JP2006506171A - ナノファイバでできた塞栓装置 - Google Patents

Abstract

体腔閉塞用の脈管閉塞装置を提供する。この脈管閉塞装置は、コア部材と、このコア部材に連結された繊維質構造体を具える。この繊維質構造体は、ナノファイバのストランドを具える。

Description

発明の技術分野
本発明の技術分野は、インプラント可能な装置に関し、特に、体内管腔および体腔閉塞用の脈管閉塞装置に関する。

発明の背景
多くの臨床的状況において、出血のコントロール、腫瘍へ血液が流れ込むことの防止、動脈瘤、動静脈の奇形、または動静脈フィステル内での血流のブロックなど、様々な目的で血管を閉塞することがある。

血管の塞栓は特に動脈瘤の治療に有益である。動脈瘤は、血液で満たされた血管壁の異常な膨張であり、破裂して大出血を引き起こす可能性がある。脳動脈瘤の場合は、この大出血がその周辺の脳組織にダメージをあたえ、死に至らしめることもある。アクセスが大変難しい遠隔箇所にある脳の血管に脳動脈瘤が形成されている場合は治療が困難である。これを治療しないままに放置しておくと、正常な脈動血流の血行による力が、動脈瘤領域のもろくなっている組織を破壊して、脳卒中を起こすことがある。

脈管閉塞装置は、動脈瘤の治療に使用されてきた。脈管閉塞装置は、典型的には、カテーテルを用いて血栓を形成してその部位を塞栓した血管内または脈管内腔に配置した外科的なインプラントである。例えば、脳卒中やその他の血管のアクシデントは、脈管塞栓装置をその部位の近位に配置して当該部位への血流をブロックし、漏出量を軽減することによって治療することができる。動脈瘤のネックを通して脈管閉塞装置を取り入れることで、動脈瘤を同様に治療することができる。この脈管閉塞装置の血栓形成特性によって、動脈瘤内に塊を形成し、動脈瘤の成長と、次いで生じる破裂の可能性を低減する。腫瘍などの他の疾患も、腫瘍への血流を閉塞することによってしばしば治療することができる。

血栓を好適に形成する脈管閉塞装置には様々なものがある。このような装置の一つは、Ritchart et al. に発行された米国特許第4,994,069号に見られる。この特許は、伸張したときにはリニアな螺旋形状を取り、弛緩した時には折り畳まれた回旋形状を取る脈管閉塞コイルを記載している。このコイルは、所望の部位にコイルを配置するのに使用するカテーテル内にあるときは伸張した形状であり、カテーテルから排出されてコイルが弛緩したときに回旋形状を取る。Ritchart et al.は、「花」の形や、二重渦巻きを含む、様々な形状を記載している。ランダムな形状も記載されている。

Wallace et al.に発行された米国特許第6,280,457B1号は、ポリマで被覆された内部コアワイヤを具える閉塞装置を記載している。この重合体材料は、たんぱく質ベースのポリマ、吸収性ポリマ、非たんぱく質ベースのポリマ、これらの組合わせを含む。このポリマは、体腔を閉塞する塞栓の形成を容易にする。

弛緩形状において複雑な三次元構造を有する脈管閉塞コイルが、Wallace et al.に発行された米国特許第6,322,576B1号に記載されている。このコイルは、球形、卵型、クローバ型、ボックス状構造、またはその他の歪んだ球形などの近似形状に展開することができる。この特許は、解剖学的形状の脈管閉塞装置を適当な形状の形に巻いて、これをアニーリングすることで様々な装置を形成する方法も記載している。

固有の二次形状をほとんど、あるいは全く持たない脈管閉塞コイルも記載されている。例えば、Berenstein et al. に発行された米国特許第5,690,666号および第5,826,587号は、血管内のスペースに導入後にほとんどあるいはまったく形状をなさないコイルが記載されている。

成形したコイルと、リニアコイルを体腔内に放出する方法には様々なものがある。コイルを体腔内へ向けてカテーテルから物理的に押し出すことを記載しているこれらの特許（例えば、Ritchart et al.）に加えて、特定の選択された時間と部位にコイルを開放する方法が他にいくつもある。Guglielmi et al.に発行された米国特許第5,354,295号およびその親特許である第5,122,136号は、電解的に分離可能な塞栓装置を開示している。

機械的に分離可能な装置はさまざまなものが公知である。これらの装置の例は、Sepetkaに発行された米国特許第5,234,437号、Palermoに発行された米国特許第5,250,071号、Engelsonに発行された米国特許第5,261,916号、Twyford et al.に発行された米国特許第5,304,195号、Palermoに発行された米国特許第5,312,415号、Palermo et al.に発行された米国特許第5,350,397号である。

上述した脈管閉塞装置が動脈瘤内に位置すると、一時的な足場として作用する繊維素ネットワーク（血塊または血栓）の形成を誘発する傾向にある。この足場は、コラーゲンを沈殿させて血塊をより安定なコラーゲン状の繊維細胞に置き換えるときに、傷の回復能力がある細胞（繊維芽細胞など）がその上に移動して、増殖する高表面領域（high-surface-area）基体を提供する。しかしながら、血液中に存在する酵素は、コラーゲンが沈殿するレートに比べてこの繊維素血塊をあまりに早く破壊してしまうため、傷回復細胞の移動と成長が制限されてしまう。この結果、動脈瘤内に形成された血栓が、空洞を生み出したりすること、及び／又は、動脈瘤を完全に塞栓するのに十分な大きさにならないことがある。

発明の詳細な説明
本発明は、患者の脈管構造内で展開して、その血液の流れを閉塞することができる脈管閉塞装置に関する。この脈管閉塞装置は、ヒトの脈管構造内に位置する動脈瘤の中に塞栓を形成するように展開させることもできるが、又、閉塞が必要なヒトまたは動物のいずれの部位にも使用することができる。

本発明の一の特徴によれば、脈管閉塞装置はコア部材と当該コア部材に連結された繊維質構造体を具える。この繊維質構造体は、例えば、エレクトロスピンニング（electrospinning）プロセスによって作ることができ、ナノメートル単位の径の不織ファイバでできた糸を含む。この繊維質構造体のアーキテクチャは、細胞が付着するハイレベルな表面領域を具え、動脈瘤を埋めるための安定した足場を提供する。コア部材は、その上に繊維質構造体を配置するグリッドを提供する。コア部材の材料によっては、コア部材が脈管閉塞装置の剛性を強化することがある。脈管閉塞装置は、カテーテルを用いてターゲット部位まで運ばれ、電解ジョイントや、機械的ジョイントなどのさまざまな分離手段のうちののいずれか一つを用いてカテーテルからはずされる。

脈管閉塞装置は様々な形状を取りうる弛緩構造を有する。例えば、脈管閉塞装置は実質的に直線状の、あるいは曲線状の（すなわち３６０°未満のスパイラルを有し、僅かにカーブしている）な弛緩構造を有する。代替的に、脈管閉塞装置は、形状形成要素のまわりに実質的にリニアである主形状を有するコア部材を覆って形成した２次弛緩形状を取ることができる。この二次形状は、螺旋状コイル、又はその他の形状でもよい。更なる代替として、脈管閉塞装置は、形状形成要素のまわりに二次形状を有するコア部材を覆うことによって形成した、三次弛緩形状を取ることもできる。この三次形状は、例えば、クローバ葉、ねじれた８の字型、花、球、渦、卵型の形状、あるいはランダム形状であってもよい。

本発明の他の態様及び特徴は、以下の好適な実施例の詳細な説明を読むことによって明確になる。これら実施例は、説明の目的でかかれたものであり、本発明を限定するものではない。

実施例の詳細な説明
図１及び図３乃至８は、本発明にかかる脈管閉塞装置１０の様々な実施例を示す。一般的に、脈管閉塞装置１０は、コア部材１２とこのコア部材１２によって運ばれる繊維質構造体１４を具える。コア部材１２は、繊維質構造体１４を付着させることができるグリッドを具えてもよい。コア部材１２の材料によっては、コア部材１２は脈管閉塞装置１０に所望の剛性を提供することもできる。繊維質構造体１４は、１又はそれ以上のナノスケールのファイバ（ナノファイバ）を具えており、脈管閉塞装置１０の血栓形成特性を提供するか、あるいは強化している。「ナノスケールファイバ」または「ナノファイバ」なる用語は、直径あるいは断面の大きさが約５０〜１００００ｎｍの範囲にあるファイバを意味する。繊維質構造体１４については、後に詳細に説明する。図１に示すように、脈管閉塞装置１０はこれが好ましくは０．０１〜０．００１５インチの範囲内にある全径または断面１６を有する。しかしながら、脈管閉塞装置１０は他の直径を有するものであっても良い。脈管閉塞装置１０は、選択的に、図１Ａに示すようなエンドキャップ１８を具えていても良い。

コア部材１２は、好ましくは、円形の断面形状を有する。代替として、コア部材１２は、矩形、三角形、あるいはその他のジオメトリックな断面を有していても良い。更なる代替として、コア部材１２は、不規則な形状の断面を有していても良い。コア部材１２は、生物分解性の材料でできていることが好ましい。コア部材１２に好適な生物分解性材料または吸収性材料は、合成ポリマ、ポリサッカライド、およびたんぱく質を含むが、これに限定されるものではない。好適なポリマは、例えば、ポリグリコール酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリジオキサノン、ポリカーボネート、ポリアンヒドライド、ポリヒドロキシアルカノエイト、ポリアリレート、ポリサッカライド、ポリアミノ酸、およびこれらの共重合体を含む。

更に、あるいは代替的に、コラーゲン、エラスチン、フィブリン、フィブリノゲン、フィブロネクチン、ヴィトロネクチン、ラミニン、シルク、及び／またはゼラチンなどのたんぱく質を使用することができる。更に、あるいは代替的に、キチン、キトサン、セルロース、アルギネート、ヒアロン酸、及び硫化コンドロチンなどのポリサッカライドを使用することができる。これらの材料の多くは商業的に入手可能である。フィブリン含有組成物は、例えばバクスタ社（Baxter）から商業的に入手可能である。コラーゲン含有組成物は、例えば、カリフォルニア州、パロアルトのコヘージョン・テクノロジー社（Cohesion Technologies, Inc.）から商業的に入手可能である。フィブリノゲン含有組成物は、例えば、米国特許第6,168,788号、及び第5,290,552号に記載されている。すぐに明らかになるように、吸収性材料は単独で、または互いに組み合わせて用いることができる。この吸収性材料は、モノフィラメントあるいは、マルチフィラメント糸であってもよい。

さらに、吸収性材料は、追加の部材と組み合わせて使用することもできる。例えば潤滑性材料（例えば、親水性材料）をコア部材１２を被覆するのに使用することができる。一又はそれ以上の生物活性材料を、コア部材１２の組成に含めることもできる。「生物活性」の用語は、例えば、血栓剤、治療剤、その他、生体内で効力を示す薬剤を意味する。生物活性材料の例は、シトキン；細胞外マトリックス分子（例えば、コラーゲンやフィブリン）；マトリックスメタロプロティナーゼインヒビタ；微量金属（例えば、銅）；血栓構造を安定させる、あるいは、クロット分解を阻止する他の分子（例えば、ファクタXIII、α２−アンチプラズミン、プラズミノゲンアクチベータインヒビター１（ＰＡＩ−１）、などのたんぱく質）；およびこれらの機能性断片（例えば、フィブリンのＰ１またはＰ２エピトープ）を含む。単独で、あるいは他の成分と組み合わせて使用することができるシトキンの例は、ベーシック繊維芽細胞成長因子（ｂＦＧＦ）、血小板由来増殖因子（ＰＤＧＦ）、血管内皮細胞増殖因子（ＶＥＧＦ）、ベータ型トランスフォーミング増殖因子（ＴＧＦ−β）、などを含む。シトキン、細胞外マトリックス分子、マトリックスメタロプロティナーゼインヒビタ、および血栓構造を安定させる分子は、ゲンザイム社（マサチューセッツ州、フラミングハム）、ゲネンテック社（カリフォルニア州南サンフランシスコ）、アムゲン社（カリフォルニア州、サウザンドオークス）Ｒ＆Ｄシステム、及びイミュネックス社（ワシントン州、シアトル）など、いくつかの売主から商業的に入手可能である。更に、これらの分子の多くのシーケンスとして組換え型の合成が可能な生物活性ポリペプチドは、例えばジェンバンク（GenBank）のデータベースから入手することができる。従って、コア部材１２がＤＮＡまたはＲＮＭで符号化された生物活性分子の使用を含むものであることを意図している。更に、野生形、または純粋なシトキン、細胞外マトリックス分子、マトリックスメタロプロティナーゼインヒビタ、血栓構造安定化たんぱく質（例えば、組換えて製造したもの、あるいはその変異体）、及びこれらの分子をコード化する核酸など、同様の生物活性を有する分子も使用することができる。コア部材１２の組成に含めることができる生物活性材料の量と濃度は、特定のアプリケーションによって異なる。また、当業者によって容易に決定することができる。主題からはずれないかぎり、材料、濃度、及び／又は投与量などのどのように組み合わせて使用してもよいと解される。

コア部材１２は、インサイチューにおいて脈管閉塞部材１２を可視化するために一又はそれ以上の放射線不透過材料を含むものであってもよい。例えば、コア部材１２は、金属（例えば、タンタル、金、タングステンまたはプラチナなど）、硫化バリウム、酸化ビスマス、サブカーボネートビスマス、などの放射線不透過性材料で被覆するか、あるいはこの材料と混合することができる。代替として、連続的あるいは断続的に放射線不透過性マーカをコア部材１２に取り付けるようにしても良い。

代替として、コア部材１２は金属などの非生物分解性材料で作られていても良い。この材料は、上述の生物分解性材料よりも弾力性があるものでもよい。コア部材１２に好ましい金属及び合金は、プラチナ群金属、特にプラチナ、ロジウム、パラジウム、レニウム、及び、タングステン、金、タンタルおよびこれらの合金である。これらの金属は有意の放射線透過性を持ち、その合金は可撓性と剛性が好適に組み合わさるように調整することができる。それらは又、多分に生物学的に不活性である。ポリマなどの追加被覆材料、及び／または上述の生物分解性材料をコア部材１２の表面に追加して、脈管閉塞装置の血栓形成特性又は他の特性を改善することができる。放射線透過性をいくらか犠牲にするのであればコア部材１２をステンレススチールで作るようにしても良い。

使用することができる他の材料は、ニッケル／チタン合金（ニチノール）、銅／亜鉛合金、またはニッケル／アルミニウム合金などの、「超弾性合金」を含むものであっても良い。使用することができる具体的な合金は、米国特許第3,174,851号、第3,351,463号、第3,753,700号に記載されている。ニチノールを使用する場合は、コア部材１２を比較的延性の高いプラチナあるいはプラチナ／タングステン合金から作った場合の直径よりも、コア部材１２の直径を有意に小さくすることができる。

コア部材１２は、放射線透過性ファイバ、あるいはダクロン（Dacron）（ポリエステル）、ポリグリコリール酸、ポリ乳酸、蛍光ポリマ（ポリテトラフルオロエチレン）、ナイロン（ポリアミド）、及び／又はシルクなどのポリマ（または放射線透過性または放射線不透過性ファイバで被覆された金属糸）でできていても良い。

繊維質構造体１４は、一般的に、ナノメータスケールの直径を有する一又はそれ以上のファイバストランド（「ナノファイバ」）を含む。このファイバストランドは、好ましくは不織である。繊維質構造体１４は、少なくとも部分的に、例えば米国特許第1,975,504号に記載されているエレクトロスピンニングプロセスまたは技術を用いて製造することができる。図２は、エレクトロスピンニング装置３０の例を示す図であり、この装置はポリマ溶液３４（図示せず）を含むシリンジ３２と、銅回収プレート３６と、電源３８を具える。シリンジ３２は、好ましくは２０ミリリットルのガラスシリンジであり、ニードル４０が設けられている。ニードル４０は好ましくは、１８ゲージ（１８ＧＡ）ニードルであるが、ここに述べる機能を実行することができるものであれば、どのような筒状エレメントであってもよい。ポリマ溶液３４は、好ましくは１グラムのコポリマポリ（Ｄ、Ｌ−ラクチド−コグリコライド）（ＰＬＧＡ）（イリノイ州、リンカーンシャ、ピューラック社）を、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ；ペンシルバニア州、ピッツバーグ、フィッシャ社）とジメチルフォルムアミド（ＤＭＦ；ミズーリ州、セントルイス、シグマ社）の１：１の有機溶剤混合液２０ｍＬに溶解させ、その混合物を一晩ボルテックスに掛けることによってよく混ぜ合わせて作成する。

ポリマ溶液３４は、酸化ポリエチレン（ＰＥＯ）、アクリル樹脂、ナイロン、ポリエチレングリコール（ＰＥＧ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリ（ｐ−フェニレンテレフタールアミド）（ＰＰＴＡ）、他などの別のポリマ用いて作成することもできる。ポリグリコリック酸、ポリ乳酸、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリジオキサノン、ポリカーボネート、ポリアンヒドライド、ポリヒドロキシアルカノエイト、ポリアリレート、ポリサッカライド、ポリアミノ酸、およびこれらのコポリマなどを含む分解性ポリマも使用することができる。この技術分野において公知である、コラーゲン、エラスチン、フィブリン、フィブリノゲン、フィブロネクチン、ヴィトロネクチン、ラミニン、シルク、及び／又はゼラチンなどのたんぱく質を含む他のポリマ溶液３４も使用することができる。更に、コア部材１２について上述したいずれの生物活性材料をポリマ溶液３４に含めるようにしてもよい。代替として、繊維質構造体１４を形成した後に生物活性材料を繊維質構造体１４に加えるようにしても良い。生物活性材料は、繊維質構造体１４に化学的に付着されるようにしても良く、また、生物活性材料を含む溶液で繊維質構造体１４を全体的または部分的に満たす（あるいは溶液に浸漬させる）ようにしてもよい。

エレクトロスピンニング工程において、シリンジ３２は、水平方向４４から、例えば４５°といった、角度４２で銅回収プレート３６の方向に向けて下側に傾斜している。ニードル４０の先端は好ましくは、銅回収プレート３６から２０ｃｍのところに位置している。特定のアプリケーションによっては、シリンジ３２を水平４４から異なる角度４２に方向付けて、銅回収プレート３６から異なる距離に位置させても良いことは、当業者には自明である。電源３８が電圧（好ましくは１８ｋＶ）を供給すると、銅回収プレート（カソード）が負にチャージされ、シリンジ３２のニードル４０（アノード）は正にチャージされる。重力とここで生成された静電荷を組み合わせた力によって、ポリマ溶液３４がシリンジ３２から引き出され、ニードル４０の先端に垂滴を形成する。この垂滴から正にチャージされたジェットが噴出し、銅回収プレート３６上の負にチャージされたターゲットに噴霧される。この結果、銅回収プレート３６の上に繊維質構造体１４が形成され、続く使用のために注意深く取り外される。ニードル４０とプレート３６の電荷の極性を逆にしても良い。繊維エレメントを製造するその他の公知の技術を使用して、繊維質構造体１４を製造することもできる。

エレクトロスピンニングプロセスで製造された繊維質構造体１４は、一般的に不織性で、ランダムに方向付けられた直径または断面が１００〜５０００ｎｍの範囲のファイバで構成されている。このような繊維質構造体１４のアーキテクチュアは、細胞の成長を促進するべく提供されたものであるが、自然の細胞外マトリクス（ＥＣＭ）のアーキテクチュアに似ている。機械的な支持を提供するべく細胞を囲んでいるＥＣＭは、本来は、ナノメータスケール径を持つ繊維状たんぱく質でできている。その三次元特性と、高い表面積−体積比のために、繊維質構造体１４は細胞が付着することができる高レベルの表面積を提供しており、これによって安定的なネットワークを作り出す。特に、繊維質構造体１４でできたこのネットワークは、天然に形成されたフィブリンよりも、血中の酵素によって壊されにくく、ホスト細胞が場所を占めて新しいマトリックスを合成して動脈瘤を埋めるまで動脈瘤を占領する。

繊維質構造体１４は、好ましくは、繊維質構造体１４とコア部材１２の外側表面との間の摩擦接触によってコア部材１２に連結される。コア部材１２の表面を織り込んで、繊維質構造体１４とコア部材１２間の連結を改良するようにしても良い。コア部材１２が、コア部材１２の長さに沿って横方向に一またはそれ以上の開口を具えており、この開口を通って繊維質構造体１４のストランドがコア部材１２を巻いて繊維質構造体１４を固着させるようにしてもよい。代替的に、コア部材１２は、コア部材１２の長さに沿って突起を具えており、この突起の周りに繊維質構造体１４のストランドが巻きつく、あるいは引っかかってコア部材１２に繊維質構造体１４を固着させるようにしてもよい。代替として、紫外線硬化性接着剤、シリコーン、シアノアクリレート、エポキシ類などの接着剤を用いて、コア部材１２に繊維質構造体１４を固着するようにしても良い。更に、繊維質構造体１４の反応基とコア部材１２間の反応基間の化学ボンディング；つまり両材料を溶解して互いに溶融する；あるいは、コア部材１２の表面を一時的に溶かして繊維質構造体１４のストランドを埋める；で繊維質構造体１４をコア部材１２に連結させるようにしても良い。

図１は、コア部材１２に担持された繊維質構造体１４を有する装置１０（１）の実施例を示す図である。繊維質構造体１４は、上述したいずれかの方法によってコア部材１２に固着することができる。図１に示すように、繊維質構造体１４は、実質的にコア部材１２の全長を覆っている。しかしながら、このとおりである必要はなく、本発明の範囲がそのように限定されるものではない。例えば、図３は、コア部材の長さに沿って間欠的にスペースを置いて設けられた複数の繊維質構造体１４のセットを具える脈管閉塞装置１０（２）の側面図である。繊維質構造体１４は、コア部材の長さに沿った地点においてコア部材１２の周囲あるいは周縁全体に配置されていてもよく、あるいはいなくても良い。これは、設計上の問題である。図４は、脈管閉塞装置１０（３）を示す図であり、この装置には、コア部材１２の長さに沿って軸方向に、そして、コア部材の周囲に部分的に一又はそれ以上の繊維質構造体１４が設けられている。図５に示すように、繊維質構造体１４は、コア部材１２の表面に均一にまたはランダムに配置された規定の形状とサイズを有する一またはそれ以上の離隔されたパッチで形成されていてもよい。図６は、他の脈管閉塞装置１０（５）を示す図である。ここでは繊維質構造体１４が、一又はそれ以上のスパイラルを形成しており、コア部材１２の周囲に螺旋状に延在している。図７は、更に他の脈管閉塞装置１０（６）を示す図であり、ここでは、繊維質構造体１４がコア部材１２の回りに均一のグリッドパターンを有するメッシュを配設している。図８は、脈管閉塞装置１０（７）を示す図であり、この装置では、ランダム形状の一又はそれ以上の繊維質構造体１４がコア部材１２の上にランダムに配置されている。繊維質構造体１４のその他のパターンあるいは形状をコア部材１２の表面上、あるいは周囲に設けるようにしても良い。

上述の実施例に示す脈管閉塞装置１０は、一般的には、実質的に直線状の（ストレート）あるいは曲線状（すなわち３６０°未満のスパイラルを有して若干カーブした）の弛緩した形状を有する。このような脈管閉塞装置は、外力（例えば装置を動脈瘤の壁などの対象に対して押しつけたときに発生する圧縮力など）が与えられたときに折り畳まれた状態を取る。この脈管閉塞装置は、また、以下により詳細に説明するとおり、様々な二次および三次形状、あるいは弛緩した形態をとることもできる。二次形状または三次形状を有する脈管閉塞装置には、コア部材１２が、脈管閉塞装置に剛性を提供するようにより弾力的な部材で形成されることが好ましい。これらの脈管閉塞装置のスペースを満たす能力は、本来は、これらの装置の二次あるいは三次の弛緩した形状内に存在する。二次及び／又は三次形状を有する脈管閉塞装置が、ここに述べた繊維質構造体１４を含む場合、この装置は上述したとおり動脈瘤を閉塞することができる安定した足場を提供する。

図９および１０は、二次形状を有する脈管閉塞装置２００を示す。これらの形状は、単純に使用することができる様々な二次形状を表示したものであり、他の形状も同様に使用することができる。図９及び１０にそれぞれ示した装置２００は、上述した繊維質構造体１４を含むが、明確化のためにこの構造は図に示していない。

図９は、螺旋状コイルの二次形状を有する脈管閉塞装置２００（１）を示す。螺旋状コイルは、図９に示すような開ピッチ、または、閉ピッチを有する。図１０は、ランダムな二次形状を有する脈管閉塞装置２００（２）を示す図である。図９および１０に示す二次形状は、それぞれ、心棒や針金、またはその他の形状をしたエレメントの周囲を、図１に示すような主形状がほぼリニアであるコア部材１２で覆うことによって形成される。装置２００は、当業者には公知である熱処理を選択的に行って、装置を二次形状にするようにしても良い。脈管閉塞装置を二次形状に形成することは、公知技術であり、ここでより詳細に記載する必要はない。

図１１乃至１７は、図９に示すような螺旋状コイルの二次形状と、三次形状を有する本発明の様々な脈管閉塞装置３００を示す図である。これらの形状は、使用することができる様々な三次形状を単に表示したものであり、他の形状も同様に用いることができる。図には示していないが、上述したとおり、図１１乃至１７の各々に示す装置３００は繊維質構造体１４を含む。

図１１は、クローバの葉の三次形状を有する装置３００（１）を示す。図１２は、ねじれた８の字の三次形状を有する装置３００（２）を示す。図１３は、花形の三次形状を有する装置３００（３）を示す。図１４は、ほぼ球形の三次形状を有する装置３００（４）を示す。図１５は、ランダムな三次形状を有する装置３００（５）を示す。図１６は、渦状の三次形状を有する装置３００（６）を示す。図１７は、卵型の三次形状を有する装置３００（７）を示す。脈管閉塞装置１０は、その他の二次形状および三次形状を有していても良く、また、上述の例に限定されるものではない。例えば、コア部材１２、したがって、脈管閉塞装置は、特定の動脈瘤を満たすように選択されたサイズを有することができる。

三次形状の脈管閉塞装置３００を製造するには、実質的に直線状あるいは曲線状の主形状を有するコア部材１２を、心棒あるいは他の形状のエレメントに巻いて、図９に示す螺旋状コイルのような二次形状を形成することができる。上述したとおり、コア部材１２に熱処理を行って、コア部材１２を二次形状とすることができる。次いで、図９に示す螺旋状コイルのような二次形状の脈管閉塞部材を他の形状形成エレメントの周りに巻きつけて三次形状を作ることができる。コア部材１２を熱処理して三次形状を作るようにしても良い。安定したコイルの設計、およびこれらを作る方法は、Wallace et al. に発行された米国特許第6,322,576B1号に記載されている。脈管閉塞装置を三次形状にすることは公知であり、更に詳細に述べる必要はない。

上述した実施例は、細長形状を有するコア部材１２を示しているが、本発明の範囲はこれに限定されるものではない。コア部材１２は、球形、楕円形、他のデザイン形状など、その他の形状を有していても良い。コア部材１２は、例えばワイヤバスケットや、膨張するバルーンなど、体腔内に配置するのに適合する伸張可能な部材であってもよい。

上述した脈管閉塞装置を使用する方法を、図１８乃至２１を参照して以下に述べる。まず、送出カテーテル４０２を患者の体内に挿入する。通常、これは鼠頚部の大腿部動脈を介して行われる。選択される他の挿入部位は、例えば頚部であり、一般にこのような医療工程を行う外科医によく知られている。マイクロカテーテルあるいはシースなどの送出カテーテル４０２を送出カテーテルの遠位端４０８が、例えば、処置を行う体腔４０１の口内などに好適に位置するように、配設する。送出カテーテル４０２の挿入は、公知技術であるガイドワイヤ及び／又は案内カテーテルを用いて行うことができる。更に、カテーテル４０２の動きは、例えば蛍光顕微鏡、超音波、その他を用いてモニタすることができる。

送出カテーテル４０２が一旦正しい位置にくると、脈管閉塞装置１０が送出カテーテル４０２の近位端（図示せず）から送出装置４０２のルーメンまで挿入される。脈管閉塞装置１０が、送出カテーテル４０２内にあらかじめ搭載されている場合はこのステップは不要である。図１及び３乃至８に示すような二次あるいは三次弛緩形状を持たない脈管閉塞装置１０については、送出装置４０２のルーメン内に配置され実質的なストレスがかかることがなくなったときに脈管閉塞装置１０は自然に直線状あるいは曲線状の形状をとる。

図９乃至１７に示す脈管閉塞装置のような二次形状及び／又は三次形状を有する脈管閉塞装置は、図１９に脈管閉塞装置５０と共に示すように、送出カテーテル４０２のルーメン内にある間は実質的に直線形状に「伸延」される。送出装置４０２内で直線形状をとる脈管閉塞装置を有することの利点は、送出カテーテルの断面の大きさを最小化することができることであり、これによって、患者の曲がりくねったあるいは狭い動脈にカテーテル４０２を容易に通すことができる。

代替として、図２０に示すように、図９に示す脈管閉塞装置２００のような螺旋状コイルの二次形状を有する脈管閉塞装置を、図２０を参照してすでに述べたとおり、送出カテーテル４０２のルーメン内にその非伸縮形態で配置することができる。更に、図２１に示すように、図１１乃至１７に示す脈管閉塞装置３００のいずれかのような螺旋状コイルでできた三次形状を有する脈管閉塞装置を、その二次形状に伸延させ、送出カテーテル４０２のルーメン内に配置されたときに実質的に直線の螺旋状コイルの形態を取るようにしても良い。

図１８を参照すると、脈管閉塞装置１０は、コアワイヤまたは押し出し部材４０４を用いて送出カテーテル４０２の遠位端４０８の方向に遠位側に向けて押し進めることが好ましい。プランジャ４０６をワイヤ４０４の遠位端に取り付けて脈管閉塞装置１０を進めるようにしても良い。代替的に、液圧を用いて送出カテーテル４０２に沿って脈管閉塞装置１０を進めるようにすることもできる。送出カテーテル４０２の内径は、脈管閉塞装置１０を進めるのに十分な程度に大きくする必要がある。一方、脈管閉塞装置１０が送出カテーテル４０２のルーメン内で折れ曲がったり及び／又はよじれたりすることを防ぐために、送出カテーテル４０２の内径は、脈管閉塞装置１０の断面全体の大きさより大幅に大きくすべきではない。

二次または三次の弛緩した形状を持たない脈管閉塞装置については、脈管閉塞装置は、送出カテーテル４０２のルーメン内にある間に実質的なストレスを受けることなく、実質的な直線形状あるいは曲線形状を維持する。脈管閉塞装置１０または脈管閉塞装置１０の一部が、送出カテーテル４０２の遠位端４０８から一旦出ると、例えば体腔４０１の壁などの目的物に接触するまで、実質的な直線あるいは曲線形状を保つ。脈管閉塞装置１０を更に体腔内に進めると、前進推力を受け続けるせいで脈管閉塞装置１０は曲がる。その結果、脈管閉塞装置１０が折り畳まれて、動脈瘤内で三次元構造をとる。二次形状または三次形状を有する脈管閉塞装置には脈管閉塞装置がバイアスされて、送出カテーテル４０２のルーメンから排出されるときに弛緩した形状を再び取る。二次または三次の弛緩した形態の形状は、体腔４０１を満たすのに役立つ。

上述の関連ステップを繰り返すことによって、追加の脈管閉塞装置１０を体腔４０１内に位置させることもできる。所望の数の脈管閉塞装置が体腔４０１内に配置されたら、送出カテーテル４０２を体腔４０１および患者の身体から取り出す。脈管閉塞装置が体腔４０１内で展開されると、そこで塞栓が形成され、体腔４０１を閉塞する。

図２２は、上述した送出カテーテル４０２のようなカテーテルから、連結ジョイント６０４の動作を通じて展開することのできる脈管閉塞装置６０２を有する、符号６００で示される実施例を示す。脈管閉塞装置６０２は、図１及び３乃至１７に示す装置、すなわち、繊維質構造体１４（明確化のため図示せず）を有する装置のいずれかであってもよい。ジョイント６０４は、シースまたはカテーテル本体４０２が近位側へ引き出されるときにコアワイヤ４０４に取り付けられたままのクラスプ部６０６を有する。ジョイント６０４は、脈管閉塞装置６０２の近位端に運ばれ、シース４０２内で組み立てがなされるときにクラスプ部６０６と連結する第２のクラスプ部６０８を有していてもよい。シース４０２をアッセンブリの周囲から引き出すときにこれらのクラスプ部が切り離されて、脈管閉塞装置６０２を分離させる。

上述の脈管閉塞装置は、電解ジョイントまたは米国特許第5,234,437号、第5,250,071号、第5,261,916号、第5,304,195号、第5,312,415号、及び第5,350,397号に記載されているような接続で分離可能にすることができる。

図２３は、符号６６０で示される実施例であり、電解可能な接続ジョイント６６４を用いて取り外すことができる脈管閉塞装置６６２を有する。脈管閉塞装置６６２は、図１及び図３乃至１７に記載の装置のいずれか一つであり、繊維質構造体１４（明確化のために図示せず）を具えている。このようなジョイントは米国特許第5,423,829号、第6,165,178号、第5,984,929号に詳細に述べられている。ジョイント６６４は、金属でできており、コアワイヤ４０４に好適な電圧を印加すると、血流中で腐食し、これによって、脈管閉塞装置６６２を切り離す。脈管閉塞装置６６２は、起電列においてジョイント６６４より「貴」(noble)な金属で作るようにする。リターン電極（図示せず）を与えて、回路を完成させる。コアワイヤ４０４のジョイントにより近位の領域は絶縁されており、ジョイントにおける腐食が集中的に行われる。ブッシュ６６６は、コアワイヤ４０４の遠位端を脈間閉塞装置６６２の近位端に接続するのに使用される。脈管閉塞装置６６２を展開させるためには、まずコアワイヤ４０４に取り付けた脈管閉塞装置６６２を体腔内に配設する。次いで、電流をコアワイヤ４０４に流して接続ジョイント６６４を溶かし、これによってコアワイヤ４０４から脈管閉塞装置６６２を切り離す。コアワイヤジョイントの電解による分離によって脈管閉塞装置を送出する方法は公知であり、より詳細に説明する必要はない。

様々な実施例が示され説明されているが、これらについて、以下の請求の範囲で規定される本発明の範囲からはずれることなく多くの変更や変形をなしうることは当業者には自明である。

図面は本発明の好ましい実施例の設計および有用性を示すものであり、図面では、同じ要素については共通の符号が付されている。
図１は、本発明にかかる脈管閉塞装置の第１実施例を示す側面図であり、コア部材の周囲に配置された繊維質構造体を含む。 図１Ａは、図１に示された装置の一端の詳細図である。 図２は、エレクトロスピンニング装置を示す図である。 図３乃至８は、本発明にかかる脈管閉塞装置の変形例の側面図である。 図９及び図１０は、二次形状を有する脈管閉塞装置の例を示す図である。 図１１乃至図１７は、三次形状を有する脈管閉塞装置の例を示す図である。 図１８は、送出カテーテルを用いて体腔内に送出されている脈管閉塞装置の側面図である。 図１９は、送出カテーテルを用いて送出されている脈管閉塞装置の断面図であり、送出カテーテル内にあるときに伸張形状を有し、送出カテーテルの外で抑制されていないときに二次形状を取る脈管閉塞装置を示す。 図２０は、送出カテーテルを用いて送出されている脈管閉塞装置の断面図であり、送出カテーテル内で二次形状を維持している脈管閉塞装置を示す。 図２１は、送出カテーテルを用いて送出されている脈管閉塞装置の断面図であり、送出カテーテルから出たときに二次形状から三次形状に変化する脈管閉塞装置を示す。 図２２は、送出カテーテルの一部を示す側面図であり、カテーテルから脈管閉塞装置が展開して、機械的に離脱している状態を示す。 図２３は、送出カテーテルの一部を示す側面図であり、カテーテルから脈管閉塞装置が展開して、電解的に離脱している状態を示す。

Claims (23)

1. 脈管閉塞装置において、コア部材と、前記コア部材に担持された繊維質構造体を具え、前記繊維質構造体が一又はそれ以上のナノファイバストランドを具えることを特徴とする脈管閉塞装置。
2. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が：
   ポリマ溶液をニードルを通して供給するステップと；
   前記ニードルに静電気をチャージするステップと；
   前記ニードルからある距離を置いた金属プレートに静電気をチャージするステップであって、前記電荷を有する金属プレートが、前記ニードルの電荷と逆の電荷であり、これによって前記ポリマ溶液の流れを前記金属プレートに送り出すステップと；
   前記金属プレートから前記繊維質構造体を集めるステップとを含む、エレクトロスピンニング工程によって少なくとも一部を製造した製品であることを特徴とする脈管閉塞装置。
3. 請求項２に記載の脈管閉塞装置において、前記ポリマ溶液が、酸化ポリエチレン、アクリル樹脂、ナイロン、ポリエチレングリコール、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ＰＰＴＡ、ポリグリコリック酸、ポリ乳酸、たんぱく質、ポリサッカライド、ＰＬＧＡ、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリジオキサノン、ポリカーボネート、ポリアンヒドライド、ポリヒドロキシアルカノエイト、ポリアリレート、および、ポリアミノ酸からなる群から選択された材料でできていることを特徴とする脈管閉塞装置。
4. 請求項２に記載の脈管閉塞装置において、前記ポリマ溶液が、１ｇのＰＬＧＡを、２０ｍＬの有機溶剤混合物に溶かすステップであって、該混合物がテトラヒドロフランとジメチルフォルムアミドを具えるステップと、この混合物を一晩ボルテックスするステップを具えるプロセスで用意されることを特徴とする脈管閉塞装置。
5. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が、酸化ポリエチレン、アクリル樹脂、ナイロン、ポリエチレングリコール、ポリアクリロニトリル、ポリエチレンテレフタレート、ＰＰＴＡ、ポリグリコリック酸、ポリ乳酸、たんぱく質、ポリサッカライド、ＰＬＧＡ、ポリカプロラクトン、ポリヒドロキシブチレート、ポリヒドロキシバレレート、ポリジオキサノン、ポリカーボネート、ポリアンヒドライド、ポリヒドロキシアルカノエイト、ポリアリレート、ポリアミノ酸、およびそれらの共重合体からなる群から選択された材料でできていることを特徴とする脈管閉塞装置。
6. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が生物活性剤を有することを特徴とする脈管閉塞装置。
7. 請求項６に記載の脈管閉塞装置において、前記生物活性剤が、シトキン、細胞外マトリックス分子、マトリックスメタロプロティナーゼインヒビタ、微量金属、血栓の形成を安定化するあるいは、クロットの分解を抑制する分子、フィブリンのＰ１エピトープ、フィブリンのＰ２エピトープ、核酸、およびこれらの機能性フラグメントからなる群から選択されたものであることを特徴とする脈管閉塞装置。
8. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記ナノファイバが直径または断面大きさが約１００ｎｍと５０００ｎｍの間であることを特徴とする脈管閉塞装置。
9. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が、天然の細胞外マトリックスのアーキテクチャと類似のアーキテクチャを有することを特徴とする脈管閉塞装置。
10. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が、コア部材の周辺に完全に配置されていることを特徴とする脈管閉塞装置。
11. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が、前記コア部材の周囲に少なくとも部分的に配置されていることを特徴とする脈管閉塞装置。
12. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、ナノファイバでできた一以上のストランドが前記コア部材の周囲でグリッドパターンを規定する一のメッシュを形成していることを特徴とする脈管閉塞装置。
13. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記コア部材が伸縮可能な部材を具えることを特徴とする脈管閉塞装置。
14. 請求項１３に記載の脈管閉塞装置において、前記伸縮可能な部材が風船であることを特徴とする脈管閉塞装置。
15. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が表面摩擦力によって前記コア部材に連結されていることを特徴とする脈管閉塞装置。
16. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記コア部材の表面が織り込まれていることを特徴とする脈管閉塞装置。
17. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記コア部材が、一又はそれ以上の突起を具え、その周囲に前記ナノファイバの一又はそれ以上のストランドが巻きつくかあるいは止めつけられるかして、前記繊維質構造体を前記コア部材に固着することを特徴とする脈管閉塞装置。
18. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が、紫外線硬化性接着剤、シリコーン、シアノアクリレート、およびエポキシからなる群から選択された接着剤で前記コア部材に固着されていることを特徴とする脈管閉塞装置。
19. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体が、前記コア部材に、前記繊維質構造体の上の反応基と前記コア部材上の反応基間の化学結合によって固着されていることを特徴とする脈管閉塞装置。
20. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記一又はそれ以上のナノファイバが、前記コア部材の表面下に少なくとも部分的に埋め込まれていることを特徴とする脈管閉塞装置。
21. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記繊維質構造体と前記コア部材が互いに溶融していることを特徴とする脈管閉塞装置。
22. 請求項１に記載の脈管閉塞装置において、前記コア部材が生物活性剤を具えることを特徴とする脈管閉塞装置。
23. 請求項２２に記載の脈管閉塞装置において、前記生物活性剤がシトキン、細胞外マトリックス分子、マトリックスメタロプロティナーゼインヒビタ、微量金属、血栓の形成を安定化するあるいはクロットの分解を抑制する分子、フィブリンのＰ１エピトープ、フィブリンのＰ２エピトープ、核酸、およびこれらの機能性フラグメントからなる群から選択されたものであることを特徴とする脈管閉塞装置。

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