DE69108041T2

DE69108041T2 - Inhibierung von Restenosen mittels UV-Strahlung.

Info

Publication number: DE69108041T2
Application number: DE69108041T
Authority: DE
Inventors: Richard Clarke
Original assignee: Angiomedics Inc
Current assignee: Schneider USA Inc
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1991-09-04
Publication date: 1995-10-19
Anticipated expiration: 2011-09-05
Also published as: ATE119403T1; JPH06501859A; WO1992006741A2; CA2092537A1; AU1655995A; WO1992006741A3; ES2073172T3; EP0552189B1; ES2121592T3; DE69129864D1; DE69129864T2; AU8546491A; ATE168546T1; AU655939B2; DE69108041D1; AU669833B2; US5053033A; EP0629380B1; EP0552189A1; EP0629380A1

Description

Hintergrund der Erfindung

Das technische Gebiet dieser Erfindung betrifft chirgurgische Instrumente und insbesondere Systemen zum Hemmen von Restenosierung, wie sie bei gefäßplastischen Maßnahmen auftritt.
Atherosklerose ist eine Krankheit, die ein Verdicken und Verhärten von Arterien hervorruft und sich durch Läsionen erhöhter, faserförmiger Plaque auszeichnet, die sich innerhalb des Arteriengangs ausgebildet hat. Atherosklerotische Plaque wird im allgemeinen unter Verwendung eines Ballonkatheters durch Gefäßplastik behandelt. Zu Ballon-Gefäßplastik gehört das perkutane Einführen eines kleinen Katheters mit Ballonspitze in eine Arterie, bis hinauf zum Verschluß bereich. Dann wird der Ballon aufgebläht, um den Verschlußbereich aufzuweiten. Andere Vorrichtungen, wie instrumente zur Behandlung von Atherosklerose, die Verschlüsse dadurch beseitigen, daß sie Plaque von einer Arterienwand abschälen oder abkratzen, werden ebenfalls bei der Behandlung von Atherosklerose verwendet. In jüngerer Zeit wurden Lasersysteme zum Ausführen gefäßplastischer Maßnahmen vorgeschlagen. Bei der Laser-Gefäßplastik wird ein einen optischen Faserwellenleiter tragender Katheter durch ein Blutgefäß, das nahe bei einem Verschluß liegt, hindurchgeführt und dann aktiviert, um die Plaque durch Laserstrahlung zu zersetzen.
Derzeit werden in den Vereinigten Staaten jährlich über 200.000 Gefäßplastikmaßnahmen ausgeführt. Unglücklicherweise tritt allgemein folgend auf alle Arten einer derartigen operativen Maßnahme Restenosierung oder ein Verschluß des Blutgefäßes folgend auf die gefäßplastische Maßnahme auf.
Ungefähr 30 % der Segmente, die durch einen Ballonkatheter aufgeweitet werden, bilden deutliche Restenosierung aus, wobei die größte Häufigkeit nach zwei bis drei Monaten nach der gefäßplastischen Maßnahme auftritt. Ähnliche Restenosierungsraten treten bei Laser-Gefäßplastik auf. Wenn Restenosierung auftritt, können sich weitere Herzkranzschwierigkeiten einstellen, wozu Schläge, Arrhythmien, Infarkte und sogar Todesfälle gehören.
Dem Anschein nach ist Gefäßinnenwand-Hyperplasie oder -Wucherung glatter Muskelzellen ein Hauptfaktor für Restenosierung. Die Wucherung glatter Muskelzellen ist bei Patienten nach einer gefäßplastischen Maßnahme sehr üblich, unabhängig davon, ob Restenosierung auftritt oder nicht. Mediale glatte Muskelzellen, die eine Hauptkomponente von Arterienwänden bilden, wuchern auf jede Verletzung der Arterienwand hin. Glatte Muskelzellen treten zwischen 2 und 3 Tage nach einer Verletzung in einen Wachstumzyklus ein, und der Hauptteil glatter Muskelzellen hört innerhalb von 7 Tagen auf zu wuchern. Die Gesamtanzahl glatter Muskelzellen in der Gefäßinnenwand erreicht ungefähr zwei Wochen nach einer Verletzung einen Spitzenwert und bleibt für bis zu einem Jahr konstant, was nahelegt, daß eine Verringerung der Anzahl glatter Muskelzellen, die während einer gefäßplastischen Maßnahme verletzt werden, die Wahrscheinlichkeit anschließender Restenosierung verringert. Siehe allgemein: Liu et al., "Restenosis After Coronary Angioplasty, Potential Biologic Determinants and Role of Intimal Hyperplasia", Vol. 79, Circulation, S. 1374 - 1387 (1989).
Derzeit gehen Anstrengungen zum Verhindern von Restenosierung typischerweise dahin, eine Medikamentenbehandlung vorzunehmen oder die Gefäßplastiktechniken zu modifizieren. Eine Medikamentenbehandlung ist hauptsächlich auf die Steuerung von Restenosierung mittels der Verwendung von Antiplättchenstoffen, Antiwucherungsstoffen oder Antiwanderungsstoffen gerichtet. Das Ziel einer Medikamentenbehandlung ist es, die Wucherung glatter Muskelzellen dadurch zu verringern, daß glatte Muskelzellen direkt angegriffen werden oder daß Prozesse beeinflußt werden, die die Wucherung glatter Muskelzellen fördern. Unglücklicherweise sind die meisten gerade untersuchten Medikamente ungeprüft, mit unbekanntem Wirkvermögen und Seiteneffekten.
Eine alternative Vorgehensweise zum Verringern von Restenosierung ist es, die beim Ausführen gefäßplastischer Maßnahmen verwendeten Techniken zu modifizieren. Bis in jüngerer Zeit wurde Gefäßplastik dadurch ausgeführt, daß ein kleiner Katheter mit Ballonspitze perkutan an eine Verschlußstelle geführt wurde und dann der Ballon aufgepumpt wurde, um den Verschlußbereich aufzuweiten. Bei Ballon-Gefäßplastik streckt der nach außen gerichtete Druck des Ballons die Gefäßwände, was häufig zu einem Aufbrechen oder Reißen einer Wand und einer Verletzung glatter Muskelzellen führt. Diese Verletzung erhöht ihrerseits die Restenosierungsgefahr. Ein Verfahren zum Verringern von Restenosierung, wie sie aus Ballon-Gefäßplastik herrührt, ist es, den Ballon während der Aufweitung zu beheizen, um die verletzte Gefäßwand "abzudichten". Siehe z. B. das für Ginsberg et al. am 5. Juli 1988 erteilte US-Patent 4,754,752 und die am 28. Mai 1986 veröffentlichte europäische Patentanmeldung A-0 182 689.
Es wurden auch modifizierte Formen von Laser-Gefäßplastik zum Beseitigen atherosklerotischer Verschlüsse vorgeschlagen. Bis vor kurzem stützten sich Forscher auf dem Gebiet der Laser-Gefäßplastik hauptsächlich auf Dauerstrich(CW)- Laser. Derartige Laser reichen dazu aus, einen Verschluß abzutragen, jedoch können sie auch wärmebedingte Verletzungen an Gefäßwänden hervorrufen, die an den Verschluß angrenzen. In letzter Zeit hat es sich gezeigt, daß Hochenergie-Excimerlaser und andere gepulste Laserquellen, die hohe Spitzenintensitätsniveaus und sehr hohe Pulsraten aufweisen, Verschlüsse, die das Ziel bilden, zerstören, während Wärmeverletzungen am umgebenden Gewebe minimiert sind. Siehe z. B. die am 28. Augsut 1985 veröffentlichte europäische Patentanmeldung A-0 152 766 und die am 15. November 1989 veröffentlichte europäische Patentanmeldung A-0 341 943.
Dennoch bleibt selbst bei Verwendung dieser weniger verletzenden Abläufe Restenosierung ein wesentlicher Faktor, der die Wirksamkeit gefäßplastischer Maßnahmen gefährdet.
Es besteht Bedarf nach besseren Verfahren und Vorrichtungen zum Verhindern von Restenosierung nach gefäßplastischen Maß nahme. Ein System, mit dem Gefäßplastik ausgeführt werden könnte, während die Wahrscheinlichkeit einer Wucherung glatter Muskelzellen in der Nähe der Gefäßplastikstelle verringert ist, würde einen deutlichen Bedarf im Stand der Technik zufriedenstellen.

Zusammenfassung der Erfindung

Auf gefäßplastische Maßnahmen hin folgende Restenosierung kann dadurch gehemmt werden, daß die Wucherung glatter Muskelzellen in den Blutgefäßwänden an einer Gefäßplastikstelle verringert wird, wobei eine solche Verringerung der Zellwucherung dadurch erzielt werden kann, daß die Gefäßplastikstelle mit geeigneter Strahlung im Bereich ultravioletter (UV) Wellenlängen bestrahlt wird. Die Ultraviolettstrahlung wird vorzugsweise über eine optische Faser oder einen anderen Wellenleiter zugeführt, der z. B. in einen perkutanen Katheter eingebaut ist. Im Betrieb tötet die Ultraviolettstrahlung glatte Muskelzellen an der Stelle ab, wodurch die Gefahr von Restenosierung verringert ist, während Schäden am umgebenden Gewebe minimiert sind.
Bei der Erfindung können verschiedene UV-Strahlungsquellen verwendet werden, um eine vorbeugende Therapie gegen Restenosierung auszuführen, wozu sowohl Laser- als auch nichtkohärente Strahlungsquellen gehören. Es können entweder gepulste oder Dauerstrich("CW")-Laser verwendet werden, und das Lasermedium kann gasförmig, flüssig oder fest sein. Eine bevorzugte Laserquelle ist ein gepulster Excimerlaser, wie ein KrF-Laser. Alternativ können seltenerddotierte Festkörperlaser, Rubinlaser und Nd:YAG-Laser in Verbindung mit Frequenzeinstelleinrichtungen betrieben werden, um einen Ausgangsstrahl mit geeigneter UV-Wellenlänge zu erzeugen. Bei einer anderen Alternative kann eine UV-Blitzlampe verwendet werden.
Die UV-Strahlungsquelle erzeugt einen Ausgangsstrahl mit einer Wellenlänge, die kleiner als ungefähr 280 Nanometer ist. Die therapeutische UV-strahlung, wie sie bei der Erfindung von Nutzen ist, liegt im Bereich von 280 Nanometer bis herunter zu 240 Nanometer (wegen des begrenzten Durchlaßvermögens von Glasfasern bei tieferen Wellenlängen). Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel wird ein Lasersystem offenbart, das bei ungefähr 266 Nanometer arbeitet, um den zelltoxischen Effekt der Strahlung zu maximieren. Zu anderen nützlichen UV-Strahlungsquellen gehören z. B. Argonionenlaser, die UV-Licht von ungefähr 257 Nanometer emittieren, und KrF-Excimerlaser, die Licht bei ungefähr 248 Nanometer emittieren.
Die Erfindung kann mit einer niederenergetischen Strahlungsquelle ausgeführt werden. Der Begriff "niederenergetisch" wird hier dazu verwendet, sowohl Laser- als auch nichtkohärente Strahlungssysteme zu beschreiben, die eine Ausgangsenergie von weniger als 5 Millijoule pro Impulse haben.
Der Begriff "hochenergetisch" wird hier dazu verwendet, Laser mit einer Ausgangsenergie von mehr als 5 Millijoule pro Impuls zu beschreiben, oder solche, die Spitzenleistungen in der Größenordnung von 100 Kilowatt pro Quadratzentimeter oder mehr erzeugen.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung ist mindestens eine optische Faser zum Hindurchstrahlen von UV-Strahlung in eine herkömmliche Gefäßplastik-Ballonvorrichtung eingebaut, und sie wird so betrieben, daß therapeutische UV-Strahlung entweder gleichzeitig mit dem Aufblähen des Ballons oder kurz vor oder kurz nach dem Aufblähen der Gefäßplastikstelle zugeführt wird. Der Ballon kann zunächst aufgebläht werden, um die gefäßverschließende Plaque oder Läsion zu verdrängen, und dann wird der Ballon zurückgezogen, damit die Stelle durch einen der optischen Wellenleiter bestrahlt werden kann, die in den Katheter eingebaut sind. Bei einem veranschaulichten Ausführungsbeispiel verfügt der Ballonkatheter über eine streuende Spitze, durch die die therapeutische UV-Laserstrahlung gemaß der Erfindung ausgegeben wird.
Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann mindestens ein optischer Wellenleiter zum Hindurchstrahlen von UV-Strahlung in eine Gefäßplastik-Laservorrichtung als Zusatz zur Ausgabe abtragender Laserstrahlung eingebaut sein. So kann ein einzelner Katheter vorzugsweise zwei Bündel optischer Fasern tragen, ein Bündel, das zum Ausgeben ab tragender Strahlung (z. B. von einem gepulsten Hochenergie- Excimerlaser) dient, und ein anderes Bündel, das die UV- Strahlung führt, um einen Teil der Zellen in der Nähe des Abtragorts abzutöten, die ansonsten wuchern würden.
Bei dieser Ausführungsform kann die abtragende und die therapeutische Strahlung über zwei oder mehr nacheinander arbeitende Laser geliefert werden, wobei die eine Laserquelle dazu verwendet wird, abtragende Laserstrahlung zuzuführen, und die andere Laserquelle dann dazu verwendet wird, Restenosierung zu hemmen. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel können getrennte optische Wellenleiter dazu verwendet werden, die abtragende und die therapeutische Laserstrahlung zuzuführen, und es sind zwei Steuerungen vorhanden, jeweils eine für jede Laserquelle, damit sie unabhängig voneinander arbeiten können. Alternativ kann die abtragende und die therapeutische Strahlung im Multiplex erstellt und über denselben Wellenleiter zugeführt werden. Die Quelle für abtragende Laserstrahlung kann jede Art eines Lasers sein, die für die besondere betreffende Anwendung als geeignet angesehen wird. Gemäß einer anderen Alternative kann ein einstellbarer Laser, der Strahlung bei zwei oder mehr Wellenlängen ausgibt, verwendet werden, was für besondere Anwendungen bevorzugt sein kann.
Gemäß einer anderen Erscheinungsform der Erfindung werden neuartige UV-Strahlungsguellen offenbart, die die Schwierigkeiten geringen Transmissionsvermögens und niedriger Beschädigungsschwellen in Quarz- oder Glasfasern dadurch überwinden, daß die Fasern mit einem Laserstoff, wie Neodym, dotiert sind. Dann wird die optische Faser durch Energie von einer optischen Pumpquelle gepumpt, und sie wirkt als Verstärker, um am distalen Ende einen Strahl mit voller Laserausgangsleistung zu erzeugen. Gepulste Strahlung hoher Intensität kann dadurch erzielt werden, daß ein Laserimpuls niedriger Energie in das proximale Ende der Faser eingeleitet wird. Sichtbare Strahlung kurzer Wellenlänge und/oder Ultraviolettstrahlung kann dadurch erhalten werden, daß ein fregquenzmodifizierendes Element oder mehrere am distalen Ende des Instruments angeordnet werden.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann ein Laser mit einer Wellenlänge des Ausgangsstrahls von ungefähr 1064 Nanometer, wie bei einem üblichen Nd:YAG-Laser, in Verbindung mit frequenzverdoppelnden Kristallen, verwendet werden, um Ausgangsstrahlung von ungefähr 266 Nanometer zu erzeugen. Eine Gruppe aus sechs bis acht Fasern, die derartige Strahlung ausgeben, kann dazu verwendet werden, die Laserleistung zu liefern, die sowohl zum Abtragen von Plaque als auch zur Behandlung der Stelle zum Verringern der Wahrscheinlichkeit von Restenosierung erforderlich ist.
Es werden hier auch neuartige Kathetersysteme offenbart. Derartige Kathetersysteme sind beim Ausführen von entweder Ballon- oder Laser-Gefäßplastik von Nutzen, und sie sind vorzugsweise mit mindestens einem optischen Wellenleiter versehen, um eine Therapie mit UV-Strahlung auszuführen, wobei es sich z. B. um eine optische Faser mit einem Kern mit einem Durchmesser von ungefähr 200 um handeln kann. Die Katheterspitze kann auch eine Fokussieroptik oder Streuelemente enthalten, um die vom Katheter emittierte Strahlung innerhalb einer Arterie auszurichten.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist eine schematische Perspektivansicht eines Katheters für kombinierte Ballon- und Lasertherapie zum Ausführen gefäßplastischer Maßnahmen und zum Verringern der Wahrscheinlichkeit von Restenosierung;
Fig. 2 ist eine Ansicht des distalen Endes des Katheters von Fig. 1;
Fig. 3A - 3C sind schematische Querschnittdarstellungen eines Systems mit dem Katheter von Fig. 1, beim Gebrauch zum Dehnen eines Blutgefäßes und zum Verhindern von Restenosierung;
Fig. 4 ist eine schematische Perspektivansicht eines alternativen Katheters zum Ausführen gefäßplastischer Maßnahmen und zum Verringern der Wahrscheinlichkeit von Restenosierung;
Fig. 5 ist eine Ansicht des distalen Endes des Katheters von Fig. 4;
Fig. 6A - 6C sind schematische Querschnittdarstellungen eines Systems mit dem Katheter von Fig. 4, beim Gebrauch zum Dehnen eines Blutgefäßes und zum Verhindern von Restenosierung; und
Fig. 7 ist eine schematische Veranschaulichung einer Laservorrichtung, wie sie bei der Erfindung von Nutzen ist.

Detaillierte Beschreibung

In Fig. 1 ist ein Katheter 10 für kombinierte Ballon- und Lasertherapie dargestellt, mit einem aufblähbaren Ballonabschnitt 42 und einem Führungsdraht 14. Innerhalb des Katheters sind auch mehrere optische Fasern 54 zum Zuführen ultravioletter Strahlung angeordnet. Der Katheter kann auch eine für Räntgenstrahlung undurchlässige Spitze 50 aufweisen. In Fig. 2 ist das distale Ende 12 des Katheters von Fig. 1 detaillierter dargestellt, mit einer beispielhaften Anordnung sechs optischer Fasern 54 um einen zentralen Führungsdraht 14.
Die Verwendung des Kathetersystems 10 ist in den Fig. 3A - 3C schematisch veranschaulicht. Im Gebrauch wird zunächst der Führungsdraht 14 in ein verschlossenes Blutgefäß eingeleitet, und er wird dazu verwendet, den Katheter 10 an eine Position benachbart zur Plaque oder Läsion zu führen (d. h. unter röntgenographischer Steuerung). Wie in Fig. 3A dargestellt, wird dann der Ballonabschnitt 42 aufgebläht, um einen Ballon 44 zu bilden, der Druck gegen den Verschluß 20 ausübt, um dadurch den Verschlußbereich des Blutgefäßes 16 aufzuweiten. Der Aufbläh- und der Schrumpfvorgang für den Ballon 44 werden durch eine Ballonsteuerung 46 gesteuert.
In Fig. 38 ist der Ballonabschnitt 42 geschrumpft und so zurückgezogen, daß die distale Spitze des Katheters so positioniert werden kann, daß an der Gefäßplastikstelle 32 eine Therapie mit UV-Bestrahlung ausgeführt wird. Dann kann ein therapeutischer Laser 28 aktiviert werden, um UV-Strahlung 30 auszugeben, die einen Hauptteil der glatten Muskelzellen 40 innerhalb der Media 24 der Blutgefäßwand abtötet, ohne die innere Endothelschicht 22 oder die äußere Adventitia 26 des Blutgefäßes zu beschädigen.
Wie in Fig. 13C dargestellt, ist das Endergebnis der Maßnahme ein wesentlich verkleinerter Verschluß mit einigen, falls überhaupt vorhanden, glatten Muskelzellen, die an der Gefäßplastikstelle zurückbleiben und wuchern und Restenosierung hervorrufen können.
In den Fig. 4 und 5 ist eine alternative Katheterkonfiguation 10a zum Ausführen von sowohl Gefäßplastik als auch zum Verringern der Wahrscheinlichkeit von Restenosierung dargestellt, mit einem Führungsdraht 14 und zwei Ausgabesystemen 76 und 78 für Laserstrahlung. Das erste Laserstrahlung-Ausgabesystem 76 erzeugt therapeutische UV-Strahlung zum Hemmen von Restenosierung. Das zweite Laserstrahlung-Ausgabesystem 78 arbeitet so, daß es abtragende Laserstrahlung erzeugt, um Verschlüsse in einem Blutgefäß durch Photozersetzung zu beseitigen. Wie beim System von Fig. 1 kann der Katheter von Fig. 4 ebenfalls eine für Röntgenstrahlung undurchlässige Spitze 50 aufweisen, die beim Positionieren des Katheters innerhalb eines Blutgefäßes bei röntgenographischer Steuerung von Hilfe ist.
Wie es detaillierter in Fig. 5 dargestellt ist, kann das distale Ende 12A des Katheters sowohl das Ausgabesystem 76 für therapeutische UV-Strahlung als auch das Ausgabesystem 78 für abtragende Laserstrahlung enthalten. Mehrere optische Fasern 54 für Therapie durch UV-Strahlung sind in einer Hülse 66 eingeschlossen, die an einer Seite des Führungsdrahts liegt, um das UV-Therapiesystem zu bilden. Eine zweite Hülse 67, die einen anderen Satz optischer Fasern 68 für Laserabtragung umschließt, ist an der anderen Seite des Führungsdrahts 14 angeordnet.
Der Katheter kann ferner einen Spülstutzen 72 zum Einleiten von Salzlösung an der Stelle und/oder einen Saugstutzen 74 zum Räumen der Stelle von Fluiden während der Laserabläufe aufweisen. Die optischen Wellenleiter 68 können von jedem beliebigen Typ sein, der sich dazu eignet, die abtragende Laserstrahlung zuzuführen, wie sie nach einer speziellen Anwendung erforderlich ist. Zum Beispiel kann der optische Wellenleiter 68 aus optischen Fasern bestehen, die mit einer Quelle für abtragende Strahlung verbunden sind, wie einem XeCl-Excimerlaser, der im Pulsbetrieb mit ungefähr 308 Nanometer arbeitet.
Die Verwendung des Kathetersystems 10A ist schematisch in den Fig. 6A - 6C veranschaulicht. Wie dargestellt, können der Katheter und der Führungsdraht in ein Blutgefäß 16 eingeführt werden. Die Wände des Blutgefäßes sind so dargestellt, daß sie eine innere Endothelschicht 22, eine durch glatte Muskelzellen 24 gebildete Media und eine äußere Adventitia 26 umfassen. Bei einer Atherosklerosekrankheit ist das Endothel 22 durch Läsionen erhöhter, faserförmiger Plaque 20 unterbrochen. Im Gebrauch wird der Katheter 10A angrenzend an den Verschluß 20 positioniert, und die Quelle 38 für abtragende Strahlung wird aktiviert, um einen Strahl 36 zu erzeugen, der die Plaque durch Photozersetzung entfernt. Danach wird die Quelle 28 für therapeutische UV- Strahlung aktiviert, um einen zweiten Strahl 30 zu erzeugen, der auf die glatten Muskelzellen 40 innerhalb der Media 28 des Blutgefäßes an der Gefäßplastikstelle 32 gerichtet wird.
Folgend auf die therapeutische UV-Strahlung kann der Katheter herausgezogen werden, wie in Fig. 6C dargestellt, und es verbleiben wenige glatte Muskelzellen innerhalb des Bereichs der Gefäßplastik verletzt. Durch Abtöten des Hauptteils der glatten Muskelzellen ist wiederum die Restenosierungsgefahr verringert.
Wie oben angegeben, kann die therapeutische UV-Strahlung durch eine Anzahl von Quellen erzeugt werden, wozu nichtkohärente UV-Lichtquellen und Excimerlaserquellen (z. B. ein bei 248 Nanometer arbeitender KrF-Excimerlaser) gehören.
In Fig. 7 ist eine alternative Laservorrichtung 70 dargestellt, die bei der Erfindung zum Liefern der therapeutischen UV-Strahlung verwendet werden kann. Im System 70 wird der Ausgangsstrahl einer Laserquelle 48, wie eines Nd:YAG- Lasers, mit Ausgangsstrahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 1064 Nanomer über einen Koppler 56 in eine optische Faser 54 eingeleitet, die vorzugsweise eine mit einem Seltenerdmetall dotierte Quarzfaser (z. B. eine mit Neodym dotierte optische Faser) ist. Wenn die Strahlung von der Laserquelle 48 in die optische Faser 54 eingeleitet wird, wird die Faser auch durch eine optische Pumpquelle 52 (z. B. eine Laserdiode mit einer Wellenlänge der Ausgangsstrahlung von ungefähr 808 Nanometer, die ebenfalls durch den Koppler 56 mit der Faser 54 gekoppelt ist) optisch gepumpt. Die dotierte optische Faser kann so als Laserverstärker wirken.
Am distalen Ende der Faser 54 endet das System in zwei frequenzvervielfachenden Kristallen 60 und 62. Der erste Kristall 60 ist ein frequenzverdoppelndes optisches Element, wie ein Kristall als Kaliumdihydrogenphosphat (KDP), und der zweite Kristall 62 ist ebenfalls ein frequenzverdoppelndes optisches Element, wie ein Kristall aus Bariumboroxid (BBO). Eine Fokussieroptik 64, wie eine Gradientenindex("GRIN" = grated refractive index)-Linse, kann am Ausgangsende der optischen Faser 54 vorhanden sein. Beim beschriebenen System wird Laserstrahlung mit einer Wellenlänge von ungefähr 266 Nanometer erzeugt.
Bei der Laservorrichtung 70 von Fig. 7 ist der gepulste Nd:YAG-Laser gewählt, weil er als schnell gepulster Laser arbeiten kann und billig zur Verfügung steht. Bei besonderen Anwendungen kann es bevorzugt sein, andere gepulste Energiequellen als einen Nd:YAG-Laser zu verwenden. Das gepulste Lasermedium kann gasförmig, flüssig oder fest vorliegen. Mit Seltenerdmetall dotierte Festkörperlaser, Rubinlaser, Alexandritlaser, Kohlendioxidlaser sowie Excimerlaser sind alles Beispiele von Laser, die im Pulsmodus betrieben werden können und die als impulsauslösende Elemente bei der Erfindung verwendet werden können.
Die Laservorrichtung 70 ist speziell zur Verwendung innerhalb eines Katheters ausgebildet. Bei einem Ausführungsbeispiel können mehrere optische Fasern des hier beschriebenen Typs dazu verwendet werden, die Energie zu liefern, wie sie erforderlich ist, um entweder eine operative Maßnahme mittels Laser oder eine Restenosierung verhindernde Therapie auszuführen. Die Laserchirurgiesysteme gemäß der Erfindung verfügen vorzugsweise über eine Ausgangsenergie im Bereich von ungefähr 50 bis ungefähr 100 Millijoule pro Impuls. Für nichtabtragende, therapeutische Anwendung können die Systeme bei niedrigeren Ausgangsenergien betrieben werden. Die Anzahl der Zuführungsfasern kann verändert werden, um die Gesamtausgangsleistung des Systems einzustellen. Darüber hinaus kann die Laservorrichtung von Fig. 7 in andere chirurgische Instrumente eingebaut sein, wie Laserskalpelle und/oder -endoskope.
Die Nützlichkeit von UV-Strahlung beim Verringern der Wucherung glatter Muskelzellen in Gefäßen wurde auch durch Versuche gezeigt. Bei einem Satz von Versuchen unter Verwendung von Zellkulturen wurde von der "American Type Culture Collection" die A10-Linie von Zellen der Thoraxaorta von Rattenembryos erhalten. Diese Linie von Klonen glatter Muskelzellen wurde aus der Thoraxaorta von DD1X-Embryoratten gewonnen. Die Zellen besitzen viele Eigenschaften glatter Muskelzellen im Endstadium; sie erzeugen in der stationären Wachstumsphase spontanes Aktionspotential und zeigen eine Zunahme der Enzyme Mykinase und Kreatinphosphokinase.
Die Zellenlinie wurde im Medium DMEM vermehrt, dem 10 % fetales Rinderserum und Glutamin zugesetzt waren. Diese Zellen wurden auf Wandgewebskulturplatten aufgetragen. Nach einer Inkubation von drei bis vier Tagen wurden in exponentiellem Wachstum befindliche Zellen unter Verwendung von Laserstrahlung mit verschiedenen Wellenlängen bestrahlt. Alle Versuche wurden mit einer Laserwiederholrate von 10 Hz ausgeführt. Die belichtete Zellwandfläche betrug ungefähr 9,62 cm².
Bei einem Versuch betrug die Laserwellenlänge 266 nm, die Energie des gepulsten Laserstrahls hatte den geringen Wert von 1,1 mJ pro Impuls, und die Belichtungszeit betrug 1 min. Das Ergebnis war ein überlebender Bruchteil von 0,114. Dies zeigt deutlich die Wirksamkeit von UV-Strahlung beim Abtöten glatter Aorta-Muskelzellen. Zellkulturen, die nur für 15 Sekunden durch UV-Strahlung bestrahlt wurden, zeigten Überlebensraten unter 1 %.

Claims

1. Gerät für die Gefäßplastik, umfassend einen Katheter (10) zum Einführen in ein Blutgefäß und Positionieren nahe einer Behandlungsstelle in dem Gefäß, und eine in dem Katheter (10) enthaltene Gefäßplastik-Einrichtung (42; 78) zur Durchführung einer gefäßplastischen Maßnahme an der Behandlungsstelle (32),

dadurch gekennzeichnet, daß der Katheter (10) außerdem eine in ihm angeordnete ohne Abtrag arbeitende UV-Bestrahlungseinrichtung niedriger Energie enthält, um die Behandlungsstelle (32) mit UV-Strahlung einer Wellenlänge im Bereich von 240 bis 280 nm mit einem Energiepegel unter 5 mJ pro Impuls zu bestrahlen, was ausreicht, um einen Teil der das Blutgefäß (16) bildenden weichen Muskelzellen (40) in der Nähe der Behandlungsstelle abzutöten, wobei die UV-Bestrahlungseinrichtung der Behandlungsstelle therapeutische Strahlung zuführt, das umgebende Gewebe des Blutgefäßes durch Abtrag zu verletzen oder zu beschädigen, um so die Restinose- Anfälligkeit infolge Wucherung von Blutgefäßzellen zu verringern.

2. Gerät nach Anspruch 1, wobei die UV-Bestrahlungseinrichtung außerdem am distalen Ende ein Streuelement zur Streuung der Strahlung aufweist.

3. Gerät nach Anspruch 1, wobei die UV-Bestrahlungseinrichtung außerdem einen UV-Strahlung emittierenden Laser (28) niedriger Energie aufweist.

4. Gerät nach Anspruch 3, wobei der Laser (28) einen Strahl mit einer Wellenlänge von etwa 248 bis etwa 268 nm abgibt.

5. Gerät nach Anspruch 1, wobei die UV-Bestrahlungseinrichtung außerdem eine UV-Strahlung emittierende UV-Blitzlichtlampe aufweist.

6. Gerät nach Anspruch 3, 4 oder 5, wobei die UV-Bestrahlungseinrichtung außerdem mindestens einen in dem Katheter (10) angeordneten Lichtleiter (76) aufweist.

7. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Durchführung einer gefäßplastischen Maßnahme außerdem eine aufblähbare Einrichtung (42, 44) aufweist.

8. Gerät nach Anspruch 1, wobei die Einrichtung zur Durchführung einer gefäßplastischen Maßnahme einen Lichtleiter (78) zur Bestrahlung von an der Behandlungsstelle (32) vorhandener Plaque mit abtragender Laserstrahlung aufweist.