-
Hintergrund
der Erfindung
-
Die
Erfindung bezieht sich auf die Verabreichung einer Zusammensetzung
an die Leber.
-
Die
Leber ist eines der größten viszeralen Organe
im Körper;
im durchschnittlichen ausgewachsenen Mann wiegt die Leber ungefähr 1,5 Kilogramm.
Die Grundfunktionen dieses multifunktionalen Organs können in
drei Gruppen unterteilt werden: vaskuläre Funktionen für die Speicherung
und Filtration von Blut; eine sekretorische Funktion für die Sekretion
von Gallensaft in den gastrointestinalen Trakt; und Stoffwechselfunktionen,
die am Großteil
der Stoffwechselsysteme des Körpers
beteiligt sind.
-
Die
Leber enthält
ihre Blutversorgung aus zwei Hauptquellen, der Pfortader und der
Leberarterie. Die schematische Repräsentation der Leber, die in 1 dargestellt
ist, zeigt die Hauptgefäße der Leber.
Beachte, dass die Leberarterie und die Pfortader die Leber mit Blut
versorgen, während
die Lebervene, die in die Vena cava abfließt, das Blut aus der Leber
entfernt.
-
Ungefähr 1.100
mL von Pforten-Blut tritt jede Minute über die Pfortader in die Leber
ein. Die Pfortader wird gewöhnlich
durch das Zusammenlaufen der Milz- und der oberen Mesenterialvene
gebildet. Zusätzlich
zum Blutfluss durch die Pfortader, fließen jede Minute ungefähr 350 mL
Blut durch die Leberarterie in die Leber. Der Blutfluss durch die
Pfortader wird durch die verschiedenen Faktoren kontrolliert, die
den Fluss durch den gastrointestinalen Trakt und die Milz bestimmen.
-
Die
Lebervene fließt
in die untere Vena cava (Hohlvene) ab, welche die hintere Oberfläche der
Leber kontaktiert und teilweise von ihr umschlossen ist. Zu jedem
Zeitpunkt ist das normale Blutvolumen der Leber, einschließlich des
Bluts in der Lebervene und den Lebersinussen, ungefähr 500 mL.
Da die Leber ein ausdehnbares und kompressibles Organ ist, kann die
Leber zusätzlich
große
Mengen von Blut speichern oder freisetzen. Wenn, zum Beispiel, hoher Druck
im rechten Atrium einen Gegendruck in der Leber erzeugt, so dehnt
sich die Leber aus und soviel wie 1 L zusätzlichen Bluts können in
den Lebervenen und Sinussen gespeichert werden. Ähnlich kann die Leber, in Zeiten
eines verringerten Blutvolumens, komprimieren und damit zusätzliches
Blut in das Kreislaufsystem entlassen.
-
Es
gibt viele Krankheiten, die mit der Leber assoziiert sind, die eine
oder mehrere Funktionen des Organs betreffen. Diese Krankheiten
schließen ein,
Hepatitis, Krebs, Zirrhose, Gallenatresie, Cholestasis, und Fettleber.
Ein Prozess, der die Verabreichung einer Zusammensetzung (z.B. eines
Wirkstoffes) an die Leber ermöglicht,
wäre nützlich zur
Behandlung, oder wenigstens zur Erleichterung der Symptome, einer
Leberkrankheit.
-
-
Zusammenfassung
der Erfindung
-
Im
Allgemeinen bietet die Erfindung eine Vorrichtung zur Ermöglichung
der Verabreichung einer Zusammensetzung an die Leber mittels eines nicht-chirurgischen
perkutanen Ansatzes, der die Pfortader verwendet, dar. Auch die
Verwendung einer solchen Vorrichtung zur Ermöglichung solch einer Verabreichung
an die Leber wird offenbart.
-
Ein
Verfahren zur Verabreichung einer Zusammensetzung an die Leber über die
Pfortader wird beschrieben, dass die Schritte einschließt: (a)
Einführen
eines ersten Katheters in die Pfortader über eine nicht-chirurgische
perkutane Route, wobei der erste Katheter ein ausbringbares Element
(z.B. einen Ballon) einschließt,
zur Verschließung
der Pfortader; (b) Einführen
eines zweiten Katheters in das die Leber entleerende Blutgefäß, wobei
der zweite Katheter ein ausbringbares Element (z.B. einen Ballon)
einschließt,
zur Verschließung
des die Leber entleerenden Blutgefäßes; und (c) Verabreichen der
Zusammensetzung an die Leber über
einen Verabreichungskatheter, der entweder der erste Katheter oder
der zweite Katheter ist.
-
Die über den
Verabreichungskatheter an die Leber verabreichte Zusammensetzung
kann von einem Sammelkatheter gesammelt werden, der entweder der
erste Katheter oder der zweite Katheter ist, wobei der Verabreichungskatheter
und der Sammelkatheter unterschiedlich sind. Der Verabreichungskatheter
kann so mit dem Sammelkatheter verbunden sein, dass die vom Sammelkatheter
gesammelte Zusammensetzung über
den Verabreichungskatheter zurück
an die Leber geführt
wird.
-
Wenigstens
einer des ersten Katheters und des zweiten Katheters kann an eine
Einführung über eine
konventionelle Einführungsscheide
angepasst, an eine Einführung über einen
Führungsdraht
angepasst, mit einer Anzeige zur Überwachung des Drucks ausgestattet,
mit einem Durchflussmesser zur Überwachung
der Flussrate ausgestattet, oder wenigstens teilweise undurchlässig für Röntgenstrahlung
sein.
-
Es
wird ebenfalls ein Verfahren beschrieben zur Verabreichung einer
Zusammensetzung an die Leber über
die Pfortader, welches die Schritte beinhaltet: (a) Einführen eines
ersten Katheters in die Pfortader über eine nicht-chirurgische
perkutane Route, wobei der erste Katheter ein ausbringbares Element
(z.B. einen Ballon) einschließt,
zur Verschließung
der Pfortader; (b) Einführen
eines zweiten Katheters in das die Leber entleerende Blutgefäß, wobei
der zweite Katheter ein ausbringbares Element (z.B. einen Ballon)
einschließt,
zur Verschließung
des die Leber entleerenden Blutgefäßes; und (c) Einführen eines
dritten Katheters in ein Blutgefäß, das die
Leber versorgt, anders als die Pfortader, der ein ausbringbares
Element (z.B. einen Ballon) einschließt, zur Verschließung des
Blutgefäß, das die Leber
versorgt, anders als die Pfortader; und (d) Verabreichen der Zusammensetzung
an die Leber über einen
Verabreichungskatheter, der entweder der erste Katheter, der zweite
Katheter, der dritte Katheter, der erste und der zweite Katheter,
der erste und der dritte Katheter, oder der zweite und der dritte
Katheter ist, wobei die durch den Verabreichungskatheter an die
Leber verabreichte Zusammensetzung von einem Sammelkatheter gesammelt
wird, der entweder der erste Katheter, der zweite Katheter, der
dritte Katheter, der erste und der zweite Katheter, der erste und
der dritte Katheter, oder der zweite und der dritte Katheter ist,
und wobei der Verabreichungskatheter und der Sammelkatheter unterschiedlich
sind.
-
Wenigstens
ein Teil des Verabreichungskatheters kann so mit wenigstens einem
Teil des Sammelkatheters verbunden sein, dass die vom Sammelkatheter
gesammelte Zusammensetzung über
den Verabreichungskatheter zurück
an die Leber geführt wird.
Das die Leber versorgende Blutgefäß, anders als die Pfortader,
kann die Leberarterie sein.
-
Wenigstens
einer des ersten Katheters, des zweiten Katheters und des dritten
Katheters kann an eine Einführung über eine
konventionelle Einführungsscheide
angepasst, an eine Einführung über einen
Führungsdraht
angepasst, mit einer Anzeige zur Überwachung des Drucks ausgestattet,
mit einem Durchflussmesser zur Uberwachung der Flussrate ausgestattet,
oder wenigstens teilweise undurchlässig für Röntgenstrahlung sein.
-
Der
erste Katheter kann Mittel einschließen (z.B. eine Öffnung,
die mit einem Lumen in Verbindung steht) zur Sammlung von in die
Pfortader fließenden
Blutes. Die Mittel zur Sammlung von in die Pfortader fließenden Blutes
des ersten Katheters können
mit einem vierten Katheter verbunden sein, welcher in ein Blutgefäß eingeführt werden
kann, das die Leber nicht versorgt und das Mittel einschließen kann
(z.B. eine Öffnung,
die mit einem Lumen in Verbindung steht), um Blut in das Blutgefäß zu führen, welches
die Leber nicht versorgt. Der erste Katheter kann eine Öffnung enthalten,
die proximal zu dem ausbringbaren Element zum Verschließen der
Pfortader des ersten Katheters angeordnet ist.
-
Das
die Leber entleerende Blutgefäß kann die
Lebervene sein und der zweite Katheder kann weiterhin eine Öffnung einschließen, die
distal zu dem ausbringbaren Element des zweiten Katheters zum Verschließen der
Lebervene liegt. Das die Leber entleerende Blutgefäß kann die
Vena Cava sein und der zweite Katheter kann weiterhin ein zweites,
unterschiedliches ausbringbares Element einschließen, zum
Verschließen
der Vena cava und eine Öffnung, die
zwischen den beiden ausbringbaren Elementen des zweiten Katheters
zum Verschließen
der Vena cava lokalisiert ist, und der zweite Katheter kann weiterhin
Mittel einschließen,
die den kontinuierlichen Blutfluss durch die Vena cava erlauben,
so wie ein Mittel, dass ein erste Öffnung einschließt, die
distal zu den beiden ausbringbaren Elementen des zweiten Katheters
zum Verschließen
der Vena cava angeordnet ist, eine zweite Öffnung, die proximal zu den
beiden ausbringbaren Elementen des zweiten Katheters zum Verschließen der
Vena cava angeordnet ist, und ein Lumen, das eine Verbindung zwischen
erster und zweiter Öffnung
erlaubt.
-
Die
nicht-chirurgische, perkutane Route kann mittels Ultraschallführung, mittels
radiographischer Führung,
mittels Magnetresonanzführung sichtbar
gemacht werden, oder ein transkutaner transhepatischer Ansatz sein.
-
Es
wird ebenfalls ein Verfahren zur Verabreichung eines Wirkstoffes
an die Leber beschrieben, dass die Pfortader verwendet, das die
Schritte einschließt:
(a) Einführen
eines Katheters in die Pfortader über eine nicht chirurgische
perkutane Route, wobei der Katheter ein ausbringbares Element (z.B. einen
Ballon) einschließt,
zur Verschließung
der Pfortader; (b) Verabreichen des Wirkstoffes an die Leber über den
Katheter.
-
Die
nicht-chirurgische, perkutane Route kann mittels Ultraschallführung, mittels
radiographischer Führung,
mittels Magnetresonanzführung sichtbar
gemacht werden, oder ein intravenöser intrahepatischer Ansatz
sein oder ein transkutaner transhepatischer Ansatz.
-
Der
Katheter kann an eine Einführung über eine
konventionelle Einführungsscheide
angepasst, an eine Einführung über einen
Führungsdraht
angepasst, mit einer Anzeige zur Uberwachung des Drucks ausgestattet,
mit einem Durchflussmesser zur Uberwachung der Flussrate ausgestattet,
oder wenigstens teilweise undurchlässig für Röntgenstrahlung sein.
-
Mit „Wirkstoff" ist eine Verbindung
oder Zusammensetzung gemeint, die als therapeutisches, diagnostisches,
oder präventives
Agens auf eine Leberzelle wirkt. Ein Wirkstoff kann eine Stoffwechsel- oder
eine Phänotypänderung
in einer Leberzelle erzeugen, das Wachstum einer Leberzelle verändern, die
Wechselwirkung einer Leberzelle mit anderen Zellen beeinflussen,
die genetische Ausstattung oder genetische Aktivität einer
Leberzelle beeinflussen, oder im Tod einer Leberzelle resultieren.
Für die
Zwecke der Erfindung schließt
ein Wirkstoff jegliche Verbindung oder Zusammensetzung aus, die
in einer Dosierung verabreicht wird oder in einer Konzentration
verabreicht wird, die ausreichend ist, entweder den Blutfluss durch
die Lebergefäße zu verhindern (z.B.
Ethanol oder andere Embolie verursachenden Agenzien), oder den Blutfluss
durch die Lebergefäße zu ermöglichen
(z.B. Heparin).
-
Mit „Leberzelle" ist eine Zelle gemeint,
die in der Leber lokalisiert ist. Leberzellen schließen ein, ohne
Limitierung, kanzeröse
Leberzell-Hepatozyten, Kupffer-Zellen, Ito-Zellen, Endothelialzellen,
die die hepatischen Sinusoide auskleiden, vaskulare endotheliale
Zellen, die die Leberblutgefäße auskleiden und
jegliche Zellen jeglichen Ursprungs, die zufällig in der Leber anwesend
sind (z.B. metastatische Krebszellen ektopischen Ursprungs).
-
Mit „proximal" ist gemeint, dass
ein Merkmal eines Katheters näher
an der Person ist, die den Katheter verabreicht, als ein Referenzobjekt.
Zum Beispiel ist ein Merkmal (z.B. eine Öffnung), das proximal zu einem
Referenzobjekt (z.B. einem verschließenden Element) lokalisiert
ist, näher
an der Person, die den Katheter verabreicht, als das Referenzobjekt. Daher
ist das Merkmal zwischen der Person, die den Katheter verabreicht,
und dem Referenzobjekt lokalisiert.
-
Mit „distal" ist gemeint, dass
ein Merkmal eines Katheters weiter entfernt von der Person ist,
die den Katheter verabreicht, als ein Referenzobjekt. Zum Beispiel
ist ein Merkmal (z.B. eine Öffnung),
das distal zu einem Referenzobjekt (z.B. einem verschließenden Element)
lokalisiert ist, weiter von der Person, die den Katheter verabreicht,
entfernt, als das Referenzobjekt. Daher ist das Referenzobjekt zwischen
der Person, die den Katheter verabreicht, und dem Merkmal lokalisiert.
-
Hierin
sind Verfahren für
die Verabreichung einer Zusammensetzung an die Leber über die
Pfortader unter Verwendung eines nicht-chirurgischen, perkutanen
Ansatzes beschrieben. Ebenfalls wird ein Verfahren für die leberspezifische
Verabreichung einer Zusammensetzung beschrieben. Durch die Lokalisierung
der Verabreichung einer Zusammensetzung an die Leber, kann eine
höhere
Konzentration der Zusammensetzung (z.B. eines Wirkstoffes) verabreicht werden,
als diese systemisch verabreicht würde, wegen, zum Beispiel, der
Toxizität
der Zusammensetzung auf andere Bereiche des Körpers (z.B. das Knochenmarkskompartiment).
-
Andere
Merkmale und Vorteile der Erfindung, die in den Ansprüchen definiert
ist, werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung davon ersichtlich
werden.
-
Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
-
1 ist
ein schematisches Diagramm der Hauptblutgefäße der Leber. Die Leber selbst
ist durch eine gepunktete Linie umrissen. Die Richtung des Blutflusses
ist durch Pfeile angegeben und fließt in dieser Abbildung, im
Allgemeinen, von unten nach oben. Blut fließt über die Leberarterie und die
Pfortader in die Leber und verlässt
die Leber über
die Lebervene, die in die Vena cava fließt. 2 ist eine schematische
Repräsentation
eines horizontalen Querschnitts eines Pfortader Venenkatheters,
der für die
Erfindung nützlich
ist. Beachte, dass das ausbringbare Element (1), das als
eine schraffierte Fläche
angegeben ist, in der ausgebrachten Position vorliegt und fest gegen
die Wand der Pfortader festgesetzt ist, die als gepunktete Linie
angegeben ist. Beachte zusätzlich,
dass die Richtung des Blutflusses in der Pfortader in dieser Abbildung
von links nach rechts ist.
-
3 ist
eine schematische Repräsentation
eines horizontalen Querschnitts eines zweiten Pfortader Katheters,
der für
die Erfindung nützlich
ist. Beachte, dass das ausbringbare verschließende Element (4),
das als eine schraffierte Fläche
angegeben ist, in der ausgebrachten Position vorliegt und fest gegen
die Wand der Pfortader festgesetzt ist, die als gepunktete Linie
angegeben ist. Beachte zusätzlich, dass
die Richtung des Blutflusses in der Pfortader in dieser Abbildung
von links nach rechts ist.
-
4 ist
eine schematische Repräsentation
eines horizontalen Querschnitts eines Vena cava Katheters. Die zweifachen
verschließenden
Elemente (9 und 10), die als eine schraffierte
Fläche
angegeben sind, sind in der ausgebrachten Position dargestellt und
setzen den Katheter fest gegen die Wand der Vena cava fest, die
als gepunktete Linie angegeben ist. Beachte, dass die Richtung des
Blutflusses (mit Pfeilen angegeben) in der Lebervene von rechts nach
links (da sie sich in die Vena cava entleert) und in der Vena cava
von unten nach oben ist.
-
5 ist
eine schematische Repräsentation
eines horizontalen Querschnitts eines zweiten Typs von Vena cava
Katheter. Die zwei verschließenden
Elemente (13 und 14), die als eine schraffierte Fläche angegeben
sind, sind in der ausgebrachten Position dargestellt und setzen
den Katheter fest gegen die Wand der Vena cava fest, die als gepunktete Linie
angegeben ist. Beachte, dass die Richtung des Blutflusses (mit Pfeilen
angegeben) in der Lebervene von rechts nach links (da sie sich in
die Vena cava entleert) und in der Vena cava von unten nach oben ist.
Das zweite Lumen (17) steht mit zwei Öffnungen (18 und 19)
in Verbindung, um einen kontinuierlichen Blutfluss von Blut, welches
aus nicht-Lebergewebe herausläuft,
durch die Vena cava zu ermöglichen.
-
6 ist
eine schematische Repräsentation
eines horizontalen Querschnitts eines Lebervenen Katheters. Das
verschließende
Element (20), das als eine schraffierte Fläche angegeben
ist, ist in der ausgebrachten Position dargestellt und setzt den Katheter
fest gegen die Wand der Lebervene fest, die als gepunktete Linie
angegeben ist. Beachte, dass die Richtung des Blutflusses (mit Pfeilen
angegeben) in dieser Abbildung von unten nach oben ist.
-
Detaillierte
Beschreibung
-
Unter
Verwendung eines nicht-chirurgischen perkutanen Ansatzes, der die
Hauptblutgefäße der Leber
verwendet, kann mit der vorliegenden Erfindung die Verabreichung
einer Zusammensetzung an die Zellen der Leber über die Pfortader, entweder
alleine, oder in Kombination mit der Lebervene, der Leberarterie
oder beiden, erfolgen.
-
Vorrichtung
zur Verabreichung einer Zusammensetzung an die Leber
-
Eine
Vorrichtung zur Verabreichung einer Zusammensetzung an Leberzellen
wurde entwickelt, die eine Reihe von Kathetern einsetzt, von denen
einer die Pfortader der Leber anzielt. Um eine Zusammensetzung an
die Zellen der Leber zu verabreichen, kann jeder der Katheter der
Vorrichtung in ein Hauptblutgefäß der Leber
eingeführt
werden, entweder über
einen transkutanen, transhepatischen Ansatz, oder über einen
intravenösen,
intrahepatischen Ansatz.
-
A) Der Pfortader Katheter
-
Ein
schematisches Diagramm eines Katheters, der in die Pfortader eingeführt werden
kann wird in 2 zur Verfügung gestellt. Der Pfortader
Katheter hat eine ausbringbares verschließendes Element (1),
wie einen Ballon, die am Katheter angebracht ist. Wenn angewendet
(die in 2 dargestellte Konfiguration),
verschließt
das ausbringbare verschließende
Element (1) die Pfortader, womit der Blutfluss in der Pfortader
zum Stillstand gebracht wird. Das angewendete verschließende Element kann
zusätzlich
dazu dienen, jeglichen unerwünschten
Rückfluss
der Zusammensetzung, die der Leber hinzu gegeben wird, in einen
Teil der Pfortader zu verhindern, der distal zu dem verschließenden Element
liegt (d.h. zur Linken des in 2 gezeigten verschließenden Elements
(1)).
-
Der
Pfortader Katheter ist weiterhin mit einem Lumen (2) zur
Verabreichung einer Flüssigkeit über die Öffnung (3),
proximal zu dem verschließenden
Element (1), ausgestattet, durch welche(s) eine Zusammensetzung,
entweder in Lösung
oder Suspension, verabreicht werden kann.
-
Eine
zweite Art von Pfortader Katheter, welche für die Erfindung nützlich ist,
wird schematisch in 3 gezeigt und ist mit einem
verschließenden Element
(4); einem ersten Lumen (5) zur Verabreichung
einer Flüssigkeit über eine Öffnung (6)
proximal zu dem verschließenden
Element (4), durch welche eine Zusammensetzung, entweder
in Lösung oder
Suspension, verabreicht werden kann; und einem zweiten Lumen (7)
ausgestattet, das in Verbindung mit einer Öffnung (8) steht,
die am distalen Ende des Katheters hinter dem verschließenden Element
(4) lokalisiert ist, um das Sammeln von Blut der Pfortader
für die
Reinfusion zurück
in den zentralen venösen
Kreislauf zu erlauben, wenn der kolaterale Fluss als ungeeignet
angesehen wird.
-
B) Der zweite Katheter
-
Für die leberspezifische
Verabreichung wird ein zweiter Katheter eingesetzt, der die Isolierung von
Rückfluss
von einem die Leber entleerenden Blutgefäß erlaubt, wie die gemeinsame
Lebervene. Der zweite Katheter kann in die Vena cava eingeführt werden
(4 und 5), oder kann in die Lebervene
(6) eingeführt
werden. Vorzugsweise ist der zweite Katheter mit dem Pfortader Katheter
verbunden, sodass Flüssigkeit,
die aus der Leber austritt und durch den zweiten Katheter gesammelt
wird, erneut in die Leber über
den Pfortader Katheter eingeführt
werden kann.
-
Der
zweite in 4 dargestellte Katheter ist in
der Vena cava an dem Punkt positioniert, an dem sich die Lebervene
mit der Vena cava vereinigt. Wie in 4 gezeigt,
ist der Vena cava Katheter mit zwei ausbringbaren verschließbaren Elementen
(9 und 10) und einem Lumen (11) ausgestattet,
welches in Verbindung mit einer Öffnung
(12) steht, die zwischen den beiden ausbringbaren verschließende Elemente
(9 und 10) zum Rückhalten einer Flüssigkeit
(d.h. einer Zusammensetzung), die die Leber über die Lebervene verlässt, lokalisiert
ist.
-
Eine
zweite Ausführungsform
des Hohlvenen Katheters ist schematisch in 5 dargestellt und
ist mit zwei ausbringbaren verschließenden Elementen (13 und 14)
ausgestattet; ein erstes Lumen (15), das in Verbindung
ist mit einer Öffnung
(16) steht, der zwischen den zwei ausbringbaren verschließenden Elemente
(13 und 14) lokalisiert ist, über den eine Zusammensetzung
aus der Leber entzogen werden kann; ein zweites Lumen (17),
das in Verbindung ist mit einer ersten Öffnung (18), die an dem
distalen Ende des Katheters jenseits beider ausbringbaren verschließenden Elemente
(13 und 14) und einer zweiten Öffnung (19), die proximal
zu beiden ausbringbaren verschließenden Elementen (13 und 14)
lokalisiert ist, um einen kontinuierlichen Fluss in die Hohlvene
zu ermöglichen,
um Blut aus anderen Geweben als der Leber zu entziehen.
-
Der
zweite in 6 dargestellte Katheter wird
in der Lebervene platziert, besitzt ein einzelnes verschließendes Element
(20), und ein Lumen (21), das in Verbindung ist
mit einer Öffnung
(22), die distal ist gegenüber dem einzelnen verschließenden Element
(20) zur Aufnahme einer Flüssigkeit (d.h. einer Zusammensetzung),
die die Leber über
die Lebervene verlässt.
-
D) Der optionale dritte
Katheter
-
Die
erfindungsgemäße Vorrichtung
kann optional einen dritten Katheter einschließen, der mit einem ausbringbaren,
verschließenden
Element ausgestattet ist, das in einem Blutgefäß platziert wird, das nicht
die Pfortader ist, die die Leber mit Blut versorgt. Zum Beispiel
kann ein dritter Katheter in der Leberarterie platziert werden.
Der dritte Katheter kann verwendet werden, um lediglich den Blutfluss
in die Leber über
die Leberarterie zu blockieren, indem das verschließende Element
ausgebracht wird. Diese Blockierung kann erwünscht sein, um die Verdünnung der
Zusammensetzung durch Blut zu verhindern, das in die Leber über die
Leberarterie fließt,
die an die Leber über
den ersten und/oder zweiten Katheter verabreicht wird.
-
Alternativ
kann der dritte Katheter ein Lumen besitzen, der in Verbindung ist
mit einer Öffnung
zur Verabreichung einer Flüssigkeit,
die distal zu dem verschließenden
Element lokalisiert ist. Nachdem die Arterie verschlossen ist, wenn
das verschließende Element
ausgebracht wird, kann Verabreichung einer Zusammensetzung durch
die Leberarterie über
das Lumen und die Öffnung
zur Verabreichung einer Flüssigkeit
des dritten Katheters voranschreiten. Somit kann die Leberarterie
und/oder Pfortader verwendet werden, um eine Zusammensetzung an
die Leber zu verabreichen unter Aufsammlung des Ausflusses über einen
Lebervenen Katheter oder einen Hohlvenen Katheter. Wie beim Pfortader
Katheter kann der zweite Katheter (d.h. der Lebervenen Katheter
oder der Hohlvenen Katheter) mit dem Leberarterien Katheter in solch
einer Weise verbunden sein, dass der Ausfluss aus der Leber, der
durch den zweiten Katheter gesammelt wird, in die Leber über den
Leberarterien Katheter wieder eingeführt werden kann. Alternativ
kann der zweite Katheter, sollten alle drei Katheter eingesetzt
werden, mit sowohl dem Pfortader- als auch dem Leberarterien Katheter
verbunden werden, so dass der Ausfluss aus der Leber, der durch den zweiten
Katheter gesammelt wird, durch sowohl den Leberarterien Katheter
als auch den Pfortader Katheter wieder eingeführt wird.
-
D) Kathetermodifikationen
-
Die
Katheter, die die erfindungsgemäße Vorrichtung
bilden, können
modifiziert werden, so dass jeder Katheter vorzugsweise über Führungsdrähte und über konventionelle
Einführungsscheiden
eingeführt
werden kann. Zusätzlich
ist vorzugsweise jeder Katheter auch partiell undurchlässig für Röntgenstrahlung,
um die fluoroskopische Führung
der Katheterplatzierung zu ermöglichen.
Die oben beschriebenen Katheter sind konstruiert, um Flüssigkeiten
bei ausreichenden Flussraten zu transportieren, eine effiziente
Zusammensetzungsverabreichung zu ermöglichen, einschließend Flussraten,
ohne Limitierung, von 100-5000 mL/Min., vorzugsweise Flussraten
von 250-3000 mL/Min., und am bevorzugtesten Flussraten von 500-2000
mL/Min. Die Katheter können
in Kreisläufen
angeschlossen werden und kombiniert werden mit einer Pumpvorrichtung,
um einen ununterbrochenen Fluss der Zusammensetzung zu ermöglichen,
wenn sie in die Leber eintritt, durch sie hindurch tritt, sie verlässt und
wieder in die Leber eingeführt
wird. Die Katheter können
ferner mit Anzeigen zum Verfolgen des Drucks ausgestattet sein,
wodurch eine angemessene Regulation des Druckes in der Leber ermöglicht wird. Ähnlich können die
Katheter ferner mit Flussmessgeräten
zum Verfolgen der Flussraten ausgestattet sein, wodurch eine angemessene
Regulation der Flussrate einer Zusammensetzung, die an die Leber
verabreicht wird, ermöglicht wird.
-
Ein Verfahren
zum Verabreichen einer Zusammensetzung an die Leber
-
Bei
Anwendung eines Pfortader Katheters wird eine Zusammensetzung an
die Zellen der Leber über
die Pfortader verabreicht. Bei Anwendung der oben beschriebenen
Multikathetervorrichtung, wird eine Zusammensetzung an die Leber
in Isolierung verabreicht, wodurch die Verabreichung der Zusammensetzung
an jede Nichtleberzelle verhindert wird. Bei diesem Verfahren kann
zum Beispiel ein Wirkstoff, bei dem feststeht, das er Zirrhose behandelt,
in sehr hohen Konzentrationen in die betroffene Region verabreicht
werden, ohne die Effekte des Wirkstoffs auf das umgebende nicht
bettoffene Nichtlebergewebe (z.B. die Milz) zu berücksichtigen.
Das Verfahren ermöglicht
die Kontrolle des Drucks und der Flussrate der verabreichten Zusammensetzung,
was gewünscht
sein kann sowohl für
die Verabreichung an und die verstärkte Aufnahme durch die Zellen
innerhalb der Leber.
-
Zusätzlich kann
es, angesichts der Kapazität der
Leber Flüssigkeit
zu speichern, gewünscht
sein, eine große
Menge einer Zusammensetzung in eine isolierte Leber zu verabreichen,
womit der Zusammensetzung ermöglicht
wird, die Leber zu dehnen (aber nicht bis zu dem Punkt der Schädigung),
und es dann einfach der Zusammensetzung ermöglicht wird, in der Leber für eine gewünschte Zeitdauer
zu verbleiben. Bei diesem Ansatz kann es gewünscht sein, den in 3 dargestellten
Pfortader Katheter zu verwenden, den gesammelten Blutfluss aus der Pfortader
zu ermöglichen,
in eine Vene geleitet zu werden, die die Leber nicht direkt entleert,
zum Beispiel, die Hohlvene oder die Jugularvene (über einen Katheter
mit einer Öffnung
zur Verabreichung, der in Verbindung ist mit dem Lumen (7)
und der Öffnung (8)
von 3), wodurch die Leber umgangen wird, aber der
Blutfluss in andere Regionen des Körpers nicht beeinträchtigt wird. Ähnlich kann
es wünschenswert
sein, den in 5 dargestellten Hohlvenen Katheter
in diesem Ansatz zu verwenden, wodurch ein normaler Fluss durch
die Hohlvene ermöglicht
wird, während
die Leber umgangen wird.
-
Ein nichtchirurgischer
perkutaner Ansatz
-
Die
Erfindung ermöglicht
vollständig
perkutane minimal invasive nichtchirurgische Isolierung der Leber,
um die Verabreichung einer Zusammensetzung zu ermöglichen,
und erlaubt zusätzlich
die Kontrolle des Druckes für
die intrahepatische Verabreichung der Zusammensetzung, indem einfach
die Flussrate, bei der eine Zusammensetzung der Leber hinzugefügt wird,
regulieren wird. Ausfluss aus dem zweiten Katheter (d.h. dem Lebervenen
Katheter oder dem Hohlvenen Katheter) kann dem Pfortader- und/oder
dem Leberarterien Katheter wieder zugeführt werden, um die Rezirkulierung
für eine
längere Exposition
der Leber gegenüber
der verabreichten Zusammensetzung, wie auch für den Erhalt der Zusammensetzung
(z.B. eines therapeutischen Wirkstoffs) und des Verabreichungsmediums
(z.B. Blut oder eine physiologische Lösung) zu ermöglichen.
-
Ein
perkutaner Ansatz ist weniger invasiv als ein chirurgischer Pfortaderzugang,
und ermöglicht daher
einem kranken Patienten die Prozedur eher zu tolerieren, eine wesentlich
schnellere Erholungsphase mit weniger assoziierter Morbidität und Mortalität, und geringeren
Komplikationen. Echte perkutane Isolierung ist wesentlich effektiver
beim Reduzieren der Menge, die in den systemischen Kreislauf hinein leckt,
als nicht spezifische Verabreichung oder Filtration, da die Letztere
nicht nur nicht bei allen Zusammensetzungen angewendet werden kann,
sondern auch in Bezug auf die Filtrationseffizienz limitiert ist. Durch
die verbesserte Isolierung der Verabreichung der Zusammensetzung
an die Leber von systemischer Exposition, die durch die Erfindung
bereitgestellt wird, können
höhere
Dosierungen der Zusammensetzung sicher an die Leber verabreicht
werden, und Verabreichung unter Druck (siehe z.B. Mann et al., PCT
Veröffentlichungsnummer
WO 98/20109) kann genutzt werden, um die Verabreichung und Aufnahme
der Zusammensetzung hinsichtlich eines verbesserten therapeutischen
Effekts mit geringeren nachteiligen Nebenwirkungen und reduzierter
Morbidität
zu verstärken.
-
Perkutane
Ansätze
sind dem ärztlichen Fachmann
wohl bekannt, und allgemein beschrieben in Ravikumar et al., J.
Clin. Ocology 12: 2723-2736, 1994; Shimamura et al., Srugery 121.
135-141, 1997; Nagino et al., Radiology 200: 559-563, 1996; Lencioni
et al., Amer. J. Roentgenol. 164 : 1125-1130, 1995; Redvanly et al., Radiology
283-285, 1993; und Funaki et al., Amer. J. Roentgenol. 165 161-165,
1995. Um einen nichtchirurgischen, perkutanen Ansatz zur Verabreichung
eines Katheters in ein Blutgefäß der Leber
(z.B. die Pfortader) durchzuführen,
kann ein transkutaner transhepatischer Ansatz, oder ein intravenöser intrahepatischer
Ansatz benützt
werden. Diese Ansätze
werden unten diskutiert.
-
A) Transkutaner transhepatischer
Ansatz
-
Der
transkutane transhepatische Ansatz involviert die direkte Punktierung
der Haut und der abdominalen Wand, die über der Leber liegt, und die nachfolgende
Punktierung der Leber selbst bis ein Zweig des intrahepatischen
Pfortadersystems zugänglich
gemacht wurde. Diese Punktierung und Katheterplatzierung wird vorzugsweise
mittels der Führung
durch ein Visusalierungsmittel erreicht, was einschließt, ohne
Limitierung, Ultraschall (z.B. zweidimensionale oder Dopplerfluss
Visualisierung), radiographische Visualisierung (z.B. Fluroskopie
oder Computertomographie), oder magnetische Resonanz Visualisierung.
Konventionelle perkutane Zugangstechniken, wie Führungsdrahtmanipulationen und
Einführungsscheiden
Insertionen können
dann zur Platzierung des Katheters in das Pfortadersystem verwendet
werden, um ihn in die richtige Position für die Verabreichungen einer
Zusammensetzung zu bewegen.
-
B) Intravenöser intrahepatische
Ansatz
-
Der
intravenöse
intrahepatische Ansatz involviert sich Zugang zu einer peripheren
Venenstruktur, wie der Jugular- oder femoralen Vene, unter Einführen eines
Katheters in das intrahepatische Venensystem, zu verschaffen, vorzugsweise
unter Verwendung von Führungsdraht
Techniken und unter der Führung
von Ultraschallvisualisierung (z.B. zweidimensionale oder Dopplerfluss
Visualisierung), radiographische Visualisierung (z.B. Fluroskopie
oder Computertomographie), oder magnetische Resonanz Visualisierung.
Eine Punktion über
die intrahepatische Venenstruktur durch das Leberparenchym und in
eine intrahepatische Pfortaderstruktur hinein wird dann erreicht.
Katheterauswechslungen unter Verwendung konventioneller Techniken
können
dann durchgeführt
werden für
die Platzierung des Katheters in die Pfortader mit diesen intrahepatischen
Zugangsverschaffungstechniken.
-
Rückläufiger Fluss
-
In
einer anderen Variation ermöglicht
die hier beschriebene Erfindung eine Manipulation der Flussrichtung,
die bei der Verabreichung einer Zusammensetzung in die Leber verwendet
wird. In vivo verläuft der
Blutfluss über
die Leber von dem Eintritt in die Leber über die Pfortader und Leberarterie
zu dem Austritt aus der Leber über
die Lebervene (welche sich in die Hohlvene entleert). Durch Verwendung
der beschriebenen Verfahren wird Verabreichung einer Zusammensetzung
and die Leber in einer rückläufigen Weise
ermöglicht.
Die Technik kann dazu dienen, die die verabreichte Zusammensetzung
an schwer zu erreichende Regionen der Leber zu verabreichen. Zu Beispiel
kann eine Zusammensetzung über
den zweiten Katheter verabreicht werden (z.B. den Lebervenen Katheter
oder den Hohlvenen Katheter), kann es ihr ermöglicht werden durch die Leber
in eine Richtung zu fließen,
die der, die vom normalen Blut genommen wird, entgegengesetzt ist,
und aufgesammelt werden, wenn sie die Leber entweder über die Leberarterie,
die Pfortader, oder beide verlässt.
Die austretende Zusammensetzung kann dann wieder in die Leber eingeführt werden über den
zweiten Katheter.
-
Alle
oben beschriebenen Katheter der Vorrichtung können als Zutrittspunkte für eine zu
verabreichende Zusammensetzung verwendet werden. Die Technik kann
dazu dienen, die Leber mit der Zusammensetzung schnell zu fluten.
Nach Verabreichung kann der Zusammensetzung ermöglicht werden, in der Leber
für eine
gewünschte
Zeitdauer zu bleiben, wie oben beschrieben, oder sie kann sofort aus
der Leber entfernt werden. Entfernung einer Zusammensetzung, die
an die Leber über
diesen Ansatz verabreicht wurde, wird erreicht, indem einfach die
Flussrichtung jedes Katheters der Vorrichtung umgedreht wird. Wenn
gewünscht,
kann die Zusammensetzung, die die Leber verlässt, gesammelt werden, und
möglicherweise
wieder in die Leber eingeführt
werden über
jeden der Katheter der Vorrichtung, wie oben beschrieben ist.
-
Zusammensetzungen
-
Die
Zusammensetzung, die an die Leber mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
verabreicht wird, kann jede Lösung
oder Suspension einer Verbindung in einer Flüssigkeit sein. Verfahren zur
Erstellung von Formulierungen, die in der Technik wohl bekannt sind,
lassen sich finden zum Beispiel in Remington's Pharmaceutical Sciences (18te Ausgabe), Hrg.
A. Gennaro, 1990, Mack Publishing Company, Easton, PA. Beispielhafte
Flüssigkeiten
schließen ein,
ohne Limitierung, steriles Wasser, physiologische Kochsalzlösung oder
Blut. Wenn die Leber für eine
lang andauernde Zeitdauer isoliert wird, wird vorzugsweise eine
Sauerstoff enthaltende Lösung, wie
Blut, eingesetzt. Bei Ansätzen,
bei denen die Leber isoliert ist, und eine Zusammensetzung an die
Leber verabreicht wird, und ihr ermöglicht wird durch die Leber
zu treten, und ihr dann ermöglicht
wird aus der Leber auszutreten, ist die Zusammensetzung vorzugsweise
in einer Sauerstoff enthaltenden Lösung, die mit Sauerstoff versetzt
werden kann, während
sie sich ex vivo im Transit zwischen den zahlreichen Kathetern der
Vorrichtung befindet. Zusammensetzungen der Erfindung schließen ein,
ohne Limitierung, embolisierende Reagenzien, wie Ethanol und Fibrinkleber
Formulierungen; Kontrastagenzien, wie Barium; Wirkstoffe, wie Chemotherapeutika
und Antibiotika; und Zellsuspensionen.
-
Beispiel I: Ein Verfahren
zum Behandeln von Amöbiasis
-
Amöbiasis der
Leber, die verbreiteste extra-intestinale Infektionskomplikation
mit Entamoeba histolytica, führt
zu amöbischen
Abszessen. Diese Krankheit kann mit einem Antibiotikum behandelt werden,
wie Metronidazol, unter Verwendung der beschriebenen Verfahren.
Zum Beispiel wird unter Verwendung von fluoroskopischer Führung und
Standardführungsdraht-Techniken
(mit einem Führungsdraht,
der kommerziell erhältlich
ist von, z.B. Microvena, White Bear Lake, MN), einem 5-6 Französischen Katheter
(kommerziell erhältlich
von, z.B. Meditech, Watertown, MA) mit einem Lumen und einem ausbringbaren
Ballon unter Verwendung eines transkutanen transhepatischen Ansatzes
in der Pfortader platziert. Ein zweiter Katheter, der auch ein Lumen und
einen ausbringbaren Ballon besitzt und eine Größe hat, die für die Lebervene
geeignet ist (z.B. ein 5-Französischer),
wird in die Lebervene platziert. Zusätzlich wird ein dritter Ballonkatheter
von geeigneter Größe (z.B.
ein 5-Französischer),
der auch ein Lumen besitzt, in die Leberarterie platziert.
-
Die
Ballons auf allen drei Kathetern werden ausgebracht; wodurch die
Katheter in der Pfortader, Lebervene und Leberarterie fest eingesetzt
werden. Sterile Kochsalzlösung
wird durch die Pfortader- und Leberarterien
Katheter verabreicht, und das Blut in der Leber, das durch die verabreichte
Kochsalzlösung
verdrängt
wird, wird durch den Lebervenen Katheter gesammelt und dem Patienten über einen
vierten Katheter, der in einer Femoralvene platziert ist, wieder
zugeführt.
Nach Entfernung des Blutes aus der Leber wird die Verbindung des
Lebervenen Katheters zu dem vierten Katheter unterbrochen (der aus
der Femoralvene entfernt wird), und wir mit dem Pfortader- und Leberarterien
Kathetern verbunden, so dass die Zusammensetzung (z.B. Kochsalzlösung), die
durch den Lebervenen Katheter aufgesammelt wird, wieder der Leber über Pfortader-
und Leberarterien Katheter zugeführt
wird.
-
Eine
Menge von Metronidazol Hydrochlorid (Flagyl I.V.; kommerziell erhältlich von
Schiapparelli Searle), die nützlich
für die
Behandlung von Leberamöbiasis
ist (z.B. 5-15 mg/kg Anfangsdosis, mit einer 2.5-7.7 mg/kg Folgedosis),
wird dann verabreicht über
die Pfortader- und Leberarterien Katheter, gesammelt durch den Lebervenen
Katheter, und der Leber über
die Pfortader- und Leberarterien Katheter wieder zugeführt. Das
Metronidazol Hydrochlorid wird für
eine Stunde durch die Leber perfundiert. Der Lebervenen Katheter
wird dann von den Pfortader- und Leberarterien Kathetern getrennt,
die Pfortader- und Leberarterien Katheter werden mit Kochsalzlösung gespült, und
das herausfließende
Metronidazol Hydrochlorid und die Kochsalzlösung werden durch den Lebervenen
Katheter aufgesammelt und entsorgt. Die Ballons aller drei Katheter
werden entleert, und die Katheter entfernt. Falls notwendig wird
die Metronidazol Hydrochlorid Verabreichung wiederholt bist die
amöbischen
Abszesse der Leber reduziert sind.
-
Es
versteht sich natürlich,
dass die Größe der Katheter
und die Dosierung des verwendeten Antibiotikums in Abhängigkeit
vom Patienten variieren werden (z.B. werden kleinere Katheter bei
einem Kind verwendet).
-
Beispiel II: Ein Verfahren
zum Behandeln von multipler hepatischer Metastasis des Kolorektalkarzinoms
-
Patienten
mit multipler hepatischer Metastasis des Kolorektalkarzinoms können auch
mit den hier zur Verfügung
gestellten Verfahren behandelt werden. In diesem Beispiel wir ein
5-6 Französischer Ballonkatheter,
wie der in 3 dargestellte Katheter, in
die Pfortader eines Patienten eingeführt unter der Verwendung eines
intravenösen
intrahepatischen Ansatzes. Ein zweiter Ballon 6-20 Französischer
Katheter, wie der in 5 dargestellte Katheter, wird
in die Femoralvene eingeführt,
und in die Hohlvene bis zu dem Punkt vorangebracht, wo die Lebervene
sich mit der Hohlvene vereinigt. Ein dritter Ballonkatheter ohne
Lumen wird in die Leberarterie platziert. Der Pfortader Katheter
wird mit einem vierten Ballonkatheter verbunden, der in die Jugularvene eingeführt wird,
so dass Blut, das in die Pfortader fließt, durch den Pfortader Katheter
aufgesammelt wird und über
den vierten Katheter in die Jugularvene gebracht wird.
-
Die
Ballons aller vier Katheter werden ausgebracht, wodurch die Katheter
in der Pfortader, Hohlvene, Leberarterie und der Jugularvene fest
eingesetzt werden. Der zweite Katheter wir als nächstes mit dem Pfortader Katheter
verbunden, so dass eine Zusammensetzung, die an die Leber über den
zweiten Katheter verabreicht wird, durch den Pfortader Katheter
aufgesammelt wird und zu der Leber über den zweiten Katheter zurückgeführt wird.
Ein Menge von 5-Fluoro-urazil (d.h. 5-FU), die nützlich ist für die Behandlung
von multipler hepatischer Metastasis des Kolorektalkarzinoms (z.B.
1,000-5,000 mg/m2) wird mit einer Menge von Blut vermischt, die
ausreicht, um die Leber vollständig
zu sättigen
(z.B., 2 L). Am bevorzugtesten ist das Blut von dem Patienten, weniger
bevorzugt ist das Blut von einem passenden Spender.
-
Die
Blut/5-FU Zusammensetzung wird der Leber über den zweiten Katheter zugeführt, und durch
den zweiten Katheter und den Pfortader Katheter für zahlreiche
Stunden rezirkulieren gelassen. Während das Blut/5-FU ex vivo
zwischen dem zweiten und dem Pfortader Katheter zirkuliert, werden
die Blutzellen vorzugsweise mit Sauerstoff versorgt, wie während Standard
Herz-Lungen Bypass Chirurgie. Nach Behandlung wird der zweite Katheter
von dem Pfortader Katheter getrennt. Der zweite Katheter wird dann
mit steriler Kochsalzlösung
geflutet, und das ausfließende
Blut/5-FU wird durch den Pfortader Katheter gesammelt und kann entweder
aufgehoben oder entsorgt werden. Die Ballons aller vier Katheter werden
entleert, und die Katheter entfernt. Die 5-FU Behandlung wird so
oft wie notwendig wiederholt.
-
Während die
Erfindung in Zusammenhang mit ihren spezifischen Ausführungen
beschrieben wurde, wird es verstanden werden, dass sie in der Lage
zu weiteren Modifikationen ist, und dass diese Anmeldung viele Variationen,
Verwendungen oder Abwandlungen umfassen soll, die in den Schutzumfang
der beigefügten
Patentansprüche
fallen.