JP2001526926A

JP2001526926A - 血管過形成を抑制するための方法およびシステム

Info

Publication number: JP2001526926A
Application number: JP2000526156A
Authority: JP
Inventors: アクセルエフ．ブリスケン，
Original assignee: ファーマソニックス，インコーポレイテッド
Priority date: 1997-12-31
Filing date: 1998-12-30
Publication date: 2001-12-25
Also published as: EP1043949A2; WO1999033391A3; US20030060737A1; US6210393B1; WO1999033391A2; US6494874B1; US6503243B1; AU2209599A

Abstract

(57)【要約】動脈内の、介入後の新内膜過形成が、超音波エネルギーの付与によって処置される。通常は、インターフェース面（１８）を有する血管内カテーテル（１０）が、以前に処置されたことのある動脈内の標的部位に配置される。このインターフェース面は振動によって活性化され、新内膜層での平滑筋細胞増殖を抑制する様式で、動脈壁にエネルギーを付与する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】（発明の背景）１．（発明の分野）本発明は、概して医療装置および方法に関する。さらに詳細に本発明は、血管
形成術、ステント処理、またはアテローム硬化性疾患を処置するための他の血管
内手順に続く、動脈内における新内膜（ｎｅｏｉｎｔｉｍａｌ）の再形成を抑制
するための方法および装置に関する。

【０００２】多くの経皮の血管内手順は、患者の血管におけるアテローム硬化性疾患を処置
するために開発されてきた。これら処置の中で最も成功した処置は、経皮経管動
脈形成術（ＰＴＡ）であり、ＰＴＡは拡張可能な遠位端を有するカテーテルを、
通常膨張可能なバルーンの形態で、血管における狭窄領域を、その狭窄を越えて
適切な血流を回復するように拡張するために使用する。狭窄領域を開くための他
の手順は、直接的なアテレクトミー、回転アテレクトミー、レーザ血管形成術、
ステント等を含む。これらの手順、特にＰＴＡに引き続くステント処理は、広く
受け入れられているが、続いて発生する再狭窄を受け続ける。

【０００３】再狭窄は、初期の成功した血管形成術または他の初期処置に続く数週間または
数ヶ月内での動脈の再狭小化のことをいう。再狭窄は、全血管形成術患者の５０
％までを苦しめ、初期処置によって引き起こされる損傷に応じて血管の平滑筋細
胞増殖から少なくとも部分的に生じ、一般的に「新内膜の再形成」と呼ばれる。
著しい再狭窄が発生する血管は、さらなる処置を要する。

【０００４】多くのストラテジーが再狭窄を減少させるために提案されてきた。そのような
ストラテジーは、延長したバルーンの膨張と、加熱したバルーンを用いる血管の
処置と、電離放射線を用いる血管の処置、初期処置に続く抗血栓薬の投与、初期
処置に続くこの領域のステント処理等、を含む。異なるレベルで成功する場合、
これらの手順は、全再狭窄の発生の処置に成功することが全く証明されていない
。

【０００５】本発明の特定の関心の、血管形成術に続いて放射性同位体からの電離放射線の
適用は、再形成の抑制に大きな可能性を示す。その大きな可能性にもかかわらず
、血管内放射の使用は、多くの証明され、疑われた欠乏症を罹患する。そのよう
な電離放射線処置は、内皮層の治癒を促進するようではなく、その内皮層は新内
膜層の上、特に処置した動脈のステント処理した領域の上に形成する。その放射
は、動脈壁の内側領域に対しても有害であり得、患者を長期間危険にさらす。実
用レベルに関して、放射性同位体の取り扱いおよび配置する必要性が問題であり
、患者および患者を処置する個人の両者に対してある危険が存在する。非常に短
い半減期を有する同位体の使用は、これらの問題を多少減少させるが、そのよう
な同位体を使用するカテーテルおよび装置の製造および在庫維持は、非常に短い
有効期間のため困難である。非常に短い半減期を有する同位体を使用するための
目的達成期間は、かなり限定されることが理解される。

【０００６】血管に関する再狭窄を処置するための超音波エネルギーの使用は、米国特許第
５，８３６，８９６号において提案されている。特にその特許は、多量の超音波
エネルギーが、平滑筋細胞の生存度、移動、および付着を減少するために血管に
送達され得ることを教示する。超音波エネルギーは、平滑筋細胞内のキャビテー
ションを引き起こす条件下で送達される。好適な操作パラメータは、低周波数（
１５ｋＨｚから２５０ｋＨｚまで）であり、意図したキャビテーションを引き起
こし得る高エネルギーである。特定の実施例において、長手方向の振動伝達ワイ
ヤを使用し、まず動脈を再疎通させ、引き続いて血管内膜を照射し、平滑筋細胞
の移動、生存度、および付着を抑制することが記述される。ポジティブな結果が
報告されたが、再疎通後治療法が、観測された開通性が原因であるかどうかを確
認するためのコントロールは存在しない。

【０００７】これらの原因のために、血管形成術、ステント処理、および他の再疎通処置に
続く、動脈における内膜再形成の処置のための代替方法および装置を提供するこ
とが望ましい。動脈壁への振動エネルギーの適用のための方法および装置を提供
することが特に望ましく、ここで、このエネルギーは、少なくとも部分的に新内
膜層の血管平滑筋細胞の過剰な細胞増殖を抑制し、その新内膜層は、第１処置に
続いて形成し、結果的に再形成、および引き続いて血管の再狭窄を引き起こし得
る。エネルギー源は、血管内、インサイチュで発生し、患者を曝すことおよび職
員に著しい危険を与えることなく容易に作動および停止し得る型式であることが
なおより望ましい。その方法を実行するために意図された装置は、好適には経皮
血管内アクセスを介する血管導入に適している。さらに、本質的に細胞の生存度
または細胞の移動可能性を減少させることなく、動脈損傷に引き続く新内膜層に
おける血管平滑筋細胞の過増殖を抑制するための方法を提供することは望ましい
。処置される動脈壁の実質的なキャビテーションを誘導するか、または実質的な
熱を発生することなく、新内膜の再形成の抑制のための超音波および他の振動治
療を提供することは、なおさらに望ましい。そのような処置は、望ましくは、動
脈壁の治癒および再内皮化（ｒｅ−ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）を
促進する。これら目的の少なくともいくつかは以下に記載された本発明によって
満たされる。

【０００８】２．（背景技術の説明）放射性同位体に曝露することによる再形成の血管内抑制は、米国特許第５，６
１６，１１４号、第５，３０２，１６８号、第５，１９９，９３９号、および第
５，０５９，１６６号を含む多くの特許および刊行物に記載される。超音波エネ
ルギーの治療学的適用は、米国特許第５，３６２，３０９号、第５，３１８，０
１４号、第５，３１５，９９８号、ＷＯ９８／４８７１１などを含む多くの特許
および刊行物に記載される。

【０００９】キャビテーション機構を介する血管内平滑筋細胞の移動、生存度、および付着
を減少することによって再狭窄を抑制するための血管内超音波の適用は、米国特
許第５，８３６，８９６号に示される。しかし血管平滑筋細胞移動は、動脈損傷
後、新内膜再形成に有意に貢献しないことを示す。Ｂｅｎｄｅｃｋら（１９９６
）によるＣｉｒｃ．Ｒｅｓ．７８：３８〜４３を参照のこと。血管平滑筋細胞増
殖、移動、および付着は、超音波に誘導されたキャビテーションに応じて細胞培
養において減少することが示されている。Ａｌｔｅｒら（１９９８）２４：７１
１〜７２１。Ｒｏｓｅｎｃｈｅｉｎら（１９９０）ＪＡＣＣ１５：７１１〜７１
７およびＳｉｅｇｅｌら（１９９１）Ｊ．ＩｎｖａｓｉｖｅＣａｒｄｉｏｌ．
３：１３５（これらはキャビテーション機構を介する血栓溶解を記載する）も
また参照のこと。

【００１０】エアバックした（ａｉｒ−ｂａｃｋｅｄ）変換器を使用する組織切除のために
意図された高周波数超音波カテーテルは、Ｈｅら（１９９５）Ｅｕｒ．Ｈｅａｒ
ｔＪ．１６：９６１〜９６６に記載される。インビトロで維持される哺乳動物
細胞系の細胞溶解は、Ｋａｕｆｍａｎら（１９７７）ＵｌｔｒａｓｏｕｎｄＭ
ｅｄ．Ｂｉｏｌ．３：２１〜２５に記載される。本発明による少なくともある
方法を実施するために適したカテーテルは、同時係属出願０８／５６５，５７５
；０８／５６６／７４０；０８／５６６／７３９；０８／７０８／５８９；０８
／８６７／００７、および０９／（代理人事件番号１７１４８−００１４
００）（１９９８年１２月３０日に出願され、本発明の譲受人に譲渡された）に
記載され、それらの全開示内容は本明細書で参考として援用される。

【００１１】（発明の要旨）本発明は、新内膜過形成（ｎｅｏｉｎｔｉｍａｌｈｙｐｅｒｐｌａｓｉａ）
から閉塞を受ける、冠状動脈または他の血管内の、標的部位の処置を提供する。
「新内膜過形成」とは、過剰の細胞増殖が血管内の標的部位で生ることを意味し
、通常、一次閉塞を広げるまたは膨らみをなくす（ｄｅ−ｂｕｌｋｉｎｇ）ため
の、血管形成術、じゅく腫切除術、ステント処理（ｓｔｅｎｔｉｎｇ）、または
他の従来の血管内処置による、一次閉塞の処置の結果である。このような一次処
置は、しばしば、血管をライニングする細胞を、細胞外基質の分泌および血管を
ライニングする平滑筋細胞（これは一緒になって動脈壁をライニングする新内膜
層を構築する）の過剰な増殖によって特徴付けられる、外傷応答という結果とな
るような方法で損傷する。

【００１２】本発明に従った処置は、過形成の危険にある動脈内の標的部位を、平滑筋細胞
（動脈壁の新内膜層内にある）の過形成を阻害するのに十分な時間、あるメカニ
カルインデックス（ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｉｎｄｅｘ）で振動エネルギーに曝
すことによって、影響を受ける。驚いたことに、振動エネルギー（メカニカルイ
ンデックスによって測定されるような）の強度および処置の持続期間（経過処置
時間、デューティサイクル、およびパルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）によって測
定されるような）は、周囲組織または動脈内構造に対する著しいダメージなしに
動脈において高い有効な過形成阻害を提供するために選択され得ることが見出さ
れた。特に、新内膜過形成の危険にある動脈の標的部位を、メカニカルインデッ
クス（０．１〜５０、好ましくは０．２〜１０、そしてより好ましくは０．５〜
５の範囲のメカニカルインデックス）を有する振動エネルギーに、処置時間（１
０秒〜１０００秒、好ましくは３０秒〜５００秒、そしてより好ましくは６０秒
〜３００秒の範囲）曝すことによって、動脈の新内膜層にある血管の平滑筋細胞
の増殖は、７日後、少なくとも２％（未処理のコントロールと比較して）、しば
しば少なくとも４％、そして時々６％以上減少され得る。２８日後の過形成量の
得られた減少は、典型的には、少なくとも１０％、通常は少なくとも２０％、そ
して好ましくは少なくとも３０％である。このような阻害は、平滑筋細胞の有意
な壊死なしで達成され得る。壊死に頼る過形成阻害の先行方法は、新内膜層（こ
れは層の迅速なおよび／または正常の治癒を妨げる）、中膜層ならびに他の大動
脈組織および構造体を損傷する実質的な危険を示す。本発明の方法は、好ましく
は、処置領域内または近接の、平滑筋細胞または他の細胞内で、キャビテーショ
ンが生じることがほとんどない条件下で実施される。キャビテーションの開始は
、大部分が、振動エネルギーの出力およびメカニカルインデックスによって支配
されるが、キャビテーション核（ｎｕｃｌｅｉｉ）（例えばガスミクロバブル（
ｍｉｃｒｏｂｕｂｂｌｅ））の存在はまた、キャビテーションに寄与する。した
がって、本発明の方法は、誘起されたミクロバブルおよび／または他のキャビテ
ーション核の非存在下で、実施されるのが好ましい。しかし、本発明の処置条件
は、新内膜層への平滑筋細胞の移動の阻害がほとんどないか全くないという結果
をもたらす。代わりに、この移動は一般的に正常であるが、移動した細胞は、新
内膜の形成に関連する増殖性表現型よりはむしろ静止性表現型を有する。増殖性
表現型において、血管の平滑筋細胞は、迅速に分裂し、そして過形成の原因であ
る新内膜層の容量のほとんどからなる細胞外基質を排出する。静止性平滑筋細胞
は、迅速に分裂せず、細胞外基質の有意な量を分泌せず、そして新内膜層上の無
傷の内皮層の治癒および再形成を促進する。さらに、処置のデューティサイクル
およびパルス繰り返し周波数は、温度が１０℃未満、好ましくは５℃未満、そし
てさらに好ましくは２℃未満上昇するように、新内膜層内の加熱を制限するよう
に選択される。このような制限された温度上昇は、さらに、迅速な方法で新内膜
層の治癒および再内皮形成（ｅｎｄｏｔｈｅｌｉａｌｉｚａｔｉｏｎ）を増強す
るように処置された細胞の生存度および正常を保証する。

【００１３】したがって、本発明は、多数の関連する処置および治療を提供し得る。広い意
味では、本発明の方法は、新内膜の過形成の程度を制限しそして新内膜層上の内
皮層の迅速なかつ完全な治癒を促進するために、過形成の危険にある任意の動脈
外傷を実質的に処置するために使用され得る。さらに、本発明の方法は、狭窄の
動脈疾患に対する処置方法の一部として実施され得、ここで、振動エネルギーは
、一次再疎通技術（典型的には、バルーン血管形成、じゅく腫切除術、レーザー
血管形成など）と組み合わせて利用される。このような処置において、振動エネ
ルギーは、逐次的に、同時に、または逐次および同時の両方で適用され得る。例
えば、バルーン血管形成の場合、振動変換器は、動脈拡張の間および後に振動エ
ネルギーを適用するために、血管形成バルーン内に配置され得る。さらに、本発
明は、ステント配置と組み合わせての特定の使用を見出す。ステントの使用は、
それ自体、血管形成または他の一次再疎通処置に続く再狭窄を防止するための、
第２の処置である。ステントは急激な再閉塞および遅い負の再構築において非常
に有効であるが、それらは、一般的に、新内膜の過形成を阻害することにおいて
ほとんど有効でない。実際、血管形成に続くステントの配置は、少なくともいく
つかの場合において、血管形成のみと比較すると、新内膜の過形成を促進する。
したがって、ステント配置の前か直後に、本発明の方法に従って振動エネルギー
を適用することによって、ステントの長期の開存性が一般的に改善され得る。し
かし、ステントが、その共鳴振動数（ｒｅｓｏｎａｎｔｆｒｅｑｕｅｎｃｙ）
において、振動エネルギーの送達より優れている方法で、振動エネルギーを増強
しそして／または動脈壁へ配給するように操作され得るように、振動エネルギー
の周波数およびステントの共鳴特性の両方を選択することは、いくつかの場合に
おいて望ましくあり得る。

【００１４】メカニカルインデックスおよび処置の持続期間は、最も重要な処置ペリメータ
（ｔｒｅａｔｍｅｎｔｐｅｒｉｍｅｔｅｒ）である。メカニカルインデックス
（ＭＩ）は、生成される振動エネルギーの強度および周波数の両方の関数であり
、そして周波数（ｆ）（メガヘルツで表される）の平方根で割った、ピーク希薄
の圧力（Ｐ）（メガパスカルで表される）として定義される：

【００１５】

【数１】処置の持続時間は、その間振動エネルギーが動脈壁へ適用される実際の時間とし
て定義される。したがって、持続時間は、全経過処置時間（すなわち処置の開始
と終了との間の秒差）；バースト（ｂｕｒｓｔ）長さ（すなわち振動エネルギー
の単一バーストについての時間の長さ）；およびパルス繰返し周波数（ＰＲＦ）
の関数である。通常、振動エネルギーは、非励起またはエネルギー出力の比較的
長い周期で分散された高い強度（出力）の短いバーストで適用される。短いエネ
ルギーバーストの間隔の利点は、熱が散逸し得、そして減少した温度を操作する
ということである。

【００１６】それぞれのこれらのペリメータについての広範な、好ましい、そして例示的な
値が、以下の表に説明される。

【００１７】

【表１】振動エネルギーは、血管内カテーテル（これは、その上、通常はその遠位末端
に界面を有する）を使用して血管内で適用される超音波エネルギーである。この
界面が、処置される標的領域の近位に位置するように、カテーテルは血管内に導
入される。

【００１８】好ましくは、超音波または他の振動エネルギーは、界面から動脈壁内の標的部
位または領域へ放射状に外に向けて方向付けられる。「放射状に外に向けて」と
は、振動エネルギーの圧縮波前面が、一般的に通常なまたは垂直の様式で動脈壁
へ入るように、それらが放射状に外に向いた方向で伝わることを意味する。振動
エネルギーの任意の実質的な部分が軸成分を有するように、振動エネルギーを方
向付けることは、一般的に好ましくない。

【００１９】ほとんどの場合、振動エネルギーが、動脈壁の全抹消部分または切片（ｓｅｃ
ｔｉｏｎ）にわたって分配されることは望ましい。このような末梢部分は、通常
、一般的に円形断面（これは、血管形成術、ステント処理、または他の再疎通処
置後の、動脈壁のジオメトリによって規定される）および処置された動脈壁の少
なくとも長さを覆う長さを有する管状である。末梢的にそして長手軸方向に均一
な方法で、振動エネルギーを分配することは最も好ましいくあり得るが、完全な
均一性は必要ないと考える。特に、エネルギーの動脈壁の外周にわたる不均一な
末梢分配が、少なくとも壁の大部分が処置される限りは、使用されると考える。

【００２０】振動力（ｖｉｂｒａｔｏｒｙｆｏｒｃｅ）が末梢的におよび／または長手軸
方向に間隔を隔てられる時でさえ、振動エネルギーの効果的な分配は、動血管腔
の外周壁における超音波の吸収および反射から生じる照射圧力によって一様にさ
れ、したがって、この管腔の壁の張力がその外周の周りと等しくなる傾向がある
という事実に起因する均一な効果をもたらす。よって、非均一な阻害効果は、超
音波の強度にいくらか改変がある場合（本明細書中後述される非等方性デバイス
の場合においてのように）でさえ、生じ得る。これは、この管腔の外周の周りの
張力が接線力が存在しないときと等しいという事実に起因する。

【００２１】通常、界面は、超音波変換器（これはまたカテーテルの遠位先端部にまたは近
くに配置される）によって、直接的または間接的にエネルギーを与えられる。直
接的とは、この面が変換器の一部であるということを意味する。間接的とは、変
換器が、結合（本明細書中以下で記載されるような共鳴結合のような）を介して
この面に連結されるということを意味する。あるいは、エネルギー伝達要素は、
外部から生じる超音波エネルギーをカテーテルへ、遠位先端部に近い界面へ伝達
するために提供され得る。さらなる代替として、一般的には好ましくないが、超
音波エネルギーは、外部から生じ得、そして患者の皮膚を介して（すなわちカテ
ーテルまたは他の経皮的に導入されたデバイスを使用しないで）焦点を合わせる
ことによって、標的領域に伝達され得る。このような技術は、一般的に高強度焦
点超音波（ｈｉｇｈｉｎｔｅｎｓｉｔｙｆｏｃｕｓｅｄｕｌｔｒａｓｏｕ
ｎｄ）（ＨＩＦＵ）のことであり、そして本明細書中および医学文献に詳しく記
載される。

【００２２】血管間に配置された界面を利用する場合、この面は、この壁への超音波エネル
ギーの直接的伝達を効果的にするために、標的部位内の血管壁の全部または一部
に直接接触し得る。あるいは、界面は、血管壁から放射状に間隔を隔られ得、こ
こで超音波エネルギーは、界面と壁との間に配置される液体媒体を介して伝達さ
れる。場合によっては、液体媒体は、例えば、血液であり、ここで界面は、血流
が通過するのを可能にする伸張性ケージまたは他のセンター構造体内に存在する
。他の場合、液体媒体は別の流体であり得、バルーン（これは変換器を囲む）内
に収納され、そして／または軸方向に間隔を隔てられたバルーン（これは代替の
流体を保持する）間に収納されるかのいずれかである。適切な超音波伝導性流体
には、生理食塩水、造影剤などが挙げられる。場合によっては、界面を取り囲む
媒体には、薬剤、核酸、または血管壁に壁内に送達されることを意図される他の
物質が挙げられる。特に、細胞増殖および過形成を同時に直接阻害する間、血管
内のカテーテルを使用する核酸の送達は、同時係属出願中の出願番号６０／０７
０，０７３（代理人整理番号１７１４８−００１２０）に記載され、これは本出
願の代理人に譲渡され、本出願と同日に出願され、この全開示は本明細書中で参
考として援用される。

【００２３】界面の超音波または他の振動励起は、種々の従来の方法で達成され得る。この
界面は、圧電性の、磁気ひずみの、またはカテーテルを取り囲む環境に直接曝さ
れた他の変換器の、曝された界面であり得る。あるいは、変換器は、個々の面（
これは変換器によって、必要に応じて共鳴結合を介して、操作される）へ機械的
に結合されてもよいし、流体的に結合されてもよく、これは同時係属出願中の出
願番号０８／５６５，５７５；同０８／５６６，７４０；同０８／５６６，７３
９；同０８／７０８，５８９；同０８／８６７，００７；および０８／（
代理人事件番号１７１４８−００１４００）に記載され、この全開示は既に本明
細書中で参考として援用された。好ましくは、界面は、周辺流体へおよび／また
は直接組織へ放射波（ｒａｄｉａｌｗａｖｅ）を放射するために、ほぼ放射状
方向で振動され得る。あるいは、界面は、実質的に軸方向で振動され得、この場
合、軸波（ａｘｉａｌｗａｖｅ）は、周辺環境へおよび／または直接に血管壁
へ伝導され得る。

【００２４】本発明の方法はさらに、血管を広げるか再疎通させるために血管内の閉塞の１
次処置を包含する。適切な１次処置には、血管形成、アテレクトミー、ステント
処理、レーザー血管形成、熱的血管形成などが挙げられる。この１次処置に続い
て、この処置部位は、上記に概説したような超音波振動エネルギーに曝露され得
る。

【００２５】しかしながら、通常、本発明のさらなる部分として再疎通部位の中にステント
を置くことが望まれる。振動エネルギーは、ステントの移植前、ステントの移植
中、またはステント移植に続いて適用され得る。

【００２６】本発明はさらに、血管内過形成がエネルギーの適用（例えば、放射性同位元素
、Ｘ線源などからの放射線の適用）により阻害される種類の改良方法を提供する
。本明細書のこの改良点は、他のエネルギー源の代わりに血管壁への超音波エネ
ルギーの適用を包含する。

【００２７】本発明はなおさらに、インターフェース面を有するカテーテルおよびこのカテ
ーテルに接続可能な電源を含有するシステムを備える。この電源は、上記に示し
た任意の方法に従ってインターフェース面にエネルギーを与えるよう適合される
。

【００２８】本発明はなおさらに、インターフェース面を有するカテーテルを含むキットを
備える。このキットはさらに、上記に示した任意の方法に従った使用説明書を備
える。必要に応じて、このキットはなおさらに、従来のパッケージ（例えば、ポ
ーチ、トレー、箱、管など）を備える。この説明書は、別個にプリントしたシー
トに供給され得るか（使用のための説明を示すパーッケージインサート）、また
はパーケージ上の全体または一部にプリントされ得る。種々の他のキット成分（
例えば、カテーテルを通して血管内に送達される薬剤）がまた提供され得る。通
常、このシステムの成分の少なくともいくつかは、パッケージ内に無菌的に維持
される。

【００２９】（特定の実施態様の説明）図１Ａは、健康な動脈（例えば、冠状動脈、内頚動脈、大腿動脈）または動脈
硬化症に罹患している種類の動脈の断面図である。この動脈構造は、動脈内腔Ｌ
を取り囲む多数の薄膜（ｌａｍｉｎａ）を含有し、最も外側の外膜層Ａを含む。
この外膜層のすぐ内側が外部弾性板ＥＥＬであり、これは次に、中膜層Ｍを取り
囲む。中膜層の内側は、内部弾性板ＩＥＬであり、そして内部弾性板の内側が内
膜層Ｉである。内皮層Ｅは内膜層の内側をライニングし、そして、この内膜層お
よび内皮層は、図１Ａに示したように健康な動脈では通常比較的薄い。

【００３０】図１Ｂは、アテローム性動脈硬化症に罹患している動脈を示し、これは動脈硬
化症の最も重要な形態である。アテローム性動脈硬化症の初期段階では、動脈の
内膜層は、アテロームまたはアテローム斑と呼ばれる沈着物と共に肥厚する。こ
の動脈壁は、拡大して内腔の断面積の損失を減少することにより埋め合わせをす
る。この内膜層が有意に肥厚すると、動脈壁はもはや埋め合わせできず、内腔の
面積は減少し、最悪の場合には完全な閉塞となる。この内腔が部分的に開いてい
る場合でさえ、この動脈は、完全閉塞、あるいは塞栓または健康な動脈には影響
しない他のエベントにより引き起こされる動脈攣縮の有意なリスク下にある。

【００３１】アテローム性動脈硬化は、上記の背景の項に記載した多数の技術により処置さ
れ得る。本発明は、第一に血管内再疎通技術（例えば、バルーン血管形成、レー
ザー血管形成、じゅく腫切除術など）に関する。特に問題のバルーン血管形成に
続いてしばしば、図１Ｃに示したようなステントＳが配置される。バルーン血管
形成は動脈内腔を広げるには非常に有効であるが、突然の再狭窄および長期の再
狭窄の両方とも（すなわち、動脈内腔の再閉鎖）にかかりやすい。ステントの使
用は突然の閉鎖および負のリモデリング（両方とも短期イベント）の予防では非
常に有効であるが、長期の再狭窄（例えば、図１Ｄに示したような内膜過形成に
よるもの）の予防にはあまり有効でないことが見出された。内膜過形成は、１次
再疎通技術（特に、バルーン血管形成およびステント配置）により引き起こされ
る動脈組織障害の結果として起こると現在考えられている。障害は、内膜層およ
び中膜層の両方に起こり、そして新内膜（ｎｅｏｉｎｔｉｍａ）中の血管平滑筋
細胞の過剰増殖により特徴付けられる過大なまたは過剰の治癒応答を引き起こし
得、次いで細胞外マトリクスが分泌されて内膜過形成を起こし、その結果、動脈
の再狭窄がしばしば起こり得る。この機構は複雑であるが、過形成は、休止期の
収縮性フェノタイプから増殖性フェノタイプへの平滑筋細胞の形質変換の結果と
して少なくとも部分的に起こると考えられる。このような形質転換の結果起こり
得る平滑筋細胞の増殖は、内膜処置後、約７日でピークとなり、何週間ものあい
だ続き得る。これに続くこの増殖性平滑筋細胞からの細胞外マトリクスの分泌は
過形成を生成し、この過形成は、図１Ｄに示したように、初期障害に続いて約２
８日で有意となる。非処置の場合、このような分泌は、２８日の期間後も良く続
き得る。

【００３２】本発明は振動エネルギー、特に上記に記載した特徴を有する超音波エネルギー
を利用して再疎通により引き起こされる血管障害の治癒を促進し、そして内膜過
形成、特に血管平滑筋細胞の過剰増殖と関連した過形成を抑制する。本発明によ
り提供されるこの治癒応答は現在、多数の有益な治療効果（治癒した新内膜上の
形態学的に正常な内皮層の急速な形成を含む）を提供すると考えられている。さ
らに、この治癒応答は、好ましくは細胞外マトリクス形成の減少、壁内のフィブ
リン沈着物の減少、および慢性炎症性応答の減少と関連する。このような有益な
応答は、血管平滑筋細胞増殖の減少と共に、本発明の処置方法の結果として観察
される新内膜過形成の減少の原因であると考えられる。

【００３３】この新内膜過形成の減少の原因となる厳密な機構にも係わらず、本発明の方法
は、図１Ｄに示した非処置コントロールと比較して、図１Ｅに示したように実質
的に減少した厚さを有する治癒した新内膜層ＮＩを提供し得る。この新内膜層の
平均断面積の減少は通常、少なくとも１０％、好ましくは少なくとも２０％であ
り、そしてしばしば少なくとも３０％以上である。この新内膜層の改善された治
癒は、内皮細胞および休止期平滑筋細胞により大部分が形成される内皮下層によ
る、実質的に完全な新内膜の被覆（ｃｏｖｅｒａｇｅ）となる。このような治癒
の助けは、動脈壁が血栓症にかかりにくく、そして非処置動脈および他の技術（
例えば、イオン化放射）で処置された動脈の場合は再狭窄となることを保証する
。

【００３４】本発明に従った方法を実施するのに適切な例示的カテーテル１０は、図２Ａお
よび２Ｂに示される。カテーテル１０は、近位端１４および遠位端１６を有する
カテーテル本体１２を備える。超音波駆動のインターフェース面１８は、カテー
テル本体１２の遠位端１６付近のウィンドウに配置される。図示したように、こ
のインターフェース面１８は、絶縁層２２で被覆された露出表面を有する圧電性
磁器変換器２０を備える。この圧電性磁器変換器の寸法および材料は、上に記載
した周波数および出力レベルでの作動を可能とするよう選択される。典型的には
、この磁器変換器は比較的薄く、エアーギャップ２６上に配置されたアルミニウ
ムシム２４で裏打ちされる。このようなエアバックした変換器アセンブリは、高
周波数動作、典型的には１ＭＨｚより高い周波数に特に適切である。カテーテル
本体１２はさらに、従来の様式でガイドワイヤー上を送達するための少なくとも
一つの内腔２８を備える。この圧電性変換器２０は、ワイヤー３０（これは、近
位ハブ３２を通して外に出る）を通して従来の信号発生器および出力増幅器に接
続されることにより駆動され得る。

【００３５】この圧電性磁器変換機２０は、圧電性材料の性質であるように、３つの直交方
向全てに振動する。しかしながら、本発明のカテーテル設計の目的のためには、
第一の振動モードは放射状方向であり、すなわち、エネルギーは、インターフェ
ース面１８から放射状に放射される波に向けられる。このような放射波は、カテ
ーテルの遠位端を取り囲む血液または他の媒体に移される。あるいは、この表面
２２は、血管壁に対して直接係合される。このようにするため、図３に示したバ
ルーン３４のような外側に圧力を付与する手段を使用することが望まれ得る。図
３のカテーテルの全て他の局面は、図２Ａおよび２Ｂに示されたものと同様であ
る。

【００３６】他の変換器の配置がまた可能である。図４に示したように、複数の変換器２０
が、カテーテル本体１２の外部の周りに距離をあけて円周的に存在し得る。この
方法では、エネルギーは、放射状に外側へ複数の方向へ同時に伝達され得る。処
置の均一性を高めるため、このカテーテルはエネルギーが送達されながら、必要
に応じて回転され得る。外側に放射される超音波エネルギーの均一性をさらに高
めるため、複数の変換器の実施態様は、複数の電源により駆動され得る。

【００３７】送達される超音波エネルギーの均一性をさらに高めるため、圧電性変換器４０
は、図５に示したように円筒形構造に形成され得る。この圧電性磁器変換器４０
は、内側電極４２および外側電極４４により駆動され得、そして外側電極は薄い
絶縁層４６により被覆される。変換器は、適切なシリンダー（例えば、アルミニ
ウムシリンダー４８）上に支持され得、高周波数動作のためエアーギャップ５０
が供給され得る。この変換器は、従来のガイドワイヤー内腔５４を有するカテー
テル本体５２の周りに対称的に載設され得る。

【００３８】上記の場合の全てにおいて、変換器（単数および複数）の寸法は、動作の周波
数およびカテーテルの大きさに大部分依存する。この変換器の幅は典型的には、
０．１ｍｍ〜６ｍｍ、通常０．５ｍｍ〜３ｍｍの範囲である。この変換器の長さ
は、１ｍｍ〜２ｃｍ以上に変化し得、この長さは、カテーテルの遠位端の可撓性
の損失により主に制限される。複数の変換器エレメントがまた、下記にさらに詳
細に記載されるように、カテーテルの長さに沿って（すなわち、軸に距離をあけ
て）供給され得る。

【００３９】本発明に従った、一次血管閉塞を処置するための方法を、図６Ａ−６Ｄを参照
して記載する。血管形成バルーンカテーテルＢＣは、冠状動脈または他の血管Ｂ
Ｖ内の一次閉塞Ｏを処置するために使用され得る。図６Ｂに示されるように、こ
のバルーンは、膨張して閉塞内に広げられ、その後、カテーテル１０が同じガイ
ドワイヤＧＷ上に導入され得る。変換器２０（図６Ｃに示さず）が作動され、そ
してバルーン血管形成によって以前に処置された血管壁の領域に対して超音波エ
ネルギーを照射する。この処置の周波数および強度は、一般的に上記の通りであ
る。この処置時間は、数秒から１０分以上まで変化し得、代表的には、２０秒か
ら３分までの範囲内であり得る。

【００４０】図６Ｃに示されるように、カテーテルは、自由であり、血管管腔内で放射状に
移動する。従って、血管壁に印加されるエネルギーの強度は、完全には制御され
ない。多くの場合において、公知の様式で血管壁内にカテーテルを配置すること
が望ましい。例えば、非対称バルーン３４（図３）は、図６Ｄに示されるように
、血管壁の部分に対して界面を側方的に係合するために使用され得る。他の配置
する手段（例えば、同軸バルーン、軸方向に隔離したバルーン、位置決めケージ
、位置決めワイヤなど）は、血管管腔内にカテーテルを配置するために利用され
得る。

【００４１】本発明のカテーテル１０は、図７に例示されるように、通常、キット内に収め
られる。カテーテル１０に加えて、このようなキットは、少なくとも、使用説明
書（ＩＦＵ）５０を含む。カテーテルおよび使用説明書は、通常、単一のエンク
ロージャ（例えば、ポーチ、トレイ、箱、チューブ、５２など）内に一緒に収め
られる。少なくとも幾つかのこの成分は、容器内で滅菌され得る。使用説明書５
０は、上記の任意の方法について記載する。このキットは、種々の他の成分（た
とえば、治療を高めるためにカテーテルによって送達される薬物または他の薬剤
）を含む。

【００４２】図８を参照すると、本発明の方法を実施するために有用で模範的なカテーテル
１００が記載される。このカテーテル本体は１２０ｃｍの長さを有し、単一の管
腔ポリマー性押出しとして形成される。カテーテルの近位端におけるハブ１０２
は、圧電性セラミック変換器１０６を適切な電源に取り付けるための電気コネク
タ１０４を有する。この変換器は、０．０８インチ×０．０８インチ×０．４イ
ンチの大きさを有し、そして本明細書中以下の実験セクションに記載した周波数
、電力などで操作し得る。このカテーテルは、個々のガイドワイヤＧＷ上への血
管内配置を可能にするために、その遠位端１１０にガイドワイヤ管腔を有する。
このカテーテルは、本明細書中以下の実験セクションに記載される実施例内で作
製されそして使用された。本発明の使用に適した広範な種々の他のカテーテルが
同時係属出願第０９／（代理人事件番号１７１４８−００１４００）に
記載され、この完全な開示が以前に参考として援用されている。

【００４３】以下の実施例は、例示によって提供されるが、限定するものではない。

【００４４】（実施例）（材料および方法）（研究手順）麻酔をかけ、そして人為的に通気して飼いならされた２３頭のブタ（４５．５
±１２．７ｋｇ）の全てに、左頸動脈または右頸動脈を通してカテーテルを挿入
した。外部大腿動脈および内部大腿動脈の両方を、血管寸法の測定のために、血
管内超音波（ＩＶＵＳ）カテーテル（Ｈｅｗｌｅｔｔ−Ｐａｃｋａｒｄ、Ｕｌｔ
ｒａｃｒｏｓｓ（登録商標））を用いて画像化した。平均血管直径（最小管腔直
径＋最大管腔直径）／２を使用して、バルーン過剰伸張損傷のための目的のバル
ーン対動脈（ｂ／ａ）比（１．４）を計算した。バルーン損傷は、準拠Ｃｏｒｄ
ｉｓＰｏｗｅｒｆｌｅｘＰＴＡバルーン（直径５．０ｍｍまたは６．０ｍｍ
のいずれか、２０ｍｍ長）を用いる、３回の連続６０秒のバルーン膨張によって
生じた。それぞれのバルーン損傷後、ステントを挿入した動脈において、手で圧
着した胆管ステント（Ｐ２０４Ｊｏｎｈｓｏｎ＆Ｊｏｎｈｓｏｎ）を、過剰伸張
損傷の場合に使用されるのと同じ圧力を使用して、そして２回の３０秒膨張を使
用して、損傷部位に展開した。バルーン損傷のみの後、またはステント損傷と組
み合わせたバルーン損傷の後のいずれかにおいて、内部大腿動脈および外部大腿
動脈を分離し、ＵＳ治療または擬似処置のいずれかを受けた。ブタのブロモデオ
キシウリジン（ＢｒｄＵ）群について、超音波（ＵＳ）治療の平滑筋細胞増殖に
与える効果を研究するために７日間、またはバルーン損傷動脈もしくはバルーン
およびステント損傷動脈のいずれかの内膜過形成に与えるＵＳ治療の効果を研究
するために２８日間のいずれかで、観察した。

【００４５】超音波処置（ＵＲｘ）：ステントを挿入した動脈を、ランダムに処置するか、
またはチップを取り付けた治療学的超音波カテーテル（図８）を用いて擬似処置
を行った。ＢｒｄＵ群において、有意なキャビテーションまたは有意な温度上昇
を引き起こすことなく、ＵＳ治療を、損傷動脈内の一箇所当たり１２秒（１２Ｕ
ＳＧ、処置した動脈の数ｎ＝２）、１２０秒（１２０ＵＳＧ、ｎ＝６）または３
００秒（３００ＵＳＧ、ｎ＝５）のいずれかの全曝露時間の間、行った。７日間
の適合で制御した擬似処置動脈を、１２０秒（１２０ＣＧ、ｎ＝３）または３０
０秒（３００ＣＧ、ｎ＝３）のいずれかの間、非活性化ＵＳカテーテルに曝露し
た。２８日間ステントを挿入した群において、コントロール群（２８ＣＧ、ｎ＝
１２）およびＵＳ治療群（２８ＵＳＧ、ｎ＝１２）の両方において、一箇所当た
り１２０秒の全曝露時間の間、超音波処理を行った。２８日間バルーン処置した
群において、擬似処置したコントロール群（ＢＣＧ、ｎ＝９）および超音波処置
した群（ＢＵＳＧ、ｎ＝９）の両方の一箇所当たり３００秒間、非活性化または
活性化したＵＳカテーテルに動脈を曝露した。

【００４６】超音波処置法：このシリーズの研究の間、３つの超音波処置計画を規定した。
ＵＳＧ１２群についての見かけの条件は、１８０Ｗ／ｃｍ²の空間ピークパルス平均強度（ｓｐａｔｉａｌ−ｐｅａｋｐｕｌｓｅ−ａｖｅｒａｇｅｉｎｔｅ
ｎｓｉｔｙ）において、１２秒間の持続時間、６００ｋＨｚの超音波周波数、１
０サイクルのバースト（ｂｕｒｓｔ）および、５００Ｈｚパルス繰り返し周波数
である。ＵＳＧ１２０群および２８ＵＳＧ群についての条件は、曝露の持続時間
が１２０秒まで長くなることを除いては、ＵＳＧ１２群と同じである。ＵＳＧ３
００群および２８ＢＵＳＧ群についての見かけの条件は、１８０Ｗ／ｃｍ²の空間ピークパルス平均強度において、３００秒間の持続時間、６００ｋＨｚの超音
波周波数、２０サイクルのバーストおよび、１ｋＨｚパルス繰り返し数である。
全ての３つのこれらの処置計画下で、超音波エネルギー吸収に起因する組織加熱
は、２℃未満であると予想した。

【００４７】幾つかの場合において、装置自身内の電気機械的損失に起因する変換器の加熱
は、超音波エネルギーの吸収に起因する組織加熱に比べて顕著に大きかった。変
換器からの熱は、灌流を介して、ならびに熱伝導および対流を介して周囲組織を
加温する。変換器の温度上昇は、血管内のカテーテルおよび／または痙攣が血流
を妨害する場合に最も高くなる。種々の灌流条件下で変換器温度上昇を評価する
ために、小さい熱電対を変換器表面に取り付けた。流入する血液の条件をモデル
化するために、変換器を、ポンプによって供給される１リッター／分の水流を有
する９ｍｍシリコーンチューブ（これは水タンク内に懸架される）の内部に配置
した。この条件は、流体流の冷却効果に関して、４ｍｍ動脈内の１５０ｍｌ／分
の血流に匹敵することが見積もられる。灌流なしで変換器の温度上昇を見積もる
ために、チューブを通した流入なしで、カテーテルを、水タンク内に懸架した４
ｍｍプラスチックチューブの内部に配置した。これらの測定の結果を表１にまと
めた。

【００４８】表１．直径４ｍｍプラスチックチューブ内の超音波変換器表面温度に与える
、超音波条件および流入（１５０ｍｌ／分）／流入なしの効果

【００４９】

【表２】先端部に約５ｃｍ近位に取り付けた超音波変換器を有する８Ｆｒカテーテルを
使用して擬似処置または超音波曝露のいずれかのために、ステントを挿入した動
脈をランダムに選択した。この変換器は、棒形状で、約１ｃｍ長、そして２ｍｍ
平方の断面を有する圧電性セラミック要素からなる。このデバイスからの放射パ
ターンは、４つのブロードローブを有し、１つが変換器の各々の面に対応してお
り、変換器の平方断面に関して対角線上のこれらのローブ間は空である。擬似曝
露群を含む全ての群において、カテーテルは、典型的には、動脈内に長手軸方向
に五箇所に配置される。ステント損傷部位またはバルーン損傷部位の末端を越え
て処置が拡張し、そして処置が重なり合うことによって、問題の領域内に超音波
曝露の隙間はなかった。

【００５０】室温水浴内の較正した針状ハイドロホンを使用して、各カテーテルの音響出力
について試験した。これらのデバイスからのビームパターンは、非常に非均一で
あり、そして超音波信号強度は、変換器からの距離と共に顕著に減少した。一貫
した様式でこれらのデバイスの性能を特徴付けするために、任意の変換器表面の
任意の位置からの最高出力が見出された。この位置における変換器の表面にでき
る限り接近して空間ピーク出力（ｓｐａｔｉａｌ−ｐｅａｋｏｕｔｐｕｔ）を
測定した。変換器の表面上の出力の変化は、平均と比較して約±１ｄＢ内である
ことが一般的に観察された。この試験から、最適な操作周波数を決定し（代表的
には、５５０〜７００ｋＨｚ）、そして較正係数は、音響出力を電気励起に関連
付けて誘導した。

【００５１】超音波計測システムは、以下の３つの主成分からなる：正弦波トーンバースト
を発生するための関数発生器、トーンバーストを１ｋＶｐ−ｐ振幅まで増幅し得
るＲＦ増幅器、ならびに電圧および電流をデバイスにモニタリングするためのオ
シロスコープ。要求される電気パラメータは、変換器較正データから決定され、
所望される見かけの音響曝露振幅、周波数、パルス繰り返し数およびバースト長
を提供し、従って、関数発生器をプログラム化した。処置の過程において、電気
励起をモニターし記録し、その結果、実際の超音波曝露レベルが見積もられ得た
。

【００５２】細胞増殖：ＢｒｄＵは、チミジンのアナログであり、これは細胞周期のＳ期の
間ＤＮＡに組み込まれる。ＢｒｄＵによる免疫組織化学的染色は、細胞増殖を測
定するための正確な方法である。７日動物を犠牲にする前の２４時間、ＢｒｄＵ
（５−ブロモ−２■−デオキシウリジン、Ｓｉｇｍａ）を用いて処置し、内膜内
の増殖する細胞の量を計算した。動物は７日目に犠牲にし、処置した動脈を少な
くとも１５分間１０％ホルムアルデヒドを用いて、下行大動脈を通して圧力固定
した。各々の組織学的分析は、各ステント内からの３つのセクション部分（ステ
ントの近位部分、中央部分および遠位部分）を含んだ。単位面積あたりの細胞総
数、ＢｒｄＵでラベル化した細胞の量およびＢｒｄＵでラベル化した細胞の％を
各部分から計算した。

【００５３】内膜過形成：内膜過形成に与える超音波処置の影響について、損傷後の１ヶ月
研究した。動物が犠牲にされた後、大腿動脈を下行大動脈を介して最短で１５分
間圧力固定した。組織学的分析は標準Ｈ＆Ｅ染色に基づいた。測定したパラメー
タは、外部弾性ラミナ外周および面積（ＥＥＬ、ｃｍおよびｍｍ²）、内部弾性ラミナ外周および面積（ＩＥＩ、ｃｍおよびｍｍ²）、内面積（ＭＡ＝ＥＥＬｍｍ²−ＩＥＬｍｍ²、ｍｍ²）、管腔面積（ＬＡ、ｍｍ²）、血管面積（ＶＡ＝ＥＥ
Ｌｍｍ²）、新内膜面積（ＮＡ＝ＩＥＬｍｍ²−ＬＡｍｍ²、ｍｍ²）、ステントス
トラット上およびそれら間の新内膜厚（５つのランダム箇所で測定）、平均新内
膜厚（各々の二次ステントの平均）、壁内フィブリン／赤血球、慢性炎症細胞お
よびＩＥＬ破壊（０＝無、１＝最小、２＝穏やか、３＝中程度、４＝重症）の量
またはＩＥＬの欠けたアーチの％である。動脈ラミナを図１Ａに概略的に例示し
た。

【００５４】（統計学的解析）全ての統計学的解析は、Ｓｔａｔｖｉｅｗソフトウェアを用いて実行した。結
果は、他に指示しない限り、平均±標準偏差により表わす。Ｓｔｕｄｅｎｔのｔ
検定を用いて、細胞増殖中および内膜過形成中の各群内における、超音波処置と
擬似処置との間の差の有意性を計算した。対になっていないデータのＭａｎｎ
ＷｈｉｔｎｅｙＵ非母数検定を、フィブリン／ＲＢＣ成分、慢性炎症、およ
びＩＥＬ分裂の順序化した変数の等級について用いた（０＝無、１＝最小、２＝
穏やか、３＝中程度、４＝重症）。差は、ｐ＜０．０５の場合に有意であるとみ
なされる。

【００５５】（結果）ベースラインの実験的設定は、各々の研究群において類似していた（表２）。
それらの動物の平均体重は４３ｋｇであり、平均管径は４．１ｍｍであった。バ
ルーン／動脈（ｂ／ａ）比およびバルーン膨張圧もまた、非常に類似していた。

【００５６】表２．異なる研究群のベースライン実験的設定（平均±標準偏差）

【００５７】

【表３】（細胞増殖研究）：平均％ＢｒｄＵは、１２０秒ＣＧにおいては３２．８±５
．４％であり、３００秒ＣＧにおいては３０．４±２．５％であった。ＵＳ群に
おいては、％ＢｒｄＵは１２秒群においては２８．１±５．５％、１２０秒群に
おいては２６．２±１０．６％、そして３００秒群においては２４．１±７．０
％であった（図９）。３００秒間の超音波処置により、内膜における平滑筋細胞
の増殖量が顕著に減少した（コントロールセグメントと３００秒処置セグメント
との間でｐ＝０．０５）。計数した細胞の総数および総面積は、両群において類
似していた（表３）。急性の痙攣が、擬似処置の後に２回、ＵＳ処置の後に１回
、認められた。その他の点では、擬似処置またはＵＳ処置に付随した急性の血流
力学的または心電図的所見はなかった。

【００５８】表３．ブタの大腿動脈の、擬似（ＣＧ）およびＵＳ処置（ＵＳＧ）した内膜
における、バルーンおよびステントの損傷の効果（平均±標準偏差）

【００５９】

【表４】％ＢｒｄＵ＝％ブロモデオキシウリジン、ＳＭＣ＝平滑筋細胞、１２ＵＳＧ＝１
２秒超音波処置、１２０ＵＳＧ＝１２０秒超音波処置、３００ＵＳＧ＝３００秒
超音波処置、ｎ＝解析したセグメントの数（内膜過形成研究、ステント処理動脈）：これらの研究は、１８０Ｗ／ｃｍ² および１２０秒超音波曝露時間で行い、急性の痙攣が、擬似処置の後に２回、Ｕ
Ｓ処置の後に２回、誘発された。その他の点では、擬似処置またはＵＳ処置に付
随した急性の血流力学的または心電図的所見はなかった。組織学的解析は、２つ
の動脈において完全な閉塞（１つはコントロール、１つはＵＳ処置）、および外
膜の深い切開を、これもまた１つはＵＣに、そして１つは擬似処置動脈に、示し
た。ステント内の、類似の内部弾性板が分裂した部位（両群において、セグメン
トの数ｎ＝１２）において、ＵＳ処置によって、新内膜領域が２８．９％、（Ｃ
Ｇ＝４．５±１．２、ＵＳＧ＝３．２±１．１ｍｍ２、ｐ＜０．０５）、管腔の
％狭窄が３４．４％（ＣＧ＝２８．５±１０．８、ＵＳＧ＝１８．７±４．７、
ｐ＜０．０１）、そして新内膜の平均厚さが４４．２％（ＣＧ＝２４７±１２５
μｍ、ＵＳＧ＝１３８±８４μｍ、ｐ＜０．０５）減少した。目立ったｂ／ａ比
にもかかわらず、両群は主として穏やかな内部弾性板（ＩＥＬ）破裂に関連した
（ＣＧ２．０±０．３、ＵＳＧ２．０±０．３）（表４）。両群において、２つ
のセグメントのみが、激しいＩＥＬ分裂を起こした。ＵＳ群においてはまた、壁
内のフィブリン／赤血球成分がより少なく、同じ中膜領域を有する慢性炎症がよ
り少ない傾向があった（ＣＧ２．０±１．０、ＵＳＧ１．８±０．６ｍｍ²）。両群において、ステント処理した動脈はまた再内皮化した。超音波処置した動脈
においては、組織学的スライスの目視による検査に基づいて、細胞外マトリクス
のプロテオグリカンの含量の明らかな減少および損傷の全快が見られた（図１０
Ａ、１０Ｂ、１１Ａ、１１Ｂ、１２Ａ、１２Ｂ、１３Ａ、および１３Ｂ）。これ
らのデジタル写真の色刷を、本願の添付書類として添付する。

【００６０】表４．擬似および超音波処置したブタの大腿動脈における内膜過形成に対す
る、バルーンおよびステント損傷の効果（両群においてｎ＝１２）、有意な差^* ＝ｐ＜０．０５（平均±標準偏差）

【００６１】

【表５】（内膜過形成研究、バルーン損傷動脈）：これらの研究は、１８０Ｗ／ｃｍ² および３００秒超音波曝露時間において行い、急性の痙攣を、擬似処置の後に２
回、超音波処置の後に３回、誘発した。再び、他の急性の血流力学的効果は記録
されなかった。２８日目において、これら２つの処置群の間に有意な差はなかっ
た（表５）。超音波処理された動脈において、慢性炎症、管領域、中膜領域、お
よび新内膜領域にわずかな減少が見られ、％狭窄においてはわずかな増加が見ら
れた。擬似処置群は、平均的にはわずかにＩＥＬ分裂が多かったが、とりわけこ
れらの擬似処置された動脈においては、類似のｂ／ａ比にもかかわらず、初期の
損傷において多くの変動性が見られた。

【００６２】表５．２８日目におけるブタの大腿動脈への、超音波処置なしでのバルーン
損傷の効果、両群において、ｎ＝９（平均±標準偏差）

【００６３】

【表６】上記のものは本発明の好ましい実施態様の完全な記載であるが、様々な変更、
改変および均等物が用いられ得る。したがって、上の記載は本発明の範囲の限定
としてみなされるべきではなく、その範囲は添付の特許請求の範囲によって規定
される。

【図面の簡単な説明】

【図１Ａ】図１Ａは、健康および処置の異なった段階での動脈の断面概略図
である。

【図１Ｂ】図１Ｂは、健康および処置の異なった段階での動脈の断面概略図
である。

【図１Ｃ】図１Ｃは、健康および処置の異なった段階での動脈の断面概略図
である。

【図１Ｄ】図１Ｄは、健康および処置の異なった段階での動脈の断面概略図
である。

【図１Ｅ】図１Ｅは、健康および処置の異なった段階での動脈の断面概略図
である。

【図２Ａ】図２Ａは、本発明の方法での使用に適切な超音波カテーテルの斜
視図である。

【図２Ｂ】図２Ｂは、図２Ａの線２−２に沿って引いた断面図である。

【図３】図３は、第一の代替断面図である。

【図４】図４は、第二の代替断面図である。

【図５】図５は、第三の代替断面図である。

【図６Ａ】図６Ａは、本発明に従った方法を実施する際の図２のカテーテル
の使用を示す。

【図６Ｂ】図６Ｂは、本発明に従った方法を実施する際の図２のカテーテル
の使用を示す。

【図６Ｃ】図６Ｃは、本発明に従った方法を実施する際の図２のカテーテル
の使用を示す。

【図６Ｄ】図６Ｄは、本発明に従った方法を実施する際の図２のカテーテル
の使用を示す。

【図７】図７は、本発明に従ったカテーテルおよび使用説明書を組込んだキ
ットを示す。

【図８】図８は、本明細書の原理に従った特定のカテーテル構造物を示し、
このカテーテルは、本明細書中の実験項に記載された実施例で使用された。

【図９】図９は、本明細書の実験項に詳細に記載した異なった持続時間の超
音波エネルギーで処置された大腿動脈における平滑筋細胞増殖の差を示すグラフ
である。

【図１０Ａ】図１０Ａは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＡパネルは、処置血管である。

【図１０Ｂ】図１０Ｂは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＢパネルは、非処置コントロールで
ある。

【図１１Ａ】図１１Ａは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＡパネルは、処置血管である。

【図１１Ｂ】図１１Ｂは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＢパネルは、非処置コントロールで
ある。

【図１２Ａ】図１２Ａは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＡパネルは、処置血管である。

【図１２Ｂ】図１２Ｂは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＢパネルは、非処置コントロールで
ある。

【図１３Ａ】図１３Ａは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＡパネルは、処置血管である。

【図１３Ｂ】図１３Ｂは、本明細書の実験項に詳細に記載したＵＳ処置およ
び非処置動脈の一対の組織切片である。このＢパネルは、非処置コントロールで
ある。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＣＹ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＳ，ＦＩ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，ＭＣ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＧＷ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ，ＴＤ，ＴＧ)，ＡＰ(ＧＨ，ＧＭ，ＫＥ，ＬＳ，ＭＷ，ＳＤ，ＳＺ，ＵＧ，ＺＷ)，ＥＡ(ＡＭ，ＡＺ，ＢＹ，ＫＧ，ＫＺ，ＭＤ，ＲＵ，ＴＪ，ＴＭ) ，ＡＬ，ＡＭ，ＡＴ，ＡＵ，ＡＺ，ＢＡ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ，ＣＨ，ＣＮ，ＣＵ，ＣＺ，ＤＥ，ＤＫ，ＥＥ，ＥＳ，ＦＩ，ＧＢ，ＧＤ，ＧＥ，ＧＨ，ＧＭ，ＨＲ，ＨＵ，ＩＤ，ＩＬ，ＩＮ，ＩＳ，ＪＰ，ＫＥ，ＫＧ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，ＬＣ，ＬＫ，ＬＲ，ＬＳ，ＬＴ，ＬＵ，ＬＶ，ＭＤ，ＭＧ，ＭＫ，ＭＮ，ＭＷ，ＭＸ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＰＴ，ＲＯ，ＲＵ，ＳＤ，ＳＥ，ＳＧ，ＳＩ，ＳＫ，ＳＬ，ＴＪ，ＴＭ，ＴＲ，ＴＴ，ＵＡ，ＵＧ，ＵＺ，ＶＮ，ＹＵ，ＺＷ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】動脈内における新内膜過形成を抑制する方法であって：該動脈内において新内膜過形成の危険のある標的部位を、該内膜過形成を抑制
するのに十分な時間にわたって、あるメカニカルインデックスにおいて振動エネ
ルギーに曝露する工程、を包含する、方法。
【請求項２】動脈内での新内膜過形成を抑制する方法であって、以下：該動脈内において新内膜過形成の危険のある標的部位に、振動変換器上に、ま
たはそれに接続されて、インターフェース面を配置する工程；および該変換器を駆動して、該インターフェース面からの振動エネルギーを、あるメ
カニカルインデックスで、該部位における新内膜過形成を抑制するのに十分な時
間にわたって、該動脈の壁に対して方向付ける工程、を包含する、方法。
【請求項３】損傷した動脈内の新内皮の再内皮化を促進する方法であって
：該動脈の壁の損傷した標的部位を、該内膜にわたる再内皮化を促進するのに十
分な時間にわたって、あるメカニカルインデックスにおいて振動エネルギーに曝
露する工程、を包含する、方法。
【請求項４】動脈狭窄を処置する方法であって、以下：動脈狭窄の標的部位において、動脈を再疎通させる工程；および該部位を、該部位の新内膜過形成を抑制するのに十分な時間にわたって、ある
メカニカルインデックスにおいて振動エネルギーに曝露する工程、を包含する、方法。
【請求項５】動脈狭窄を処置する方法であって、以下：ステントを、動脈内の動脈狭窄の標的部位に移植する工程；および該部位を、該部位の新内膜過形成を抑制するのに十分な時間にわたって、ある
メカニカルインデックスの振動エネルギーに曝露する工程、を包含する、方法。
【請求項６】前記振動エネルギーが圧縮波を含み、これが前記動脈の壁に
、実質的に半径方向に伝わる、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項７】前記振動エネルギーが、前記動脈の壁に顕著なキャビテーシ
ョンを引き起こさない、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項８】前記振動エネルギーが、前記動脈の壁に、１０℃より低い温
度上昇を引き起こす、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項９】前記血管平滑筋細胞の少なくとも大部分が、前記振動エネル
ギーに曝露した後に、新内膜層内において、生存可能のままであるが静止した状
態である、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１０】血管平滑筋細胞の、新内膜層への移動が、実質的に抑制さ
れない、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１１】前記動脈の中膜層における血管平滑筋細胞の生存度が、顕
著には抑制されない、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１２】振動エネルギーに曝露された前記新内膜層における血管平
滑筋細胞増殖が、７日後に、該振動エネルギーに曝露されなかった新内膜層にお
けるこのような増殖と比較して、少なくとも２％抑制される、請求項１〜５のい
ずれかに記載の方法。
【請求項１３】振動エネルギーに曝露された前記新内膜層の領域が、２８
日後に、該振動エネルギーに曝露されなかった新内膜層の領域と比較して、少な
くとも１０％抑制される、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１４】前記振動エネルギーが、１００ｋＨｚ〜５ＭＨｚの範囲の
周波数を有する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１５】前記振動エネルギーの強度が０．０１Ｗ／ｃｍ²〜１００Ｗ／ｃｍ²の範囲である、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】前記周波数および強度が、前記新内膜壁において０．１〜
５０のメカニカルインデックスを生じるように選択される、請求項１５に記載の
方法。
【請求項１７】前記振動エネルギーが、１０Ｈｚ〜１０ｋＨｚの範囲のパ
ルス繰り返し周波数（ＰＲＦ）で、前記動脈壁に対して方向付けられる、請求項
１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項１８】前記エネルギーが、０．１〜１００％の範囲のデューティ
サイクルで、前記動脈壁に対して方向付けられる、請求項１から５のいずれかに
記載の方法。
【請求項１９】前記曝露する工程が、以下：インターフェース面を、前記動脈内の前記標的部位に、血管内に導入する工程
；および該インターフェース面を超音波によって駆動して、超音波エネルギーを、該標
的部位に隣接した前記動脈壁に放射する工程、を包含する、請求項１〜５のいずれかに記載の方法。
【請求項２０】前記導入する工程が、以下：その遠位端の近くに配置した少なくとも１つの超音波変換器を有する、可撓性
カテーテルを提供する工程；および該超音波変換器を活性化する工程であって、ここで該変換器が前記インターフ
ェース面を駆動させる、工程、を包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】前記インターフェース面が、前記標的部において、前記動
脈壁に直接接触する、請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】前記インターフェース面が、前記動脈壁から間隔を空けた
位置にあり、ここで前記超音波エネルギーが、該インターフェース面と該動脈壁
との間に配置された液体媒体を通じて伝達される、請求項２０に記載の方法。
【請求項２３】前記液体媒体が、前記動脈壁に対して膨張されるバルーン
内にトラップされる、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】前記超音波によって駆動する工程が、前記表面を半径方向
に振動させる工程を包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２５】前記超音波によって活性化させる工程が、前記表面を軸方
向に振動させる工程を包含する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２６】新内膜過形成を抑制するために、動脈を処置するためのカ
テーテルであって、以下：近位端および遠位端を有する、カテーテル本体；および振動変換器であって、該カテーテルの遠位端の近くにあるインターフェース面
を有するか、またはそれと連結しており、ここで該振動変換器が、動脈の損傷部
位の新内膜過形成を抑制するのに十分なメカニカルインデックスにおいて作動す
るよう適合されている、振動変換器、を備える、カテーテル。
【請求項２７】前記インターフェース面が、前記カテーテル本体に関して
半径方向に振動するよう配向されている、請求項２６に記載のカテーテル。
【請求項２８】前記変換器が、１００ｋＨｚ〜５ＭＨｚの範囲の周波数、
および０．１Ｗ／ｃｍ²〜１００Ｗ／ｃｍ²の範囲の強度で作動する、請求項２６
または２７に記載のカテーテル。
【請求項２９】前記インターフェース面を囲むバルーンをさらに備える、
請求項２６または２７に記載のカテーテル。
【請求項３０】前記バルーンの上に設置されたステントをさらに備える、
請求項２９に記載のカテーテル。
【請求項３１】システムであって、以下：インターフェース面を有するかまたはそれに連結された振動変換器を有する、
カテーテル；該変換器に接続可能な電源であって、ここで該電源が該振動変換器を駆動して
、該インターフェース面を、動脈内の損傷部位における新内膜過形成を抑制する
のに十分なメカニカルインデックスで振動させる、電源、を備える、システム。
【請求項３２】前記インターフェース面が、前記カテーテル本体に関して
半径方向に振動するように配向されている、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３３】前記電源が、１００ｋＨｚ〜５ＭＨｚの範囲の周波数、お
よび０．１Ｗ／ｃｍ²〜１００Ｗ／ｃｍ²の範囲の強度で、前記変換器を駆動する
、請求項３１または３２に記載のシステム。
【請求項３４】前記カテーテルが、前記インターフェース面を囲むバルー
ンを備える、請求項３１に記載のシステム。
【請求項３５】前記バルーンの上にステントをさらに備える、請求項３４
に記載のシステム。
【請求項３６】ステント送達カテーテルであって、以下：近位端および遠位端を有する、カテーテル本体；該カテーテル本体の遠位端の近くにある、膨張可能部材；およびバルーン内にある振動変換器であって、ここで該振動変換器がインターフェー
ス面を有し、該インターフェース面が、動脈内の損傷部位における新内膜過形成
を抑制するのに十分なメカニカルインデックスで作動するよう適合されている、
変換器、を備える、カテーテル。
【請求項３７】前記膨張可能部材の上に配置されたステントをさらに備え
る、請求項３６に記載のステント送達カテーテル。
【請求項３８】インターフェース面を有する、カテーテル；および請求項１９に記載のカテーテルの使用説明書、を備える、キット。