JP2009525808A

JP2009525808A - ナノチューブを有するバルーンカテーテル

Info

Publication number: JP2009525808A
Application number: JP2008554252A
Authority: JP
Inventors: マクモロウ，デイビッド
Original assignee: Boston Scientific Limited
Current assignee: Boston Scientific Limited
Priority date: 2006-02-10
Filing date: 2007-01-25
Publication date: 2009-07-16
Also published as: EP1991285B1; US20070191766A1; EP1991285A1; WO2007094933A1; CA2641956A1

Abstract

ナノチューブがその上に配設された膨張可能な表面を含む装置が提供される。該装置は、膨張可能な表面上に配設されたナノチューブを有するバルーンを含む、膨張可能な表面を有するバルーン型カテーテルであってよい。バルーンカテーテルとして使用される場合、該装置は、患者体内に埋め込まれたステントなどの埋め込まれた医療装置の表面上に、物質を堆積させるか又は物質を移植するために使用されてよい。

Description

本発明は、器官の血管の標的部位への治療剤又は他の物質の送達に関する。より具体的には、本発明は、器官血管の内部への治療剤の送達又は移植、及び器官血管への細胞の移植のための装置、システム及び方法に関する。

ステントは、血管が開放されたか又は閉塞が除去された後に、血管の直径を維持するために使用される埋め込み可能な医療用装置である。例えば、ステントは、血管形成術が施された後に、冠動脈中に設置されることができる。ステント設置は、治療及び医薬の研究における成長中の分野であり、様々なタイプのステントが広範囲の治療において用途を見出している。

多くの適用において、ステントの埋め込み後、埋め込まれたステントができるだけ早く内皮細胞で覆われることが望ましい。これは、動脈へのステント設置、そして特に冠動脈へのステント設置において特に真実である。再内皮化（すなわち、内皮細胞でいくらか被覆されるようになった）されていない埋め込まれたステントは、ステント血栓症などの有害な臨床事象と結びつく。ステントが埋め込まれた後、血管内の健康な領域から埋め込まれたステントの領域まで内皮細胞が増殖して、ステントを被覆するためには数週間かかるかもしれない。

ステントは、ステントの受容を助けるため又は他の治療目的のための様々な治療剤で被覆されてよい。例えば、ステントは、血管の再狭窄（再遮断）を阻害するために作用する薬剤で被覆されてよい。しかしながら、所望の被覆をステント上に置くことは常に実行可能ではない。例えば、ステントを、再内皮化を促進する剤で被覆することが望ましいかもしれない。あいにく、そのような物質の多くは、送達又は挿入の前にステントに対して行われなければならない処理、包装、及び滅菌に耐えることができないかもしれない。

発明の要約
本発明は、体内に埋め込まれたステントを含む医療装置の表面上に物質が移動しそして設置されることを可能とする、システム、装置及び方法に関する。

本発明を具現化する装置は、膨張可能な表面上に配設されたナノチューブを有する曲げ可能な表面を含む。該装置は、バルーンの表面上に配設されたナノチューブを有するバルーン型カテーテルも含んでよい。これらの装置は、患者の体内に埋め込まれた埋め込み型医療装置の表面に物質を堆積させるか又はそこへ物質を移植するために使用されることができる。本発明の範囲内に含まれる多数の他の装置及び方法がある。

詳細な説明
ナノチューブを含む曲げ可能又は膨張可能な領域を含む、バルーンカテーテル又は他の装置が提供される。ナノチューブは、バルーンが冠動脈などの血管内に設置され、そして膨張されたときに、ナノチューブが血管の露出された表面に接触しうるように、バルーンの外側に配設されることができる。そして、血管の健康な領域から内皮細胞を採取するために、ナノチューブは振動などによって作動させられることができる。そしてバルーンは収縮され、ステントの埋め込み部位などの意図された送達部位に再配置されることができる。バルーンが送達部位において拡張されるとき、採取された内皮細胞が意図された送達部位に堆積されるように、ナノチューブが作動されることができる。

図１は、表面上に配設されたナノチューブ１２０を含むバルーン１１０を示す。膨張可能なバルーン１１０は、患者体内などの意図された治療部位に装置を送達するのに好適な、細長い部材１３０上に配設される。細長い部材１３０は、カテーテルなどであってよい。複数のナノチューブ１２０が、バルーン１１０の外部表面上に配設される。ナノチューブ１２０は、だいたい円筒上であり、約１００マイクロメーターの長さで約１００〜４０００nmの直径であってよい。ナノチューブは中空であってよい。それらは、カーボン、磁性材料、酸化物、圧電性材料又は他の好適な材料から作られてよい。ナノチューブ１２０は、バルーン１１０の内部と流体連通していることができる。ナノチューブ１２０がバルーン１１０の内部と流体連通状態であるとき、少なくともいくらかの流体はナノチューブの内部とバルーンの内部の間を自由に移動しうる。例えば、ナノチューブ１２０は、バルーン１１０の内部に適用された真空がナノチューブ１２０を通って広がり、ナノチューブの内部に物質が引き込まれるように、バルーン１１０の内部と流体連通しうる。ナノチューブは、ナノチューブの内部に真空が適用されうるが、ナノチューブの内部に引き込まれる物質がバルーン１１０の内部に入ることを阻止されるように、部分的にバルーンの内部と流体連通してもよい。ナノチューブ１２０は、バルーン１１０の表面全体にわたって均一に配設されてよい。それらは、グリッド、又は他の好適な配置で配設されてよい。

バルーン１１０の断面を図１（ｂ）に示す。明確化のためにいくつかを示さない、ナノチューブ１２０の代表的サンプルが示される。ナノチューブは、図１に示すよりもより多くの又はより少ないナノチューブを含む他の配置で配設されてもよい。本明細書中の図に示されるナノチューブは、原寸に比例して示されていない。ナノチューブ１２０は、バルーンが図１の断面図に示されるように膨張されるときに、各ナノチューブがバルーンの表面に対してだいたい垂直になるように配設されることができる。ナノチューブは、バルーン１１０の表面全体の様々な場所に配設されてよく、又はそれらは特定の領域内に配設されてもよい。いくつかの適用のためには、ナノチューブ１２０は、特定の機能を発揮することを意図されるバルーン１１０の区域に限定されてもよい。

本発明の装置は、内部バルーン、外部バルーン、及び外部バルーンの外部表面上に配設されたナノチューブを含むことができる。図２は、表面上にナノチューブが配設された２つのバルーンを含む装置の側面図及び断面図を示す。バルーン１１０は、細長い部材１３０上に配設されている。ナノチューブ１２０は、図１について先に説明したように、バルーン１１０の外部表面上に配設される。ナノチューブ１２０は、圧電材料を含んでよい。内部バルーン２１０は、バルーン１００の内部に配設される。内部バルーン２１０は、食塩水溶液などの流体でそれを満たすことなどによって装置を膨張させるために使用されうる。内部バルーン２１０は、内部ルーメン２３０に隣接して配設され、そしてそれと流体連通して、流体がバルーン２１０の内部に送達されることを可能とすることができる。外部バルーンは、血管の健康な領域から内皮細胞を採取するなどのために、ナノチューブに真空を適用するために使用されてよい。真空は、外部バルーン１１０に、そしてナノチューブ１２０を通って適用されることができる。そして、バルーンは収縮され、意図された送達部位に再配置され、そして再膨張されてよい。そして、外部バルーンを介してナノチューブに圧力を適用することによって、先に採取された内皮細胞などの物質が堆積されることができる。

ナノチューブは圧電アクチュエーターを含んでよい。図２に図示された装置はさらに、バルーン１１０の内部及び細長い部材１３０に配設された電気導体素子２２０を含んでよい。導体素子２２０は、リード２２１を介してナノチューブ１２０に電気的に接続されてよい。導体素子２２０は、すべてまたはいくつかのナノチューブに電気的に接続されてよく、図２に代表的な接続が示される。ワイヤーまたは他の導体素子２２０は、示される通り、内部バルーン２１０及び内部ルーメン２３０内に配設されるか、又はバルーン１１０及び細長い部材１３０の内部であるが内部バルーン２１０及び内部ルーメン２３０の外側に配設されてよい。他の構成も可能であり、たとえば、導体素子２２０は、細長い部材１３０又はバルーン１１０の外側に配設されてよい。かかる実施態様においては、電圧が与えられたときにナノチューブ１２０が変形するかまたは他の方法で作動されるように、ナノチューブは外部電圧源２５０に接続されてよい。たとえば、ナノチューブ１２０は直径が増加し、健康な内皮細胞などの物質の採取を助けうる。内皮細胞または治療剤などの物質を治療部位に堆積させるためにも、電圧はナノチューブ１２０に適用されてよい。たとえば、ナノチューブ１２０が、その直径が増加し、振動し、又は他の方法で活性化するように、電圧が適用されてよい。

図３は、患者の血管内に位置決めされた送達装置の拡大断面図を示す。バルーン１１０は、施術者によって血管３００内の血管部位３１０に位置決めされうる。そして、バルーン１１０は、ナノチューブ１２０が部位３１０に接触するように膨張されることができる。内部バルーン２１０は、バルーン１１０を膨張させるために使用されることができる。たとえば、内部バルーン２１０が拡張するように、食塩水などの流体がその中に挿入されることができる。バルーン１１０は、内部バルーン１１０の内部に流体を挿入することによって膨張されてもよい。

バルーン１１０が膨張されたら、示すようにナノチューブ１２０は部位３１０に接触することができる。そして、部位３１０から物質を採取するために、ナノチューブ１２０は施術者によって作動されることができる。例えば、部位３１０が健康な内皮細胞を含む場合、ナノチューブ１２０は、血管内の部位での後の移植のための健康な内皮細胞を採取するために作動されることができる。かかる作動は、バルーン１１０の内部に真空を適用することを含んでよい。真空が適用されたら、健康な内皮細胞または他の物質が部位３１０から除去されて、ナノチューブ１２０内に堆積する。ナノチューブ１２０は、それらが電気導体素子２２０に電圧を適用することによって作動されうるように、圧電性材料を含むか又はそうでなければ圧電アクチュエーターと連通してよい。電気導体素子２２０はナノチューブ１２０に電気的に接続される。可能なさまざまなタイプ及び方法の接続が例として接続部２２１に示される。電気導体素子２２０及び接続部２２１を介して電圧がナノチューブ１２０に与えられると、ナノチューブ１２０は、それらが部位３１０からナノチューブ１２０の内部へ物質を引き込むように変形されることができる。

物質が集められた後、真空を適用するか又はバルーン１１０の内部から流体を除去するなどによって、バルーン１１０は、収縮されることができる。そして、バルーン１１０は、採取された物質を堆積させるために、ステントなどの埋め込まれた医療装置に又はその近くに再び位置決めされることができる。

部位３１０は、先に採取された細胞または他の物質が送達されるべき部位を含んでよい。たとえば、それは、採取された健康な内皮細胞が送達されるべき、埋め込まれたステントの部位であってよい。バルーン１１０は、部位３１０に又はその近くの位置に位置決めされてよい。そして、バルーン１１０は先に記載されたように膨張されて、ナノチューブ１２０を部位３１０に、その近くにまたはそれに接触するように位置決めさせる。そして、ナノチューブは、ナノチューブ１２０内に配設された物質が部位３１０に堆積するように作動される。例えば、ナノチューブ１２０が血管３００内の健康な部位から内皮細胞を採取するために先に使用された場合、これらの細胞は部位３１０に堆積されてよい。あるいは、ナノチューブ１２０は、バルーン１１０の内部に流体を介して圧力を加えるなどによって作動されてよい。かかる圧力が加えられるとき、健康な内皮細胞又は他の物質がナノチューブ１２０の内部から押し出され、そして部位３１０に堆積する。ナノチューブ１２０は、電気導体素子２２０に電圧を適用することによってそれらが作動されることができるように、圧電性材料を含んでよい。電気導体素子２２０は、ナノチューブ１２０に電気的に接続されてよい。接続部２２１が例として示されるが、接続に関してさまざまなタイプ及び方法が可能であることは理解されるであろう。電気導体素子２２０及び接続部２２１を介してナノチューブ１２０に電圧が適用されると、ナノチューブ１２０の内部から部位３１０に物質を押し出すように、ナノチューブ１２０は変形されることができる。十分な物質が堆積されることを確実にするために、バルーン１１０は、意図された治療部位３１０よりも約２０％長いことが好ましい。例えば、健康な内皮細胞が埋め込まれたステントに移植されるとき、領域全体の内皮化を促進するために、細胞がステントのみでなくステントの周囲またはその近くも覆うことが望ましい。

図４は、本発明によるアクチュエーターの例の拡大図を示す。ナノチューブ４１０は、外部電圧源４４０に接続された圧電材料４２０を含む。電圧が適用されると、圧電材料４２０は、物質がナノチューブの開口４３０を通ってナノチューブ４１０の内部へ引き込まれるように、変形されうる。例えば、電圧が適用されたとき、圧電材料４２０は、ナノチューブ４１０の長軸に沿って圧縮され、ナノチューブ４１０内に真空をもたらすことができる。ナノチューブの開口４３０の隣接する物質は、したがって、ナノチューブ中に引き込まれることができる。同様に、ナノチューブ４１０全体は、電圧の適用がナノチューブ４１０の変形をおこすように、圧電材料を含んでよい。例えば、電圧が適用され、ナノチューブ４１０の直径を増加させ、ナノチューブ４１０内の圧力を減少させることができる。他の構成も可能である。

圧電材料４２０は、ナノチューブから物質を押し出すためにも使用されてよい。ナノチューブ４１０は、外部電圧源４４０に接続された圧電材料４２０を含む。電圧が適用されると、圧電材料４２０は、物質がナノチューブの開口４３０から押し出されるように変形されることができる。例えば、圧電材料４２０は、電圧が適用されるとナノチューブ４１０の長軸に沿って膨張し、ナノチューブ４１０内の外向きの圧力を増加させることができる。それによって、ナノチューブ４１０内の物質が押し出されることができる。同様に、電圧の適用がナノチューブ４１０を変形させるように、ナノチューブ４１０は全体的に圧電材料を含むことができる。例えば、電圧の適用は、ナノチューブ４１０の直径を減少させ、ナノチューブ４１０内の圧力を増加させることができる。圧電材料の他の構成も可能である。

本発明による装置は、ナノチューブ上又はその中に配設された治療剤又は他の物質を含んでよい。そして、装置は、該物質を血管内の意図された送達部位に送達するために使用されてよい。例えば、血管内皮成長因子（ＶEGF）などの成長因子が、ナノチューブ上に配設され、その後、バルーンは先に記載したとおり、意図された送達部位に設置されてよい。そして、成長因子又は他の物質を送達部位に堆積させるように、バルーンが膨張され、そしてナノチューブが作動される。例として、該装置は、ステントの表面上にVEGFを堆積させて、ステントの内皮化を促進することができる。

図３を参照すると、ナノチューブ１２０は、治療剤又は他の物質を部位３１０に送達するために使用されることができる。部位３１０又はその近くにバルーン１１０を位置決めする前に、治療剤がナノチューブ１２０中におかれてよい。治療剤は先に記載の方法を用いてナノチューブ１２０内に設置されてよい。例えば、ナノチューブ１２０は、治療剤に隣接して又はその中に配設されている間に作動されて、治療剤をナノチューブ中に引き込ませることができる。そして、バルーン１１０は治療部位３１０に又はその近くにおかれて先に記載のとおりに膨張されることができる。そして、ナノチューブ１２０は作動され、ナノチューブ内に配設された物質を部位３１０に堆積させることができる。例としては、部位３１０は埋め込まれたステント又は他の医療装置を含んでよい。VEGFなどの治療剤は、ナノチューブ上におかれ、そして先に記載のとおりに、埋め込まれたステントに送達されることができる。かかる手順は、敏感な治療剤又は他の物質を埋め込みの前のステント上に置くことを必要とせずに、埋め込まれたステントに該物質を送達することを可能とする。

本発明の装置は、血管内のある部位から血管内の別の部位へ物質を移植するためにも使用されうる。図５は、患者の血管３００内の採取部位５１０近くに配設された、バルーン１１０の表面上にナノチューブ１２０を有するバルーンカテーテルを示す。バルーン１１０は、カテーテル１３０の遠位末端に配設される。採取部位５１０は、健康な内皮細胞などを含んでよい。図５（ａ）を参照すると、バルーン１１０は最初、カテーテル１３０が血管３００内を移動されうるように、収縮された第一の位置にあってよい。該装置は、物質がそこから採取される部位５１０にバルーン１１０が隣接するように、施術者によって位置決めされることができる。図５（ｂ）は、内皮細胞が採取部位５１０から採取されうるように、血管３００内の位置に位置決めされたバルーン１１０を示す。そして、バルーンは、ナノチューブ１２０が採取部位５１０の近く又はそれに接触するように膨張されることができる。バルーンは、バルーン１１０又は内部バルーン２１０を先に記載の流体によって膨張させるなどの、さまざまな方法で膨張されてよい。施術者は、血管の採取部位５１０から細胞が除去されるように、ナノチューブ１２０を作動させることができる。例えば、ナノチューブは導体素子２２０及び２２１に電圧を適用することによって圧電駆動されてよく、又は先に記載のとおりにバルーン１１０の内部に真空が適用されてもよい。ナノチューブが作動されると、細胞が採取部位５１０から採取されうる。そして、バルーンは、図５（ａ）に示すように収縮され、そして意図された治療部位（示さない）に再び位置決めされることができる。

図６は、意図された治療部位６１０の近くの血管６００内に位置決めされた、図５に図示するバルーンカテーテルを示す。血管６００は、図５に示す血管３００と同じ血管であってよく、又はそれは異なる血管であってもよい。意図された治療部位６１０は、例えば、血管６００中に埋め込まれたステントを含んでよい。図６（ａ）に示すとおり、バルーン１１０は、収縮されて、施術者が送達部位６１０の近くにバルーンを位置決めすることを可能とすることができる。一旦バルーンが位置決めされると、それは、ナノチューブ１２０が送達部位６１０に隣接して、又はそれと接触することができるように、図６（ｂ）に示すように膨張されてよい。バルーン１１０は、先に記載の様々な方法を用いて膨張されることができる。ナノチューブ１２０が所望の位置に位置決めされたら、ナノチューブ内に配設された物質が治療部位６１０上へ押し出されるように、施術者はナノチューブを作動させることができる。該物質は、図５に関して記載されたように採取された内皮細胞、又はＶＥＧＦなどの治療剤を含んでよい。ナノチューブ１２０は、圧電駆動、又はバルーン１１０の内部に流体圧力を適用することなどを含む先に記載の様々な方法によって作動されることができる。

ステントなどの医療装置が患者の血管内に埋め込まれることができる。図７は、ステントが埋め込まれた血管の断面図を示す。図７（ａ）に図解するように、バルーンカテーテル７３０は、患者の血管７１０中に挿入されることができる。ステント７２０は、バルーンの外面上に配設されうる。バルーン７３０が図７（ｂ）に示すように膨張されると、ステント７２０は血管７１０の表面上に設置されることができる。かかる配置は、血管の閉鎖を予防するための処置などとして使用されてよい。バルーンカテーテルが図７（ｃ）に示すように除去されたら、ステントは、血管に治療を提供し続けるために留まってよい。ステント内血栓症などの有害効果を予防するために、ステントの位置に治療剤又は内皮細胞を投与することが好ましい。図８（ａ）は、ステント７２０の部位の近くに配設された、ナノチューブ１２０を有する膨張可能なバルーン１１０を含む、先に記載の装置を示す。ナノチューブの代表的な図が示され；より多く又はより少ないナノチューブが使用されてもよい。ステント７２０の近くへの設置を可能とするために、バルーン１１０は、カテーテル、内視鏡、又はソラスコープなどの装置１３０に物理的に接続されることができる。図８（ａ）に示す装置は、VEGFなどの治療剤で先に処理されているか、又は先に記載のとおりに血管内から内皮細胞を収集するために先に使用されていてもよい。バルーン１１０が図８（ｂ）に示すように膨張されると、ナノチューブ１２０は、ステント７２０の近くに又はそれに接触して配設される。そして、施術者は、導体素子２２０及び接続部２２１を用いて又は先に記載の他の方法を用いて電圧を適用することなどによって、ナノチューブ１２０を作動させることができる。ナノチューブ１２０の内部又はその上にある物質８１０が、図８（ｃ）に示すようにステント７２０の上又はその周りに堆積されてよい。例えば、治療剤又は内皮細胞は、ステント７２０の表面上、ステント７２０と血管表面７１０の間、又はその両方に堆積されてよい。物質が堆積された後、バルーン１１０は収縮されて取り除かれてよい。

本明細書で使用される、装置又は装置の部分の「近位」末端は、該装置を操作する施術者に最も近い末端をさす。同様に、装置又は装置の部分の「遠位」末端は、該装置のオペレーターからもっとも遠い末端をさす。

明細書全体を通じて使用される「治療剤」という用語は、１つ以上の「治療薬」又は「遺伝物質」を含む。本明細書中で使用される「治療剤」という用語は、医薬として活性な化合物、脂質、コンパクション作用物質（ヒストンなど）、ウイルス（アデノウイルス、アデノ関連ウイルス、レトロウイルス、レンチウイルス及びa-ウイルスなど）、ポリマー、ヒアルロン酸、タンパク質、細胞などの担体ベクターを含むか含まない、標的配列を含むか又は含まない核酸を含む。本発明によって投与される治療剤は、治療剤及びその溶液を含む。

治療剤は、非遺伝子治療剤、生体分子、小分子又は細胞などの医薬として許容可能な任意の剤であってよい。

例示的な非遺伝子治療剤は、以下の：ヘパリン、ヘパリン誘導体、（ミセル状プロスタグランジンE1を含む）プロスタグランジン、ウロキナーゼ及びPPack（デキストロフェニルアラニンプロリンアルギニンクロロメチルケトン）などの抗血栓剤；エノキサプリン、アンギオペプチン、シロリムス（ラパマイシン）、タクロリムス、エベロリムス、ゾタロリムス、平滑筋細胞増殖を遮断することのできるモノクローナル抗体、ヒルジン及びアセチルサリチル酸などの抗増殖剤；デキサメタゾン、ロシグリタゾン、プレドニソロン、コルチコステロン、ブデソニド、エストロゲン、エストラジオール、サルファサラジン、アセチルサリチル酸、ミコフェノール酸、及びメサラミンなどの抗炎症剤；パクリタキセル、エポシロン、クラドリビン、５−フルオロウラシル、メトトレキセート、ドキソルビシン、ダウノルビシン、シクロスポリン、シスプラチン、ビンブラスチン、ビンクリスチン、エポシロン、エンドスタチン、トラピジル、ハロフギノン及びアンギオスタチンなどの抗新生物／抗増殖／抗有糸分裂剤；c-myc癌遺伝子のアンチセンス阻害剤などの抗癌剤；トリクロサン、セファロスポリン、アミノグリコシド、ニトロフラントイン、銀イオン、化合物又は塩などの抗菌剤；非ステロイド抗炎症剤などの生体膜合成阻害剤並びにエチレンジアミン四酢酸、O，O'−ビス（２−アミノエチル）エチレングリコール−N，N，N'，N'−四酢酸およびそれらの混合物を含むキレート剤；ゲンタマイシン、リファンピン、ミノサイクリン及びシプロフロキサシンなどの抗生物質；キメラ抗体及び抗体断片を含む抗体；リドカイン、ブピバカイン及びロピバカインなどの麻酔剤；一酸化窒素；リンシドミン、モルシドミン、L-アルギニン、NO-炭化水素付加体、NO付加体ポリマー又はオリゴマーなどの一酸化窒素（NO）供与体；D-Phe-Pro-Argクロロメチルケトン、RGDペプチド含有化合物、ヘパリン、抗トロンビン化合物、血小板受容体アンタゴニスト、抗−トロンビン抗体、抗−血小板受容体抗体、エノキサパリン、ヒルジン、ワーファリンナトリウム、ジクマロール、アスピリン、プロスタグランジン阻害剤、シロスタゾールなどの血小板凝集阻害剤及びマダニ抗血小板因子などの抗凝固剤；成長因子、転写活性化剤及び翻訳促進因子などの血管細胞成長促進剤；成長因子阻害剤、成長因子受容体アンタゴニスト、転写抑制剤、翻訳抑制剤、複製阻害剤、阻害性抗体、成長因子に対する抗体、成長因子及び細胞毒からなる二機能性分子、抗体及び細胞毒からなる二機能性分子などの血管細胞成長阻害剤；コレステロール低下剤；血管拡張剤；内因性の血管作用性機構を妨害する剤；ゲルダナマイシンなどのヒートショックタンパク質阻害剤；アンギオテンシン転換酵素（ACE）阻害剤；ベータブロッカー；bARキナーゼ（bARKct）阻害剤；ホスホランバン阻害剤；ABRAXANE（商標）などのタンパク質結合粒子薬；並びに上記の任意の組み合わせ及びプロドラッグを含む。

例示的な生体分子は、ペプチド、ポリペプチド及びタンパク質；オリゴヌクレオチド；（裸の及びcDNAを含む）二本鎖又は一本鎖DNA、RNA、アンチセンスDNA及びRNAなどのアンチセンス核酸、低分子干渉RNA（siRNA）、及びリボザイムなどの核酸；遺伝子；炭化水素；成長因子を含む血管新生因子；細胞サイクル阻害剤；並びに抗再狭窄剤を含む。核酸は、（ウイルスベクターを含む）ベクター、プラスミド又はリポソームなどの送達システム中に組み込まれてよい。

タンパク質の非限定的な例は、serca-2タンパク質、単球走化性タンパク質（「MCP-1」）及び、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6（Vgr-1）、BMP-7（OP-1）、BMP-8、BMP-9、BMP-10、BMP-11、BMP-12、BMP-13、BMP-14、BMP-15などの骨形態形成タンパク質（「BMP」）を含む。好ましいBMPは、BMP-2、BMP-3、BMP-4、BMP-5、BMP-6及びBMP-7のいずれかである。これらのBMPは、ホモダイマー、ヘテロダイマー、又はそれらの組み合わせとして、単独で又は他の分子とともに提供されることができる。或いは、又はそれに加えて、BMPの上流効果又は下流効果を誘導することのできる分子も提供可能である。かかる分子は、任意の「ヘッジホグ」タンパク質又はそれらをコードするDNAを含む。非制限的な遺伝子の例は、抗アポトーシスBcl-2ファミリーの因子及びAktキナーゼなどの細胞死に対して保護する生存遺伝子；serce 2遺伝子；並びにそれらの組み合わせを含む。血管新生因子の非制限的な例は、酸性及び塩基性線維芽細胞成長因子、血管内皮成長因子、上皮成長因子、トランスフォーミング成長因子y及びｙ、血小板由来内皮成長因子、血小板由来成長因子、腫瘍壊死因子y、肝細胞成長因子、及びインスリン様成長因子を含む。細胞サイクル阻害剤の非制限的な例は、カテプシンD（CD）阻害剤である。抗−再狭窄剤の非制限的な例は、p15、p16、p18、p19、p21、p27、p53、p57、Rb、nFkB及びE2Fデコイ、チミジンキナーゼ（「TK」、並びにそれらの組み合わせ、そして細胞増殖を妨害するのに有用な他の剤を含む。

例示的な小分子は、ホルモン、ヌクレオチド、アミノ酸、糖、及び脂質、及び１００kD未満の分子量を有する化合物を含む。

例示的な細胞は、幹細胞、前駆細胞、内皮細胞、成人心筋細胞、及び平滑筋細胞を含む。細胞は、ヒト由来（自己の又は同種異系の）或いは、動物供給源から（異系の）、或いは遺伝子工学によるものであってよい。細胞の非制限的な例は、side population細胞（SP細胞）、Lin-CD34-、Lin-34+、Lin-cKit+を含む未分化（Lin-）細胞、５−azaを含む間葉系幹細胞を含む間葉系幹細胞、臍帯血細胞、心臓又は他の組織由来の幹細胞、全骨髄、骨髄単核細胞、内皮前駆細胞、骨格筋芽細胞又はサテライト細胞、筋肉由来の細胞、go細胞、内皮細胞、成人心筋細胞、線維芽細胞、平滑筋細胞、成人心臓線維芽細胞＋５−aza、遺伝子改変された細胞、細胞組織工学された移植片、MyoD瘢痕由来線維芽細胞、ペーシング細胞、胚性幹細胞クローン、胚性幹細胞、胎児性又は新生児細胞、免疫学的に遮蔽された細胞、及び奇形腫由来細胞を含む。

治療剤のいずれも生物学的に適合性である程度まで組み合わせられることができる。

上記の治療剤のいずれも、ステントなどの医療装置上のポリマーコーティング中に組み込まれるか又は医療装置上のポリマーコーティング上に塗布されてよい。かかる被覆された装置は、本発明の装置とともに、それに加えて、又はそれと連結して使用されてよい。ポリマーコーティングのポリマーは、生物分解性又は非生物分解性であってよい。好適な非生物分解性ポリマーの非制限的な例は、ポリスチレン；ポリイソブチレンコポリマー、スチレン−イソブチレン−スチレントリブロックコポリマー（SIBS）などのスチレン−イソブチレンブロックコポリマー及びスチレン−エチレン／ブチレン−スチレン（SEBS）などの他のブロックコポリマー；架橋ポリビニルピロリドンを含むポリビニルピロリドン；ポリビニルアルコール、EVAなどのビニルモノマーのコポリマー；ポリビニルエーテル；芳香族ポリビニル；ポリエチレンオキシド；ポリエチレンテレフタレートを含むポリエステル；ポリアミド；ポリアクリルアミド；ポリエーテルスルホンを含むポリエーテル；ポリプロピレン、ポリエチレン及び高分子量ポリエチレンを含むポリアルキレン；ポリウレタン；ポリカーボネート、シリコン；シロキサンポリマー；酢酸セルロースなどのセルロースポリマー；ポリウレタン分散体（BAYHDROL（登録商標））などのポリマー分散体；スクアレンエマルジョン；並びに上記のいずれかの混合物及びコポリマーを含む。

好適な生物分解性ポリマーの非制限的な例は、ポリカルボン酸、マレイン酸無水物ポリマ−などのポリ無水物；ポリオルトエステル；ポリアミノ酸；ポリエチレンオキシド；ポリホスファゼン；ポリ乳酸、ポリグリコール酸及びポリ（L-乳酸）（PLLA）、ポリ（D,L-ラクチド）、ポリ（乳酸・グリコール酸共重合体）、５０／５０（DL-ラクチド・グリコリド共重合体）などのそれらのコポリマー及び混合物；ポリジオキサノン；ポリプロピレンフマレート；ポリデプシペプチド（polydepsipeptide）；ポリカプロラクトン及びポリ（D,L-ラクチド・カプロラクトン共重合体）などのそれらのコポリマー及び混合物並びにポリカプロラクトン・ブチルアクリレート共重合体；ポリヒドロキシブチレートバレレート及び混合物；チロシン由来ポリカーボネート及びアリ−レート（arylate）、ポリイミノカーボネート及びポリジメチルトリメチルカーボネートなどのポリカーボネート；シアノアクリレート；リン酸カルシウム；ポリグリコサミノグリカン；（ヒアルロン酸；セルロース及びヒドロキシプロピルメチルセルロース；ゼラチン；デンプン；デキストラン；アルギン酸及びそれらの誘導体を含む）ポリサッカライド、タンパク質及びポリペプチドなどの巨大分子；並びに上記のいずれかの混合物及びコポリマーを含む。生物分解性ポリマーは、ポリヒドロキシブチレート及びそのコポリマー、ポリカプロラクトン、ポリ無水物（結晶性及び非結晶性の両方）、マレイン酸無水物コポリマー及び亜鉛−リン酸カルシウムなどの表面腐食性ポリマーであってもよい。

かかるコーティングは、当業者に知られた任意の方法によって形成されてよい。例えば、最初のポリマー／溶媒混合物が形成されて、該ポリマー／溶媒混合物に治療剤が添加されることができる。或いは、ポリマー、溶媒及び治療剤は同時に添加されて混合物を形成することもできる。ポリマー／溶媒／治療剤混合物は、分散体、懸濁液又は溶液であってよい。治療剤は、溶媒の非存在下でポリマーと混合されてもよい。治療剤は、その溶解プロフィールに基づいて、ポリマー／溶媒混合物中に溶解されるか、ポリマー中に溶解されて混合物又はポリマーとの真の溶液となり、混合物又はポリマー中の微細な又は微粒子化された粒子中に分散されるか、又は混合物又はポリマー中に懸濁されるか、或いは界面活性剤などのミセル形成化合物と併合されるか、又は小さな担体粒子上に吸着されて、混合物又はポリマー中の懸濁液を生成してもよい。コーティングは、複数のポリマー及び／又は複数の治療剤を含んでよい。

コーティングは、ディッピング、スプレー、ローリング、ブラッシング、静電めっき又は静電紡糸（electrostatic spinning）、蒸着、アトマイザースプレーコーティング及び超音波ノズルを使用するスプレーコーティングを含むエアスプレーを含む様々な方法によって医療装置に塗布されることができる。

コーティングは、典型的に約１〜約５０ミクロンの厚さである。バルーンカテーテルの場合、その厚さは、好ましくは約１〜約１０ミクロン、より好ましくは約２〜約５ミクロンである。約０．２〜０．３ミクロンなどの非常に薄いポリマーコーティング、そして１０ミクロン超などのもっと厚いコーティングも可能である。本発明とともに、それに加えて又はそれと連結して使用される医療装置に、複数の層のポリマーコーティングを塗布することも本発明の範囲内にある。かかる複数の層は、同じ又は異なる治療剤及び／又は同じ又は異なるポリマーを含んでよい。異なる放出速度を作り出すために、ポリマー及び／又は治療剤の種類、厚さ及び他の性質を選ぶ方法も当業者に周知である。

医療装置は、その挿入中及び該装置が埋め込まれている間の任意の時点で医療装置を見ることを容易にするために、その構造内に放射線不透過剤を含んでもよい。放射線不透過剤の非制限的な例は、次炭酸ビスマス、塩酸ビスマス、三酸化ビスマス、硫酸バリウム、タングステン及びそれらの混合物である。

本発明による医療装置の非制限的な例は、カテーテル、ガイドワイヤー、バルーン、（大静脈フィルターなどの）フィルター、ステント、ステント移植片、血管移植片、管腔内舗装システム、インプラント及び薬物負荷ポリマーコーティングに関連して使用される他の装置を含む。かかる医療装置は、埋め込まれるか又は冠血管、食道、気管、結腸、胆汁管、尿管、前立腺、脳、肺、肝臓、心臓、骨格筋、腎臓、膀胱、小腸、胃、膵臓、卵巣、軟骨、眼、骨などの体腔及び器官中で利用されてよい。

本明細書に記載されそして図解された例は、例示のみのためであり、多数の他の実施態様が本発明の精神及び範囲を離れることなく実行されうる。さらに、本発明の一定の特徴が一定の実施態様又は構成に示されうるが、これらの特徴は、本発明の範囲内にとどまりつつ、さまざまな実施態様又は構成から、そしてその間で、交換され、追加され、そして除去されうる。同様に、記載され、そして開示された方法は、本発明の精神及び範囲内にとどまりつつ、いくつか又はすべてのステップが記載された順番とは異なる順番で実施される、様々な順番で実施されることもできる。

図１は、露出された表面上に配設されたナノチューブを有するバルーンの透視側面及び断面図を示す。図２は、外部及び内部バルーンとともに、外部バルーンの露出された表面上に配設されたナノチューブを有する装置の拡大側面及び断面図を示す。図３は、患者の血管内の表面に位置する表面上に配設された、ナノチューブを含む膨張可能なバルーンを有する装置の拡大側面図を示す。図４は、圧電材料を含むナノチューブの拡大透視図を示す。図５は、ナノチューブを含む膨張可能なバルーンが、患者の血管内の採取部位に位置する表面上に配設されうるやり方を示す。図６は、ナノチューブを含む膨張可能なバルーンが、患者の血管内の治療部位に位置する表面上に配設されうるやり方を示す。図７は、ステントの埋め込みの前、その間、及び後の血管の断面図を示す。図８は、表面上に配設されたナノチューブを含む膨張可能なバルーンを有する装置が血管の治療に使用される前、その間および後の血管の断面図を示す。

Claims

医療装置であって、以下の：
膨張可能な表面、ここで、該膨張可能な表面は、器官の血管内に適合する寸法であり、該膨張可能な表面は第１の位置から第２の位置に膨張可能であり；及び
上記膨張可能な表面上に配設された複数のナノチューブ、
を含む、前記装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、前記膨張可能な表面の外面に対しておよそ垂直である、請求項１に記載の医療装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、アクチュエーターと物理的に連通している、請求項１に記載の医療装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、圧電材料を含む、請求項１に記載の医療装置。
前記膨張可能な表面によって定められる内部容積内に配設された電気導体素子をさらに含む、請求項１に記載の医療装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、前記電気導体素子に電気的に接続されている、請求項５に記載の医療装置。
さらに電圧源を含む、請求項１に記載の医療装置であって、ここで、前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、圧電材料を含み、そして前記電圧源に電気的に接続されている、請求項１に記載の医療装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、前記膨張可能な表面によって定められる内部容積と流体連通している、請求項１に記載の医療装置。
医療装置であって、以下の：
外部表面を有する第１の膨張可能な膜；
前記第１の膨張可能な表面上に配設された複数のナノチューブ；及び
前記膨張可能な膜と物理的に連通している細長い部材、
を含む、前記装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つのナノチューブが、前記膨張可能な表面の前記外面に対しておよそ垂直である、請求項９に記載の装置。
少なくとも１つのナノチューブがアクチュエーターと物理的に連通している、請求項９に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、圧電材料を含む、請求項９に記載の装置。
前記膨張可能な表面によって定められる内部容積内に配設された電気導体素子をさらに含む、請求項９に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、前記電気導体素子に電気的に接続されている、請求項１３に記載の装置。
電圧源をさらに含む、請求項９に記載の装置であって、ここで、前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、圧電材料を含み、そして前記電圧源に電気的に接続されている、前記装置。
前記複数のナノチューブのそれぞれが、前記第１の膨張可能な表面によって定められる内部容積と流体連通している、請求項９に記載の装置。
前記第１の膨張可能な膜によって定められる内部容積内に配設された、内部容積を定める第２の膨張可能な膜をさらに含む、請求項９に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、前記第１の膨張可能な膜によって定められる内部容積と流体連通し、かつ、前記第１の膨張可能な膜の内部が、前記第２の膨張可能な膜の内部と流体連通していない、請求項９に記載の装置。
前記第１の膨張可能な膜によって定められる内部と流体連通している真空源をさらに含む、請求項１８に記載の装置。
バルーンカテーテルであって、以下の：
外部表面を有し、かつ、内部容積を定めている、第１の膨張可能なバルーン；
前記第１の膨張可能なバルーンの表面上に配設された、複数のナノチューブ；及び
前記第１の膨張可能なバルーンを患者の体内の治療部位に位置決めすることができる、細長い部材、
を含む、前記バルーンカテーテル。
前記複数のナノチューブのそれぞれが、前記膨張可能なバルーンの外面に対しておよそ垂直である、請求項２０に記載の装置。
前記複数のナノチューブのそれぞれが、アクチュエーターに結合されている、請求項２０に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、圧電材料を含む、請求項２０に記載の装置。
前記膨張可能なバルーンの内部に配設された電気導体素子をさらに含む、請求項２０に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、前記電気導体素子に電気的に接続されている、請求項２４に記載の装置。
さらに電圧源を含む、請求項２０に記載の装置であって、ここで、前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが圧電材料を含み、かつ、前記電圧源に電気的に接続されている、請求項２０に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、前記第１の膨張可能なバルーンの内部と流体連通している、請求項２０に記載の装置。
前記第１の膨張可能なバルーンの内部に配設された、内部容積を定める第２の膨張可能なバルーンをさらに含む、請求項２０に記載の装置。
前記複数のナノチューブのうちの少なくとも１つが、前記第１の膨張可能なバルーンの内部と流体連通しており、かつ、前記第１の膨張可能なバルーンの内部が、前記第２の膨張可能なバルーンの内部と流体連通していない、請求項２０に記載の装置。