeln beschichteten Stent 14, der in einem internen Abschnitt des Körpers liegt, beispielsweise in einem Blutgefäß 13. Da die EM-Quelle 9 außerhalb des Körpers liegt, kann der Abstand 12 zwischen der EM-Quelle 9 und dem Stent 14 recht groß sein, z. B. im Bereich von einigen Millimetern bis zu mehreren Zentimetern. Dieser Bereich ist ein einschränkender Faktor für das System, so dass die Funktionalität des Systems von einer Wellenlänge 10 abhängt, die von der Strahlungsquelle 9 emittiert wird und verwendet wird, um die Nanopartikel 15 auf Grund der schwachen Eindringtiefe des am meisten sichtbaren Lichts in das Gewebe anzuregen.The ablation system off 2 includes a nanoparticle coated stent 14 which is located in an internal portion of the body, for example in a blood vessel 13 , Because the EM source 9 is outside the body, the distance can be 12 between the EM source 9 and the stent 14 be pretty big, z. B. in the range of a few millimeters to several centimeters. This range is a limiting factor for the system, allowing the functionality of the system of one wavelength 10 depends on the source of radiation 9 is emitted and used to form the nanoparticles 15 due to the weak penetration of the most visible light into the tissue.

Die elektromagnetische Quelle 9 wird extern angewendet, so dass die elektromagnetische Strahlung, die davon emittiert wird, die Nanopartikel 15 isotrop ohne Selektivität angeregt, und alle Nanopartikel 15 gleich angeregt werden. Die angeregten Nanopartikel 15 emittieren eine thermische Strahlung, wodurch sie die Wände des Gefäßes 13 neben dem Stent 14 thermisch erhitzen, um die Ablation des Zielgewebes zu bewirken. Dieser PPTT-Prozess ist eine lokale Reaktion, die bewirkt, dass nur Zellensubstanz des Gewebes in unmittelbarer Nähe der angeregten Nanopartikel abladiert wird. Typischerweise bleibt der Stent 14 thermisch inaktiv, bis die Nanopartikel 15 mit einer geeigneten Wellenlänge angeregt werden.The electromagnetic source 9 is applied externally so that the electromagnetic radiation emitted by it is the nanoparticles 15 isotropically excited without selectivity, and all nanoparticles 15 be stimulated the same. The excited nanoparticles 15 emit a thermal radiation, causing them to the walls of the vessel 13 next to the stent 14 thermally heat to cause ablation of the target tissue. This PPTT process is a local reaction that causes only cell tissue tissue to be ablated in the immediate vicinity of the excited nanoparticles. Typically, the stent remains 14 thermally inactive until the nanoparticles 15 be excited with a suitable wavelength.

Die elektromagnetische Strahlung, die von der Quelle 9 emittiert wird, hängt von der genauen Art der verwendeten Nanopartikel ab und ist nicht auf ein spezifisches Segment des Spektrums eingeschränkt. The electromagnetic radiation coming from the source 9 depends on the exact nature of the nanoparticles used and is not limited to a specific segment of the spectrum.

Die Intensität und Dauer (pulsiert oder durchgehend) der Strahlung, die von der Quelle 9 emittiert wird, bestimmen die Temperatur, welche die Nanopartikel 15 und die darauffolgende PPTT erreichen. Eine derartige Bestrahlung wird extern kontrolliert und dauert typischerweise von ein paar Sekunden bis zu ein paar Minuten.The intensity and duration (pulsed or continuous) of the radiation coming from the source 9 is emitted, determine the temperature of which the nanoparticles 15 and reach the subsequent PPTT. Such irradiation is externally controlled and typically takes from a few seconds to a few minutes.

Das PPTT-Verhalten des Stents 14 besteht darin, nur solche Zellen, die in den Stent übergreifen, oder die Plättchen, das eigentliche Gerinnsel, oder das alte Gerinnsel, das am Stent haftet, thermisch zu abladieren, wodurch die Gerinnung des Gefäßes 13 verhindert wird. Diese lokalisierte Ablation hat eine minimale Auswirkung auf die Intima-Schicht des Gefäßes 13, wodurch das Gefäß 13 abheilen kann und eine normale Endothelialisierung ermöglicht wird. Für Ausführungsformen, bei denen der Stent 14 ein mit Medikamenten beschichteter Stent (DES) ist, kann eine unerwünschte Hyper-Endothelialisierung behoben werden.The PPTT behavior of the stent 14 is to thermally ablate only those cells that straddle the stent, or the platelets, the actual clot, or the old clot that adheres to the stent, causing the coagulation of the vessel 13 is prevented. This localized ablation has minimal effect on the intima layer of the vessel 13 , causing the vessel 13 heal and normal endothelialization is possible. For embodiments in which the stent 14 a drug-coated stent (DES), unwanted hyper-endothelialization can be resolved.

Bei einigen Ausführungsformen der vorliegenden Lehren kann der Stent 14 ein DES oder ein blanker Stent sein, wie etwa ein blanker Metallstent (BMS), und der PPTT-Effekt der Nanopartikel 15 ist von den mechanischen und chemischen Zwecken des Stents 14 getrennt. Somit kann die PPTT zu einem beliebigen Zeitpunkt während oder nach der Implantation des Stents 14 umgesetzt werden.In some embodiments of the present teachings, the stent 14 a DES or a blank stent, such as a bare metal stent (BMS), and the PPTT effect of the nanoparticles 15 is from the mechanical and chemical purposes of the stent 14 separated. Thus, the PPTT may be at any time during or after implantation of the stent 14 be implemented.

Die Ausführungsform aus 2 ist besonders für Anwendungen geeignet, bei denen sich der Stent in peripheren Gefäßsystemen befindet, und die externe Anwendung elektromagnetischer Strahlung wird auf Grund der relativen Nähe der Gefäße an der Haut bevorzugt. Dies kann bei angeborener Strukturverengung der Fall sein, beispielsweise bei Kleinkindern mit angeborener Herzkrankheit (CHD), wobei das Herz sehr nahe an der Haut liegt und die benötigten Eindringtiefen gering sind.The embodiment of 2 is particularly suitable for applications where the stent is in peripheral vasculature, and the external application of electromagnetic radiation is preferred because of the relative closeness of the vessels to the skin. This can be the case with congenital structural constriction, for example in infants with congenital heart disease (CHD), where the heart is very close to the skin and the required penetration depths are low.

Es wird nun Bezug genommen auf 3, die im Querschnitt eine Ausführungsform einer Ablation abbildet, die eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von außerhalb des Körpers verwendet. Wie ersichtlich, befindet sich eine EM-Quelle 16 außerhalb eines Körpergefäßes 19, jedoch innerhalb des Körpers unter einer Schicht von Außengewebe 18. Die Quelle 16 wird durch das Außengewebe 18, wie etwa Haut, hindurch in einem relativ harmlosen invasiven Prozess über einen kleinen Einstich 21 eingesetzt, so dass sich der relative Abstand 20 zwischen der Quelle 16 und einem Stent 22, der in dem Gefäß 19 positioniert ist, verringert. Durch das Verringern des Abstands zwischen der Quelle 16 und dem Stent 22 wird die Eindringtiefe der Strahlung 17, die von der Quelle 16 emittiert wird, verbessert, was eine bessere Anregung der Nanopartikel 23 an dem Stent 22 ermöglicht. Bei dieser Ausführungsform ist die Anregung isotrop und über die Länge des Stents 22 einheitlich, so dass alle Nanopartikel 23 gleich angeregt werden, wodurch die PPTT induziert wird.It will now be referred to 3 , which depicts in cross-section an embodiment of an ablation that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a stent, according to an embodiment of the present teachings, from outside the body. As can be seen, there is an EM source 16 outside a body vessel 19 but within the body under a layer of external tissue 18 , The source 16 is through the outer fabric 18 , such as skin, through a relatively minor invasive process via a small puncture 21 used, so that the relative distance 20 between the source 16 and a stent 22 in the vessel 19 is positioned, reduced. By reducing the distance between the source 16 and the stent 22 is the penetration depth of the radiation 17 that from the source 16 is emitted, resulting in better excitation of the nanoparticles 23 on the stent 22 allows. In this embodiment, the excitation is isotropic and over the length of the stent 22 uniform, so that all nanoparticles 23 are stimulated to induce the PPTT.

Es wird nun Bezug genommen auf 4, die im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems abbildet, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren vom Innern eines Körpergefäßes aus verwendet. Wie ersichtlich, wird ein Katheter 25 in einen vorhandenen Stent 27 eingesetzt, der in einem Gefäß 24 liegt. Dies kann während des Einsetzens des Stents selber oder in einem späteren Stadium erfolgen, wenn eine Thrombose entdeckt wird. Der Katheter 25 kann derart eingesetzt werden, dass ein Ende 26 einer Glasfaser die gesamte Länge des Stents 27 erreicht und den Stent 27 von innen durch eine elektromagnetische Strahlung 28 isotrop und einheitlich beleuchtet, wodurch die Nanopartikel 29 angeregt werden, die auf dem Stent 27 angeordnet sind.It will now be referred to 4 , which depicts in cross-section an embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a stent, in accordance with an embodiment of the present teachings, from within a body vessel. As can be seen, becomes a catheter 25 into an existing stent 27 used in a container 24 lies. This can be done during insertion of the stent itself or at a later stage when thrombosis is detected. The catheter 25 can be used such that one end 26 a fiberglass the entire length of the stent 27 reached and the stent 27 from the inside by an electromagnetic radiation 28 isotropically and uniformly illuminated, thereby reducing the nanoparticles 29 be stimulated on the stent 27 are arranged.

Die elektromagnetische Energiequelle 26, die eine Glasfaser und/oder eine intern implantierte Lichtquelle sein kann, wie etwa Mikro-LEDs, kann unter Verwendung von herkömmlichen und leicht erhältlichen Kathetern, die derzeit für medizinische Diagnose- und Therapieeingriffe verwendet werden, platziert werden. Dadurch kann die PPTT zu späteren Zeitpunkten umgesetzt werden, nach der chirurgischen Implantation des Stents 27 über einen vergleichsweise einfachen Kathetereingriff, der keine vollständige Entnahme des Stents erfordert. Bei einigen Ausführungsformen aktiviert die interne Lichtquelle die PPTT als Reaktion auf einen externen Befehl, ohne die Verwendung von elektrischen Drähten zu erfordern.The electromagnetic energy source 26 , which may be a glass fiber and / or an internally implanted light source, such as micro LEDs, may be placed using conventional and readily available catheters currently used for medical diagnostic and therapeutic procedures. This allows the PPTT to be implemented at later times, after surgical implantation of the stent 27 about a relatively simple catheter intervention that does not require complete removal of the stent. In some embodiments, the internal light source activates the PPTT in response to an external command without requiring the use of electrical wires.

Die interne Beleuchtungsquelle 26 kann in oder in der Nähe des Stents 27 oder an einer beliebigen anderen geeigneten intern angeordneten Anregungsstelle eingesetzt werden. Beispielsweise kann die Anregungsquelle für einen Herzstent in die Speiseröhre eingesetzt werden, wobei die Eindringtiefe der Lichtquelle verwendet wird, um in den implantierten Stent einzudringen, ähnlich wie zuvor mit Bezug auf 3 beschrieben.The internal illumination source 26 can be in or near the stent 27 or at any other suitable internally located excitation site. For example, the excitation source for a cardiac stent may be inserted into the esophagus using the penetration depth of the light source to penetrate the implanted stent, similar to that previously described 3 described.

Es wird nun Bezug genommen auf 5, die im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems abbildet, das eine richtungsabhängige und lokale elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf dem Stent angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von einem Katheter durch ein Körpergefäß und durch einen Stent hindurch verwendet. Wie gezeigt, liegt ein Stent 33 in einem Gefäß 30, und eine optische Quelle, die auf einem Katheter 31 mit einem richtungsabhängigen Kopf 32 montiert ist, ist in den Stent 33 eingesetzt. Bei dieser Ausführungsform ist die EM-Anregung 34, die von dem richtungsabhängigen Kopf 32 emittiert wird, richtungsabhängig, so dass nur Nanopartikel 35 in einem eingeschränkten Abschnitt des Stents 33 angeregt werden. Der Rest der Nanopartikel 36 auf dem Stent 33 bleibt inaktiv.It will now be referred to 5 showing in cross-section an embodiment of an ablation system that provides directional and local electromagnetic excitation of Nanoparticles disposed on the stent, in accordance with one embodiment of the present teachings, used from a catheter through a body vessel and through a stent. As shown, there is a stent 33 in a vessel 30 , and an optical source on a catheter 31 with a directional head 32 is mounted in the stent 33 used. In this embodiment, the EM excitation 34 that from the directional head 32 is emitted, depending on the direction, leaving only nanoparticles 35 in a restricted section of the stent 33 be stimulated. The rest of the nanoparticles 36 on the stent 33 remains inactive.

Der Katheter 31 kann über die Länge des Stents 33 bewegt werden, um ein PPTT-Verhalten in spezifischen gewünschten Bereichen des Stents 33 zu schaffen. Bei dieser Ausführungsform können alle Nanopartikel auf dem Stent 33 angeregt werden, oder es können nur die Nanopartikel auf einem lokalen Bereich des Stents 33 angeregt werden, wodurch die Ablationsbeschädigung an gesunden Bereichen des Gefäßes 30 reduziert wird.The catheter 31 can be over the length of the stent 33 be moved to a PPTT behavior in specific desired areas of the stent 33 to accomplish. In this embodiment, all nanoparticles on the stent 33 or only the nanoparticles can be stimulated on a local area of the stent 33 be stimulated, reducing the ablation damage to healthy areas of the vessel 30 is reduced.

Noch eine andere Ausführungsform wird in 6 gezeigt, die im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems abbildet, das eine einheitliche elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Ballon angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von einem Katheter aus, der durch ein Körpergefäß eingefädelt wird, verwendet. Hier wird ein aufblasbarer Ballon 40 gezeigt, der auf einem Katheter 38 platziert ist, um ein Gefäß 37 aufzublasen. Bei einigen Ausführungsformen ist der Katheter 38 in dem beschädigten Bereich platziert, so dass der Ballon 40 auf den gewünschten Abschnitt ausgerichtet ist. Die Katheter- 38/Ballon- 40 Vorrichtung wird von den Enden 41 und 42 des Katheters 38 her aufgeblasen, wodurch der Ballon 40 über den notwendigen Abstand aufgeblasen wird, um die Wände des Gefäßes 37 zu berühren.Yet another embodiment is disclosed in 6 which depicts in cross-section an embodiment of an ablation system that utilizes uniform electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a balloon according to an embodiment of the present teachings from a catheter threaded through a body vessel. Here is an inflatable balloon 40 shown on a catheter 38 is placed to a vessel 37 inflate. In some embodiments, the catheter is 38 placed in the damaged area, leaving the balloon 40 is aligned to the desired section. The catheter 38 /Balloon- 40 Device becomes of the ends 41 and 42 of the catheter 38 inflated ago, causing the balloon 40 is inflated over the necessary distance to the walls of the vessel 37 to touch.

Bei einigen Ausführungsformen ist der Katheter 38 mit einer Strahlungsquelle (nicht gezeigt) ausgestattet, die über eine Glasfaser in den Katheter 38 gekoppelt ist, so dass die Faser die Nanopartikel 44, die sich an den äußeren Rändern des Ballons 40 befinden, mit einer EM-Strahlung 43 einheitlich und isotrop beleuchtet. Die Nanopartikel 44 auf dem externen Abschnitt des Ballons 40, die neben der Gewebefläche des Gefäßes 37 positioniert sind, führen dadurch die PPTT herbei.In some embodiments, the catheter is 38 equipped with a radiation source (not shown) that passes through a fiber in the catheter 38 is coupled, so that the fiber is the nanoparticles 44 that attach to the outer edges of the balloon 40 are located, with an EM radiation 43 uniformly and isotropically illuminated. The nanoparticles 44 on the external section of the balloon 40 next to the tissue surface of the vessel 37 are positioned, thereby causing the PPTT.

Es versteht sich, dass sich die Energiequelle, wie etwa eine LED oder ein Laser, bei einigen Ausführungsformen an dem Katheter 38 befinden kann und somit genau auf das interessierende Areal an dem Ballon gerichtet werden kann, wodurch das von der PPTT zu beeinflussende Areal räumlich kontrolliert wird.It should be understood that the power source, such as an LED or a laser, may be attached to the catheter in some embodiments 38 and thus can be accurately directed to the area of interest on the balloon, thereby spatially controlling the area to be influenced by the PPTT.

Bei einigen Ausführungsformen können Sensoren (nicht gezeigt), wie etwa Temperatursensoren, neben der Lichtquelle platziert werden, so dass die therapeutische Energiedosis genau überwacht und kontrolliert werden kann. Beispielsweise könnte ein Therapeut wählen, die PPTT als sekundäre Behandlung auszuführen, die verwendet wird, um ein Gefäßwachstum nach einer standardmäßigen Angioplastie zu verhindern, oder der primäre Eingriff kann die PPTT sein. Diese Methode ermöglicht es, dass die Ablation erfolgt, auch wenn kein Stent angewendet wird, und ermöglicht es, die Ablation zu verfolgen, falls ein zuvor eingesetzter BMS sich langsam schließt, und/oder wenn ein fehlgeschlagener DES eine Behandlung erfordert.In some embodiments, sensors (not shown), such as temperature sensors, may be placed adjacent to the light source so that the absorbed energy dose can be accurately monitored and controlled. For example, a therapist might choose to perform the PPTT as a secondary treatment used to prevent vascular growth following standard angioplasty, or the primary intervention may be PPTT. This method allows ablation to occur even when no stent is applied and allows ablation to be tracked if a previously inserted BMS slowly closes and / or if a failed DES requires treatment.

7 bildet im Querschnitt eine Ausführungsform eines Ablationssystems ab, das eine richtungsabhängige und lokale elektromagnetische Anregung von Nanopartikeln, die auf einem Ballon angeordnet sind, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren von einem Katheter aus, der durch ein Körpergefäß eingefädelt wird, verwendet. Wie ersichtlich, wird ein Katheter 48 in einem Gefäß 45 an einer gewünschten Position platziert, und ein Ballon 51 wird auf ein gewünschtes Volumen aufgeblasen. Der Ballon 51 wird von den Dichtungen 52 und 53, die sich an den beiden Enden des Ballons 51 befinden, an Ort und Stelle gehalten. Bei dieser Ausführungsform wird eine EM-Strahlungsquelle 49, die einen richtungsabhängigen Kopf 50 aufweist, auf einen Katheter 48 platziert, so dass der richtungsabhängige Kopf 50 die Nanopartikel 55 räumlich und lokal beleuchten und anregen kann, wie es durch die Bezugsnummer 54 angegeben wird. Es werden nur Nanopartikel 55 angeregt, die direkt mit der Energie 54 beleuchtet werden, und der Rest der Nanopartikel 56 bleibt inaktiv. 7 FIG. 10 depicts, in cross section, an embodiment of an ablation system that employs directional and local electromagnetic excitation of nanoparticles disposed on a balloon according to an embodiment of the present teachings from a catheter threaded through a body vessel. As can be seen, becomes a catheter 48 in a vessel 45 placed at a desired position, and a balloon 51 is inflated to a desired volume. The balloon 51 is from the seals 52 and 53 that attach to the two ends of the balloon 51 are held in place. In this embodiment, an EM radiation source 49 who have a directional head 50 has, on a catheter 48 placed so that the directional head 50 the nanoparticles 55 spatially and locally illuminate and stimulate, as indicated by the reference number 54 is specified. It will only be nanoparticles 55 excited, directly with the energy 54 be illuminated, and the rest of the nanoparticles 56 remains inactive.

Bei dieser Ausführungsform können die Nanopartikel auf dem gesamten Ballon 51 über die Quelle 49 angeregt werden, oder es kann nur ein lokaler Bereich der Nanopartikel 55 auf dem Ballon 51 angeregt werden, wodurch die Ablationsbeschädigung an gesunden Bereichen des Gefäßes reduziert wird.In this embodiment, the nanoparticles can be applied to the entire balloon 51 about the source 49 be excited, or it may only be a local area of nanoparticles 55 on the balloon 51 be stimulated, which reduces the ablation damage to healthy areas of the vessel.

8 bildet im Querschnitt eine Ausführungsform eines Systems ab, das einen Stretta-Eingriff gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren nachahmt, und zeigt einen Eingriff, der ähnlich wie der Stretta-Eingriff für die Behandlung von GERD ist. Dabei wird die Magen-Speiseröhrenverbindung 57 unter Verwendung eines Ballons 61, der auf einer Röhre 58 platziert und in die Speiseröhre eingesetzt wird, geringfügig aufgeblasen. Der Ballon 61 ist an einem offenen Ende 62 der Röhre 58 angebracht und wird durch einen Ring 63 an Ort und Stelle gehalten. Gemäß den vorliegenden Lehren ist der Ballon 61 extern mit Nanopartikeln 66 beschichtet. 8th FIG. 10 depicts, in cross-section, one embodiment of a system that mimics a Stretta engagement in accordance with an embodiment of the present teachings and shows an intervention similar to the Stretta procedure for the treatment of GERD. This is the gastric-oesophageal connection 57 using a balloon 61 standing on a tube 58 placed and inserted into the esophagus, slightly inflated. The balloon 61 is at an open end 62 the tube 58 attached and is through a ring 63 kept in place. According to the present teachings, the balloon is 61 externally with nanoparticles 66 coated.

Ein Katheter oder eine ähnliche Vorrichtung 59, die typischerweise einen richtungsabhängigen Kopf aufweist, der eine Strahlungsquelle 60 umfasst, wird in die Röhre 58 eingesetzt. Die Quelle 60 beleuchtet spezifische Bereiche des Ballons 61 lokal und räumlich mit Energie 64, wodurch nur spezifische Nanopartikel 65 angeregt werden und der Rest der Nanopartikel 66 inaktiv bleibt. Die richtungsabhängige Quelle 60 kann gedreht und ausgerichtet werden, um Muster von Ablationsbereichen entlang der Mantelfläche des Ballons 61 zu erstellen. Es versteht sich, dass obwohl es nicht notwendig ist, die Nanopartikel auf dem Ballon 61 einheitlich anzuregen, dies ebenfalls erfolgen kann. A catheter or similar device 59 which typically has a directional head which is a radiation source 60 includes, gets into the tube 58 used. The source 60 illuminates specific areas of the balloon 61 locally and spatially with energy 64 , producing only specific nanoparticles 65 be excited and the rest of the nanoparticles 66 remains inactive. The directional source 60 can be rotated and aligned to patterns of ablation areas along the lateral surface of the balloon 61 to create. It is understood that although it is not necessary, the nanoparticles on the balloon 61 uniformly stimulate, this can also be done.

Ähnlich können solche Ballons für eine Ablation bei Vorhofflimmern verwendet werden, wobei das Zielareal typischerweise der vordere Teil des Ballons 61 statt am mittleren Umfang des Ballons oder in seiner Nähe ist. In dieser Situation wird eine Spitze des Katheters 59 bevorzugt verwendet, um den Katheter zu lokalisieren und an Ort und Stelle zu halten.Similarly, such balloons may be used for atrial fibrillation ablation, where the target area is typically the anterior portion of the balloon 61 instead of at the middle circumference of the balloon or in its vicinity. In this situation, a tip of the catheter 59 preferably used to locate the catheter and hold it in place.

Da die meisten Ablationen in einem Katheterlabor unter fluoroskopischer Führung erfolgen, sind die Öffnungen auf die Lungenvenen eventuell nicht sichtbar. Für größere Gefäße kann der Ballon länglich sein, oder ein zweiter kleinerer Ballon kann vor dem primären Ballon positioniert werden, um den Katheter in einer im Wesentlichen zentrierten Position zu halten.Since most ablations are performed under fluoroscopic guidance in a cath lab, the openings on the pulmonary veins may not be visible. For larger vessels, the balloon may be oblong or a second smaller balloon may be positioned in front of the primary balloon to hold the catheter in a substantially centered position.

Die Nanopartikel können an den beschriebenen Vorrichtungen, einschließlich Stents, Katheter und Ballons, unter Verwendung verschiedener Techniken, einschließlich physikalischen Einbettens, chemischer Bindung oder Galvanisieren, eingebettet sein.The nanoparticles may be embedded on the described devices, including stents, catheters, and balloons, using various techniques, including physical embedding, chemical bonding, or electroplating.

Es ist ein besonderes Merkmal der vorliegenden Lehren, dass ein Ballon an einem Katheter, wie etwa der Ballon 40 an dem Katheter 38 (6), wenn er richtig platziert und expandiert ist, eine minimale Katheterpositionierung benötigt, den gleichen Druck auf alle Kontaktpunkte ausübt und besseren Kontakt mit allen möglichen Zielpunkten erreicht. Eine geeignete Platzierung wäre beispielsweise in dem Lumen des Gefäßes oder an einer Austrittsposition, an der das Gefäß auf eine Kammer stößt, so dass die Spitze des Katheters durch das Gefäßlumen positioniert wird, und der Körper des Ballons, wenn er expandiert ist, die Kammerwand berührt, welche die Gefäßöffnung umgibt. Wenn er auf diese Art und Weise verwendet wird, ist der Katheter selbstzentrierend und selbstpositionierend. Der selbstzentrierende und selbstpositionierende Katheter ist auch geeignet, wenn er mit bestehenden Energieabgabeverfahren verwendet wird, z. B. überschüssige Wärme, RF oder Kälte.It is a particular feature of the present teachings that a balloon is attached to a catheter, such as the balloon 40 on the catheter 38 ( 6 ), when properly placed and expanded, requires minimal catheter positioning, exerts the same pressure on all contact points, and achieves better contact with all possible target points. A suitable placement would be, for example, in the lumen of the vessel or at an exit position where the vessel abuts a chamber such that the tip of the catheter is positioned through the vessel lumen and the body of the balloon, when expanded, contacts the chamber wall which surrounds the vessel opening. When used in this manner, the catheter is self-centering and self-locating. The self-centering and self-positioning catheter is also suitable when used with existing energy delivery methods, e.g. For example, excess heat, RF or cold.

Eine verbesserte Selbstzentrierung könnte auch erreicht werden, indem ein zweistufiger Ballon verwendet würde. Der distalste Teil des Ballons würde in das Gefäß eintreten und expandieren, um den Katheter im Innern des Gefäßlumens zu zentrieren. Ein eher proximaler Teil des Ballons würde an die Öffnung des Gefäßes in die Kammer anschließen. Bei einer derartigen Verwendung wird eine nahezu perfekte Zentrierung des therapeutische Wärme abgebenden Ballons erreicht.Improved self-centering could also be achieved by using a two-stage balloon. The most distal part of the balloon would enter and expand the vessel to center the catheter inside the vessel lumen. A more proximal part of the balloon would attach to the opening of the vessel into the chamber. Such use achieves near perfect centering of the therapeutic heat-releasing balloon.

Es wird nun Bezug genommen auf 9, die im Querschnitt eine Ausführungsform einer medizinischen Vorrichtung abbildet, an der gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Lehren multimodale Nanopartikel angebracht sind. Bei einer der zuvor beschriebenen Ausführungsformen kann mehr als eine einzige Art von Nanopartikeln an derselben Vorrichtung verwendet werden. Beispielsweise wie in 9 gezeigt, sind mehrere verschiedene Arten von Nanopartikeln an einer Vorrichtung 69 angeordnet. Bei einer derartigen Vorrichtung befinden sich ein zu abladierendes Gewebe 68 und die Vorrichtung 69 nahe beieinander. Eine Strahlungsquelle 67, die extern (nicht gezeigt) oder intern (gezeigt) ist, wird verwendet, um die Nanopartikel an der Vorrichtung anzuregen. In 9 werden drei verschiedene Arten von Nanopartikeln gezeigt: Nanosphären 70, Kern-Schale-Nanostrukturen 71 und Nanostäbchen 72. Bevorzugt weist jedes der Nanopartikel 70, 71 und 72 seine eigene, bestimmte Resonanzfrequenz auf, auf der es angeregt wird und ein PPTT-Verhalten 76 erzeugt. Beispielsweise kann die Nanosphäre 70 eine Resonanzfrequenz hv1 73 aufweisen, die Kern-Schale-Nanosphäre 71 kann eine Resonanzfrequenz hv2 74 aufweisen, und das Nanostäbchen 72 kann eine Resonanzfrequenz hv3 75 aufweisen.It will now be referred to 9 , which depicts in cross-section an embodiment of a medical device to which multimodal nanoparticles are attached in accordance with an embodiment of the present teachings. In one of the previously described embodiments, more than a single type of nanoparticles can be used on the same device. For example, as in 9 Shown are several different types of nanoparticles on a device 69 arranged. In such a device there is a tissue to be ablated 68 and the device 69 close to each other. A radiation source 67 that is external (not shown) or internal (shown) is used to excite the nanoparticles on the device. In 9 Three different types of nanoparticles are shown: nanospheres 70 , Core-shell nanostructures 71 and nanorods 72 , Preferably, each of the nanoparticles 70 . 71 and 72 its own particular resonant frequency on which it is excited and a PPTT behavior 76 generated. For example, the nanosphere 70 a resonant frequency hv 1 73 exhibit the core-shell nanosphere 71 can be a resonant frequency hv 2 74 exhibit, and the nanorod 72 may be a resonant frequency hv 3 75 exhibit.

Bei diesem multimodalen Verhalten können die Nanopartikel wahlweise der gleichen Teilmenge angehören, jedoch mit verschiedenen Resonanzfrequenzen. Beispielsweise können die Nanopartikel Nanosphären 70 sein, die verschiedene Durchmesser aufweisen, oder Nanostäbchen 73, die verschiedene Seitenverhältnisse aufweisen. Jedes Nanopartikel wird dann nur angeregt, wenn die geeignete Resonanzfrequenz verwendet wird, wobei die anderen Nanopartikel inaktiv bleiben. Mehrere Arten oder Größen von resonanten Nanopartikeln können verwendet werden, einschließlich Nanopartikel mit unterschiedlichen Größen, Zusammensetzungen (feste oder Kern-Schale-Strukturen) und Materialien.In this multimodal behavior, the nanoparticles can optionally belong to the same subset, but with different resonance frequencies. For example, the nanoparticles can be nanospheres 70 be, which have different diameters, or nanorods 73 that have different aspect ratios. Each nanoparticle is then excited only when the appropriate resonant frequency is used, leaving the other nanoparticles inactive. Several types or sizes of resonant nanoparticles can be used, including nanoparticles of different sizes, compositions (solid or core-shell structures), and materials.

Durch Ändern der Arten der verwendeten Nanopartikel und durch Platzieren verschiedener Nanopartikel an verschiedenen Segmenten der Vorrichtung können verschiedene Bereiche der Vorrichtung durch unterschiedliche Anregungswellenlängen angeregt werden, wodurch eine weitere Ablationskontrolle ermöglicht wird, indem selektiv nur ein gewisser Bruchteil der Nanopartikel zur Resonanz gebracht wird, indem nur ihre Resonanzfrequenzen verwendet werden und eine räumliche Trennung der Ablation erstellt wird, auch wenn sie einheitlich durch die Quelle 67 angeregt werden.By changing the types of nanoparticles used and placing different nanoparticles on different segments of the device, different regions of the device can be excited by different excitation wavelengths, thereby allowing further ablation control by selectively controlling only some of the ablation control Fraction of the nanoparticles is brought to resonance by using only their resonant frequencies and creating a spatial separation of the ablation, even if they are unified by the source 67 be stimulated.

Alternativ können die unterschiedlichen Nanopartikel einheitlich entlang der Vorrichtung verteilt sein, wodurch die mehrfache Aktivierung der Vorrichtung unter Verwendung einer anderen Teilmenge von Nanopartikeln und einer anderen Anregungsfrequenz bei jeder Aktivierung ermöglicht wird. Bei solchen Ausführungsformen, und wenn verschiedene Nanopartikel räumlich entlang der Vorrichtung verteilt sind, können verschiedene Nanopartikel angeregt werden, indem sie mit der richtigen Wellenlänge zu verschiedenen Zeitpunkten oder in getrennten Eingriffen beleuchtet werden. Dies kann man verwenden, um die PPTT mehrmals herbeizuführen, oder für den Fall, dass einige der Nanopartikel zerstört oder anderweitig inaktiv gemacht werden, wodurch sich die Anzahl der möglichen Umsetzungen der PPTT erhöht.Alternatively, the different nanoparticles may be uniformly distributed along the device, thereby enabling multiple activation of the device using a different subset of nanoparticles and a different excitation frequency at each activation. In such embodiments, and when different nanoparticles are spatially distributed along the device, different nanoparticles can be excited by illuminating them at the correct wavelength at different times or in separate interventions. This can be used to cause the PPTT several times, or in the event that some of the nanoparticles are destroyed or otherwise rendered inactive, thereby increasing the number of possible reactions of the PPTT.

Wenn zudem die Nanopartikel bei einer anfänglichen PPTT-Bestrahlung beschädigt oder zerstört werden, können sekundäre Schichten zusätzliche PPTT-Behandlungen zu späteren Zeitpunkten und auf verschiedenen Wellenlängen zulassen.In addition, if the nanoparticles are damaged or destroyed by initial PPTT irradiation, secondary layers may permit additional PPTT treatments at later times and at different wavelengths.

Gezielte Ablationstechniken, wie sie in den Ausführungsformen aus 1 bis 9 und in den vorliegenden Lehren beschrieben werden, können zur Gefäßablation, Speiseröhrenablation und für viele andere Arten von medizinischen Behandlungen verwendet werden.Specific ablation techniques, as in the embodiments of 1 to 9 and described in the present teachings can be used for vascular ablation, esophageal ablation and many other types of medical treatments.

Durch die Verwendung einer Ballon-Nanopartikel-Methodik, wie in 6 bis 8 gezeigt, ist es möglich, eine genauere und geringere jedoch ebenso wirksame oder vielleicht sogar noch wirksamere Energie zur lokalen Gewebezerstörung abzugeben. Dadurch würden Komplikationen, hauptsächlich Vernarbung, reduziert. Ferner ist auf Grund der Abgabe durch den Ballon entweder unter Verwendung einer herkömmlichen Energiequelle oder von Nanopartikeln als Medium der Energieabgabe die Ablation sowohl fokal präziser als auch weniger dazu geneigt, an dem kritischen Gewebe vorbeizugehen.By using a balloon nanoparticle methodology, as in 6 to 8th It has been shown that it is possible to give a more accurate and less effective but perhaps even more effective energy for local tissue destruction. This would reduce complications, mainly scarring. Further, due to the delivery by the balloon, either using a conventional energy source or nanoparticles as a medium of energy delivery, ablation is both focally more precise and less likely to bypass the critical tissue.

Solche Behandlungsverfahren sind zur Behandlung von Barrett-Speiseröhre, Asthma, Dysplasie, Sinusöffnungsverengung, Stenose bzw. Stentverschluss, Verengung der Durchgänge im Magen-Darm-Trakt, Verengung der Urogenital-Trakte oder Durchgänge, und übermäßige Uterusblutung besonders geeignet. Zu den Urogenital-Trakten und Durchgängen gehören Durchgänge von den Nieren zur Blase einschließlich der Verbindungsbereiche, der Durchgang von der Blase über die Harnröhre, die Eileiter und Durchgänge vom Eierstock zum Uterus.Such methods of treatment are particularly useful for the treatment of Barrett's esophagus, asthma, dysplasia, sinus opening narrowing, stenosis, narrowing of the passages in the gastrointestinal tract, narrowing of the urogenital tracts or passageways, and excessive uterine bleeding. The urogenital tracts and passages include passages from the kidneys to the bladder, including the connecting areas, the passage from the bladder to the urethra, the fallopian tubes and passages from the ovary to the uterus.

Alle diese Areale sind Beispiele von Anwendungen der Ablationstechniken, die beschrieben werden, wie sie den Stent verwenden, von fokussierten und lokalen Ablationsverfahren mit Ballon und Nanopartikeln gemäß den vorliegenden Lehren, für die wesentlich bessere Ergebnisse erreichbar sind.All of these areas are examples of applications of the ablation techniques described using the stent of focused and local balloon and nanoparticle ablation procedures in accordance with the present teachings for which much better results are achievable.

Die Verfahren der vorliegenden Lehren, und insbesondere die Ausführungsform aus 8, können ferner mit einem Speiseröhrenkatheter verwendet werden, um lokalisierte und gut kontrollierte Ablationseingriffe auszuführen. Dadurch kann der herkömmliche Stretta-Eingriff für die Behandlung der Speiseröhrenkrebs-Refluxkrankheit (GERD) ersetzt werden. Wenn sie zu diesem Zweck verwendet wird, kann die Vorrichtung der vorliegenden Lehren den derzeitigen Stretta-Eingriff ersetzen, ohne Hochspannungsleitungen zu benötigen, und ohne die sich daraus ergebende Restbeschädigung am angrenzenden Gewebe. Andere Magen-Darm-Beispiele umfassen die Ablation oder Läsionsentfernung in der Speiseröhre, im Magen-Speiseröhren-Bereich und die Beseitigung von durch Narben bedingten lokalen Verstopfungen im Darm oder in der Gallenblase und ihrem Drainagesystem, den Gallenwegen. Dazu gehören auch andere röhrenförmige Strukturen, einschließlich der gesamten urogenitalen Trakte, der Nebenhöhlen und des Gehörs, der Lungenstrukturen und ganz allgemein jedes Areal des Körpers, für das eine kontrollierte fokale Ablation von Nutzen sein könnte.The methods of the present teachings, and in particular the embodiment of 8th , can also be used with an esophageal catheter to perform localized and well-controlled ablation procedures. This will replace the traditional Stretta procedure for the treatment of esophageal reflux disease (GERD). When used for this purpose, the apparatus of the present teachings can replace the current Stretta procedure without the need for power lines and without the consequent residual damage to adjacent tissue. Other examples of gastrointestinal include ablation or lesion removal in the esophagus, in the gastro-oesophageal region, and the elimination of scarred local obstruction in the gut or gallbladder and its drainage system, the biliary tract. This includes other tubular structures, including the entire urogenital tracts, sinuses, and hearing, lung structures, and, more generally, any area of the body for which controlled focal ablation may be beneficial.

Es versteht sich, dass gewisse Merkmale der Erfindung, die der Übersichtlichkeit halber in Zusammenhang mit getrennten Ausführungsformen beschrieben wurden, auch in Kombination in einer einzigen Ausführungsform bereitgestellt werden können. Umgekehrt können diverse Merkmale der Erfindung, die der Kürze halber in Zusammenhang mit einer einzigen Ausführungsform beschrieben wurden, auch getrennt oder in einer beliebigen geeigneten Teilkombination, oder wie es sich in einer beliebigen anderen beschriebenen Ausführungsform der Erfindung eignet, bereitgestellt werden. Gewisse Merkmale, die in Zusammenhang mit diversen Ausführungsformen beschrieben wurden, sind nicht als wesentliche Merkmale dieser Ausführungsformen anzusehen, es sei denn, die Ausführungsform ist ohne diese Elemente nicht funktionsfähig.It should be understood that certain features of the invention, which have been described for purposes of clarity in the context of separate embodiments, may also be provided in combination in a single embodiment. Conversely, various features of the invention, which for purposes of brevity have been described in connection with a single embodiment, may also be provided separately or in any suitable sub-combination, or as appropriate in any other described embodiment of the invention. Certain features described in connection with various embodiments are not to be considered as essential features of these embodiments unless the embodiment is not functional without these elements.

Obwohl die Erfindung zusammen mit ihren spezifischen Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen, Änderungen und Variationen für den Fachmann ersichtlich sind. Entsprechend versteht es sich, dass alle Alternativen, Änderungen und Variationen, die in den Umfang der beiliegenden Ansprüche fallen, einbezogen sind.Although the invention has been described in conjunction with specific embodiments thereof, it will be apparent that many alternatives, changes and variations will be apparent to those skilled in the art. Accordingly, it is to be understood that all alternatives, changes, and variations that fall within the scope of the appended claims are included.

Die Erwähnung oder Identifizierung einer beliebigen Referenz in der vorliegenden Anmeldung ist nicht als Zugeständnis anzusehen, dass diese Referenz als Stand der Technik für die Erfindung verfügbar ist.The mention or identification of any reference in the present application is not to be taken as an admission that this reference is available as prior art for the invention.

Die Paragrafentitel werden hier verwendet, um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern und sind nicht als unbedingt einschränkend anzusehen.The section titles are used here to facilitate the understanding of the description and are not to be considered as strictly limiting.

Claims (13)

System zum lokalen Erhitzen von Gewebe im Innern eines Körpers, umfassend: eine längliche Vorrichtung, an der ein oder mehrere Nanopartikel angebracht ist bzw. sind, und die dazu geeignet ist, um in einen Körper eingesetzt zu werden; und eine Quelle elektromagnetischer Energie, die konfiguriert ist, um eine elektromagnetische Strahlung in der Nähe der Nanopartikel zu emittieren und dadurch mindestens einige der Nanopartikel anzuregen.A system for locally heating tissue within a body comprising: an elongated device to which one or more nanoparticles are attached and which is adapted to be inserted into a body; and a source of electromagnetic energy configured to emit electromagnetic radiation in the vicinity of the nanoparticles and thereby excite at least some of the nanoparticles. System nach Anspruch 1, wobei die Nanopartikel hergestellte Nanostrukturen umfassen.The system of claim 1, wherein the nanoparticles comprise fabricated nanostructures. System nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Strahlung auf die plasmonische Resonanzfrequenz der Nanopartikel abgestimmt ist.The system of claim 1, wherein the electromagnetic radiation is tuned to the plasmonic resonance frequency of the nanoparticles. System nach Anspruch 1, wobei die elektromagnetische Energiequelle eine Lichtquelle umfasst, die aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einer gefilterten Lampe, einer Leuchtdiode (LED) und einem Laser besteht.The system of claim 1, wherein the electromagnetic energy source comprises a light source selected from the group consisting of a filtered lamp, a light emitting diode (LED), and a laser. System nach Anspruch 1, wobei die Nanopartikel magnetisch sind.The system of claim 1, wherein the nanoparticles are magnetic. System nach Anspruch 1, wobei die Nanopartikel unter Verwendung eines Verfahrens, das aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus physikalischer Abscheidung, chemischer Abscheidung, physikalischer Absorption, elektrochemischer Bindung und kovalenter Bindung besteht, an der Vorrichtung angebracht sind.The system of claim 1, wherein the nanoparticles are attached to the device using a method selected from the group consisting of physical deposition, chemical deposition, physical absorption, electrochemical bonding, and covalent bonding. System nach Anspruch 1, wobei die Vorrichtung aus der Gruppe ausgewählt wird, die aus einem blanken Stent, einem mit Medikamenten beschichteten Stent, einem Katheter und einem Gefäß auf einem Katheter besteht.The system of claim 1, wherein the device is selected from the group consisting of a blank stent, a drug coated stent, a catheter and a vessel on a catheter. System nach Anspruch 1, wobei die angeregten Nanopartikel konfiguriert sind, um ein Zielgewebe im Innern eines Körpers zu erhitzen.The system of claim 1, wherein the excited nanoparticles are configured to heat a target tissue within a body. System nach Anspruch 1, wobei die Nanopartikel, die an der Vorrichtung angebracht sind, mindestens zwei charakteristische Resonanzen aufweisen, und die Quelle elektromagnetischer Energie zur multimodalen Anregung der Nanopartikel auf den mindestens zwei charakteristische Resonanzen konfiguriert ist.The system of claim 1, wherein the nanoparticles attached to the device have at least two characteristic resonances, and the source of electromagnetic energy for multimodal excitation of the nanoparticles is configured on the at least two characteristic resonances. System nach Anspruch 9, wobei die Nanopartikel einer einzigen Art angehören und die mindestens zwei charakteristischen Resonanzen auf die Geometrie der Nanopartikel zurückzuführen sind.The system of claim 9, wherein the nanoparticles are of a single species and the at least two characteristic resonances are due to the geometry of the nanoparticles. System nach Anspruch 9, wobei die Nanopartikel, die mindestens zwei charakteristische Resonanzen aufweisen, räumlich auf der Vorrichtung getrennt sind.The system of claim 9, wherein the nanoparticles having at least two characteristic resonances are spatially separated on the device. System nach Anspruch 9, wobei die Nanopartikel, die mindestens zwei charakteristische Resonanzen aufweisen, einheitlich auf der Vorrichtung verteilt sind.The system of claim 9, wherein the nanoparticles having at least two characteristic resonances are uniformly distributed on the device. System nach Anspruch 1, wobei die Quelle elektromagnetischer Energie konfiguriert ist, um elektromagnetische Energie zu emittieren, die konfiguriert ist, um die Nanopartikel auf verschiedenen Frequenzen zu verschiedenen Zeitpunkten anzuregen.The system of claim 1, wherein the source of electromagnetic energy is configured to emit electromagnetic energy configured to excite the nanoparticles at different frequencies at different times.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109381257A (en) * 2018-12-07 2019-02-26 中聚科技股份有限公司 A kind of laser therapeutic system of combination laser and photo-thermal therapy

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