JP2007521871A

JP2007521871A - 電気的に作動する医療機器

Info

Publication number: JP2007521871A
Application number: JP2006551277A
Authority: JP
Inventors: ウェーバー，ジャン; エイデンシンク，トレシー; エリゾンド，デーヴィッド; シマー，ローレン
Original assignee: ボストンサイエンティフィックリミティッド
Priority date: 2004-01-23
Filing date: 2005-01-21
Publication date: 2007-08-09
Also published as: EP1708778A1; CA2554197A1; WO2005072809A1; US20050165439A1; US8398693B2

Abstract

本発明は、カテーテル、ガイドワイヤ、ステントおよび動脈瘤コイルのような身体内腔への注入または挿入のための医療装置に関する。本発明の装置は、それらの機能を強化または拡張する例えば電気活性ポリマおよび圧電および電歪的な材料のような電気的に作動する材料からなる。

Description

本発明は、身体への注入または挿入のための医療機器に関し、特に、電気活性ポリマおよびピエゾ電気材料のような電気的に作動する材料がそれらの機能を強化または拡大するために用いられるカテーテル、ガイドワイヤおよび動脈瘤コイルのような医療機器に関する。

処置は、現在脈管閉塞および腫脹の治療を含む様々な脈管状態の治療において周知である。例えば、典型的な経皮的冠動脈形成術（ＰＴＣＡ）処置において、ガイド・カテーテルは患者の心血管系に導入され、カテーテルの末端が指定された冠状動脈の小孔に到達するまで、大動脈を通じて前進される。蛍光透視法を用いて、ガイドワイヤはそれからガイド・カテーテルを通して前進され、冠状動脈において治療される部位を横切る。バルーンカテーテルは、それから治療部位にガイドワイヤを通じて前進され、動脈を再開するためにバルーンが拡大される。動脈の閉止の防止、剥離の修繕、および／または、再狭窄の防止を補助するため、医師は、治療部位で動脈内部に例えばステントのような血管内人工器官を植設することができる。残念なことに、場合によっては、動脈の閉塞は、医師が閉塞を様々な医療機器を通過させるのに前進するのに苦労するほど広範囲である。したがって、一般に、可能な限り小型の断面外形を有する装置を前進させる必要が存在する。さらに、油圧作動させているメカニズムを有するように、現行のバルーンカテーテルは記載されることができる。油圧システムが大きい寸法でより効率的であるので、装置サイズの小型化への現在の傾向は、きわめて小さい直径で効率的に機能するアクチュエータの必要を作り出した。さらに、まれな例で、ステントの端が病変を捕らえるまたはカテーテルを案内する、および、塞栓形成の危険がある時に、医師は動脈において探知されたステント（または他の人工器官）を引っ込めなければならないかもしれない。

閉塞を治療することとは対照的に、他の脈管処置は、脈管腫脹を治療するために用いられる。例えば、動脈瘤の治療のための現在周知の方法において、医師は最初にカテーテルを動脈瘤の開口部に入れる。コイルは、それからカテーテルを通じて動脈瘤に挿入される。ググリエルミ・デタッチャブル・コイル（ＧＤＣ）のようないくつかのコイルにおいて、医師はそのコイルの構成が合わない場合、彼または彼女は、それを除去し、それを別の場所に移すまたは他のサイズのコイルを選ぶことができる。ＧＤＣの場合、コイルはステンレススチール送達ワイヤにはんだ付けされる軟性のプラチナ・コイルである。コイルが動脈瘤の範囲内で適切に配置される場合、わずかな電流は送達ワイヤに適用され、電気分解によってプラチナ・コイルに最も近い位置でそれを溶解する。一旦電気分解が発生するならば、送達ワイヤは適所にコイルを残して除去されることができる。それから他のコイルは導入されることができる。動脈瘤が高密度にコイルを詰め込まれ、診断的な対比の注入の間もはや不透明でないようになるまで、プロセスは継続される。一般に、コイルがよりしっかりと巻かれると、動脈瘤はより高密度に詰め込まれる。このようなコイルを提供する材料用の技術の継続的な必要性が存在する。

上記のおよび他の挑戦、必要性および従来技術の欠点は、本発明によって言及される。

本発明の第１の態様によれば、以下の構成からなる医療機器は提供される：（ａ）患者の身体内腔への挿入のために延長するように適応する本体（一般的に哺乳類の被験体、より一般的には人間の被験者）；および、（ｂ）例えばポリピロールのような伝導性のポリマからなる動作領域。ここにおいて、動作領域は、医療機器が（動作領域の容積の膨張において延長した本体と関連して）少なくとも１つの半径方向の寸法において拡大されるように延長した本体を通じて配置される。

実施例によっては、動作領域（または複数の領域）は、直接半径方向において装置を拡大する。他の実施例では、動作領域（複数）は、不動である変形可能な領域を放射状に動作領域の容積的に膨張させることによって間接的に装置を拡大する。

装置の動作領域（複数）は、広範囲にわたる構成において提供されることができる。例えば、動作領域は、延長した本体を円周バンドの形で囲むことができる。別の例として、動作領域は、長手方向のストリップの形で提供されることができる。さらにもう１つの例として、動作領域は、例えば、徐々にまたは段階的なやり方で一方が末端から近位に移動すると半径を増加させて提供されることができる。

発明のいくつかの実施例において、動作領域は、延長した本体内で形成される、例えば円周の凹部でまたは長手方向の凹部のような凹部で配置される。

いくつかの実施例では、動作領域は、カテーテルまたはガイドワイヤの末端で提供され、その場合には、末端は例えば、身体内腔閉塞を切り抜ける装置の能力を向上させるために平らである。実施例によっては、動作領域（複数）は、少なくとも、医療機器の長さの一部は、動作領域（複数）が膨張すると硬化するように構成される。例えば、この特徴は、１つまたはそれ以上の動作領域で延長した本体を環状に囲むことによって提供されることができる。

発明のいくつかの実施例において、医療機器は、装置の挿入および動作領域の膨張後、周囲の内腔の組織を係合するように適応する切断ブレードからなる。切断ブレードの例は、金属切断ブレードおよび刃先がダイヤモンドの切断ブレードを含む。切断ブレードは、所望であるならば鞘において提供されることができる。

発明の別の態様では、以下の構成からなる医療機器が提供される：（ａ）身体内腔への挿入のために適応する延長した本体；（ｂ）バルーン；および（ｃ）ポリピロールのような電気活性ポリマからなる動作領域。ここにおいて、動作領域は、バルーンが本質的に膨張されていない状態にある場合、少なくとも放射状にバルーンの一部を前進させるように適応される。

本発明の本態様のいくつかの実施例において、動作領域は、少なくともバルーンの近位部分を放射状に前進させるように適応する;他の実施例では、少なくともバルーンの近位および遠位部分が前進させられる;また他の実施例では、バルーンの近位、中央および遠位部分が前進させられる。

実施例によっては、少なくともバルーンの一部は、動作領域の直接の容積膨張によって放射状に前進する。他の実施例において、動作領域が容積的に膨張すると放射状に膨張する不動である変形可能な領域によって、少なくともバルーンの一部は、放射状に前進する。

実施例によっては、医療機器は曲線の構成部材からなり、動作領域は、放射状に曲線の構成部材を膨張するように適応される。例えば、曲線の部材は、カテーテルの延長部材から生じ、その周りを包む螺旋部材であってもよい。例えば、螺旋部材は、一般的に金属である導電層を通じて配置される活性層から構成されることができる。

本発明の別の態様では、以下の構成からなる医療機器（例えば、バルーンカテーテル、大動脈の移植片、大静脈フィルタ、または、冠状脈管ステント、末梢脈管ステント、腎臓ステントまたは胆汁ステントのようなステント、他の多くの装置）が提供される：（ａ）患者の身体内腔に挿入されるように適応する挿入可能な本体；（ｂ）挿入可能な本体内の内腔装置；および（ｃ）装置内腔の長さの少なくとも一部に沿って配置された１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材。本発明の本態様の１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は、挿入可能な本体がより容易に患者の身体内腔に挿入される状態である膨張状態および収縮状態間で、装置内腔の長さの少なくとも一部を変換するように適応する。実施例によっては、１つまたはそれ以上の電気的に作動する構成部材は装置内腔の全体の長さに沿って延長し、一方で他の実施例では、それらは、装置内腔の長さの一部（例えば挿入可能な長さ）だけに沿って延長する。

本発明の更に別の態様によれば、以下の構成からなる動脈瘤充填コイルが提供される：（ａ）（例えば金またはプラチナのような金属の）延長する伝導性の領域；および（ｂ）電気活性ポリマ（例えばポリピロール）からなる動作領域。動作領域および伝導性領域は、装置が電位の供給源から切れるとすぐに、よりきつく巻かれるように互いに関連して一般的に配置される。実施例によっては、動作領域は、延長する伝導性の領域の長さに沿って長手方向に配置される。例えば、動作領域は、伝導性領域の一方に沿って配置される、または、それは伝導性の領域周辺で螺旋を形成することができる。

上記の本発明の態様の利点は、総閉塞に近い状態にもかかわらず、身体内腔内で前進させるための強化された特性を有する医療機器が提供されることができるということである。

本発明の他の利点は、油圧膨張メカニズムは置き換えられるまたは補充され、このことにより、これらの装置がきわめてわずかな直径で効率的に機能するのを可能にする医療機器が提供されることができるということである。

本発明のさらなる利点は、塞栓形成のリスクを減少させ、ステントまたは他の人工器官を身体内腔から取り出す改良された能力を有する医療機器が提供されることができるということである。

本発明のさらにもう一つの利点は、動脈瘤内で配置されると即座に、よりきつく巻かれることが可能である動脈瘤コイルが提供されることができるということである。

発明の追加的な測面、実施例および利点は、いくつかの実施例が詳細に記載された以下の詳細な説明を見ることにより、従来技術の当業者において直ちに明らかになる。

本発明は次に、本発明の特定の実施例が示される添付の図面を参照することにより完全に記載される。本発明は、しかしながら異なる形状において実施される可能性があり、本願明細書において記載される実施例に限定されて解釈されるべきではない。

特定の実施例において、本発明の医療機器は、電気活性ポリマ（ＥＡＰ）アクチュエータを使用して、少なくとも部分的に作動する。電気活性ポリマは、電気的な刺激に応答して形状を変化させるそれらの能力によって特徴づけられるポリマである。

本発明と関連して一般的に使われる電気活性ポリマは、イオンのＥＡＰであり、より典型的には接合された骨格を特徴とする伝導性のＥＡＰ（例えばそれらは、一連の単一のおよび二重の炭素‐炭素結合からなり、交替した骨格を有する）、および、酸化または還元の下で電気伝導率を増加させる能力を有する。一般に周知のいくつかのＥＡＰは、ポリピロール、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリエチレンジオキシチオフェン、ポリ（ｐ‐フェニレン・ビニレン）、ポリスルホンおよびポリアセチレンである。生理的状態においてこれらのポリマで最も安定性のあるものの１つであるポリピロールは、以下に描かれる：

これらのＥＡＰは、純粋な形状では一般的に半導体である。しかしながらポリマが酸化または還元されると、電気伝導率は半伝導性の体制から半金属体制まで変えられると理解される。このような酸化および還元は、材料へのまたは材料から出るイオンの流動を交替で生じる電荷アンバランスに導くと考えられる。これらのイオンは、電気活性ポリマと関連しているイオンによる伝導性の電解質媒体を一般的に材料へ入れる／材料から出す。

寸法変化が、（一般に「水和シェル」と称される水分子のシェルによって囲まれる）イオンのポリマへのまたはポリマから質量移行によって特定のポリマにおいて達成されることは、周知である。例えば伝導性のいくつかのポリマにおいて、膨張はチェーン間のイオン挿入によるためと考えられ、一方で他の相互チェーン反発は支配的な効果であると考えられる。メカニズムに関係なく、材料へのまたは材料からのイオンの質量移行は、ポリマの膨張または収縮に導き、有意な応力（例えば、およそ１ＭＰａ）およびひずみ（例えばおよそ１０％）を供給する。これらの特性は、本発明の装置の構造にとって理想的である。ここで使用しているように、装置の動作領域の膨張または収縮は、「作動」と一般に呼ばれる。

イオンのＥＡＰもまた、本発明の装置用にそれらを魅力的にする多くの追加的な特性を有し、以下の構成を含む：（ａ）軽量、可撓性、小さくおよび容易に製造される；（ｂ）容易に制御されるエネルギー源が利用でき、エネルギーはＥＡＰに容易に供給されることができる；（ｃ）小さい電位変化（例えばおよそ１Ｖの電位変化）がＥＡＰの体積変化を生じるために用いられる；（ｄ）それらは、作動において比較的高速（例えば２、３秒で完全に膨張／収縮する）である;（ｅ）ＥＡＰ領域は、例えば電着のような様々な技術を使用して作成されることができる；および、例えば、（ｆ）ＥＡＰ領域は、必要に応じて、フォトリソグラフィを使用してパターン化されることができる。

以下の要素は、電気活性ポリマ作動を導くために一般に利用される：（ａ）電位の供給源、（ｂ）電気活性ポリマからなる動作領域、（ｃ）対電極、および、（ｄ）動作領域および対電極の両方と接触する電解質。

少なくとも動作領域の一部の表面と接触している電解質は、イオンの流動を可能にし、したがってイオンの供給源／シンクとして作用する。例えば、イオンの移動ができるようにされる限り、電解質は例えば液体、ゲルまたは固体であってもよい。電解質が液体である場合、それは例えば、ＮａＣｌ溶液、ＫＣｌ溶液、ナトリウム・ドデシルベンゼン・スルホン酸塩溶液、リン酸塩緩衝液、生理液その他のような塩を含む水溶液であってもよい。電解質がゲルである場合、それは例えば、塩を含む寒天ゲルまたはポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）ゲルであってもよい。電解質が固体である場合、それは例えば、高分子電解質であってもよい。

対電極は、伝導ポリマ、伝導ゲルまたは例えばステンレススチール、金または白金などの金属のようないかなる適切な電気的な導体からも形成されてもよい。少なくとも対電極の表面の一部は、戻り経路を電荷に提供するため、一般に電解質と接触している。

上記のように、ＥＡＰを含有する動作領域は、イオンの外へのまたはイオンの内への流動に応答して収縮または膨張する。本質的に、収縮または拡張可能な特性を呈するいかなる電気活性ポリマも、上記に一覧を示したものを含む発明の様々な動作領域と関連して使われる可能性がある。

発明の特定の実施例によれば、動作領域は、ポリピロールを含有する動作領域である。ポリピロールを含有する動作領域は、例えば、押出、鋳造、浸漬コーティング、回転被覆または電子重合／堆積技術などの多くの周知の技術を使用して製造されることができる。例えば、ポリピロールを含有する動作領域はまた、必要に応じて、リソグラフ印刷技術を使用してパターン化されることができる。

製造技術の特定の例として、ポリピロールは、Ｄ．チョウ他の「蝸牛インプラントのためのアクチュエータ」合成金属１３５‐１３６（２００３）３９‐４０に記載される処置を使用して、ピロール・モノマー溶液から白金化された基質に定電流的に沈殿される。ポリピロールはまた、金に沈殿されることができる。実施例によっては、電着するポリピロール層の粘着は、化学的な結合でポリマ層にコポリマ化されることができる分子の化学吸着された層で金のような金属を被覆することによって強化される。チオールは、金属に対する強固な化学吸着のための最上部群の一例である。最後部群はピロール・モノマーに化学的に類似していなければならないので、（例えば、短いアルキル鎖を経て）チオール群に取り付けられたピロール環の使用が自然の選択である。このような分子の具体例は、１‐（２‐チオール）‐ピロールおよび３‐（２‐チオール）‐ピロールである。Ｅ．スメラ他の「チオール変性ピロール・モノマー：１．合成、特徴描写および重合１‐（２‐チオエチル）‐ピロールおよび３‐（２‐チオエチル）‐ピロール」、ラングミュア、１４（１１）、２９７０‐２９７５,１９９８を参照のこと。

様々なドーパントは、大きい静止した陰イオンおよび大きい不動性の陽イオンを含むポリピロールを含有する動作領域において使われることができる。１つの特定の実施例によれば、動作領域は、ドデシルベンゼン・スルホン酸塩（ＤＢＳ）陰イオンでドープされたポリピロール（ＰＰｙ）からなる。例えばＮａ^＋陽イオンのような小さい移動性の陽イオンを含んでいる電解質と接触して配置される場合、あるいは電流がポリピロールを含有する動作領域と対電極との間で通過する場合、陽イオンは、ポリマの還元／酸化により挿入／除去され、ポリマの膨張／収縮に導く。このプロセスは、以下の方程式によって表されることができる：
ＰＰｙ^＋（ＤＢＳ^‐）＋Ｎａ^＋＋ｅ^‐⇔ＰＰｙ^０（Ｎａ^＋ＤＢＳ^‐）
ここで、Ｎａ^＋がナトリウム・イオンを表し、ｅ^‐は電子を表し、ＰＰｙ^＋はポリピロールの酸化した状態を表し、ＰＰｙ^０はポリマの還元された状態を表し、括弧において囲まれた種はそれらがポリマに組み込まれたことを示す。この場合、電気活性ポリマ部材と接触している電解質によって、ナトリウム・イオンは供給される。具体的には、ＥＡＰが酸化する場合、バックボーン上の正電荷は、ポリマの範囲内で存在するＤＢＳ^‐陰イオンによって少なくとも部分的に補われる。ポリマが還元されるとしかしながら、不動性のＤＢＳ^‐イオンは、電荷中性を維持するためにポリマを出ることができないので、より小さくより可動性のＮａ^＋イオンは、その容積を膨張するポリマに入る。再酸化されると、Ｎａ^＋イオンはまたポリマを出て、電解質に入りポリマの容積を減らす。本発明と関連した使用への電位の供給源は、例えば、ＤＣ電池およびオン／オフ・スイッチから構成されるように非常に単純であることができる。代替的に、より複雑なシステムが利用されることができる。例えば、電気的なリンクは、制御信号の複雑な集合が動作領域（複数）を含むＥＡＰ‐に送信されるのを可能にするマイクロプロセッサで確立されることができる。

適切な値の印加電圧が、例えばＥＡＰ、ドーパントおよび電解質の選択次第で中断される場合、ＥＡＰを含有する動作領域は膨張または収縮を提供されることができる。

ＥＡＰアクチュエータに関する追加的な情報、それらのデザインの考慮すべき問題、および、その中に使われる可能性がある材料および成分は、例えば、Ｅ．Ｗ．Ｈ．イェーガー、Ｅ．スメラ、Ｏ．インガナスによる「接合されたポリマ・アクチュエータの微細加工」、サイエンス、２９０、１５４０‐１５４５、２０００年；Ｅ．スメラ、Ｍ．カレンバッハおよびＪ．ホールデンリードによる「微細機械加工されたシリコン・プレートの移動および位置決めのために電気化学的に駆動されたポリピロール二分子層」、微小電気機械システム誌、８（４）、３７３‐３８３、１９９９年；マサチューセッツ工科大学に割り当てられた米国特許Ｎｏ．６，２４９，０７６；および、「高性能な構造および材料２００１：電気活性ポリマおよびアクチュエータ装置」と名称を与えられるＳＰＩＥの議事録、Ｖｏｌ．４３２９（２００１）（例えばマッデンその他の「ポリピロール・アクチュエータ：モデル化および性能」のｐｐ. ７２‐８３参照のこと）において明らかになり、それぞれは、完全に本願明細書に引用したものとする。

特定の他の実施例において、本発明の医療機器は、少なくとも部分的に圧電性、電歪的および／またはマクスウェル応力を含む材料を用いて作動する。

本発明の一態様によれば、身体内腔への挿入のために適応する延長した本体からなる医療機器が提供される。伝導性ポリマからなる動作領域は、動作領域が容積的に膨張すると医療機器が少なくとも一方の半径方向で膨張するように（すなわち、装置の長手方向の軸に対して直角である少なくとも一方に）延長した本体を通じて配置されている。

例えば図１Ａは、動脈の閉塞の部位でステント（図示せず）を膨張するために用いることができるバルーンカテーテル１００の概略図である。図示した実施例において、近位部分が左にある一方、カテーテル１００の末端部分は右にある。カテーテル（それは、カテーテルが挿入される例えば動脈のような身体内腔の軸にも対応する）の軸は、文字「ｘ」によって示される。近位および末端のマーカ１１５ｐ、１１５ｄ（例えばＸ線撮影マーカ）は、身体内腔内の適切な位置でカテーテルを配置するのを助けるため、周知のようにカテーテル内で提供される。

バルーンカテーテルは、内腔１１０（または、場合により軸）およびバルーン１３０を含む。図示はしていないが周知のように、必要に応じて、バルーン１３０は切断ブレードを備えることができる。電気活性ポリマを含む活性の領域１２０は、内側の内腔１１０およびバルーン１３０の間で配置されている。動作領域１２０は、様々な構成において提供されることができる。例えば、図１Ａにおいて図示される実施例において、動作領域１２０は、内腔１１０周辺でバンドが提供される。しかしながら、様々な構成の多数のアクチュエータ（例えば一連の長手方向のストリップ、一連の周囲のバンド、一連のパッチその他）はまた、類似した結果を達成するために使われることができる。

この図示された態様において、動作領域１２０は、内腔１１０において形成される凹部において提供される。これは必要ではないが、動作領域１２０を凹部内で提供することによって、装置の挿入された外形の増加は完全に避けられるというわけではないが、最小化される。

所望ならば例えば金（Ａｕ）で形成された接触電極（図示せず）は、動作領域１２０を作動させるため、内腔１１０および動作領域１２０の間で提供されることができる。例えば実施例によっては、内腔１１０は伝導性の材料で形成されず、それゆえに電極として機能することができない。

対電極機能は、例えば装置１００内で別々の専用の伝導性の部材（図示せず）によって実行されることができる。代替的に、装置１００の伝導性の要素がこのために使われることができる。いずれにせよ、対電極とともに動作領域（またはその電極）を電気的にショートさせることを避けるために一般に配慮される。

動作領域および対電極も囲む封止された構造内で、例えば電解質（別々に図示せず）は提供されることができる。所望ならば、バルーン１３０はこの機能に役に立つことができる。他の実施例では、生理液は電解質として役立つことができる。

ＰＰｙを含有する動作領域１２０がカテーテル１００内で接触する金または白金電極を通じて使われる特定の実施例を一例とすると、装置は、次のように機能する：陽電位が金の電極接点に適用される場合、電子はＰＰｙから除去され、そのニュートラルの状態（ＰＰｙ°）から、その酸化された状態（ＰＰｙ^＋）まで酸化する。これは、反転可能なプロセスである。したがって、ＰＰｙは電子を加えることによってその酸化状態からニュートラルの状態まで還元されることができる。この例では、ＰＰｙは、ＤＢＳ^‐（ドデシルベンゼンスルホナート）陰イオンでドープされ、装置はＮａＤＢＳ溶液のような電解溶液で機能するとさらに仮定される。ポリピロールを含む領域の還元の間、（水和シェルを囲んだ）小さい陽イオン、この場合Ｎａ⁺は、動作領域１２０を含むポリピロールの電荷の中立性を達成するため、動作領域に挿入される。これは、動作領域１２０を膨張させ、図１Ｂにて図示したように、放射状に外側へバルーン１３０を押す。これもまた、内腔１１０上に矯正および剛性化力を及ぼす。動作領域１２０の膨張もまた、バルーンを中央に置き、身体内腔において長手方向にそれを固定するために作用する。

ＥＡＰを含有する動作領域１２０が完全に圧着された状態から外へ放射状にバルーン（およびいかなる関連するステントのような人工器官）を膨張することに注意する。バルーンの直径が増加すると、バルーンは、より少ない圧力がこのタイプの油圧作動によってもたらされる大きいひずみを生成するために必要とされ、効率的な作動範囲に入る。バルーンは、それから図１Ｃにて図示されたように膨張される。それゆえに、本実施例において、第１のアクチュエータ（すなわちＥＡＰを含有する動作領域１２０）は、第２のアクチュエータ（すなわちバルーン１３０）の効率を改善する。

膨張後、バルーンは収縮し、上記のプロセスが反転する（すなわち、ＰＰｙが酸化して、動作領域１２０からＮａ^＋イオンを放出し、それを縮小させる）。この状態になると、装置１００は身体内腔から引っ込められて、処置が完成する。

上記したＰＰｙ／ＤＢＳ動作領域のため、ニュートラルの（膨張された）状態は、Ｖ=‐１ＶＶの印加電圧で達成され（対Ａｇ／ＡｇＣｌ参照電極）、酸化（収縮された）状態は、Ｖ=０Ｖで達成される。

図２５は、発明の他の実施例によるバルーンカテーテル１００を図示する。図１Ａのそれのように図２５のバルーンカテーテル１００は、内腔／軸１１０およびバルーン１３０を含む。しかしながら、図１Ａのそれとは異なり、図２５のバルーンカテーテル１００は、動作領域とは別である近位および末端のマーカを含まない。その代わりに、図２５のバルーンカテーテル１００は、その近位および末端の近くにバルーン１３０の下に配置される動作領域１２０ａおよび１２０ｂを含む。これらの動作領域１２０ａおよび１２０ｂ（例えばポリピロールからなる動作領域）は、上記で検討された技術を使用して（金またはプラチナ・バンドのような）金属領域１２３ａおよび１２３ｂ上へ堆積する。伝導性であることに加えて、金属領域１２３ａおよび１２３ｂはまた、それらが近位および末端のＸ線撮影マーカとして役立つことを可能にするような放射線不透過性である。

図１Ａおよび図２５の装置において、膨張しているＥＡＰを含有する動作領域は、直接バルーンへの圧力を出す。しかしながら本発明の他の実施例において、膨張しているＥＡＰを含有する動作領域は、交替で放射状にバルーンを膨張する不動材料に圧力を出す。例えば、図２Ａは、図１Ａのように内腔１１０、近位および末端のマーカ１１５ｐ、１１５ｄ、動作領域１２０およびバルーン１３０を含むバルーンカテーテル１００を図示する。しかしながら、図２Ａの装置は、例えば、ゴムまたはゴムのような弾性体から形成される部材であってもよい固定部材１２５および弾性的な不動部材１５０をさらに含む。

図２Ａを図２Ｂと比較すると、動作領域１２０が膨張すると、近位マーカ１１５ｐ（本実施例において内腔１１０に沿って摺動可能である）は、右に圧入され、末端マーカ１１５ｄ（本実施例において固定される）に対して不動部材１５０を圧縮することが分かる。このやり方で強制されると、不動部材１５０は、図１Ａ‐１Ｃと関連して上記で検討された効果を有して、バルーン１３０と係合するために放射状に膨張する。高い圧力と低い応力を提供する図１A‐１Cの装置とは逆に、図２A‐２Bの実施例は、L１／L２の割合が十分に大きければ反転できる。

このタイプの追加的なメカニズムは、固定された近位および末端のマーカ１１５ｐ、１１５ｄ、動作領域１２０および不動部材１５０を図示する図３Ａおよび３Ｂにおいて示される。図３Ａにおいて、動作領域１２０は装置の末端および近位端部から、不動部材１５０を圧縮し、不動部材１５０を放射状に膨張させる。図３Ｂにおいて、中央の動作領域１２０は近位および末端の不動部材１５０を圧縮し、それを放射状に膨張させる。

発明の他の実施例は、バルーンカテーテル１００の末端の部分の長手方向概略断面図を示す図４Ａ、および、図４Ａ線ａ‐ａの位置でのバルーンカテーテル１００の概略半径方向の横断面図を示す図４Ｂにおいて図示される。バルーンカテーテル１００は、内腔１１０（または軸）およびバルーン１３０を含む。ステント１６０は、バルーン１３０上に配置される。バルーン１３０の下には２つのＥＡＰを含んでより明確に図４Ｂに示されるように、平面コイルの形状において提供されるアクチュエータ１２１がある。ＥＡＰを含むアクチュエータ１２１は、それらの膨張された状態において図示される。例えばＥＡＰを含むアクチュエータ１２１は、ポリピロールを含む活動層が堆積する金または白金ベースから構成されることができる。電解液および対電極（図示せず）は、例えば、前述のように提供されることができる。活動層がコイルの外側または内側に置かれるかによって、活動層が膨張するとコイルは締まる（したがって放射状に収縮する）または緩み（およびしたがって放射状に膨張する）、その逆も同じである。

前述のように、まれな例で、ステントの端が塞栓形成のリスクを有する可能性がある時、医師は動脈において捕らえられたステント（または他の人工器官）を引っ込めなければならない可能性がある。しかしながら、例えば、近端部、末端部でまたはその両方（図示されるように）で、ＥＡＰを含むアクチュエータ１２１を有するカテーテル１００を提供することによって、バルーン１３０は、このリスクを減らすためにステント１６０の半径を越えて押されることができる。

発明のさらにもう１つの実施例は、図５Ａにおいて図示される。図１Ａのそれのように、図５Ａのカテーテル装置１００は、内腔１１０（または軸）、近位および末端のマーカ１１５ｐ、１１５ｄおよびバルーン１３０を含む。しかしながら、図１Ａにおいて図示される実施例とは異なり、動作領域１２０はバルーン１３０の下よりも、カテーテル装置１００の末端の先で提供される。図５Ｂは、ＥＡＰを含有する動作領域１２０が膨張した図５Ａの装置を図示する。

末端の先で動作領域１２０を提供することによって、この装置１００は、例えば脈管閉塞を広げるために用いることができ、閉塞と関連して装置１００を適切に配置されるのを可能にする。特定の実施例において、周囲の生理液（図示せず）が、電気活性ポリマの酸化／還元の間、動作領域１２０を入る／出る小さいイオンのための供給源／シンクとして使われる。対電極（図示せず）はまた、これらの実施例において生理液と一般的に接触され、電流の経路を完成する。例えば、内腔１１０を通って延びているガイドワイヤ（図示せず）が、上記のように電気的なショートを妨げる配慮がされる限り、このために使われることができる。

図６は、切断ブレード１７０（図示されるもの）が動作領域１２０の外周に提供されることを除いて本質的に図５Ａのもののような発明の他の実施例を図示する。切断ブレードは、ステンレススチール刃およびダイヤモンドが先端にかぶせられたような金属刃を含む様々な材料から形成されることができる（例えばダイヤモンド刃は、「管状の切断プロセスおよびシステム」と名付けられる出願Ｎｏ．１０／２１２，５０８において検討される）。図示される刃が長手方向に延長するにもかかわらず、分割され、刻み目をつけられ、螺旋構成のような切断バルーン技術において公知の様々な構成を含む様々な構成は可能である。所望ならば、切断ブレードは使用の前に保護用鞘に格納されることができる。代替的に、刃は軟らかい変形可能または流動可能なポリマ内で包まれることができる。動作領域が膨張すると、変形可能または流動可能なポリマは圧縮され、刃が隣接した組織に係合するのを可能にする。

単一の動作領域１２０が図５Ａ、５Ｂおよび６における内腔１１０周辺でバンドにおいて提供されるにもかかわらず、一連の長手方向のストリップ、一連のバンド、あるいはその他のような多くの動作領域もまた、類似した結果を達成するために使われることができる。さらに、図７にて図示したように、それがカテーテルの末端の先から近位に進行するように、次第により大きい外側の半径を有する（すなわち、それらは嵌め込み式または段階状に配置されている）一連の動作領域１２０ａ、１２０ｂ、１２０ｃを備えて、カテーテル１００は提供されることができる。代替的に、類似した効果は、図８にて図示したように、外側の半径を徐々に増加させる動作領域１２０を利用することによって達成されることができる。図示されていないが、下にある内腔１１０はまた、このやり方で段または傾斜を付けることができる。

さらに他の実施例において、図５Ａ、５Ｂ、６,７および８と関連して記載されるもののような装置が提供されるが、バルーンなしで、および／または、内腔よりむしろ中央の中実軸を有する。

図６の実施例とは対照的に、２０Ａ図および２０Ｂにおいて図示される実施例の切断ブレード１７０は、動作領域よりも不動領域に取り付けられる。図２０Ａおよび２０Ｂは、内腔（またはガイドワイヤのような固体の軸）１１０を通じて摺動可能であるアセンブリ１０５を図示する。アセンブリ１００は、硬い延長された構造部材１３５（例えば剛性ストリップまたはロッド）によって互いに固定された距離で軸方向に間隔を置かれる近位のリング１２５ｐおよび末端のリング１２５ｄを含む。動作領域１２０は、近位のリング１２５ｐ（および末端のリング１２５ｄ）からの距離が固定されない近位のリング１２５ｐと摺動可能なリング１２５sとの間で配置される。アセンブリ１０５は、リング１２５sに近端部で取り付けられ、末端リング１２５ｄに末端で取り付けられる可撓性部材１３８（例えば可撓性ワイヤ）のような変形可能な部材をさらに含む。切断ブレード１７０は、可撓性部材１３８の外面に取り付けられる。（ブレード１７０が本実施例において可撓性部材１３８から分離するように例示されるが、所望の場合、可撓性部材１３８を鋭利な表面を有するように研磨することができることに注意する。）切断ブレード１７０および可撓性部材１３８の一部は、ポリマ本体１３６（例えば、図示されるように部分的に透明であるポリマ・ボール）内で、窪み（例えば、図示されないスリット）に配置される。

図２０Ａを図２０Ｂと比較することによって示されるように、動作領域１２０が膨張すると、摺動可能なリング１２５ｓは近位および末端のリング１２５ｐ、１２５ｄと関連して装置の末端の方へ押される。従って、摺動可能なリング１２５ｓおよび末端リング１２５ｄの間で配置された可撓性部材１３８は、それに取り付けられる切断ブレード１７０と一緒に、保護用ポリマ・ボール１３６のスリットを通じて押し出される。アセンブリ１０５を作動する形状において摺動させることは、例えば動脈壁のような周囲の組織を分割する。

発明の他の実施例は、図２１Ａおよび２１Ｂにおいて図示される。本実施例における切断ナイフ１７０の係合のメカニズムは、動作領域１２０が装置の末端の方へ摺動可能なリング１２５ｓを押し、可撓性部材１３８の外側の動きを生じる図２０Ａ‐２０Ｂのそれに類似している。しかしながら、図２０Ａ‐２０Ｂとは異なり、ポリマ・ボール１３６において形成されたスリットから出現するよりはむしろ、図２１Ａおよび２１Ｂの横断面において図示される周囲のカテーテル管１３４において形成されたスロット１３４sから、ナイフ１７０は出現する。さらに、近位のおよび末端のリング１２５ｐ、１２５ｄは、図２０Ａ‐２０Ｂの構造部材１３５によって、離れた軸方向に間隔を置かれる。対照的に、図２１Ａおよび２１Ｂにおいて、末端および近位のリング１２５ｐ、１２５ｄは、部材１１０（例えば心線）と関連して移動可能でないが、部材１１０にむしろ固定され、構造部材１３５のリング１２５ｐ、１２５ｄを軸方向に間隔を置いて保つ必要性を取り除く。動作部材１２０が近位のリング１２５ｐを経て心線１１０に固定される一方、可撓性部材１３８は末端のリング１２５ｄを経て中央の心線１１０に固定される。

切断ブレードは、上記に記載されたものに類似した方式を用いて例えば以下に続くように、ガイドワイヤから配置されることができる。

図９Ａに戻って、動作する被覆２２０を有するガイドワイヤ・コア２１０からなる合成ガイドワイヤ２００がその中に図示される。ガイドワイヤ・コア２１０は、公知技術の様々なガイドワイヤ構造のいずれであってもよい。ガイドワイヤ・コア２１０を通じて提供される動作する被覆２２０は、上記のようなポリピロール・ポリマのような電気活性ポリマからなる。金または白金層（図示せず）は、この具体例では横たわる動作する被覆２２０の電極接点として作用するガイドワイヤ・コア２１０に置かれる。上記のように、電解液は内蔵型の構造の範囲内で提供されることができる、または、周囲の生理液は動作の間、動作する被覆に入る／出るイオンのための供給源／シンクとして使われることができる。

ガイドワイヤ・コア２１０全体の上に（またはその選択された部分のみの上に）動作する被覆２２０を配置することによって、あるいは適切な電位を適用することによって、合成ガイドワイヤ２００の硬さと同様に厚みも変化することができる。ガイドワイヤ２００の厚みを増加させることは、前述のように膨張している閉塞のために有用である。ガイドワイヤ２００の硬さを増加させることは、閉塞を通じてガイドワイヤを押す実行の能力を向上させる。この種の構造の硬さが外側の寸法の第４の動力で変化が予測されるので、外層の厚みのいかなる変化も、硬さに対する有意な効果を有しなければならない。

図９Ｂは、図９Ａの線ａ‐ａによって示される位置で、ガイドワイヤ２００全体の概略横断面図であり、均等な厚みの環状の動作している被覆２２０を有する円柱状のガイドワイヤ・コア２１０を図示する。しかしながら追加的な実施例において、例えば図１０Ａおよび１０Ｂの半径方向の横断面にて図示されたように、ガイドワイヤ・コア２１０は平らにされる。例えば、扁平なチップを有するガイドワイヤは、デ・トレドの米国特許Ｎｏ．４，８３０，０２３に記載される。ガイドワイヤ２００の少なくとも先端を平らにすることによって、閉塞を貫通する能力は、改良される。さらに、ガイドワイヤ・コア２１０は、図１０Ｂにて図示したように、動作している被覆２２０に完全に囲まれている必要はない。

追加的な実施例において、閉塞を貫通および膨張する能力は、図７および８と関連して上記されたもののようにガイドワイヤに段階状または段差をつけられた領域を提供することによって、さらに改良される。

図９Ａおよび９Ｂにて上記で述べられたような動作する被覆２２０は、例えばガイドワイヤ・コア２１０全体の上、ガイドワイヤ・コア２１０の末端の部分（例えば先端）のみの上、あるいはその他で提供されることができる。さらに、多くの動作している被覆領域２２０は、例えば、図１１Ａおよび１１Ｂにて図示されたように、一連の長手方向のストリップ（図示せず）または一連の周囲のバンドとして利用されることができる。これらの動作している被覆領域２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃは、グループとして機能されるまたはそれらは互いに独立した電気的な連結を提供することによって個別に機能することができ、このことにより、その長さに沿ってガイドワイヤ２００の硬さおよび膨張の度合いが変化するのを可能にする。

他の実施例では、下にある部材（例えばガイドワイヤ）の硬さは、半径方向の膨張（またはに加えて）よりも、長手方向の膨張に基づいて変化する。例えば図２２Ａは、内腔または軸２１０に沿って間隔を置いた一連の動作部材リング２２０を図示する。図２２Ｂにて図示されたように、リング間の間隔は内腔／軸２１０が容易に曲がるのを可能にする。しかしながら、図２２Ｃにて図示されたように、リング２２０が長手方向に膨張すると、リング２２０間の隙間は減らされ、（または取り除かれる）、このことにより、内腔／軸２１０は、リング２２０が互いに接触することによる抵抗に直面せずに湾曲できる度合いを拘束する。

他の実施例では、動作しているリングは、他の材料の領域と係合する（例えば、金属またはハード・プラスチックのような硬い材料）。例えば、図２３Ａは、動作しているリング２２０、および、内腔または軸２１０に沿って間隔を置かれた２つの硬い材料のリング２１５を図示する。上の図２２Ａ‐Ｃに類似して、動作しているリング２２０および図２３Ａの硬い材料リング２１５間の間隔は、内腔／軸２１０が容易に曲がるのを可能にする。動作しているリング２２０が膨張すると、図２３Ｂにて図示されたように、しかしながら屈曲は制限される。

別の例として、図２４Ａは内腔または軸２１０に沿って間隔を置かれる２つの動作しているリング２２０ａ、２２０ｂを図示する。硬い材料で形成される３つのピン２１５は、一方の動作しているリング２２０ａにおいて埋め込まれ、一方でピン２１５を受容するスロットが他の動作しているリング２２０ｂにおいて形成される。動作しているリング２２０ａ、２２０ｂが図２４Ａにて図示したように、収縮状態にある場合、内腔／軸２１０は容易に屈曲可能にされる。しかしながら、図２４Ｂにて図示したように、動作しているリング２２０ａ、２２０ｂが膨張すると、動作しているリング２２０ａが埋め込まれたピン２１５は、動作しているリング２２０ｂのスロットと係合し、屈曲を制限する。他の実施例では、リング２２０ａ、２２０ｂのうちの１つだけは動作しているリングであり他のリングは剛性材料から形成される。本発明の他の態様は、拡張可能および収縮可能な内腔を有する医療機器に導かれる。本発明の本態様の実施例は、膨張および収縮状態のバルーンカテーテル４００のための軸の横断面図をそれぞれ含む図１３Ａおよび１３Ｂにおいて図示される。バルーンカテーテル軸４００は、この具体例において、ガイドワイヤ内腔４２５および拡張用内腔４２０の２つの内腔が提供される延長した本体４１０を含む。延長した本体４１０は例えば、押出または公知技術の商業上適切な他のプロセスにより、重合体または他の可撓性材料から製造される。バルーンカテーテル軸４００はさらに、本実施例における延長されたストリップの形で延長した本体４１０の外壁の範囲内で配置されている電気的に作動する部材４３０を備える。

本発明の本態様と連携した使用のための電気的に作動する部材４３０は、電気活性ポリマ、および、圧電性、電歪的またはマクスウェル応力を含むその他の材料から構成されるものを含む。電気活性ポリマ・アクチュエータは、本願明細書において他の場所で検討される。圧電および電歪的な材料は、外部電場の適用により機械的に変形する材料であり、逆に、それらが機械的に変形する場合、電荷を生成する。このようなアクチュエータは、複合材料、異なる材料の層、（例えば金属‐絶縁物‐金属の構造）および無数の他の組合せの構造である。圧電材の特定の２、３の例は、例えば、チタン酸ジルコン酸鉛ＰＺＴ‐５、チタン酸鉛ＰＴ、チタン酸メタニオブ酸塩ＰｂＮｂ_２O_６、チタン酸バリウム、および、クォーツ特に金属圧電材；ポリフッ化ビニリデンのようなポリマ材料（ＰＶＤＦ）、トリフルオロエチレンを有するその共重合体、およびテトラフルオロエチレン、炭素の奇数の数を有するナイロン（例えば、ＰＡ７）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリフェニルエチルニトリル（ＰＰＥＮ）およびポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、それらの組合せと同様にセラミック材料を含む。圧電および電歪的なアクチュエータは印加電圧を必要とし、電流が制限され、患者に重傷の危険のない必要な電圧の適用を可能にする。

図１３Ａ‐Ｂの電気的に作動可能な部材４３０は、（ａ）図１４Ａの概略斜視図にて図示されたようなカールしてない（膨張）状態、および（ｂ）図１４Ｂの概略斜視図にて図示されたようなカールした（収縮）状態の間で変化する。電気的に作動する部材４３０は、あまりカールしていない状態において完全に平面である必要はない、例えば、電気的に作動する部材４３０は、三日月形の形状から逆転された三日月形の形状まで、または、三日月形の形状から円形の形状などまで変化することができる。例えば、螺旋形状から直線形状まで、円形のリング形状から卵形線形状、あるいはその他に変化する電気的に作動する部材もまた、使用されることができる。

電気的に作動する部材４３０の形状の変化の結果、拡張用内腔４２０は図１３Ｂにて図示したような収縮した内腔状態および図１３Ａにて図示したような膨張した内腔状態の間で変形可能である。例えば、内腔の断面積は、収縮する内腔状態から膨張された内腔状態への移行の間、少なくとも１０％、１５％、２０％、２５％、５０％、７５％、１００％、およびそれ以上膨張することができる。装置４００は、図１３Ａの膨張した内腔状態と比較すると、図１３Ｂの収縮する内腔状態にある場合、患者の身体内腔を通じてより容易に挿入される。

例えば、収縮状態に内腔４２０を配置することは、バルーンカテーテル軸４００が減少された出口外形をとるのを可能にし、このことにより、血管のような身体内腔を通じてガイドワイヤに軸４００を挿入および追跡する能力を強化する。バルーンカテーテル軸４００が所望の範囲に挿入されるならば（例えば、バルーンが適所に配置されるならば）、拡張用内腔４２０の横断面は、軸４００内で配置される電気的に作動する部材４３０の状態を変化させることによって、膨張／拡大される。この変換は、効率的にバルーンを膨らませるのを可能にし、さらにバルーン収縮の間、内腔が一般的に陰圧を受ける位置で拡張用内腔４２０を開けるように保つ。必要ではないが、印加電圧の非存在下でよりカールされた状態（図１３Ｂ参照）にある電気的に作動する部材４３０を選び、したがって、軸のための組込み故障モードとして扁平状態を提供することは望ましい。

上記における数多くの変形物は、可能である。例えば、図１４Ａの電気活性部材４３０は、例えば、図１５Ａおよび１５Ｂにおいて図示されるように狭い横断面の１つまたはそれ以上の領域を作成することによって拡張した長手方向の可撓性を備えることができる。長手方向の可撓性はまた、図１５Ｃにて図示されたように、一連の電気活性部材４３０と図１４Ａの電気活性部材４３０を置き換えることによって強化されることができる。これらの電気活性部材４３０は、例えば金線のような金属導体である伝導性の部材（図示せず）によって、電気的に互いに連結される。

さらなる変形物は、それぞれ膨張および収縮する外形のバルーンカテーテル軸４００の横断面図を含む図１６Ａおよび１６Ｂにおいて図示される。これらの図は、内側のガイドワイヤ内腔４２５を定義している内側の壁４１４（すなわち内側の筒状部材）、および、内側の壁４１４と一緒に環状の外側の拡張用内腔４２０を定義する外壁４１２（すなわち外側の筒状部材）を図示する。

上記の図１３Ａおよび１３Ｂの装置に類似して、図１６Ａおよび１６Ｂの電気的に作動する部材４３０は、外壁４１２内で配置され、互いに屈曲する度合いから電気的に変形可能である延長されたストリップの形である。電気的に作動する部材４３０の形状の変化の結果として、拡張用内腔４２０は、図１６Ａの膨張した内腔状態および図１６Ｂの収縮した内腔状態の間で変わる。

上記のように、内側の壁４１４および外壁４１２は、例えば押出または公知技術の他の商業上適切なプロセスを経てポリマまたは他の可撓性材料から有益に製造される。内側と外側の壁４１４、４１２が目立たない成分であるという事実は、いくつかの実施例において異なる材料から容易に構成されるのを可能にする。例えば、内側の壁４１４は、外壁４１２の材料より硬い材料で製造されることができる。この配置は、動作の間のガイドワイヤ（図示せず）および内側の壁４１４間の結合を阻止し、一方で同時に、外壁４１２が容易に電気的に作動する部材４３０の影響を受けて形状を変化させるのを可能にする。

図１３Ａ、１３Ｂ、１６Ａおよび１６Ｂの実施例と関連して図示される横断面において、単一の電気的に作動する部材４３０だけが半径方向の横断面に存在する。しかしながら、様々な他の実施例で、１、２、３、４、５、６、７、８、およびそれ以上の電気的に作動する部材は、提供された横断面で装置４００内において長手方向に配置される。例えば、図１７Ａおよび１７Ｂにおいて図示される発明の実施例は、外壁４１２の外周周辺で配置されている８つの電気的に作動する部材４３０を採用する。電気的に作動する部材４３０の形状の変化の結果として、拡張用内腔４２０は、図１７Ａの膨張した内腔状態から、図１７Ｂの収縮した（または「縮んだ」）内腔状態まで変えられ、その逆も同じである。

発明のいくつかの実施例において、電気的に作動する部材（複数）は、拡張用内腔の長さ全体に沿って配置される。他の実施例では、電気的に作動する部材（複数）は、拡張用内腔の長さの一部だけに沿って配置される。例えば、電気的に作動する部材（複数）は、比較的小さい断面の身体内腔（例えば血管）を通過するために必要とされる拡張用内腔の挿入可能な部分だけに沿って配置されてもよい、または、拡張用内腔の末端の部分だけに沿って配置されてもよい。

さらに電気的に作動する部材（複数）は、拡張用内腔４２０その他の完全な／部分的な長さの周辺で螺旋状に巻かれた拡張用内腔の完全な／部分的な長さの一直線を含む様々な構成の拡張用内腔の完全な／部分的な長さに沿って配置されてもよい。

図１３Ａ‐Ｂ、１６Ａ‐Ｂおよび１７Ａ‐Ｂの実施例の電気的に作動する部材（複数）４３０は、拡張用内腔および装置の外側の間で装置の外壁内で配置されることに注意するべきである。しかしながら、電気的に作動する部材（複数）は、容易に外壁の内側の表面または外側の表面に配置されることができる。

装置は、図１３Ａ‐Ｂ、１６Ａ‐Ｂ、１７Ａ‐Ｂおよび１７Ｂにて図示されたように、単一の拡張用内腔を備えず、ガイドワイヤ内腔の有無にかかわらず、２つの拡張用内腔、３つの拡張用内腔、４つの拡張用内腔その他を備えることができることにさらに注意するべきである。

上記の概念は、比較的減らされた領域の第１の横断面および比較的膨張された領域の第２の横断面の間で切り替えをすることが望ましい本質的にいずれの装置にでも適用される。例えば、バルーンカテーテルのための軸に加えて、上記の概念は、装置のうちでステント、大動脈移植片および大静脈フィルタを含む多くの追加的な装置に適用可能である。

例えば、ステント４５０は本発明の実施例に従って図１８において図示される。４つの電気的に作動する部材４３０は、ステント４５０の壁の中で提供される。上記の図１３Ａ‐Ｂ、１６Ａ‐Ｂおよび１７Ａ‐Ｂの装置と同様に、この装置に用いられる電気的に作動する部材４３０は、電気活性ポリマおよび圧電材に基づいた部材を含む。また上記のように、図１８Ａおよび１８Ｂの電気的に作動可能な部材４３０は、異なる屈曲度合いを有する状態間で電気的に変形可能である。電気的に作動する部材４３０（および上記の図１７Ａおよび１７Ｂに類似した）の形状の変化の結果として、ステント４５０は、膨張状態および収縮状態（図示せず）の間で変形可能である。

ステント４５０は、永久的または着脱可能であってもよい。例えば、発明の特定の実施例によれば、電圧は減少した外形の状態にそれを配置するためにステントに適用される。（電気的に作動する部材は、本実施例において、ステントは、電位が適用されると減少した外形状態、電位が除去された場合は膨張された外形の状態であるように有益に選ばれる）。ある実例では、それを圧縮するように保つために減少した外形の状態にある一方、電圧が除去された場合であっても、送出し鞘（図示せず）はステント上に配置されてもよい。その後、ステントは適切な電気的接点を有するカテーテル‐タイプの送出しシステムを使用して、電圧／電流を電気的に作動する部材に適用するため、患者の身体内腔で前進する。ステントが所望の目的地に達するならば鞘は収縮し、もし存在する場合は、一方で電圧が低い外形状態にステント４５０を維持するために電気的に作動する部材４３０に適用される。電圧は、それから身体内腔内でステント４５０を配置する（膨張する）ために除去され、送出しシステムは患者から収縮する。ステント４５０はそれから、十分な電圧が電気的に作動する部材に適用されるまで、あるいはされない限り患者のこの膨張された外形の状態のままである（例えば、ステントが患者から引っ込められる場合）。

図１８において、電気的に作動する部材４３０は、固体の管状の構造を有しているステント内で配置される。しかしながら、図１９にて示される発明のいくつかの実施例において、多くのウインドウ４５５（番号をつけられたもの）を含むステント４５０を利用することは、望ましい。図１８のステントのように、４つの電気的に作動する部材４３０は、ステント４５０の壁の中で提供され、ステント４５０は、低い外形の状態および膨張された外形の状態の間で電気的に変形可能である。

図１８および１９のステント４５０が、上記のバルーンカテーテル軸４００のように、４つの本質的に矩形の電気的に作動する部材４３０を含むにもかかわらず、これらの装置は、実際に多くの電気的に作動する部材４３０を様々な形状において含むことができる。

上記したように、上のステントおよびバルーンカテーテル軸の範囲内の電気的に作動する部材は、セラミック材料、金属材料および重合体の材料を含む（本発明による他の装置と同じく）様々な材料から形成されることができる。金属の電気的に作動する部材の１つの利点は、追加的な処理なくステントまたは他の筒状部材を形成するため、部材がポリマ構造内で挿入成形（すなわち注入成形される）されることができるということである。

上記したステントおよびバルーンカテーテル軸の利点は、（本発明による他の減少した装置と同様に）それらが、３次元よりむしろ２次元で膨張するために構成されることができることである。従って、それが配置される一方、本質的に装置を短縮させ、それゆえに位置を移動またはシフトさせる固有の傾向はない。

さらに他の本発明の態様は、動脈瘤充填コイル装置を目的とする。図１２は、動脈瘤充填コイル装置３００の長さの一部に沿った概略的な断面図である。装置３００は、電気活性ポリマからなる延長するコイル部材３１０と延長する動作領域３２０とを備える。図示される実施例のコイル部材３１０および動作領域３２０は２つの延長されたストリップの形であり、二分子層装置を形成する。この図示された態様において、動脈瘤へコイル装置３００が挿入されると、動作領域３２０は収縮し、さらにコイル装置３００を締め、および動脈瘤の実装密度の増加を可能にする。

一方の特定の実施例によれば、図１２の装置３００のコイル部材３１０は、現在周知の動脈瘤コイルにおいて見られる類の白金部材である。この場合、白金コイル部材３２０も、装置３００の動作領域３２０のための電極接点として作用する。動作領域３２０は、（ａ）動作領域３２０が膨張された状態にあって、適切な電位を適用する一方、それが身体内腔に挿入される場合、および、（ｂ）電位が打ち切られ（例えば、コイルが関連カテーテル送給装置から分離される場合）動作領域３２０が縮小し、このことにより、装置３００の巻取り締める場合、選ばれる。必要に応じて、例えば、対電極はカテーテル送給装置と関連して提供されることができ、囲んでいる生理液は、収縮の間、動作領域３２０を出る小さいイオンのためのシンク（電解液）として使われることができる。

もちろん、他の動脈瘤充填コイル構成は、上記したものに加えて可能である。例えば、代替の動脈瘤充填コイル装置は、動作部材で螺旋状に伝導性のコイル部材を覆うことによって形成されることができる。他の実施例では、コイル装置は、収縮よりむしろ膨張により、コイルを締める結果を生じる動作領域を含む。

様々な実施例が特に図示されておよび本願明細書において記載されるにもかかわらず、本発明の修正および変更が上記の教示によって適用され、発明の精神のおよび意図された範囲から逸脱することなく添付の請求の範囲に含まれることはいうまでもない。

本発明の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な（軸から上だけ）長手方向の断面図である。本発明の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な（軸から上だけ）長手方向の断面図である。本発明の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な（軸から上だけ）長手方向の断面図である。本発明の他の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の他の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の２つの実施例による、不動部材を経た半径方向の膨張を図示する概略的かつ部分的な断面図である。本発明の２つの実施例による、不動部材を経た半径方向の膨張を図示する概略的かつ部分的な断面図である。本発明の他の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。図４Ａにおける線ａ‐ａによって示される位置での図４Ａのカテーテルの概略的な半径方向の断面図である。本発明の他の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の他の実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の様々な追加的な実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の様々な追加的な実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の様々な追加的な実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の実施例によるガイドワイヤの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。図９Ａにおいて線ａ‐ａによって示される位置での図９Ａのガイドワイヤの概略的な半径方向の断面図である。本発明の２つの別の実施例により、図９Ａの線ａ‐ａによって示される位置での図９Ａのガイドワイヤの概略的な半径方向の断面図である。本発明の２つの別の実施例により、図９Ａの線ａ‐ａによって示される位置での図９Ａのガイドワイヤの概略的な半径方向の断面図である。本発明の他の実施例によるガイドワイヤの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。図１１Ａにおいて線ａ‐ａによって示される位置での図１１Ａのガイドワイヤの概略的な半径方向の断面図である。本発明の実施例による動脈瘤コイルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。本発明の実施例による膨張および収縮状態のそれぞれにおけるバルーンカテーテル軸の概略的な断面図である。本発明の実施例による膨張および収縮状態のそれぞれにおけるバルーンカテーテル軸の概略的な断面図である。本発明の実施例によるそれぞれカールしていない状態およびカールされた状態の図１３Ａおよび１３Ｂの装置の電気的に作動可能な部材の概略斜視図である。本発明の実施例によるそれぞれカールしていない状態およびカールされた状態の図１３Ａおよび１３Ｂの装置の電気的に作動可能な部材の概略斜視図である。本発明の実施例による電気的に作動可能な部材の概略的な上面図である。本発明の実施例による電気的に作動可能な部材の概略的な上面図である。本発明の実施例による一まとまりの電気的に作動可能な部材の概略的な上面図である。本発明の実施例による膨張および収縮状態のそれぞれのバルーンカテーテル軸の概略的な断面図である。本発明の実施例による膨張および収縮状態のそれぞれのバルーンカテーテル軸の概略的な断面図である。本発明の他の実施例による膨張および収縮状態のそれぞれのバルーンカテーテル軸の概略的な断面図である。本発明の他の実施例による膨張および収縮状態のそれぞれのバルーンカテーテル軸の概略的な断面図である。本発明の２つの実施例によるステントの概略的な斜視図である。本発明の２つの実施例によるステントの概略的な斜視図である。本発明の実施例による放射状に膨張した複数の切断ブレードに適応するアセンブリの概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の実施例による放射状に膨張した複数の切断ブレードに適応するアセンブリの概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の他の実施例による放射状に膨張した複数の切断ブレードに適応するアセンブリの概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の他の実施例による放射状に膨張した複数の切断ブレードに適応するアセンブリの概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明の様々な実施例による内腔または軸の概略的かつ部分的な長手方向の図である。本発明のさらにもう一つの実施例によるカテーテルの概略的かつ部分的な長手方向の断面図である。

Claims

医療機器であって、（ａ）身体内腔への挿入に適応する延長した本体であって、前記延長した本体は、末端および近位の端部および軸を有する延長した本体；および（ｂ）前記延長した本体上に、前記医療機器が、前記動作領域の容積膨張による前記軸と関連して少なくとも１つの半径方向において膨張されるように配置された伝導性のポリマからなる動作領域からなる医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記装置が２つまたはそれ以上の動作領域からなる医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記動作領域は少なくとも１つの半径方向において膨張する医療機器。
請求項１の医療機器であって、変形可能な領域は、前記動作領域の容積膨張により前記少なくとも１つの半径方向において膨張される医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記延長した本体は円周のバンドの形で前記動作領域を囲む医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記動作領域は長手方向のストリップの形で提供される医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記動作領域は前記装置の前記末端の端部で提供され、前記装置の前記末端の先端から距離を増加させると、前記動作領域の厚みが増加する医療機器。
請求項７の医療機器であって、前記動作領域は前記装置の前記末端の先端から距離が増加すると厚みが増加する一連の周囲のバンドからなる医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記動作領域は前記延長した本体において形成される凹部に配置される医療機器。
請求項９の医療機器であって、凹部が円周の凹部である医療機器。
請求項９の医療機器であって、凹部が長手方向の凹部である医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記医療機器がカテーテルである医療機器。
請求項１２の医療機器であって、前記動作領域は前記カテーテルの末端で提供される医療機器。
請求項１３の医療機器であって、前記カテーテルはガイドカテーテルである医療機器。
請求項１２の医療機器であって、前記カテーテルはバルーンカテーテルである医療機器。
請求項１５の医療機器であって、１つまたはそれ以上の動作領域は、前記１つまたはそれ以上の動作領域の膨張により、少なくとも前記バルーンの一部は、第１の位置から放射状に前記第１の位置を越える第２の位置まで膨張するように配置される医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記医療機器はガイドワイヤである医療機器。
請求項１７の医療機器であって、前記動作領域は前記ガイドワイヤの前記末端で提供される医療機器。
請求項１８の医療機器であって、前記ガイドワイヤの末端が平らにされる医療機器。
請求項１の医療機器であって、前記医療機器は、前記装置の挿入および前記動作領域の膨張により、周囲の内腔の組織を係合するために適応される切断ブレードからなる医療機器。
請求項２０の医療機器であって、前記医療機器は２つまたはそれ以上の切断ブレードからなる医療機器。
請求項２０の医療機器であって、前記切断ブレードは、前記動作領域の膨張の前に覆われる医療機器。
請求項２０の医療機器であって、前記切断ブレードはダイヤモンド刃縁を備える医療機器。
請求項１の医療機器であって、１つまたはそれ以上の動作領域は、前記１つまたはそれ以上の前記動作領域の膨張により、少なくとも前記医療機器の長さの一部が剛性化されるように配置される医療機器。
請求項２４の医療機器であって、１つまたはそれ以上の前記動作領域は環状に前記延長した本体を囲む医療機器。
請求項２４の医療機器であって、前記医療機器はガイドワイヤである医療機器。
請求項２４の医療機器であって、前記医療機器はガイドカテーテルである医療機器。
医療機器であって、（ａ）身体内腔への挿入に適応する延長した本体であって、前記延長した本体は末端および近位の端部および軸を有する延長した本体；
（ｂ）バルーン；
および（ｃ）電気活性ポリマからなる動作領域であって、前記動作領域は、前記バルーンが本質的に膨張していない状態にある場合、少なくとも放射状に一部の前記バルーンを前進させるように適応する動作領域からなる医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記バルーンは前記動作領域の少なくとも一部の上で配置される医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記動作領域は、放射状に前記バルーンの近位部分を前進させるように適応する医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記動作領域は、放射状に前記バルーンの近位および末端の部分を前進させるように適応する医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記動作領域は、放射状に前記バルーンの近位、中央および末端の部分を前進させるように適応する医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記医療機器は、前記バルーンを通じて配置されるステントをさらに備える医療機器。
請求項２８の医療機器であって、少なくとも前記バルーンの一部は、前記動作領域の前記容積膨張により直接放射状に前進する医療機器。
請求項２８の医療機器であって、少なくとも前記バルーンの一部は、不動の変形可能な領域によって放射状に前進し、前記不動の変形可能な領域は、前記動作領域の容積膨張により少なくとも１つの半径方向において膨張している医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記動作領域は円周のバンドの形で前記延長した本体を囲む医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記動作領域は長手方向の部材の形で前記延長した本体上で提供される医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記動作領域は前記延長した本体において形成される凹部に配置される医療機器。
請求項２８の医療機器であって、前記医療機器は曲線の部材からなり、前記動作領域は前記曲線の部材を放射状に膨張および収縮させるように適応する医療機器。
請求項３９の医療機器であって、前記曲線の部材は螺旋形の部材である医療機器。
請求項４０の医療機器であって、前記螺旋形の部材は、前記延長した部材から生じ、それに巻きつく医療機器。
請求項４０の医療機器であって、前記螺旋形の部材は、伝導性の材料に配置されている前記動作領域からなる医療機器。
（ａ）身体内腔への請求項２８の前記医療装置の挿入、（ｂ）少なくとも前記バルーンの一部が第１の位置に放射状に前進するような、本質的に膨張されない状態での前記動作領域を容積測定に基づいた膨張、および、（ｃ）前記バルーンが前記第１の位置から放射状に前記第１の位置を越える第２の位置へ放射状に前進するような前記バルーンの膨張からなる方法。
動脈瘤充填コイルであって、延長する伝導性の領域；および電気活性ポリマからなる動作領域であって、前記動作領域および前記伝導性の領域は、前記装置が、電位の供給源からの分離によりきつく巻かれるようになるように配置される動作領域からなる動脈瘤充填コイル。
請求項４４の動脈瘤充填コイルであって、前記動作領域は前記延長する伝導性の領域の長さに沿って配置される動脈瘤充填コイル。
請求項４５の動脈瘤充填コイルであって、前記動作領域は前記伝導性の領域の一方に沿って配置される動脈瘤充填コイル。
請求項４５の動脈瘤充填コイルであって、前記動作領域は前記伝導性の領域周辺で螺旋を形成する動脈瘤充填コイル。
請求項４４の動脈瘤充填コイルであって、前記延長した伝導性の領域は、金または白金からなる動脈瘤充填コイル。
請求項４４の動脈瘤充填コイルであって、前記動作領域はポリピロールからなる動脈瘤充填コイル。
医療機器であって、（ａ）患者の身体内腔への挿入のために適応する挿入可能な本体、（ｂ）前記挿入可能な本体内の装置内腔、および（ｃ）前記装置内腔の長さの少なくとも一部で配置される１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は、（１）膨張状態、および、（２）前記挿入可能な本体が前記患者の前記身体内腔により容易に挿入されるよう収縮する状態の間で前記装置内腔の長さの少なくとも一部を変換するように適応する電気的に作動する部材からなる医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は前記装置内腔の長さ全体に沿って延長する医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は前記装置内腔の挿入可能な長さのみに沿って延長する医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記膨張状態の前記内腔の前記断面積は、前記収縮状態の前記内腔の前記断面積より少なくとも２５％大きい医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上電気的に作動する部材は、電気活性ポリマ・アクチュエータである医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は圧電アクチュエータである医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記医療機器は単一の電気的に作動する部材からなる医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記医療機器は複数の電気的に作動する部材からなる医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上電気的に作動する部材は、狭い横断面の領域を含み、このことにより前記装置内腔に沿って可撓性を増加させる医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は印加電圧に応答して屈曲または伸長されるように適応された医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は、前記装置内腔および前記装置の外側の間で配置された医療機器。
請求項６０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は前記挿入可能な本体内に配置された医療機器。
請求項６０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は、前記挿入可能な本体の外側の表面に配置された医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記挿入可能な本体は押出成形された本体である医療機器。
請求項５０の医療機器であって、膨張可能なバルーンをさらに備え、ここにおいて前記バルーンの内部は、前記装置内腔と流体連通している医療機器。
請求項６４の医療機器であって、ガイドワイヤ内腔をさらに備える医療機器。
請求項６４の医療機器であって、前記医療機器は多数の装置内腔からなる医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記医療機器はステントである医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記ステントは複数のステント・ウインドウからなる医療機器。
請求項２２の医療機器であって、前記切断ブレードは、そこから前記切断ブレードが前記動作領域の膨張により出現する窪みからなる保護用本体において包まれる医療機器。
請求項２２の医療機器であって、前記切断ブレードは、そこを通って前記切断ブレードが前記動作領域の膨張により出現する開口からなる内腔において包まれる医療機器。
請求項４の医療機器であって、前記変形可能な領域は延長された可撓性の材料である医療機器。
請求項４の医療機器であって、前記変形可能な領域は弾性領域である医療機器。
請求項２４の医療機器であって、前記医療機器は、前記１つまたはそれ以上の前記動作領域の半径方向の膨張により剛性化される医療機器。
請求項２４の医療機器であって、前記医療機器は、前記１つまたはそれ以上の前記動作領域の長手方向の膨張により剛性化される医療機器。
請求項７４の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の前記動作領域は、長手方向の膨張により互いに係合する医療機器。
請求項７４の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の前記動作領域は、長手方向の膨張により剛性材料の領域を係合する医療機器。
請求項４５の動脈瘤を満たすコイルであって、２つの動作領域は、前記伝導性の領域の対向側に配置された医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上の電気的に作動する部材は印加電圧に応答して巻きつくまたは解かれるように適応した医療機器。
請求項５０の医療機器であって、前記１つまたはそれ以上電気的に作動する部材は電歪アクチュエータである医療機器。
請求項２４の医療機器であって、前記医療機器はバルーンカテーテルである医療機器。