JP2015500054A - バルーンカテーテルシステム - Google Patents

Abstract

バルーンカテーテルシステムが提供される。カテーテルは、第二のバルーンの周囲に配置された第一のバルーンを含み、第二のバルーンは、第一のバルーン内で可動である。【選択図】図８Ｂ

Description

本発明は、バルーンカテーテルシステム、および、例えば狭窄した動脈等の狭くなった生物学的管を開放するための前記システムの使用方法に関する。本発明は、処置済の生物学的管の壁に組成物を送達するためのシステムにも関する。

抹消血管疾患（ＰＶＤ）は、罹患するのが５０歳を超える男女が殆どである様々な病的状態を伴う一般的な疾患である。間欠跛行（休息中に軽減する、歩行中の痛み）は、ＰＶＤの最も一般的な症状である。他の症状には、脚の無感覚又は衰弱、安静時の足又は足指のうずく痛み、脚又は足上の難治性潰瘍、脚又は足の冷え、及び脚又は足の皮膚変色が挙げられる。

かかる疾患と診断された患者のうち、安定状態を維持したり保存的治療により改善したりする者もいるが、改善が見られない者は外科的又は経皮的介入を受ける。外科的バイパスは、広範な血管閉塞性疾患において標準的であるが、経皮的血管形成術等の血管内介入は、特に顕著な合併症を発症している患者において、より頻繁に使用されている。

経皮的血管形成術（ＰＴＡ）は、カテーテルと称される細い可撓性のチューブを動脈を通して挿入し、動脈が狭くなっている箇所へ案内する手技である。狭くなった動脈にチューブが到達した際、チューブ末端部の小型バルーンを２０秒間〜３分間膨張させる。膨張したバルーンからの圧力は、プラーク物（一般に、脂肪及びカルシウム）を動脈の壁に押し付けて血管を開放し、血流を改善する。

血管形成術は、冠状動脈内の比較的短い妨害物を開放するのに非常に有効であり得るが、妨害物が数センチメートルに及び得る抹消動脈では、バルーン血管形成術は、バルーン膨張後に短い病変領域が未解放のまま残留した状態である局所性狭窄をもたらす場合がある。

本発明者らは、本発明を実用化させるとともに、狭くなった血管の血管形成術と、かかる血管形成術から生じる局所性狭窄の処置とに使用できるシステムを考案した。

本発明の一態様によれば、ガイドワイヤ上に装着可能なカテーテルを備え、前記カテーテルは、第二のバルーンの周囲に配置された第一のバルーンを含み、第二のバルーンは、第一のバルーン内で可動である、血管形成システムが提供される。

後述された本発明の好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンは、第一のバルーンの長手方向軸に沿って可動である。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンは、第二のバルーンの周囲にて同軸に配置されている。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンは、ノン／セミコンプライアントバルーンである。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンは、ノンコンプライアントバルーンである。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンは、約１２気圧迄の圧力に膨張可能である。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンは、約３０気圧迄の圧力に膨張可能である。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンは、完全に膨張した際、８０〜３００ｍｍ、好ましくは８０〜２００ｍｍの長さを有する。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンは、完全に膨張した際、８〜５０ｍｍの長さを有する。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンを膨張させるための導管は、ガイドワイヤの導管と隣り合わせでカテーテル内に配置されている。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンは、導管をカテーテルに対して引くか又は押すことによって、第一のバルーン内で可動である。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーン及び第二のバルーンは、別々に膨張させることが可能である。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、カテーテルは、二つのチューブを含み、第一のチューブは、第一のバルーンに取り付けられ、第二のチューブは、第二のバルーンに取り付けられている。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のチューブは、第一のバルーンを膨張させるための第一のルーメンを含み、第二のチューブは、第二のバルーンを膨張させるための第二のルーメンを含む。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のチューブと第二のバルーンとは、同軸であってもよく、又は隣り合っていてもよい。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンの外部表面は、キャビティーを含む。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、キャビティーは、窪みである。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、キャビティーは、薬物で満たされている。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、薬物は、パクリタキセル又はシロリムスである。

本発明の別の態様によれば、狭窄した血管を開放する方法であって、（ａ）血管内の狭窄内で第一のバルーンを膨張させることによって狭窄を部分的に開放する工程と、（ｂ）第一の膨張可能なバルーン内に配置された第二のバルーンを、残留狭窄の部位に配置する工程と、（ｃ）第二のバルーンを膨張させることによって残留狭窄を開放し、狭窄した血管を開放する工程と、を含む前記方法が提供される。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、工程（ｂ）は、第一のバルーンが膨張されている間に行われる。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第二のバルーンは、第一のバルーンの長手方向軸に沿って可動である。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンは、第二のバルーンの周囲にて同軸に配置されている。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、第一のバルーンは、薬物で被覆されており、工程（ａ）は、薬物の第一の用量を放出する。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、工程（ｃ）は、第一のバルーンから薬物の第二の用量を放出する。

記載された好ましい実施形態における更なる特徴によれば、本方法は、更に、第一のバルーン及び第二のバルーンを狭窄に送達することを含み、第二のバルーンは、送達中、第一のバルーンの近位部分内に配置されている。

本発明は、狭くなった血管を処置し、また、一回のカテーテル挿入によるそのような処置から生じる、任意の残りの局所性狭窄を処置すると共に、薬物送達のための独特かつ効率的な手法も提供するバルーンカテーテルシステムを提供することによって、現在既知の構成の欠点に首尾良く対処する。

特に定義しない限り、本明細書に使用される全ての技術及び科学用語は、本発明が属する技術分野の当業者が通常理解する意味と同一の意味を有する。本発明の実施又は試験には、本明細書に記載したものと同様の又は等価な方法及び材料を使用することができるが、好適な方法及び材料が以下に記載される。矛盾する場合、特許明細書（定義を含む）が優先する。加えて、材料、方法及び実施例は、単なる例示であり、限定を意図するものではない。

本発明は、添付の図面を参照して、例示のみとして記載される。以下、特に図面を詳細に参照して、図示される特徴は例として、かつ本発明の好ましい実施形態の例示的な詳解のみを目的として示されるものであり、最も有用と考えられるものと、本発明の原理及び概念的態様が容易に理解される説明とを提供するために提示されることを強調する。この点から、本発明の基本的理解のための必要以上の詳細を本発明の構造的詳細に示す試みは為されていず、図面と併せて読まれる説明は、本発明のいくつかの形態が実践でどのように具体化されるかを当業者に明かにする。

本発明のシステムの一実施形態の切り欠き斜視図を示す。 図２Ａは、図１のシステムの様々な構成要素を示す断面図である。図２Ｂは、図１のシステムの様々な構成要素を示す断面図であり、図２Ａの丸で囲まれた領域の拡大図を提供する。 図３Ａは、本発明のシステムの別の実施形態の断面図を示す。図３Ｂは、本発明のシステムの別の実施形態の断面図を示し、図３Ａに示すシステムの近位部分の拡大図である。 狭くなった血管内での外部バルーンの配置の工程を示す。 狭くなった血管内での外部バルーンの膨張の工程を示す。 狭くなった血管内での内部バルーンの配置の工程を示す。 狭くなった血管内での内部バルーンの膨張の工程を示す。 完全なシステムを示す、本システムの実施形態の等角図である。 カテーテルのバルーン末端部を示す、本システムの実施形態の等角図である。 カテーテルのバルーン末端部の切り欠き図を示す、本システムの実施形態の等角図である。 ハンドルの切り欠き図を示す、本システムの実施形態の等角図である。 図９Ａは、本システムの急速交換の実施形態を示す等角図を示す。図９Ｂは、本システムの急速交換の実施形態を示す切り欠き図を示す。 本システムの薬物送達構成を示す。 本システムのプロトタイプのコネクタ（ハンドル）末端部を、当該プロトタイプのバルーンの膨張に使用されるプランジャポンプと共に示す。 膨張／収縮サイクル、及び外部バルーン内での内部バルーンの移動による、図１１のプロトタイプシステムの実験室試験を示す。 膨張／収縮サイクル、及び外部バルーン内での内部バルーンの移動による、図１１のプロトタイプシステムの実験室試験を示す。 膨張／収縮サイクル、及び外部バルーン内での内部バルーンの移動による、図１１のプロトタイプシステムの実験室試験を示す。 膨張／収縮サイクル、及び外部バルーン内での内部バルーンの移動による、図１１のプロトタイプシステムの実験室試験を示す。 膨張／収縮サイクル、及び外部バルーン内での内部バルーンの移動による、図１１のプロトタイプシステムの実験室試験を示す。

本発明は、血管形成術に使用することができるシステムの発明である。詳細には、本発明は、バルーン膨張後の局所性狭窄の形成を原因として標準的な血管形成術が無効であり得る、狭くなった血管、特に抹消動脈等の血管の開放に使用することができる。

本発明の原理及び操作は、図面及び付随する説明を参照して、より深く理解することができる。

本発明の少なくとも一つの実施形態を詳細に説明する前に、本発明は、本出願において、以下の説明に明記され又は図面に示される構成要素の構造及び配置の詳細に限定されないことを理解するべきである。本発明は、他の実施形態も可能であり、又は、様々な方法で実施若しくは遂行することが可能である。また、本明細書に使用される表現及び用語は、説明を目的とし、限定として見なすべきではないことを理解するべきである。

局所性狭窄は、抹消血管内における血管形成術の合併症の一つである。局所性狭窄に対処するいくつかの手法が考案されており、当該手法には、長いバルーンを遅く低圧で膨張させること、長いバルーンの過膨張、又は、血管形成術後のステント留置が挙げられる。

これらの手法は、手技を複雑化し、また患者を更なる放射線にさらす場合がある。

このような限界に対抗するために、本発明者らは、狭くなった血管を開放するための外部バルーン（本明細書で第一のバルーンとも称される）と、外部バルーンの使用により生じた残留狭窄（例えば、局所性狭窄）を開放するための内部バルーン（本明細書で第二のバルーンとも称される）とを使用する血管形成システムを考案した。本明細書に更に記載するように、内部バルーンは、外部バルーン内に配置され、かつ外部バルーンの長手方向軸に沿って可動である。これによって、外部バルーンが定位置にあり、かつ膨張されている間、内部バルーンを局所性狭窄の部位に配置することが可能となり、従って局所性狭窄の急速かつ正確な処置が可能となる。本明細書に更に記載するように、本発明の血管形成システムはまた、血管の特定の領域に薬物を選択的に送達するのに特に好適である。

よって、本発明の一態様によれば、血管形成システムが提供される。本明細書における用語「血管形成システム」は、狭くなった、抹消血管冠状動脈血管等の血管、並びに尿管等の他の導管及び管を強制的に開放するのに使用できるバルーンカテーテルをいう。

本発明のシステムは、オーバーザワイヤ構成又は急速交換構成（モノレール構成としても既知）におけるガイドワイヤ（例えば、０.０１４〜０.０３５インチのガイドワイヤ）上に装着可能なカテーテルを備える。カテーテルは、第二のバルーンの周囲にて、好ましくは同軸（同心）構成で配置された第一のバルーンを含む。

第一のバルーンは、ブロー成形、ディップ成形又は押出技術を用いて、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＥ、ポリウレタン、ＰＶＣ等のノンコンプライアント（non-compliant）又はセミコンプライアント（semi-compliant）材料から作製されてもよい。第一のバルーンは、好ましくは葉巻又は魚雷形状であり、８０〜３００ｍｍの長さ（例えば、８０、１００、１５０、２００、２５０又は３００ｍｍの長さ）及び３〜１０ｍｍの直径を有する。第一のバルーンは、空気、ガス又は液体（例えば、生理食塩水）を用いて２〜１２気圧の圧力に膨張されてもよい。

第二のバルーンは、ブロー成形、ディップ成形又は押出技術を用いて、ＰＥＴ、ナイロン、ＰＥ、ポリウレタン、ＰＶＣ等のセミコンプライアント又は好ましくはノンコンプライアント材料から作製される。第二のバルーンは、好ましくは球形又は僅かに長円形であり、３〜１０ｍｍの直径と、好ましくは第一のバルーンの半分未満、一般に５〜５０ｍｍの長さ（例えば、５、１０、２０、３０、４０又は５０ｍｍの長さ）とを有する。第二のバルーンは、空気、ガス又は液体（例えば、生理食塩水）を用いて４〜２４気圧の圧力に膨張されてもよい。

殆どの場合、本システムの第一のバルーン及び第二のバルーンは、等しい直径を有する。しかしながら、より大きい直径、例えば第一の（外部）バルーンの直径よりも０.５〜２ｍｍ、好ましくは１ｍｍ大きい直径を有する第二の（内部）バルーンを有することが有利である場合もあり、例えば、本システムは、５ｍｍの直径を有する第一の（外部）バルーンと、６ｍｍの直径を有する第二の（内部）バルーンとを備えてもよい。より大きい直径を有する第二のバルーンを備えたシステムは、狭窄が血管形成術−抵抗性の石灰化領域を含む場合に使用されてもよい。

カテーテル及びバルーンは、第二のバルーンが第一のバルーン内で、第一のバルーンの長手方向軸に沿って可動であるように構成される。本システムは、第一のバルーン内での第二のバルーンの移動を可能にすることによって、第一のバルーンが膨張し、かつプラークを横切って配置されている間、第二のバルーンを任意の残りの局所性狭窄の開放に使用することができるため、更なるシステム（例えば、第二の血管形成システム）を留置する必要がない。

第一のバルーン及び第二のバルーンは、カテーテルに別々に取り付けられて、別々の膨張及び移動を可能にする。そのような機能性を可能にするいくつかの構成を、本システムと共に使用することができる。

図１〜２ｂは、本明細書でシステム１０と称される、本システムの一実施形態を示す。

システム１０は、オーバーザワイヤ操作用に構成されたカテーテル１２を備える。その点で、カテーテル１２は直径０.３６〜０.９ｍｍの内側ルーメンを有し、それ故、ガイドワイヤ１４を収容することができる。カテーテル１２は、１００〜１５０の長さと、４〜８Ｆｒ（１.３〜２.６ｍｍ）の外径とを有することが好ましい。カテーテル１２は、ユーザー操作可能なコネクタ／ハンドルを含む。当該ユーザー操作可能なコネクタ／ハンドルは、図８ａ〜ｄにより詳細に記載する。

カテーテル１２は、外部バルーン１６と、本システム１０の実施形態では外部バルーン１６（外側壁３２により画定される）と同心である内部バルーン１８とを含む。外部バルーン１６は導管２０と流体連通している一方、内部バルーン１８は導管２２と流体連通している。導管２０及び２２は、身体外部に配置され、カテーテル１２の近位端に配置された導管ポートと連絡する流体源を使用して、バルーン１６及び１８を別々に膨張させるように使用することができる。

図２ｂに示すように、導管２０はチューブ２４とチューブ２６の間に形成されており、導管２２はチューブ２６とチューブ２８との間に形成されている。バルーン１８は、チューブ２８及び２６をチューブ２４に対して引くか／押すことにより、カテーテル１２の長手方向軸に沿って（バルーン１６内を）移動する。チューブ２４は、ガイドワイヤ１４上に装着され、ガイドワイヤ１４上で前進されて、システム１０を血管の内腔内に配置する。

システム１０のチューブは、ナイロン、Ｐｅｂａｘ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリイミドから作製されてもよく、また編組強化されてもよい。チューブの壁は、１２.５μｍ〜０.４ｍｍの厚さを有してもよく、チューブ間の間隙（導管を形成する）は、２５μｍ〜０.１５ｍｍであってもよい。

システム１０は、最初にチューブ２４をバルーン１６の遠位端に接着することによって組み立てられる。次いで、チューブ２６及び２８をバルーン１８の遠位端に接着し、またチューブ２８をバルーン１８の近位端に接着する。チューブ２８内に孔を設けて、バルーン１８との流体接続を確立する。次いで、バルーン１８をチューブ２４上に通し、そしてバルーン１６内に通す。最後に、チューブ１２をバルーン１６の近位端に接着する。

このようなシステム１０の構成では、チューブ２６及び２８は、それらの遠位端において接着され、従ってバルーン１８の遠位方向は密封を必要としない。加えて、チューブ２４はバルーン１６の遠位端に接着され、従ってバルーン１６の遠位方向は密封を必要としない。密封は、チューブ２４とチューブ２６との間と、チューブ１２とチューブ２８との間の二箇所（近位端にて）必要とされる。

図３ａ、ｂは、本明細書でシステム５０と称される、本システムの別の構成を示す。

システム５０は、オーバーザワイヤ操作用に構成されたカテーテル５２を備える。この点、カテーテル５２は直径０.３６〜０.９ｍｍの内側ルーメン１５を有するため、ガイドワイヤ５４を収容することができる。カテーテル５２は、１００〜１５０ｃｍの長さと、４〜８Ｆｒ（１.３〜２.６ｍｍ）の外径とを有することが好ましい。

カテーテル５２は、外部バルーン５６と、本システム５０の実施形態では外部バルーン５６と同心である内部バルーン５８とを含む。外部バルーン５６は、導管６２又は６４と流体連通している。内部バルーン５８は導管６６と流体連通し、導管６６は、導管６２と導管６４との間に位置している。

導管６２又は６４は、身体の外部に配置され、カテーテル５２の近位端に配置された導管ポートと連絡する流体源を使用して、バルーン５６を膨張させるのに使用され得る一方、導管６６はバルーン５８を膨張させるのに使用され得る。

導管６２はチューブ６８（不連続）とチューブ７０（連続）との間に形成されている一方、導管６４はチューブ７２とチューブ７４との間に形成されている。

内部バルーン５８を満たすのに使用される導管６６は、チューブ７０とチューブ７２との間に形成されている。

内部バルーン５８を満たすのに使用される導管６６は、チューブ７０とチューブ７２との間に形成されている。

内部バルーン５８は、チューブ７０及び７２をチューブ６８及び７４に対して摺動させることにより、バルーン６０内で移動する。

システム５０のチューブは、ナイロン、Ｐｅｂａｘ、ＨＤＰＥ、ＬＤＰＥ、ＰＴＦＥ、ポリイミドから作製されてもよく、また編組強化されてもよい。チューブの壁は、１２.５μｍ〜０.４ｍｍの厚さを有してもよく、チューブ間の間隙（導管を形成する）は、２５μｍ〜０.１５ｍｍであってもよい。

カテーテル５２は、バルーン５６及び５８の遠位方向及び近位方向にマーカーを含んでもよい。例えば、マーカーは、バルーン５６の場合、チューブ６８（近位側）及びチューブ７４（遠位側）上に配置され、バルーン５８の場合、チューブ７０（近位側）及びチューブ７２（遠位側）上に配置されてもよい。カテーテル５２はまた、バルーン５６及び５８を別々に膨張させるための膨張ポートを含んでもよい。

システム５０は、チューブ７４をバルーン５６の遠位端に接着し、チューブ７２をバルーン５８の遠位端に接着することによって作製されてもよい。次いで、チューブ７０をチューブ７２上に通し、バルーン５８の近位端に接着して、バルーン５８アセンブリを形成してもよい。このアセンブリを、それからチューブ７４上に通し、バルーン５６の近位端内に通す。次いで、チューブ６８をチューブ７０上に通し、バルーン５６の近位端に接着してもよい。

システム５０の導管及びチューブの配置は、
（ｉ）密封が６２又は６４のいずれかの一方の導管内のみ（どちらがバルーン５６の膨張に使用されるかに応じて）に必要とされ、
（ｉｉ）より少数のチューブを使用することによりシステム５０の全外径が縮小し、生産コストが低減される、
といういくつかの利点を有する。

図１〜３ｂに示す実施形態では、本システムは、狭くなった抹消動脈の血管形成術のために構成される。従って、外部バルーンの典型的な使用圧力は、４〜１２気圧の範囲内にあってもよい一方、内部バルーンの典型的な圧力は、１０〜２４気圧であってもよい。

内部バルーンは、膨張した外部バルーン（外部４〜１２気圧）内に配置されている間に膨張されるため、内部バルーン内で上昇する圧力は、外部バルーン内の圧力を上昇させ得ることを認識するであろう。そのような圧力の上昇を補償するために、外部バルーンは、内部バルーンが配置されて少なくとも部分的に膨張された後、外部バルーンから圧力を解放するための弁（好ましくは自動的に−例えば吹出し弁）を含んでもよい。

内部バルーンの膨張は外部バルーン内の圧力を上昇させるため、外部バルーンは吹出し弁を含んで、所定の圧力（例えば、バルーンの最大圧力評価）を超えた場合、外部バルーンから流体を放出してもよい。

本明細書で上記に述べたように、内部バルーンは、外部バルーンの使用により生じた任意の局所性狭窄又は残留狭窄を開放するように構成されている。

本システムは、カテーテルをプラーク領域へと誘導し、内部バルーンを外部バルーン内で移動するために、カテーテルの近位端（体外）上に取り付け可能なユーザー作動機構も備え得る。そのような機構（図示せず）は、外部バルーンの配置と、外部バルーン内での内部バルーンの配置とに関する制御をユーザーに提供することができる。

外部バルーン及び内部バルーンは、シリンジポンプ等を含む、当技術分野にて周知の手法を用いて膨張させることができる。

バルーンは、一つのポンプと、外部バルーン及び内部バルーンを選択的に満たすことができるセレクター機構とを使用して膨張させることが好ましい。セレクター機構は、手動で選択されるいくつかのモードを有してもよく、第一のモードでは、外部バルーンがポンプと流体接続し、内部バルーンが密封され、第二のモードでは、内部バルーンがポンプと流体接続し、外部バルーンが密封（又は収縮）される。第三のモードを使用して、両方のバルーンを減圧してもよい。

図４〜７は、狭くなった血管を開放する際の本システムの使用を示す。図４〜７にはシステム１０が示されているが、代替的なシステム構成（例えば、上記のシステム５０又は下記のシステム１００）を使用して、図４〜７に示す工程を用いて局所性狭窄を処置してもよい。

システム１０は、周知のＰＴＡ手法を用いて、ガイドワイヤ（図示せず）上においてプラーク４８の領域に案内されてもよい（図４）。定位置に配置された後、外部バルーン１６を膨張させてプラーク４８を強制的に開放してもよい（図５）。残留狭窄４９は、導管２２を介して外部バルーン内にコントラスト溶液を導入することにより、その位置を特定及び可視化することができる。局所性狭窄５２の位置を特定した後、（膨張した）外部バルーン１６内で内部バルーン１８を移動し、局所性狭窄４９内に配置する（図６）。次いで、バルーン１８を膨張させて、導管２０を介して局所性／残留狭窄５２を開放し（図７）、バルーン１６を場合により収縮させて、バルーン１８の膨張を原因とする内圧の増大を補償する。次いで、バルーン１８及び１６を完全に収縮させ、システム１０を身体から除去する。

図８ａ〜９ｂは、ガイドワイヤ導管と同心ではなく隣り合わせで配置された、短いバルーン導管を備えた本システムの構成を示す。本システムのこれらの構成は、本明細書ではシステム１００と称される。

図８ａ〜ｄは、システム１００のオーバーザワイヤ構成を示す一方、図９ａ、ｂは、システム１００の急速交換システム（モノレールとも称される）構成を示す。両方のシステムの寸法及び機能は、上述したシステム１０及び５０と概ね同様である。

図８ａは、遠位端１０４においてバルーン１１６及び１１８（バルーン１１６は図８ｂに示す）に取り付けられ、近位端１０８においてハンドル（ポートコネクタ）１０６（図８ｄに詳細に示す）に取り付けられたカテーテル１０２を示す、完全なシステム１００を示す。カテーテル本体（ハンドル１０６とバルーン１１６及び１１８との間）の長さは、当尺で示されておらず、説明を目的として実質的により短いことが認識されるであろう。

ガイドワイヤポート１１０は、側方からハンドル１０６に進入し、カテーテル１０２並びにバルーン１１６及び１１８を通して延びる導管１１２（図８ｂ）に接続する。導管１１２は、システム１１０がオーバーザワイヤに配置されることを可能にする。ハンドル１０６は、ハンドル１０６を膨張／収縮源（シリンジ又はポンプ）に接続するためのポート１１４及び１１５を含む。

ポート１１４は導管１２０と流体連通し、この導管１２０はバルーン１１６と流体連通している（図８ｃ、ｄに示す）。ポート１１４を通して押された流体を用いてバルーン１１６を膨張させると共に、ポート１１４を通して引き抜かれる流体を用いてバルーン１１６を収縮させてもよい。

ポート１１５は導管１２２と流体連通し、この導管１２２は、ハンドル１０６の全長を導管１１２と平行して延びる。導管１２２は、バルーン１１８と流体連通しているため、ポート１１５を通してバルーン１１８を膨張／収縮させるのに使用することができる。

導管１２２はまた、当該導管１２２をハンドル１０６に対して押すか／引くことによってバルーン１１８をバルーン１１６内で移動するのに使用される。導管１２２を押す／引くことによりバルーン１１８を一つの単位として移動することを確実にするために、即ち、バルーン１１８が引く又は押す力によって短縮又は伸長しないように、バルーン１１８にチューブ１２４（図８ｂ、ｃ）が取り付けられ（接着／溶接され）、かつ導管１１２上にて同心に配置される。チューブ１２４は、当該チューブ１２４が取り付けられたバルーン１１８に長手方向の剛性を付与し、導管１１２上でのバルーン１１８の滑らかな移動を可能にする。

ポート１１５及び１１０の位置を交換し、ポート１１５をハンドル１０６の側部から離して配置できることが認識されるであろう。しかしながら、そのような配置は、ポート１１５からバルーン１１８へ至る導管１２２をある角度に曲げる必要があるため、比較的好ましくない。導管はバルーン１１８をバルーン１１６内で移動するようにも機能するため、そのような角度は摩擦を増大し、移動を制限し得る。

図９ａ、ｂは、システム１００のモノレール（急速交換）構成を示す。

ハンドル１０６のポート１１４及び１１５と、対応する導管１２０及び１２２との配置は、図８ａに示したものと同様である。ポート１１０はハンドル１０６から離されてカテーテル１０２上に移動されているため、システム１００の急速交換設定が可能である。急速交換構成は、ガイドワイヤがシステム１００のエフェクター末端部（バルーン）に遙かに近いポートに通されるため、より短いガイドワイヤを使用することを可能にする。

本システムは、組成物を血管壁に送達するのにも使用することができる。そのような組成物は、例えば、パクリタキセル若しくはシロリムス（ラパマイシン）等の薬物、又は生体接着剤であってもよい。

システム１０からの組成物の送達は、バルーン１６を組成物で被覆し、又は、バルーン１６若しくは好ましくは１８内に形成されたリザーバ内に組成物を収容することにより行われてもよい。

システム１０の被覆構成は、当技術分野にて周知の方法を用いて作製することができ、例えばRuebben, [Interventional Cardiology, 2010;5:74-6], Diehm [Tech Vasc Interv Radiol. 2010 Mar; 13(1):59-63]、米国特許第２０１１／０２８１０１９号、米国特許第２０１０／０３２４６４５号、米国特許第２０１１／０１４４５７８号及び米国特許第２０１０／０２８５０８５号を参照されたい。

図１０は、システム１０の被覆実施形態の好ましい一つの構成を示す。

システム１０は、上述したバルーン及びカテーテル配置を備える。本発明の本実施形態のシステム１０の外部バルーン１６は、その外部表面内にキャビティー（窪み／穿孔）８０を含む。キャビティー８０は、乾燥、液体又はペースト形態の組成物を収容するように構成されている。薬物組成物（例えばパクリタキセル）の調製方法及び血管形成バルーン上に薬物組成物を装填する方法は、当技術分野にて周知である（上記の参考文献を参照）。キャビティー８０の各々には、５〜１００μｌの薬物粉末／溶液を装填され、糖、ＰＬＡ又はＰＧＡキャップで蓋をされてもよい。

キャビティー８０は、バルーン１６を適切な鋳型内でブロー成形し、又は、作製後にバルーン１６の外部表面を切削（例えば、レーザー／刃により）することによって作製することができる。

送達中に血液に対する露出からキャビティー８０を保護するように、バルーン１６を（送達のために）折り畳んでもよい。これにより送達中の薬物損失が最小限となる。

システム１０のバルーン１６は、目標の病変部位に送達された後、広げられ、上述したように膨張される。

キャビティー８０の深さは、バルーン１６の膨張圧が増大すると共に低下する。特定の膨張圧を超えると（例えば、＞１５気圧）、バルーン１６（セミコンプライアントである）の壁は伸張してキャビティー８０を平坦化し（深さは０に等しい）、キャビティー８０の内容物を露出する。バルーン１６の膨張圧を制御することによって、各キャビティー８０から放出される薬物の量を制御することができる。例えば、バルーン１６の初期膨張（４〜１０気圧に）を用いて各キャビティー８０から薬物の第一の用量を放出し得ると共に、更なる膨張（１０気圧を超える）を用いて第二の用量（例えば、各キャビティー８０が収容する全容量の残り）を送達してもよい。

あるいは、薬物は、内部バルーン１８を使用することにより局所的に、即ちキャビティーのサブセット８０’から送達してもよい。内部バルーン１８の膨張（本明細書にて上述したような）を用いて、例えば、残留狭窄の部位に配置されたキャビティー８０’（図８、右側）を押出して高い局部用量を放出してもよい（場合により、バルーン１６の膨張による初期用量の放出後）。バルーン１８は、より高圧（例えば、１５〜２０気圧）に膨張し、かつ（バルーン１６よりも）容積が小さいため、血管の小さい範囲に（バルーン１６の小さい範囲を介して）より大きい力を適用し、キャビティー８０と血管壁との接触を更に高める。そのような膨張は、バルーン１８上に配置されたキャビティー８０からの完全な、かつ局部的な薬物放出を促進し得る。

それ故、本発明のシステム１０は、その薬物送達構成において、
（ｉ）キャビティー（蓋付き又は蓋なし）による、送達中の薬物損失の最小限化、
（ｉｉ）外部バルーンの膨張圧を制御することによる、被覆薬物の制御された段階的な放出、
（ｉｉｉ）内部バルーンを介した、残留狭窄の部位における薬物の局部的放出の向上、
等の更なる利点を有する。

本システムは、当技術分野にて既知の任意の手法を用いて送達用にパックすることができる。カテーテルシステム、特にそのバルーン部分の外径を最小にして、例えば、３ｍｍ未満の血管、又はその長さに沿って狭くなる（円錐形の）血管内にカテーテルシステムを送達することを可能にするために、本システムのバルーン部分は、折り畳まれ、外部バルーンの近位端内に詰め込まれ、両方とも最小の最終直径に折り畳まれる。このようなパッキング構成により、病変部位を通って進入することが可能な３〜４Ｆｒの遠位先端が得られる。外部バルーンを膨張させた後、当該外部バルーンは病変部位を更に開放し、（外部バルーン内で内部バルーンを移動することによって）当該内部バルーンを病変部位内に送達することが可能となる。

詰まった血管を開放する際の本システムの使用を記載しているが、本システムは、例えば尿道又は尿管を含む他のタイプの生物学的管を開放し又は広げるのにも使用できることが認識されるであろう。

本明細書に使用される用語「約」は、±１０％を指す。

本発明の更なる目的、利点、及び新規な特徴は、限定することを意図するものではない以下の実施例を考察することによって当業者に明かとなるであろう。加えて、本明細書にて上記に描写され、添付の特許請求の範囲の部分でクレームされる本発明の様々な実施形態及び態様の各々は、以下の実施例にて実験的に支持される。

ここで、上記の記載と共に本発明を非限定的に説明する、以下の実施例を参照する。

オーバーザワイヤプロトタイプの実験室試験
図８ａ、ｂに関連して記載したものと構成が類似したプロトタイプカテーテルシステムを構成し、実験室条件下で試験した。

プロトタイプシステムは、以下のように構成した。
（ｉ）ワイヤルーメンとして機能する、０.０２４”×０.０１８”ナイロンチューブを、外部バルーンとして機能する６ｍｍ×１００ｍｍナイロンバルーンの遠位端に接着し、
（ｉｉ）スライダーとして機能する長さ２０ｍｍの０.０３４”×０.０３０”ポリイミドチューブを、内側バルーンとして機能する６ｍｍ×２０ｍｍナイロンバルーンの遠位端及び近位端の内側に接着し、
（ｉｉｉ）内側バルーン供給ライン及びプッシャーとして機能する０.０２０”×０.０１７”ステンレスハイポチューブを、内側バルーン近位端に、スライダーに接して接着し、
（ｉｖ）内側バルーンのスライダーをワイヤルーメン上に通し、内側バルーンを外部バルーン内にその近位端を通して挿入し、
（ｖ）外側ルーメンとして機能する０.０７９”×０.０７１”ナイロンチューブを、ワイヤルーメン及びハイポチューブの両方上に通し、外部バルーンの近位端に接着した。
（ｖｉ）外側チューブ及びガイドワイヤチューブをある長さ（約１００ｃｍ）に切り、既成のＹコネクタに（外側ルーメンをＹコネクタ遠位側に、ワイヤルーメンをＹコネクタ側方ポートに）接着すると共に、ステンレス鋼ハイポチューブを、主ポートを通して挿入して、内側バルーン駆動ハンドルとして機能させ、
（ｖｉｉ）０.０１４”ワイヤを、側方ポートを通して、そしてワイヤルーメンへと通した。

カテーテルシステムを図１１に示す高圧バルーンポンプ（BSC Encore（登録商標）26 Inflation Device）に接続し、外部バルーンを使用圧力迄膨張させた後、第一の押圧によって内部バルーンを外部バルーン内で移動し、その後、配置されかつ使用圧力迄膨張された外部バルーンの流体導管を引いた。

図１２ａ〜ｅは、外部バルーン及び内部バルーンの両方が収縮し潰れている、膨張前のシステム（図１２ａ）、外部バルーンの膨張（図１２ｂ）、内部バルーンの膨張（図１２ｃ）、及び内部バルーンの移動、外部バルーンは部分的に収縮されている（図１２ｄ、ｅ）、を示す一連の画像である。

外部バルーンを８気圧の圧力に膨張させた一方、内部バルーンを１２気圧の圧力に膨張させた。内部バルーンを僅かに収縮させ、外部バルーンの長手方向軸に沿って平行移動した。次いで、両方のバルーンを収縮させた。膨張、収縮、及び内部バルーンの移動によるシステムの操作は、熟練したユーザーにとって受け入れ可能であると思われた。

別個の実施形態の文脈にて明確さのために記載される本発明の所定の特徴は、一つの実施形態にて組み合わせで提供され得ることが認識される。逆に、簡潔さのために一つの実施形態の文脈にて記載される、本発明の様々な特徴も、別個に、又は任意の好適な組み合わせで提供され得る。

本発明をその特定の実施形態と共に記載してきたが、当業者には多数の代替例、改変例及び変更例が明かとなることは確かである。従って、添付の特許請求の範囲の趣旨及び広い範囲に含まれるそれらの代替例、改変例及び変更例の全てを包含することが意図される。本明細書に言及した全ての刊行物、特許及び特許出願は、個々の各刊行物、特許又は特許出願が、特に及び個々に、参照により本明細書に援用されると指示された場合と同程度に、それらの全容が参照により本明細書に援用される。加えて、本願における任意の参考文献の引用又は特定は、それらの参考文献が本発明の先行技術として使用可能であることを認めるものとして解釈されるべきではない。

Claims (25)

1. ガイドワイヤ上に装着可能なカテーテルを備え、前記カテーテルは、第二のバルーンの周囲に配置された第一のバルーンを含み、前記第二のバルーンは、前記第一のバルーン内で可動である、血管形成システム。
2. 前記第二のバルーンは、前記第一のバルーンの長手方向軸に沿って可動である、請求項１に記載のシステム。
3. 前記第一のバルーンは、ノンコンプライアント又はセミコンプライアントバルーンである、請求項１に記載のシステム。
4. 前記第二のバルーンは、ノンコンプライアントバルーンである、請求項１に記載のシステム。
5. 前記第一のバルーンは、約１２気圧迄の圧力に膨張可能である、請求項１に記載のシステム。
6. 前記第二のバルーンは、約３０気圧迄の圧力に膨張可能である、請求項１に記載のシステム。
7. 前記第二のバルーンの長さは、前記第一のバルーンの長さの半分未満である、請求項１に記載のシステム。
8. 前記第一のバルーンを膨張させるための導管は、前記ガイドワイヤ用の導管と同軸である、請求項１に記載のシステム。
9. 前記第二のバルーンを膨張させるための導管は、前記ガイドワイヤの導管と隣り合わせで配置されている、請求項１に記載のシステム。
10. 前記第二のバルーンは、前記導管を前記カテーテルに対して引くか又は押すことによって、前記第一のバルーン内で可動である、請求項１に記載のシステム。
11. 前記カテーテルは、二つのチューブを含み、第一のチューブは、前記第一のバルーンに取り付けられ、第二のチューブは、前記第二のバルーンに取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
12. 前記第一のチューブは、前記第一のバルーンを膨張させるための第一のルーメンを含み、前記第二のチューブは、前記第二のバルーンを膨張させるための第二のルーメンを含む、請求項１１に記載のシステム。
13. 前記第一のバルーンの外部表面は、薬物で被覆されている、請求項１に記載のシステム。
14. 前記第一のバルーンの外部表面は、キャビティーを含む、請求項１に記載のシステム。
15. 前記キャビティーは、薬物で満たされている、請求項１４に記載のシステム
16. 前記第二のバルーンは、前記ガイドワイヤの導管と同軸のチューブに取り付けられている、請求項１に記載のシステム。
17. 前記チューブの長さは、約前記第二のバルーンの長さである、請求項１６に記載のシステム。
18. 前記カテーテルは、前記第一のバルーンの圧力が所定の値を超えた際に、前記第一のバルーンから流体を自動的に放出するための弁を含む、請求項１に記載のシステム。
19. 前記第一のチューブ及び前記第二のチューブを一つの膨張源に流体接続するためのコネクタを更に備え、前記コネクタは、前記第一のルーメン又は前記第二のルーメンを前記一つの膨張源に選択的に接続するためのセレクターを含む、請求項１２に記載のシステム。
20. 狭窄した血管を開放する方法であって、
    （ａ）ガイドワイヤを使用して、折り畳まれた第二のバルーンの周囲に配置された折り畳まれた第一のバルーンを含むカテーテルを、前記血管内の狭窄の部位に送達する工程と、
    （ｂ）前記血管内の前記狭窄内で前記第一のバルーンを膨張させることによって、前記狭窄を少なくとも部分的に開放する工程と、
    （ｃ）前記第一のバルーンを定位置に維持している間、前記第二のバルーンを前記第一のバルーン内で移動することによって、前記第二のバルーンを前記狭窄内の所望の位置に配置する工程と、
    （ｄ）前記第二のバルーンを膨張させることによって、前記狭窄を更に開放する工程と、
    を含む前記方法。
21. 工程（ｃ）は、前記第一のバルーンが膨張されている間に行われる、請求項２０に記載の方法。
22. 前記第一のバルーンは、薬物で被覆されており、工程（ａ）は、前記薬物の第一の用量を放出する、請求項２０に記載の方法。
23. 工程（ｄ）は、前記第一のバルーンから前記薬物の第二の用量を放出する、請求項２２に記載の方法。
24. 前記折り畳まれた第二のバルーンは、工程（ａ）の間、前記折り畳まれた第一のバルーンの近位部分内に配置されている、請求項２０に記載の方法。
25. 前記血管の直径は、前記狭窄の長さに沿って変動し、工程（ｃ）により前記直径の変動を補償する、請求項２０に記載の方法。