JP2008543426A - 医療器具およびこれに関連する方法 - Google Patents

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Abstract

長尺状部材(102、202、302、402、502、602、710、810)と、該長尺状部材(102、202、302、402、502、602、710、810)に付随する長尺状要素とを備え、長尺状要素にエネルギーが付与されると長尺状部材の形状が変化する、医療用システム(100、200、300、400、500、700、800)。

Description

本発明は、医療器具および関連する方法に関する。
ステント等の医療器具を体内管腔へ送達するためのシステムは公知である。このようなシステムは、使用時に体外に残る基端側部分、および使用時に体内に配置される先端側部分を備えることが多い。基端側部分は通常、使用時にシステムの操作者(例えば医師)が保持するハンドルを備え、先端側部分は、内側管状体を包囲する外側管状体と、これらの間に配置されたステントとを備えることができる。一般的に、システムの操作者は、先端側部分を体内管腔内の所望の位置に(例えばステントが閉塞部位に隣接するように)配置する。操作者は、次に外側管状体を後退させて、ステントを閉塞部位/体内管腔の壁と係合させることができる。次いで操作者は、体内管腔からシステムの先端側部分を抜去する。
一般的に、本発明は、1つまたは複数の拡張可能な領域を備える医療器具、ならびにこれに関連するシステムおよび方法に関する。医療用システムは、例えば、閉塞した、または部分的に閉塞した体内管(例えば血管)の治療、患者の体内管腔(例えばヒトの血管)内の所望の位置への治療薬の送達、および/または患者の体内管腔(例えばヒトの血管)内の所望の位置への内部人工器官(例えば、ステント)の送達を目的として使用することができる。
医療器具は一般的に、電気エネルギーおよび/または熱エネルギー等、特定の形態のエネルギーに曝露されると長さが変化する(例えば収縮する)ように構成された長尺状要素(例えば、ニッケル−チタン合金等の形状記憶材料からなるワイヤ)を備える。医療器具は一般的に、拡張可能な部材(例えば、カテーテルの一部分、内部人工器官送達システムの内側および/または外側部材の一部分、シースの一部分)も備える。拡張可能な部材は、長尺状要素が収縮すると拡張するように構成することができる。
いくつかの実施形態では、拡張可能な部材は、治療薬を含むことができる開口を画定する。治療薬は、場合に応じて、拡張可能な部材が拡張されたときに拡張可能な部材から解放されてもよい。
特定の実施形態では、拡張可能な部材は、内部人工器官(例えばステント)を担持する。多くの場合、拡張可能な部材が拡張されると、内部人工器官が拡張可能な部材から展開および/または解放され得る。
いくつかの実施形態では、内部人工器官(例えば内部人工器官のストラット)が、拡張可能な部材によって画定される開口内に保持される。場合に応じて、拡張可能な部材が拡張されたときに、内部人工器官が拡張可能な部材の開口から解放され得る。
特定の実施形態では、拡張可能な部材が拡張されたときに拡張可能な部材が医療用バルーンとのシールを形成するように、拡張可能な部材は、医療用バルーンの内面に隣接して配置される。
実施形態は、以下の利点の1つまたは複数を備えることができる。
いくつかの実施形態では、医療用システムが、比較的小さな輪郭を有することができる。このことは、例えば、医療用システムが患者の比較的狭い領域(例えば比較的細い体内管)を通って案内されることを可能にする。
特定の実施形態では、医療用システムは、医療用システムの長尺状要素にエネルギー(例えば電気および/または熱エネルギー)を付与することによって作動させることができる。このことは、例えば、医療用システムの部材を拡張させるために使用者の側に必要とされる身体的努力を減少させる。
特定の実施形態では、医療用システムの拡張可能な部材は、医療用システムの1つまたは複数の他の部分に対して回動可能であってもよい。このような実施形態では、回動可能かつ拡張可能な部材が、例えば内部人工器官(例えば分岐ステント)を患者の体内管内で正確に位置合わせしやすくするために使用され得る。
いくつかの実施形態では、医療用システムは、医療用バルーン(例えば回動可能な医療用バルーン)とともにシールを形成するように構成された拡張可能な部材を備える。拡張可能な部材は、例えば、医療用バルーンの膨張流体の漏出防止を促進することができる。
特定の実施形態では、医療用システムの拡張可能な部材は、非対称的に拡張するように構成されてもよい。
いくつかの実施形態では、医療用システムの外側部材(例えばシース)が半径方向に拡張するように構成されてもよい。したがって、医療用システムは、内部人工器官のより制御された送達を提供することができる。医療用システムは、例えば、内部人工器官の送達における精度および/または確度を改善することができる。
他の特徴および利点は、説明、図面および特許請求の範囲に記載される。
(拡張可能な部材を備える長尺状部材)
図1は、エンドキャップ145と150の間に配置された長尺状部材102を備える医療用システム100を示している。長尺状部材102は、基端側の、比較的剛性が高い部分105、および先端側の、比較的可撓性が高いコンプライアンス部分110を備える。図2に示されるように、医療用システム100はまた、長尺状部材102を通って延びる内腔113の中に配置されたワイヤ115を備える。システム100の基端において、エネルギー源170が電気的にワイヤ115と接続される。
図3Aおよび3Bは、システム100を使用する方法を示している。この方法は、システム100の先端側部分110を血管175内へ導入すること、および先端側部分110を血管175内の所望の領域(例えば、血管175の部分的に閉塞した領域179)へ案内することを含む。先端側部分110が血管175の閉塞した領域179内に配置された後、使用者は、ワイヤ115に電圧を印加するためにエネルギー源170を作動させ、ワイヤ115に電流を通す。この結果、ワイヤ115が収縮する。長尺状部材102の先端側部分110は長尺状部材102の基端側領域105よりもコンプライアンスが高いため、先端側部分110が、ワイヤ115の収縮力を受けて半径方向に拡張する。一方で、基端側部分105の寸法は、ほぼ不変の状態を保つ(図3B)。先端側部分110の拡張は、閉塞した領域179の拡張を促進することが可能であり、よって血管175を通る血流の改善を促進する。使用者は、次に、エネルギー源170を非作動状態にして、ワイヤ115および先端側部分110をそれぞれ元の寸法にほぼ復帰させることができる。あるいは、ワイヤ115を通る電流を増大させて、ワイヤ115を溶かし(例えば破断させ)てもよい。結果として、ワイヤ115および先端側部分110が、元の寸法にほぼ戻ることができる。
図2を再び参照すると、ワイヤ115は、長尺状部材102(例えば、長尺状部材102の先端側部分110)の中心軸に沿ってほぼ延びている。この構成は、先端側部分110の対称的な圧縮、したがって対称的な拡張を促進することができる。ワイヤ115は、長尺状部材102の内腔113の内部において移動可能に配置される。内腔113は、長尺状部材102の基端側部分105、先端側部分110、ならびにエンドキャップ145および150を通って延びる複数の通路で形成される。以下で説明されるように、長尺状部材102のこれらの部分は、様々な部分の通路が互いに整合して内腔113を形成するように配置される。内腔113は、長尺状部材102の基端から長尺状部材102の先端領域へ延び、方向を転換して長尺状部材102へ戻る。通路は、ワイヤ115が内腔113内で自由に移動できるように、ワイヤ115よりもわずかに大きな直径を有することができる。ワイヤ115は、先端側エンドキャップ145および基端側エンドキャップ150の両方に取り付けることができる。様々な取付技術のうちいずれかを用いて、ワイヤ115をエンドキャップに取り付けることができる。好適な取付技術の例には、接着、溶接、および接合技術を含む。
ワイヤ115の収縮の量は、ワイヤ115の形成材料、ワイヤ115の寸法(例えば長さおよび直径)、ワイヤ115に印加される電圧、ワイヤ115を通る電流、および/またはワイヤ115の温度等の、様々な要素の関数とすることができる。一般的に、これらのパラメータの1つまたは複数が増加すると、ワイヤ115の収縮量もまた増加する。
いくつかの実施形態では、ワイヤ115が、加熱されたときに収縮する1つまたは複数の材料で形成される。これに代えて、又はこれに加えて、ワイヤ115は、電圧が印加されると収縮する任意の材料で形成することができる。特定の実施形態では、ワイヤ115は、ニッケル−チタン合金(例えばカリフォルニア州コスタメサ(Costa Mesa)に所在するダイナロイ社(Dynalloy,Inc.)製のFlexinol(登録商標))等の形状記憶材料で形成される。これに代えて、又はこれに加えて、ワイヤ115は、様々な他の形状記憶材料のいずれかで形成されてもよい。形状記憶材料の例には、ニチノール(例えば、ニッケル55%、チタン45%)、銀−カドミウム(Ag−Cd)、金カドミウム(Au−Cd)、金−銅−亜鉛(Au−Cu−Zn)、銅−アルミニウム−ニッケル(Cu−Al−Ni)、銅−金−亜鉛(Cu−Au−Zn)、銅−亜鉛(Cu−Zn)、銅−亜鉛−アルミニウム(Cu−Zn−Al)、銅−亜鉛−スズ(Cu−Zn−Sn)、銅−亜鉛−キセノン(Cu−Zn−Xe)、鉄ベリリウム(Fe3Be)、鉄プラチナ(Fe3Pt)、インジウム−タリウム(In−Tl)、鉄−マンガン(Fe−Mn)、ニッケル−チタン−バナジウム(Ni−Ti−V)、鉄−ニッケル−チタン−コバルト(Fe−Ni−TI−Co)および銅−スズ(Cu−Sn)等の金属合金が含まれる。例えば、シェッツキー L.マクドナルド(Schetsky,L.MCDonald)、「形状記憶合金(Shape Memory alloys)」、Encyclopedia of Chemical Technology(第3編)、John Wiley&Sons、1982年、20巻、726〜736ページ参照。
一般的に、ワイヤ115の寸法は所望に応じて選択することができる。例えば、ワイヤ115の寸法は、先端側部分110を所望のレベルまで拡張させるように選択することができる。いくつかの実施形態では、ワイヤ115は、0.90mm以下(例えば、0、75mm、0.65mm、0.50mm、0.35mm、0.25mm、0.15mm、0.05mm)、かつ/または、0.03mm以上(例えば、0.05mm、0.15mm、0.25mm、0.35mm、0.50mm、0.65mm、0.75mm)の直径を有する。特定の実施形態では、ワイヤ115は、約25mm以上(例えば、約15cm、約25cm、約40cm、約50cm、約65cm、約75cm)以上、かつ/または、約90cm以下(例えば、約75cm、約65cm、約50cm、約40cm、約25cm、約15cm)の長さを有する。
エネルギー源170は、0.2ボルトから約10ボルトの電圧をワイヤ115に印加することが可能である。同様に、エネルギー源170は、0.01アンペアから約0.5アンペアの電流をワイヤ115に通すことができる。
ワイヤ115の温度は、電圧が印加されると、約10℃から約70℃(例えば、約10℃から約50℃、約50℃から約70℃)だけ上昇することができる。ワイヤ115の温度は、エネルギーが印加されている間またはその直後において、例えば、約37℃から約110℃の範囲とすることができる。
いくつかの実施形態では、ワイヤ115は、約0.1%以上(例えば、約0.4%、約0.7%、約1%、約2%、約3%、約4%、約5%、約6%、約7%、約8%、約9%、約10%)収縮する。ワイヤ115は、例えば、電圧が印加される前の長さの約0.1%から約10%(例えば、約1%から約10%、約0.1%から約4%、約3%から約5%)収縮することができる。
長尺状部材102の基端側部分105は、ほぼ中実の円筒形部材とすることができ、内腔113の一部を形成する通路を備える。いくつかの実施形態では、基端側部分105が、1つまたは複数の比較的剛性の高い材料で形成される。特定の実施形態では、基端側部分105が、比較的良好な絶縁体である1つまたは複数の材料で形成されており、使用中、周囲の環境(例えば、血管175)への熱損失を減少させることができる。これにより、ワイヤ115を収縮させるためのエネルギーを比較的効率よく使用することができる。基端側部分105の形成材料の例には、ポリテトラフルオロエチレン(例えば、Teflon(登録商標))、ポリエーテル−ブロックコポリアミドポリマー(例えば、PEBAX(登録商標)70Dおよび/またはPEBAX(登録商標)72D)、コポリエステルエラストマー(例えば、Arnitel(登録商標)コポリエステルエラストマー)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(例えば、Hytel(登録商標))、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(例えば、Pellethane(登録商標)、ポリオレフィン(例えば、Marlex(登録商標)ポリエチレン、Marlex(登録商標)ポリプロピレン)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)ポリアミド(例えば、Vestamid(登録商標))、およびこれらの材料の組合せが含まれる。基端側部分105は、押出成形法、射出成形法、および/または浸漬被覆法等の様々な方法のいずれかを使用して形成することができる。
特定の実施形態では、基端側部分105が、その長さに沿って延びる鋼製螺旋ばねを備える。鋼製螺旋ばねは、例えば、基端側部分105の剛性を高める。いくつかの実施形態では、鋼製螺旋ばねは、基端側部分105の本体内に封入される。鋼製螺旋ばねは、例えば、基端側部分105を形成するために、第1の管状部材の周りに配置され、被覆材料で被覆される。これに代えて、又はこれに加えて、鋼製螺旋ばねは、基端側部分105を形成する材料とともに押出成形されてもよい。
長尺状部材102の先端側部分110も、内腔113の一部を形成する通路を備えるほぼ中実の円筒形部材とすることができる。いくつかの実施形態では、先端側部分110が、1つまたは複数の比較的コンプライアンスの高い材料で形成される。特定の実施形態では、先端側部分110が、比較的良好な絶縁体である1つまたは複数の材料で形成される。先端側部分110の形成材料の例には、シリコーン、ポリエーテル−ブロックコポリアミドポリマー(例えばPEBAX(登録商標)25Dおよび/またはPEBAX(登録商標)40D)、ポリエステル(例えば、Hytel(登録商標)および/またはArnitel(登録商標))、ポリスルフォン(PSO)、ポリテトラメチレングリコール(PTMG)、およびポリウレタン(例えば、Tecothane(登録商標))が含まれる。先端側部分110は、押出成形技術、射出成形技術、および/または浸漬被覆技術等の様々な技術のうち任意の技術を使用して形成することができる。基端側部分105は、先端側部分110の基端120において先端側部分110に取り付けることができる。基端側部分105と先端側部分110の取り付けには、任意の好適な技術を用いることが可能である。基端側部分105および先端側部分110は、例えば、突合せ溶接、重ね溶接、レーザ溶接、接合、および/または接着によって結合することができる。
上述したように、基端側部分105は、一般的に先端側部分110よりも剛性が高い。いくつかの実施形態では、基端側部分105のヤング率が、先端側部分110のヤング率よりも少なくとも約5倍(例えば、10倍、15倍、20倍、25倍、50倍、75倍、100倍)大きい。
一般的に、エンドキャップ145、150は、長尺状部材102の先端側部分110を形成する比較的コンプライアンスの高い材料よりも剛性が高い材料で形成される。例えば、エンドキャップ145、150は、ポリテトラフルオロエチレン(例えば、Teflon(登録商標))、ポリエーテル−ブロックコポリアミドポリマー(例えば、PEBAX(登録商標)70Dおよび/またはPEBAX(登録商標)72D)、コポリエステルエラストマー(例えば、Arnitel(登録商標)コポリエステルエラストマー)、熱可塑性ポリエステルエラストマー(例えば、Hytel(登録商標))、熱可塑性ポリウレタンエラストマー(例えば、Pellethane(商標))、ポリオレフィン(例えば、Marlex(登録商標)ポリエチレン、Marlex(登録商標)ポリプロピレン)、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、ポリアミド(例えばVestamid(登録商標))、ポリカーボネート、エポキシ、ポリウレタン、またはこれらの材料の組合せで形成することができる。エンドキャップ145および150は、押出成形技術、射出成形技術、および/または浸漬被覆技術等の様々な技術のいずれかを使用して形成することができる。図1に示されるように、先端側エンドキャップ145は先端側部分110に取り付けられ、基端側エンドキャップ150は剛性部材105に取り付けられる。任意の好適な技術を用いて、エンドキャップ145、150をそれぞれ、剛性部材105および先端側部分110に取り付けることができる。好適な技術の例には、接着、溶接、および接合技術を含む。
長尺状部材102は、様々な方法のいずれかを使用して組み付けることができる。一例として、基端側部分105および先端側部分110を形成した後、部分105および110は、基端側部分105の通路と先端側部分110の通路が整合して内腔113の一部を形成するように、長手方向において互いに当接するように配置することができる。基端側部分105および先端側部分110は、通路を通って延びる1つまたは複数のピンを用いてこの当接位置に保持することができ、上述された技術のいずれかを使用して互いに取り付けることができる。部分105および110が互いに取り付けられた後、エンドキャップ145および150を通って延びる通路が基端側部分105および先端側部分110の通路と整合して内腔113を形成するように、エンドキャップ145および150をそれぞれ、基端側部分105および先端側部分110に取り付けることができる。エンドキャップ145および150は、基端側部分105を先端側部分110に取り付けるために上記で説明された技術のいずれかを使用して、基端側部分105および先端側部分110に取り付けることができる。次いでピンが内腔113から取り外され、図1に示されるように、ワイヤ115を内腔113内に配置することができる。次に、上記で説明された方法のいずれかを使用して、ワイヤ115をエンドキャップ145および150に取り付けることができる。
特定の実施形態では、内部人工器官が、長尺状部材102の先端側部分110に担持される。内部人工器官の例としては、ステント(例えば、自己拡張型ステントおよびバルーン拡張型ステント等)および大静脈フィルタが挙げられる。ステントの例としては、枝部ステント、AAAステント、外耳道ステント、前立腺ステント、および子宮ステントを含む。このような実施形態では、長尺状部材102の先端側部分110は、(例えば、先端側部分110を拡張させることによって)患者の血管175内で内部人工器官を送達および/または展開するために使用することができる。
(治療薬を含む拡張可能な部材を備える長尺状部材)
いくつかの実施形態では、長尺状部材の先端側部分は、先端側部分が拡張されたときに解放され得る治療薬を含むように構成することができる。図4および5に示されるように、例えば、医療用システム200は、複数の開口225を画定する先端側部分210を有する長尺状部材を備える。先端側部分210は、開口から先端側部分210の外面235へ延びる複数のスロット230をさらに画定する。開口225内には、パクリタキセル等の液体の治療薬240が含まれる。開口225は、所望の量の治療薬240を含むような寸法とすることができ、かつスロット230は、先端側部分210が非拡張状態にある間、治療薬が先端側部分210から逃げることを防止するような寸法とすることができる。
図6A〜6Cは、治療薬240を患者の血管175の所望の領域へ送達する方法を示している。図3Aおよび3Bに関して上述した方法と同様の方法にて、先端側部分210が血管175の所望の領域内に配置される。次に、使用者がエネルギー源170を作動させて、ワイヤ115を収縮させる。これにより、図6Bおよび6Cに示されるように、先端側部分210が拡張されて、治療薬240を放出する。
図6Bおよび6Cを参照すると、開口225およびスロット230は、先端側部分210が拡張したときに、寸法および/または形状が変化する。例えば、開口225をより長くさせることができ、スロット230の幅を増大させることができる。スロット230の対向する縁部は離間され得るため、これにより開口225から治療薬240が逃げることができる通路が形成される。開口225およびスロット230の寸法および形状の変化、および/または先端側部分210の圧縮によって開口225内に生じた圧力の結果として、治療薬240が先端側部分210から放出され(例えば噴出され)、治療薬240を血管175内へ送達する。
治療薬240を送達した後、長尺状部材202は、上述された様々な技術のいずれかを使用して元の寸法に復帰することができ、使用者は、患者の血管175からシステム200を抜去することができる。
開口225およびスロット230は、レーザアブレーションおよび/またはマイクロエングレーブ(microengraving)等の様々な技術のいずれかを使用して先端側部分210内に形成することができる。特定の実施形態では、くぼみが部材(例えば、長尺状部材の先端側部分)の外面に形成される。次に、開口225を形成するために、材料(例えば比較的軟質の材料)を部材の外面に対してくぼみを覆うように付着させる。次に、開口225から部材の外面235へのアクセスを提供するために、スロット230が軟質材料に形成される。
いくつかの実施形態では、比較的軟質の材料(例えば、Tecothane(登録商標)74A等のポリウレタン)で形成された第1および第2の管状体を作製することによって、先端側部分210が形成される。第2の管状体の内径は、第1の管状体の外径よりもわずかに小さくなるように形成される。止まり穴を第1の管状体の外面に(例えばレーザアブレーションにより)形成することにより、開口225を形成することができる。止まり穴は、例えば、約20μmの直径および約60μmの深さを有するように形成することができる。次にクロロホルムを第2の管状体に付着させ、第2の管状体を膨張させる(例えばその元のサイズの約900%にまで膨張させる)。次いで第2の管状体を第1の管状体を覆うように配置し、穴を第2の管状体の壁部に形成することができる。第2の管状体に形成された穴は、第1の管状体の穴と整合させることができる。次にクロロホルムが第2の管状体から除去され、第2の管状体を第1の管状体の周囲にきつく収縮させる。これはまた、第2の管状体の穴をも収縮させ、約2μmの直径を有し得るスロット230を形成することができる。
これに代えて、又はこれに加えて、開口225およびスロット230は、射出成形技術を使用して先端側部分210内に形成されてもよい。一例として、管状体は、シリカ微粒子を含むように射出成形されてもよい。管状体は、比較的軟質の材料(例えば、Tecothane(登録商標)74A等のポリウレタン)で形成することができる。シリカ微粒子は、開口225およびスロット230が所望される管状体の領域内に配置することができる。シリカ微粒子の直径よりも小さな直径を有する穴を、管状体の外面から中に配置されているシリカ微粒子へ至るように管状体に形成することができる。穴は、例えば約2ミクロンの直径を有する。穴は、レーザアブレーション、穿孔、および/または穿刺等の、様々な技術のうち任意の技術を使用して形成することができる。穴を形成した後、クロロホルムを管状体に付着させ、管状体を膨張させることができる。微粒子は、吸引器具を使用して穴を介して除去されてもよい。その後クロロホルムが除去されて、管状体が収縮する。この工程の結果として、微粒子が管状体内に配置されていた領域が開口225を画定し、微粒子が除去するときに使われた穴が、スロット230を画定することができる。
特定の実施形態では、先端側部分210が、有孔シリコーン等(例えば、Biosilicon(登録商標))、ポリ(スチレンジビニルベンゼン)、またはスポンジ等の有孔の材料で形成される。このような実施形態では、材料の孔が治療薬を含むことができ、かつ先端側部分210が拡張すると治療薬が先端側部分210から排出され得る。孔は、開口225の代わりに、あるいは開口225に加えて提供され得る。
いくつかの実施形態では、図20に示されるように、針226が先端側部分210の開口225に配置される。針226は、接着、溶接、および/または接合技術等の様々な好適な技術のいずれかを使用して、開口225内に固定することができる。先端側部分210が非拡張状態にあるときに針226が先端側部分210の外面235を超えて突出せず、かつ先端側部分210が拡張状態にあるときに針226が先端側部分210の外面235を超えて突出するように、針226を開口225内に配置することができる。先端側部分210が、体内管(例えば、血管)内に挿入されて拡張されたときに、針226は血管の側壁を貫通することができる。針226は、例えば、血管175の内部領域へ、または血管175の周囲組織の領域へ、治療薬を局所的に投与するために使用することができる。これに代えて、又はこれに加えて、針226は、血管175の内部領域に対して電気穿孔法を行うために使用することができる。例えば、使用時において、血管の細胞孔を開けるために、パルス電位が針226に付加される。
特定の実施形態では、内部人工器官が、長尺状部材202の先端側部分210に担持される。このような実施形態では、長尺状部材202の先端側部分210は、(例えば、先端側部分210を拡張させることによって)、患者の血管175内に内部人工器官を送達および/または展開するために使用することができる。
(内部人工器官を保持する拡張可能な部材を備える長尺状部材)
いくつかの実施形態では、内部人工器官(例えば、内部人工器官のストラット)が、長尺状部材の先端側領域に形成された開口内に保持されてもよい。図7を参照すると、例えば、ステント380(例えば、自己拡張型ステント)のストラットが、先端側部分310の開口325内に保持される。開口325は、ストラットが完全にその中で保持され得るように、自己拡張型ステント380のストラットよりもわずかに大きい。先端側部分310のスロット330は一般的に、ステント380のストラットの幅または直径よりも小さな幅を有する。スロット330の寸法は、先端側部分310が非拡張状態にある間、ステント380が開口325から脱出することを防止する。
使用時においては、図8Aおよび8Bに示されているように、先端側部分310は、血管175内に導入されて、血管175の所望の領域へ案内される。次いで長尺状部材302の先端側部分310が拡張され、ステント380(図8B)の解放を可能にするために、開口325およびスロット330の形状を変化させる。ステント380が開口325から解放された後、先端側部分310がほぼ元の寸法に戻されて血管175から抜去され、血管175内に自己拡張型ステント380が留置される。
開口325およびスロット330は、様々な方法のいずれかを使用して形成することができる。一例として、ステント380の寸法に(例えば、ステント380のストラットの寸法に)概ね対応する複数の通路を、部材(例えば長尺状部材の先端側部分)の外面に形成することができる。次いで、ステント380(例えばステント380のストラット)を非拡張状態で通路内に配置することができる。ステント380を通路内に配置した後、材料(例えば、比較的軟質の材料)からなる外層を部材の外面に付着させて、ステント380が中で保持される開口325を形成するために通路をほぼ覆うようにしてもよい。その後、開口325から部材の外面335へ至るスロット307をいずれかの好適な技術を使用して材料の外層に形成することができる。
上述された構成に代えて、又はその構成に加えて、開口325の側壁によってステント380に加えられる圧縮力によって、ステント380が開口325から脱出することを防止することができる。ステント380が開口225内に配置され、かつ先端側部分310が非拡張状態にあるときに圧縮力がステント380に加わるように、開口325の幅は、例えば、ステント380のストラットの直径よりも小さくすることができる。先端側部分310を拡張させると開口325の幅が増大し、ステント380を解放することができる。このような実施形態では、開口に、スロットを画定する上面がなくてもよい。

いくつかの実施形態では、開口325は、ステント380に加えて1つまたは複数の治療薬を含む。
(内部人工器官を保持する回動可能かつ拡張可能な部材を備える長尺状部材)
特定の実施形態では、医療用システムは、回動可能かつ拡張可能な部材を備える。例えば、図9Aは、図7について説明したシステム300に類似する医療用システム400を示している。システム400は、先端側エンドキャップ145と基端側エンドキャップ(図示せず)の間に配置された長尺状部材402を備える。長尺状部材402は、比較的剛性の高い基端側部分105、ならびに比較的可撓性およびコンプライアンスが高い先端側部分406を有する。図9Bに示されるように、先端側部分406は、管状の外側部分410を備える。外側部分410は、ほぼ円筒形の内側部分412を包囲する。外側部分410は、内側部分412の周りに回動可能に配置される。外側部分410および内側部分412は、基端側部分105よりも剛性が低い。補助ガイドワイヤハウジング407は、外側部分410から基端方向に一体的に延びる。図9A〜9Cに示されるように、補助ガイドワイヤハウジング407および外側部分410は、補助ガイドワイヤを収容するように構成された内腔411を画定する。内部人工器官480(例えば、側壁に比較的大きな開口を有する自己拡張型ステント)は、外側部分410内に形成された開口425内に保持される。使用時においては、補助ガイドワイヤが、以下で説明されるように内部人工器官480のストラットの下を通って、内部人工器官480の側壁内に画定された開口を外方へ向かって通過することができる。ワイヤ115は、図9Bおよび9Cに示されるように、長尺状部材402によって長尺状部材の中心軸にほぼ沿って画定される内腔413を通って延び、エンドキャップに取り付けられる。エネルギー源(図示せず)が、ワイヤ115と電気的に接続される。
使用時においては、補助ガイドワイヤ416が、患者の血管475の枝部分476内に配置され、かつシステム400の先端側の領域が、図10Aおよび10Bに示されているように、補助ガイドワイヤ416上を進行して血管475内へ導入される。システム400の先端側の領域は血管475を通って進行させられ、補助ガイドワイヤ416は外側部分410を内側部分412の周りで回動させて、補助ガイドワイヤ416が中に配置されるステント480の側部開口を、血管475の枝部分476と整合させる。
外側部分410が血管475内に所望どおり配置された後、外側部分410は、図10Bに示されるように、ステント480を解放するように拡張される。ステント480の側部開口を枝部分476とほぼ整合させると、枝部分476を通る血流の阻害を減少させる助けとなる。外側部分410は、上述した実施形態で説明された技術と同様の技術を使用して(例えばエネルギー源を作動させることによって)拡張することができる。ステント480が解放された後、上述した様々な技術のいずれかを使用して、長尺状部材402(例えば長尺状部材402の外側部分410および内側部分412)を元の寸法にほぼ復帰させることができ、長尺状部材402を患者の血管475から抜去して、ステント480を血管内に留置することができる。
上述したように、外側部分410は、内側部分412の周りで回動するように構成することができる。外側部分410は、内側部分412の外径よりも大きな内径を有する管状部材である。これにより、外側部分410は、内側部分412の周りを自由に回動することができる。内側部分412および外側部分410の両方が、比較的剛性の高い基端側部分105と先端側エンドキャップ145との間に配置される。したがって、ワイヤ115が収縮するときに、内側部分412および外側部分410が軸方向にずれないようにすることができる。先端側部分406の外側部分410および/または内側部分412は、図1の先端側部分110に比較して、本明細書で説明されたような比較的コンプライアンスの高い任意の材料で形成することができる。
特定の実施形態では、補助ガイドワイヤハウジング407は、外側部分410と同じ材料で形成される。補助ガイドワイヤハウジング407は、例えば、外側部分410と一体的に形成されてもよい。いくつかの実施形態では、補助ガイドワイヤハウジング407および外側部分410が、別々に形成された後、互いに取り付けられる。補助ガイドワイヤハウジング407は、永久変形または損傷を生じることなく外側部分410を回動させるに十分な剛性を有する任意の材料で形成することができる。このような材料の例には、ナイロン12、ポリエチレンテレフタレート(PET)およびポリイミドが含まれる。
いくつかの実施形態では、1つまたは複数の低摩擦材料が、内側部分412の外面と外側部分410の内面との間に配置される。低摩擦材料は、内側部分412と外側部分410の間で回動により生じる摩擦を減少させることが可能な任意の材料とすることができる。このような材料の例には、ヒドロゲル、シリコーン、フッ化無機ハイブリッドポリマー、フッ化有機ハイブリッドポリマー、米国ミネソタ州メイプルグローブ(Maple Grove)に所在のボストンサイエンティフィックサイメド社(Boston Scientific SciMed、Inc.)から市販される、Bioslide(登録商標)が挙げられる。
特定の実施形態では、比較的剛性の高い基端側部分105は、ワイヤ115が収縮すると内側部分412の少なくとも基端側領域を受承するような寸法を有する凹部領域(図示せず)を備える。このような実施形態では、先端側エンドキャップ145と基端側部分105の間で生じた圧縮力は、主として外側部分410に作用することができる。したがって、外側部分410の拡張効率が改善される。
開口425は、外側部分410内に形成することができる。ステント480は、図7のシステム300の開口325およびステント380に関して説明した方法と同様の方法を使用して、開口425内に配置することができる。いくつかの実施形態では、開口425が、ステント480に加えて1つまたは複数の治療薬を含む。
(回動可能な医療用バルーンを備える医療用システム)
上記で説明された実施形態は、様々なタイプの長尺状部材に関するものであるが、他のタイプの医療器具およびシステムについても企図されている。図11および12を参照すると、例えば、医療用システム500は、内側部材502、外側部材602、ならびに内側および外側部材の周りに配置された回動可能かつ拡張可能なバルーン595を備える。システム500はまた、補助ガイドワイヤハウジング507を備える。補助ガイドワイヤハウジング507は、バルーン595に取り付けられた先端側領域と、外側部材602の周りに配置されたカラー509に取り付けられた基端側領域とを有する。カラー509は、外側部材602の外径よりも大きな内径を有する。このため、カラー509は外側部材602の周りで自由に回動する。カラー509の両側において、リング部材512および514が軸方向に固定された構成で外側部材602に対して取り付けられる。したがって、カラー509は、外側部材602の周りで軸方向にずれることが防止され得る。
内側部材502の外面および外側部材602の内面は、間に内腔597を画定する。内腔597は、バルーン595を拡張させるために使用することができる。例えば、バルーンを膨張させるために、内腔597を介してバルーン595の内部領域内に膨張流体を注入することができる。内側部材502は、ワイヤを受承するように構成された内腔513を画定するほぼ中実の円筒形部材とすることができる。内側部材502は、先端側エンドキャップ545と基端側エンドキャップ(図示せず)の間に配置される。内側部材502は、比較的剛性の高い基端側部分505と、比較的コンプライアンスの高い先端側部分510とを備える。ワイヤ115は、内側部材502の中心軸にほぼ沿って内腔513内を延び、先端側エンドキャップ545および基端側エンドキャップに取り付けられる。
外側部材602は、先端側エンドキャップ645と基端側エンドキャップ(図示せず)の間に配置された管状部材とすることができる。外側部材602は、内側部材502と同様に、比較的剛性の高い基端側部分605、および比較的コンプライアンスの高い先端側部分610を備える。複数のワイヤ115が、外側部材602の内側領域によって画定される内腔613を延び、図12に示されるように、先端側エンドキャップ645および基端側エンドキャップに取り付けられる。ワイヤ115は、外側部材602の中心軸を中心としてほぼ対称的に配置される。システム500は、ワイヤ115と電気的に接続されたエネルギー源(図示せず)をさらに備える。
使用時においては、図13Aに示されるように、補助ガイドワイヤ516が血管475の枝部分476内に配置された後、システム500の先端側領域が血管475の所望の領域(例えば、枝部分476が延びる血管475の領域)内に配置されるまで、システム500の先端側領域に補助ガイドワイヤ516上を進行させる。システムが血管475内を進行させられると、バルーン595は補助ガイドワイヤ516の経路を辿る。バルーン595は、血管475内で正確に位置決めするためにガイドワイヤ516の経路を辿るときに回動することができる。血管475内に導入されるときには、バルーン595は、一般的に(図13Aに示されるように)収縮状態にある。次いで使用者は、バルーンを膨張させるために、内腔597を介してバルーン595の内部領域に膨張流体を注入する。バルーン595を膨張させている間(またはバルーン595を膨張させる前)、使用者は、ワイヤ115に電圧を印加するためにエネルギー源を作動させる。これにより、ガイドワイヤ502および602の先端側部分510および610をそれぞれ拡張させる。結果として、図13Bに示されるように、先端側部分510および610がバルーン595の内面とともに流体シールを作成するため、膨張流体がバルーン595の内面と内側および外側部材502、602の外面との間の領域を通って逃げることを防止する助けとなる。次いで使用者は、内腔597を介して膨張流体をバルーン595から除去する。膨張流体を除去する間、先端側部分510および610は、体内流体がバルーン595の内部領域に進入することを防止することを補助するために、拡張状態に維持することができる。
補助ガイドワイヤハウジング507は、様々な材料のいずれかで作成することができる。特定の実施形態では、ガイドワイヤハウジング507が、実質的な変形および損傷を生じることなくバルーン595を支持し、かつバルーン595を回転させるために十分な剛性を有する1つまたは複数の材料で形成される。ガイドワイヤハウジング507は、ナイロン12、PET、および/またはポリイミドで形成することができる。
特定の実施形態では、図13Bに示されるように、外側部材602の先端側部分610は、拡張されたときにほぼ外方に膨らむように構成されている。このような実施形態では、先端側部分610が拡張されたときにも、内腔597はほとんど閉塞しない。したがって、実質的に困難なく、バルーン595を拡張および/または収縮させることができる。図12に示されるように、回動可能な先端側部分610がほぼ外方に膨らむことができるように、ワイヤ115は、先端側部分610の内側領域を通って延びるように構成される。これに代えて、又はこれに加えて、先端側部分610の内側領域は、先端側部分610の外側の領域よりも剛性が低く、または堅くはない。例えば、先端側部分610の内側領域は、先端側部分610の外側領域よりも剛性の高い材料で形成してもよい。
いくつかの実施形態では、システム500は、バルーン595の周りに配置された内部人工器官(例えば、バルーン拡張型ステント)を備える。このような実施形態では、バルーン595を拡張させると、ステントを血管475内に植込むことができる。ステントは、例えば、血管475の枝部分476を通る血流の阻害を減少させる助けとなるように、側壁に開口を備えることができる。このような実施形態では、ステントは、補助ガイドワイヤ516がステントの側部開口を通って延びるように、バルーン595の周りに配置することができる。これに代えて、又はこれに加えて、ステントは、枝血管476内に配置可能な枝部を備える分岐ステントであってもよい。
上述した実施形態は、内側部材502および外側部材602の周りに医療用バルーン595を回動可能に配置するためのシステムについて説明しているが、他の構成も可能である。回動可能なバルーン、およびバルーンを回動可能に取り付ける方法の他の例が、2004年2月24日に提出された、「回動可能なカテーテルアセンブリ(Rotatable Catheter Assembly)」と題する米国特許出願第10/785、449号明細書、および2004年8月10日に提出された、「回動可能なカテーテルアセンブリ(Rotatable Catheter Assembly)」と題する米国特許出願第10/915,209号明細書に見ることができる。これら米国特許出願明細書の内容を、本願明細書に援用する。
また、上述した実施形態は拡張可能なバルーンについて説明しているが、様々な他のタイプの拡張可能な部材を、これに代えて、又はこれに加えて使用することができる。
(引込み可能な外側部材)
図14および15を参照すると、医療用システム700は、ステント780(例えば、自己拡張型ステント)を担持する内側部材704、および内側部材704を包囲し、かつステント780を中に保持する外側部材710を備える。外側部材710は、先端側エンドキャップ745および基端側エンドキャップ(図示せず)に取り付けられる。外側部材710は、両端に取り付けられているエンドキャップよりも剛性が低い。複数のワイヤ115は、外側部材710によって画定される内腔713を通って延び、先端側エンドキャップ745および基端側エンドキャップに取り付けられる。ワイヤ115は、図15に示されているように、外側部材710の中心軸の周りにおいてほぼ対称的に配置される。システム700の基端において、エネルギー源(図示せず)が電気的にワイヤ115と接続される。
使用時において、図16Aおよび16Bに示されるように、システム700の先端側の領域が患者の血管175内に導入され、血管175の所望の領域内(例えば、ステント780を植込むことが望まれる血管175の閉塞領域179内)に配置される。次いで使用者は、ワイヤ115に電圧を印加して先端側エンドキャップ745を基端側に移動させるために、エネルギー源を作動させる。したがって、外側部材710が、内側部材704の先端側部分(例えばステント780が担持される内側部材704の領域)から後退させられる。外側部材702が後退させられた後、ステント780が、内側部材704から解放され、図16Bに示されるように血管内に植込まれる。その後、外側部材710をほぼ元の寸法(例えば内側部材704のほぼ全長を包囲する寸法)に復帰させることができる。そして、システム700を患者の血管175から抜去することができる。あるいは、システム700は、外側部材710を元の寸法に戻さずに血管175から抜去してもよい。
外側部材710は、図1に示されるシステム100の先端側部分110について上述した様々な材料のうち任意の材料で形成することができる。いくつかの実施形態では、外側部材710の先端側部分(例えばステント780を包囲する外側部材710の領域)が、外側部材710の基端側部分よりも高い剛性を有する。特定の実施形態では、例えば、外側部材710は、比較的コンプライアンスの高い基端側管状体に取り付けられた比較的剛性の高い先端側管状体を備える。先端側管状体は、例えば、一般的に基端側管状体の形成材料よりも剛性が高い材料で形成することができる。これに代えて、又はこれに加えて、外側部材710は、外側部材の長さに沿って比較的可撓性の高い材料から比較的剛性の高い材料へと移行する漸次的な移行部を提供するために、断続層共押出成形技術等、様々な他の技術を使用して形成してもよい。先端側部分の剛性が増すことにより、ステント780をより良好に内部に保持しやすくなる。比較的剛性の高い先端側部分は、図1のシステム100の基端側部分105について上述した様々な材料のいずれかで形成されてもよい。
ワイヤ115をエンドキャップに取り付ける構成について説明してきたが、ワイヤ115は、この構成に代えて、又はこの構成に加えて、外側部材710の1つまたは複数の領域に取り付けられてもよい。例えば、ワイヤ115は、外側部材710の形成材料内に封入されてもよい。様々な技術のいずれかを用いて、ワイヤ115を外側部材710内に封入することができる。いくつかの実施形態では、例えば、ワイヤ115は、外側部材710の形成材料とともに押出機内へ供給される。
(引込み可能かつ拡張可能な外側部材)
いくつかの実施形態では、外側部材(例えばシース)は、軸方向に収縮することに加えて、または軸方向に収縮せずに、半径方向に拡張するように構成される。例えば図17を参照すると、医療用システム800は、ステント780が担持される内側部材704、および内側部材704を包囲し、かつステント780が中で保持される外側部材810を備える。外側部材810は、先端側エンドキャップ845と基端側エンドキャップ(図示せず)の間に配置され、かつこれらに取り付けられる。外側部材810は、比較的剛性の高い基端側部分812と、比較的コンプライアンスの高い先端側部分814とを備える。複数のワイヤ115が、外側部材810の長さの周りに延びており、先端側エンドキャップ845および基端側エンドキャップの外側領域(例えば外面)に取り付けられる。ワイヤ115は、基端側部分812の壁内に配置され、先端側部分814の外面に沿って延びる。システム800はまた、システム800の基端において電気的にワイヤ115と接続されるエネルギー源(図示せず)を備える。
システム800は、上記で説明されたシステム700と同様に使用することができる。図18Aおよび18Bを参照すると、例えば、システム800の先端側の領域が、血管175の所望の領域内に(例えば、血管175の閉塞領域179内に)配置される。次いで使用者は、ワイヤ115を加熱および収縮させるために、エネルギー源を作動させてワイヤ115に電圧を印加する。ワイヤ115が収縮するにつれて、外側部材810の先端側部分814が、図18Bに示されるように、半径方向に拡張し、かつ軸方向に収縮する。例えば、ワイヤ115は、先端側エンドキャップ845の外側領域を基端側に引くことができる。この動作が、外側部材810の先端側部分814を、半径方向に展開させる。先端側部分814が半径方向に拡張し、かつ軸方向に収縮すると、ステント780が、制御された方式で内側部材704から解放される。例えば、ステント780は、その先端から基端へ徐々に拡張され得る。このことは、ステント780が内側部材704から「飛び出す」可能性を減じることができる。結果として、ステント780は、より高い精度で、かつ/または正確に、患者の血管175内に配置される。ステント780が血管175内に植込まれた後、使用者はエネルギー源を非作動状態にし、ワイヤ115を自然に冷却して外側部材810を元の寸法(例えば、内側部材704のほぼ全長を包囲する)にほぼ戻らせる。そして、システム800が血管175から抜去される。
外側部材810の基端側部分812は、図1のシステム100の基端側部分105について上述した様々な比較的剛性の高い材料のいずれかで形成することができる。先端側部分814は、図1のシステム100の先端側部分110について上述した様々な比較的可撓性の高い材料のいずれかで形成することができる。
いくつかの実施形態では、先端側部分814が、その内面に沿って軸方向に延びるスリットを備える。スリットは、先端側部分814の半径方向の拡張を促進することができる。例えば、軸方向に延びるスリットは、先端側部分814が拡張したときに、幅を増大させることができ、よって、先端側部分814が拡張したときに受ける抵抗を減少させる。
ワイヤ115が先端側部分814の外面に沿って延びる構成について上述してきたが、ワイヤ115は、この構成に代えて、又はこの構成に加えて、先端側部分814の壁内に配置されてもよい。例えば、ワイヤ115は、壁の外側領域に配置することができる。その結果、ワイヤ115が収縮すると、外側部材810の先端側部分814を、上述された方式と同様の方式で半径方向に展開させることができる。
特定の実施形態について説明してきたが、他の実施形態も可能である。
一例として、上記実施形態のワイヤはほぼ円形の断面を有するものとして示されているが、これに代えて、又はこれに加えて、ワイヤは、矩形、正方形、三角形、長円、管状、および半円等、他の様々な断面形状を有することができる。
別例として、ワイヤはほぼ一体構造として示されているが、他の構成も可能である。いくつかの実施形態では、例えば、ワイヤは、導電性部分および接地部分を備える。導電性部分は、電気エネルギーに曝露されたときに収縮する様々な材料、例えばニッケル−チタン合金等で形成することができる。接地部分は、電気および/または熱を伝導することが可能であり、かつ電気的または熱的にチャージされたときに導電性部分の形成材料よりも熱を放散させにくい様々な材料で形成することができる。このような材料の例には、金およびプラチナが含まれる。導電性部分は、接地部分と電気的に接続される。導電性部分の形成材料よりもよりも熱を放散させにくい1つまたは複数の材料で接地部分を形成することによって、医療器具内の全体的な熱の放散を減少させることができる。医療器具内での熱の放散を制限することにより、本明細書で説明された医療処置のいくつかについて改善された結果を得ることができる場合があるため、このことは有益である。
追加の例として、いくつかの実施形態では、ワイヤの導電性部分が、ワイヤの長さの約50%以上(例えば約75%以上、約100%)からなる。特定の実施形態では、導電性部分が、ワイヤの長さの約50%未満(例えば、約25%未満、約10%未満)からなる。ワイヤの収縮の強度および/または量は、導電性部分の長さの関数とすることができる。このため、導電性部分の長さを変化させることによって収縮を制御することができる。
さらなる例として、特定の実施形態では、ワイヤの導電性部分およびワイヤの接地部分が同心状に配置される。図19に示されているように、例えば、ワイヤ915は導電性部分955の外面に沿って配置された接地部分960を備える。特定の実施形態では、絶縁層(図示せず)が、導電性部分955と接地部分960の間に配置される。この構成は、本明細書で説明された医療器具内のワイヤによって占有される全体の体積を減少させる助けとなり得る。したがって、この構成は、医療器具の全体の輪郭の縮小に貢献することが可能である。さらに、導電性部分955よりも熱の放出が少ない接地部分960が、導電性部分955の外縁部の周囲に配置されているため、使用時において、接地部分960は、導電性部分955から患者の体内管(例えば血管)内へ熱が放出されにくくすることができる。様々な方法のうちいずれを用いてワイヤ915を形成してもよい。一例として、接地材料(例えば金)を導電性要素(例えばニッケル−チタン合金ワイヤ)の外面にスパッタリングすることができる。特定の実施形態では、導電性部分が接地部分を包囲するように構成することができる。
別の例として、上記実施形態は、医療器具のほぼ全長にわたって(例えば基端側エンドキャップから先端側エンドキャップまで)延びるワイヤについて説明しているが、他の構成も可能である。いくつかの実施形態では、例えば、ワイヤが、医療器具の比較的コンプライアンスの高い先端側部分の内部または周りを一部のみ延びるように配置されてもよい。特定の実施形態では、複数のワイヤが、医療器具の長さの周りで互い違いに終端する。例えば、複数のワイヤはが、コンプライアンスの高い先端側部分の内部または周りで互い違いに終端するように配置されてもよい。したがって、ワイヤがより先端側の位置まで延びる先端側部分の領域は、ワイヤがより基端側の位置までしか延びない領域よりも収縮することになる。この構成は、例えば、先端側部分の形状を変更するために(例えば先端側部分に湾曲を作成するために)使用することができる。ワイヤが長尺状部材の全長よりも短く延びている実施形態では、導電性要素(例えば銅要素)がワイヤおよびエネルギー源の両方に連結されてもよい。この結果、ワイヤを長尺状部材の基端においてエネルギー源に直接接続することなく、エネルギーをワイヤに印加することができる。
追加の例として、いくつかの実施形態では、医療器具によって画定された通路または内腔の内部においてこれと緩く嵌合した状態で延びずに、ワイヤが医療器具に封入されていてもよい。このような実施形態では、ワイヤが封入される医療器具のコンプライアンス部分がワイヤとともに拡縮する。特定の実施形態では、ワイヤはその長さの一部分のみに沿って封入され、その長さの残りの部分は、医療器具によって画定された通路内で自由に移動できる。
さらなる例として、上記実施形態は電気エネルギーをワイヤに付与することを含むが、他のエネルギー形態が使用されてもよい。エネルギーの他の例には、熱エネルギー(例えば高温の流体)、電磁誘導により生じた電流(例えばRF場)、マイクロ波エネルギー、レーザエネルギー、および超音波エネルギーが含まれる。
別の例として、特定の実施形態では、上述したタイプのエネルギーのうちの1つまたは複数をワイヤに付与することに代えて、またはこれに加えて、機械的な力をワイヤに付与してもよい。例えば、ワイヤを医療用システムの基端領域において機械的器具に取り付けることができ、機械的器具は、ワイヤを基端側に引っ張るように構成され得る。力(例えば引張力)をワイヤに付与することができる任意の機械的器具を使用することができる。このような機械的器具の例には、レバーハンドルおよびねじが含まれる。他の形態のエネルギー(例えば、電気および/または熱)ではなく、機械的な力を使用する実施形態では、上記で説明された材料に加えて広範な材料でワイヤを形成することができる。このような材料の例には、金属合金(例えばステンレス鋼)、ポリマーファイバー(例えば、ドラコン(dracon)、HDPE、ナイロン)、およびセラミックファイバーを含む。
追加の例として、特定の実施形態では、ワイヤは、ある形態のエネルギーに曝露されることに応答して収縮するのではなく、エネルギーに曝露されることに応答して拡張するように構成することができる。例えば、ワイヤは、電気および/または熱エネルギーの付与に応答して拡張する材料で形成されてもよい。このような実施形態では、医療器具の先端側部分は、例えば、ワイヤの拡張に応答して拡張するように構成することができる。例えば、ワイヤを医療器具の基端側部分に取り付けることができ、エネルギーがワイヤに付与されると、医療器具の基端側部分が、先端側部分よりも剛性の高い先端側エンドキャップと協働して、これらの間で先端側部分を圧縮するようにしてもよい。この結果、先端側部分が拡張され得る。
さらなる例として、いくつかの実施形態では、医療器具(例えば、長尺状部材、バルーンシール部材、および/または外側部材)は、エネルギー(例えば、電気および/または熱エネルギー)に曝露された後、ワイヤが冷却される速度を増大させるために、流体で冷却された通路(例えば水冷された通路)を備える。流体で冷却された通路は、例えば、医療器具の基端側部分および/または先端側部分の内部でワイヤに隣接して延びることができる。いくつかの実施形態では、流体は通路内を連続的に循環される。したがって、ワイヤから放散された熱は、通路内の流体によって吸収され得る。この結果、使用時において、ワイヤから血管の周囲領域へ熱が放散される可能性を減じることができる。
別の例として、上記実施形態では、ワイヤの端部領域において電気的にワイヤに接続された電源を示しているが、電源は、ワイヤの長さに沿った任意の位置でワイヤと電気的に接続することができる。
追加の例として、上記実施形態では、医療器具内を延びるワイヤを示しているが、ワイヤは、これに代えて、又はこれに加えて、医療器具の外面または内面の周りに延びてもよい。
さらなる例として、本明細書で説明された実施形態の多くは、比較的コンプライアンスの高い医療器具の先端側部分と、比較的剛性の高い基端側部分を備えるが、いくつかの実施形態では、先端側部分が比較的高い剛性を有し、基端側部分が比較的高い可撓性を有していてもよい。
別の例として、上記で説明された実施形態のいくつかでは、医療器具はほぼ中実の円筒形部材として説明されているが、医療器具は、これに代えて、又はこれに加えて、管状、矩形、半円形、および/または三角形等の様々な他の任意の形状を有していてもよい。
追加の例として、上記実施形態は患者の血管内で使用される医療用システムを示しているが、システムは、これに代えて、又はこれに加えて、患者の様々な他の体内管または体腔のいずれかで使用されてもよい。例えば、本発明のシステムは、肺血管、胃腸管、尿管、生殖器官、胆管、リンパ管、胸腔、(例えば心臓、肺、気管、食道、大血管等)、腹腔(例えば胃腸管、腎臓)骨盤腔(例えば泌尿生殖器系、直腸)、および頭蓋腔(例えば脳、脊柱管)内で使用されてもよい。
さらなる例として、治療薬がパクリタキセルで特定の実施形態が説明されてきたが、1つまたは複数の他の治療薬を、これに代えて、又はこれに加えて使用してもよい。治療薬には、負の電荷を帯びた薬剤、正の電荷を帯びた薬剤、両性の薬剤、または中性の薬剤が含まれる。治療薬には、遺伝物質を含む治療薬、非遺伝物質を含む治療薬、および細胞を含み、負もしくは正の電荷を帯びていてもよく、あるいは両性であってもよく、あるいは中性であってもよい。治療薬は例えば、生理的または病的状態を治療するための生物学的に活性の材料、薬学的に活性の化合物、遺伝子治療、キャリアベクターを有する、または有さない核酸、オリゴヌクレオチド、遺伝子/ベクターシステム、DNAキメラ、凝縮剤(例えばDNA凝縮剤)、ウィルス、ポリマー、ヒアルロン酸、タンパク質(例えばリボザイム等の酵素)、免疫学的種、非ステロイド抗炎症薬、経口避妊薬、プロゲスチン、性腺刺激ホルモン放出ホルモン作動薬、化学療法薬、および放射性物質(例えば放射性同位体、放射性分子)とすることができる。治療薬の例には、抗血栓剤、抗酸化剤、脈管形成および抗脈管形成剤および因子、抗増殖薬(例えば平滑筋細胞増殖阻害能を有する薬剤)カルシウム流入阻害剤、および細胞死を防ぐサバイバル遺伝子が挙げられるが、これらに限定されるものではない。特定の実施形態では、治療薬はシロリムス等の免疫抑制剤である。治療薬の例は、2005年4月21に提出された、「粒子(Particles)」と題する米国特許出願第11/111,511号明細書に見ることができ、本願明細書において同米国特許出願明細書を援用する。
様々な寸法の医療用システムおよび医療用システム構成要素について本明細書で説明したが、任意の他の寸法とすることが可能である。
以下の例は、医療用システムの実施形態の製造方法および使用方法を示している。
(例1)
第1の管状体が高デュロメータTecothane(登録商標)R75Dポリウレタンから押出成形される。Tecothane(登録商標)R75Dポリウレタンは、供給ゾーンにおいて199℃、ゾーン2において216℃、ゾーン3および4において227℃の温度を有する、12.7mm(0.5インチ)ブラベンダー(Brabender)押出成形機を使用して押出成形される。第1の管状体は、0.48mmの内径および1mmの外径を有するように作製される。第2の管状体は、第1の管状体と同じ寸法を有するように、低デュロメータTecothane(登録商標)74Aポリウレタンから押出成形される。第2の管状体の押出成形は、上記で説明された工程と同じ工程を使用して実行される。しかしながら、供給ゾーンにおける温度は199℃であり、ゾーン2、3、および4における温度は216℃である。
第1および第2の管状体を形成した後、第1の管状体から100cm部分、130mm部分、および20mm部分が切り出される。第2の管状体からは10mm部分が切り出される。以下で説明されるように、100cm部分および130mm部分が、医療用システムの比較的剛性の高い基端側管状体を形成するように互いに取り付けられる。第2の管状体の10mm部分は、医療用システムの拡張可能な部材を形成するように、基端側管状体の先端側領域に取り付けられ、第1の管状体の20mm部分が、拡張可能な部材の先端に取り付けられる。20mm部分は、後述するように、医療用システムのエンドキャップを形成するために、後で長さが短くされる。管状体の切り出しは、レイザーブレード裁断機と呼ばれる器具を使用して行われ、これにより、管状体がV字溝のアネックスルーラ内に保持され、レイザーブレードが、V字溝のスリットを介してホルダ内で鉛直方向に摺動させられる。
複数の別個の管状部分を形成した後、130mm部分、10mm部分、および20mm部分は、130mm部分の先端が10mm断面の基端と当接し、かつ10mm部分の先端が20mm断面の基端と当接するように、0.48mmステンレス鋼マンドレル上に配置される。次いで熱収縮スリーブが当接された端部上に装着され、COレーザを使用して管状構造を約210℃の温度に加熱する。熱収縮スリーブは、当接された端部同士が熱によって溶接されている間、複数の管状部分を保持するように機能する。その後、マンドレルおよび熱収縮管が取り外され、20mm部分が、医療用システムのエンドキャップを形成するために、上記で説明された切削工程を使用して、2mmの長さに切り出される。
長さ2m、直径0.10mmの第1のポリエステル被覆銅変圧ワイヤ(英国、ウエストヨークシャー州に所在のコマックス社(Comax)から販売される)が、直径0.25mm、長さ140mmのFlexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤに対して平行に配置される。銅ワイヤのポリエステル被覆は、約200℃までの温度に耐えることができる。次に、銅ワイヤの一端において2〜3mmのポリエステルスリーブが除去される。銅ワイヤのこの裸にされた端部は、次に、U字形状をなすように曲げられ、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの先端に接して配置される。その後、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの先端がはんだ付けされる。先端側に取り付けられた銅ワイヤは次に、130mm部分上に等しく分散されるように、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの周りにきつく10回巻きつけられる。このことは、後述するように、10mm部分の長さが減少したときに、外向きに拡張することを可能にする。第1の銅ワイヤの残りの長さはFlexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの基端を超えて基端側に延びる。次に、第1の銅ワイヤと同じ寸法を有する第2の銅ワイヤの裸にされた端部が、Flexinolニッケル−チタン合金ワイヤの基端にはんだ付けされる。第1の銅ワイヤおよびFlexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤが、130mm部分に始まる複数の管状部分によって画定された内腔に挿入される。Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤおよび銅ワイヤは、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤと銅ワイヤの曲がった領域とがエンドキャップの先端と同一平面上にあるように、内腔に配置される。その後、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの端部は、シアノアクリレート系接着剤を使用して内腔に固定される。具体的には、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの先端領域は、エンドキャップに接着され、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの基端領域が、基端側管状体の130mm部分の基端に接着される。
Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの端部領域が、エンドキャップおよび基端側管状体の130mm部分に取り付けられた後、2本の銅ワイヤの自由端が、100cm基端側管状体部分の内腔に挿入され、100cm管状体部分の先端が、医療用システムの比較的剛性が高い基端側管状体を形成するために、130mm管状体部分の基端に突合せ溶接される。銅ワイヤの長さのため、銅ワイヤの端部は、内腔の基端側開口から延びる。銅ワイヤの端部は、1.5ボルト単4電池と接続される。
医療用システムを動作させるために、電池により1.5ボルトが銅ワイヤに印加されると、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金および銅ワイヤに約0.085アンペアの電流が流れる。電圧は約1秒間ワイヤに印加され、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤの温度を約37℃から約114℃へ上昇させる。温度上昇の結果として、Flexinol(登録商標)ニッケル−チタン合金ワイヤが、その長さの約4%だけ(すなわち約5.2mm)収縮する。拡張可能な部材が、約5.0mm(元の長さの50%)の長さに収縮し、直径が約1.4mmとなるまで半径方向に拡張させる。
他の実施形態も、特許請求の範囲に包含される。
拡張可能な部材を有する医療用システムの一実施形態の破断面図。 2−2線における図1の医療用システムの断面図。 図1のシステムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図1のシステムを使用する方法の一実施形態を示す図。 治療薬を保持している拡張可能な部材を備える医療用システムの一実施形態の破断面図。 図4における領域5の拡大図。 図4の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図4の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図 図6Bにおける領域6Cの拡大図。 内部人工器官を保持している拡張可能な部材を備える医療用システムの一実施形態の部分断面図。 図7の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図7の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 内部人工器官を保持している回動可能かつ拡張可能な部材を備える医療用システムの一実施形態の部分断面図。 9B−9B線における図9Aの医療用システムの断面図。 9C−9C線における図9Aの医療用システムの断面図。 図9Aの医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図9Aの医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 拡張可能な領域を含む内側および外側部材を包囲する膨張したバルーンを備える医療用システムの一実施形態の部分断面図。 12−12線に沿った図11の医療用システムの断面図。 図11の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図11の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 引込み可能な外側部材を備える医療用システムの一実施形態の部分断面図。 15―15線に沿った図14の医療用システムの断面図。 図14の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図14の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 拡張可能な外側部材を備える医療用システムの一実施形態の部分断面図。 図17の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 図17の医療用システムを使用する方法の一実施形態を示す図。 医療用システムのワイヤの一実施形態の断面図。 拡張可能な部材を備える医療用システムの一実施形態の部分断面図。

Claims (37)

  1. 拡張可能な部材と、該拡張可能な部材に付随するワイヤとを備え、前記ワイヤは、拡張可能な部材が拡張されていない第1の状態と、拡張可能な部材が拡張された第2の状態とを有する、医療用システム。
  2. 前記拡張可能な部材が管状部材からなる、請求項1に記載の医療用システム。
  3. 前記ワイヤが前記拡張可能な部材内に配置される、請求項1に記載の医療用システム。
  4. 前記ワイヤが前記拡張可能な部材によって画定される通路内に配置される、請求項3に記載の医療用システム。
  5. 前記ワイヤが前記拡張可能な部材の壁によって支持される、請求項1に記載の医療用システム。
  6. 前記ワイヤが前記拡張可能な部材に取り付けられる、請求項1に記載の医療用システム。
  7. 前記ワイヤが形状記憶合金からなる、請求項1に記載の医療用システム
  8. 前記ワイヤが電気エネルギー源と接続される、請求項1に記載の医療用システム
  9. 前記ワイヤが、前記拡張可能な部材を拡張させるために、前記ワイヤに力を付与するように構成された機械的器具と接続される、請求項1に記載の医療用システム。
  10. 前記ワイヤは加熱されると収縮する、請求項1に記載の医療用システム。
  11. 前記拡張可能な部材に隣接する第1の部材をさらに備え、前記拡張可能な部材が該第1の部材よりも低い剛性を有する、請求項1に記載の医療用システム。
  12. 前記第1の部材が、前記拡張可能な部材の先端に隣接して配置される、請求項11に記載の医療用システム。
  13. 前記ワイヤが前記第1の部材に取り付けられる、請求項11に記載の医療用システム。
  14. 第2の部材をさらに備え、前記拡張可能な部材が、前記第1および第2の部材の間を延びる、請求項11に記載の医療用システム。
  15. 前記拡張可能な部材が前記第2の部材よりも低い剛性を有する、請求項14に記載の医療用システム。
  16. 前記第2の部材が前記拡張可能な部材の基端に隣接して配置される、請求項14に記載の医療用システム。
  17. 前記ワイヤが前記第2の部材に取り付けられる、請求項14に記載の医療用システム。
  18. 前記第1の部材が、前記拡張可能な部材の曲げ弾性率よりも少なくとも約10倍大きな曲げ弾性率を有する、請求項14に記載の医療用システム。
  19. 前記第1の部材が、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエーテル−ブロックコポリアミドポリマー、コポリエステルエラストマー、熱可塑性ポリエステルエラストマー、熱可塑性ポリウレタンエラストマー、ポリオレフィン、高密度ポリエチレン、低密度ポリエチレン、およびポリアミドの中から選択される少なくとも1つの材料からなる、請求項14に記載の医療用システム。
  20. 前記拡張可能な部材が、シリコーン、ポリエーテル−ブロックコポリアミドポリマー、ポリエステル、ポリスルフォン、ポリテトラメチレングリコール、およびポリウレタンの中から選択される少なくとも1つの材料からなる、請求項1に記載の医療用システム。
  21. 前記拡張可能な部材が有孔材料で形成される、請求項1に記載の医療用システム。
  22. 前記拡張可能な部材の孔が治療薬を含む、請求項21に記載の医療用システム。
  23. 前記拡張可能な部材が、少なくとも1つの開口と、前記拡張可能な部材の外面から該開口へ延びるスリットとを画定する、請求項1に記載の医療用システム。
  24. 前記少なくとも1つの開口内に配置された治療薬をさらに備える、請求項23に記載の医療用システム。
  25. 前記少なくとも1つの開口内に配置された部材を有する内部人工器官をさらに備える、請求項23に記載の医療用システム。
  26. 膨張可能な部材をさらに備え、該膨張可能な部材の第1の領域が、前記拡張可能な部材の周りに配置される、請求項1に記載の医療用システム。
  27. 前記膨張可能な部材が、前記拡張可能な部材の周りに回動可能に配置される、請求項26に記載の医療用システム。
  28. 前記拡張可能な部材が拡張されると、前記拡張可能な部材が、前記膨張可能な部材の前記第1の領域とともに実質的に流体シールを形成する、請求項26に記載の医療用システム。
  29. 前記拡張可能な部材が非対称的に拡張するように構成される、請求項26に記載の医療用システム。
  30. 前記拡張可能な部材が拡張可能な管状部材からなる、請求項26に記載の医療用システム。
  31. 前記拡張可能な管状部材が中心内腔を画定し、該内腔を介して、前記膨張可能な部材を膨張させるために膨張流体を該膨張可能な部材へ送達することができる、請求項30に記載の医療用システム。
  32. 前記拡張可能な管状部材の内壁が、該拡張可能な管状の部材の外壁よりも高い剛性を有する、請求項30に記載の医療用システム。
  33. 第2の拡張可能な部材、および該第2の拡張可能な部材に対して動作可能に連結された第2のワイヤをさらに備え、前記第2のワイヤは、前記第2の拡張可能な部材を拡張させることができ、前記膨張可能な部材の第2の領域が、前記第2の拡張可能な部材の周りに配置される、請求項26に記載の医療用システム。
  34. 前記拡張可能な部材によって少なくとも部分的に包囲された内側部材をさらに備える、請求項1に記載の医療用システム。
  35. 前記拡張可能な部材が、前記内側部材の周りに回動可能に配置される、請求項34に記載の医療用システム。
  36. 前記拡張可能な部材が、少なくとも1つの開口と、前記拡張可能な部材の外面から該少なくとも1つの開口へ延びるスリットとを画定する、請求項34に記載の医療用システム。
  37. 前記少なくとも1つの開口内に配置された部材を有する内部人工器官をさらに備える、請求項36に記載の医療用システム。
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