JP4355494B2 - 生体活性物質を管腔に送達するための医療装置 - Google Patents
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Description
(技術分野)
本発明は、一般に、生体活性物質を患者の体内の所望の場所に送達するための医療装置および方法に関する。より詳細には、本発明は、カテーテルと、外面に複数のマイクロニードルを備えるバルーンとを有する、生体活性物質を人体管腔に送達するための医療装置を対象とする。さらに、本発明は、カテーテルと、バルーンと、バルーンを囲むシースとを有する医療装置を対象とする。また、本発明は、カテーテルと、バルーンと、衝撃波発生装置とを有する、生体活性物質を送達するための医療装置も対象とする。
【0002】
(背景技術)
疾病が身体の特定の部分、これだけに限るものではないが、特に血管などの人体管腔に局在しているときには、疾病を処置するための生体活性物質を直接投与することが、全身投与よりも好ましいことがある。全身投与は、病変領域への間接的な送達に関連して非効率的であるので、より多くの量および/またはより高濃度の生体活性物質が必要になる。また、全身投与は、生体活性物質を局所的に投与するときには問題にならない副作用をまねくこともある。
【0003】
しかし、人体管腔は、病変領域から生体活性物質を運び去る性質のある体液の輸送に関わっているので、生体活性物質を人体管腔に局所的に送達するのは困難である。したがって、生体活性物質を、病変した組織、特に人体管腔に局所的に送達するための装置および方法が必要とされている。
【0004】
生体活性物質を人体管腔または管に送達するための多くの装置は、その上にバルーンなどの拡張可能部分が配置されたカテーテルを使用するものである。送達された生体活性物質が適用領域から血流によって洗い流される問題を解決する、概ね2種類の先行技術のバルーン・カテーテルがある。一方は、血流を一時的に閉塞させ、閉塞された領域に生体活性物質を注入するバルーン・カテーテルであり、他方は、マクロニードルを用いて生体活性物質を管壁に直接投与するバルーン・カテーテルである。しかし、前者にはなお、生体活性物質がバルーン周りで全身的に漏れて全身に分配されるという問題がある。一方、後者のタイプのバルーン・カテーテルは、生体活性物質の顕著な全身的な漏れは引き起こさないが、生体活性物質を組織に射出するのに使用されるマクロニードルのサイズが大きいので、やはりニードル経路での後方漏れがある。また、サイズの大きいニードルが、管壁組織の損傷を引き起こす。したがって、先行技術のバルーン・カテーテルには、人体管腔組織の損傷および/または全身的な漏れを引き起こさずに、生体活性物質を素早く精確に人体管腔壁に送達できるものがない。
【0005】
それに加えて、DNA技術の急速な進歩により、遺伝物質のより精確かつ均一な送達を実現する装置または方法の必要性が高まっている。したがって、組織の損傷を最小限に抑えながら、遺伝物質を含む生体活性物質を人体管腔に確実に精確かつ均一に局所送達する装置および方法が、依然として必要とされている。
【0006】
(発明の開示)
前述および他の目的は、本発明によって達成される。前述の目的を達成するために、本発明者らは、生体活性物質を人体管腔表面に送達するための医療器械および方法を発明した。
【0007】
本発明の生体活性物質を送達するための器械は、カテーテルと、マイクロニードルを有するバルーンとを備える。
【0008】
本発明の一実施形態では、この器械は、カテーテルと、バルーンと、バルーン外面上に配置されたマイクロニードルとを備えており、生体活性物質がバルーン外面上に配置されている。バルーンが拡張すると、マイクロニードルが人体管腔に接触し、生体活性物質が人体管腔内に送達される。生体活性物質は、マイクロニードルの外面に沿った流体の対流によって送達することができる。あるいは、生体活性物質をバルーン外面上に配置する代わりに、バルーン内側の区画からバルーン外面にある孔を通じて放出することもできる。任意で、バルーンをシースで囲む。
【0009】
本発明の他の実施形態では、この器械は、バルーンの内側区画に流体連通する少なくとも1つの管腔を有するカテーテルと、区画に流体連通する管腔を有するマイクロニードルとを備え、マイクロニードルがバルーン外面上に配置されている。バルーンが拡張すると、マイクロニードルが人体管腔に接触し、生体活性物質がマイクロニードル管腔を通じて人体管腔に送達される。任意で、バルーンをシースで囲む。
【0010】
さらに、本発明の器械の他の実施形態は、カテーテルと、カテーテル上に配置されたバルーンと、生体活性物質を送達するための衝撃波発生装置とを備える。
【0011】
さらに、他の実施形態では、本発明の器械は、カテーテルと、その外面上または外面内に配置されたマイクロニードルを有するバルーンと、マイクロニードルを破裂させるためのトリガ源とを備える。トリガ源によってマイクロニードルを破裂させ、マイクロニードルを通じて生体活性物質を人体管腔の病変領域に送達する。トリガ源は、衝撃波にすることができる。
【0012】
また本発明には、生体活性物質を人体管腔に送達する方法も含まれる。一実施形態では、この方法は、上にバルーンが配置されたカテーテルを人体管腔に挿入することによって実施される。バルーン外面上または外面内に、マイクロニードルが配置されている。カテーテル挿入後、マイクロニードルが人体管腔表面に接触するようにバルーンを膨張させる。次いで、生体活性物質を人体管腔表面に送達する。
【0013】
他の実施形態では、本発明の方法は、上にバルーンが配置されたカテーテルを人体管腔内に挿入するものである。バルーンを人体管腔に接触するように膨張させる。次いで、人体管腔の病変領域に衝撃波を適用して、生体活性物質を人体管腔内に送達する。
【0014】
(発明を実施するための最良の形態)
本発明に適した医療器械には、バルーンなど、少なくとも膨張可能な部分を有するものが含まれる。用語「バルーン」は、バルーン壁でできた膨張可能なバッグ様の物体として定義される。バルーン壁は、1層または複数の層でできたものにすることができる。バルーンは、バルーン壁に加えて、1つまたは複数の内壁を含むことができる。また、バルーンに2つ以上の区画を設けることもできる。
【0015】
本発明の器械の一実施形態の構成を図1に示す。この実施形態には、近位端14と遠位端16とを有し、案内ワイヤおよび膨張用の管腔(共に図1には図示せず)を含むカテーテル12が含まれる。その外面上にマイクロニードル(図示せず)が配置されたバルーン10は、カテーテル12の近位部分14上に配置された衝撃波発生装置13である。当業者に公知の方式でカテーテルを人体管腔に導入した後、当該技術分野で公知の方式で、バルーンを人体管腔内の目標領域に位置決めし、次いで人体管腔表面に接触するように膨張させる。生体活性物質を送達した後、バルーンを収縮させて取り出す。
【0016】
図2Aおよび図2Bは、本発明の2つの実施形態を示している。図2Aのバルーン20Aは、案内ワイヤ28を有するカテーテル29上に配置されている。バルーン20Aは、内面と外面とを有するバルーン壁27でできており、内壁23と、膨張区画26と、バルーン壁27および内壁23で囲まれた内側区画25aとを有する。孔102aと、上に配置された複数のマイクロニードル21とを有するプレート102が、バルーン壁27の内面27a上に位置決めされている。マイクロニードル21は、バルーン壁27を通って突起し、バルーン外面27b上に配置されている。外面上に配置されているものと見なすのに、マイクロニードルを必ずしも実際に外面上に置く必要がないことに留意すべきである。マイクロニードルは、表面を通って、または表面から突起していれば、表面上に配置されているものと見なされる。マイクロニードル21は、開孔24と管腔22とを有する。管腔22は、バルーン20Aの内部区画25aに流体連通するように、孔102aに位置合わせされている。内部区画25aは、カテーテル29の管腔29bに流体連通させることができる。
【0017】
用語「マイクロニードル」は、専門用語である。一般に「マイクロニードル」とは、直径が最大で約100μm、好ましくは約10μm以下で、長さが最大で約1mmのニードルと見なされる。本発明に利用可能なマイクロニードルには、図2Aのような中空のマイクロニードル21が含まれる。用語「中空」とは、マイクロニードル21の内部を貫通する1つまたは複数の管腔22を有することを意味し、流体および/または固体材料が管腔22を通過することができる。これら中空マイクロニードル21に、その管腔22に連結する開孔24を設けられることが好ましい。用語「開孔」とは、流体および/または固体材料を通過させてマイクロニードルから排出するのに十分に大きい、マイクロニードル21の外面内の開口部を意味する。開孔は、マイクロニードルの先端にすることができ、またはマイクロニードル外面の他の場所に配置することができる。以下に記載する他の実施形態では、マイクロニードルを中実にすることができ、あるいは破裂可能にすることができる。
【0018】
図2Aに示す実施形態では、バルーン20Aは、カテーテル29の膨張管腔29aを用いて、バルーン20Aの膨張区画26に液体または気体を注入することによって膨張させる。バルーン20Aが膨張すると、マイクロニードル21が人体管腔表面に接触し、バルーン内部区画25a内に配置された生体活性物質が、マイクロニードルの管腔22および開孔24を通じて送達され、全身的に漏出する。送達完了後、バルーン20Aを収縮させ、人体管腔から取り出す。他の実施形態では、生体活性物質のための管腔29bと膨張管腔29aとを同一のものにすることができ、かつ/または、膨張区画26と生体活性物質が入っている内部区画25aとを同一のものにすることができる。
【0019】
図2Bは、他の実施形態であるバルーン20Bを示しており、図2Aのバルーン20Aと同様であるが、内部区画25aがカテーテル管腔に連結していない点で異なる。この実施形態では、内部区画25aに生体活性物質が入っており、膨張区画26が拡張すると、生体活性物質が内部区画25aからマイクロニードル21を通じて人体管腔表面に搾り出される。
【0020】
本発明の他の実施形態を図3に示す。バルーン30は、バルーン壁37でできており、バルーン壁は、外層37bおよび内層37aでできている。この実施形態では、複数の中実マイクロニードル31が、外層37bと内層37aとの間に配置されたプレート302上に配置されている。マイクロニードルは、外層37bを通って突き出て、バルーン外面上に配置されている。また、他の実施形態では、マイクロニードルを中空にすることもできる。バルーン30の外面は、生体活性物質を含むポリマー32で覆われている。バルーン30は、案内ワイヤ38を有するカテーテル39の膨張管腔39aを用いて、膨張区画33に液体または気体を注入することによって膨張させる。ニードル31が人体管腔に穴を開け、人体管腔内にマイクロ孔またはナノ孔、すなわちマイクロニードルのサイズの空間を形成する。コーティング32に含まれる生体活性物質は、バルーン30によって圧搾され、マイクロニードルによって形成されたマイクロ孔またはナノ孔に強制浸透し、または染み込む。所定の時間後にバルーン30を収縮させ、人体管腔から取り出す。バルーンを膨張させる時間は、人体管腔組織のタイプ、使用する生体活性物質、担体物質またはコーティング(使用する場合)、ならびにニードルのサイズおよび数によって決定される。例えば人体管腔が冠動脈の場合、時間は、一般に約5秒〜約2分であり、約10秒〜約30秒が好ましい。
【0021】
図4Aは、本発明の器械の他の実施形態を示す。複数の中実マイクロニードル41が、バルーン40Aの多孔質バルーン壁47上に配置された多孔質プレート402上に配置されている。実施形態によっては、ニードルを中空にすることもできる。多孔質プレート402は、複数の孔44を有し、多孔質バルーン壁47は、複数の孔42を有する。また、バルーン40Aには、内壁43によって画定される内部区画45も含まれる。この実施形態のバルーン40Aは、液体または気体を膨張区画46に挿入することによって人体管腔内で膨張し、マイクロニードル41が人体管腔表面に接触して穴を開け、表面にマイクロ孔またはナノ孔を形成する。次いで、第1カテーテル管腔49bを用いてバルーン40Aの内部区画45内に置かれた生体活性物質が、内部区画45からプレート402の孔44とバルーン壁47の孔42とを通じて放出される。生体活性物質は、マイクロニードル41によって形成されたマイクロ孔またはナノ孔内に送達される。生体活性物質を送達した後、バルーンを収縮させ、人体管腔から取り出す。
【0022】
他の実施形態では、内部区画45は、カテーテルの管腔49bに流体連通していない。その代わり、内部区画45に生体活性物質が入っており、膨張区画46が拡張すると、生体活性物質が内部区画45から孔42および孔44を通じて搾り出される。
【0023】
図4Bは、本発明の器械の他の実施形態を示す。複数の中実マイクロニードル41が、プレート403上に配置されている。プレート403は、バルーン40Bのバルーン壁47の、外層47bと内層47aの間に配置されている。外層47bは、複数の孔42を有する。マイクロニードル41は、外層47bを通って突き出るように位置決めされ、バルーン外面上に配置されている。プレート403および外層47bが区画45を画定しており、その中に生体活性物質が入っている。生体活性物質は、第1カテーテル管腔49bを用いて区画45内に置かれる。この実施形態のバルーン40Bは、案内ワイヤ48を有するカテーテル49の膨張管腔49aを用いて、膨張区画46に液体または気体を挿入することによって人体管腔内で膨張させる。膨張すると、マイクロニードル41が人体管腔表面に接触して穴を開け、表面にマイクロ孔またはナノ孔を形成する。生体活性物質は、孔42から放出され、マイクロニードル41によって形成されたマイクロ孔またはナノ孔内に送達される。生体活性物質を送達した後、バルーンを収縮させ、人体管腔から取り出す。
【0024】
本発明の器械の他の実施形態を図5Aおよび5Bに示す。バルーン50は、図5Aでは収縮した状態、図5Bでは膨張した状態にある。バルーン50は、シース52で囲まれていることを除き、概ね図2Aおよび2Bに示すのと同一の構造を有する。シースは、マイクロニードルを備えるバルーンを人体管腔内に位置決めし、または人体管腔から回収するときに、マイクロニードルおよび人体管腔表面を保護するために使用される。また、シースは、カテーテルの設置または回収時に生体活性物質が不慮に送達されるのを防ぐこともできる。この場合には開孔を有する中空マイクロニードル54である複数のマイクロニードルが、バルーン壁57および内壁53の内面57a上に配置されたプレート502上に配置されている。マイクロニードル54は、バルーン壁57を通って突き出ており、バルーン外面上に配置されている。シース52は、マイクロニードル54がそれを通って突き出ることのできる複数のポートまたは開口部51を有する。バルーン50は、案内ワイヤ58を有するカテーテル59の膨張管腔59aを用いて、バルーン50の膨張区画56に液体または気体を注入することによって膨張させる。バルーン50が膨張すると、バルーン壁57がシース52に接触し、マイクロニードル54がシース52のポート51を通って突き出る。シース52は、図5Bに示すように、バルーン50によって外側に押し出すことにより、拡張させることができる。マイクロニードル54は、人体管腔表面に接触して表面に穴を開ける。第1カテーテル管腔59bを用いて内部区画55内に置かれた生体活性物質は、全身的な漏出なしに、素早く精確にマイクロニードル54を通じて人体管腔内に送達される。射出完了後、バルーン50を収縮させ、シース52を圧潰させ、あるいは元の状態に戻すことができる。他の実施形態では、同様のタイプのシースを図3に示すバルーン・カテーテルと併せて使用することができる。他の実施形態では、シース52にポートを設けず、生体活性物質を送達すべき人体管腔の目標領域にバルーン50を設置した後で、シースを取り除くことができる。
【0025】
図6Aは、長手軸に沿ったバルーン60の断面図であり、図6Bは、図6Aの線I−Iに沿ったバルーン60の断面図である。図6Bの一部分を拡大し、図6B’として示す。図6Cは、膨張した状態にある、図6B’と同一のバルーンの一部分を示す。バルーン60は、管腔を有するマイクロニードルの代わりに中実マイクロニードル64を有しており、内部区画をもたないことを除いて、概ね図5Aおよび5Bに示すのと同一の構造である。複数のマイクロニードル64が、バルーン壁67の外面67a上に配置されたプレート602上に配置されている。バルーン60は、膨張区画66を備える。バルーン60が収縮した状態のときには、図6B’に示すように、マイクロニードル64が、バルーン壁60の外面67aに沿って置かれ、シース62によって覆われている。シース62は、複数のポートまたは開口部61を有する。
【0026】
バルーン60は、案内ワイヤ68を有するカテーテル69の膨張管腔69aを用いて、バルーン60の膨張区画66内に流体を入れることによって膨張させる。バルーン60が膨張するとき、マイクロニードル64が直立して、バルーン60の外面67aから突き出るようになる。バルーン60が膨張すると、図6Cに示すように、外面67aがシース62に接触し、マイクロニードル64がシース62のポート61を通って突き出る。シース62は、バルーン60によって外側に押し出すことにより、拡張させることができる。生体活性物質は、バルーン60の外面67a上に置くことができる(図示せず)。マイクロニードル64が人体管腔表面に接触して穴を開け、人体管腔内にマイクロ孔またはナノ孔を形成する。所定の時間後、バルーン60を収縮させて、シース62を圧潰させ、あるいは元の状態に戻すことができ、それらを人体管腔から取り出す。
【0027】
他の実施形態では、バルーン60に生体活性物質を送達するための内部区画を設けることができ、生体活性物質を送達できるよう、マイクロニードル64に管腔を設けるか、あるいはバルーン60を多孔質にする。
【0028】
本発明の器械の他の実施形態の一部分を、図7Aおよび7Bに示す。バルーン77は、図7Aでは収縮した状態、図7Bでは膨張した状態にある。バルーン77は、図5Aおよび5Bに示すのと概ね同一の構造であるので、図ではバルーン全体は示していない。この実施形態では、バルーン72を囲むシース72は、シース72のポート71内にマイクロニードル74を案内する、複数のマイクロニードル・チャンネル71aを有する。チャンネル71の長さは、マイクロニードル74の長さよりも短く、チャンネル71の内径は、マイクロニードル74の外径よりも大きい。図7Aに示すように、バルーン77が収縮しているときには、マイクロニードル74の一部分だけがチャンネル71aで囲まれている。バルーン77が膨張すると、マイクロニードル74は、チャンネル71aによってポート71内を案内される。図7Bに示すように、バルーン77が最も膨張した状態にあるときには、マイクロニードル74の先端がポート71を通って突き出て、人体管腔表面に接触して表面に穴を開ける。
【0029】
図8Aおよび8Bは、衝撃波発生源または衝撃波発生装置を使用する、本発明の他の実施形態の断面図を表す。図8Aに示す実施形態では、バルーン80Aは、案内ワイヤ88を有するカテーテル89の遠位部分上に配置されている。バルーン80Aは、膨張区画86と、流体を入れておくための内部区画85とを有する。膨張区画は、カテーテル89の膨張管腔89aに流体連通しており、内部区画85は、カテーテルの第1管腔89bに流体連通している。衝撃波発生源(図8Aには図示せず:図1の番号13を参照されたい)は、カテーテル89の近位部分上に配置することができる。生体活性物質は、バルーン80Aの外面87a上のポリマーコーティング81に含まれている。バルーン80Aが位置決めされ、膨張して人体管腔表面に接触しているときに、発生源によって衝撃波が発生され、カテーテル管腔89bを通り、内部区画85を通じて伝播する。衝撃波は、人体管腔で細胞の脂質二重層を分断し、同時に、分断された細胞脂質二重層を通じて生体活性物質を細胞質に送達する圧縮力を生み出すことができる。衝撃波は、流体中を移動する圧力帯で形成される波である。
【0030】
図8Bでは、バルーン80Bは、カテーテル内部区画85の遠位部分上に配置されている。膨張区画86は、カテーテル89の膨張管腔89aに流体連通しており、内部区画85は、カテーテルの第1管腔89bに流体連通している。内部区画85には生体活性物質が入っており、これが流体に懸濁または溶解されていることが好ましい。バルーン壁87が複数の孔82を含むことが好ましい。バルーン80Bが位置決めされ、膨張して人体管腔表面に接触すると、生体活性物質が内部区画85に注入されて、バルーン壁87内の孔82から徐々に放出される。衝撃波発生装置によって衝撃波が発生され、第1管腔89bと内部区画85内の生体活性物質とを通じて伝播する。衝撃波は、人体管腔内の細胞の脂質二重層を分断し、さらに、分断された細胞脂質二重層を通じて生体活性物質を細胞質に送達する圧縮力を生み出す。
【0031】
さらに他の実施形態では、バルーン壁内の孔を通じて生体活性物質を放出する、あるいはバルーン外面を覆うポリマーに含まれる生体活性物質を送達するバルーン・カテーテルを、病変領域の人体管腔に挿入する。次いで、衝撃波発生源が患者の身体の外部から衝撃波を発生し、人体管腔に衝撃波の焦点を合わせる。衝撃波は、人体管腔内の細胞の脂質二重層を分断し、さらに、分断された細胞脂質二重層を通じて生体活性物質を細胞質に送達する圧縮力を生み出す。
【0032】
以下で、本発明の器械の製造および使用の際に有用な、適切な材料および方法についてより詳細に説明する。
【0033】
本発明の器械を使用して、人体管腔表面に生体活性物質を与えることができる。
【0034】
用語「生体活性物質」には、薬物などの治療用薬剤、さらには遺伝物質および生体物質が包含される。遺伝物質とは、これだけに限るものではないが、以下に記載する有用なタンパク質をコーディングするDNA/RNAを含むDNAまたはRNAを意味し、ウイルス・ベクターおよび非ウイルス・ベクターを含め、人体に挿入することを意図されている。ウイルス・ベクターには、アデノウイルス、弱毒性(gutted)アデノウイルス、アデノ随伴(adeno−associated)ウイルス、レトロウイルス、アルファ・ウイルス(Semliki Forest、Sindbisなど)、レンチウイルス、単純ヘルペス・ウイルス、生体外組換え細胞(ex vivo modified cells)(例えば、幹細胞、繊維芽細胞、筋芽細胞、衛星細胞、周皮細胞、心筋細胞、骨格筋細胞、マクロファージ)、増殖性(replication competent)ウイルス(例えば、ONYX−015)、およびハイブリッド・ベクターが含まれる。非ウイルス・ベクターには、人工染色体およびミニ染色体、プラスミドDNAベクター(例えば、pCOR)、カチオン性ポリマー(例えば、ポリエチレンイミン、ポリエチレンイミン(PEI))、グラフト・コポリマー(例えば、ポリエーテル−PEIおよびポリエチレンオキシド−PEI)、中性ポリマーPVP、SP1017(SUPRATEK)、脂質、またはタンパク質形質導入領域(PTD:protein transduction domain)が含まれる。生体物質には、細胞、酵母、バクテリア、タンパク質、ペプチド、サイトカイン、およびホルモンが含まれる。ペプチドおよびタンパク質の例には、成長因子(FGF、FGF−1、FGF−2、VEGF、内皮細胞分裂促進性の成長因子(Endotherial Mitogenic Growth Factors)、上皮細胞成長因子、形質転換成長因子αおよびβ、血小板由来内皮細胞成長因子、血小板由来成長因子、腫瘍壊死因子α、肝細胞成長因子、ならびにインスリン様成長因子)、転写調節因子、タンパク質キナーゼ、CD阻害物質、チミジンキナーゼ、および骨形成タンパク質(BMP:bone morphogenic protein)、例えば、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、BMP−16が含まれる。現在好ましいBMPは、BMP−2、BMP−3、BMP−4、BMP−5、BMP−6、BMP−7である。これら二量体タンパク質は、単独でまたは他の分子と合わせて、同種二量体、異種二量体、あるいはこれらの組合せとして提供することができる。細胞は、ヒト由来(自家(autologous)または同種(allogeneic))、あるいは動物由来(異種(xenogeneic))にすることができ、望むなら、移植部位で関心タンパク質を送達するように遺伝子組み換えすることができる。送達媒質は、細胞の機能および生存性の維持に必要なように配合することができる。細胞には、全骨髄、骨髄由来単核細胞、前駆細胞(例えば、内皮前駆細胞)、幹細胞(例えば、間葉細胞、造血細胞、神経細胞)、多能性幹細胞、繊維芽細胞、マクロファージ、および衛星細胞が含まれる。
【0035】
また、生体活性物質には、以下のものなどの非遺伝子治療剤も含まれる。
【0036】
・ヘパリン、ヘパリン誘導体、ウロキナーゼ、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(enoxaprin)、アンギオペプチン、平滑筋細胞増殖を阻害できる単クローン抗体、ヒルジン、アセチルサリチル酸、アムロジピン、ドキサゾシンなどの、抗増殖剤
・グルココルチコイド、ベタメタゾン、デキサメタゾン、プレドニゾロン、コルチコステロン、ブデソニド、エストロゲン、スルファサラジン、メサラミンなどの、抗炎症剤
・パクリタキセル、5−フルオロウラシル、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、メトトレキサート、アザチオプリン、アドリアマイシン、ムタマイシン(mutamycin)、エンドスタチン、アンギオスタチン、チミジンキナーゼ阻害物質、タクソール、その類縁体または誘導体などの、抗新生物/抗増殖/抗細胞分裂剤
・リドカイン、ブピバカイン、ロピバカインなどの、麻酔剤
・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、血小板受容体拮抗薬、抗トロンビン抗体、抗血小板受容体抗体、アスピリン(さらに鎮痛薬、解熱薬、および抗炎症薬として分類される)、ジピリダモール、プロタミン、ヒルジン、プロスタグランジン阻害物質、血小板阻害物質、ダニ性抗血小板ペプチド(tick antiplatelet peptide)などの、抗凝固剤
・成長因子、血管内皮成長因子(FEGF、VEGF−2を含むすべてのタイプ)、成長因子受容体、転写活性化因子、翻訳促進因子などの、血管細胞成長促進因子
・抗増殖剤、成長因子阻害物質、成長因子受容体拮抗薬、転写抑制物質、翻訳抑制物質、複製阻害物質、抑制抗体、成長因子指向性抗体、成長因子と細胞毒素とから成る二機能性分子、抗体と細胞毒素とから成る二機能性分子などの、血管細胞成長阻害物質
・コレステロール降下剤、血管拡張剤、ならびに内因性血管拡張メカニズムを妨げる薬剤
・プロブコールなどの抗酸化剤
・ペニシリン、セフォキシチン、オキサシリン、トブラナイシン(tobranycin)などの、抗生剤
・酸性および塩基性線維芽細胞成長因子、エストラジオール(E2)、エストリオール(E3)、17−βエストラジオールを含むエストロゲンなどの、抗血管新生物質
・ジゴキシン、β遮断薬、カプトプリルおよびエナロプリルを含め、アンギオテンシン転換酵素(ACE)阻害物質など、心不全のための薬物。
【0037】
生体活性物質は、スクロースアセテートイソブチレート(SBSから市販されているSABER(商標))、エタノール、n−メチルピモリドン(pymolidone)、ジメチルスルホキシド、ベンジルベンキソエート(benzyl benxoate)、ベンジルアセテートなど、溶媒、担体、または賦形剤を含めて、生体に非活性な物質と併せて使用することができる。
【0038】
本発明の装置を使用して、カテーテルを挿入できるいずれかの人体管腔表面に生体活性物質を与えることができる。そのような人体管腔には、血管、尿路、冠動脈の脈管構造、食道、気管、結腸、および胆道が含まれる。
【0039】
本発明は、一般に、近位端と遠位端の間で長手軸に沿って延びる細長い可撓性カテーテルを含む、バルーン・カテーテル装置を対象とする。カテーテルには、近位端から長手軸に沿って延びる内部経路または管腔を囲む外壁が含まれる。一般に使用されているいずれのタイプのカテーテルも、本発明に使用することができる。カテーテルは、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド、PEBAXなどのポリマーまたは同様の材料から押出成形することができる。
【0040】
本発明のカテーテルには、バルーンを膨張させる液体または気体のための1つの管腔と、液体や気体などの流体に溶解または懸濁させたもののための1つまたは複数の管腔とを含めて、2つ以上の管腔を設けることができる。また、カテーテルには、案内ワイヤのための1つまたは複数の管腔を設けることもできる。案内ワイヤは、カテーテル・シャンクおよびバルーン全体を通って延びることができる。あるいは、米国特許第5,154,725号に示されているように、案内ワイヤをカテーテルの外側に配置して、バルーンの領域分だけ、内側の管腔内を延びるようにすることもできる。また、カテーテルに血液潅流用の管腔を含めることもできる。
【0041】
バルーンは、カテーテルの遠位部分上で、カテーテル周りに同軸に配置される。本発明には、一般に使用されているタイプのバルーン用の材料を使用することができる。バルーンの材料の例には、これだけに限るものではないが、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリアミド、ポリイミド、PVC、ポリウレタン、および同様の材料が含まれる。本発明の一実施形態では、バルーンが、多孔質のバルーン壁を有する。すなわち、バルーンが、生体活性物質を送達場所または病変領域にそれを通じて移動させることのできる複数の孔を有する。
【0042】
他の実施形態では、バルーン外面が、生体活性物質を含むポリマーコーティングを有する。生体活性物質を含めるのに、しばしばヒドロゲル・ポリマーが使用されており、これについては、米国特許第5,304,121号、PCT国際公開公報第WO95/03083号、および米国特許第5,120,322号に開示されている。なお、これらの特許を参照によりここに援用する。ただし、タンパク質、合成/天然ポリマー、脂質、ミクロスフェアなど、ヒドロゲルでないものも本発明に使用することができる。コーティングは、当該技術分野で公知の適切な方法によって形成することができる。
【0043】
本発明のバルーンには、膨張区画を含め、1つまたは複数の区画を設けることができる。バルーンが外面上に生体活性物質を含むポリマーコーティングを有するときには、バルーンには、膨張区画、すなわち、バルーンを膨張させるための液体または気体が入った区画だけを設けることができる。また、バルーンが生体活性物質を入れるために使用されるときには、バルーンには、バルーンを膨張させるための膨張気体または液体と生体活性物質との両方が入った区画を、1つだけ設けることもできる。バルーンが2つ以上の区画を有するときには、区画の1つをバルーンの膨張用に使用して、他の区画を生体活性物質を入れておくために使用することができる。膨張用のバルーン区画は、生体活性物質が入っている区画よりも、バルーンの中心から近いところに配置されることが好ましく、生体活性物質が入っている区画は、バルーン壁のすぐ内側に配置されることが好ましく、あるいはバルーン内の孔またはマイクロニードルに流体連通する。ただし、生体活性物質が入っている区画が、必ずしも膨張区画全体を囲む必要はない。
【0044】
本発明の一実施形態では、バルーンは、複数のマイクロニードルを含む。前述の図2A、図2B、図3、図4A、図4B、図5A、図5B、図6A〜C、図7A、および図7Bに示すように、用語「マイクロニードル」は、専門用語であり、一般に、直径が最大で100μm、長さが最大で1mmのニードルと見なされる。マイクロニードルの適切なサイズは、バルーンの厚さ、バルーン・カテーテルを導入する人体管腔のサイズ、人体管腔表面の最上部から目標部位の場所までの深さ、ならびに送達される生体活性物質のサイズによって異なる。一般に、マイクロニードルの外径は、約10nm〜約100μmであり、約10μm以下が好ましい。マイクロニードルの長さは、通常、約1μm〜約1mmであり、約10μm〜約500μmが好ましく、約30μm〜約200μmがより好ましい。マイクロニードルのサイズが微小であれば、組織の損傷を最小限に抑える調整可能な深さで、細胞内に貫通させることができる。さらにバルーンには、様々なサイズ、すなわち、様々な直径および/または長さのマイクロニードルを含めることができる。
【0045】
マイクロニードルは、中実または多孔質にすることができ、中空または非中空、すなわち中実にすることができる。用語「多孔質」とは、流体および/または固体材料が通過できる、十分な孔または空隙を有することを意味する。中空マイクロニードルには、マイクロニードルを通って管腔に連結した開孔を有する先端、あるいは複数の孔を有する多孔質の先端を設けることができ、この場合、マイクロニードルを貫通する少なくとも1つの管腔が孔の1つに連結している。先端が多孔質であれば、個々のマイクロニードルから生体活性物質を放射状に分配することができる。
【0046】
マイクロニードルは、破裂させることができる。破裂可能なときには、マイクロニードルが、破片を出さずに容易に破壊されて開口部を形成する、少なくとも1つの脆弱点を有することが好ましい。図9A、図9B、および図9Cは、それぞれ、破裂可能なマイクロニードルの実施形態の長手軸に沿った断面図を示している。マイクロニードル90A、90B、および90Cは、内部管腔92を有する。ニードル94の壁面は、マイクロニードルにトリガ・エネルギーまたはトリガ源を適用すると破壊される、少なくとも1つの脆弱点96a、96b、および96cを有する。破裂すると、ニードル管腔92に流体連通する開口部が形成される。図9Aおよび9Cでは、脆弱点96aおよび96cは、ニードル壁94の一部が他の部分よりも薄くなっている地点である。図9Bでは、脆弱点96bは、ニードル壁94が他の部分を作製する材料よりも弱い材料で作製されている先端である。他の実施形態では、マイクロニードルは、急速に溶解する生体吸収性材料で弱く密封された開孔を有する。
【0047】
マイクロニードルの破裂は、衝撃波、超音波エネルギー、高周波、光、温度、他のエネルギー伝導源など、様々な供給源によってトリガ誘発することができ、例えば、Guglielmiの米国特許第5,569,245号に開示されている、コイルを引き離すのに使用されるエネルギー伝導源が含まれる。なお、この特許を参照によりここに援用する。適しているものの例が、Briskenの5,725,494号、PCT国際公開公報第WO00/16704号、第WO00/18468号、第WO00/00095号、第WO00/07508号、および第WO99/33391号であり、これらすべてを参照によりここに援用する。衝撃波などのトリガ源は、マイクロニードルの先端を破裂させて、人体管腔の細胞の脂質二重層に浸透するのに十分な速度で生体活性物質の投与量を放出するのに必要な圧力を生み出す。
【0048】
破裂可能なマイクロニードルは、ポリ(L−乳酸)、ポリカプロラクトン、ポリ(乳酸/グリコール酸共重合体)、ポリ(ヒドロキシ酪酸)、ポリ(ヒドロキシ酪酸/吉草酸共重合体)、ポリジオキサノン、ポリオルトエステル、ポリ無水物、ポリ(グリコール酸)、ポリ(D,L−乳酸)、ポリ(グリコール酸/トリメチレンカーボネート共重合体)、ポリリン酸エステル(polyphosphoester)、ポリリン酸エステルウレタン(polyphosphoester urethane)、ポリ(アミノ酸)、シアノアクリレート、ポリ(トリメチレンカーボネート)、ポリ(イミノカーボネート)、コポリ(エーテル−エステル)(例えば、PEO/PLA)、ポリアルキレンオキサレート、ポリホスファゼン、生体分子、例えばフィブリン、フィブリノゲン、セルロース、デンプン、コラーゲン、ヒアルロン酸など、生体吸収性材料から作製することができる。
【0049】
マイクロニードルが中空でない、すなわち中実のときには、マイクロニードルの外面上に、その長手軸に沿って溝を設けることができる。生体活性物質は、毛管作用によって、溝に沿って移動して病変領域に達することができる。生体活性物質は、バルーン表面上のコーティングに含まれ、あるいはバルーン壁内の孔から排出され、マイクロ孔またはナノ孔、すなわちマイクロニードルによって開けられた穴の中に送達される。また、中空マイクロニードルと中実マイクロニードルとを、単一バルーンで併せて使用することもできる。
【0050】
本発明のマイクロニードルは、金属、セラミック、半導体、有機物、ポリマー、複合材料など、適切ないくつかの材料から作製することができる。好ましい材料は、ステンレス鋼、ニッケル、鉄、錫、クロム、銅、金、チタン、これらまたは他の金属の合金、ガラス、シリコン、二酸化ケイ素、およびポリマー、例えば、PET、ポリウレタン、PVC、ポリアミド、ポリカーボネート、ポリエチレン、高密度UPEなどである。マイクロニードルを破壊して人体管腔または組織中に残す場合には、生体吸収性ポリマーが好ましい。
【0051】
マイクロニードルは、当業者に公知のプロセス、例えば、フォトレジストや湿式/乾式除去などのエッチング技術、電気メッキや無電解メッキ、ホウ素/リン/ヒ素/アンチモン拡散などの拡散プロセス、蒸発、スパッタリング、化学気相蒸着(CVD)、エピタキシー、電気メッキ、スクリーン印刷、薄層光造形、レーザ加工、レーザ・アブレーションなどのフィルム蒸着、リソグラフィ、シリコンの熱酸化などによって微細加工される。それらの方法については、PCT国際公開公報第WO99/64580号および、Journal of Pharmaceutical Sciences第87巻第11号(1998年11月)1387−1394のMichael L.ReedによるMicromechanical Devices for Intravascular Drug Dliveryにさらに詳細に説明されている。なお、これらを参照によりここに援用する。
【0052】
例えば、プレート上に配置された金属のマイクロニードルは、エンボス加工または射出成形によって、シリコン製の中実ニードル形の上に適切な金属層を物理的気相蒸着することによって作製することができる。シリコンの中実ニードル形は、例えばシリコンの熱酸化を用いて作製することができ、ウエハを熱酸化させてSiO2の薄層を成長させ、次いで、SiO2層をフォトリソグラフィによってパターン形成する。SiO2層を水酸化カリウムの水溶液に浸漬すると、SiO2で覆われていないウエハ表面がエッチングされ、SiO2で覆われた領域が中実マイクロニードルになる。
【0053】
特に、プレート上に配置された中空マイクロニードルを作製する方法も、当該技術分野で知られている(WO99/64580号参照)。そのような方法の例が、マイクロ金型メッキ法である。
【0054】
(1)初めに、例えば、通常厚さが約10〜50nmの薄い犠牲層(例えば、銅の積層)で覆われたガラスやシリコンなどの基材上に、約150μmのエポキシ樹脂の厚い層を回転成形することによって、光画定された(photo−defined)金型を形成する。次いで、エポキシ樹脂層を通じて、円筒状の複数の穴をフォトリソグラフィで画定する。
【0055】
(2)例えば湿式エッチングによって、フォトレジスト中の円筒状の穴の底部の犠牲層を部分的に取り除く。
【0056】
(3)Ti/Cu/Ti(例えば30nm/200nm/30nm)などのシード層を、エポキシ樹脂金型の上部表面上ならびに円筒状の穴の側壁上に、等角的にDCスパッタ蒸着させる。シード層は、基材から電気的に絶縁するべきである。
【0057】
(4)Ni、Ni、Fe、Au、Cu、Tiなど、1つまたは複数の電気メッキ可能な金属または合金を、シード層上に電気メッキする。
【0058】
(5)周囲のエポキシ樹脂を取り除き、中空マイクロニードルがその上に配置されたプレートを残す。
【0059】
テーパした中空マイクロニードルは、例えば金型インサートまたはレーザ・アブレーション処理金型を用い、テーパした金型を作製することによって、同様に作製することができる。多孔質のマイクロニードルは、多孔質材料をエッチングすることによって、あるいは、例えば電気化学的酸化を用いて、中実マイクロニードルを多孔質にすることによって作製することもできる。
【0060】
様々な方法を使用して、上にマイクロニードルが配置されたプレートを、バルーンに移し変えることができる。一実施形態では、拡張時にプレートとバルーン壁とが単一ユニットとして動くような形で、プレートをバルーン壁の内面に固定する。さらに、初めに従来の方法によってバルーンを形成し、次いで熱または化学処理を用いてプレートを取り付けることによって、マイクロニードルを有するバルーンを調製することができ、他のバルーンまたはシースで覆うことによってプレートをバルーンに固定することができる。一実施形態では、マイクロニードルを備えるプレートが上に取り付けられた第1バルーンにかぶせて第2バルーンを形成し、第2バルーンを通ってマイクロニードルを突き出させる。他の実施形態では、バルーンの収縮時にマイクロニードルが引っ込み、バルーンの膨張時にマイクロニードルがバルーン壁を通って突き出るように、プレートをバルーン壁の内面に固定する。バルーン壁には、マイクロニードルによって穴を開けることができ、あるいは、マイクロニードルがそれを通って突き出るための開口部を設けることができる。また、プレートをバルーン壁内に配置して、バルーン壁を構成する2層の材料の間に挟まれるようにすることもできる。
【0061】
あるいは、マイクロニードルを有するポリマー・シートから、マイクロニードルを有するバルーンを調製することもできる。マイクロニードルを有するシートは、バルーン形成前に、例えば、熱または化学処理によって、あるいは接着剤を用いて、マイクロニードルを有するプレートをポリマー・シートに取り付けることによって調製することができる。一実施形態では、熱または化学処理の代わりに、マイクロニードルを有するプレートをポリマー・シートに押し付けて、マイクロニードルがポリマー・シートを通って突き出るようにすることができる。プレートは、マイクロニードルがポリマー・シートから容易に突き出るように加温することができる。他の実施形態では、バルーン壁材料の第2層をプレートの裏側(すなわち、ニードルがない側)に取り付ける。プレートをポリマー・シートに取り付けた後、従来の方法によってシートを折り畳んでバルーンを形成する。
【0062】
マイクロニードルは、バルーン外面に垂直にまたはある角度で配向させることができる。中空マイクロニードルは、バルーンの内部区画に流体連通させることができる。マイクロニードルは、バルーン拡張時に人体管腔に接触するバルーン表面領域に一様に分配することができる。あるいは、マイクロニードルを、バルーンの側面半分や中心など、バルーン表面の限られた領域に配置することもできる。バルーンの所与の領域内に分配されるマイクロニードルの数は、目標組織によって異なる。一般に、細胞10個当り、マイクロニードル約1個が好ましい。マイクロニードルの数は、通常、1cm2当り約10個より多く、1cm2当り約1×102〜約1×106個が好ましく、1cm2当り1×103〜1×105個がより好ましい。多数のマイクロニードルが、目標組織の領域全体にわたる一様な送達を確実にする。
【0063】
本発明の装置の一実施形態では、バルーンの少なくとも一部を囲むシース(図5参照)が含まれる。本発明のシースは、様々な材料、例えば、ニチノール、白金、ステンレス鋼、様々な合金などの金属、およびポリマーから作製することができる。シースが拡張可能であり、バルーンが拡張するとシースが拡張し、バルーンが収縮するとシースが圧潰されるように、バルーンに拡張可能なシースを取り付けられることが好ましい。
【0064】
さらにシースは、複数のポートを有する。マイクロニードルがポートを通って突き出ることができるのであれば、ポートは、円形、楕円形、または正方形の穴、スリットなど、いかなる形状にすることもできる。また、メッシュでできたシースにすることもできる。一般に、シースの厚さは、約0.01〜約0.1mmである。
【0065】
あるいは、ポートをもたないシースを、ポリマーなど、マイクロニードルで穴を開けることのできる材料で作製することもできる。バルーンが膨張すると、バルーン上に配置されたマイクロニードルがシースに穴を開け、シースを通って突き出る。シースに適したポリマーの例は、ポリウレタン、ポリエステル、PTFE、およびFEPであるが、ポリエチレンおよびナイロンが好ましい。当業者は、所望の結果が得られるように、ポリマー材料およびシースの厚さ、ならびにニードルの材料およびサイズを選択することができる。
【0066】
さらに、本発明の装置の他の実施形態は、生体活性物質を人体管腔に送達するための衝撃波発生装置に関するものである(図6Aおよび6B参照)。本発明には、当該技術分野で公知の衝撃波発生源を使用することができるが、人体管腔内の細胞の脂質二重層を分断するのに十分なエネルギーを有する衝撃波を発生する発生源が好ましい。そのような発生源の例が、米国特許第5,233,972号、米国特許第5,374,236号、および米国特許第4,610,249号に開示されている。衝撃波発生源は、砕石術、すなわち腎臓結石を処置する方法で広く使用されている。そのような技術で使用されるのと同じタイプの発生源を、本発明に利用することができる。一般に、使用される衝撃波のエネルギーは、砕石術で使用されるほど集中的なものではない。また、本発明で衝撃波に曝露する人体管腔の面積は、砕石術での曝露面積よりも小さい。一般に、細胞脂質二重層を分断するには、衝撃波の圧力を約10気圧〜約5,000気圧にすべきであり、好ましくは約75気圧〜約150気圧が有用である。また、衝撃波は、約1ナノ秒〜約1ミリ秒など、比較的短い時間で適用すべきである。
【0067】
生体活性物質がバルーン外面上のポリマーコーティングに含まれる一実施形態では、バルーンを位置決めし、膨張させて人体管腔表面に接触させるときに、カテーテルの近位部分で衝撃波が生み出される。衝撃波は、生体活性物質が送達されるカテーテルの遠位部分に伝わり、人体管腔内の細胞の脂質二重層を分断する。衝撃波は、分断された細胞脂質二重層を通じて生体活性物質を細胞質に送達する圧縮力を生み出す。また、この実施形態のバルーンにも、前述のマイクロニードルを設けることができる。
【0068】
本発明のバルーン・カテーテルは、カテーテルに取り付けられていない衝撃波発生源と共に使用することができる。バルーン・カテーテルが人体管腔表面に接触しているときに、患者の身体の外部から人体管腔表面上に衝撃波発生源の焦点を合わせる。人体管腔表面に焦点を合わせる方法は、当業者には公知である。
【0069】
本発明の他の実施形態では、前述のように、開口部をもたず破裂可能なマイクロニードルをバルーンに設けることができ、マイクロニードルは、生体活性物質が入っているバルーンの内部区画に流体連通する内部管腔を有する。バルーンが位置決めされ、膨張すると、マイクロニードルが人体管腔表面に接触して表面に穴を開ける。トリガ源を適用してマイクロニードルを破裂させ、内部区画から生体活性物質を送達する。
【0070】
本明細書に含まれる記述は、説明を目的とするものであり、制限を目的とするものではない。記述の実施形態には変更および修正を実施することができ、それらもやはり本発明の範囲内にある。当業者にはさらに、自明の変更、修正、または変形形態が思い浮かぶであろう。また、本開示に関係するあらゆる目的で、前述したすべての参照の全体を本明細書に組み込む。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のバルーン・カテーテルの一実施形態の構成を示す図である。
【図2】 図2Aおよび図2Bは、本発明のバルーン・カテーテルの実施形態の長手軸に沿った断面図であり、開孔を有する中空マイクロニードルが、バルーン表面上またはバルーン壁内に配置されたプレート上に配置されている。カテーテルは、生体活性物質を入れるための管腔と、バルーンを膨張させるための他の管腔とを有する。マイクロニードルの詳細が、バルーンの拡大部分に示されている。
【図3】 本発明のバルーン・カテーテルの他の実施形態の長手軸に沿った断面図であり、中実のマイクロニードル、すなわち管腔をもたないマイクロニードルが、バルーン表面上またはバルーン壁内に配置されたプレート上に配置されている。バルーン外面は、生体活性物質を含むポリマーで覆われている。マイクロニードルの詳細が、バルーンの拡大部分に示されている。
【図4】 本発明のバルーン・カテーテルの他の実施形態の長手軸に沿った断面図であり、中実マイクロニードル壁およびマイクロニードルが、多孔質のバルーン外面を通って突起している。図4Aでは、マイクロニードルが多孔質プレート上に配置され、プレートがバルーン壁の内面に取り付けられている。図4Bでは、マイクロニードルを中実プレート上に据え付けることができ、中実プレートがバルーン壁の内面に取り付けられている。マイクロニードルの詳細が、バルーンの拡大部分に示されている。
【図5】 本発明のバルーン・カテーテルの他の実施形態の断面図であり、中空マイクロニードルを有するバルーンがシースで囲まれている。図5Aでは、バルーンが収縮した状態にある。図5Bでは、バルーンが膨張した状態にある。マイクロニードルの詳細が、バルーンの拡大部分に示されている。
【図6】 図6Aは、収縮した状態にある、本発明のバルーン・カテーテルの他の実施形態の長手軸に沿った断面図であり、中実マイクロニードルを有するバルーンがシースで囲まれている。図6Bは、図6Aの線I−Iに沿って切断した同一の実施形態の断面図である。図6Bの一部分が図6B’に拡大されている。図6Cは、図6B’と同一の部分を示しており、バルーンが膨張した状態にある。
【図7】 本発明のバルーン・カテーテルの他の実施形態の一部分の長手軸に沿った断面図であり、マイクロニードルを有するバルーンがシースで囲まれている。図7Aでは、バルーンが収縮した状態にあり、図7Bでは、バルーンが膨張した状態にある。
【図8】 図8Aおよび図8Bは、本発明のバルーン・カテーテルの他の実施形態の長手軸に沿った断面図であり、生体活性物質を送達するのに衝撃波発生装置が使用されている。
【図9】 図9A、図9Bおよび図9Cは、それぞれ、破裂可能なマイクロニードルの実施形態を示す図である。
Claims (26)
- 生体活性物質を人体管腔に送達するための器械であって、
遠位部分と近位部分とを有するカテーテルと、
カテーテルの遠位部分に配置された、外面を有するバルーンと、
バルーン外面上に配置された複数のマイクロニードルとを備え、
前記マイクロニードルが、人体管腔に接触して生体活性物質を人体管腔に送達でき、
マイクロニードルの長手軸に沿って配置された少なくとも1つの溝を有する外面を有しており生体活性物質が前記溝に沿って送達されるマイクロニードル、または破裂可能なマイクロニードルから成る群から、前記マイクロニードルが選択され、
前記バルーンが、前記マイクロニードルに連通する内部区画を有し、これにより生体活性物質をマイクロニードルに送達し、
マイクロニードルが配置されるバルーン外面上には1cm2当たり約1×103〜約1×105個のマイクロニードルが存在する器械。 - 前記カテーテルが、内部を通る第1管腔を有し、前記バルーンの内部区画が、第1管腔に流体連通し、前記各マイクロニードルが、バルーンの内部区画に流体連通する管腔を有していて、生体活性物質がマイクロニードルの管腔を通じて人体管腔に送達される、請求項1に記載の器械。
- 前記カテーテルの第1管腔が、バルーンを膨張させ、かつ生体活性物質を送達するために使用される、請求項2に記載の器械。
- 前記第1管腔が生体活性物質を送達するために使用され、前記カテーテルがバルーンを膨張させるための第2管腔を有する、請求項2に記載の器械。
- 前記バルーンが、膨張管腔に流体連通した、バルーンを膨張させるための膨張区画をさらに有する、請求項2に記載の器械。
- 前記カテーテルが、内部区画に流体連通した、第2生体活性物質を送達するための第3管腔を有する、請求項4に記載の器械。
- 前記カテーテルが血液潅流用の第4管腔を有する、請求項6に記載の器械。
- 前記内部区画が、バルーンを膨張させ、かつ生体活性物質を送達するために使用される、請求項2に記載の器械。
- 生体活性物質を人体管腔に送達するための器械であって、
遠位部分と近位部分とを有するカテーテルと、
カテーテルの遠位部分に配置された、外面を有するバルーンと、
バルーン外面上に配置された複数のマイクロニードルとを備え、
前記マイクロニードルが、人体管腔に接触して生体活性物質を人体管腔に送達でき、前記バルーン外面がバルーン壁の一部であり、マイクロニードルが前記バルーン壁を通って突き出るような形で、バルーン壁に取り付けられたプレート上にマイクロニードルが配置されている器械。 - バルーンの収縮時にマイクロニードルが引っ込み、バルーンの拡張時にマイクロニードルがバルーン壁を通って突き出ることができるような形で、前記プレートがバルーンに取り付けられている、請求項9に記載の器械。
- 第2生体活性物質がバルーン外面を覆っている、請求項1に記載の器械。
- 前記カテーテルが内部を通る第1管腔を有し、前記内部区画が第1管腔に流体連通しており、前記各マイクロニードルが内部区画に流体連通する管腔を有していて、生体活性物質を内部区画からマイクロニードルの管腔を通じて人体管腔に送達できる、請求項1に記載の器械。
- 前記バルーン外面がバルーン壁の一部であり、前記カテーテルが内部を通る第1管腔を有し、前記バルーンが第1管腔に流体連通する内部区画を有し、前記バルーン壁に複数の孔が含まれていて、生体活性物質が孔を通じて人体管腔に送達される、請求項1に記載の器械。
- 前記バルーン壁が内層および外層を備えており、前記複数の孔が外層に配置されている、請求項13に記載の器械。
- 生体活性物質が内層と外層の間に配置されている、請求項14に記載の器械。
- 生体活性物質を人体管腔に送達するための器械であって、
遠位部分と近位部分とを有するカテーテルと、
カテーテルの遠位部分に配置された、外面を有するバルーンと、
バルーン外面上に配置された複数のマイクロニードルと、
内面および複数のポートを有するシースとを備え、
前記マイクロニードルが、人体管腔に接触して生体活性物質を人体管腔に送達でき、
バルーンが拡張するとマイクロニードルがポートを通って突き出るような形で、且つシースがバルーンの外面の少なくとも一部を残した形で前記シースがバルーンを囲む器械。 - バルーンが拡張するとシースが拡張し、バルーンが収縮するとシースが圧潰するような形で、シースがバルーンに取り付けられている、請求項16に記載の器械。
- バルーンが収縮した状態にあるときにはマイクロニードルがバルーン外面に沿って置かれ、バルーンが拡張した状態にあるときにはマイクロニードルが直立してバルーン外面から突き出るようになる、請求項16に記載の器械。
- 前記シースが、バルーンが拡張するときにマイクロニードルをポート内に案内できる複数のマイクロニードル・チャンネルを備える、請求項16に記載の器械。
- 前記シースがメッシュ材料でできている、請求項16に記載の器械。
- バルーンが膨張するときにマイクロニードルで穴を開けられることによって前記シースのポートが作られる、請求項16に記載の器械。
- 生体活性物質を人体管腔に送達するための器械であって、
(a)遠位部分と、近位部分と、内部を通る第1管腔とを有するカテーテルと、
(b)カテーテルの遠位部分に配置されたバルーンと、
(c)トリガ源とを備え、
前記バルーンが、カテーテルの第1管腔に流体連通する内部区画と、複数のマイクロニードルがその上に配置された外面と、内面とを有しており、前記マイクロニードルが、内部区画に流体連通する管腔を有し、また破裂可能であり、前記バルーン外面が、バルーン壁の一部であり、かつマイクロニードルが、バルーン壁を通って突起するように、バルーン壁内面と接触したプレート上に配置されており、
前記トリガ源が、作動時にマイクロニードルを破裂させることにより、生体活性物質をバルーンの内部区画からマイクロニードル管腔を通じて人体管腔に送達する器械。 - 前記トリガ源がカテーテルの近位部分に配置されている、請求項22に記載の器械。
- 前記トリガ源が、衝撃波、超音波エネルギー、ならびに着脱可能なコイルへの供給用のエネルギー源から成る群から選択される、請求項22に記載の器械。
- 前記トリガ源が衝撃波である、請求項24に記載の器械。
- 前記内部区画がカテーテルに流体連通していない、請求項1に記載の器械。
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