JP2004535889A - 半径方向に拡張可能な主本体を有するカテーテル - Google Patents

半径方向に拡張可能な主本体を有するカテーテル Download PDF

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Abstract

本出願において、脈管を閉塞しそしてカテーテル(21)内の血流を促進するための、装置が提供される。この装置において、カテーテルは、外部シースで覆われた、半径方向に拡張可能な本体を形成する多セクション自己拡張性ワイヤ織物(46)および閉塞性遠位セクション(60)を備える。本出願において、塞栓を除去するために本発明の装置を用いる方法もまた、提供される。本出願において、カテーテル内の流れを増大する方法もまた、提供される。

Description

【技術分野】
【0001】
(関連出願への参照)
本発明は、1999年3月12日に出願された国際出願PCT/US99/05469の一部継続出願である、1999年6月14日に出願された米国特許出願第09/333,074号の一部継続出願である、1999年10月15日に出願された米国特許出願第09/418,727号の一部継続出願である。
【0002】
(発明の分野)
本発明は、血管介入の間の塞栓形成に対して保護するため、ならびにカテーテル内の流れ特徴を改善するための、装置および方法に関する。より詳細には、本発明の装置および方法は、半径方向に拡張可能な主本体セクションを有するカテーテルを提供することにより、カテーテル内の血流を促進する。
【背景技術】
【0003】
(発明の背景)
カテーテルは、断面積が実質的に変化しない材料を用いて一般に製造される。患者の安楽および経管案内の容易さのために、初期のカテーテル断面積は脈管系と比較して比較的に小さいことが、非常に所望される。しかし、介入手順の間には、作動直径が比較的的に小さいままのカテーテルは、いくつかの欠点を有している。
【0004】
小さいカテーテル断面積の主な欠点は、カテーテル内の流れ抵抗の増加である。比較的小さな管腔を通じて流される高容量の血流は、血球に損傷を生じ得る。塞栓の除去を含む介入手順の間に、血液に加えて大きな塞栓を吸引するとき、その流れはさらに拘束され得る。従って、経管挿入のために小さな送達断面積を有するがより大きな断面積に拡張し得、それ故、カテーテル内の流れ抵抗を低減する、カテーテルを提供することが有益である。
【0005】
これまで、信頼性のある拡張可能なカテーテルは利用可能ではなかった。Lambertらに対する米国特許第5,102,401号は、少なくとも外側表面が疎水性ポリマーで被覆された熱可塑性エラストマー親水性ポリウレタンを含むカテーテルを記載する。このカテーテルは、水性液体と接触するとき、約3〜15分間でより大きな管腔サイズに拡張する。さらなる刊行物は、体温に付近の温度に上昇される際に軟化する、カテーテルをさらに論議した。
【0006】
このような先に知られた拡張可能なカテーテルに関連して、いくつかの欠点が存在している。このようなカテーテルは、展開されるとき軟化し得、カテーテルの近位セクションのねじれまたは変形を生じ、それによって流れを断つ。さらに、このようなカテーテルは、所望の拡張が生じるために数分間までの待機することを必要とする。従って、構造的に丈夫であり迅速に拡張可能なカテーテルに対する必要性が、残っている。
【0007】
先に知られた装置および方法は、カテーテルの遠位端に配置された機械的に拡張可能な閉塞性部材を採用することが知られている。同一人に譲渡されたParodiに対する米国特許第6,206,868号は、エラストマーポリマー被覆で覆われた自己拡張性ワイヤメッシュバスケットを備える閉塞性部材を開示する。このカテーテルは、初期には、移動可能なシースで取り囲まれ、そしてシースとともに経管的に最遠位位置に挿入される。このシースは、近位方向に引き込まれてバスケットを展開させ、そしてこのシースをその最遠位位置に移動することにより、バスケットは、シース内に再び折り畳まれる。
【0008】
Parodi特許に記載される閉塞性バスケットは、それが、塞栓除去を促進するために脈管壁と実質的に同一平面にある迅速に拡張可能なバスケットを提供するので有利である。しかし、塞栓は、次いで、狭窄の部位から脈管侵入部位まで延びる比較的小さな断面積の管腔中にじょうごのように集中され得る。多くの手順にとって、この距離は、総カテーテル長の大部分を含み得る。従って、血流は、カテーテルの大部分を通じて潜在的に拘束される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0009】
従前に知られたカテーテルのこれらの欠点を考慮すると、縮小した(contracted)送達直径にて身体内でカテーテルが操縦され得、そして次に血流を促進するためにより大きな直径へとカテーテルが自己拡張し得るように、カテーテルのサイズを半径方向に変化させる装置および方法を提供することが所望され得る。
【0010】
狭窄の部位から脈管侵入部位まで延びるカテーテルの断面積を拡張することにより、カテーテル内の血液および塞栓の流れを増大する装置および方法を提供することもまた、所望され得る。
【0011】
化学的変形にも熱的変形にも依存することなく、カテーテルの断面積を迅速に拡張するための装置および方法を提供することが、なおさらに所望され得る。
【0012】
拡張に際して構造的一体性が弱められない、拡張可能なカテーテルのための装置および方法を提供することがなおさらに所望され得る。
【0013】
脈管壁と実質的に同一平面にある閉塞性部材により塞栓を効率的に除去するための装置および方法を提供することが、なおさらに所望され得る。
【課題を解決するための手段】
【0014】
(発明の要旨)
先行する記載を考慮して、縮小送達直径にて身体内でカテーテルが操縦され、そして次に血流を容易にするためにより大きな直径へとインサイチュでカテーテルが自己拡張するように、カテーテルのサイズを半径方向に変えるための装置および方法を提供することが、本発明の目的である。
【0015】
狭窄の部位から脈管侵入部位まで延びるカテーテルの断面積を拡張することにより、カテーテル内の血液および塞栓の流れを増加するための装置および方法を提供することが、本発明の別の目的である。
【0016】
化学的変形にも熱的変形にも依存することなく、カテーテルの断面積を迅速に自己拡張するための装置および方法を提供することが、本発明の別の目的である。
【0017】
拡張に際し構造的一体性が弱められない、拡張可能なカテーテルのための装置および方法を提供することが、本発明のなお別の目的である。
【0018】
脈管壁と実質的に同一平面上にある閉塞性部材により塞栓を効率的に除去するための装置および方法を提供することが、本発明の別の目的である。
【0019】
本発明のこれらおよびその他の目的は、塞栓を除去しそしてカテーテル内の血流を促進するために適切な装置および方法を提供することによって、達成される。好ましくは、この装置は、ワイヤ織物(wire weave)形状を備えるカテーテル、血液不透過性膜を提供するためのこの織物(weave)を覆うエラストマーポリマー被覆、および縮小状態にあるカテーテルを覆う外部シースを備える。好ましくは、このカテーテルは、閉塞性遠位セクション、半径方向に拡張する主本体、および脈管侵入部位を通過する固定された直径の近位セクションを備える。
【0020】
好適な方法では、上記カテーテルは、大腿動脈を通って進められ、そして遠位端が、損傷に対して近位に配置される。このカテーテルを覆う外部シースを近位方向に引き込むとき、閉塞性遠位セクションは、所定の形状に拡張し、脈管壁に対する閉塞性シールを形成する。外部シースをさらに引き込むとき、カテーテルの主本体は、より大きな直径へと迅速に拡張する。外部シースは、脈管侵入部位(例えば、動脈切開部位)に向かって近位方向にさらに引き込まれる。
【0021】
閉塞性セクションは、前方向勾配流れを閉塞する。そして、狭窄の部位で、後方向勾配流れが、例えば、静脈戻りラインにおける負圧によって誘導され得る。次いで、血管形成術、ステント配置またはアテレクトミーのような介入手順が、、損傷を処置するために実施され得る。この手順の間に生成した塞栓は、その後の除去のためにカテーテルの拡大した管腔中に後方向勾配流れにより向けられる。
【0022】
本発明のさらなる特徴、その性質および種々の利点は、添付の図面および以下の好適な実施形態の詳細な説明からより明らかである。
【0023】
(発明の詳細な説明)
図1を参照して、本発明の原理に従って構成された塞栓保護装置20が記載される。装置20は、カテーテル21、外部シース22、静脈戻りライン32、管材29および随意の血液フィルター30を備える。
【0024】
カテーテル21は、止血ポート23(例えば、Touhy−Borstコネクター)と連通する管腔40、および血液出口ポート28を備える。管材29は、血液出口ポート28を、フィルター30および静脈戻りライン32の血液入口ポート31と接続する。
【0025】
好ましくは、外部シース22は、クリップ25、長手軸方向スリット27、および中実遠位セクション35を備える。クリップ25は、外部シース22の近位端に固定され、そして図1に示されるように、ロック状態にあるカテーテル21に係合し得るか、または力が付与されたときに、カテーテル21から脱係合し得る。以下に本明細書で記載されるように、長手軸方向スリット27は、外部シース22がカテーテル21から脱係合することを可能にし、血液出口ポート28をも止血ポート23をも妨害することなく外部シース22の近位方向引き込みを可能にする。
【0026】
止血ポート23および管腔40は、バルーン血管形成術カテーテル、アテレクトミーデバイスおよびステント送達システムのような介入デバイスが、管腔40を通過して閉塞の部位まで進められることを可能にするサイズである。
【0027】
静脈戻りライン32は、止血ポート33、血液入口ポート31およびポート33と31と連通する管腔、および先端34を備える。静脈戻りライン32は、静脈導入器カテーテルについてそれ自体公知である様式で構築され得る。管材29は、適切な長さのシリコーンのような生体適合性材料を含み得る。あるいは、管材29は省略され得、そしてカテーテル21の血液出口ポート28および静脈戻りライン32の血液入口ポート31は、フィルター30の端部に係合するかまたは互いに係合するかのいずれかである長さであり得る。
【0028】
図2を参照して、カテーテル21の拡張可能な特徴が、より詳細に記載される。図2のAは、外部シース22内で縮小された状態にある、管腔40を有するカテーテル21を示す。このデバイスは、経管的に挿入され得、そして縮小された状態で脈管V内に位置決めされ得る。カテーテル21の遠位セクションは、拡張可能なワイヤ織物(wire weave)形状で構築され得る。好適な実施形態では、このワイヤ織物(wire weave)は、形状記憶保持材料(例えば、ニッケルチタン合金(当該分野でニチノール(Nitinol)として一般に知られる))を含む。
【0029】
一般に、ニチノール(Nitinol)の使用は、(例えば、マンドレル上でニチノール(Nitinol)部材を圧迫することによるか、または所望の形状に固定すること、そして次に、それ自体が公知である適切な熱処理を施すことによる)一片のニチノール(Nitinol)における注文形状のセッティングを必要とする。
【0030】
好ましくは、カテーテル21は、ラテックス、ポリウレタンまたはポリイソプレンのような、エラストマーポリマー45で取り囲まれる。カテーテル21の形状は、初期には外部シース22により拘束されている。外部シース22を近位方向に引き込むとき、図2Bに示されるように、ワイヤ43および管腔40が半径方向に拡張し、そして線状に拡張し得、口52を有する閉塞性遠位セクション42を形成する。エラストマーポリマー45は伸張して、拡張された形状に合致する。好ましくは、所定の形状は、角度をもつテーパ44およびフープ47を含む。
【0031】
閉塞性遠位セクション42の半径方向拡張は、その外直径が、前方向勾配(antegrade)流れを閉塞するように脈管Vの内膜と実質的に同一平面上にあるようである。さらに、閉塞性遠位セクション42と脈管Vとの間の表面接触は、このデバイスを有効に係留し得る。
【0032】
角度をもつテーパ44は、カテーテル21の口52から主本体46中へと血液および塞栓の指向させることを容易にする。さらに、角度をもつテーパ44は、外部シース22が、閉塞性遠位セクション42の上を遠位方向にスライドし、このシース内でそのセクションを有効に折り畳む(縮小させる)ことを可能にする。
【0033】
フープ47は、主本体46から閉塞性遠位セクション42を分離するために用いられ得る。なぜなら、この2つのセクションは、好ましくは、別個の拡張された直径を有するからである。主本体46は、初期には、外部シース22内で周辺が圧縮されているワイヤ形態を含む。図2Cに示されるように、外部シース22がさらに近位方向に引き込まれるとき、主本体46は、脈管V内で半径方向に拡張する。ワイヤ48は、例えば、本明細書で上記に記載したように、形状記憶合金を熱処理することにより確立され得る所定の形状に、半径方向に拡張する。主本体46の例示のワイヤ形態は、本明細書で以下の図5に記載されている。
【0034】
図3を参照して、カテーテル21の略側面図が、完全に展開された状態で描かれる。カテーテル21は、閉塞性遠位セクション60、主本体66、近位セクション70、および角度をもつテーパ62および角度をもつテーパ68を備える。閉塞性遠位セクション60および主本体66は、拡張された直系dおよびdをそれぞれ備え、その一方、近位セクション70は、経管挿入直径dを備える。
【0035】
閉塞性遠位セクション60および主本体66は、初期には、外部シース22内で、それらの収縮直径が近位セクション70の経管挿入直径dに実質的に等しいように折り畳まれている。次いで、カテーテル21は、身体中に皮下的および経管的に挿入され得、そして図2に示されるように、展開されるまで、直径dで脈管系内で操縦され得る。
【0036】
展開された状態では、dは(口61を通る以外の)標的脈管中の血流を閉塞するサイズである。直径dは、脈管の範囲にある流れを閉塞するために拡張し得る。閉塞性遠位セクション60は、口61を経由しての大きな塞栓の除去を容易にする。角度をもつテーパ62は、閉塞性遠位セクション60から主本体66中へと血液および塞栓を指向することを支援する。次いで、血液および塞栓は、輸送直径dにて近位方向に指向される。
【0037】
有利には、主本体66により提供される拡大された管腔は、損傷近傍の位置から脈管侵入部位Iに対してわずかに遠位方向にある位置に、好ましくはカテーテル21の全体長さの大部分に広がる距離、血液を輸送する。従って、流れ抵抗は、このカテーテルの大部分を通じて低減され得る。
【0038】
角度をもつテーパ68は、血液を、主本体66から近位セクション70中へとじょうごのように集中させる。好ましくは、近位セクション70は、経管挿入直径dで固定されたままであり、そして、血液出口ポート28から脈管侵入部位Iに対してわずかに遠位方向にある位置まで延びる。
【0039】
図4のAからDを参照して、本発明に従う装置の使用が記載されている。図4において、損傷Sが、身体の脈管V内に位置している。第1の工程では、初期には外部シース86内で圧縮されているカテーテル88は、図4のAに示されるように、皮下的かつ経管的にか、または外科的切断を介してかのいずれかで、損傷Sに対して近位方向の位置まで挿入される。本明細書で上記のように、外部シース86は、次いで、図4Bに示されるように、近位方向に引き込まれ、閉塞性遠位セクション92を展開させ、そしてさらに近位方向に引き込まれ、主本体98を半径方向に拡張する。
【0040】
次いで、静脈戻りライン32が、皮下的にかまたは外科的切断を介してかのいずれかで、患者の大腿静脈中に導入され得る。次いでフィルター30が、管材29を用いてカテーテル21の血液出口ポート28と静脈戻りライン32の血液入口ポート31との間に接続され、そしてすべての空気がこのラインから取り除かれる。一旦この回路が閉鎖されると、拡張期の間の静脈戻りライン32中の負圧力が、カテーテル21の管腔90を通る血液の低速度連続流れを確立する。図4のBに示されるように、閉塞性遠位セクション92の展開は、脈管V中で流れる前方向勾配を閉塞し、その一方、管腔90を通る、例えば、静脈戻りライン32からの負圧力は、損傷の部位における後方向勾配流れを誘導する。
【0041】
静脈圧力と動脈圧力との間の差異に起因するこの低速度連続流れは、介入手順の間中、継続する。詳細には、血液は、カテーテル21の管腔90および血液出口ポート28を通り、生体適合性管材29を通ってフィルター30へと通り、そして静脈戻りライン32の血液入口ポート31中へと通り、そこで、血液は、遠隔静脈中に再灌流される。本発明による(任意の拡大器具の膨張の間を除く)再灌流をともなう連続血流は、血液損失が有意に減少した効率的な塞栓除去を提供する。
【0042】
図4のCを参照すると、閉塞性遠位セクション92が展開され、そして脈管V中に後方向勾配流れが確立されており、損傷Sを処置する介入手順が実施され得る。この手順は、当該技術分野で一般に知られた任意のものであり得る。例えば、バルーン血管形成が適用され得、それによって、バルーン102を有する従来の血管形成術バルーンカテーテル101が、止血ポート23および管腔90を通して装填され得、次いで、損傷S内に位置決めされ得る。次いで、止血ポート23が閉鎖され、そしてバルーン102が膨張されて損傷Sを処置する。次いで、バルーン102は、損傷Sの十分な除去または破壊に際して収縮(deflate)される。
【0043】
図4のDを参照して、上記手順の間に生成された塞栓Eは、上記の確立された後方向勾配流れを介して管腔90中に向けられる。角度をもつ管腔96は、血液および塞栓Eを主本体98中にじょうごのように集める。血液および塞栓Eは、カテーテル21内を近位方向に移動し、その後、塞栓Eは、次いでフィルター30を経由して除去され得る。
【0044】
終了に際し、外部シース86は、カテーテル21の長さに沿って遠位方向に進行されて、主本体98および遠位セクション92がこのシース内に折り畳まれ得、この後、脈管V内で前方向勾配流れが再確立されるようにされる。次いで、カテーテル21は、経管的に引き込まれ得、そしてこの器具は、患者の脈管から除去され得る。
【0045】
図5を参照して、本発明による半径方向に拡張する主本体の代替形状が、記載される。図5のAにおいて、フープ形状が示され、このフープ形状において、カテーテル21の主本体110は、いくつかの個々のフープ116を備える。個々のフープ116は、それらのフープ116が、領域112で示されるように、圧縮力F(例えば、外部シース22により提供される力)によって、周辺が圧縮され得るように設計されている。圧縮力Fが取り除かれたとき、フープ116は、より大きな所定の直径に拡張する。好適な実施形態では、フープ116は、本明細書で上記に記載したような方法に従って、形状記憶材料(例えば、ニチノール(Nitinol))から製造される。
【0046】
好ましくは、個々のフープ116は、エラストマーポリマー被覆113内に取り囲まれ、拡張可能な血液不透過性膜を形成する。個々のフープ116は、さらなる構造的安定性のために連結部材118を介して隣接するフープに連結され得る。
【0047】
あるいは、主本体110は、複数の圧縮可能ならせん形状ワイヤを備え得る。図5のBに示されるように、ワイヤ126および128は、それらのワイヤが主本体110の長さに沿って長い連続らせんを形成するような角度をもっている。好ましくは、この圧縮可能ならせん形状のワイヤは、形状記憶材料を含み、そしてエラストマーポリマー113で被覆され得る。連結部材122は、隣接するらせん間のさらなる支持を提供するために用いられ得る。
【0048】
ここで、図6を参照すると、外部シース140の近位方向引き込みを可能にする機構が、記載される。図6のAに示されるように、外部シース140は、クリップ142、長手軸方向スリット144、および中実遠位セクション146を備える。
【0049】
図6のBに示されるように、クリップ142は、ロック状態にてカテーテル141を係合するようなサイズである。好ましくは、クリップ142は、力F(すなわち、医師により付与される手動力)が、示された方向に付与されるときに変形し得る、従順なゴム様材料を含む。クリップ142の壁148は、クリップ142がカテーテル141から脱係合することを可能にするように離れ得る。
【0050】
好ましくは、外部シース140の長手軸方向スリット144は、フラップ152およびフラップ154を備える。縮小状態では、フラップ152およびフラップ154は、図6のAの断面線A―Aを通る断面図からの図6のCに示されるように、重複してカテーテル141を取り囲む。力Fが付与されたとき、フラップ152およびフラップ154は、断面線A−Aを通る断面図からの図6のDに示されるように、カテーテル141から脱係合する。
【0051】
中実遠位セクション146は、外部シース140が近位方向にさらに引き込まれたときに、外部シース140を案内する。この手順が終了するとき、外部シース140は、フラップ152およびフラップ154がもう一度重複するように遠位方向に進行する。この重複状態では、外部シース140は、外部シースが遠位方向に進行するにつれてその外部シース内にカテーテル141を引き込む。次いで、クリップ142は、カテーテル141を再係合し得る。
【0052】
本発明の好適な例示の実施形態を上記に記載したが、本発明から逸脱することなく、種々の変更および改変がその中でなされ得ることは当業者に明らかである。添付の特許請求の範囲は、本発明の真の思想および範囲内に入るそのような変更および改変のすべてを網羅することが、意図される。
【図面の簡単な説明】
【0053】
【図1】図1は、折り畳まれた(collapsed)送達状態にある、本発明に従って構成された装置の側面図である。
【図2】図2A〜Cは、カテーテルの拡張可能な特徴の概略図である。
【図3】図3は、完全に展開された状態にある、本発明に従って構成されたカテーテルの側面図である。
【図4】図4A〜4Dは、本発明のカテーテルを用いる方法の工程を示す。
【図5】図5A〜5Bは、カテーテルの拡張可能な本体の代替形状を示す。
【図6】図6A〜6Dは、本発明の外部シースの近位方向引き込みを可能にする機構を示す。

Claims (19)

  1. 脈管から塞栓を除去するために適切な装置であって、近位セクション、閉塞性遠位セクション、それらの間に延びる主本体、およびそれらを通って延びる管腔を有するカテーテル、および外部シースを備え、該外部シースは、該カテーテルに沿って長手軸方向にスライドするように配置され、改良が、該主本体が、該外部シース内に配置されるときに縮小した送達直径を有し、そして該外部シースから展開されるときに半径方向に拡張された展開直径を有することを包含する、装置。
  2. 前記近位セクションが、固定された直径を備える、請求項1に記載の装置。
  3. 前記閉塞性遠位セクションが、脈管中の流れを閉塞するために適切な、縮小された状態および拡張された状態を備える、請求項1に記載の装置。
  4. 前記閉塞性遠位セクションが、前記拡張された状態で所定の形状を形成するワイヤ織物形態をさらに備える、請求項3に記載の装置。
  5. 前記閉塞性遠位セクションの所定の形状が、展開された場合には、遠位部分では脈管壁と実質的に同一平面上にあり、そして、前記カテーテルの主本体に連結するように近位方向に向かってテーパ状である、請求項4に記載の装置。
  6. 前記閉塞性遠位セクションが、ニチノールを含む、請求項4に記載の装置。
  7. 前記主本体が、複数の個々に圧縮可能なフープを備える、請求項1に記載の装置。
  8. 前記主本体が、ニッケル−チタン合金からなる、請求項7に記載の装置。
  9. 前記個々に圧縮可能なフープが、エラストマーポリマー被覆内に取り囲まれる、請求項7に記載の装置。
  10. 前記個々の圧縮可能なフープを連結する複数の連結部材をさらに備える、請求項7に記載の装置。
  11. 前記主本体が、複数の圧縮可能ならせん形状ワイヤを有するらせん形態を備える、請求項1に記載の装置。
  12. 前記主本体が、ニッケル−チタン合金からなる、請求項11に記載の装置。
  13. 前記圧縮可能ならせん形状ワイヤが、エラストマーポリマー被覆内に取り囲まれる、請求項11に記載の装置。
  14. 前記圧縮可能ならせん形状ワイヤを連結する複数の連結部材をさらに備える、請求項11に記載の装置。
  15. 前記主本体が、前記近位セクションより大きな距離に広がる、請求項1に記載の装置。
  16. 前記拡張された状態にある主本体の直径が、前記近位セクションの直径より大きい、請求項1に記載の装置。
  17. 前記外部シースが、最遠位位置で、該外部シース内に前記主本体および前記閉塞性遠位セクションを圧縮するように位置決めされる、請求項1に記載の装置。
  18. カテーテル内の流れを増大する方法であって、該方法は、
    カテーテルを縮小状態に提供する工程であって、ここで、該カテーテルは、近位セクション、閉塞性遠位セクション、これらの間に延びる主本体、およびこれらを通って延びる管腔を備える、工程;
    該外部シースを近位方向に引き込んで該閉塞性遠位セクションを展開させる工程;および
    外部シースを近位方向にさらに引き込んで、該主本体の半径方向拡張を引き起こす工程、を包含する、方法。
  19. 介入手順を実施する工程;および
    該介入手順の間に生成された塞栓を、前記カテーテルの管腔中に吸引する工程、
    をさらに包含する、請求項18に記載の方法。
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