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Die
Erfindung betrifft Systeme für
die lokale Abgabe von Arzneimitteln, und insbesondere Systeme zur
Behandlung Arterien- und Gefäßerkrankungen,
und besonders zur Behandlung von Koronarzuständen und kardio-vaskulären Erkrankungen.
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Hintergrund der Erfindung
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Zahlreiche
medizinische Zustände
existieren, bei denen es wünschenswert
ist einen lokalisierten Bereich einer Erkrankung in einem Körpergewebe
zu behandeln. Pharmakologische Interventionen, die auf den Bereich
einer lokalen Erkrankung zielen, können systemisch oder direkt
verabreicht werden. Eine Medikation die systemisch verabreicht wird,
wird im Allgemeinen durch das vaskuläre System verteilt, wobei ein
Zugang darauf entweder durch eine intravenöse oder intraarterielle Infusion,
durch intramuskuläre
oder subkutane Injektion, oder durch gastrointestinale Absorption
erlangt wird. Systemische Verabreichungen von Arzneimitteln haben
jedoch systemische Wirkungen: systemisch verabreichte Arzneimittel
beeinflussen sämtliche
Körpergewebe.
Um eine angemessene Wirkung auf einen lokalisierten pathologischen
Bereich zu haben kann es notwendig sein, dass das Arzneimittel in
Graden bzw. Dosen verabreicht wird, die für andere Gewebe schädigend sind.
Ungünstige
Nebenwirkungen oder tatsächliche Toxizität können aus
einem systemischen Ausgesetztsein mit bestimmten Arzneimitteln resultieren, trotz
einer vorteilhaften lokalen Effizienz. Korrelativ kann ein sicherer
Grad einer systemischen Aussetzung eine ausreichende lokale Konzentration
des pharmakologischen Wirkstoffs nicht vorsehen, um den lokalisierten
Zustand zu behandeln. Außerdem können sich
Blutspiegel von Arzneimitteln während des
Prozesses des systemischen Arzneimitteltransports ändern, was
die an den erkrankten Bereich abgegebene Gesamtdosis veränderlich
macht. Eine direkte Abgabe einer Medikation an einen inneren Behandlungsbereich
würde die
systemische Wirkung minimieren, während sie die therapeutische
Wirkung maximiert. Ein lokal effektives Mittel der Verabreichung
eines pharmazeutischen Wirkstoffs könnte hohe Dosen an das erkrankte
Gewebe zulassen, während
die Nebenwirkungen oder Toxizität
der systemischen Aussetzung vermieden werden.
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Die
Behandlung von bösartigen
Tumoren schafft ein Beispiel eines medizinischen Zustands, bei dem
eine direkte Abgabe wünschenswert
wäre. Die
meisten chemotherapeutischen Wirkstoffe zur Behandlung von Bösartigkeiten
werden systemisch verabreicht, durch eine intravenöse oder
intra-arterielle Infusion. Obwohl es beabsichtigt ist, dass die Arzneimittel
vorzugsweise das Neoplasma beeinflussen, zirkulieren sie dennoch
in dem Blutfluss und haben Wirkungen auf viele Gewebe, die sich
dadurch treffen. Diese systemischen Wirkungen beschränken die
Dosierung des Arzneimittels, die sicher verabreicht werden kann,
und begrenzen somit die antineoplastische Gesamtwirkung des Arzneimittels.
Abgabesysteme wurden entwickelt, um die systemische Diffusion des
chemotherapeutischen Wirkstoffs zu beschränken, aber es verbleibt eine
Notwendigkeit im Stand der Technik für eine Vorrichtung, die eine
lokale und hoch-dosierte Verabreichung dieser kraftvollen Medikationen
zulässt.
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Ähnlich wird
eine intravaskuläre
Pathologie üblicherweise
in diskreten Bereichen in Blutgefäßen aufgefunden. Diese krankhaften
Veränderungen
werden eingreifend behandelt durch eine Ballon-Aufweitung eines
Bereichs der Arterie, der durch Artherosklerose eingeengt wurde,
eine als Ballon-Angioplastie bekannte Technik, die im Stand der
Technik gut beschrieben ist. Wenn diese Technik jedoch bei den Koronar-Arterien
angewandt wird, bei einem Verfahren, das als perkutane transluminale
Koronar-Angioplastie (PTCA) bekannt ist, verliert das behandelte Gefäß bei ungefähr 30% der
Fälle seine
Durchgängigkeit.
Tatsächlich
findet diese Wiederblockierung, die als Restenose bekannt ist, auf
jede Art von koronararterieller Intervention folgend statt, ob Ballon-Angioplastie, Atherektomie,
Stent-Platzierung oder Laser-Ballon-Angioplastie,
mit Restenose-Raten von ungefähr
30% in sechs Monaten (Kuntz et al., „Novel approach to the analysis of
restenosis after the use of three new coronary devices", J. Am. Coll. Cardiol. 19:1493,
1992). Es wird verstanden, dass eine vaskuläre Verletzung, die mit diesen
Interventionen assoziiert wird, eine komplexe Kaskade von biologischen
Vorkommnissen initiiert, wie beispielsweise Thrombose, Migration
von vaskulären
glatten Muskelzellen und Wucherung und Produktion von extrazellulärer Matrix
(siehe z.B., 1p, et al., J. Am. Coll. Cardiol. (1990) 7: 1667-87;
Cassells, W., Circulation (1992) 86: 723-9; Schwartz et al., J.
Am. Coll. Cardiol. (1992) 20: 1284-93). Daten aus experimentellen und
klinischen Studien haben angedeutet, dass insbesondere eine glatte
Muskelzellwucherung ein Schlüsselereignis
darstellt, das schließlich
zu einer Restenose bei bis zu 50% sämtlicher Patienten innerhalb
der ersten sechs Monate nach der Intervention führt (siehe z.B. Hanke et al.,
Circ. Res. (1990) 67: 651-9; Pickering et al., J. Clin. Invest.
(1993) 91: 1469-80).
Wenn Restenose auftritt, können
weitere koronare Schwierigkeiten erlebt werden, einschließlich Arrhythmia,
Infarkten und sogar Tod.
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Die
systemische Verabreichung von Antithrombose- und Antiwucherungswirkstoffen
bei klinischen Studien jedoch hat bisher versagt, eine signifikante
Verminderung des Vorkommens von Restenose zu erreichen (Schwartz
et al., supra). Eine Erklärung
für das
Versagen derartiger Versuche ist, dass submaximale Dosen von pharmakologischen
Standard-Wirkstoffen verwendet wurden, aufgrund von Bedenken, dass
ernsthafte Nebenwirkungen aus der systemischen Verabreichung der
erforderlichen Dosen resultieren könnten. Das Konzept einer lokalen, Stellen-spezifischen
Abgabe von pharmakologischen und biologischen Therapien hat als
eine Lösung
herausgestellt (siehe z.B. March et al., Cardio Intervention (1992)
2:11–26).
Dieses Konzept nimmt an, dass höhere
Konzentrationen eines therapeutischen Wirkstoffs direkt an der Angioplastie-Stelle erreicht werden
können,
womit die mit den systemischen Graden des therapeutischen Wirkstoffs
assoziierte Toxizität vermieden
wird.
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Die
Hemmung von Wucherungen von glatten Muskelzellen war bisher ein
Hauptziel für
die lokale intravaskuläre
Arzneimittelabgabe. Der Ansatz der lokalen Abgabe ist jedoch wahrscheinlich
auch für
die Behandlung einer Vielzahl von anderen kardio-vaskulären Zuständen nützlich.
Dies umfasst eine lokale Abgabe von Antithrombose-Wirkstoffen, Antibiotika, Genen,
Vektoren und anderen biologischen Wirkstoffen, die entwickelt wurden,
um Thrombose zu behandeln oder zu verhindern, eine lokale Ablagerung
von angiogenetischen Wachstumsfaktoren, die entwickelt wurden, um
eine Neovaskularisation mit einem ischämischen Fokus zu fördern, und
eine lokale Verabreichung von Arzneimitteln, die entwickelt wurden, um
selektiv den Vasomotor-Ton zu verändern.
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Ansätze für eine lokale,
intravaskuläre,
Stellenspezifische Abgabe von therapeutischen Wirkstoffen haben
eine direkte Ablagerung derartiger Wirkstoffe in der Gefäßwand, durch
ein intravaskuläres Abgabesystem,
umfasst. Diese intravaskulären
Abgabesysteme verwenden im Allgemeinen Ballon-Katheter, die einfach durch Blutgefäße an einen
Bereich geführt
werden, der eine Behandlung nötig
hat, und dann aufgeblasen werden können, um die gesamte umgebende
Gefäßwand zu
berühren
und zu verdünnen.
Ein therapeutischer Wirkstoff kann dann an die umgebende Gefäßwand abgegeben
werden, zum Beispiel durch eine Diffusion durch den Ballon oder durch
hydrostatischen Druck, wie er auftritt, wenn ein poröser Ballon-Katheter
verwendet wird. Die klinische Verwendung von derartigen Kathetern
ist jedoch durch bestimmte praktische Probleme begrenzt, wie beispielsweise
ein Lecken der Lösung durch
Seitenäste
von Gefäßen, und
relativ lange Latenzzeite von 15 bis 30 Minuten. Des Weiteren kann der
Druck zum Aufblasen, der erforderlich ist, um eine befriedigende
Dichtung zwischen dem Ballon und der umgebenden Gefäßwand zu
erfüllen,
zu einer zusätzlichen
Gefäßverletzung
proximal und distal von der Zielstelle führen, was potentiell Wucherungen
oder ein Erzeugen eines Herdes für
die Thrombus-Bildung, erhöht.
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Andere
Ballon-Katheter, die für
die Arzneimittelabgabe an Blutgefäßwände verwendet wurden, sind
Arzneimittelbeschichtete Katheter (z.B. Hydrogel-Katheter). Nach
dem Aufblasen des Ballons in einem Blutgefäß, wird der therapeutische
Wirkstoff auf oder in die umgebende Gefäßwand „gepresst". Ein signifikanter Nachteil dieses
Systems ist jedoch, dass Arzneimittel schnell von dem Ballon abgewaschen
werden, dadurch, dass er dem Blutfluss während des Durchgangs des Katheters
an die Stelle ausgesetzt wird (siehe z.B. Sheriff et al., J. Am.
Coll. Cardiol. (1993) 21: 188A). Üblicherweise muss der Ballon
von einer schützenden
Hülle begleitet
werden, wenn der Katheter zu dem Zielgefäß vorwärts bewegt wird. Ähnlich muss
die Zeit zwischen der Entfernung der Hülle und dem Aufblasen des Ballons
minimiert werden, um ein frühzeitiges
Verbreiten des Arzneimittels in dem Blutfluss an der Stelle vor
dem Aufblasen des Ballons zu vermeiden.
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Als
eine Alternative zu den Arzneimittel-Abgabekathetern, wurden aus
Polymermaterialien hergestellte Stents für eine aufrecht erhaltene lokale Arzneimittelabgabe
von Antithrombose- oder Antiwucherungsarzneimitteln, Genen oder
dergleichen verwendet. Verschieden Ansätze wurden untersucht, um eine
kontinuierliche Arzneimittelabgabe aus einem Stent zu erreichen,
einschließlich
zum Beispiel dem Besäen
des Stents mit genetisch modifizierten Endothelialzellen, um Wirkstoffen
auszuweichen, wie beispielsweise einem Gewebe-Plasminogenaktivator, und dem Beschichten
des Stents direkt mit Arzneimitteln oder mit Arzneimittel-ausweichenden
bioabbaubaren Polymeren. Obwohl diese Systeme gut arbeiten können, bestehen
mehrere Rückschläge. Zum
Beispiel kann es schwierig und beschwerlich sein, einen aus einem
Polymermaterial hergestellten Stent aufzuweiten, und häufig sind
derartige Stents teuer herzustellen. Außerdem können metallische beschichtete
Stents schlecht geeignet sein zum Tragen der notwendigen Menge an
therapeutischem Wirkstoff, der für
eine effektive Behandlung erforderlich ist.
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WO
98/23228 offenbart in Kombination die technischen Merkmale des Oberbegriffs
des untenstehenden Anspruchs 1.
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WO
97/42910 offenbart rohrförmige
Einrichtungen, wie beispielsweise Arzneimittel-Infusionskatheter/Führungsdrähte, die
Arzneimittel oder andere Fluide an einen bestimmten Ort in einem
Blutgefäß eines
Patienten abgeben können.
Die Führungsdraht-artigen
Einrichtungen umfassen üblicherweise eine
Spiralfeder und einen Kerndraht, der in das Lumen der Spiralfeder
eingeführt
und aus ihm entfernt werden kann. Die beschichtete Feder enthält auf jeder
Seite Löcher,
oder ein Endloch, oder eine Kombination davon, in ihrem distalen
Ende, um zu ermöglichen,
dass die Arzneimittel oder andere Fluide in das Blutgefäß gesprüht werden.
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Eine
Notwendigkeit besteht für
verbesserte Einrichtungen für
eine lokale, intravaskuläre
Abgabe von therapeutischen Wirkstoffen. Ein System, das eine kontrollierte
Menge eines Wirkstoffs an eine Blutgefäßwand abgibt, ohne einen zusätzlichen
Gewebeschaden oder signifikante Entzündungen zu erzeugen, würde eine
große
Notwendigkeit im Stand der Technik zufriedenstellen.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung ist in dem untenstehenden Anspruch 1 definiert.
Die abhängigen
Ansprüche
sind auf optionale und bevorzugte Merkmale gerichtet.
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Folglich
ist es eine Aufgabe der Erfindung Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen zu schaffen, die eine
lokale Abgabe eines Wirkstoffs auf eine Kosten-effiziente, verlässliche
Art vorsehen.
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Es
ist eine weitere Aufgabe der Erfindung ein lokales Arzneimittel-Abgabesystem
zu schaffen, das ausgewählte
Dosierungen eines Wirkstoffes zu der behandelten Stelle tragen kann.
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Andere
Aufgaben der Erfindung werden teilweise offensichtlich sein, und
teilweise in der folgenden Beschreibung der hierin gezeigten Systeme
gezeigt werden.
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Einrichtungen
zur Abgabe von einem oder mehreren therapeutischen oder diagnostischen
Wirkstoffen an einen Körperbereich,
wie beispielsweise ein Blutgefäß oder eine Gewebewand,
werden offenbart. Genauer gesagt, umfassen die hierin offenbarten
Systeme Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen, die einen Körper mit
einer Vielzahl von Windungen und Zwischenräumen umfassen, die zwischen
den Windungen auftreten, und in denen ein therapeutischer oder diagnostischer
Wirkstoff getragen werden kann.
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Die
hierin beschriebenen Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen können an
eine Position geführt werden,
die an den zu behandelnden Bereich angrenzt, unter Verwendung herkömmlicher
Techniken. Nach dem Positionieren der Einrichtung an den zu behandelnden
Bereich angrenzend, kann die Einrichtung geweitet werden, so dass
ihre Arzneimittel-enthaltenden Oberflächen mit dem umgebenden Gewebe
in Kontakt gelangen. Der Wirkstoff kann dann aus den Zwischenräumen in
das umgebende Gewebe, oder das in den Zwischenräumen gelegene Fluid, treten.
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Bei
einer Ausführungsform
schafft die Erfindung Einrichtungen zur Abgabe eines Wirkstoffs
an eine Gewebewand eines Körperlumens.
Die Einrichtungen können
einen spiralförmigen
Körper
umfassen, der vorgespannt werden kann, um sich aus einem kleineren
Durchmesser auf einen größeren Durchmesser
abzuwickeln, und mit einer äußeren Oberfläche auf
welcher der Wirkstoff angeordnet ist. In einem aufgewickelten Zustand
kann die Einrichtung ausreichend klein sein, um transvaskulär abgegeben
zu werden. Durch ein Abwickeln des spiralförmigen Körpers aus dem kleineren Durchmesser
auf einen größeren Durchmesser,
kann die äußere Oberfläche des
spiralförmigen
Körpers
mit dem Gewebe des Körperlumens
zur Abgabe des Wirkstoffs daran in Kontakt gebracht werden. Der
spiralförmige
Körper kann
aus einer Feder ausgebildet sein, wie beispielsweise eine Feder,
die aus verflochtenen Fasern hergestellt ist. Alternativ kann der
spiralförmige
Körper eine
Feder umfassen, die in eine Vielzahl von Windungen ausgebildet wurde,
um den spiralförmigen Körper vorzusehen.
Zum Beispiel ist bei einer Ausführungsform
der spiralförmige
Körper
aus einer länglichen
Feder mit engen Teilungen ausgebildet, die in eine Vielzahl von
Windungen schleifenförmig ausgestaltet
sein kann, um den spiralförmigen
Körper
der Einrichtung vorzusehen.
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Bei
alternativen Ausführungsformen
umfasst der Körper
einen rohrförmigen
Körper,
der in eine Vielzahl von Windungen ausgebildet ist. Der rohrförmige Körper kann
einen inneren Kanal aufweisen, mit einer äußeren Wand mit Poren, die darin
angeordnet sind, um die Abgabe eines Wirkstoffs durch die äußere Wand
zuzulassen. Alternativ kann die äußere Wand
eine poröse
Membran umfassen, welche die Abgabe des Wirkstoffs durch die äußere Wand
zulässt.
Der rohrförmige
Körper
kann einen gewundenen Draht umfassen, der in dem inneren Kanal zum Vorspannen
des Körpers
angeordnet ist, um sich von einem ersten Durchmesser auf einen zweiten,
größeren Durchmesser
abzuwickeln. Alternativ kann ein unter Druck stehendes Fluid durch
den inneren Kanal aufnehmbar sein, das bewirken kann, dass sich
der Körper
von einem ersten Durchmesser auf einen zweiten Durchmesser abwickelt.
Bei einer weiteren Ausführungsform
kann der spiralförmige
Körper durch
eine Vielzahl von spiralförmigen
Körpern
ausgebildet sein, die zusammen gebracht wurden, um die Steifigkeit
der Einrichtung zu erhöhen,
und um die Radialkraft zu erhöhen,
die von der Einrichtung entwickelt wird, für ein sichereres Halten des
Einrichtungskörpers
in dem Körperlumen.
Bei anderen Ausführungsformen
kann ein osmotischer Gradient in einem inneren Lumen des spiralförmigen Körpers Gewebefluid
in das Lumen anziehen und ein Anschwellen bewirken, welches den
spiralförmigen
Körper
abwickeln kann, um eine einen Wirkstoff tragende Oberfläche mit
der Gewebewand des Körperlumens in
Kontakt zu bringen.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
kann die Einrichtung einen Bereich umfassen, um mit einem Abgabesystem
in Eingriff zu gelangen. Dieser Abschnitt kann wie ein Bindeglied
wirken, zum Halten des spiralförmigen
Körpers
in einem aufgewickelten Zustand mit einem Durchmesser, der ausreichend klein
ist, um eine transvaskuläre
Abgabe an die zu behandelnde Stelle zuzulassen. Außerdem kann
die Einrichtung ein optionales Element zum erneuten Einfangen umfassen,
wie beispielsweise einen Arm oder Ausläufer, an einem Ende der Einrichtung
angeordnet, was zulässt,
dass ein Katheter eine in einem Körperlumen entfaltete Einrichtung
ergreift, für
den Zweck des Zurückziehens
der Einrichtung in einen Katheter, wodurch die Einrichtung aus einem
Patienten entfernt wird.
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Bei
einem anderen Aspekt kann die Einrichtung als eine Einrichtung zur
Abgabe eines Wirkstoffs an biologisches Gewebe verstanden werden,
die einen Körper
mit einer Vielzahl von Windungen umfasst, die sich optional aus
einem kleineren Durchmesser auf einen größeren Durchmesser abwickeln können, und
die eine Vielzahl von Zwischenräumen zwischen
den Windungen definieren, wobei der Wirkstoff in den Zwischenräumen getragen
wird, um an biologisches Gewebe des Körperlumens auf das Weiten des
Körpers
hin abgegeben zu werden. Das Gewebe kann Muskelgewebe, einschließlich Myokardinal-Gewebe,
onkologisches Gewebe, wie beispielsweise eine Tumormasse, und jedes
andere geeignete physiologische und pathologische Gewebe umfassen,
das durch lokal abgegebene Wirkstoffe behandelt werden kann. Die
Einrichtung kann in das Gewebe implantiert werden, um zuzulassen,
dass der Wirkstoff das Gewebe berührt und um zuzulassen, dass
der Wirkstoff das zu behandelnde Gewebe erreicht, welches das Gewebe
in Kontakt mit der Einrichtung, Gewebe angrenzend an das Gewebe
in Kontakt mit der Einrichtung, Gewebe, das durch eine Abgabe des
Wirkstoffs durch den Blutfluss mit dem Wirkstoff in Kontakt gebracht
wird, oder jedes andere Gewebe sein kann, das durch den Wirkstoff
erreicht werden kann, um eine therapeutische Wirkung zu fördern. Folglich
können
die hierin beschriebenen Einrichtungen Restenose behandeln, Angiogenese
und Vaskularisation steuern, Chemotherapie-Wirkstoffe abgeben, Anästhetika
abgeben, oder jedes andere Verfahren durchführen, bei dem eine lokale Abgabe eines
Wirkstoffs einen Nutzen für
den Patienten schafft.
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Verfahren
zur Abgabe eines Wirkstoffs an eine Gewebewand des Körperlumens,
für welche
die vorliegende Erfindung nützlich
ist, können
Folgendes umfassen: ein Aufbringen des Wirkstoffs auf eine Oberfläche eines
spiralförmigen
Körpers,
der sich aus einem ersten Durchmesser auf einen zweiten Durchmesser
abwickeln kann, und eine Vorspannung aufweist, die dazu neigt, den
spiralförmigen Körper aus
dem ersten Durchmesser auf den zweiten Durchmesser abzuwickeln,
ein Anordnen des spiralförmigen
Körpers
in dem Körperlumen,
und ein Abwickeln des spiralförmigen
Körpers
in dem Körperlumen,
um zuzulassen, das der Wirkstoff auf der Oberfläche des spiralförmigen Körpers die
Gewebewand des Körperlumens
berührt.
Nach dem die Einrichtung in ihrem aufgewickelten Zustand an der
zu behandelnden Stelle abgegeben wurde, kann sich die Einrichtung
als Antwort auf ihre innere Vorspannung abwickeln, welche die Einrichtung
teilweise öffnen kann.
Alternativ kann sich der spiralförmige
Körper als
Antwort auf ein Fluid abwickeln, das in eine innere Kammer in dem
spiralförmigen
Körper
abgegeben wird, was bewirkt, dass sich der spiralförmige Körper öffnet. Das
Fluid kann unter Druck abgegeben werden, jedoch wird der Druck alternativ
als Antwort auf einen Fluidgradienten aufgebaut, der das Fluid in
das Innere der inneren Kammer zieht.
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Die
Anordnung des spiralförmigen
Körpers
in einem Körperlumen
kann in Verbindung mit der Anordnung eines Stents in dem Körperlumen
verwendet werden. Die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung mit spiralförmigem Körper kann
in dem Körperlumen
angeordnet sein, und bei einer nachfolgenden Handlung kann ein Stent
an dem gleichen Ort und koaxial mit dem spiralförmigen Körper angeordnet werden, wodurch
eine Stent-Verstärkung
des Lumens vorgesehen wird, sowie eine lokale Abgabe eines therapeutischen
Wirkstoffs, der Restenose behandeln, oder einen anderen Zustand
behandeln kann.
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Die
hierin beschriebenen Einrichtungen können durch einen Prozess hergestellt
werden, der Folgendes umfasst: ein Aufwickeln eines länglichen
Körpers
in eine Vielzahl von koaxial ausgerichteten Windungen, um einen
spiralförmigen
Körper
auszubilden, der sich aus einem ersten Durchmesser auf einen zweiten
Durchmesser abwickeln kann, und ein Aufbringen eines Wirkstoffs
auf die Windungen, um darauf getragen zu werden. Bei einer Praxis
ist der längliche
Körper
durch ein Verflechten einer Vielzahl von Fasern in ein Kabel ausgebildet.
Der Wirkstoff kann in den Zwischenräumen, die zwischen den Fasern
existieren, getragen werden. Alternativ kann der längliche
Körper
durch eine Feder mit einer engen Teilung ausgebildet werden, die
in eine Vielzahl von koaxial ausgerichteten Windungen aufgewickelt
wurde. Das Aufbringen des Wirkstoffs kann durch ein Aufbringen eines
Gelmaterials, das den Wirkstoff enthält, auf die äußere Oberfläche erreicht
werden, die durch die axial ausgerichteten Windungen des spiralförmigen Körpers definiert
ist. Alternativ und optional kann der Wirkstoff in einen inneren
Kanal abgegeben werden, der sich durch den spiralförmigen Körper erstreckt.
Bei weiteren Ausführungsformen
kann der Wirkstoff in einem Schwamm- oder Schaumstoffmaterial getragen
werden, dass um die äußere Oberfläche eines
spiralförmigen
Federkörpers
passt. Optional kann sich der spiralförmige Federkörper weiten, und
bei dieser Ausführungsform
eine Kraft auf den Schwamm platzieren, die den Wirkstoff aus dem Schwamm
und in das lokale Gewebe treibt.
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Für die Restenose-Inhibition
können
eine Vielzahl von Wirkstoffen verwendet werden, um die gewünschte therapeutische
Wirkung zu erreichen. Eine Klasse von Wirkstoffen hemmt die Wucherung von
glatten Muskelzellen. Andere Wirkstoffe, die Restenose und andere
Erkrankungen behandeln, einschließlich Wirkstoffe, die eine
Aggregation und Adhäsion
von Plättchen
erhindern, wie beispielsweise Anti-Plättchen und Anti-Koagulanzien, können mit den
hierin beschriebenen Einrichtungen verwendet werden. Außerdem können Rezeptorenblocker, Wachstumsfaktoren
und andere Hormone verwendet werden, um die normale Reparaturantwort
zu beschränken.
Die Folgenden sind Gruppen von besonderen Arzneimitteln, die verwendet
werden können, um
Gefäßerkrankungen,
wie beispielsweise Atherosklerose und Restenose, zu behandeln: Anti-Koagulanzien,
einschließlich
Heparin, Hirudin, Hirulog, und Gewebe-Plasminogen-Aktivator; entzündungshemmende
Wirkstoffe, wie beispielsweise Steroide, Ibuprofen, Aspirin, Somatostatin,
Angiopeptin, und entzündungshemmende
Peptide 2; Cytotoxine, einschließlich Colchizin, Dexamethason,
Doxorubizin, Methotrexat, und Psoen; Antibiotika; und Enzyme und
Enzyminhibitoren und andere Wirkstoffe einschließlich Fibrinogen.
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Die
hierin beschriebenen Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen können auch
für lokale
und Stellen-spezifische Gen- und „Antisense"-Therapien verwendet werden. Insbesondere
Gene oder Vektoren, die Gene enthalten, können abgegeben werden, die Proteine
ausdrücken,
die in modulierende biologische Prozesse in einem Körperbereich
involviert sind, wie beispielsweise Zellwucherung oder Matrixproduktion
durch autokrine Mittel. Zum Beispiel können Gene, die nicht-abgesonderte
Wachstumsinhibitoren (z.B. Tumor-Unterdrückungsgene) überbestimmen,
in glatte Muskelzellen transfektiert werden, die in Blutgefäßwänden vorhanden
sind, um Restenose oder die Wucherung von Zellen zu verhindern.
Alternativ können,
um Restenose zu verhindern, Gene, die Proteine verschlüsseln, die
den Tod von glatten Muskelzellen verursachen, wenn sie bestimmten Arzneimitteln
ausgesetzt werden, an Blutgefäßwände abgegeben
werden. Gene, die Thymidin-Kinase verschlüsseln, können in glatte Gefäßmuskelzellen transfektiert
werden, was die Zellen angreifbar für Gancyclovir macht. Ähnlich Faktoren
und Wirkstoffe, die Angiogenese fördern, können durch die Einrichtungen
getragen werden, die in das Myokardio-Gewebe des Herzens abgegeben
werden können.
Die Therapien, für
welche die vorliegende Erfindung nützlich ist, können verwendet
werden, um ischämisches
Gewebe zu behandeln, und um die Generation oder Regeneration von
Herzgewebe zu fördern.
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Die
hierin beschriebenen Einrichtungen können auch verwendet werden,
um Blutgefäße und arterielle
Blockierungen zu behandeln. Gene, die Wachstumsfaktoren verschlüsseln, wie
beispielsweise der vaskuläre
endotheliale Wachstumsfaktor (VEGF), die das Wachstum neuer Blutgefäße stimulieren,
können
an die Wände
von blockierten Gefäßen abgegeben
werden, um die Generation von neuen Gefäßen zu fördern, welche als Bypass für das Hindernis
dienen.
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Die
durch die Erfindung geschaffenen Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen können auch
helfen, das Problem einer Überdosierung
zu vermeiden, die mit einer systemischen Abgabe von Arzneimitteln
assoziiert wird, durch ein Ermöglichen,
dass eine kontrollierte Menge eines ausgewählten therapeutischen oder
diagnostischen Wirkstoffs direkt auf einem bestimmten Bereich von
Gewebe abgelagert wird. Des Weiteren ermöglichen die System eine selektive
Abgabe von therapeutischen oder diagnostischen Wirkstoffen an Gefäßwände. Das
System löst
auch die Probleme der Arzneimittel-Abwaschung oder -Leckage.
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Insgesamt
schaffen die beschriebenen Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen ein sicheres und
effektives Mittel zur lokalen, Stellen-spezifischen Abgabe einer
großen
Vielzahl von therapeutischen Wirkstoffen an vaskuläre und andere
Körpergewebe.
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Kurze Beschreibung der
Figuren
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Die
vorangehenden und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung werden
noch mehr durch die folgende weitere Beschreibung davon geschätzt werden,
unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen,
in denen:
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1 eine
Darstellung von einer Ausführungsform
eines Arzneimittel-Abgabesystems zur Einführung in ein Körperlumen
ist;
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2 eine
Endansicht der Einrichtung von 1 vorsieht;
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3 detaillierter
ein Kabel darstellt, das zum Formen der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung
von 1 geeignet ist;
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4 ein
Verfahren des Formens der Einrichtung von 1 darstellt;
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5 einen
(auf-) geweiteten spiralförmigen Körper in
einem Körperlumen
darstellt;
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6A bis 6B eine
alternative Ausführungsform
einer Einrichtung zur lokalen Arzneimittelabgabe darstellen;
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7 einen
Prozess zum Formen der Einrichtung von 6A darstellt;
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8 und 9 eine
alternative Ausführungsform
einer Einrichtung zur lokalen Arzneimittelabgabe mit einem Abschnitt,
der durch ein Abgabesystem zu ergreifen ist, darstellen;
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10 und 11 eine
alternative Ausführungsform
einer Einrichtung zur lokalen Arzneimittelabgabe darstellen; und
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12 und 13 ein
Abgabesystem zur Abgabe von Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen darstellen.
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Ausführliche Beschreibung der dargestellten
Ausführungsformen
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Um
ein Gesamtverständnis
der Erfindung zu schaffen, werden nun bestimmte beispielhafte Ausführungsformen
beschrieben, einschließlich
einer Arneimittel-Abgabeeinrichtung mit einem spiral- bzw. schraubenförmigen Körper und
einer äußeren Oberfläche, auf
der ein therapeutischer Wirkstoff getragen wird. Ein Fachmann wird
jedoch erkennen, dass die hierin beschriebenen Einrichtungen angepasst
und modifiziert werden können,
um Systeme zu schaffen, die eine Gefäßwand stützen, ein Arzneimittel an Muskelgewebe
oder jedes andere geeignete Körpergewebe
abgeben können,
oder für
jede andere geeignete Anwendung. Andere Änderungen, Zufügungen und
Modifikationen können
an der Erfindung durchgeführt
werden, ohne von ihrem Bereich abzuweichen.
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1 stellt
eine Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 10 dar, die ein Kabel 12 umfasst,
das einen spiralförmigen
Körper 16 mit
einer äußeren Oberfläche ausbildet,
die eine Beschichtung 14 tragen kann, die einen an eine
Gefäßwand eines
Körperlumens
abzugebenden Wirkstoff enthält.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
ist der spiralförmige
Körper 16 der
Einrichtung 10 als eine Feder mit einer geschlossenen Teilung
bzw. Steigung ausgebildet, derart, dass sich angrenzende Windungen
des spiralförmigen
Körpers 16 in
Kontakt befinden, oder im Wesentlichen in Kontakt. Bei alternativen
Ausführungsformen
kann der spiralförmige Körper eine
offene Teilung aufweisen, bei der angrenzende Punkte an separaten
Windungen in der Längsrichtung
von einander beabstandet sind. Weitere Ausführungsformen des spiralförmigen Körpers 16 können Körper umfassen,
die Kombinationen von Abschnitten mit geschlossenen und offenen
Teilungen sind.
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Wie
ferner in 1 gezeigt wird, umfasst die Einrichtung 10 einen
Zwischenraum 19, der als eine spiralförmige Nut an der äußeren Oberfläche des Körpers 16 ausgebildet
ist, und der sich entlang der ganzen Länge des Körpers 16 erstreckt.
Der abgebildete Zwischenraum 19 stammt von dem Raum, der zwischen
aneinander stoßenden
Windungen des spiralförmigen
Körpers 16 ausgebildet
ist, und der Zwischenraum 19 erstreckt sich teilweise in
die äußere Oberfläche des
spiralförmigen
Körpers 16.
Bei anderen Ausführungsformen,
bei denen sich die angrenzenden Windungen nicht berühren, kann
sich der Zwischenraum 19 durch die äußere Oberfläche des spiralförmigen Körpers 16 erstrecken.
Der Zwischenraum 19 schafft einen Raum zur Aufnahme und
zum Tragen eines Wirkstoffs, wie beispielsweise einem therapeutischen
Wirkstoff zur Behandlung von Restenose. Die Zwischenräume 19 können die
Menge der Beschichtung 14 erhöhen, die durch die äußere Oberfläche der
Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 10 getragen werden kann,
durch ein Erhöhen
des Oberflächenbereichs
der Einrichtung 10 relativ zu einer Einrichtung, die keine
Zwischenräume
aufweist, und durch ein Beschichten von Räumen in denen eine Beschichtung
liegen kann.
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2 sieht
eine Querschnittansicht der Vorrichtung 10 vor. Genau gesagt
zeigt 2, dass der spiralförmige Körper 16 der Einrichtung 10 ein
inneres Lumen 17 definiert, dass sich längs durch den Körper 16 auf
der ganzen Länge
des Körpers 16 erstreckt.
Da die Einrichtung 10 innerhalb eines Körperlumens, wie beispielsweise
einer Koronar-Arterie, angeordnet werden kann, wird man verstehen,
dass das Lumen 17 einen Fluidfluss durch die Einrichtung 10 ermöglicht. 2 stellt
ferner dar, dass die innere Oberfläche der Einrichtung 10 im
Wesentlichen glatt ist und keine Elemente aufweist, die sich in
das Lumen 17 erstrecken. Es wird angenommen, dass diese
glatte innere Oberfläche
die Wahrscheinlichkeit von Thrombosebildung und nachfolgender Flussbehinderung
vermindert. 2 stellt ferner den Durchmesser
des spiralförmigen
Körpers 16 dar.
Der Durchmesser des spiralförmigen
Körpers 16 ist
variabel, da der spiralförmige
Körper 16 auf
eine Feder-gleiche Art um eine Längsachse,
die sich durch den spiralförmigen
Körper 16 erstreckt,
gewunden werden kann. Dieser variable Durchmesser erleichtert die
transvaskuläre
Abgabe, da der Durchmesser der Einrichtung 10 ausreichend
vermindert werden kann, um zuzulassen, dass die Abgabeeinrichtung 10 das
in das Lumen einer Arterie oder Vene des behandelten Patienten passt
und durch es geführt
wird. Folglich wird man verstehen, dass die Abgabeeinrichtung 10 einen
aufgewickelten Zustand und einen unaufgewickelten Zustand aufweisen
kann, wobei die Abgabeeinrichtung in dem aufgewickelten Zustand
einen Durchmesser aufweist, der ausreichend klein ist, um eine transvaskuläre Abgabe
zuzulassen, und der Durchmesser der Abgabeeinrichtung 10 in dem
unaufgewickelten Zustand ausreichend groß sein kann, um zuzulassen,
dass die äußere Oberfläche des
spiralförmigen
Körpers 16 die
Gewebewand des Körperlumens
berührt,
in dem die Einrichtung 10 angeordnet ist.
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Die
abgebildete Abgabeeinrichtung 10 ist in ihren Abmessungen
angepasst, um transvaskulär abgegeben
zu werden. Genau gesagt ist die abgebildete Ausführungsform ungefähr 3 mm
im Durchmesser und ungefähr
3 cm lang. Die Größe der Einrichtung
kann jedoch an den Patienten und die Anwendung angepasst werden,
und der Durchmesser kann von zum Beispiel zwischen 1 mm bis ungefähr 5 mm reichen,
und die Länge
kann auch, abhängig
von der Anwendung, von 0,25 cm bis ungefähr 7 cm variieren. Wenn sie
herunter auf einen verminderten Durchmesser gewickelt ist, kann
die Einrichtung 10 einen Durchmesser von ungefähr 0,5 mm
aufweisen, und wenn sie in einem Körpergefäß implantiert ist, würde sich
die Einrichtung 10 auf einen Durchmesser abwickeln, der
ausreichend groß ist,
um die Seitenwand des Körpergefäßes in Eingriff
zu nehmen. Zusätzlich
kann sich die Einrichtung 10 abwickeln, um die Gewebewand
mit einer ausreichenden radialen Kraft zu berühren, um die Einrichtung 10 in
dem Gefäß zu befestigen
und einer stromabwärtigen
Bewegung zu widerstehen, die durch einen von dem Blutfluss erzeugten
Fluiddruck bewirkt wird.
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Um
das Weiten der Abgabeeinrichtung 10 von einem ersten Durchmesser
auf einen zweiten größeren Durchmesser
zu erleichtern, weist der spiralförmige Körper 16 eine Vorspannung
auf, die dazu neigt zu widerstehen, in dem aufgewickelten Zustand platziert
zu werden. Hier sind die Windungen des abgebildeten spiralförmigen Körpers 16 ausreichend elastisch,
um dazu zu neigen einem Drehen oder Aufwickeln zu widerstehen, derart,
dass ein Drehen der Windungen um die Längsachse den spiralförmigen Körper 16 unter
Spannung setzt. Die Kraft schafft eine Vorspannung, die dazu neigt
den spiralförmigen Körper 16 abzuwickeln
und den Durchmesser der Einrichtung 10 zu weiten, um den
Durchmesser des unaufgewickelten Zustands zu erreichen. Um diese Elastizität bzw. Rückfederung
zu erreichen, kann der spiralförmige
Körper 16 aus
einem Material mit einer ausreichenden Rückfederung gebildet werden,
um einer plastischen Verformung zu widerstehen, wenn der Körper 16 auf
einen verminderten Durchmesser gewickelt wird. Der abgebildete spiralförmige Körper 16 ist
aus einem Kabel 12 gebildet, das aus einer Vielzahl von
verflochtenen Fasern eines elastisch verformbaren Materials, wie
beispielsweise rostfreier Stahl 316, hergestellt ist. Das
Kabel 12 kann in eine Vielzahl von Windungen geformt sein,
um den spiralförmigen
Körper 16 zu
schaffen. Bei alternativen Ausführungsformen
kann das Kabel 12 aus anderen bio-kompatiblen Materialien,
einschließlich
Polymermaterialien, gebildet sein. Zusätzlich kann die Einrichtung 10 aus
bio-absorbierbaren Materialien gebildet sein, wodurch zugelassen
wird, dass die Einrichtung 10 über die Zeit in dem Körperlumen
absorbiert wird.
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3 stellt
die einzelnen Fasern dar, die verflochten oder verwebt sind, um
das in 1 abgebildete Kabel 12 zu bilden. Wie
durch 3 gezeigt wird, sind eine Vielzahl von einzelnen
Fasern 20 verwebt, um zu bilden ein Kabel, das im Wesentlichen gerade
und flexibel ist. Jede der abgebildeten Fasern 20 kann
ein Strang eines bio-kompatiblen Materials sein, wie beispielsweise
ein metallisches Material oder Polymermaterial, das verflochten
werden kann, um das abgebildete Kabel zu bilden. Bei einer Ausführungsform
sind die Stränge 20 aus
unterschiedlichen Materialien, einschließlich Materialien, die therapeutische
Wirkstoffe zu Zwecken der Abgabe eines Arzneimittels oder einer
Vielzahl von Arzneimitteln an die Gewebewand des Körperlumens
enthalten, sowie Materialien die ausgewählt wurden, um eine gewünschte Flexibilität, Rückfederung
oder Bandstärke zu
erreichen. Für
Fachleute wird es offensichtlich sein, dass die Fasern 20 ausgewählt werden
können, um
eine Reihe von gewünschten
Charakteristika für das
Kabel 12 zu erreichen, und Variationen in der Auswahl von
Materialien, Verfahren für
das Verflechten, das Zufügen
von Klebstoffen, photo-aktiven Zusammensetzungen oder anderen Materialien
sind Modifikationen, die als im Rahmen der Erfindung liegend verstanden
werden.
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4 stellt
einen Prozess zum Formen bzw. zur Bildung der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 10 dar.
Genau gesagt stellt 4 einen Dorn 18 dar,
um den das Kabel 12 gewickelt ist. Der Dorn 18 umfasst einen
Griff 22, ein Spannfutter 24 und eine Welle 28. Wie
in 4 gezeigt, ist ein Ende des Kabels 12 an dem
Spannfutter 24 angebracht und wird durch es stationär gehalten.
Das Kabel 12 kann um die Welle 28 des Dorns 18 gewickelt
sein, wodurch bewirkt wird, dass sich das Kabel 12 um die
Welle 28 windet und in einen spiralförmigen Körper geformt wird. Das andere
Ende des Kabels 12 erstreckt sich frei von dem Dorn und
kann abgeschnitten werden, nachdem eine ausgewählte Anzahl von Windungen an
dem Dorn gebildet sind, um eine spiralförmigen Körper 16 mit einer
ausgewählten
Größe zu schaffen.
Die zum Formen des Kabels 12 ausgewählten Materialien können dem
Kabel 12 eine ausreichende plastische Verformbarkeit verleihen
um zuzulassen, dass das Kabel 12 auf einen Dorn gewickelt
wird, wie beispielsweise der in 4 abgebildete
Dorn 28, um eine Spiralform zu erreichen und beizubehalten.
Optional kann das Material des Kabels 12 während des Prozesses
des Formens der Windungen erwärmt werden,
um die Ausbildung der Einrichtung 10 zu erleichtern. Bei
anderen Praxen, bei denen andere Materialien verwendet werden, wie
beispielsweise Polymermaterialien, können Behandlungsreagenzien
wie beispielsweise Harze auf die Windungen aufgebracht werden, um
die gewünschte
Steifigkeit und Rückfederung
zu erreichen. Sobald das Kabel 12 abgeschnitten ist, kann
das Spannfutter 24 gelöst
werden, so dass das aufgewickelte Kabel 12 von dem Dorn 18 gleitend
entfernt werden kann. Die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 10 kann
dann auf einem intravaskulären
Abgabesystem platziert werden, das die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 10 zu
der Stelle der Entfaltung in dem Patienten tragen kann. Obwohl 4 einen
Prozess zum Formen des Körpers
von einer Einrichtung gemäß der Erfindung
darstellt, wird man verstehen, dass andere Prozesse verwendet werden können, einschließlich Prozesse,
die Spritzguss, Gießprozesse,
Laserschnitt- oder Ätzprozesse
umfassen, ohne von dem Bereich der Erfindung abzuweichen.
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Sobald
der Körper
ausgebildet ist, kann die Beschichtung 14 auf die äußere Oberfläche der
Einrichtung 10 aufgebracht werden, wobei die Beschichtung
zumindest einen an die Gefäßwand abzugebenden
Wirkstoff umfasst. Die Beschichtung 14 kann Anti-Thrombose-
und Anti-Wucherungswirkstoffe umfassen, die zur Verminderung der
Wahrscheinlichkeit geeignet sind, dass eine Restenose in dem Gefäß auftritt.
Die Beschichtung kann durch ein Tauchen der Einrichtung in ein flüssiges Material
aufgebracht werden, das trocknen wird, um eine Beschichtung auf der
Einrichtung auszubilden. Bei dieser Praxis kann die Beschichtung über das
gesamte Äußere und
Innere der Vorrichtung ausgebildet sein, oder über einen Abschnitt der äußeren und
inneren Oberflächen. Bei
anderen Prozessen wird die Beschichtung durch ein Bürsten eines
Materials auf die äußere Oberfläche der
Einrichtung ausgebildet. Andere Techniken können zur Beschichtung der Einrichtung
verwendet werden, und der Gegenstand der Erfindung ist nicht auf
eine besondere Technik oder Praxis zu beschränken. Die Beschichtung kann über das
gesamte Äußere der
Einrichtung platziert werden, oder über ausgewählte Bereiche, wie beispielsweise
innerhalb der Nut 19. Zusätzlich kann die Beschichtung
eine abwechselnde Dicke entlang der Länge der Oberfläche aufweisen,
und die Dicke der Beschichtung kann verwendet werden, unter anderen
Techniken, zur Steuerung der an das Gewebe abgegebenen Wirkstoffmenge.
Die Beschichtung kann Arzneimittel-imprägnierte Gele oder Polymere
umfassen, die an der endoluminalen Wand abgelagert werden können. Für die in 1 abgebildete
Ausführungsform
kann das Gel das Kabel 12 beschichten, was zulässt, dass
sich Material in die Zwischenräume
zwischen den Windungen des spiralförmigen Körpers 16 und zwischen die
Fasern 20 des Kabels 12 bewegt. Der durch die Beschichtung
getragene Wirkstoff kann jeder Wirkstoff sein, der zur Behandlung
von einer oder mehreren der Zustände
geeignet ist, die das Gefäßsystem, oder
Gewebe nahe dem Gefäßsystem,
beeinflussen können.
Diese Wirkstoffe können
Wirkstoffe zur Behandlung von Restenose, Koronar-Arterienverschluss, Myokardio-Ischämiesyndrom,
Kardio-Leitungsstörungen,
oder irgendwelche andere Zustände,
umfassen.
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Für die lokalisierte
Behandlung von Erkrankungen können
die Beschichtungen Wirkstoffe umfassen, wie beispielsweise Hirudin,
Argatroban, Forskolin, Hirulog, Heparin, tPA, Urokinase, Streptokinase,
Calcium-Kanalblocker, Angiotension-Konversionsenzym-Inhibitoren, Fischöl und Wachstumspeptide,
Thromboxan-Synthease-Inhibitor, Serotonin-Antagonisten, HMGCoA,
Reduktase-Inhibitoren, PDGF (platelet derived growth factors), Entzündungszellfaktoren,
PA (platelet aggregation)-Inhibitoren,
und Thrombin-Inhibitoren wie beispielsweise Hirudin oder ihm Entsprechende,
Vapiprost, Prostacyclin und Prostacyclin Entsprechende, Dextran, D-phe-pro-arg-Chlormethylketon,
Dipyridamol, Glycoprotein Ilb/Illa PMA (platelet membrane receptor)-Antikörper, Rekombinant-Hirudin,
Thrombin-Inhibitor, Angiopeptin, Angiotension-Konversionsenzym-Inhibitoren, (wie beispielsweise
Captopril, erhältlich
von Squibb; Cilazapril, erhältlich
von Hoffman-La Roche; oder Lisinopril, erhältlich von Merck), Colchizin,
FGF(fibroblast growth factor) Antagonisten, Fischöl, Omega-3-Fettsäure, Histamin-Antagonisten,
HMG-CoA-Reduktase-Inhibitor, Methotrexat, Monoklonal-Antikörper, Nitroprussid,
Phosphodiesterase-Inhibitoren, Prostaglandin-Inhibitor, Seramin, Serotonin-Blocker,
Steroide, TRANIRAST, Thioprotease-Inhibitoren, Triazolopyrimidin- und
andere PDGF-Antagonisten, Alpha-Interferon und genetisch konstruierte
Epithelialzellen, und Kombinationen davon. Das Beschichtungsmaterial
kann bio-absorbierbar
sein. Während
die vorangehenden therapeutischen Wirkstoffe verwendet wurden, um
Restenose und Thrombose zu verhindern oder zu behandeln, sind sie
lediglich exemplarisch vorgesehen und nicht als beschränkend beabsichtigt,
da andere therapeutische Arzneimittel entwickelt werden können, die
zur Verwendung mit der Erfindung gleichermaßen anwendbar sind.
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5 stellt
eine Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 30 dar, die innerhalb
eines Gefäßes eines
Patienten, wie beispielsweise in einer Koronar-Arterie, entfaltet
ist. Wie in 5 gezeigt, hat sich die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 30 auf
einen vergrößerten Durchmesser
abgewickelt, der ausreichend groß ist, um gegen die Gewebewand
des Körperlumens
in Eingriff zu gelangen. Folglich befindet sich die äußere Oberfläche der
Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 12 in Kontakt mit der Gewebewand,
wodurch die Gewebewand mit dem Wirkstoff berührt wird, der in der äußeren Oberfläche der
Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 30 getragen
wird. Auf diese Art kann ein therapeutischer, diagnostischer oder
andersartiger Wirkstoff, der auf der äußeren Oberfläche der
Abgabeeinrichtung 30 getragen wird, das zu behandelnde
Gewebe berühren
und durch es absorbiert werden. Außerdem schafft die Vorspannung
der Einrichtung 30 eine radial nach außen gerichtete Kraft, die dazu neigt,
die Einrichtung 30 innerhalb eines Körpergefäßes zu befestigen.
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Die 6A und 6B stellen
eine alternative Ausführungsform
einer implantierbaren Einrichtung zur lokalen Arzneimittel-Abgabe
dar. Genau gesagt stellt 6A eine
Abgabeeinrichtung 40 dar, die einen spiralförmigen Körper 46 umfasst,
der als eine gewickelte Feder aus bio-kompatiblem Material mit einer äußeren Oberfläche 44 ausgebildet
ist, die den an die Stelle der Behandlung abzugebenden Wirkstoff
tragen kann. Folglich kann die Einrichtung 40 als eine
Verbindungs- bzw.
Verbundfeder verstanden werden, da sie einen spiralförmigen,
Feder-artigen Körper 46 umfasst,
der aus einer kleineren Feder 42 gebildet ist, die in eine
Vielzahl von Windungen aufgewickelt wurde. Die Verbundfeder-Struktur
der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 40 wird auch durch 7 gezeigt,
die detaillierter einen Prozess zum Formen des spiralförmigen Körpers 46 der
Einrichtung 40 darstellt. Genau gesagt stellt 7 die
Feder 42 auf einen Dorn 50 gewickelt dar, der
an einen Griff 52 montiert ist und ein Spannfutter 54 umfasst.
Wie gezeigt, kann die Feder 42 in eine Vielzahl von Windungen
gewickelt werden, die den spiralförmigen Körper 46 der Einrichtung 40 ausbilden,
in einem Prozess, der dem unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen
Prozess ähnlich
ist. Die Feder 42 kann aus einem bio-kompatiblen Material
ausgebildet sein und im Allgemeinen als eine Feder verstanden werden,
die aus einem Material ausgebildet ist, das ausreichend plastisch
verformbar ist, um zuzulassen, dass die Feder 42 auf den
Dorn 50 gewickelt, und in den in 6 abgebildeten,
spiralförmigen
Körper 46 geformt
wird. Wie oben diskutiert, kann der durch 7 dargestellte
Wicklungsprozess durch einen Erwärmungsprozess
oder chemischen Behandlungsprozess begleitet sein, der zulässt, dass
die Feder 42 die Form des spiralförmigen Körpers 46 annimmt und behält.
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Zurück zu 6A kann
man sehen, dass die äußere Oberfläche 44 des
spiralförmigen
Körpers 46 einen
Zwischenraum 48 umfasst, um die äußere Oberfläche 44 gebogen ist
und der sich entlang der ganzen Länge des Körpers 46 erstreckt.
Wie oben unter Bezugnahme auf die Ausführungsform von 1 diskutiert,
schafft der Zwischenraum einen Raum zur Aufnahme einer Beschichtung,
die den an die Gewebewand abzugebenden Wirkstoff tragen kann. 6B stellt
detaillierter und im Querschnitt einen Abschnitt der Feder 42 dar.
Genau gesagt stellt 6B dar, dass die Feder 42 aus
einer aufgewickelten Feder bzw. Spiralfeder gebildet ist, bei der
angrenzende Windungen der Feder 42 die abgebildeten Zwischenräume 49 ausbilden,
die auch einen Wirkstoff an das Gewebe tragen können, in welches die Einrichtung
zu implantieren ist. 6B stellt ferner dar, dass die
Feder 42 ein Lumen 47 umfasst, das optional einen
Wirkstoff an das Gewebe tragen kann. Dieser Wirkstoff kann der als
eine Beschichtung an die äußere Oberfläche 44 der
Einrichtung 40 aufgebrachte Wirkstoff sein, oder kann ein
unterschiedliches Material sein, oder eine Kombination von beiden
Materialien.
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Die 8 und 9 stellen
eine Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 60 dar,
die ein Bindeglied 62 umfasst, das sich an dem Mittelpunkt
der Abgabeeinrichtung 60 befindet. Wie in 8 gezeigt,
ist das Bindeglied 62 aus einer U-förmigen Biegung ausgebildet,
die in dem spiralförmigen
Körper
der Einrichtung 60 angeordnet ist. Der spiralförmige Körper der Einrichtung 60 ist
aus einer Spiralfeder gebildet, ähnlich
der in 6 abgebildeten Einrichtung.
Das Bindeglied 62 schafft einen Griff, der durch ein transvaskuläres Abgabesystem
in Eingriff genommen und gehalten werden kann, um die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 60 in
einem aufgewickelten Zustand zu halten. Beim Lösen des U-förmigen Griffs wird die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung
anfangen sich an ihrer mittigen Stelle abzuwickeln. Es wird angenommen, dass
dies die Wahrscheinlichkeit vermindert, dass ein Trauma des Blutgefäßes durch
ein Schlagen bzw. Peitschen auftreten wird, das durch das Abwickeln der
Enden der spiralförmigen
Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 60 auftreten
kann. 9 stellt den Querschnitt der Einrichtung 60 dar,
der ähnlich
dem in 2 Dargestellten ist. Man wird verstehen, dass
obwohl die abgebildete Feder eine Verbundfeder-Einrichtung ist,
wie die in 6A Gezeigte, die Feder bei anderen
Ausführungsformen
aus einem Kabel wie die in 1 dargestellten
Einrichtungen, oder jeder anderen geeigneten Einrichtung, ausgebildet
sein kann.
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Die 10 und 11 stellen
eine weitere alternative Ausführungsform
einer Arzneimittel-Abgabeeinrichtung dar, die für die Abgabe eines Wirkstoffs
an eine Gewebewand eines Körperlumens
geeignet ist. Genau gesagt stellt 10 eine
Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 70 dar, die aus einem zylindrischen
Rohr 72 ausgebildet ist, das in einen spiralförmigen Körper 74 gewickelt
wurde. Der spiralförmige Körper 74 kann
aus einem rohrförmigen
Stab aus bio-kompatiblem Material ausgebildet sein, wie beispielsweise
rostfreier Stahl 316, und der zum Formen des rohrförmigen Stabs
in den spiralförmigen
Körper 74 verwendete
Prozess kann ähnlich
den unter Bezugnahme auf 4 beschriebenen Verfahren sein. Der
spiralförmige
Körper 74 kann
eine Nut 76 umfassen, die durch einen Raum zwischen angrenzenden Windungen
des spiralförmigen
Körpers 74 gebildet ist.
Die äußere Oberfläche der
Einrichtung 70 kann mit einem an die Gewebewand des Körperlumens abzugebenden
Wirkstoff beschichtet sein. Jeder geeignete Wirkstoff kann auf der äußeren Oberfläche getragen
werden.
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Bei
der dargestellten Ausführungsform
weist das zylindrische Rohr 72, aus dem der spiralförmige Körper 74 ausgebildet
ist, ein inneres Lumen auf. Folglich schafft das innere Lumen einen
inneren Kanal durch die Windungen des spiralförmigen Körpers 74. Bei einer
Ausführungsform
ist ein Ende 78 des spiralförmigen Körpers abgedichtet, um ein Lumen auszubilden,
an einem Ende geschlossen, wodurch ein Fluid an einem Ende aufnehmbar
ist und Fluid darin behalten werden kann. Folglich kann ein unter Druck
stehendes Fluid in das innere Lumen des spiralförmigen Körpers 74 abgegeben
werden. Man wird verstehen, dass die Abgabe des unter Druck stehenden
Fluids in den inneren Kanal des spiralförmigen Körpers 74 bewirkt,
dass sich die Spirale abwickelt, wodurch der Radius der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 70 geweitet
wird. Bei einer Ausführungsform
ist der spiralförmige
Körper 74 aus
einem porösen
Material gebildet, das zulässt,
dass das in die innere Kammer abgegebene Fluid durch das Äußere der Einrichtung
geht und das Gewebe berührt,
in dem die Einrichtung implantiert ist. Bei dieser Ausführungsform
kann die Porosität
der Wand ausreichend begrenzt werden, um eine schnelle Freigabe
des abgegebenen Fluids zu verhindern, und wobei deshalb zugelassen
wird, dass sich ein ausreichender Druck in der inneren Kammer aufbaut,
um zu bewirken, dass sich der spiralförmige Körper 74 abwickelt.
Das Abwickeln des spiralförmigen
Körpers 74 kann
durch eine plastische Verformung der Einrichtung begleitet sein, derart,
dass die Einrichtung ihren unaufgewickelten Zustand behalten kann,
weshalb sie sicher in dem Körperlumen
verbleibt.
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Bei
einer alternativen Ausführungsform
trägt der
innere Kanal des rohrförmigen
Körpers
ein elastisches Drahtelement, das den rohrförmigen Körper 74 vorspannt,
damit es dazu neigt, die Spirale des Körpers 74 abzuwickeln,
um den Durchmesser der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 70 zu
erhöhen,
wodurch ein Kontakt der äußeren Oberfläche der
Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 70 mit
der Gewebewand des behandelten Körperlumens
zugelassen wird. Zum Beispiel kann der rohrförmige Körper aus einem Polymermaterial,
oder einem Material für
Gefäßprothesen,
gebildet sein, und eine elastische Windung, wie beispielsweise eine
aus rostfreiem Stahl ausgebildete Windung, kann durch das innere
Lumen des rohrförmigen
Körpers
gewunden sein. Die elastische Windung versieht den rohrförmigen Körper mit
einer Vorspannung, die dazu neigt, den Körper abzuwickeln und ihn von
einem kleineren Durchmesser auf einen größeren Durchmesser zu weiten.
Auf diese Art neigt der innere Draht dazu, die Oberfläche des Körpers in
Kontakt mit dem Gewebe zu treiben, in welches die Einrichtung implantiert
ist. Optional kann ein weitbares Material in das Innere des rohrförmigen Körpers platziert
werden. Das weitbare Material kann ein Körperfluid berühren, wie
beispielsweise Blut, oder kann reagieren, um Körperwärme des Patienten auszuteilen,
um den Körper
zu öffnen,
so dass er das Gewebe berührt.
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Die
Entfaltung der oben beschriebenen Arzneimittel-Abgabesysteme kann mit jedem geeigneten System
durchgeführt
werden, einschließlich
dem in dem U.S. Patent 5,372,600 Beschriebenen. Ein beispielhaftes
System ist in den 12 und 13 abgebildet.
Genau gesagt stellt 12 einen Abschnitt eines Katheters 90 und
einer Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 92 dar, die um den
Umfang des Katheters 90 sitzt. Der Katheter 90 kann
ein länglicher
rohrförmiger
Körper
sein, der aus einem bio-kompatiblen Material gebildet ist und ausreichend
lang und eng ist, um einen transvaskulären Zugang zu der behandelten
Stelle zuzulassen. 12 stellt lediglich den distalen
Abschnitt des Katheters 90 dar, wobei der Katheter bei
einer Ausführungsform
100 bis 300 cm lang sein kann. Die Ausführungsform stellt eine Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 92 dar,
die eine Verbundfeder-Abgabeeinrichtung mit einem Zwischen-Bindeglied
ist, ähnlich
der in 8 abgebildeten Einrichtung. Bei der abgebildeten
Abgabeeinrichtung 92 enden die Enden 94 der Einrichtung 92 in knollenartigen
Abschnitten, und der Mittelpunkt 96 weist auch einen knollenartigen
Abschnitt auf. Wie dargestellt, sind die knollenartigen Abschnitte
in einer Vielzahl von Löchern 100, 102 und 104 angeordnet, die
sich an dem Umfang des Katheters 90 befinden. Die Löcher versehen
ein Lumen 108, das sich durch das Innere des Katheters 90 erstreckt,
mit Öffnungen.
Die knollenartigen Abschnitte passen in die Löcher und wirken, um die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 92 auf
dem Katheter und in einem aufgewickelten Zustand zu halten. Bei
der dargestellten Ausführungsform
passen die knollenartigen Abschnitte in die Löcher, so dass die knollenartigen
Elemente die durch den Umfang des Lochs ausgebildete Lippe fangen.
Auf diese Art wird verhindert, dass die End- und Mittelabschnitte
der Einrichtung 92 aus den Löchern 100, 102 und 104 gleiten,
die als Haken zur Befestigung der Einrichtung 92 an dem
Körper
des Katheters 90 wirken.
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In
dem Katheter und proximal dem Lumen 108 sind zwei Freigabedrähte 110 und 112 in
Lumen angeordnet, die entlang der Länge des Katheters 90, an
die Löcher 100, 102 und 104 angrenzend,
verlaufen. Die Freigabedrähte
sind auch in 13 gezeigt. Jeder der Freigabedrähte 110 und 112 weist
zumindest ein Schiebeelement 114 auf, das in seinem jeweiligen
Lumen gleiten kann und an einem oder mehreren der Löcher 100, 102 und 104 vorbeigehen kann.
Das Schiebeelement 114 kann an einem Loch vorbei gleiten
und seitlich den knollenartigen Abschnitt der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung
weg von der Lippe des Lochs schieben, wodurch es bewirkt, dass das
knollenartige Element aus dem Loch gelöst wird. Folglich kann bei
der dargestellten Ausführungsform,
bei welcher der Freigabemechanismus getrennt steuerbare Freigabedrähte 110 und 112 umfasst,
der Bediener die Freigabedrähte
ziehen, um die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 92 von
dem Katheter 90 frei zu bekommen, und um zuzulassen, dass
sich die Einrichtung abwickelt und das Gewebe berührt, in
welches die Einrichtung 92 implantiert wird. Bei einer
Praxis wird der Freigabedraht 110 zuerst betätigt um
zuzulassen, dass der Mittelabschnitt der Einrichtung 92 freigegeben
wird. Dies lässt
zu, dass sich die Einrichtung an dem Mittelpunkt abzuwickeln beginnt,
und vermindert die Kraft, mit der sich die Endabschnitte abwickeln
werden. Es wird angenommen, das dies eine sanftere Entfaltung der
Einrichtung 92 schafft und die Wahrscheinlichkeit eines Gewebetraumas
vermindert, das durch die sich abwickelnden Enden der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 92 verursacht
wird. In einem zweiten Schritt kann der Bediener an dem Freigabedraht 112 ziehen,
um zu bewirken, dass das Schiebeelement 114, oder zwei Schiebeelemente 114,
vorbei an den Löchern 100 und 104 gleitet
und die Endabschnitte der Einrichtung 92 freigibt. Durch
ein Freigeben der Endabschnitte kann die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung 92 vollständig entfaltet
werden.
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Obwohl
die in den 12 und 13 dargestellte
Ausführungsform
eine Arzneimittel-Abgabeeinrichtung mit knollenartigen Abschlüssen an
den Endpunkten und Mittelpunkten verwendet, wird man erkennen, dass
andere Ausführungsformen
andere Mechanismen verwenden können,
um die Arzneimittel-Abgabeeinrichtung
auf dem Katheter 90 zu halten. Zum Beispiel können die
Enden und Mittelabschnitte gekerbte äußere Oberflächen nutzen, wobei durch die
Kerben ein Streifen in Eingriff nehmbar ist, der sich an die Löcher angrenzend
befindet. Nach dem Bewegen des Schiebeelements vorbei an dem Loch,
wird der genutete Abschnitt seitlich von dem Streifen geschoben,
wobei der Abschnitt der Einrichtung frei wird. Alternativ kann die
Einrichtung 92 mit Schlaufen versehen sein, die sich in
die Löcher
erstrecken und die einen Freigabedraht, wie beispielsweise die abgebildeten
Freigabedrähte 110 und 112, gleitend
aufnehmen können.
-
Fachleute
werden, lediglich unter der Verwendung von Routineversuchen, viele Äquivalente zu
den hierin beschriebenen Ausführungsformen wissen
oder in der Lage sein, sie festzustellen. Zum Beispiel können unterschiedliche
Materialien zum Formen des spiralförmigen Körpers verwendet werden, einschließlich Verbundmaterialien,
bio-abbaubaren Materialien oder anderen geeigneten Materialien.
Ein Material kann Nitinol sein, wobei sich der aufgewickelte Körper als
Antwort auf die Körpertemperatur
des Gewebes, in welches der Körper
platziert ist, weiten kann. Außerdem
kann der spiralförmige Körper der
Einrichtung eine Vielzahl von spiralförmigen Körpern umfassen, die zusammen
verwebt sind. Man wird auch erkennen, dass die hierin beschriebenen
Systeme Vorteile gegenüber
dem Stand der Technik schaffen, einschließlich dem Vorteil, dass ein erneutes
Einfangen der Arzneimittel-Abgabeeinrichtung zugelassen wird, sowie
dem Schaffen einer Einrichtung, die zur Verwendung gemeinsam mit
einem Stent geeignet ist, der eine geschwächte oder blockierte Herzarterie
stützt.
Außerdem
können
die hierin beschriebenen Arzneimittel-Abgabeeinrichtungen zur Abgabe
von Arzneimitteln an Muskelgewebe oder anderen Arten von Gewebe
verwendet werden. Folglich wird man erkennen, dass die hierin beschriebenen
Einrichtungen in Verbindung mit Abgabesystemen verwendet werden
können,
die Gewebe wie beispielsweise Muskelgewebe und Haut durchdringen können. Ähnlich können die
hierin beschriebenen Einrichtungen zur Abgabe von Arzneimitteln
an die Aorta, die Darmbeine, die Harnröhre, oder irgendein inneres
Körperlumen,
verwendet werden.
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Folglich
wird man erkennen, dass die Erfindung nicht auf die hierin offenbarten
Ausführungsformen
zu beschränken
ist, sondern aus den nachfolgenden Ansprüchen zu verstehen ist.