JP2017511742A - 胸腹部分岐部動脈瘤修復用のステントアセンブリ - Google Patents

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Abstract

分岐血管内で展開される多腔ステントアセンブリ(100)。このアセンブリは、自己拡張型本体部品(200)と本体部品(200)の双筒部分(208)の内腔のうちの1つに挿入することができる2つの内腔拡張部(300)とから作製される。本体部品(200)は、心臓に向かって配置されるように構成された近位端(201)と遠位端(202)とを有する。本体部品(200)は、本体部分(203)、凹状部分(206)および遷移部分(205)を有する。本体部分(203)は直径が一定の円筒状内腔(204)を有する。凹状部分(206)は、2つの内腔(211)を有する双筒部分(208)を有する。遷移部分(205)の断面は、遷移部分(205)に向かって円形形状から楕円形状に漸進的に変化し、この形状の大きい方の直径は中心平面(CP)にある。

Description

本発明は、分岐血管における植込み型医療デバイス、特に、胸腹部分岐部動脈瘤(thoracoabdominal bifurcated aneurysm)(TABA)、すなわち大動脈分岐部または腸骨動脈のうちの少なくとも一方が関与する拡張した胸腹部動脈瘤の治療に好適なステントアセンブリに関する。本発明はまた、前記医療デバイスを製造する方法に関する。
動脈瘤は、動脈壁が異常に高度のせん断応力を受けている変性過程の結果として形成される、血管の壁の局所的な病的拡張である。せん断応力は、血液が血管壁の上を流れる際の血液の抗力である。この抗力と遺伝的素因との組合せにより、動脈瘤が引き起こされる可能性がある。動脈瘤が形成されると、壁せん断応力のピーク(PWSS)として壁の一領域に作用する振動性せん断応力を増幅する(図1および図2)、乱流等の異常な血行動態パターン。PWSSの領域によって壁が脆弱化し、最終的に破裂および死に至る可能性がある。
大動脈の動脈瘤は、主に、腹部領域に、通常は、腎動脈と大動脈−腸骨動脈分岐部との間の腎臓下領域において発生する。動脈瘤はまた、大動脈弓部と腎動脈との間の胸部領域においても発生する可能性がある。
胸腹部分岐部動脈瘤1(TABA)は、腸骨動脈2を含む腹部大動脈内に延在する胸部下行大動脈の連続的な拡張からもたらされる(図3)。それは、偶然に、または動脈瘤拡大に続発する症状があるために、特定される可能性がある。一般に、この種の未治療の動脈瘤の死亡率は高い。胸腹部動脈瘤のための現治療は、内臓枝3および腎臓枝4が存在することによって難題である。目下、観血的手術または有窓(fenestrated)ステントグラフトのような利用可能な治療技法は、合併症の率が高いため最適な解決法ではない。
一般に、胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)の観血的手術による修復は、医学的に適合する人に対しては第1選択肢とみなされる。Kim I.de la Cruzらは、文献“Thoracoabdominal aortic aneurysm repair with a branched graft”,Ann Cardiotborac Surg 2012;1(3):381−393において、動脈瘤の近位制御(proximal control)および遠位制御(distal control)からなる手術法と、それに続く、4つのすべての主な腹腔内動脈の起始部を同時に露出させるその切開と、血管の罹患したまたは損傷した部分の、通常、支持されていない不浸透性織チューブである、主要腹腔内動脈の網目構造を含む血管グラフト5との交換とについて記載している。そして、血管グラフト5は、縫合によって自己血管の端部に永久的に取り付けられかつ封止される(図4)。注意深い症例選択にも関わらず、開腹術および開胸術の両方を含む外傷性の高い手術であるために、こうした従来の外科的修復による高い死亡率が報告されている。
開腹術または開胸術のいずれかを耐えるのに適していない患者に対する代替的な選択肢として、血管内人工器官6が使用されることが多い。通常、大動脈瘤用のこれらの人工器官は、カテーテル内で折り畳まれて大腿動脈を通して送達される。これらの人工器官は、通常、血管の内径と接触するように拡張するかまたは広げられる、金属フレーム(すなわち、ステント−グラフト)とともに、不浸透性繊維材料が取り付けられているように、設計されている。しかしながら、Hiratzkaらによって、“2010 ACCF/AHA/ACR/ASA/SCA/SCAI/SIR/STS/SVM Guidelines for the Diagnosis and Management of Patients With Thoracic Aortic Disease”,Circulation 2010;121 e266−e369に記載されているように、腎動脈および内臓動脈等の主動脈への血流を確実にし、そこからの逆流を防止するために、血管内グラフト留置の前に動脈のデブランチ手術7およびバイパス手術8に対して、依然として観血的手術が必要である(図5)。
国際公開第97/12562号パンフレットは、2つの分岐内腔を含むYコネクタモジュールを有する、分岐した内腔内ステント−グラフトを開示している。2つの分岐した人工器官モジュールは、腸骨動脈に対して血流を分離するように分岐内腔と係合する。記載されているステント−グラフトは、不浸透性であるライナを含むため、内臓枝3および腎臓枝4が関与する大動脈瘤を治療するために使用することができない。
観血的なデブランチおよびバイパス手術を必要とする血管内グラフト留置に関連する問題を克服し、より侵襲性の低い可能性がある方法を提供する、有窓および分岐ステント−グラフトが導入された。たとえば、米国特許出願公開第2010/0023110号明細書は、分岐としてフレア状ステント−グラフトとともに使用される有窓ステント−グラフト9を開示している(図6)。ステント−グラフト9の窓または分岐を対応する分岐入口の正面に配置することにより、観血的手術を回避することができる。しかしながら、適切な位置決めおよび展開のために、非常に熟練した技師が必要である。さらに、こうした有窓および分岐ステント−グラフトは、各患者の解剖学的構造に適合するように注文製でなければならない。さらに、偶発的に肋間動脈をステント−グラフトで覆うことによってもたらされる脊髄虚血により、対麻痺に至り、患者が90分間という長時間、X線に曝露される可能性があることが知られている。Chiesaらによって“Spinal cord ischemia after elective stent−graft repair of the thoracic aorta”,(Journal of Vascular Surgery,vol.42,N.1,July 2005)において報告されているように、血管内を受けている患者における即時型対麻痺および遅延型対麻痺の両方の発生率が、観血的修復の後の2%から21%に比較した場合の12%程度高い可能性がある。
米国特許第7,588,597号明細書および同第8,192,484号明細書に記載されているような多層編組ステント10(MBS)を備えた新しいタイプの動脈瘤修復システムが、近年、Fridらによって紹介された。修復システムは、いかなる不浸透性カバー層もない直線状構成の被覆のない自己拡張型金属ステントからなる。MBSは、複数のワイヤを編み組むことによって形成された複数の相互接続層(すなわち、多層構造)からなる。これらの層の各々は、織り合わされて格子を形成し、MSBの壁に最適化された有孔性を提供する。機械的に/物理的に動脈瘤に血流が入らないようにする代わりに、MBS10は、血流を、その多層構造を通して動脈瘤嚢内に入れ、動脈瘤嚢内の望ましくない損傷を与える乱流を静穏な層流11に変換し(図7)、分岐および側枝を開通したままにしながら、Zhanの層として知られる、保護する器質化血栓12を形成することにより、動脈瘤を空置することになる(図8)。MBSの浸透性多層構造により、修復システムは、観血的なデブランチおよびバイパス処置が不要であり、かつ動脈瘤内またはその近くに位置する分岐内の血流を維持するための注文製の有窓/分岐構成も不要である。
しかしながら、米国特許第7,588,597号明細書または同第8,192,484号明細書に記載されている従来の直線状の多層編組ステント(MBS)は、胸腹部分岐部動脈瘤1(TABA)を治療するために理想的ではない。たとえば、TABAの治療には、直径が異なる2つの直線状のMBSを使用することができる。図9に示すように、直径が大きい第1直線状MBS13は、大動脈から一方の腸管動脈へ大動脈−腸骨動脈分岐部を通して配置することができ、直径が小さい第2直線状MBS14は、大動脈−腸骨動脈分岐部から他方の腸骨動脈へ配置することができる。しかしながら、小さいMBS14の始まりにおいて適切なランディングゾーンがないため、植込み後に、小さいMBS14の望ましくない移動が発生する可能性がある。さらに、第1直線状MBS13と小さいMBS14との間に間隙が発生する可能性があり、封止が不足することになる。
主直線状MBS15と主MBS内に配置された2つの小さいMBS16とからなる従来の直線状MBS、すなわち、キッシング(kissing)技法(図10〜図12)の別のあり得る使用がある。この構成により、図11に示すように、望ましくない乱流17がもたらされる。
米国特許第7,588,597号明細書 米国特許第8,192,484号明細書
したがって、人工器官、システム、および人工器官を製造する方法の新たな設計であって、人工器官が、動脈瘤の周囲および内部に位置する分岐および側枝の血流を維持しながら、胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)を空置することができる、人工器官、システムおよび方法が必要とされている。
本発明の目的は、大動脈−腸骨動脈分岐部および/または腸骨動脈が関与する拡大した胸腹部大動脈瘤、すなわち胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)を治療する人工器官アセンブリであって、いかなる外傷性観血的手術もなしに血流を維持しながら動脈瘤を空置することができる人工器官アセンブリを提供することである。
本発明の主題は、添付の独立請求項において定義されている。好ましい実施形態は、従属請求項において定義されている。
本発明の主題は、主血管と少なくとも2つの分岐とを備える分岐血管内で展開されるのに好適な多腔(multi−lumen)ステントアセンブリである。前記アセンブリは、送達形態での半径方向圧縮状態から半径方向拡張状態に拡張することができる自己拡張型本体部品と、2つの内腔延長部とを備える。
本体部品は、分岐血管の分岐から離れる方向に向かって延在する(すなわち、心臓に向かって配置される)ように構成された近位端と、分岐血管の分岐に向かって延在する(すなわち、心臓から離れる方向に向かって配置される)ように構成された遠位端とを有し、軸に沿って延在している。本体部品は、複数のフィラメントによる多層編組から形成され、いかなるカバー層もない。好ましくは、本体部品は、相互接続された多層編組から形成され、より好ましくは、織り合わされた多層編組から形成される。本体部品は、本体部品の近位端における本体部分と、本体部品の遠位端に向かう凹状部分と、本体部分の遠位端と凹状部分の近位端との間に延在する遷移部分とを備える。本体部分は、円形断面および一定の直径を有する円筒状形態での内腔を備える。凹状部分は双筒部分を備える。凹状部分の中央線は、本体部品の長手方向軸に沿って凹状になり、凹状部分の内部に2つの対向する隆起を画定している。各隆起は、他方の隆起と部分的に接触している。2つの対向する隆起は、双筒部分の2つの内腔を画定している。2つの内腔の各々は軸に沿って延在している。2つの内腔の軸は中心平面(CP)を画定し、それは本体部品の軸も含む。遷移部分の断面は、遷移部分の近位端に向かう円形状から遷移部分の遠位端に向かう楕円形状まで漸進的に変化する。この楕円形状の大きい方の直径は、中心平面(CP)にある。本体部品の軸を含みかつ中心平面(CP)に対して垂直な平面によって画定される、遷移部分の壁の交線が、中心平面(CP)に対する角度αを画定している。前記角度αは、ステントアセンブリが展開状態にあるときに少なくとも10°と最大55°との間にある。
内腔延長部は、本体部品の遠位端から双筒部分の内腔のうちの一方に挿入することができる先端部分を備える。
ステントアセンブリが展開状態にあるとき、本体部分の有孔率は、好ましくは少なくとも50%および最大75%、好ましくは少なくとも60%および最大70%であり、双筒部分の有孔率は、好ましくは、本体部分の有効率未満である。
好ましい実施形態によれば、凹状部分は、双筒部分と本体部品の遠位端との間に遠位部分をさらに備え、2つの隆起の間の距離は、遠位端に向かって増大している。好ましくは、凹状部分の遠位部分は、分岐する円錐形状を有している。
有利には、中心平面(CP)に対する遷移部分の壁の交線によって画定される角度αは、中心平面(CP)に対して、少なくとも15°、好ましくは少なくとも20°、および最大55°、好ましくは最大45°、より好ましくは最大35°、さらにより好ましくは最大25°である。
ステントアセンブリが展開状態にあるとき、双筒部分の交差する編組フィラメントの間に形成される角度(β)は、好ましくは、95°を超え、より好ましくは少なくとも100°および最大150°である。
さらに別の好ましい実施形態によれば、内腔延長部は、いかなる不浸透性層もないステントであり、好ましくは、複数のフィラメントから作製された多層編組枠組から形成されている。有利には、多層編組枠組は、複数の相互接続された層を備え、各層は、織り合わされて格子を形成している。好ましくは、多層編組枠組が、その展開状態で、枠組の最外層が体腔の壁に対して適用され、他の層が最外層とは別個の円筒状面に沿って実質的に延在する構成を有する。有利には、内腔延長部の外径は、完全拡張状態での本体部品の双筒部分の内径より少なくとも10%、好ましくは少なくとも13%、および最大50%、好ましくは最大20%大きい。
本発明の別の主題は、主血管および少なくとも2つの分岐を備える分岐血管内に、好ましくは大動脈および腸骨動脈内に展開される人工器官アセンブリ用の本体部品を製造する方法である。前記方法は、
a)円筒状形態を備える少なくとも1つの主部分と、主部分の遠位端に連結する少なくとも2つのバーとを有するマンドレルを提供するステップであって、2つのバーが、円筒形状にあり、かつ互いに平行に配置され、円筒状部分の直径より小さい直径を有し、マンドレルの長手方向軸に沿って2つのバーの間に直線状空間が配置される、ステップと、
b)コバルト合金、チタンおよびチタン合金の群から選択される金属フィラメントを提供するステップと、
c)マンドレルの端部に金属フィラメントの束を作成し、束を固定手段で固定するステップと、
d)提供された金属フィラメントでマンドレルの周囲に編組枠組を形成するステップであって、編組枠組が、少なくとも1つの円筒状部分と、楕円形断面を有する少なくとも1つの平坦化部分とを有する、ステップと、
e)マンドレルの他端において、金属フィラメントの束を作成し、固定手段によって固定するステップと、
f)マンドレルおよび周囲の編組枠組をプラスチックチューブまたは袋に押し込むステップと、
g)マンドレルの直線状空間に沿った平坦化部分に凹形状を生成するように、プラスチックチューブまたは袋内のマンドレルおよび周囲の編組枠組を外部の好ましくは液圧による圧力にさらすステップと、
h)凹形状を記憶するように、凹状枠組を熱処理にさらすステップと、
i)熱処理された枠組の両端を切断するステップと、
を含む。
本発明の別の主題は、従来の血管内人工器官に対して分岐部の周囲に適切なランディングゾーンが利用可能ではない、胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)、すなわち大動脈−腸骨動脈分岐部および/または腸骨動脈が関与する拡大した胸腹部動脈瘤の治療に使用される上述した多腔ステントアセンブリに関する。
動脈瘤内の血流方向を示す。 動脈瘤内に形成された異常な血行動態パターンを示す。 胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)がある大動脈および腸骨動脈を示す。 (従来技術による)観血的手術修復によって人工グラフトに部分的に置換された大動脈および腸骨動脈を示す。 (従来技術による)配置されたステント−グラフト、閉塞した主動脈およびバイパスを示す、胸腹部大動脈瘤の部分断面図である。 窓が腎動脈に位置合わせされるように大動脈内に配置された(従来技術による)有窓ステント−グラフトを示す、腎動脈内に延在する腹部大動脈瘤の部分断面図である。 多層編組ステントの植込み後に動脈瘤内に形成された層状血流を示す。 多層編組ステントの植込み後に動脈瘤内に形成された器質化血栓を示す。 胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)とその中に展開された従来の(すなわち、従来技術による)直線状多層編組ステント(MBS)との部分切取立面図である。 胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)を通してキッシングの構成で展開された従来の(すなわち、従来技術による)直線状多層編組ステント(MBS)の立面図である。 図10に示す従来のMBSの斜視図である。 図11の切断面XII−XIIによる図10および図11に示す従来のMBSの遠位端の断面図である。 胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)を通る、本発明による完全に展開された多腔ステントアセンブリを示すTABAの部分切取立面図である。 完全拡張状態にある本発明による多腔ステントアセンブリの実施形態の立面図である。 図14に示す多腔ステントアセンブリの側面図である。 完全拡張状態にある本発明による本体部品の実施形態の立面図である。 図16に示す本体部品の側面図である。 図16に示す本体部品の底面図である。 図16に示す本体部品の平面図である。 図16に示す本体部品の側面図である。 図20に示す本体部品の一部の拡大図である。 図20の切断面XXI−XXIによる図16に示す本体部品の概略断面図である。 図20の切断面XXII−XXIIによる図16に示す本体部品の概略断面図である。 図20の切断面XXIII−XXIIIによる図16に示す本体部品の概略断面図である。 図23に示す断面の一部の概略拡大図である。 図20の切断面XXIV−XXIVによる図16に示す本体部品の概略断面図である。 図20の切断面XXV−XXVによる図16に示す本体部品の概略断面図である。 本発明による本体部品および内腔延長部の実施形態の相互接続された多層構成を得るために、複数の撚りをいかに編み組むかを示す概略図である。 胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)とその中で展開された本発明による多腔ステントアセンブリの実施形態との部分切取立面図である。 胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)とその中で展開された人工器官アセンブリとの部分切取立面図である。 図28に示すTABAおよび多腔アセンブリの部分切取斜視図である。 図29に示すTABAおよび人工器官アセンブリの部分切取斜視図である。 図30の切断面XXXII−XXXIIによる図30に示すステントアセンブリの遠位端の断面図である。 図31の切断面XXXIII−XXXIIIによる図31に示すステントアセンブリの遠位端の断面図である。 図28および図30に示す動脈瘤内の器質化血栓の形成による完全に空置された動脈瘤を示す。 図29および図30に示す動脈瘤内の器質化血栓の部分的形成を示す。 図34の切断面XXXVI−XXXVIによる図34に示す、完全に血栓化した動脈瘤およびステントアセンブリの断面図である。 図35の切断面XXXVII−XXXVIIによる図35に示す、部分的に血栓化したおよびステントアセンブリの断面図である。 本発明による人工器官の一連の展開ステップを示す。 本発明による人工器官の一連の展開ステップを示す。 本発明による人工器官の一連の展開ステップを示す。 本発明による人工器官の一連の展開ステップを示す。 本発明による人工器官の一連の展開ステップを示す。 完全拡張状態にある本発明による本体部品の別の実施形態の側面図である。 図43に示す本体部品の立面図である。 図43に示す本体部品の平面図である。 図43に示す本体部品の底面図である。 図43に示す本体部品の斜視図である。 完全拡張状態にある本発明による本体部品の好ましい実施形態の側面図である。 図48に示す本体部品の立面図である。 図48に示す本体部品の平面図である。 図48に示す本体部品の底面図である。 図48に示す本体部品の斜視図である。 本発明によるマンドレルの好ましい実施形態の斜視図である。 本発明による多層編組枠組で包囲された図53に示すマンドレルの斜視図である。 図54の切断面LV−LVによる図54に示すマンドレルおよび多層編組枠組の断面である。 図53および図54に示すマンドレルと部分的に凹状の多層編組枠組との斜視図である。 図56の切断面LVII−LVIIによる図56に示すマンドレルおよび部分的に凹状の多層編組枠組の断面である。 2つの別個の部品での図53に示すマンドレルの斜視図である。 本発明によるマンドレルの別の実施形態の斜視図である。 本発明によるマンドレルの別の実施形態の斜視図である。 本発明によるシミュレーションされた本体部品を2次元で示す。 図61に示す本体部品に対してシミュレーションされた表面速度を示す。 さまざまな角度αに対する図61に示す黒線XXに沿った速度のプロットを示す。 図63に示す各角度αに対する、幾何学的中心における速度 と左外側部分におけるピーク速度
との絶対差(m/s)を示す。
図63に示す各角度αに対する、幾何学的中心における速度 と左外側部分におけるピーク速度
とのパーセンテージ(%)での速度差を示す。
本発明による、多腔ステントアセンブリの植込み前の患者のCTスキャン画像である。 本発明による、多腔ステントアセンブリの植込みの1か月後の患者のCTスキャン画像である。 本発明による、多腔ステントアセンブリの植込みの2か月後の患者のCTスキャン画像である。 本発明による多腔ステントアセンブリが留置された患者のX線画像である。
図13は、腸骨動脈が関与する拡大した胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)内で完全に展開された(展開状態にある)本発明による多腔人工器官アセンブリ100を示す。
図14および図15に示すように、多腔ステントアセンブリ100は、自己拡張型本体部品200と2つの内腔延長部300とを備えている。本体部品200は、送達形態での半径方向圧縮状態から半径方向拡張状態まで拡張することができる。「展開形態」または「展開状態」という用語は、体腔等、送達位置内で半径方向に拡張している形態または状態をそれぞれ指す。「完全拡張形態」または「完全拡張状態」という用語は、自己拡張物体(たとえば、本体部品200および内腔延長部300)の自己拡張特性によって作用を受ける形態または状態をそれぞれ指す。各内腔延長部は、本体部品200の遠位端内に挿入することができる先端部分301を備えている。
図16〜図25に示すように、本体部品200は、心臓に向かって配置される近位端201と心臓から離れる方向に向かって配置される遠位端202とを有している。本体部品200は、軸に沿って延在している。本体部品200は、その近位端201に本体部分203を備えている。本体部分203は、円形断面および一定の直径を有する円筒形状の内腔204を備えている。
本体部品200は、本体部品200の遠位端202に向かって凹状部分206をさらに備えている。凹状部分206は双筒部分208を備え、その中央線は、本体部品200の長手方向軸に沿って凹状になっており、凹状部分206の内部に2つの対向する隆起210を画定している。各隆起210は、他方の隆起210と部分的に接触し、2つの対向する隆起210は、双筒部分208の2つの内腔211を画定している。双筒部分208の2つの内腔211の各々は、軸に沿って延在し、2つの内腔211の軸は中心平面(CP)を画定し、それは本体部品200の軸も含む。
本体部品200は、本体部分203の遠位端と凹状部分206の近位端との間に延在する遷移部分205をさらに備えている。遷移部分205の断面は、遷移部分205の近位端に向かう円形状から遷移部分205の遠位端に向かう楕円形状まで漸進的に変化する。この形状の大きい方の直径は、中心平面(CP)において延在している。
本体部品200は、複数のフィラメントから作製された多層編組枠組20から形成され、いかなるカバー層もない。好ましくは、枠組20は、複数の相互接続された層を備え、各層は織り合わされて格子を形成している。
たとえば、本体部品200の枠組20は、図26に示すように複数編組式であり、3つの層21、22、23を備え、それらの撚りは編組時には別個ではなく、第1層21の撚りの所与の数のワイヤ24が、第2層22および/または第3層23の撚りと織り合わされ、複雑な格子を形成する。
多層編組構造は凹状部分206において高い摩擦を提供するため、内腔延長部300は、本体部品200によって強く把持される。したがって、内腔延長部300の移動のリスクが低減する。
より好ましくは、枠組20は、その展開状態で、最外層23が体腔(たとえば、血管)の壁25に対して適用され、他の層21、22は最外層23とは別個の円筒状面に実質的に沿って延在し、それにより、入口が本体部品200によって覆われる分岐27における改善された流れ26を確実にする、構成を有している。複数の層があることにより、そこを通過する血流の圧力が低下し、改善された層状のせん断流がもたらされ、それにより永久的に分岐が開通することになる。
本体部品200の軸を含みかつ中心平面(CP)に対して垂直な平面による、遷移部分205の壁の交線は、図20に示すように、中心平面(CP)に対して角度αを画定する。さまざまなステント構成で実施された試験により、角度αの値が、ステントの効率に大きい影響を与えることが論証されている。前記角度αは、さらに好ましくは、ステントアセンブリ100が完全拡張状態にあるときに少なくとも10°と最大55°との間であるべきである。角度αの最適な値により、遷移部分205における本体部品の内層21、22は、血流28を大動脈の中心に向かって有効に偏向する(図28および図30)。これにより、最初に大動脈29であった空間においてさえも、動脈瘤に器質化血栓12が形成されることになる(図34および図36)。一方、入口が本体部品200で覆われている分岐は、図30に示すようにそれらの開通性およびその中における血流30を維持する。それは、観血的手術を受けることなく、ステントアセンブリ100は、観血的手術による罹患部分の人工グラフトとの置換と同じ効果を提供することができることを意味する。さらに、完全に血栓化した動脈瘤とともに本体部品200の機械的構造により、その壁に内皮細胞膜を形成することができる。アセンブリの壁に内皮細胞膜が形成されることは、動脈が完全に治癒した(空置された)ことを意味する。
動脈瘤の血栓を加速させるために、前記角度αは、中心平面(CP)に対して最大55°、好ましくは最大45°、より好ましくは最大35°、さらにより好ましくは最大25°であるべきである。
角度αが55°を超える場合、遷移部分205の壁に対する血流28の十分な偏向効果を期待することができない(図29および図31)。これにより、動脈瘤の不十分な血栓が引き起こされ、図35および図37に示すように、残留血流31が観察される。血栓が完了していない本体部品200の壁において内皮化は発生しない。したがって、動脈瘤の予測されない成長および望ましくない再狭窄のリスクが残る。一方、送達のために本体部品の実際的に使いやすい長さを得るために、角度αは少なくとも10°、好ましくは少なくとも15°、より好ましくは少なくとも20°であるべきである。
ステントアセンブリ100が展開状態にあるとき、本体部分203の平均有孔率は、好ましくは少なくとも50%および最大75%であり、双筒部分208の平均有孔率は、好ましくは、本体部分203の平均有孔率より低い。本体部分203の有効率に比較して双筒部分208の有効率が低いことにより、動脈瘤の基質化血栓の形成を加速させることができる。
各内腔延長部300は、好ましくは、アセンブリ100の植込み後に内腔延長部300の周囲の動脈瘤の望ましくない拡張または拡大のリスクを低減させるために、いかなる不浸透性層もないステントである。内腔延長部300は、好ましくは、複数のフィラメントから作製された多層編組枠組から形成されており、いかなるカバー層もない。好ましくは、枠組は、複数の相互接続された層を備え、各層は織り合わされて格子を形成する。より好ましくは、枠組は、その展開状態で、最外層が体腔(たとえば、血管)の壁に対して適用され、他の層が最外層とは別個の円筒状面に実質的に沿って延在し、それにより、入口が本体部品によって覆われる分岐および/または側枝における改善された流れを確保し、ステント内(再)狭窄を防止する、という構成を有している。
完全拡張状態で、内腔延長部300の外径は、好ましくは、腸骨動脈の壁に大きすぎる半径方向の力を加えるのを回避しながら、内腔延長部300の移動のリスクを低減させるように、双筒部分208の内径より少なくとも10%および最大50%大きい。前記外径は、より好ましくは、前記内径より少なくとも13%および最大20%大きい。
本明細書に記載するデバイス、システムおよび方法に対して一貫した向きを提供するために、「近位」という用語は、分岐血管の分岐から離れる方向に向いた、すなわち心臓に向かう関係または向きを記述するために使用され、「遠位」という用語は、分岐血管の分岐に向かう、すなわち心臓から離れる方向に向いた位置または向きを記述するために使用される。したがって、デバイス、システムおよび方法は、近位部品および遠位部品を有するものとして記載することができる。
図38は、胸腹部分岐部動脈瘤1(TABA)内における上で開示したような人工器官の送達および埋込みのための標的部位を示す。本体部品200のための展開カテーテル400の近位端401は、事前に配置された第1ガイドワイヤ402(図示せず)に沿って案内され、本体部品200は、大動脈内に(図39)かつTABA1の一部を通って(図40)半径方向に消費することができる。多層編組によって提供される十分な半径方向の力により、動脈瘤の遠位部位において適切なランディングゾーンがある場合、本体部品200と大動脈との間にいかなる追加の締結手段も不要である。
図38は、標的部位における本体部品200展開の初期段階を示す。送達カテーテル400は、本体部品200に上に重なる可動外側シース402を有している。外側シース402が遠位側に引っ張られると、本体部品200は露出するが、再被覆手段が停止するまで、未展開形態のままであり得る。再被覆手段が停止すると、本体部品200は自由に半径方向に拡張することができ、それにより、血管の内壁の少なくとも一部と接触するように拡大する。内腔延長部300の1つまたは2つの内腔の展開(図41および図42)を含む、アセンブリ展開プロセスは続けられる。内腔延長部300の移動のリスクを低減させるために、内腔延長部300は、凹状部分206によって完全に重ねられるように挿入するべきである。
図43〜図47は、本発明による本体部品200の別の実施形態を示す。凹状部分206は、双筒部分208と本体部品200の遠位端202との間に遠位部分209をさらに備えている。2つの隆起210の間の距離は、遠位端202に向かって増大している。この設計により、内腔延長部300を支持している展開カテーテル410を本体部品200の遠位端202により容易に挿入することができる。
図48〜図52に示す代替実施形態では、本体部品200の双筒部分208は、その遠位端に分岐する円錐状部分212をさらに備えている。この設計により、内腔延長部300を支持している展開カテーテル410を本体部品200の遠位端202内により容易に挿入することも可能になる。
本体部品200の本体部分203の有孔率は、好ましくは、動脈瘤嚢内に理想的な速度の層流があり、その中の血栓が加速されるように、少なくとも60%および最大70%である。図20Aに示す双筒部分208の交差する編組フィラメントの間に形成された角度βの値は、この部分の有孔率に影響を与える。したがって、アセンブリ100が展開されると、角度βは、さらに好ましくは、70%未満の有孔率を得るように、95%を超え、好ましくは少なくとも100°、最大150°であるべきである。
図53〜図57は、本発明による、分岐血管内に展開されるのに好適な人工器官アセンブリ用の本体部品200を製造する方法を示す。
図53に示すマンドレル500は、円筒形状を備えた少なくとも1つの主部分501と、主部分501の遠位端に接続された2つのバー502とを備えている。2つのバー502は、円筒形状を有し、互いに平行に配置されている。2つのバー502の直径は、主部分501の直径より小さい。直線状空間503が、マンドレル500の長手方向軸に沿って2つのバー502の間に延在している。
金属フィラメントが、マンドレル500の端部で束にされ、固定手段504で固定される。金属フィラメント用の材料は、Phynox(登録商標)およびElgiloy等のコバルト−クロム合金、チタン、およびNitinol(登録商標)等のチタン合金の群から選択することができる。
金属フィラメントにより、マンドレル500の周囲に編組枠組505が形成される(図54および図55)。編組枠組505は、円筒形状を有する少なくとも1つの主部分506と、楕円形断面を有する少なくとも1つの平坦化部分507とを備えるべきである。編組金属フィラメント505は、マンドレル500の他端において、束にされて固定手段504によって固定される。マンドレル500および周囲の編組枠組505は、チューブまたはバッグに押し込まれ、マンドレル500の直線状空間503に沿って平坦化部分507に凹形状をもたらすように外部圧力にさらされる。外部圧力は、好ましくは液圧式である。凹状枠組508は、(金属に対して相転移を与えることにより)凹形状を記憶するように熱処理にさらにさらされる。熱処理された枠組の両端は、所望の長さで切断され、マンドレル500は、熱処理された枠組509の内部から取り除かれる。
マンドレル500は、好ましくは、変形なしにマンドレル508から凹状枠組を取り除くのを可能にするように、互いから脱着可能である少なくとも2つの部品から作製される(図58)。マンドレル500は、一度に複数の本体部品200を製造することができるように、1つの主部分501および2つのバー502を備える2組または3つ以上の組の構成を備えることができる。マンドレルの代替実施形態は図59および図60に示されている。
本体部品200および対応する内腔延長部300の賢明な組合せを選択することにより、有窓および分岐するステント−グラフトを必要とするように各患者の解剖学的構造に適合する注文製の要素を製造する必要なしに、本発明によるステントアセンブリのさまざまな構成を利用可能とすることができる。製造方法は極めて単純であり、危険な動脈瘤が検出されるとすぐに患者に適切なアセンブリを提供する時間を節約することができる。
実施例1:インビトロでのシミュレーション
本発明による本体部品の壁を通過しかつ動脈瘤嚢内に入る血流の相対速度を、本体部品の垂直スライスを用いて2次元でシミュレーションする。
図61に示すように、本体部品200を、材料特性が同質である等価な厚さの多孔性媒体としてみなした。シミュレーションした本体部品200の形状は、3つの部分、すなわち大きい方の頂部(203、すなわち本体部分)、小さい方の底部(206、すなわち凹状部分)およびそれらを結合する領域(205、すなわち遷移部分)に分割することができる。本発明の詳細な説明で定義したように、遷移部分205の壁および中心平面(CP)で画定される角度αの種々の値(10°、15°、20°、25°、30°、35°、40°、45°、50°、55°および60°)で11回のシミュレーションを行った。たとえば、角度αが45°の場合に対する速度の挙動を図62に示す。
図63は、さまざまな角度αに対する図61に示す黒線XXに沿った速度のプロットを示す。図64は、各角度αに対する、幾何学的中心における速度
(すなわち、本体部品内にとどまっている血流の速度)と左外側部分におけるピーク速度
(すなわち、本体部品の外側の血流の速度)との間の絶対差(m/s)を示す。図65は、パーセンテージ(%)での前記差を示す。角度αのさまざまな値に対してシミュレーションされた速度差を表1に要約する。
意外なことに、本体部品の外側の血流の本体部品の内側の血流に対する相対速度は、角度αの値によって大きく影響を受けた。角度αが60°である場合、外側速度は内側速度より大きい(すなわち、速度差=−2.0446%)。それは、血流が、本体部品の壁を通過することによって層状になる場合であっても、外側速度が相対的に高いため、動脈瘤における器質化血栓の望ましい形成が阻止されることを意味する。一方、角度が55°である場合、外側速度は内側速度より小さくなり始める(すなわち、速度差=+1.54974%)。それは、器質化血栓の形成を予測することができることを意味する。したがって、55°は、「転換点」とみなすことができる。角度αが45°である場合、差は55°の場合の4倍を超え、それが25°であった場合、差は、55°の場合よりほぼ10倍大きかった。速度の差が大きいほど、より高速な器質化血栓の形成を予測することができる。
実施例2:臨床例
胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)を治療する主な臨床例に使用された本発明によるステントアセンブリの詳細について以下に示す。
臨床例に使用された本体部品は、116のコバルト合金(直径が200ミクロン〜240ミクロン)から作製され、3つの織り合わされた層を有していた。本体部品の長さは150mmであり、本体部分の直径は、その完全拡張状態で32mmであった。角度αは完全拡張状態で25°であった。凹状線の長さは32mmであった。内腔延長部は、80のコバルト合金(直径が100ミクロン〜120ミクロン)によって作製され、3つの織り合わされた層を有していた。延長内腔の長さは120mmであり、延長内腔の直径は、その完全拡張状態で16mmであった。したがって、内腔延長部の外径は、双筒部分の内径より14%大きい。
胸腹部分岐部動脈瘤(TABA)がある患者に、人工器官アセンブリを植え込んだ。植込み前(図66)、植込み1か月後(図67)および植込み2か月後(図68)それぞれに撮影されたCTスキャン画像によって、動脈瘤の器質化血栓の進行を評価した。
意外なことに、動脈瘤の完全な器質化血栓は、植込みの6か月後に観察された。一方、入口が本体部品で完全に覆われていた側枝は、それらの開通性を維持した(図69)。さらに、完全に血栓化した動脈瘤を含む本体部品の機械的構造により、内皮細胞膜を形成することができた。アセンブリの壁に内皮細胞膜が形成されることは、動脈瘤が完全に治癒した(空置された)ことを意味する。
100 多腔ステントアセンブリ
200 自己拡張型本体部品
201 近位端
202 遠位端
203 本体部分
204 内腔
206 凹状部分
208 双筒部分
210 隆起
211 内腔
300 内腔延長部
301 先端部分

Claims (15)

  1. 主血管と少なくとも2つの分岐とを備える分岐血管内で展開されるのに好適な多腔ステントアセンブリ(100)であって、
    (i)送達形態での半径方向圧縮状態から半径方向拡張状態に拡張することができる自己拡張型本体部品(200)であって、前記分岐血管の前記分岐から離れる方向に向かって延在するように構成された近位端(201)と、前記分岐血管の前記分岐に向かって延在するように構成された遠位端(202)とを有し、軸に沿って延在し、
    − 本体部品(200)の前記近位端(201)における、円形断面および一定の直径を有する円筒形状での内腔(204)を備える本体部分(203)と、
    − 本体部品(200)の前記遠位端(202)に向かう、双筒部分(208)を備える凹状部分(206)であって、前記凹状部分(206)の中央線が、前記本体部品(200)の長手方向軸に沿って凹状になり、かつ前記凹状部分(206)の内部に2つの対向する隆起(210)を画定し、各隆起(210)が他方の隆起(210)と部分的に接触し、前記2つの対向する隆起(210)が、前記双筒部分(208)の2つの内腔(211)を画定し、前記2つの内腔(211)の各々が軸に沿って延在し、前記2つの内腔(211)の前記軸が、前記本体部品(200)の前記軸も含む中心平面(CP)を画定する、凹状部分(206)と、
    を備える、本体部品(200)と、
    (ii)2つの内腔延長部(300)であって、各内腔延長部が、前記本体部品(200)の前記遠位端(202)から前記双筒部分(208)の前記内腔のうちの一方に挿入することができる先端部分(301)を備える、内腔延長部(300)と、
    を備え、
    − 前記本体部品(200)が、前記本体部分(203)の前記遠位端と前記凹状部分(206)の近位端との間に延在する遷移部分(205)をさらに備え、前記遷移部分(205)の断面が、前記遷移部分(205)の前記近位端に向かう円形状から前記遷移部分(205)の前記遠位端に向かう楕円形状まで漸進的に変化し、この形状の大きい方の直径が前記中心平面(CP)にある、ステントアセンブリにおいて、
    − 前記本体部品(200)が、複数のフィラメントによる多層編組によって形成され、いかなるカバー層もなく、好ましくは相互接続された多層編組から形成され、より好ましくは織り合わされた多層編組から形成され、
    − 前記本体部品(200)の前記軸を含みかつ前記中心平面(CP)に対して垂直な平面による、前記遷移部分の壁の交線が、前記中心平面(CP)に対する角度(α)を画定し、前記角度(α)が、前記人工器官アセンブリ(100)が展開状態にあるときに少なくとも10°と最大55°との間にあることを特徴とするステントアセンブリ。
  2. 前記人工器官アセンブリ(100)が展開されたとき、前記本体部分(203)の有孔率が、少なくとも50%および最大75%であり、前記双筒部分(208)の有孔率が、前記本体部分(203)の前記有効率未満である、請求項1に記載のステントアセンブリ。
  3. 前記凹状部分(206)が、前記双筒部分(208)と前記本体部品(200)の前記遠位端(202)との間に遠位部分(209)をさらに備え、前記2つの隆起(210)の間の距離が、前記遠位端(202)に向かって増大している、請求項1または2に記載のステントアセンブリ。
  4. 前記双筒部分(208)が、その遠位端に、分岐する円錐状部分(212)をさらに備える、請求項3に記載のステントアセンブリ。
  5. 前記角度(α)が、前記中心平面(CP)に対して、少なくとも15°、好ましくは少なくとも20°、および最大55°、好ましくは最大45°、より好ましくは最大35°、さらにより好ましくは最大25°である、請求項1〜4のいずれか一項に記載のステントアセンブリ。
  6. 前記本体部分(201)の前記有孔率が、展開状態で少なくとも60%および最大70%である、請求項2〜5のいずれか一項に記載のステントアセンブリ。
  7. 前記人工器官アセンブリ(100)が展開されるとき、前記双筒部分(208)の交差する編組フィラメントの間に形成される角度(β)が、95°を超え、好ましくは少なくとも100°および最大150°である、請求項1〜6のいずれか一項に記載のステントアセンブリ。
  8. 前記内腔延長部(300)が、いかなる不浸透性層もないステントである、請求項1〜7のいずれか一項に記載のステントアセンブリ。
  9. 前記内腔延長部(300)が、複数のフィラメントから作製された多層編組枠組から形成されている、請求項8に記載のステントアセンブリ。
  10. 前記多層編組枠組が、複数の相互接続された層を備え、各層が織り合わされて格子を形成している、請求項9に記載のステントアセンブリ。
  11. 前記多層編組枠組が、その展開状態で、前記枠組の最外層が体腔の壁に対して適用され、他の層が前記最外層とは別個の円筒状面に沿って実質的に延在する構成を有する、請求項10に記載のステントアセンブリ。
  12. 完全拡張状態で、内腔延長部(300)の外径が、前記双筒部分(208)の内径より少なくとも10%および最大50%大きい、請求項8〜11のいずれか一項に記載のステントアセンブリ。
  13. 完全拡張状態で、前記外径が、前記双筒部分(208)の前記内径より少なくとも13%および最大20%大きい、請求項12に記載のステントアセンブリ。
  14. 請求項1〜13のいずれか一項に記載の、主血管および少なくとも2つの分岐を備える分岐血管内に展開される人工器官アセンブリ用の本体部品を製造する方法であって、
    a)円筒状形態を備える少なくとも1つの主部分と、前記主部分の遠位端に連結する少なくとも2つのバーとを有するマンドレルを提供するステップであって、前記2つのバーが、円筒形状にあり、かつ互いに平行に配置され、前記主部分の直径より小さい直径を有し、前記マンドレルの長手方向軸に沿って前記2つのバーの間に直線状空間が配置される、ステップと、
    b)コバルト合金、チタンおよびチタン合金の群から選択される金属フィラメントを提供するステップと、
    c)前記マンドレルの端部に前記金属フィラメントの束を作成し、前記束を固定手段で固定するステップと、
    d)前記提供された金属フィラメントで前記マンドレルの周囲に編組枠組を形成するステップであって、前記編組枠組が、少なくとも1つの円筒状部分と、楕円形断面を有する少なくとも1つの平坦化部分とを有する、ステップと、
    e)前記マンドレルの他端において、前記金属フィラメントの束を作成し、固定手段によって固定するステップと、
    f)前記マンドレルおよび周囲の編組枠組をプラスチックチューブまたは袋に押し込むステップと、
    g)前記マンドレルの前記直線状空間に沿った前記平坦化部分に凹形状を生成するように、前記プラスチックチューブまたは袋内の前記マンドレルおよび周囲の編組枠組を外部の好ましくは液圧による圧力にさらすステップと、
    h)前記凹形状を記憶するように、凹状の前記枠組を熱処理にさらすステップと、
    i)前記熱処理された枠組の両端を切断するステップと、
    を含む方法。
  15. 胸腹分岐部動脈瘤(TABA)の治療に使用される請求項1〜13のいずれか一項に記載の多腔ステントアセンブリ。
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