DE9007751U1 - Katheter mit einem distalen Segment niedriger Reibung - Google Patents
Katheter mit einem distalen Segment niedriger ReibungInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft einen verbesserten Katheter und eine verbesserte Katheter-Anordnung für den Zugang zu
einem Gewebezielort entlang einer gekrümmten oder stark gebogenen
Bahn durch kleine Gefäße. Insbesondere betrifft die Erfindung einen Katheter, der aus einem Schlauch und einem
Führungsdraht besteht, bei dem die innere Oberfläche mindestens eines Teiles des Schlauches dazu bestimmt ist, die
Relativbewegung des Führungsdrahtes gegenüber den gebogenen oder gekrümmten Teilen des Schlauches zu erleichtern und
dadurch ein Verklemmen, Steckenbleiben oder Blockieren des Führungsdrahtes an der inneren Schlauchoberfläche zu vermeiden.
Katheter werden in steigendem Maße als Vorrichtung zur Beförderung
diagnostischer oder therapeutischer Mittel an interne
Dresdner Bank AG Hamburg 04 030 448 &dgr;&dgr; {8L2 200* 800 &THgr;0) · iiostbank Hamburg 1476 07-200 (BLZ 200100 20)
Zielorte, die über das Kreislaufsystem zugänglich sind, verwendet.
Zum Beispiel sind Katheter in der Angiographie dazu bestimmt, ein radioopaques Mittel an einen Zielort innerhalb
eines Blutgefäßes zu befördern, um röntgenologische Aufnahmen des Gefäßes und der Blutflußkenndaten in der Nähe des Freigabeortes
zu ermöglichen. Zur Behandlung von örtlich begrenzten Erkrankungen, wie zum Beispiel festen Tumoren, können
Katheter ein therapeutisches Mittel in einer relativ hohen Konzentration bei minimalen Gesamtnebenwirkungen an den
Zielort befördern.
Oftmals ist ein Zielort, zu welchen man durch einen Katheter einen Zugang wünscht, innerhalb eines weichen Gewebes, wie dem
Gehirn oder der Leber, verborgen und kann nur über eine gekrümmte Bahnführung (d.h. eine Bahnführung, die wiederholt
scharfe Kurven enthält) durch kleine Gefäße oder Kanäle in dem Gewebe - gewöhnlich kleiner als 3 mm Lumendurchmesser - erreicht
werden. Die Schwierigkeit beim Zugang zu derartigen Bereichen ist, daß der Katheter sehr flexibel sein muß, um der
gekrümmten Bahn innerhalb des Gewebes zu folgen, und gleichzeitig steif genug, um es zu gestatten, das distale Ende des
Katheters von einem äußeren Zugangsort aus zu manipulieren, welcher einen Meter oder mehr vom Gewebeort entfernt sein
kann.
Bisher wurden zwei grundsätzliche Verfahren für den Zugang zu derartigen Bereichen mit gekrümmten Bahnen erdacht. Das erste
Verfahren arbeitet mit einem hochflexiblen Katheter, der an
seinem distalen Ende einen auffüllbaren, jedoch vorher durchstochenen
Ballon besitzt. Bei der Anwendung wird der Ballon teilweise aufgefüllt und durch den Blutfluß zum Zielort getragen.
Der Ballon wird während der Plazierung beständig nachgefüllt, um die Flüssigkeit zu ergänzen, die aus dem Ballon
austritt. Eine Hauptbeschränkung dieses Verfahrens ist, daß der Katheter in der Bahn der höchsten Blutflußrate geführt
wird und dadurch viele Zielorte mit niedriger Blutflußrate nicht erreicht werden können.
Bei dem zweiten Verfahren werden von einem Körperzugangsort
aus ein verdrehbarer Führungsdraht und ein Katheter als Einheit in den Gewebebereich mit dem Zielort geführt. Der Führungsdraht
ist an seinem distalen Ende gebogen und kann durch Verdrehen und Vorschieben des Drahtes entlang einer gekrümmten,
kleinen Gefäßbahn zum Zielort geführt werden. Gewöhnlich werden der Führungsdraht und der Katheter entlang der gekrümmten
Bahn bewegt, indem abwechselnd erst der Draht entlang eines Bereiches der Bahn vorangebracht und dann der Katheter
axial über den vorgeschobenen Drahtteil vorgeschoben wird. Ein wichtiger Vorteil dieses Verfahrens ist die Fähigkeit, den
Standort des Katheters entlang der gekrümmten Bahn zu kontrollieren.
Häufig ist es wünschenswert, zum Beispiel bei der Behandlung von Gefäßanomalien in tiefen Gehirnregionen, einen Katheter
kleinen Durchmessers entlang einer gekrümmten Bahn kleinen Durchmessers zum Gehirngefäßort führen zu können. Die Operation
kann zum Beispiel bei der Behandlung von artheriovenösen Fehlbildungen angeraten sein, um ein embolisches Mittel in die
kleinen Kapillaren einzuleiten, die die arteriellen und venösen Gefäße in einem tiefen Gehirnort verbinden. An einem
bestimmten Punkt entlang der Bahn, wenn erstmals scharfe Biegungen auftreten, wird der Katheter vorangebracht, indem
abwechselnd erst das flexiblen Spitzenteil des Führungsdrahtes entlang der Bahn geführt und dann der Katheter über den Teil
des vorgeschobenen Drahtabschnitts gefädelt wird.
Ein Problem, welches entstehen kann, wenn der Führungsdraht und der Katheter vorgeschoben werden, besteht darin, daß der
Führungsdraht gegenüber der schlauchförmigen Innenfläche des Katheters verklemmt wird. Gewöhnlich entsteht dieses Problem,
wenn eine scharfe Biegung, wie etwa eine Haarnadelschlinge, vorhanden ist und/oder wenn zwei oder mehr scharfe Biegungen
nacheinander auftreten. Wenn der Katheter und der Draht im Bereich einer Drahtbiegung gegeneinander blockiert sind (d.h.,
wenn das Ende des Führungsdrahtes gegenüber der inneren
Oberfläche des Katheterschlauches verklemmt ist, so daß eine Relativbewegung des Führung« draht es und der schlauchförmigen
Innenfläche verhindert wird), kann es ummöglich werden, den Draht vorzuschieben oder herauszuziehen. In diesem Fall müssen
Draht und Katheter als Einheit entlang der Bahn zurückgezogen werden bis beide ausreichend gestreckt sind, um den Draht
innerhalb des Katheters axial bewegen zu können, und oftmals muß der Arzt den Versuch aufgeben, den Ort zu erreichen.
Das Problem des Vorschiebens des Katheters über einen Führungsdraht
im Bereich einer oder mehrerer scharfer Drahtbiegungen wurde mit der Katheter-Konstruktion angesprochen, die
in dem U.S. Patent Nr. 4,739,768 veröffentlicht wurde. Diese
Konstruktion besteht aus einem relativ langen, relativ starren proximalen Segment und einem kürzeren, flexibleren distalen
Segment, das eine Länge von mindestens etwa 5 cm besitzt. Das proximale Segment liefert eine hinreichende Verdrehbarkeit und
axiale Steifigkeit für die Führung des Katheters und des inneren Führungsdrahtes von dem Körperzugangsort zum interessierenden
Zielgewebe. Wenn die gekrümmte Gewebebahn einmal erreicht ist, ermöglicht es das flexiblere Endsegment, den
Endbereich des Katheters axial über die scharfe und/oder wiederholten Drahtbiegungen vorzuschieben.
Zusammenfassung der Erfindung
Es wird eine Katheter-Anordnung offenbart, die zwei Grundkomponenten
aufweist, (1) einen langgestreckten Führungsdraht mit einem proximalen und einem distalen Ende und (2) einen Katheter
in Form eines langgestreckten schlauchförmigen Elementes.
Der Katheter beziehungsweise das schlauchförmige Element weist zwei Abschnitte auf. Der erste Abschnitt liegt in Richtung zum
proximalen Ende des schlauchförmigen Elementes, wo er in der Katheter-Anordnung mit einem proximalen Endanschluß verbunden
ist. Der erste Abschnitt besitzt im Verhältnis zum zweiten Abschnitt, welcher sich in Richtung zum distalen Ende des
schlauchförmigen Teiles erstreckt, eine wesentlich geringere Flexibilität. Der zweite Abschnitt ist hinreichend flexibel,
um im Gegensatz zum ersten Abschnitt starke Krümmungen zu
erlauben. Ein kritisches Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß der hochflexible zweite Abschnitt des schlauchförmigen
Elementes einen inneren Schlauchwandteil enthält, welcher wesentlich modifiziert wurde. Der innere Wandteil
kann auf vielfältige Weise modifiziert werden, um die Aufgabe zu erfüllen, die Möglichkeit, eines Verklemmens, Steckenbleibens
oder Blockierens des distalen Endes oder eines anderen Teiles des Führungsdrahtes gegenüber dem inneren schlauchförmigen
Wandteil zu reduzieren.
In Übereinstimmung mit einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der innere schlauchförmige Wandteil in einer Weise aufgebaut
(d.h. physikalisch strukturiert), daß das distale Ende des Führungsdrahtes davon abgelenkt wird, signifikante Kräfte
in Normalrichtung auf die Oberfläche der inneren Schlauchwand auszuüben. Diese Konstruktion könnte in der Form bestehen, daß
eine geflochtene Hülse oder eine wendelähnliche Struktur vorgesehen wird, welche die Schlauchinnenwand umgibt. Andere
Konstruktionen könnten regelmäßige und unregelmäßige, wie zum Beispiel wellenförmige Umrisse aufweisen, die in einem Serpentinenmuster
an der Oberfläche der inneren Schlauchwand aufgebracht werden. Die Wendeln oder Konfigurationen der geflochtenen
Hülse werden so konstruiert, daß dann, wenn der Führungsdraht diese Konstruktionen berührt, der Führungsdraht so
ausgelenkt wird, daß der Führungsdraht keine wesentlichen Kräfte in Normalrichtung auf die Oberfläche der Schlauchinnenwand
ausübt, und deshalb nicht an der Oberfläche der schlauchförmigen Innenwand verklemmt oder blockiert wird (insbesondere
dann, wenn der zweite Abschnitt unter einem Winkel von 90° oder mehr gebogen wird).
Bei einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Schlauchinnenwand aus Materialien, welche den Reibungswiderstand
zwischen der schlauchförmigen Innenwand und dem distalen Endteil des Führungsdrahtes minimieren. Beispiele
derartiger Materialien sind Graphit und teflonähnliche
Materialien (d.h. Tetrafluorethylen- und Fluorcarbon-Polymere,
fluorinierte Ethylen-Propylen-Harze und andere ähnliche nichthängenbleibende,
reibungsmindernde Beschxchtungsmassen), welche einen niedrigen Reibungskoeffizienten aufweisen.
Bei einer dritten Verkörperung der Erfindung wird ein weiteres schlauchförmiges Element eingesetzt, welches innerhalb des
langgestreckten Schlauchelementes angeordnet ist und sich innen vom ersten Abschnitt bis mindestens teilweise in den
zweiten Schlauchabschnitt erstreckt und Struktur- (d.h. zur Ablenkung der Normalkräfte) oder Material- (d.h. reibungsmindernde)
Merkmale der oben beschriebenen Typen aufweist, welche das Verklemmen, Steckenbleiben oder Blockieren des distalen
Endes des Führungsdrahtes gejgenüber dem inneren Schlauchwandteil
des zweiten Abschnittes verhindern. Das langgestreckte innere schlauchförmige Element kann beweglich sein, so daß es
ein verklemmtes Ende oder Teil des Führungsdrahtes physisch befreien kann.
Die zentrale Aufgabe der Erfindung ist es, einen Katheter zur
Verfügung zu stellen, der aus einem Führungsdraht und einem langgestreckten schlauchförmigen Element besteht, wobei ein
flexiblerer Abschnitt des schlauchförmigen Elementes eine Innenwandoberfläche besitzt, welche so konstruiert ist
und/oder aus solchen Materialien besteht, daß das distale Ende des Führungsdrahtes vor einem Verklemmen oder Blockieren
gegenüber der Oberfläche bewahrt wird.
Ein Merkmal der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Katheter ein schlauchförmiges Element mit einem hochflexiblen
Abschnitt besitzt, welcher ein inneres Wandelement enthält, das physikalisch, konstruktive Merkmale und/oder reibungsmindernde
Materialien aufweist, die in der Lage sind, den Führungsdraht vom Aufbringen signifikanter Kräfte in Normalrichtung
auf die Innenoberfläche der Schlauchwand abzulenken und die dadurch ein Verklemmen des Drahtes gegenüber der inneren
Wand vermeiden.
Ein Vorteil der vorliegenden Erfindung ist es, daß der Katheter dazu verwendet werden kamn, um unter wesentlich verringerten
Problemen bezüglich des Verklemmens des distalen Endes des Führungsdrahtes gegenüber der inneren Schlauchoberfläche des
schlauchelementes stark gekrümmte Bereiche zu erreichen.
Diese und andere Aufgaben, Vorteile und Merkmale der vorliegenden
Erfindung werden dem Fachmann deutlich werden, wenn er die Einzelheiten der Konstruktion, Zusammensetzung und Anwendung
studiert, wie sie weiter unten ausführlicher dargelegt werden, wobei auf die beiliegenden Zeichnungen als Bestandteil
derselben Bezug genommen wii'd.
Diese Erfindung wird besser verstanden und ihre zahlreichen Aufgaben, Vorteile und Merkmale werden dem Fachmann deutlich
werden, indem auf die beiliegenden Zeichnungen, wie folgt Bezug genommen wird:
Figur 1 zeigt eine Katheter-Anordnung mit einem Katheter, der entsprechend der vorliegenden Erfindung aufgebaut ist;
Figur 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht des Katheters entlang des Bereiches 2-2 in Figur 1, für ein Ausführungsbeispiel,
bei welchem die Schlauchinnenfläche eine geflochtene Hülse darstellt;
Figur 2A ist dieselbe Ansicht wie Figur 2, die an Stelle der geflochtenen Hülse eine Drahtwendel zeigt;
Figur 3 ist eine aufgeschnittene Ansicht eines Teiles des distalen Endsegmentes eines Katheters ähnlich dem in Figur 2
gezeigten, bei dem jedoch die geflochtene Hülse in Richtung zum distalen Ende des Katheters eine verringerte Dichte und
eine vergrößerte radiale Steigung aufweist; Figuren 4A und 4B sind vergrößerte Schnittansichten eines
Katheters, der entsprechend einem zweiten allgemeinen Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, und die ein distales Endsegment
des Katheters mit einer Kohlenstoff-Partikel-Beschichtung (4B) zeigen, welche durch Trocknung eines Kohlenstoffbreis auf der
Wand des distalen Segmentes (4A) erzeugt wurde;
Figur 5 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Katheters, der entsprechend einem dritten allgemeinen Ausführungsbeispiel
aufgebaut ist, bei dem das distale Endsegment eine dünnwandige,
relativ steife innere Auskleidung oder Schicht und einen dickwandigeren, relativ stärker flexiblen Außenschlauch enthält;
Figur 6 ist die Ansicht einer Katheter-Ausführung wie die in Figur 5, bei der sich jedoch die Stärke des Innenschlauches im
distalen Endsegment zum distalen Endes des Katheters hin verjüngt;
Figur 7 ist die vergrößerte Schnittansicht einer Katheter-Anordnung,
die entsprechend einem vierten allgemeinen Ausführungsbeispiel aufgebaut ist, bei dem das distale Endsegment
eine chemisch gehärtete Innenbeschichtung besitzt; Figur 8 veranschaulicht eine vergrößerte Teilschnitt.ansicht
eines bevorzugten Führungsdrahttyps für die Verwendung in einem erfindungsgemäßen Katheter;
Figur 9 zeigt eine Testkonfiguration zur Messung des Widerstandes
des Katheters, wenn er über einen spiralförmig gewundenen Draht vorgeschoben wird;
Figur 10 zeigt Aufzeichnungen der Kraft, die erforderlich ist,
um einen Standard-Polymerschlauch-Katheter (gestrichelte Linie) und einen entsprechend der Erfindung konstruierten
Katheter {Strich-Punkt-Linie) über einen Draht mit glatter Oberfläche vorzuschieben, als Funktion der Lage des Katheters
auf den spiralförmigen Drahtwindungen der Figur 9; Figur 11 veranschaulicht eine typische kleine Gefäßbahn, in
welcher eine serpentinenähnliche Konfiguration ähnlich der in
Fig. 9 dargestellten enthalten ist; und Figur 12 ist eine vergrößerte Querschnittsansicht des Katheters
entsprechen der Erfindung, der über einen Serpentinenteil des Führungsdrahtes vorgeschoben wurde.
Bevor der vorliegende Katheter, die Katheter-Anordnung und der Prozeß ihrer Anwendung beschrieben werden, sollte ergänzt
werden, daß diese Erfindung nicht auf die besonderen
Katheter-Anordnungen, Komponenten, Konstruktionen und Materialien
beschränkt ist, die speziell zitiert werden, da diese natürlich verändert werden können. Es versteht sich, daß die
hier verwendete Terminologie nur zum Zwecke der Beschreibung einzelner Ausführungsbeispiele dient und nicht einschränkend
wirken soll, da der Umfang der vorliegenden Erfindung nur durch die anhängenden Patentansprüche abgegrenzt wird.
Es soll angemerkt werden, daß dann, wenn in der Beschreibung und in den Patentansprüchen die Singularformen von "ein, eine"
und "der, die, das" verwendet werden, die Mehrzahl eingeschlossen ist, es sei denn, der Kontext bestimmt ausdrücklich
etwas anderes. Zum Beispiel der Hinweis auf "eine gewickelte Konstruktion" schließt also die Mehrzahl derartiger Konstruktionen
ein, der Hinweis auf "ein reibungsminderndes Material"
schließt die Mehrzahl derartiger Materialien ein und ein Hinweis auf "die Biegung" schließt den Hinweis auf eine
Vielzahl von Biegungen ein, die durch den Katheter und/oder Führungsdraht gemacht werden und so weiter.
Figur 1 zeigt eine entsprechend der vorliegenden Erfindung konstruierte Katheter-Anordnung 10. Die Anordnung enthält
einen Katheter 12 in Form eines langgestreckten schlauchförmigen Elementes, welches weiter unten beschrieben wird, und
einen Führungsdraht, hier mit 14 bezeichnet. Die Katheter-Anordnung ist für den Zugang zu einem Zielort bestimmt, welcher
nur entlang einer kleinen tunnelartigen, gekrümmten Bahn
innerhalb eines Zielgewebes erreicht werden kann, wie unten unter Bezugnahme auf die Figuren 11 und 12 beschrieben wird.
Unter weiterer Bezugnahme auf Figur 1 enthält der Katheter 12 eine langgestreckte äußere schlauchförmige Oberfläche 16, die
ein proximales Ende 18, das mit einem Anschlußstück verbunden ist, und ein distales Ende besitzt. Die Länge des schlauchförmigen
Elementes 12 kann zwischen etwa 50 bis 300 cm liegen, und sie beträgt gewöhnlich und vorzugsweise etwa 100 - 200 cm.
Die hohle zylindrische Fläche im Innern des Schlauches 12
beziehungsweise das Innenluirien 22 (Figur 2) zwischen den
beiden Enden besitzt einen bevorzugten Durchmesser von weniger als 40 Mil {1,016 mm), und vorzugsweise zwischen 12 - 30 Mil
(0,304 - 0,762 mm). Ein Mil ist der tausendste Teil eines Zolls, d.h. 0,001 Zoll. Bei einem Ausführungsbeispiel ist der
Durchmesser des Innenlumens etwa 2-7 Mil (0,0508 - 0,1778 mm) größer als der Durchmesser des Führungsdrahtes 14, der
innerhalb des Katheters 12 geführt wird. Das Lumen 22 kann einen im wesentlichen gleichbleibenden Querschnitt über seine
Länge besitzen, oder er kann sich über die Katheterlänge ändern, zum Beispiel kann sich das distale Ende in Richtung
weg vom proximalen Ende auf einen kleineren Durchmesser verjüngen.
Wie unten in größerer Einzelheit beschrieben wird, enthält der Katheter beziehungsweise das schlauchförmige Element 12 ein
relativ steifes proximales Segment oder eine Segment-Vorrichtung
24 (einen ersten Abschnitt), der proximal am Ende 18 aufhört, und ein relativ stärker flexibles distales Segment
beziehungsweise eine Segment-Vorrichtung 26 (einen zweiten Abschnitt), der distal am Ende 2 0 aufhört. Das erste oder
proximale Segment 24 besitzt folglich eine größere strukturelle Einheitlichkeit, einen größeren Widerstand gegenüber Biegungen
und ist steifer als das zweite oder distale Segment 26, welches eine geringere strukturelle Einheitlichkeit, eine
größere Flexibilität und einen geringeren Widerstand gegenüber Biegungen als der erste Abschnitt besitzt. Obwohl jedes
Segment aus einer Vielfalt von Materialien bestehen kann, ist es wichtig, daß die Materialien so modifiziert und/oder
strukturiert werden, daß der erforderliche Unterschied in Bezug auf die Flexibilität der beiden Abschnitte erreicht
wird. Die größere Steifigkeit und die geringere Flexibilität des ersten Abschnittes 24 relativ zum weicheren oder flexibleren
Material des zweiten Segmentes 26 kann quantitativ durch die Biegekräfte gemessen werden, die erforderlich sind, jedes
Segment um den gleichen Winkel zu biegen. Das distale Segment ist mindestens etwa 5 cm lang, gewöhnlich zwischen etwa 5 cm,
wobei das proximale Segment den Rest der Länge des schlauchförmigen
Katheterelementes bildet. Gewöhnlich nimmt das proximale
Segment zwischen 70 % - 90 % der Gesamtlänge des schlauchförmigen Elementes und das relativ flexible distale
Segment die verbleibenden 10 % - 30 % der Länge ein.
Überall in dieser Veröffentlichung wird der erste oder proximale
Abschnitt des Katheters als steifer beziehungsweise weniger flexibel als der zweite oder distale Abschnitt des
Katheters angesehen, welcher als der flexiblere und biegsamere gegenüber dem ersten oder proximalen Abschnitt betrachtet
wird. Der Grad der Steifigkeit, Flexibilität und/oder Biegsamkeit kann quantitativ mit Hilfe von Tests bestimmt werden, die
dem Fachmann, wie zum Beispiel als American Society for the Standard of testing of Materials (nachfolgend als ASTM bezeichnet)
, bekannt sind. In Verbindung mit der vorliegenden Erfindung wurden die in dem Katheter eingesetzten Materialien
unter Verwendung des ASTM D747 getestet. Es sollte darauf hingewiesen werden, daß der ASTM D747 im allgemeinen in Verbindung
mit dem Testen rechteckiger Materialteile verwendet wird. Da die vorliegende Erfindung in Form eines schlauchförmigen
Katheters vorliegt, wurde der D747-Test für den Einsatz zum Testen eines schlauchförmigen Materialteiles modifiziert.
Zum Zwecke dieser Veröffentlichung wird der mit D474 bezeichnete
ASTM-Test durch Bezugnahme darauf hier einbezogen, um Verfahren zum Testen von Materialien hinsichtlich ihrer
Flexibilität zu offenbaren.
Der oben unter Bezugnahme auf die ASTM D747 modifizierte Test
wurde in Verbindung mit Abschnitten des schlauchförmigen Materials durchgeführt, das für den ersten oder proximalen
Abschnitt der Katheter-Anordnung eingesetzt werden soll. Der proximale oder erste Abschnitt, der mit Hilfe des modifizierten
D747-Testablaufs getestet wurde, sollte ein Ergebnis von
2
15,000 psi (1050 kg/cm ) oder mehr liefern. Ergebnisse in der
15,000 psi (1050 kg/cm ) oder mehr liefern. Ergebnisse in der
2
Höhe von 60,000 psi (4220 kg/cm )oder mehr sind möglich. Es ist jedoch wahrscheinlicher, daß die Ergebnisse einen Meßwert
Höhe von 60,000 psi (4220 kg/cm )oder mehr sind möglich. Es ist jedoch wahrscheinlicher, daß die Ergebnisse einen Meßwert
2
von etwa 40,000 psi (2810 kg/cm ) oder mehr hervorbringen, und vorzugsweise sollten sie im Bereich von etwa 25- bis 35,000
von etwa 40,000 psi (2810 kg/cm ) oder mehr hervorbringen, und vorzugsweise sollten sie im Bereich von etwa 25- bis 35,000
2
psi (1760 bis 2460 kg/cm ) liegen, wobei ein besonderes
psi (1760 bis 2460 kg/cm ) liegen, wobei ein besonderes
2 Ausführungsbeispiel ein Ergebnis von 29,000 psi (2030 kg/cm )
liefert.
Schlauchförmxge Segmente des Materials, das in Verbindung mit dem zweiten oder distalen Abschnitt des Katheters eingesetzt
werden soll, wurden ebenfalls mit Hilfe des modifizierten ASTM D747 Testverfahrens getestet. Diese flexibleren oder biegsame-
2 ren Segmente ergaben einen Meßwert von 10,000 psi (703 kg/cm )
oder weniger und lagen allgemein im Bereich von etwa 7,000 -
2
3,000 psi (492 - 211 kg/cm ). Obwohl einige besonders flexible Schläuche Meßwerte unter 3,000 (211 kg/cm ), d.h. bei etwa
3,000 psi (492 - 211 kg/cm ). Obwohl einige besonders flexible Schläuche Meßwerte unter 3,000 (211 kg/cm ), d.h. bei etwa
2
1,000 psi (70 kg/cm ), aufweisen können, besitzt ein besonders bevorzugtes Material einen Meßwert von etwa 5,500 psi (387 kg/cm ).
1,000 psi (70 kg/cm ), aufweisen können, besitzt ein besonders bevorzugtes Material einen Meßwert von etwa 5,500 psi (387 kg/cm ).
Auf Basis der obigen Informationen kann man erkennen, daß der flexibelste D747-Meßwert für das steifere Material (etwa
15,000 psi, (1050 kg/cm )) immer noch wesentlich größer ist, als der des am wenigsten flexiblen, in Verbindung mit dem
flexibleren distalen Ende einzusetzenden Materials (10,000 psi
2
(700 kg/cm ) oder weniger). Im allgemeinen ist der Meßwert des modifizierten D747-Testes für den steiferen oder proximalen Abschnitt mindestens 50 % größer als der Meßwert für das flexiblere oder distale Segment, und ist vorzugsweise mehr als 100 % größer. Als Spielraum ausgedrückt kann man sagen, daß der D474-Meßwert des steiferen oder proximalen Segmentes in einem Bereich vom 2 bis 30fachen des D747-Meßwertes des flexibleren Abschnittes liegt und vorzugsweise etwa 3 bis 8 mal größer ist als der D747-Meßwert des flexibleren Abschnittes .
(700 kg/cm ) oder weniger). Im allgemeinen ist der Meßwert des modifizierten D747-Testes für den steiferen oder proximalen Abschnitt mindestens 50 % größer als der Meßwert für das flexiblere oder distale Segment, und ist vorzugsweise mehr als 100 % größer. Als Spielraum ausgedrückt kann man sagen, daß der D474-Meßwert des steiferen oder proximalen Segmentes in einem Bereich vom 2 bis 30fachen des D747-Meßwertes des flexibleren Abschnittes liegt und vorzugsweise etwa 3 bis 8 mal größer ist als der D747-Meßwert des flexibleren Abschnittes .
Die innere Oberflächenwand des distalen Segmentes 26 des
Katheters ist so konstruiert oder besteht aus einem solchen Material, wie z.B. einer Beschichtung mit niedriger Reibung,
daß sich der Führungsdraht axial innerhalb des Katheters durch Bereiche scharfer Biegungen oder Wendungen bewegen kann. In
den Abschnitten A-D werden unten vier Haupt-Ausführungsbeispiele für die innere Oberfläche des distalen Segmentes beschrieben.
Die Katheter-Anordnung enthält ferner ein proximales End-Anschlußstück
28, durch welches der Führungsdraht aufgenommen wird und flüssiges Material in das Katheterlumen eingeleitet
werden kann. Ein geeigneter Standard-Anschluß besitzt eine O-Ringdichtung 30 für den Führungsdraht, welche sich zusammendrücken
läßt, um den Führungsdraht wirksam abzudichten, wobei es während der Operation der Katheter-Plazierung noch möglich
sein muß, den Draht innerhalb des Katheters zu drehen (zu verdrehen) und axial vorzuschieben oder zurückzuziehen. Mit
Hilfe einer Spritze kann zum Beispiel flüssiges Material durch den Einlaß 32 in das Katheterlumen eingeleitet werden.
A. Katheter mit einer flexiblen Hülse am distalen Segment Figur 2 zeigt eine vergrößerte Querschnittsansicht eines
Teiles des Katheters 10 im Bereich des Übergangs zwischen den zwei Segmenten, die bei 2-2 in Figur 1 angezeigt sind. Wie zu
erkennen ist, besteht das proximale Segment 24 aus einem inneren 34 und einem äußeren 36 koaxialen Schlauch, welche
aufeinander festsitzen und/oder direkt eine Einheit miteinander bilden. Die Steifigkeit in dem proximalen Segment 24 wird
überwiegend durch den zusätzlichen koaxialen Schlauch 34 erzeugt. Der innere, steifere Schlauch 34 ist vorzugsweise ein
Schlauch aus Polypropylen oder hochdichtem Polyethylen mit einer Wandstärke zwischen etwa 2-4 Mil (0,0508 - 0,1016 mm).
Der äußere, flexiblere Schlauch ist vorzugsweise ein Schlauch aus einem Polyethylen niedriger Dichte oder aus Silikon,
ebenfalls mit einer bevorzugten Wandstärke zwischen etwa 2-4 Mil (0,0508 - 0,1016 mm). Die hier verwendete Definition für
hochdichtes und niedrigdichtes Polyethylen bezieht sich auf die gebräuchliche Handelsbedeutung, welche für den Dichtegrad
der im allgemeinen bei der Extrusion eingesetzten Polyethylene
verwendet wird. In Bezug auf die vorliegende Erfindung ist es nicht wichtig, daß die Materialien aus Polyethylen mit niedriger
und/oder hoher Dichte oder aus Silikonmaterial bestehen. Für die Herstellung der zwei unterschiedlichen Schlauch-Elemente
können alle Materialien verwendet werden, die voneinander abweichende Eigenschaften des oben beschriebenen Typs
besitzen. Wichtig ist, daß der Außenschlauch aus einem Material niedrigerer Flexibilität und struktureller Einheit gegenüber
dem Innenschlauch besteht, welcher relativ zum Außenschlauch aus einem Material größerer struktureller Einheitlichkeit
und Steifigkeit besteht und eine geringere Fähigkeit besitzt, sich zu biegen. Durch den Einsatz von Schläuchen aus
verschiedenen Typen von Materialien ist es möglich, ein erstes Segment zu bilden, welches steifer und weniger biegsam ist,
sowie ein zweites Segment, welches relativ zum ersten Segment flexibel und leichter biegsam ist.
Es ist erkennbar, daß auch andere Schlauchmaterialien geeignet sind, deren Wandstärke abgestimmt werden kann, um vergleichbare
Schlauchflexibilitäten zu erreichen, mit der Einschränkung, daß die gesamte Wandstärke des proximalen Segmentes weniger
als 10 Mil (0,254 mm) betragen sollte, und daß die Anzahl der Schlauchlagen konstanter oder variabler Flexibilität, aus
denen die Segmente oder Teile derselben bestehen, verändert werden kann, um die gewünschten Flexibilitätseigenschaften in
dem Schlauch zu erreichen. Beispielsweise können das proximale und distale Segment je als einlagiger Schlauch hergestellt und
an der Nahtstelle durch einen geeigneten chemischen Kleber und/oder durch Überlappung der zwei Schläuche in einem kurzen
Nahtstellenbereich miteinander verbunden werden.
Bei dem in Figur 2 gezeigten speziellen Ausführungsbeispiel, wird die Oberflächenbeschichtung mit niedriger Reibung in dem
Katheter durch eine flexible, geflochtene Hülse 38 erreicht, die durch Umflechten eines relativ harten Fasermaterials, wie
z.B. eines Metalls, Nylon oder Fäden eines teflonähnlichen
Materials, hergestellt wird. Die Hülse kann mit Hilfe
konventioneller Umflechtungsverfahren hergestellt werden, wie
es z.B. in dem US-Patent Nr. 4,870,887 (diese Schrift wird
hier durch Bezugnahme darauf in die vorliegende Anmeldung einbezogen und offenbart derartige Marken-Erzeugnisse und ihre
Herstellungsverfahren) beschrieben wird, bei dem die Dichte und die radiale Steigung des Geflechts entsprechend den
Flechtbedingungen verändert werden können.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel bestehen die Fasern, die zur Herstellung der Hülse verwendet werden, aus sehr
feinen Platinfäden, und die Hülse wird unter Bedingungen geflochten, welche ein lockeres Geflecht mit einer radialen
Steigung erzeugen, die mit Hilfe des Webwinkels zwischen etwa 20 - 60° bezüglich der radialen Richtung in der Hülse definiert
wird.
Der Katheter kann entsprechend einem Verfahren durch Verankerung des proximalen Endes der Hülse 38 zwischen den Schläuchen
34 und 36, die das proximale Segment bilden, aufgebaut werden, wie in Figur 2 gezeigt wird. Der Außenschlauch besteht vorzugsweise
aus einem wärmeschrumpffähigen Material, welches über der Hülse und dem Innenschlauch angeordnet und wärmegeschrumpft
wird, um einen dichten Sitz sowohl auf dem Innenschlauch als auch auf der Hülse 38 zu gewährleisten. Die Hülse
wird nun am proximalen Ende verankert und von dem distalen Schlauchsegment über ihre gesamte Länge eng umgehüllt.
Bei dem in Figur 2 gezeigten Ausführungsbeispiel der Erfindung enthält das distale Segment eine distale Erweiterung 40,
welche sich jenseits des Endes der Hülse 38 erstreckt. Das heißt, das zweite beziehungsweise distale Segment 26 umfaßt
(a) einen proximalen Bereich,, der eine innere Schlauchwandoberfläche
besitzt, an welcher der Reibungs-Koeffizient zwischen der Oberfläche und dem Führungsdraht signifikant reduziert
ist, und (b) einen Bereich, in dem diese Wandoberfläche eine größere Reibung aufweist, der jedoch einen Spitzenbereich
mit einer insgesamt niedrigeren Masse darstellt, dessen
Inertialmasse besser der des sich verjüngenden distalen Bereiches des Führungsdrahtes angepaßt ist. Das letztere Merkmal
verringert die Neigung des Katheters, den Führungsdraht aus einem gebogenen oder gekrümmten Zustand aufzubiegen, wenn der
Katheter über den distalen Endbereich des Führungsdrahtes vorgeschoben wird. Darüber hinaus kann eine relativ niedrige
Masse im distalen Spitzenbereich des Katheters für die Nachführung des Katheters entlang des sich verjüngenden Bereiches
des Führungsdrahtes durch eine scharfe Biegung oder Wendung
notwendig sein, selbst wenn die reduzierte Kathetermasse durch den Aufwand an höherer Reibung in diesem Spitzenbereich weniger
wirkt.
Alternativ kann die Inertialmasse im distalen Segment des
Katheters durch Verringerung der Masse der Hülse reduziert werden, entweder durch Verwendung eines leichteren oder dünneren
Hülsenfadens oder durch Reduzierung der Dichte der Faser (n) in der Hülse. Aus den Abschnitten B-D weiter unten
wird erkennbar, daß verschiedene Ausführungsbeispiele der
vorliegenden Erfindung eine Oberflächenbeschichtung niedriger Masse aufweisen, welche einen geringeren Reibungs-Koeffizienten
mit einem sehr kleinen Anstieg der Masse des distalen Segmentes kombinierten. Die vorliegende Erfindung umfaßt auch
ein distales Segment mit kombinierten Arten von reibungsarmen Beschichtungen, zum Beispiel einer Hülsenbeschichtung über dem
proximalen Bereich des distalen Segmentes, und einer der reibungsarmen Beschichtungen kleiner Masse, die in den Abschnitten
B-D beschrieben werden, über dem äußersten distalen Bereich des distalen Segmentes.
Figur 3 zeigt ein anderes Ausführungsbeispiel des Hülsen-Katheters
41, bei welchem die geflochtene Hülse, hier mit 42 bezeichnet, eine sich kontinuierlich verringernde Steigung und
Webdichte in Richtung der distalen Spitze 44 des Katheters (nach rechts der Figur 3) besitzt. Die Hülse 42 kann mit Hilfe
konventioneller Flecht-Verfahren hergestellt werden, bei denen
der Winkel, unter dem die Fäden eingeflochten werden, und der
Anteil der Fäden, die in das Gewebe einbezogen werden, während
des Webens verändert werden können, um die erforderliche Änderung des Flechtwinkels und der Geflechtdichte zu erreichen.
Wenn man allein die Hülse nach rechts bewegt, dann ist einzusehen, daß die Hülse in distaler Richtung zunehmend
sowohl eine größere Flexibilität als auch eine sich verringernde Masse aufweist.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen ist die innere Schlauchoberfläche des distalen Teiles des Katheters
mit strukturellen Merkmalen in Form unterschiedlicher Typen von geflochtenen Hülsen ausgestattet. Diese strukturellen
Merkmale helfen bei der Verhinderung des Verklemmens, Steckenbleibens
oder Blockierens der Innenfläche des Katheters gegenüber der äußeren Oberfläche des Führungsdrahtes. Es sind auch
andere strukturelle Ausführungsbeispiele möglich. Insbesondere kann die Innenfläche des distalen Teiles des Katheters so
konstruiert werden, daß sie im Unterschied zu der geflochtenen Hülse andere strukturelle Merkmale aufweist, die ähnliche
Ergebnisse erreichen. Wichtig ist, daß die strukturellen Merkmale eine gewisse Fähigkeit besitzen, die durch den Führungsdraht
gegenüber der inneren schlauchförmigen Oberfläche aufgebrachten Normalkräfte abzulenken, um so das Verklemmen,
Steckenbleiben oder Blockieren des Führungsdrahtes gegenüber die Oberfläche zu verhindern.
Bei einem anderen Ausführungsbeispiel der Erfindung (gezeigt in Figur 2A) ist die oben beschriebene geflochtene Hülse durch
eine gewickelte Drahtwendel ersetzt. Dieses Ausführungsbeispiel wurde in der oben erwähnten schwebenden Patentanmeldung
Anmelde-Nr. 355,500 beschrieben. Die Wendel 38A wird vorzugsweise
aus einem radioopaquen Material, wie zum Beispiel Platin, hergestellt und besitzt einen Windungsabstand, welcher
vorzugsweise zwischen dem 1,2-2 fachen der Fadenstärke liegt. Die Wendel 38A kann in gleicher Weise wie die geflochtene
Hülse 38 angeordnet sein und zum Beispiel, wie oben
Io
beschrieben, durch Wärmeschrumpfung des Schlauches über der
Wendel in dem distalen Polymerschlauch eingehüllt werden.
Für die röntgenologische Betrachtung kann die Hülse 38 oder 38A aus einem radioopaquen Drahtmaterial, wie zum Beispiel aus
Platin, hergestellt sein oder mit einem radioopaquen Material, wie Gold, plattiert oder beschichtet werden.
Sowohl die oben beschriebene geflochtene Hülse 42 als auch die gewickelte Drahtwendel 38A, die in der schwebenden Patentanmeldung,
Anmelde-Nr. 355,500 beschrieben wird, bildet ein strukturelles Element, welches dabei hilft, das distale Ende
oder eine Teil des distalen Endes des Führungsdrahtes davon abzuhalten, gegenüber der schlauchförmigen Innenfläche verklemmt
zu werden, steckenzubleiben oder blockiert zu werden. Sowohl die Wendeln als auch die geflochtenen Hülsen können auf
vielfältige unterschiedliche Weise konstruiert werden, um die gewünschten Ergebnisse hinsichtlich der Verhinderung oder
Linderung des Einwirkens wesentlicher Kräfte vom distalen Teil des Führungsdrahtes in Normalrichtung auf die Oberfläche des
Innenschlauches zu erzielen. Ferner können sowohl die Wendeln als auch das Geflecht aus einer Vielzahl von unterschiedlichen
Materialien aufgebaut werden. Vorzugsweise bestehen die Wendeln und/oder das Geflecht aus solchen Materialien, die den
Reibungswiderstand zwischen der inneren Oberfläche des Schlauches und der äußeren Oberfläche des Führungsdrahtes so weit
wie möglich reduzieren. Die reduzierte Reibung hilft bei der Verhinderung des Verklemmens oder Blockierens des distalen
Endes oder eines Teiles des zweiten Abschnitts des Führungsdrahtes gegenüber der Innenfläche des Schlauches, das heißt,
gegenüber der Oberfläche des geflochtenen oder gewickelten Bauteils.
B. Beschichtung mit diskreten Partikeln Bei einem zweiten Haupt-Ausführungsbeispiel (siehe Figuren 4A
und 4B) wird die Oberflächenschicht niedriger Reibung auf dem distalen Segment des Katheters mit Hilfe einer Vielzahl von
Partikeln niedriger Reibung erzeugt, die in die Innenwand des distalen Schlauchsegmentes 26 eingebettet oder anderweitig
aufgebracht werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, bei welchem die Beschichtung spärische Metallpartikel enthält, die
in die Innenwand des distalen Schlauchsegmentes eingebettet sind, wurde in dem schwebenden Patent Anmelde Nr. 355,500
beschrieben, auf das oben hingewiesen wurde. Kurz gesagt werden Metallkugeln mit bevorzugten Durchmessern zwischen etwa
1-3 Mil (0,0254 - 0,076 mm) in das distale Segment 26 eingebettet, z.B. wenn der Schlauch extrudiert wird.
Die Partikel werden in hinreichender Anzahl eingebracht, so daß die Oberflächendichte der Partikel einen im wesentlichen
ununterbrochenen Kontakt zwischen den Kugeln und dem Führungsdraht gewährleisten, wenn das distale Segment über einen
verschlungenen oder scharf gebogenen Teil des Führungsdrahtes vorgeschoben wird. Vorzugsweise werden Partikeldichte und
-größe so gewählt, daß ein Kugel-Kugel-Kontakt erzeugt wird, wenn der Katheter in Richtung einer scharf gebogenen Konfiguration
bewegt wird. Die Partikeldichte bewirkt, jenseits des Punktes, an dem die Partikel in Kontakt miteinander gebracht
wurden, einen Widerstand gegen das Verbiegen des Katheters, und dient somit der Verhinderung des Ausknickens im Katheter.
Ein alternatives Ausführungsbeispiel des Katheters 46 mit einer Beschichtung aus diskreten Partikeln wird in den Figuren
4A und 4B dargestellt. Hier bestehen die Partikel 48 aus Kohlenstoff, vorzugsweise Graphit-Partikeln, welche auf der
Innenwand des distalen Segmentes mit einem geeigneten Binder aufgebracht werden. Bei einem bevorzugten Verfahren werden
Graphitpartikel 48, wie z.B. die Partikel 48 in der Figur 4A, mit einem Größenbereich von 1/2 - 2 Mil {0,0126 - 0,0508 mm)
in einer flüssigen Harzmischung 50, wie z.B. einer Mischung aus unpolymerisiertem oder partiell polymerisiertem Polyurethan-
oder Phenolharz bei Anwesenheit eines geeigneten Katalysators aufgeschwemmt, um einen Partikelbrei 52 zu
bilden. Der Brei wird in das distale Kathetersegment 54
eingebracht, um die Innenwand 56 zu beschichten, wie in Figur
4A gezeigt wird.
Der Breibinder wird unter Bedingungen der Lösemittelentfernung
polymerisiert, gewöhnlich durch Anordnung des Katheters in einem Vakuum und Drehung des Segmentes während der Lösungsmittelentfernung,
um bei der Trocknung eine gleichmäßige Beschichtung zu erreichen. Es können auch Plasma-Bearbeitungs-Technologien
angewendet werden. Die endgültige Binderschicht wird in Figur 4B mit 49 bezeichnet. Es sind Verfahren zum
Präparieren und Aushärten von Harzmischungen bekannt, welche bei relativ niedrigen Temperaturen polymerisiert werden können.
Das distale Schlauchseginent kann vor dem Beschichten
mechanisch oder chemisch aufgerauht werden, um ein verbessertes Haften der Binderschicht an der Wand des Schlauches zu
erreichen. Alternativ können dem Binder chemische Klebemittel zugesetzt werden, um das Polymer im Binder an die Segmentwand
zu kleben. Derartige Klebemittel sind wohlbekannt, wie z.B. aus dem US-Patent Nr. 3,698,931, das hier durch Bezugnahme
darauf in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird und derartige Klebemittel offenbart.
Alternativ können die Kohlenstoffpartikel auch während der
Extrusion in die Wand des distalen Schlauchsegments eingebettet werden, wie oben bezüglich der Metallpartikel beschrieben
wurde.
Man wird es zu würdigen wissen, daß andere Partikel niedriger Reibung, wie teflonähnliche Antihaft-Materialien oder Nylonperlen,
für die Herstellung der Oberflächenbeschichtung mit diskreten Partikeln eingesetzt werden können. Ein Vorteil der
Kohlenstoff- oder Plastikperlen gegenüber den Metallperlen ist ihr geringeres Gewicht, was aus den oben diskutierten Gründen,
eine bessere Nachführbarkeit über den sich verjüngenden Bereich des Führungsdrahtes erlaubt. Die Kohlenstoff- oder
Plastikperlen-Partikel können für die röntgenologische
Betrachtung mit einem radioopaquen Material, wie z.B. Gold,
plattiert werden.
Das Aufbringen der Partikel auf die Innenfläche der Schlauchwand liefert strukturelle Merkmale, welche die Ablenkung des
distalen oder zweiten Abschnittes des Führungsdrahtes unterstützen,
so daß der Führungsdraht keine wesentlichen Normalkräfte auf die Oberfläche der Schlauchwand ausüben kann und
folglich ein Steckenbleiben, Verklemmen oder Blockieren des distalen Teiles des Führungsdrahtes gegenüber der inneren
Wandoberfläche vermieden wird. Zusätzlich zur Wirkung der
strukturellen Merkmale, welche den Führungsdraht ablenken, können die Partikel aus den oben genannten reibungsmindernden
Materialien bestehen, welche die Bewegung des distalen Endes des Führungsdrahtes entlang der Schlauchinnenfläche erleichtern.
Auf diese Weise kann das in diesem Abschnitt beschriebene Ausführungsbeispiel mit Partikelbeschichtung, ähnlich dem
oben beschriebenen Ausführungsbeispiel mit einem geflochtenen Element sowohl Struktur-Merkmale für die Ablenkung des Führungsdrahtes
als auch Merkmale der Zusammensetzung (d.h. reibungsminderndes Material) für die Reduzierung der Reibung
aufweisen, wobei alle beide das gewünschte Ergebnis der Erfindung liefern, welches darin besteht, das Verklemmen, Blockieren
oder Steckenbleiben des Führungsdrahtes gegenüber der Schlauchinnenfläche in größtmöglichen Umfang zu verhindern,
wenn der Schlauch und der Führungsdraht beim Bewegen entlang einer gekrümmten Bahn wiederholt gebogen werden.
C. Oberflächenbeschichtunq durch Mehrschichten-Extrusion von
Polymeren
Bei einem dritten Haupt-Ausführungsbeispiel, dargestellt in den Figuren 5 und 6, wird die Oberflächenschicht niedriger
Reibung im distalen Kathetersegment durch einen Polymerschlauch mit einer relativ harten Oberfläche gebildet. Ein
Katheter dieser allgemeinen Konstruktion ist als 60 in Figur gezeigt. Wie bei den früher beschriebenen Ausführungsbeispielen
enthält der Katheter ein erstes oder proximales
Segment 62, das aus einem relativ steifen, nicht deformierbaren Polymerschlauch 64, z.B. aus hochdichtem Polyethylen,
Polyurethan, Polypropylen oder einem teflonähnlichen Material, wie oben beschrieben wird, Cfefertigt ist, und ein distales
Segment 66, das aus einem äußeren, relativ flexiblen, deformierbaren Polymerschlauch 68 und einer inneren distalen Verlängerung
des Schlauches 64 besteht.
Wie zu erkennen ist, verrincfert sich die Wandstärke des
Schlauches 64 an der Übergangs&zgr;one zwischen den beiden Segmenten
stark, wodurch sich der dünnwandige Schlauchabschnitt 70 ergibt, welcher die Innenfläche 67 des Segmentes 66 bildet.
Gewöhnlich liegt die Wandstärke des Innenschlauches zwischen etwa 0,5-1 Mil (0,0127 - 0,0254 mm) und beträgt etwa 10 20
% der Wandstärke des Außenschlauches 68. Die Oberfläche 67 kann strukturelle Merkmale aufweisen oder aus Materialien
bestehen, welche zusammen oder allein ein Verklemmen des Führungsdrahtes 14 verhindern.
Der Katheter kann durch Extrusion entsprechend mittels bekannter Mehrschichten-Extrusions!-Verfahrens hergestellt werden,
wie sie z.B. in den US-Patenten 4,680,156 und 4,499,041 beschrieben werden, die hier durch Bezugnahme darauf in die
vorliegende Anmeldung einbezogen wird und derartige Verfahren offenbaren. Die Extrusionsbedingungen werden so eingestellt,
daß (a) ein einlagiger Abschnitt eines relativ starren Polymerschlauches innerhalb eines flexibleren Außenschlauches, (b)
eine Übergangszone, in der sich die Wandstärke des Innenschlauches verringert, und (c) ein distales Segment, bei
welchem der Innenschlauch eine gleichbleibende, geringere Wandstärke aufweist, extrudiert wird.
Alternativ läßt sich der Katheter aufbauen, indem zunächst der einzelne proximale Schlauch mit der distalen Verlängerung
reduzierter Stärke gefertigt wird, und dann die distale Verlängerung mit einem relativ flexiblen distalen Schlauch überzogen
wird. Der proximale Schlauch und seine dünnwandige
Verlängerung können entweder durch einem dem Fachmann bekannten
Extrusions-Prozeß oder durch Ausdünnen des Endabschnittes des extrudierten Schlauches durch Erwärmung und Strecken des
Endteiles hergestellt werden. Bei einem weiteren Verfahren wird ein proximaler Schlauch konstanter Dicke an seinem
distalen Bereich maschinell bearbeitet, um einen dünnwandigen Teil zu erzeugen.
Das Aufbringen des äußeren flexibleren Schlauches auf den Innenschlauchabschnitt reduzierter Dicke im distalen Abschnitt
läßt sich entweder mit Hilfe einer Wärmeschrumpfung des Außenschlauches
über dem Innenschlauch, durch Verkleben der beiden Schläuche, oder durch Überziehen des Innenschlauches mit einer
äußeren flexiblen Polymerbeschichtung realisieren, wie etwa mittels konventioneller Eintauch- oder Spray-Verfahren. Figur
6 veranschaulicht einen Katheter 72, bei welchem der mit 74 bezeichnete proximale Schlauch im proximalen Bereich 76 des
distalen Segmentes 78 eine allmähliche Verjüngung aufweist. Der äußere flexiblere Schlauch, bezeichnet mit 79, besitzt
eine komplementäre Verjüngung, wodurch die Wandstärke über den Bereich gleich bleibt. Der Katheter kann mit Hilfe einer
Mehrschichten-Extrusion oder mittels eines der anderen oben
beschriebenen Verfahren zum Beschichten des sich verjüngenden Teiles des proximalen Schlauches reduzierter Stärke mit einem
flexiblen Schlauch hergestellt werden. Ein Vorteil dieses Ausführungsbeispiels gegenüber dem in Figur 5 gezeigten Katheter
ist die verringerte Neigung des Katheters zum Ausknicken in der Übergangszone. Die Konstruktion ergibt auch eine größere
Säulensteifigkeit und Drehbarkeit in dem Bereich des
distalen Segmentes, in dem mit geringerer Wahrscheinlichkeit scharfe Biegungen und Wendungen auftreten, als in dem Spitzenbereich
des Katheters.
D. Chemisch gehärtete Oberflachenbeschichtung
Bei einem vierten Haupt-Ausführungsbeispiel der Erfindung, das
in Figur 7 gezeigt wird, wird die Oberflächenschicht niedriger Reibung im distalen Kathetersegment durch chemisches Härten
der Innenwandoberfläche 90 des distalen Schlauchsegmentes 82
erzeugt. Figur 7 zeigt einen. Katheter 80, der dieses Merkmal
verkörpert, sowie die proximalen und distalen Segmente 82 beziehungsweise 84, welche den oben beschriebenen allgemeinen
Aufbau besitzen. Insbesondere besteht das distale Segment aus einer distalen Verlängerung eines äußeren Schlauches 86 über
das Endes des steiferen, weniger deformierbaren Innenschlauches 88 hinaus.
Die Oberfläche niedriger Reibung 90 in dem Katheter wird durch chemische Behandlung der Innenfläche des distalen Schlauchsegmentes
mit einem Oberflächen-Aushärte-Mittel, wie z.B. einem Vernetzungsmittel für Polymere, erzeugt. Zum Beispiel kann das
aus einem Polyurethan/Acrylat-Copolymer bestehende distale Schlauchsegment durch Behandlung mit Polyisocyanat (siehe PCT
Anmelde-Nr. 86/AU 27 020486, diese Schrift wird hier durch
Bezugnahme darauf in die vorliegende Anmeldung einbezogen und offenbart derartige Behandlungs-Verfahren) gehärtet werden.
Alternativ kann ein distales Schlauchsegment aus hydroxiliertem Polymer, wie z.B. einem aus Polyvinyl-Alkohol hergestellten,
unter Verwendung von Ethylsilikat (siehe Europäische Patent-Anmeldung Nr. 83/102315) vernetzt werden. Im allgemeinen
kann die Tiefe der Vernetzung innerhalb des distalen Schlauchsegmentes gesteuert werden, indem eine Lösung von
Vernetzungsmittel durch den Schlauch geleitet wird, wenn er extrudiert oder erwärmt wird. Der Härtegrad kann durch Methoden
gesteuert werden, die eine auf dem Gebiet der Polymere wohlbekannt sind.
Man wird zu schätzen wissen, daß man die gehärtete Oberflächenbeschichtung
auch durch Beschichten der Wandoberfläche mit einem harten Überzug, wie z.B. einem Metall, Polymer- oder
Graphitüberzug, erzielen kann, der mittels bekannter Verfahren, wie Sputtern, Plattieren oder Beschichten aufgebracht
wird.
Die Oberfläche oder Schicht niedriger Reibung 20 kann auf die unterschiedlichste Art hergestellt werden. Es ist jedoch am
vorteilhaftesten, die Oberfläche 90 hochglänzend oder glatt zu gestalten, um den maximalen Vorteil aus der reibungsmindernden
Beschichtung zu ziehen. Durch Herstellung einer gehärteten, hochglänzenden, gleitenden Oberfläche 90 ist es möglich, die
wesentliche Aufgabe der Erfindung zu erfüllen, welche darin besteht, das Steckenbleiben oder Verklemmen des distalen Endes
des Führungsdrahtes gegenüber der Oberfläche 90 zu reduzieren, wenn der Führungsdraht und der schlauchförmige Katheter relativ
zueinander bewegt werden müssen, und sich beide in einer scharf gebogenen Stellung befinden. Das distale Ende des
Führungsdrahtes sollte aus einem Material bestehen, welches die Zusammensetzung der Oberfläche 90 berücksichtigt. Zweifellos
sollten die beiden Materialien, das Material, aus dem die Oberfläche 90 besteht, und das Material, aus dem die Oberfläche
des distalen Endes des Führungsdrahtes hergestellt ist, derart sein, daß ein Steckenbleiben verhindert wird, daß also
die Reibung zwischen den beiden Oberflächen verhindert wird und der niedrigst mögliche Reibungskoeffizient wirksam ist,
wenn diese beiden Oberflächen gegeneinander gedrückt und quer zueinander bewegt werden.
E. Führunqsdraht-Konstruktion
Figur 8 zeigt einen bevorzugten Typ eines Führungsdrahtes 92, welcher in einer Katheter-Anordnung entsprechend der vorliegenden
Erfindung verwendet werden kann. Führungsdrähte und ihre Konstruktionen wurden ausführlich in dem US-Patent Nr.
4,832,047 beschrieben, das hier durch Bezugnahme darauf in die vorliegende Anmeldung einbezogen wird. Kurz gesagt umfaßt der
Führungsdraht einen flexiblen proximalen Abschnitt 94, der eine typische Länge zwischen etwa 40 - 250 cm besitzt, einen
Zwischenabschnitt 96 mit einer Länge zwischen etwa 15-60 Mil (0,381 - 1,524 mm), und einen am stärksten flexiblen (relativ
zu den anderen Abschnitten) distalen Endabschnitt 98, dessen Länge zwischen etwa 1 - 10 cm liegt. Der Kern 100 und 102
verjüngt sich von dem Durchmesser 100 des proximalen
Abschnitts abwärts auf einen reduzierten Durchmesser 102, welcher vorzugsweise etwa 4-20 Mil (0,1016 - 0,508 mm)
beträgt und zwischen 10 % - 50 % des Durchmessers des proximalen Segmentes des Kernes liegt.
Die zwei Segmente 100 und 102, aus denen der Kern des Zwischensegmentes
des Drahtes besteht, sind über ihre Länge von einer flexiblen Polymerschicht 104 bedeckt, welche dazu dient,
eine gleitende Außenfläche des Zwischenabschnittes zu schaffen und die Säulensteifigkeit des Kernes reduzierten Durchmessers
im Zwischenabschnittes zu erhöhen. Die Schicht 104 ist vorzugsweise aus einem Polymer hergestellt, wie z.B. einem
teflonähnlichen Material, Polyolefin oder Polyurethan, welche geklebt oder anderweitig fest mit dem Kerndraht verbunden
werden können.
Der Teil des Kernes im distalen Abschnitt ist vollständig oder partiell von einer flexiblen Hülse 106 umgeben. Die in Figur 8
gezeigte Hülse ist eine weiche, flexible spiralförmige Wendel, welche konventionell hergestellt wird, z.B. wie oben beschrieben
wurde. Es sei angemerkt, daß der Teil des Führungsdrahtes, über welchen das distale Segment des Katheters vorgeschoben
wird, überwiegend der glattwandige proximale Abschnitt ist, nicht das wendelumhüllte distale Drahtsegment.
Der Führungsdraht kann mit einer Vielzahl verschiedener Arten von Beschichtungen auf seiner Außenfläche aufgebaut werden.
Zum Beispiel kann der Führungsdraht so konstruiert werden, daß die Außenfläche strukturelle Gestaltungsmerkmale aufweist,
welche die Verhinderung des Verklemmens oder Blockierens dieser Außenfläche gegenüber der inneren Schlauchwandoberfläche
des Katheterschlauches unterstützen. Ferner kann die Außenbeschichtung des Führungsdrahtes aus Materialien bestehen,
welche die Verringerung des Reibungswiderstandes zwischen der Außenfläche des Führungsdrahtes und der schlauchförmigen
Innenfläche unterstützen, wenn diese beiden Oberflächen relativ zueinander bewegt werden. Die Oberflächen der beiden
Komponenten, also die Außenfläche des Führungsdrahtes und die innere schlauchförmige Wandoberfläche des Katheters, werden
vorzugsweise unter Berücksichtigung der strukturellen Gestaltungsmerkmale
und Materialzusainmensetzungen der jeweils anderen
ausgewählt, um die bestmöglichen Ergebnisse zu erzielen. Genauer gesagt werden die strukturellen Merkmale und Materialien,
die bei jeder Komponente verwendet werden, vorzugsweise so ausgewählt, daß das geringste Ausmaß des Steckenbleibens,
Verklemmens oder Blockierens des Führungsdrahtes gegenüber der schlauchförmigen Innenfläche des Katheters zu erreicht wird.
I. Test-Kenndaten
Der Katheter der vorliegenden Erfindung ist für das Vorschieben über einen Führungsdraht bestimmt, welcher durch die
Bewegung entlang einer gekrümmten Bahn in einer kompliziert gebogenen und/oder gewendelten Konfiguration angebracht wurde.
Figur 9 veranschaulicht eine Testkonfiguration zum Messen der Fähigkeit des Katheters entsprechend der Erfindung, über einen
Führungsdraht, der eine Reihe von spiralförmigen Windungen aufweist, vorgeschoben zu werden.
Der in diesem Test verwendete Führungsdraht war ein 14-MiI-Dorn
(0,3556 mm) 108 aus korrosionsbeständigem Stahl, der eine Gesamtlänge von 175 cm besitzt. Das proximale Ende des Dornes
wurde in dem oberen Klemmbacken 110 einer konventionellen Dehnungsprüf-Vorrichtung eingespannt, die zur Messung der
zwischen zwei Klemmbacken 110 und 112 aufgewendeten Dehnkraft bestimmt ist, wenn die Klemmbacken auf einander zu oder
voneinander weg bewegt werden. Ein distaler Endteil des Dornes wurde in die Form einer Spirale 114 mit fünf Windungen gebracht,
welche in Figur 9 mit 1, 2, 3, 4 und 5 numeriert sind. Der Durchmesser d der Spirale betrug etwa 10 mm und die
Steigung &rgr; der Spirale etwa 5 mm.
Jeder Katheter (der in Figur 2A gezeigten Art), der getestet wurde, wurde mit Salzlösung gespült und von hinten auf den
Dorn eingefädelt, bis sich das distale Ende des Katheters ganz
über des gewendelten Teil des Dornes befand. Das proximale
Katheterende wurde, wie gezeigt wird, im Klemmbacken 112 arretiert, und dieser Klemmbacken wurde in Bezug auf die
stationäre Klammer 110 abwärts bewegt, um das distale Segment des Katheters über den gewundenen Teil des Dornes vorzuschieben.
Die Zugkraft zwischen den beiden Klemmbacken wurde während dieser Bewegung konventionell gemessen, und die Kraftdaten
wurden von einem Tabellenschreiber aufgezeichnet zusammen mit der Position der Spitze des Katheters auf der Führungsdrahtwendel
.
Der Test-Katheter besaß ein 135 cm langes proximales Segment, ein 20 cm langes flexibles distales Segment, einen Lumendurchmesser
von 22 Mil (0,5588 mm) und eine dichtgewickelte Platinwendelhülse mit einem Innendurchmesser von 22 Mil (0,5588 mm),
die sich über die gesamte Länge des distalen Segmentes erstreckte. Ein Kontroll-Katheter besaß dieselbe Konstruktion,
jedoch ohne die Wendelhülse im distalen Segment.
Figur 10 ist eine grafische Darstellung, der Kraft in Pounds, die zwischen den Klemmbacken in der Testanordnung in Abhängigkeit
von der Position des distalen Endes des Katheters aufgebracht werden muß, um es über die Spirale vorzuschieben. Die
Kraftkurve des Katheters entsprechend der vorliegenden Erfindung wird durch eine strichpunktierte Linie angezeigt (die
rechte Linie), und die des Kontroll-Katheters durch eine gestrichelte Linie. Die aufgezeichneten Daten stellen den
Mittelwert von drei unterschiedlichen Testlaufen für jede
Katheter-Anordnung dar.
Wie aus Figur 10 zu erkennen ist, ließ sich der Katheter entsprechend der vorliegenden Erfindung, über drei Wendelwindungen
mit einer sehr kleinen Kraft (kleiner als etwa 0,1 Ib (0,454 N)) bewegen, und für das Vorschieben zwischen der
dritten und fünften Wendelwicklung war eine linear ansteigende Kraft erforderlich. Der Katheter konnte leicht über die fünf
Windungen der Spirale vorgeschoben werden und wurde erst
<2 Q
angehalten, als das proximale Segment des Katheters den gewundenen Abschnitt des Dornes erreicht hatte.
Die gestrichelte Kraftkurve des Kontroll-Katheters zeigt einen
weit größeren Widerstand beim Vorschieben dieses Katheters über das gewundene Führungsdraht-Segment. Der Katheter ließ
sich mit einer niedrigen Kraft nur über eine Wendelwindung bewegen und die Kraft, die zum Vorschieben über die zweite
Windung erforderlich war, stieg steil an. Der Katheter ließ sich nicht über zwei vollständige Führungsdraht-Windungen
vorschieben.
Zusätzliche Tests, die zur Bestätigung der Erfindung durchgeführt wurden, zeigen, daß der Katheter leicht über eine Führungsdrahtschleife
mit einem Schleifendurchmesser von 2 mm geschoben werden kann. Im Gegensatz dazu besaß die kleinste
Schleife, über welche der Kontroll-Katheter vorgeschoben werden konnte, einen Schleifendurchmesser von 4 mm.
II. Wirkungsweise
Es wird jetzt anhand von Figur 11 die Arbeitsweise des Katheters und der Katheter-Anordnung entsprechend der Erfindung
beim Zugang zu einem Zielbereich entlang einer gekrümmten kleinen Gefäßbahn beschrieben, wobei Figur 11 einen Bereich
weichen Zielgewebes 120, wie z.B. eines Gehirngewebes, zeigt, zu dem ein Teil einer kleinen gekrümmten Gefäßbahn gehört, die
beim Erreichen des ausgewählten Zielortes (nicht gezeigt) durchlaufen werden muß. Der gezeigte Bereich enthält ein Gefäß
122, welches in ein Gefäß 124 mündet, und ein Gefäß 126, welches von dem unteren Teil des Gefäßes 124 abzweigt. Die
Gefäße können übliche Durchmesser zwischen etwa 2-5 mm oder weniger besitzen, und die Biegungen an beiden Übergängen, die
das Gefäß 122 mit dem unteren Teil des Gefäßes 124 bzw. das
Gefäß 124 mit dem Gefäß 126 verbinden, sind größer als 90
Grad.
Um den Bereich 120 zu erreichen werden der Führungsdraht und der Katheter, die mit 46 beziehungsweise 14 bezeichnet sind,
als eine Einheit zunächst von einem äußeren Zugangsort durch das Gefäßsystem in den angrenzenden Bereich geführt, jedoch
nicht bis in die gekrümmte Bahn im Bereich des Zielgewebes. Dies erfolgt üblicherweise, wenn der Katheter durch die
Cardiacaorta hindurch geführt werden muß, indem zuerst ein Führungs-Katheter relativ großen Durchmessers (z.B. etwa 40
Mil (1,016 mm) Innendurchmesser) von dem Zugangsort aus durch die Aorta in Richtung des Zielortes angebracht wird. Der
Katheter und der Führungsdraht werden dann durch den Führungs-Katheter
hinter die Aorta geführt, in der es große Gefäßdurchmesser und große Blutflußvolumina schwierig oder
unmöglich machen, die Bewegung und die Plazierung des Katheters zu steuern.
Sobald sich die Katheter-Anordnung in dem Zielgewebe jenseits des Führungs-Katheters befindet, werden Katheter und Führungsdraht
gesteuert, so daß sie sich in Richtung des Zielortes bewegen. Insbesondere wird der Führungsdraht unabhängig
entlang der gekrümmten Bahn im Zielgewebe vorgeschoben, mit Hilfe der Standard-Draht-Manipulationen, welche darin bestehen,
daß der Draht an jeder Biegung gedreht bzw. ein Drehmoment auf ihn ausgeübt wird, um den Draht in Richtung auf das
nächste Gefäß in der Bahn auszurichten.
Zum Beispiel wird der Draht in Figur 11, wenn er den Übergang zwischen den Gefäßen 122, 124 erreicht, so verdreht, daß sich
der Draht (welcher eine distale Krümmung besitzt) nach unten richtet, und der Draht wird dann in Bezug zum Katheter in das
Gefäß 124 vorgeschoben. Wenn der nächste Gefäßübergang erreicht ist, wird der Draht in die entgegengesetzte Richtung
gedreht und aus dem Gefäß 124 in das Gefäß 126 vorgeschoben. An einem bestimmten Punkt - zum Beispiel dann, wenn der Draht
insgesamt 2-8 cm über den Katheter hinaus vorgeschoben wurde
- wird der Katheter dann übejr den Draht nachgeführt, um den
Katheter bis zu einem Punkt nahe des distalen Endes des Führungsdrahtes zu bringen.
Der Biegungsbereich des Katheters 40 und des Führungsdrahtes 14 aus Figur 11 wird als vergrößerte Schnittansicht in Figur
12 gezeigt. Die gezeigte Katheter-Ausführung ist zwar die unter Bezugnahme auf Figur 4B beschriebene; die folgende
Diskussion trifft jedoch für alle hierin beschriebenen Ausführungsbeispiele in gleicher Weise zu. Wie in Figur 12 zu erkennen
ist7 sind die aufeinander gerichteten Partikel an der Außenseite jeder Biegung in Kontakt mit dem Führungsdraht,
wenn der Katheter über den Führungsdraht vorgeschoben wird, so daß ein Kontakt niedriger Reibung zwischen dem Draht und dem
Katheterlumen entsteht. Wie oben im Einzelnen ausgeführt, erlaubt es die verringerte Reibung, mindestens teilweise in
Folge der Nichtdeformierbarkeit der Partikel, den Katheter über schärfere Biegungen mit wesentlich geringerer axialer
Kraft zu bewegen, als einen flexiblen Polymerschlauch alleine.
Sobald der Katheter zum Zielort vorgeschoben wurde, wird der Führungsdraht herausgezogen, damit flüssiges Material in den
Zielort injiziert werden kann. Das injizierte Material kann enthalten: (1) radioopaque Mittel für das Sichtbarmachen der
Anatomie der Blutgefäße und der Blutfluß-Eigenschaften im Zielbereich; (2) gefäßverschließende Mittel, wie etwa eine
Suspension von Collagenfasern, welche verwendet werden können, um kleine arterielle Gefäßverschlüsse in dem durch das Zielgefäß
versorgten Gewebebereich zu erzeugen; und (3) pharmakologische Mittel, wie etwa Anti-Tumordrogen, welche gegen die am
Zielort festgestellten Erkrankungen eingesetzt werden.
Aus dem vorhergehenden läßt sich ermessen, wie die verschiedenen Aufgaben und Merkmale der Erfindung erfüllt werden. Die
hier beschriebene neuartige Katheter-Konstruktion ermöglicht es, den Katheter entlang einer gekrümmten Bahn über einen
ij ik
Führungsdraht zu fädeln, der mehrfache Schlingen oder Biegungen kleiner Radien enthält, bei wesentlich reduzierter axialer
Kraft für das Vorschieben des Drahtes. Durch dieses Merkmal
kann der Katheter eine Vielzahl von tiefen Gewebezielorten erreichen, welche vorher unerreichbar waren, weil sich der
Katheter in Bereichen scharfer Biegungen nicht über den Führungsdraht schieben ließ und/oder den Führungsdraht blokkierte.
Bei einigen Ausführungsbeispielen ist die Initialmasse, die durch die Oberflachenbeschichtung niedriger Reibung beigetragen
wird, relativ klein, und sie beeinflußt deshalb die Möglichkeit des Katheters, den Führungsdraht über scharfe Biegungen
oder Wendungen in dem sich verjüngenden Bereich des Führungsdrahtes nachzuführen, zu wenig.
Wenn die flexible Oberflächenstruktur aus radioopaquem Material besteht, wie z.B. Gold-, Platin oder Wolframdraht, dann
kann das distale Segment des Katheters leicht röntgenologisch sichtbar gemacht werden, und der Anwender kann den Grad des
Kathetervorschubs über dem Führungsdraht beobachten und dadurch den Vorgang der Katheter-Anbringung besser steuern.
Alternativ kann das distale Schlauchsegment mit einem radioopaquen Streifen oder einem eingebetteten radioopaquen Material
versehen werden, um während der Anwendung eine röntgenologische Beobachtung des distalen Segmentes zu ermöglichen.
Der Katheter kann mit Hilfe konventioneller Katheter-Herstellungs-Verfahren,
zu denen Wendelwicklungs- und Polymerschlauch-Extrusions-Verfahren gehören, einfach hergestellt
werden.
Obwohl sich die Betrachtung des Katheters und der Katheter-Anordnung
auf spezielle Ausführungsbeispiele derselben bezieht, sollte dem Fachmann verständlich sein, daß verschiedene Änderungen
vorgenommen und Äquivalente substituiert werden können, ohne von dem echten Wesen und dem Umfang der Erfindung
abzuweichen. Darüber hinaus sind zahlreiche Modifikationen
möglich, um eine besondere Situation, ein Material, eine
Zusammensetzung der Teile, einen Prozeß, einen Prozeßschritt oder -schritte an das objektive Wesen und den Umfang der
vorliegenden Erfindung anzupassen. Alle derartigen Modifikationen sind als innerhalb des Umfanges der hier beigefügten
Patentansprüche liegend anzusehen.
Claims (38)
1. Katheter-Anordnung für die Verwendung in Verbindung mit
einem Führungsdraht, der ein proximales und ein distales Ende besitzt, wobei der Katheter aufweist:
ein langgestrecktes schlauchförmiges Element (12), durch welches der Führungsdraht (14) koaxial bewegt werden kann,
wobei das schlauchförmige Element einen ersten Abschnitt (24) in Richtung des proximalen Endes (18) des schlauchförmigen
Elementes aufweist, der eine wesentlich geringere Flexibilität im Verhältnis zu einem zweiten Abschnitt (25)
besitzt, welcher in Richtung des distalen Endes (20) des schlauchförmigen Elementes angeordnet ist, wobei der
zweite Abschnitt hinreichend flexibel ist, um einen hohen Biegegrad im Vergleich zu dem Biegegrad des ersten Abschnittes
zu ermöglichen, und wobei der zweite Abschnitt des schlauchförmigen Elementes ein inneres Schlauchwandteil
besitzt, welches so aufgebaut ist, daß das distale Ende des Führungsdrahtes vom Ausüben signifikanter
Kräfte in Richtung der Normalen auf die innere schlauchförmige Wand abgelenkt wird.
2. Katheter-Anordnung für die Verwendung in Verbindung mit
einem Führungsdraht, der ein proximales und ein distales Ende besitzt, wobei der Katheter aufweist:
ein langgestrecktes schlauchförmiges Element (12), das
eine innere Schlauchwand zur Zwangsführung des Führungsdrahtes
(14) besitzt, wobei das schlauchförmige Element einen ersten Abschnitt (24) in Richtung des proximalen
Endes (18) des schlauchförmigen Elementes aufweist, der eine wesentlich geringere Flexibilität im Verhältnis zu
einem zweiten Abschnitt (26) besitzt, welcher in Richtung des distalen Endes (20) des schlauchförmigen Elementes
angeordnet ist, wobei der zweite Abschnitt hinreichend flexibel ist, um einen hohen Biegegrad im Vergleich zu dem
Biegegrad des ersten Abschnittes zu ermöglichen, und wobei der zweite Abschnitt des schlauchförmigen Elementes einen
inneren schlauchförmigen Wandteil besitzt, welcher aus
einem reibungsmindernden Material besteht, das den Reibungskoeffizienten
zwischen der Oberfläche des inneren schlauchförmigen Wandteiles und der Oberfläche des distalen
Endes des Führungsdrahtes wesentlich reduziert, wenn die Oberfläche des distalen Endes des Führungsdrahtes die
Oberfläche des inneren schlauchförmigen Wandteiles berührt .
3. Katheter-Anordnung, die aufweist:
einen langgestreckten Führungsdraht (14), der ein proximales
und ein distales Ende besitzt, und ein langgestrecktes schlauchförmiges Element (12), das
einen Innendurchmesser von nicht größer als etwa 1,016 mm (40 Mil) besitzt, durch welchen Innendurchmesser der
Führungsdraht in Position gebracht wird, wobei das schlauchförmige Element einen ersten Abschnitt (24) in
Richtung des proximalen Endes des schlauchförmigen Elementes aufweist, der eine wesentlich geringere Flexibilität
im Verhältnis zu einem zweiten Abschnitt besitzt, der mindestens 5 cm lang ist und in Richtung des distalen
Endes (20) des schlauchförmigen Elementes angeordnet ist,
wobei der zweite Abschnitt (26) hinreichend flexibel ist, um einen hohen Biegegrad im Vergleich zu dem Biegegrad des
ersten Abschnittes zu ermöglichen, und wobei der zweite Abschnitt des schlauchförmigen Elementes einen inneren
Wandteil besitzt, welcher so aufgebaut ist, daß das distale Ende des Führungsdrahtes vom Ausüben signifikanter
Kraft in Richtung der Normalen auf die innere schlauchförmige Wand abgelenkt wird.
4. Katheter-Anordnung, die aufweist:
einen langgestreckten Führungsdraht (14), der ein proximales
und ein distales Ende besitzt, und ein langgestrecktes schlauchförmiges Element (12), das
einen Innendurchmesser nicht größer als etwa 1,016 mm (40 Mil) und eine innere schlauchförmige Wand besitzt, welche
den Führungsdraht umschließt, wobei das schlauchförmige Element einen ersten Abschnitt (24) in Richtung des
proximalen Endes des schlauchförmigen Elementes aufweist, der eine wesentlich geringere Flexibilität im Verhältnis
zu einem zweiten Abschnitt (26) besitzt, der mindestens 5 cm lang ist und ;Ln Richtung des distalen Endes des
schlauchförmigen Elementes angeordnet ist, wobei der zweite Abschnitt hinreichend flexibel ist, um einen hohen
Biegegrad im Vergleich zu dem Biegegrad des ersten Abschnittes zu ermöglichen, und wobei der zweite Abschnitt
des schlauchförmigen Elementes einen inneren schlauchförmigen Wandteil besitzt, welcher aus einem reibungsmindernden
Material besteht, das den Reibungskoeffizienten zwischen der Oberfläche des inneren schlauchförmigen
Wandteiles und der Oberfläche des distalen Endes des Führungsdrahtes wesentlich reduziert, wenn die Oberfläche
des distalen Endes des Führungsdrahtes die Oberfläche des inneren schlauchförmigen Wandteiles berührt.
5. Katheter-Anordnung nach Anspruch 1 oder 3, bei der die innere schlauchförmige Wand aus einem Material besteht,
welches geeignet ist, den Reibungswiderstand zwischen der Oberfläche der inneren schlauchförmigen Wand und der
Oberfläche des distalen Endes des Führungsdrahtes zu minimieren.
6. Katheter-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die Verbindung des ersten Abschnittes (24) und des zweiten Abschnittes (26) des schlauchförmigen
Elementes (12) einen allmählichen Übergang von dem weniger flexiblen ersten Abschnitt zu dem flexibleren zweiten
Abschnitt darstellt.
7. Katheter-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die innere schlauchförmige Wand aus einem reibungsmindernden Material besteht.
8. Katheter-Anordnung nach Anspruch 7, bei der das reibungsmindernde
Material aus der Gruppe ausgewählt ist, zu der Graphit-Tetrafluorethylen und Fluor-Kohlenstoff-Polymere
gehören.
9. Katheter-Anordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
bei der die innere schlauchform!gen Wand so aufgebaut
ist, daß sie entweder eine geflochtene Hülse, eine Drahtwendel oder eine Vielzahl von gleichmäßigen Rippen, die in
einem Serpentinen-Muster angeordnet sind, aufweist.
10. Katheter-Anordnung für die Verwendung in Verbindung mit einem Führungsdraht (14) für den Zugang zu einem Zielort
in einem inneren Körpercfewebe von einem äußeren Körperort aus und entlang einer gekrümmten kleinen Gefäßbahn innerhalb
des Gewebes, wobei der Katheter aufweist: ein langgestrecktes schlauchförmiges Element (12), das ein
proximales und ein distales Ende besitzt, und ein Innenlumen, das sich zwischen diesen Enden erstreckt, wobei das
Innenlumen einen Durchmesser besitzt, welcher nicht größer als etwa 1,016 mm (40 Mil) ist, und das Element ein
relativ starres, proxima.les Segment und ein relativ flexibles, distales Segment von mindestens etwa 5 cm Länge
umfaßt, welches geeignet, ist, dem Draht entlang der gekrümmten Bahn zu folgen;
wobei das distale Segment ein flexibles, relativ leicht deformierbares polymeres, distales Schlauchsegment und
einen relativ schwer deformierbaren inneren Oberflächenteil
aufweist, welches von der Innenfläche des distalen Schlauchsegmentes getragen wird und dazu dient, einen
im wesentlichen ununterbrochenen Kontakt verminderter Reibung mit dem Führungsdraht zu gewährleisten, wenn das
distale Segment des Katheters über eine Schlinge oder einen gebogenen Bereich des Führungsdrahtes vorgeschoben
wird.
11. Katheter-Anordnung für den Zugang zu einem Zielort in einem inneren Körpergewebe entlang einer gekrümmten
kleinen Gefäßbahn innerhalb des Gewebes, wobei die Anordnung aufweist:
einen Führungsdraht (14), der ein proximales und ein
distales Ende und einen Drahtdurchmesser nicht größer als etwa 0,254 mm (10 Mil) besitzt,
einen Katheter, mit eineüti langgestreckten schlauchförmigen
Element (12), das ein proximales und ein distales Ende besitzt, und ein Innenlumen, das sich zwischen diesen
Enden erstreckt, mit einem Durchmesser, welcher nicht größer als etwa 1,016 mm (40 Mil) ist, wobei das Element
ein relativ starres proximales Segment und ein relativ flexibles distales Segment, mindestens etwa 5 cm Länge
umfaßt, welches geeignet ist, dem Draht entlang einer solchen gekrümmten Bahn zu folgen;
wobei das distale Segment ein flexibles, relativ leicht deformierbares, polymeres distales Schlauchsegment und
einen relativ schwer deformierbaren inneren Oberflächenteil aufweist, welches von der Innenfläche des distalen
Schlauchsegmentes getragen wird und dazu dient, einen im wesentlichen ununterbrochenen Kontakt verminderter
Reibung mit dem Führungsdraht zu gewährleisten, wenn das distale Segment des Katheters über eine Schlinge oder
einen gebogenen Bereich des Führungsdrahtes vorgeschoben wird.
12. Katheter-Anordnung für die Verwendung in Verbindung mit
einem Führungsdraht für den Zugang zu einem Zielort in einem inneren Körpergewebe von einem äußeren Körperort aus
entlang einer gekrümmten kleinen Gefäßbahn innerhalb des Gewebes, wobei der Katheter aufweist:
ein langgestrecktes schlauchförmiges Element (12), das ein
proximales und ein distales Ende besitzt, sowie ein Innenlumen, das sich zwischen diesen Enden erstreckt und
einen Durchmesser aufweist, welcher nicht größer als etwa 1,016 mm (40 Mil) ist, wobei das Element ein relativ
flexibles distales Segmentteil von mindestens etwa 5 cm
Länge umfaßt, welches geeignet ist, dem Draht entlang einer derart gekrümmten Bahn zu folgen, wobei das distale
Segmentteil aufweist:
(i) einen flexiblen äußeren Polymerschlauch, und (ii) einen flexiblen Oberflächenteil, der in der Innenoberfläche
des äußeren Polymerschlauches eingebettet ist und eine Oberfläche aufweist, die aus voneinander getrennten,
relativ schwer deformierbaren Oberflächenbereichen besteht, die so angebracht sind, daß ein ununterbrochener
Oberflächenkontakt mit dem Führungsdraht gewährleistet ist, wenn das distale Segment des Katheters über einen
verschlungenen oder gebogenen Bereich des Führungsdrahtes vorgeschoben wird, was es gestattet, das distale Segment
durch eine fernbediente axiale Kraft über einen verschlungenen Führungsdraht mit glatter Oberfläche vorzuschieben,
dessen Schlingendurchmesser wesentlich geringer ist als die kleinste Schlinge, über die ein flexibler Polymerschlauch
mit glatter innerer Wandoberfläche durch die fernbediente axiale Kraft vorgeschoben werden kann.
13. Katheter-Anordnung für den Zugang zu einem Zielort in einem inneren Körpergewebe entlang einer gekrümmten
kleinen Gefäßbahn innerhalb des Gewebes, wobei die Anordnung aufweist:
einem Führungsdraht (14), der ein proximales und ein distales Ende und einen Drahtdurchmesser nicht größer als
etwa 0,762 mm (30 Mil) besitzt, und einen Katheter, der ein schlauchförmiges Element (12)
aufweist, das ein proximales und ein distales Ende besitzt, sowie ein Innenlumen, das sich zwischen diesen
Enden erstreckt, wobei das Innenlumen einen Durchmesser besitzt, welcher nicht größer als etwa 1,016 mm (40 Mil)
ist, wobei das Element ein relativ flexibles distales Segmentteil von mindestens etwa 5 cm Länge umfaßt, welches
geeignet ist, dem Draht entlang einer derart gekrümmten Bahn zu folgen, wobei das distale Segmentteil aufweist:
(i) einen flexiblen äußeren Polymerschlauch, und (ii) einen flexiblen Oberflächenteil, der in der
Innenoberfläche des äußeren Polymerschlauches eingebettet ist und eine Oberfläche mit niedriger Reibung aufweist,
die aus voneinander getrennten relativ schwer deformierbaren Oberflächenbereicheri besteht, die so angeordnet sind,
daß ein ununterbrochener Oberflächenkontakt mit dem Führungsdraht gewährleistet ist, wenn das distale Segment
des Katheters über einen verschlungenen oder gebogenen Bereich des Führungsdrahtes vorgeschoben wird, was es
gestattet, das distale Segment durch eine fernbediente axiale Kraft über einen verschlungenen Führungsdraht
gleitfähiger Oberfläche vorzuschieben, dessen Schiingendurchmesser wesentlich cferinger ist als die kleinste
Schlinge, über die ein flexibler Polymerschlauch mit einer glatten innere Wandoberfläche durch die fernbediente
axiale Kraft vorgeschoben werden kann.
14. Katheter-Anordnung nach Anspruch 10 oder 11, bei der das distale Endsegment aus einem Polyethylen niedriger Dichte
besteht.
15. Katheter-Anordnung nach den Ansprüchen 10, 11 oder 14, bei
welcher der Oberflächenteil eine Hülse enthält, die aus gewickelten Fasern mit harter Oberfläche gebildet ist.
16. Katheter-Anordnung nach Anspruch 15, bei der die Hülse
eine geflochtene Hülse oder Drahtwendel darstellt.
17. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10, 11, 14, 15 oder 16, bei welcher der distale Segmentschlauch darüber
hinaus eine distale Verlängerung besitzt, die aus einem flexiblen, relativ leicht deformierbaren Polymerschlauch
besteht, welcher keine Hülse besitzt.
18. Katheter-Anordnung nach Anspruch 15, 16 oder 17, bei welcher der Oberflächenteil ein Array aus im wesentlichen
schwer deformierbaren Partikeln mit glatter Oberfläche
aufweist, das von der Innenwand des distalen Schlauchsegmentes getragen wird.
19. Katheter-Anordnung nach Anspruch 18, bei der die Partikel
Kohlenstoffpartikel darstellen, die mit einem Kleber an
der Innenwand des distalen Schlauchsegmentes angebracht sind.
20. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10, 11 oder 14
bis 19, bei welcher der Oberflächenteil eine dünnwandige Verlängerung des proximalen Segmentes besitzt, das eine
innere koaxiale Auskleidung des distalen Endsegmentes bildet.
21. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 20, bei welcher das proximale Segment aus einem Polymer hergestellt
ist, das aus einer aus hochdichtem Polyethylen, Teflon, Polypropylen und Polyurthan bestehenden Gruppe
ausgewählt ist, und das distale Segment, das die innere koaxiale Auskleidung umgibt, aus einem Polyethylen niedriger
Dichte hergestellt ist.
22. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 21, bei welcher der Oberflächenteil eine chemisch gehärtete
Polymeroberflächenschicht aufweist, die durch Vernetzung der inneren Wandoberfläche des distalen Endsegmentes
erzeugt worden ist.
23. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 9, 16 bis 22, bei welcher die geflochtene Hülse oder die Drahtwendel aus
einem reibungsmindernden Material besteht.
24. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 9, 16 bis 23, bei welcher die Fasern für die geflochtene Hülse aus einem
Material bestehen, das aus der Gruppe: Platin, Acryl, Nylon und Kevlar ausgewählt ist.
25. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 9 und 16 bis 24, bei welcher sich die Steigung des Geflechtes zum
distalen Ende des Katheters hin verringert, um eine größere Flexibilität am distalen Katheterende zu erreichen.
26. Katheter-Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher
der flexible Oberflächenteil eine Drahtwendel darstellt, die einen Innendurchmesser zwischen etwa 0,203 bis 0,762
mm (8 - 30 Mil) besitzt.
27. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 9 und 16 bis 26 bei der die Drahtwendel Windungen aufweist, die einen
vorgegebenen Durchmesser besitzen, und der Zwischenraum zwischen den angrenzenden Wendelwindungen etwa 30 % - 70 %
des vorgegebenen Windungsdurchmessers beträgt.
28. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 9 und 16 bis 27, bei der die Drahtwendel aus Platin, Wolfram, Gold oder
Legierungen dieser Metalle hergestellt ist.
29. Katheter-Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher der flexible Oberflächenteil eine Reihe von axial voneinander
getrennten Ringen aufweist, die in der Innenoberfläche des äußeren Polymerschlauches eingebettet sind, wobei
die Ringe relativ schwer deformierbare Oberflächen besitzen.
30. Katheter-Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, bei welcher der flexible Oberflächenteil ein Array von relativ schwer
deformierbaren Partikeln enthält, die partiell im Innern des Oberflächenbereiches des äußeren Polymerschlauches
eingebettet sind.
31. Katheter-Anordnung nach Anspruch 12 oder 13, bei der das schlauchförmige Element ferner einen proximalen Segmentteil
enthält, der sich zwischen dem proximalen Ende und
dem distalen Segmentteil erstreckt, wobei der proximale Segmentteil langer und steifer als der distale Segmentteil
ist.
32. Katheter-Anordnung nach Anspruch 31, bei welcher der proximale Segmentteil einen koaxialen inneren und äußeren
Schlauch aufweist, von denen einer relativ steif und der andere relativ flexibel ist, und der äußere Polymerschlauch
in den distalen Segmentteil eine distale Verlängerung des relativ flexiblen Schlauches darstellt.
33. Katheter-Anordnung nach Anspruch 32, bei welcher der relativ flexible Schlauch der äußere der beiden koaxialen
Schläuche ist, der Oberflächenteil eine flexible Drahtwendel darstellt, die Wendel ein proximales Ende besitzt,
welches von dem distalen Ende des Innenschlauches aufgenommen wird, und der Rest der Wendel in dem äußeren
distalen Endteil des flexibleren Schlauches eingehüllt ist, welcher den flexiblen äußeren Polymerschlauch bildet.
34. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 22 und 26 bis 33, bei welcher der distale Segmentteil über eine
Führungsdraht-Schlinge, die einen Durchmesser von 2 mm besitzt, vorgeschoben werden kann.
35. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 22 und 26 bis 34, bei welcher der flexible Oberflächenteil eine
eng gewickelte spiralförmige Drahtwendel darstellt, die einen Innendurchmesser von etwa 0,203 bis 0,762 mm (8-30
Mil) besitzt.
36. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 16 bis 22 und 26 bis 35, bei welcher der Führungsdraht einen distalen
Endbereich besitzt, welcher von einer Drahtwendel umhüllt ist, sowie einen glattwandigen Zwischenbereich, der an den
distalen Endbereich angrenzt und sich während des
Vorganges der Katheter-Plazierung in Kontakt mit dem distalen Endsegmentteil im Katheter befindet.
37. Katheter-Anordnung nach Anspruch 36, bei welcher der
glattwandige Zwischenabschnitt eine Außenoberfläche besitzt, die aus einem gleitfähigen Polymermaterial
hergestellt wird.
38. Katheter-Anordnung nach einem der Ansprüche 10 bis 22, oder 31, bei welcher der Innendurchmesser des distalen
Segmentteils etwa 0,0508 bis 0,1778 mm (2 - 7 Mil) größer ist als der Durchmesser des glattwandigen Zwischenabschnittes
des Drahtes.
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