JP5453299B2 - 軸線方向に間隔を空けて配置された２つのバルーンの間に膨張用連通部を有する薬剤送達カテーテル - Google Patents

Description

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なし

本発明は、医療装置の分野に関し、より詳しくは、冠状性あるいは末梢性の血管系への薬剤送達といった、診断上のあるいは治療上の処置を行うべく患者の身体管腔内に挿入するように構成された、ニードルカテーテルあるいは他の細長い装置のようなカテーテルに関する。

血管系の様々な部分への治療用薬剤の送達は、血管系の疾患を治療する効率的な方法であることが示されてきた。様々な薬剤を送達することができるが、この薬剤には抗増殖性、抗炎症性、抗新生物性、抗血小板性、抗凝固性、抗フィブリン剤、抗血性、細胞分裂阻止性、抗生物質、抗アレルギー性物質および抗酸化性の化合物が含まれる。血管の病んでいる部分を治療するために、これらの薬剤は、病んでいる部分に隣接する血管壁の内部に、および／またはその血管の周囲の空間内に直接送達することができる。間葉系幹細胞の送達といった血管再生療法は、冠状血管を取り囲んでいる組織のような血管系のある部分への生物学的材料ボーラスの送達を必要とする。局所的な送達は、全身系への送達とは対照的に、全身系への投与に比較して全体的なレベルがより低い薬剤を投与するにもかかわらず特定の部位に集中させるという点において好ましい治療方法である。その結果、局所的な送達は、副作用をより少なくしつつ、より有効な結果を達成する。

血管系の病んでいる領域への経皮的な薬剤送達のために、様々な方法および装置が提案されてきたが、そのなかには所望の薬剤を組織に送達するためにカテーテルから出て血管壁の内部に向かうように構成されたニードルを有したカテーテルが含まれる。

患者の曲がりくねった末端の血管系内に薬剤送達カテーテルの末端を適切に配置するためには、薬剤送達のために必要な構造部品をカテーテルの操作可能な末端に有するにもかかわらず、カテーテルの末端部分は好ましくは小さくかつ柔軟でなければならない。しかしながら、多くの場合に、良好な送達性（すなわち、曲がりくねっている患者の血管系の内部において所望の位置へと追従する能力）を有しつつ、必要とされる操作可能な端部を設けることを困難にする、考慮すべき競合問題が存在している。

本発明は、軸線方向に間隔を空けて配置された２つあるいはより多くのバルーンと、これらの２つのバルーンの間に流体的な連通をもたらす膨張用連通部とを備える薬剤送達カテーテルに向けられている。本発明のカテーテルは、全般的に、近位側バルーン、遠位側バルーン、および膨張用連通管腔を画成するチューブを備え、このチューブは、近位側および遠位側のバルーンの膨張可能な内側部分の各部に配置されるとともに、それらの間で延び、かつ近位側バルーンの内部にある近位側ポートと遠位側バルーンの内部にある遠位側ポートとを有しており、その軸の遠位側バルーンの内部を近位側バルーンの内部と流体的に連通させることによって遠位側バルーンの膨張をもたらすようになっている。

目下のところ好ましい実施形態においては、本発明のカテーテルは、ニードルを有するニードルカテーテルであり、そのニードルはカテーテル軸のニードル挿通管腔内にスライド自在に配設されるとともに、格納された状態と、患者の身体管腔の壁の内部の注入部位に薬剤を送達するべくニードル挿通管腔のニードル挿通ポートを通って長く延びた状態とを取る。これらのバルーンはニードル挿通ポートのいずれかの端部上にあり、したがってバルーンの間で延びる膨張用連通チューブは、カテーテル軸のニードル挿通ポートの近位側の位置から遠位側の位置へと延びる。

膨張用連通チューブの長さの少なくとも一部分は、軸の外側表面上にあり、任意的には少なくとも部分的に軸の内部に埋設される。膨張用連通チューブは、各バルーンの膨張可能な内側部分の少なくとも一部に延びるが、目下のところ好ましい実施形態においては、各バルーンの膨張可能な内側部分の長さの実質的に全体（すなわち、その長さの全体あるいは少なくとも大部分）にわたって螺旋状に延びる。チューブの端部にあるおよび／またはチューブの側壁にあるポートは、軸の膨張用管腔からの膨張用流体が、膨張用連通チューブの管腔内に流入するとともに、膨張用連通チューブの管腔から遠位側バルーンの内部へと流出するようにする。しかしながら、目下のところ好ましい実施形態においては、膨張用連通チューブは、バルーンあるいは患者の解剖学的構造にある形態の損傷（例えば穴明け）を生じさせるというチューブのリスクを防止しあるいは最小化するように構成される。加えて、膨張用連通チューブは、好ましくは、非常に柔軟で送達性の高いカテーテルの製造を容易にしつつ、膨張用流体の遠位側バルーンへの比較的速い移動をもたらすように構成される。本発明のこれらのおよび他の利点は、以下の詳細な説明および例示的な図面からより明らかとなる。

近位側および遠位側のバルーンとそれらの間で螺旋状に延びている膨張用連通チューブとを備える、本発明の特徴を具現化しているニードルカテーテルの要部破断立面図。 図１の破断線２−２に沿った断面図。 図１の破断線３−３に沿った断面図。 図４は、近位側および遠位側のバルーンの間のカテーテル軸に沿ってかつ各バルーンの膨張可能な長さの一部分のみに沿って螺旋状に延びる膨張用連通チューブを備える、本発明の特徴を具現化している他の実施形態のカテーテルの遠位側部分を示す図。 図４の破断線５−５に沿った断面図。 近位側および遠位側のバルーンの間のカテーテル軸に沿ってかつ各バルーンの膨張可能な長さの一部分のみに沿って概ね軸線方向に延びる膨張用連通チューブを備える、本発明の特徴を具現化している他の実施形態のカテーテルの遠位側部分を示す図。 図６の破断線７−７に沿った断面図。

図１にその要部破断立面図が示されている、本発明の特徴を具現化している薬剤送達カテーテル１０は、全般的に、近位端、遠位端、遠位側の軸部分を有する細長いカテーテル軸１１と、この軸の近位端からカテーテルの遠位端よりも近位側に配置された遠位端１３へと、遠位側に延びる膨張用管腔１２と、その内部に中空のニードル１６をスライド自在に収容するとともに少なくとも１つのニードル挿通ポート１５を有しているニードル挿通管腔１４と、ニードル挿通ポート１５より近位側に配置された膨張可能な内側部分を有している、遠位側の軸部分上にある近位側バルーン１７と、ニードル挿通ポート１５より遠位側に配置された膨張可能な内側部分を有している、近位側バルーンより遠位側の軸上にある遠位側バルーン１８と、ニードル挿通ポート１５より近位側の位置から遠位側の位置へ、バルーン１７、１８の膨張可能な内側部分の間で延びる、膨張用連通管腔２０を画成しているチューブ１９とを備えている。近位側バルーン１７は、膨張用管腔１２の遠位端１３に隣接しつつ軸１１に対し密封的に固着されて、その膨張可能な内側部分は膨張用管腔１２と流体的に連通している。膨張用連通チューブ１９は、近位側バルーンの内部にある近位側ポート２１と遠位側バルーンの内部にある遠位側ポート２２とを有して、遠位側バルーン内部を近位側バルーンの内部に流体的に連通させており、それによって遠位側バルーン１８の膨張をもたらすようになっている。カテーテルの近位端にある近位側ハンドル組立体３２は、（薬剤、バルーン膨張用流体、および／または洗浄用流体をカテーテルの管腔内に流すための）流体供給源と連結されるように構成されるとともに、ニードル挿通管腔１４へのアクセスを提供し、かつ典型的には、ニードルの延出、格納、および選択的に回転方向の方向付けを制御するように構成されている。具体的には、ニードル１６の近位端にある近位側ハンドルは、中空ニードル１６の管腔２３を通ってニードル１６の鋭い遠位側の先端部分へと薬剤を流れるようにすべく、薬剤供給源（図示せず）に取り付け得るように構成されている。また、その軸の近位端に固定されている近位側Ｙ字アームアダプタは、サイドアームポート３３を有しており、バルーン１７、１８を膨張させるための膨張用管腔１２に膨張用流体供給源（図示せず）を接続して流体的に連通させるように構成されている。追加のサイドアームのポートは、ニードル外筒管状部材４３の周りの環状空間およびニードル１６の周りの環状空間を洗浄するために用いることができる。

カテーテル１０は、小さな輪郭形状で（図示せず）、患者の血管の内部に経皮的に導入されて前進するように構成されている。このとき、患者の身体管腔３０の内部における所望の注入部位にポート１５を配置するために、バルーン１７、１８は収縮して選択的に折り畳まれるとともに、ニードル１５の遠位端は軸１１内に後退している。所望の注入部位においては、バルーンが膨張するとともに、ニードルの遠位端がスライドしてポート１５から身体管腔の壁の内部へと延出し、薬剤がニードルから組織（例えば、血管の壁および／または血管の周囲の空間の内部に）へと送達される。ニードルの遠位端は、膨張したバルーンの外側輪郭を越えて半径方向に延びるが、このカテーテルは典型的に、例えばカテーテル１０にニードルストッパ部材（図示せず）を設けることにより、ニードル１６が設定された限られた距離だけ軸１１から延出するように構成されている。図１に示されているように、バルーンが身体管腔の壁に対して膨張するとともに、ニードル１６が身体管腔３０の壁の内部へと部分的に延びている。注入の後、ニードル１６を軸１１の内部に後退させると、（典型的にバルーン１７、１８を収縮させた状態で）カテーテル１０を再配置し、あるいは薬剤送達の処置が終了した後に身体管腔３０から最終的に取り除くことができる。

図１の実施形態においては、軸は、外側管状部材４０と、この外側管状部材の内側に延びる内側管状部材４１と、延長内側管状部材４２と、内側管状部材４１および延長内側管状部材４２の内部に配設されたニードル外筒管状部材４３とを備えている。膨張用管腔１２は、外側管状部材４０の内側にあり、より具体的には、図１中の破断線２−２に沿った断面図である図２に最も良く示されているように、内側管状部材４１と外側管状部材４０との間の環状空間となっている。膨張用管腔１２は、軸の単一の膨張用管腔であり、バルーンは同時に（すなわち、互いに独立してではなく）膨張するように構成されている。近位側バルーン１７は、外側管状部材４０の遠位端に密封的に固着された近位側スカート部分と内側管状部材４１の遠位端に密封的に固着された遠位側スカート部分とを有しており、膨張用管腔１２が近位側バルーン１７の膨張可能な内側部分に開口して近位側バルーン１７の膨張可能な内側部分を軸の膨張用管腔１２とを流体的に連通させている。ここで留意されるべきことは、図２が、破断線２−２の遠位側にある身体管腔３０の空間を埋めている近位側バルーン１７の膨張部分を示しており、かつ図１中の破断線３−３に沿った断面図である図３が、断面図破断線３−３の遠位側にある身体管腔３０の空間を埋めている遠位側バルーン１８の膨張部分を示していることである。遠位側バルーン１８は、延長内側管状部材４２に密封的に固着された近位側および遠位側のスカート部分を有している。ニードル挿通管腔１４はニードル外筒管状部材４３の内側にあり、かつポート１５はニードル外筒管状部材４３の側壁にある。ニードル外筒管状部材４３は、柔軟でコイル状の遠位チップ４４を具備して閉じた遠位端を有しており、ニードル挿通管腔１４は出口のない（閉鎖して終端する）管腔となっている。好ましくは、この管腔１４は、ポート１５の遠位側が材料で充填されており、空気による塞栓および／または血塊がこの管腔１４の遠位側部分の内部に形成されることを防止するとともに、ニードル１６の遠位端ポート１５からの確実な前進を容易にするための傾斜をもたらしている。

図１の実施形態においては、このカテーテル１０はオーバーザワイヤ（ＯＴＷ）タイプのカテーテルであり、内側管状部材４１および延長内側管状部材４２は、ニードル外筒管状部材４３をその内部にスライド自在に受け入れるように構成されたワイヤ管腔４５をその内側に画成している。あるいは、本発明のカテーテルは、以下に詳述するような固定ワイヤタイプの軸設計とすることもできる。図１の実施形態においては、典型的にカテーテル１０が身体管腔３０の内部の所望の位置へとガイドワイヤ（図示せず）上を前進し、次いでガイドワイヤをワイヤ管腔４５から引き抜き、かつ図１に示されているように２つのバルーン１７、１８の間にニードル挿通ポート１５が配置されるまで（ニードル１６をニードル挿通管腔１４内に後退させつつ）ニードル外筒管状部材４３をスライドさせて前進させる。バルーン１７、１８のスカート部分上のマーカ帯４８のような放射線不透過性のマーカは、典型的にニードル外筒管状部材４３上（例えば、ポート１５のいずれかの端部）に設けられる１つあるいはより多くの選択的な追加の放射線不透過性マーカ（図示せず）と共に、医師が蛍光透視法下において２つのバルーン１７、１８の間の所望の位置へとポート１５をスライドさせて配置することを容易なものとする。これらのマーカ４８はまた、身体管腔３０内の所望の治療部位に隣接させてバルーンを配置するために有用である。延長内側管状部材４２の近位端は内側管状部材４１の遠位端から遠位側に間隔を空けて配置され、それによってこの軸に軸線方向の隙間部分４６を形成し、遠位側バルーン１８および延長内側管状部材４２が膨張用連通チューブ１９のみによって内側管状部材４１および近位側バルーン１７と固定的に接続されるようにしている。膨張用連通チューブ１９は、軸線方向の力およびトルクを伝達するのに充分な剛性を有しており、延長内側管状部材４２が内側管状部材４１と力およびトルクを伝達する関係にあることを確実なものとして、患者の曲がりくねった血管内でのカテーテルの操作を容易にしている。一つの実施形態において、カテーテル軸は、トルク伝達性を改良するように構成された小さなワイヤのような補強部材によって補強される。内側管状部材４１は、近位側バルーン１７の膨張可能な内側部分の内部にあるその遠位端の部分に少なくとも沿って、典型的に、延長内側管状部材４２の内径および外径とそれぞれほぼ等しい内径および外径を有している。いくつかの実施形態において、特にニードル外筒の外径が所望のＯＴＷガイドワイヤの外径より実質的に大きい場合には、延長内側管状部材４２の遠位側の部分を図１に示したものより長くすることもできるし、ＯＴＷガイドワイヤによりフィットするように遠位側に減少する内径およびテーパ状の外径を有してＯＴＷ法でカテーテルを挿入する間における非外傷性を改良した遠位端をもたらすことができる。

膨張用連通チューブ１９は、遠位側バルーン１８を膨張させるために、（膨張用管腔１２による流体的な連通によってはありえない）近位側バルーン１７から遠位側バルーン１８へと膨張用流体が流れる流路をもたらす。図１の実施形態においては、膨張用連通チューブ１９の長さの一部分だけが、軸１１の外側表面上に延びている。具体的には、膨張用連通チューブ１９は、内側管状部材４１の一部の外側表面に沿って延びる近位側の部分と、延長内側管状部材４２の一部の外側表面に沿って延びる遠位側の部分とを有している。膨張用連通チューブ１９は、典型的に、延長内側管状部材４２の全長より短く延びるが、それに代えてその全長に沿って延びることもできる。膨張用連通チューブ１９の中間部分は、軸の隙間部分４６に沿って延びている。その結果、膨張用連通チューブ１９は、その中間部分においては、軸のうちその下側にある部分に接合されていない（すなわち、ニードル外筒管状部材４３の部分は、２つのバルーン１７、１８の間にスライド自在に配設されている）。図１の実施形態においては、膨張用連通チューブ１９の中間部分は、２つのバルーン１７、１８の間で、ニードル外筒管状部材４３の外側表面から半径方向に間隔を空けて配置されて、図３に最も良く示されているように、露出した内側表面２５および露出した外側表面２６を具備した自由な巻きコイル部分となっている。

膨張用連通チューブ１９が存在することによって軸の遠位側部分における剛性が不利に増加することを防止しあるいは最小化するために、膨張用連通チューブ１９は好ましくは螺旋状に延びている。本明細書で用いる「螺旋状」という用語は、（例えば、カテーテルの軸線の周りに意図的に螺旋を描きあるいは湾曲するよう導かれることなしに）実質的に真っ直ぐに延びる、軸線方向に芯合わせされた部材とは対照的に、コイルの形態のような螺旋構造を指す、と理解されるべきである。いくつかの実施形態においては、膨張用連通チューブ１９のピッチおよび／またはコイル径を、その軸線方向の位置に基づいて調整することができる。膨張用連通チューブ１９は、図１の実施形態においては、近位側バルーン１７の膨張可能な内側部分の近位側から遠位側バルーン１８の膨張可能な内側部分の遠位側へと螺旋状に延びるとともに、より具体的には、近位側バルーンの近位側のスカート部分と半径方向に芯合わせされた近位側の部分と、遠位側バルーンの遠位側のスカート部分と半径方向に芯合わせされた遠位側の部分とを有している。その結果、バルーン１７、１８の端部でねじれることに抵抗する、カテーテルの改良された送達性のための剛性のスムーズな変化がもたらされる。加えて、近位側および遠位側のバルーン１７、１８の膨張可能な内側部分の全長に沿って螺旋状に延びる膨張用連通チューブ１９は、軸の引っ張り破断強さ（例えば、このチューブ１９を軸の組立部分４１および４２から切り離すために必要な力）を高めるとともに、曲げの間に膨張部分の全体にわたって軸のワイヤ管腔を支持することによって、遠位側の内側管状部材４１あるいは延長管状部材４２の潰れあるいはねじれのリスクを減少させる。しかしながら、膨張用連通チューブ１９の端部は、バルーンのスカート部分の近位側あるいは遠位側に配置することもできる。軸の隙間部分４６に沿った少なくとも２つの隣接する巻きコイル部分は、弛緩した状態では十分に間隔を空けて配置されていて、少なくとも軸の隙間部分４６に沿ってニードル１６が延びる経路をもたらす。少なくとも一つの実施形態においては、軸の隙間部分４６に沿ったチューブ１９の巻コイル部分は、ばねのように作動するとともに、例えば血管に通したカテーテルを押す間に負荷される力の下では湾曲および短縮によって変形する。チューブ１９の巻きコイル部分は、ユーザが押す力あるいは引く力を負荷しない位置に達すると、曲がった血管構造に対して少なくとも部分的に非外傷的に追従するとともに、ニードル１６を延出できるように巻コイルの間に十分な分離を保つようになっている。したがって、カテーテルを血管に通して押すときに、少なくとも一つの実施形態における膨張用連通チューブ１９の螺旋状の巻きコイル部分は、軸の隙間部分４６に沿って長手方向に不都合に（かなりの量で）つぶれないようになってはいるものの、巻きコイル部分の軸線方向のある程度の潰れは予想され、かつこのある程度の潰れはカテーテルの柔軟性および送達性の改善をもたらす点で有利である。加えて、螺旋状に延びている膨張用連通チューブ１９は、好ましくは十分に固い巻コイル部分として形成され、トルクを伝達するとともに、カテーテルを操作する間にカテーテルの近位端にトルクが負荷されたときに、軸の隙間部分４６に沿ったチューブ１９のコイル状の構造の締め付けあるいは巻き戻りを最小化するようになっている。しかしながら、ここで留意されるべきことは、ＯＴＷの実施形態においては、既に所定の位置にあるＯＴＷガイドワイヤ上でカテーテルを押すことによってカテーテルを簡単に配置することができるので、カテーテル全体のトルク負荷／回転が必要でありあるいは望ましいということはありそうもないということである。固定ワイヤタイプの実施形態のほとんどにおいては、所望の部位への挿入の間に所望の血管分岐を選択するべく、普通はわずかに曲がっているカテーテルの遠位側の先端部を回転させるために、カテーテルの全体が回転しなければならない。しかしながら、1つの固定ワイヤタイプ構造においては、膨張の間に所望の血管分岐を選択するべくチップ４４を回転させるために、ニードル外筒管状部材４３とその内部のニードル１６が取り付け部品である組立体のみを回転させる必要があり、かつこのカテーテル組立体の最も外部の管状部材は解剖学的構造に対して回転しない（より外傷性でない固定ワイヤタイプ構造を提供する）。

軸１１上の膨張用連通チューブ１９のこの構造は、バルーン１７、１８の膨張可能な内側部分の中で露出しているチューブが険しく、鋭い縁を持つことを回避することにより、好ましくは、バルーンあるいは患者の解剖学的構造に穴を開けあるいは損傷を与えるリスクを予防し若しくは抑制する。図１の実施形態においては、膨張用流体は（膨張用流体の流れを矢印で示したように）チューブ１９の側壁にあるポート２１、２２を通って、膨張用連通チューブ１９の管腔２０に流入しかつ流出する。チューブ１９の近位端および遠位端は閉じており、かつ側壁ポート２１、２２は、バルーンの壁を傷付ける大きなリスクを引き起こさない滑らかな縁を形成するために、例えば回転切削あるいは研磨の工具を用いて、膨張用連通チューブ１９の壁をそぎ落としあるいは穴を削り出すことによって形成することができる。膨張用連通チューブ１９は、一つの実施形態においては、内側管状部材４１および延長内側管状部材４２の外側表面に少なくとも部分的に埋め込まれ、チューブ１９に沿った軸１１との平滑な境界部分を作り出し、バルーンあるいは患者の解剖学的構造に傷をつけるリスクを大幅に緩和する。例えば、少なくとも一つの実施形態においては、チューブ１９は、身体管腔３０の内部においてカテーテル１０を操作する間にその軸の収縮したバルーン長さが身体管腔３０の壁に接触した場合に、さもなければバルーンの壁および／または患者の身体管腔３０の壁を傷付け得る局所的な応力縁を形成する、相対的に小さい、ワイヤ状の直径を有している。チューブ１９の縁を滑らかにするために用いる他の方法には、熱成形、接着ビードの付加等が含まれる。図１の実施形態においては、膨張用連通チューブ１９のうち、内側管状部材４１および延長内側管状部材４２上にある近位側および遠位側の部分の全長は、それらの外側表面に部分的に埋められ、かつチューブ１９はその外径より小さい量で軸の隣接部分の外側表面を越えて半径方向に延びる。図２に示したように、チューブ１９はその高さの約半分が内側管状部材の壁に埋められているが、チューブ１９は、完全に埋め込むことを含めて、より大きいあるいはより小さい度合いで埋め込むことができ、チューブが内側管状部材の隣接部分の外側表面と面一でありあるいはそれを越えては延びないようにすることができる。一つの実施形態において、チューブ１９は、内側管状部材４１、４２とは別に形成される。例えば、チューブ１９は、溝付のマンドレル上に所望のコイル形状で拘束されあるいは巻き付けられ、かつ加熱されて所望の形状に設定される、ニッケルチタンチューブから形成することができる。次いで、コイル巻きされたチューブ１９は、（螺旋形状の）チューブを内側管状部材４１、４２の外径（ＯＤ）上に押し付けるとともに、部材４１、４２のうち影響を受ける長さの部分の内径を低摩擦性のマンドレルで支持し、部材４１，４２の外径上に押し付けている間にチューブ１９を変形させることによって軸に埋め込むことができる。この組立体は、典型的に、管状部材４１、４２のポリマーの壁を軟化させるのに十分な高い温度にさらされて、変形させたチューブ１９の力が部材４１、４２の外壁を変形させるようにし、次いで低摩擦のマンドレルが取り除かれる。いくつかの実施形態においては、より確実にコイル１９を部材４１、４２上に接合する加熱の前に、コイル１９と部材４１、４２との間の境界部分の上に（例えば、液体の形態で付加され、チューブあるいは切断したチューブの形態で配置され、部材４１、４２の外形状に共押し出しされる）Primacore（登録商標）のようなホットメルト接着剤を用いることができる。いくつかの実施形態においては、部材４１、４２へのチューブ１９の押圧を助けるための、かつ部材４１、４２上に平滑な外側表面を形成することを助けるための加熱の前に、熱収縮材を組立体の上に配置するとともに、加熱／成形の後にこの熱収縮材をこの組立体から取り除く。しかしながら、膨張用連通チューブ１９および／または管腔２０を提供する、インサート成形あるいは圧縮成形のような成形技術を含む、様々に適切な方法を用いることができる。チューブ１９の端部は、その端部の管腔２０を押し潰すためにチューブを平らにするとともに、このチューブの潰れた内側表面を選択的に接合し、あるいは例えばチューブ１９の端部の内径に接着剤を付加して充填することによってチューブ１９の端部を塞ぐことにより、閉じることができる。チューブ１９の閉じた端部は、内側管状部材４１、４２の壁に好ましくは完全に埋め込まれ、および／または（例えば、バルーンのスカート部分によって）覆われて、チューブ１９の端部が解剖学的構造に露出して傷付きを生じさせないことを確かなものとすることを助ける。膨張用連通チューブ１９と内側管状部材４１、４２の間の接触面積を増加させることにより、膨張用連通チューブ１９の埋め込みは軸の全体的な接合強さおよび引張強さを改良する。さらに、膨張用連通チューブ１９の（部分的な、あるいは完全な）埋め込みは相対的に小さい輪郭の遠位側軸部分を提供し、カテーテルの送達性を改善する。加えて、膨張用連通チューブ１９を埋め込むことにより、軸に埋め込まれない膨張用連通チューブに対して管腔２０のサイズをより大きくすることができるとともに、遠位側軸部分を小さい輪郭に維持することができる。

図１に示されているポート２１、２２はバルーン１７、１８の長さの中央に配置されているが、他の実施形態においては、ポート２１、２２を図１の実施形態に示されている位置よりも近位側あるいは遠位側に配置することができる。一つの実施形態においては、ポート２１が近位側バルーン１７の遠位端に隣接した巻コイル部分にあり、かつポート２２が遠位側バルーン１８の近位側の端部に隣接した巻コイル部分にあって、バルーン１７、１８の間のチューブ１９の内部の流体経路の長さを短縮させる。ポート２１、２２に隣接して管腔２０内にプラグを設け、さもなければ管腔２０を閉じて、管腔２０内の流体の流れあるいは圧力がチューブ１９の閉じた／埋め込まれた端部の構造に応力を加えることを防止することができる。

膨張用連通チューブ１９は、ニードルが軸から患者の身体管腔３０の壁へと延びるときに、ニードルに対して支持をもたらす。詳しくは、ニードルは血管壁に接触するときにカテーテルの本体上に反力を生じさせるが、それはカテーテル軸が血管の壁から離れるようにし、血管の穿き刺しをより困難にする。膨張用連通チューブ１９は、軸のこの不利な不安定さを制限し、所望の注入部位への薬剤の正確な送達を容易にする。例えば、図１の実施形態において、このニードルの反力負荷が、膨張用連通チューブ１９の巻コイル部分の下側半分に接触するようにニードル外筒管状部材４３を押圧するものである場合には、膨張用連通チューブ１９によりもたらされる支持が、ニードル外筒管状部材４３がさらに曲がりあるいは湾曲して注入部位から離れる量を制限する。一般的に、ニードルの穿通力は身体管腔３０の壁で支えられるが、この力は、身体管腔の壁に対するバルーン１７、１８の接触領域により、身体管腔の壁の比較的大きい領域にわたって分散され、身体管腔の壁に対する傷付きが最小化される。

膨張用連通チューブ１９の巻コイル部分は、チューブの近位端から遠位端まで、好ましくは、典型的に少なくとも約０．５〜約５ｍｍ、より具体的には約０．３〜約１ｍｍの長さで間隔を空けて配置され、それによってチューブ１９に沿った柔軟性をカテーテルにもたらしている。一つの実施形態においては、巻コイルのピッチは、膨張用連通チューブの長さに沿って変化する。例えば、約２〜約５ｍｍの第１のピッチは、バルーンの膨張可能な内側部分に沿った高い柔軟性をもたらすが、バルーンの膨張可能な内側部分の間での約０．５〜約２ｍｍという第２のより小さいピッチ（すなわち、巻コイル部分がより小さい距離で間隔を空けて配置されるということ）は、ニードル１６を延出させる間にニードル外筒管状部材４３に所望のレベルの支持をもたらすように構成される。一つの実施形態においては、約０．７〜約１ｍｍという第１のピッチは近位側の部分に沿っているが、約０．３〜約０．７ｍｍという第２のより小さいピッチは軸線方向の隙間部分４６から遠位側にあり、延出したニードルを受け入れるのに充分な隙間をもたらしている。

ＯＴＷの実施形態について主に述べてきたが、図１のカテーテルは、それに代えて固定ワイヤタイプの装置として構成することができる。

図４は、本発明の特徴を具現化している代替案のカテーテル５０の遠位側部分を示している。図４の実施形態において、軸５１は基本的にニードル外筒管状部材４３および外側管状部材４０を備えている。そして、このカテーテルは、最終的な位置決めの間にその（一般的に湾曲している）遠位側のチップに所望の血管分岐を選択させるべく、カテーテル全体を回転させることによって身体管腔３０内の所望の治療部位に配置される固定ワイヤタイプの装置である。図１の実施形態とは異なり、膨張用管腔５２は、外側管状部材４０とニードル外筒管状部材４３との間の環状空間であり、かつ膨張用連通管腔６０を画成している膨張用連通チューブ５９はニードル外筒管状部材４３の外側表面に固着されている。ニードル外筒管状部材４３は、外側管状部材４０の内側で、カテーテル５０の近位端へと延びている。近位側バルーン５７は、外側管状部材４０の遠位端に密封的に固着された近位側スカート部分と、ニードル挿通ポート１５より近位側でニードル外筒管状部材４３に密封的に固着された遠位側スカート部分とを有しており、膨張用管腔５２が近位側バルーン５７の膨張可能な内側部分に開口している。遠位側バルーン５８は、ポート１５の遠位側でニードル外筒管状部材４３に密封的に固着された近位側および遠位側のスカート部分を有している。このカテーテル５０は、典型的に、患者の解剖学的構造内に予め導入された案内カテーテル（図示せず）の管腔内でスライドして前進することによって身体管腔３０内の所望の部位に送達されるとともに、案内カテーテルの遠位端から進出して上述したような最終的な位置決めを達成する（血管の他の部分においては、案内カテーテルを用いることなくカテーテルは導入器に直接挿入される）。

図４は、近位側および遠位側の膨張したバルーン５７、５８と、ニードル外筒管状部材４３の側壁にあるポート１５を出てニードル挿通管腔１４から部分的に延出したニードル１６とを示している。図４の実施形態においては、膨張用連通チューブ５９の長さは比較的短く、バルーン５７、５８の膨張可能な内側部分の全体ではなくその一部に延びており、かつチューブ５９の端部は、バルーン５７、５８の反対側の端部よりも、バルーン５７、５８のニードル挿通ポート１５に隣接する端部により近くなっている。膨張用連通チューブの長さを最小化することは、バルーンの膨張／収縮時間を最小化する。加えて、図示の実施形態においては、膨張用連通チューブ５９は軸５１（すなわち、ニードル外筒管状部材４３）に埋め込まれていない。むしろ、膨張用連通チューブ５９は、ニードル外筒管状部材４３の外側表面に接合されるとともに、ニードル外筒管状部材４３の外側表面を越えて、実質的にチューブ５９の外径の全体に等しい量で半径方向に延びている。比較的に肉厚が薄く、かつ一つの実施形態においては金属から形成されるというニードル外筒管状部材の典型的な構造により、膨張用連通チューブ５９は、典型的に、その長さの全部あるいは一部に沿ってニードル外筒管状部材４３の外側表面には（完全にあるいは部分的にも）埋め込まれない。膨張用連通チューブ５９の開口端にあるポート６１、６２は、バルーンの膨張／収縮の間に、近位側バルーン５７および遠位側バルーン５８の膨張可能な内側部分の間で膨張用流体が流れるようにする。他の実施形態においては、膨張用連通チューブ５９は、バルーンの膨張可能な内側部分の長さの全体あるいは少なくともその大部分を通ってニードル外筒管状部材４３上に延びるとともに、図１の実施形態と同様に、閉じた遠位端と、チューブ５９の両端の間で間隔が空けられたサイドポートとを有している。図５は、図４の破断線５−５に沿った断面を示している。

図６は、本発明の特徴を具現化している他のカテーテル７０の遠位側の部分を示しているが、近位側バルーン７７および遠位側バルーン７８は、図４の実施形態と同様に、ニードル外筒管状部材４３に密封的に固着されており、かつ膨張用管腔７２は外側管状部材４０とその内側のニードル外筒管状部材４３との間の環状空間となっている。図６の実施形態においては、膨張用連通管腔８０を画成している膨張用連通チューブ７９は、ニードル外筒管状部材４３の外側表面に沿って、概ね軸線（長手）方向に延びている。この長手方向に延びる膨張用連通チューブ７９は、製造の容易さばかりでなく、より高い押込性、膨張／収縮のより早い応答時間、およびニードル外筒管状部材４３の壁にあるポート１５によって生じるねじれ点での耐ねじれ性をもたらす。図７は、図６の破断線７−７に沿った断面を示している。図６に示した実施形態においては、膨張用連通チューブ７９は、バルーン７７、７８の膨張可能な内側部分の全体ではなく部分的に延びる比較的短い長さを有しており、かつ図４の実施形態に関連して上述したように、その開口端にポート８１、８２を有している。あるいは、軸線方向に延びている膨張用連通チューブ７９は、バルーン７７、７８の膨張可能な内側部分の長さの全体あるいは少なくとも大部分にわたって延びることができるとともに、閉じた端部と、図１の実施形態と同様にチューブ７９の両端の間で間隔を空けて配置された側壁ポートとを有することができる。図６は、膨張して身体管腔３０の壁に接触しているバルーン７７、７８と、ポート１５から出てニードル挿通管腔１４から部分的に延びたニードル１６とを示している。バルーン７７、７８は、互いに十分に近くて、近位側バルーン７７の遠位側スカート部分および遠位側バルーン７８の遠位側スカート部分はニードル外筒管状部材４３のポート１５を有している部分に沿って延びており、かつニードル１６の横方向の出口のためにポート１５の部分に通路を形成するべく、バルーンのスカート部分の壁は典型的に切断されあるいは穴が明けられている。

患者の身体管腔の壁に薬剤を注入するための、カテーテル軸にスライド自在に配設されたニードルを備えたニードルカテーテルについて主に述べてきたが、ここで理解されるべきことは、本発明のカテーテルは、管腔に隣接してあるいはその近傍へと、カテーテル軸の薬剤送達ポートを通して患者の解剖学的構造に薬剤を注入することによる薬剤送達の提供を含む、様々な適切な用途のために構成し得るということである。本発明のカテーテルはまた、例えば血管のある部分からヘマトクリットおよび塞栓を吸い込むための吸引カテーテルあるいは塞栓保護装置として用いることもできる。図示の実施形態においては、バルーンが軸の外周の周りに同軸に膨張するが、カテーテル軸上に偏心させて取り付けられたバルーン（例えば、バルーンを膨張させる間にポート１５を血管壁に対して上向きに押圧することができるようにして、管腔壁へのニードル穿通長をより厳しく制御する偏心バルーン）、あるいはカテーテル軸の周りに螺旋状にあるいは曲線状に延びるバルーンを含む、様々な適切なバルーン構造を用いることもできる。図示の実施形態においては、各バルーンは、拡張した状態ではポートが身体管腔の壁から離れるように軸を配置するために、軸の外周の周りにかつ外側表面に沿って延びる半径方向に拡張する膨張構造となっており、拡張した状態ではニードルが身体管腔の壁から間隔を空けて配置されたポートを通ってスライドしてニードル挿通管腔を出るようになっている。好ましい実施形態においては、ニードル挿通ポート１５の部分の軸が、膨張したバルーンによって身体管腔３０の実質的に中心にあるように、バルーンが構成される。図示はしないが、本発明のカテーテルは、流体、例えば血液が膨張したバルーンの向こう側へと身体管腔３０内を流れるようにする灌流経路を提供して、薬剤送達処置の間に膨張したバルーンが身体管腔３０を完全には閉塞しないように構成することができる。

様々に適切な薬剤を、本発明のカテーテルおよび方法を用いて送達することができる。これらの薬剤は、典型的に冠状、神経血管性および／または他の血管系疾患の治療および／または診断を意図したものであり、かつ病気にかかった血管の一次的な治療として、あるいは血管形成術またはステント送達のような他の侵襲的な治療法に関連する二次的な治療として有益である。適切な治療上の薬剤には、血栓溶解薬、抗炎症性薬、抗増殖性薬、薬内皮機能を回復させるおよび／または維持する薬、その他が含まれるが、これらに限定されるものではない。ペプチド、タンパク質、オリゴヌクレオチド、細胞、その他を含む様々な生体活性薬剤を用いることができるが、これらに限定されるものではない。この薬剤は、典型的に再狭窄を治療する薬剤であるが、この薬剤は、病気にかかった血管に対する直接的な薬剤の送達による病気にかかった（閉塞した）血管の治療、あるいは隣接する心筋層、心膜嚢、および／または血管の周りの心膜空間内への薬剤の直接的な送達による心臓の心筋層の治療を含む、様々な治療の処置のために送達することができる。目下のところ好ましい実施形態においては、この薬剤は、ステロイドを含む抗炎症性薬剤、あるいはアポA‐１模倣ペプチド(ApoA1 mimetic peptides)、ＰＰＡＲ−αアゴニスト(PPAR-ALPHA agonists)を含む動脈の壁プラークからのコレステロールの引き抜き(cholesterol efflux)を誘起する薬剤である。一つの実施形態において、このカテーテルは、腎臓、脾臓、肝臓、または胃の組織、あるいは目標治療部位の近傍を通る血管を有した任意の身体臓器のような臓器組織に薬剤を送達するために用いられる。薬剤は、病変に隣接する臓器組織に直接的に送達することができる。適切な薬剤には、抗増殖性剤、消炎剤、抗悪性腫瘍薬、抗血小板物質、抗凝固剤、抗フィブリン剤、抗血栓剤、細胞分裂阻止性物質、抗生物質、抗アレルギー性物質、および抗酸化剤化合物が含まれる。例えば、一つの実施形態においては、このカテーテルは、腎臓組織に治療上の薬剤の微小粒子を送達するために用いられる。異なる臓器血管系の内部で作動する装置を製造するために、カテーテル装置の部品に対する変更、例えば典型的な冠状血管より小さいあるいは大きい身体管腔のために、装置の寸法を減少させあるいは増加させることが必要となり得る。治療上の薬剤に加えて、本発明では様々な診断薬剤を用いることができる。薬剤は、リポソーム、ポリマーソーム(polymerosomes)、ナノ粒子、微小粒子、脂質／ポリマーミセル、脂質および／またはポリマーと薬剤の錯体、その他を含む、様々に適切な処方および担体で提供することができる。

カテーテル１０、５０、７０の寸法は、カテーテルの種類、およびカテーテルが通過しなければならない動脈あるいは他の身体管腔の寸法といったファクターによって決まる。一例として、ニードル外筒管状部材は、典型的に、約０．０１４〜約０．０１６インチの外径、および約０．０１０〜約０．０１２インチの内径を有する。ニードル外筒管状部材４３をスライド自在に受け入れるように構成された軸の内側管状部材４１は、典型的に、約０．０２２〜約０．２６インチ（０．５６〜０．６６ｍｍ）の外径、および約０．０１６〜約０．０１８インチ（０．４１〜約０．４６ｍｍ）の内径を有する。外側管状部材４０は、典型的に、約０．０３６〜約０．０４０インチ（０．９１〜１．０ｍｍ）の外径、および約０．０２８〜約０．０３２インチ（０．７１〜０．８１ｍｍ）の内径を有する。この実施形態のバルーンは、全般的に、約４〜約６ｍｍの長さを有するとともに、約２．０〜約４．０ｍｍの最大外径へと半径方向に拡大する。典型的に、冠状動脈については、バルーンは約２．０〜約４．０ｍｍの最大外径へと半径方向に拡大するとともに、約８〜約３０ｍｍの長さを有する。カテーテルの全長は約１００〜約１５０ｃｍと変動し、典型的には約１４３ｃｍである。

膨張用連通チューブ１９、５９、７９は、典型的に、（薄肉および小さな輪郭を可能にする）ニッケルチタン合金あるいはステンレス鋼のような金属製のチューブ、あるいはポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン、およびそれらのコポリマー、あるいは複合材料のようなポリマー材料から形成されるとともに、接着剤および／または熱溶着によって軸に固着される。PRIMACOR（登録商標）のようなホットメルト接着剤は、ポリマー部品を金属製の膨張用連通チューブに固定するために有用である。ニードル外筒管状部材４３は、好ましくは、ニッケルチタン合金（NiTi）および／またはステンレス鋼のような金属から形成されるが、それに代えてあるいはそれに加えて、ポリアミド、ポリウレタン、シリコン改質ポリウレタン、フルオロポリマー、ポリオレフィン、ポリイミドのようなカテーテル軸の構造に一般的に用いられる適切な樹脂材料から形成することができる。一つの実施形態においては、ニードル外筒管状部材４３は、ニチノール製の遠位側部分に接続されたステンレス鋼製の近位側部分を有している。一つの実施形態においては、ニードル１６は、ステンレス鋼製の近位側部分に接続されたニッケルチタン製の遠位側部分を有するが、それに代えて、ニードルは、ポリマー材料を含む単一材料の管状部材から形成することもできる。

軸の管状部材は、従来技術、例えばポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリエステル類、ポリアミド、ポリイミド、ポリウレタン類および複合材料のような、すでに血管内カテーテルに有用であることが判っている材料を押出加工および口締加工することによって形成することができる。様々な部品は、溶着あるいは接着剤の使用といった従来の接合方法を用いて接続することができる。カテーテル軸の設計において従来知られているような、単一あるいは複数の層または管材料の部分から形成された１つ若しくは複数の管状部材を含む、様々に適切な軸構造を用いることができる。

ニードル外筒管状部材の内側からニードルが延びるカテーテルについて主に述べてきたが、膨張用連通チューブを備える本発明のカテーテルは、様々に適切な軸設計とすることができる。加えて「カテーテル」という用語は、患者の血管を通って経皮的に前進するように構成された全般的に細長い構造を有する様々な装置設計を指すものとして理解されるべきである。ある種の好ましい実施形態に関して本発明を説明したが、その範囲を逸脱することなく様々な変更および改良を本発明になし得ることは当業者にとって明らかである。さらに、本発明の一実施形態における個々の特徴について述べあるいはその一実施形態の図面に示し、他の実施形態についてはそのようにしなかったが、一つの実施形態の個々の特徴を、他の実施形態の一つあるいはより多くの特徴または複数の実施形態における特徴と組み合わせ得ることは明らかである。

Claims (13)

1. 患者の身体管腔の壁の注入部位に薬剤を送達するべく構成された薬剤送達カテーテルにおいて、
   ａ） 細長い軸であって、近位端と、遠位端と、前記軸の前記近位端から前記軸の前記遠位端より近位側に配置された遠位端へと遠位側に延びる膨張用管腔と、その内部にニードルをスライド自在に収容しているニードル挿通管腔と、前記ニードルが後退した位置および長く延びた位置を取るようになっている少なくとも一つのニードル挿通ポートと、を有する軸と、
   ｂ） 前記ニードル挿通ポートの近位側に配置された膨張可能な内側部分を有するとともに、その膨張可能な内側部分が前記膨張用管腔と流体的に連通するように前記膨張用管腔の前記遠位端に隣接して密封的に前記軸に固着された、遠位側軸部分上にある近位側バルーンと、前記近位側バルーンの遠位側において前記軸上に位置し、前記ニードル挿通ポートより遠位側に配置された膨張可能な内側部分を有する遠位側バルーンと、
   ｃ） 両方の前記バルーンの膨張可能な内側部分の間で、前記ニードル挿通ポートの近位側の位置から遠位側の位置へと延びるとともに、前記近位側バルーンの内部の近位側ポートと前記遠位側バルーンの内部の遠位側ポートとを有し、それによって前記遠位側バルーンの内部を前記近位側バルーンの内部と流体的に連通させて前記遠位側バルーンの膨張をもたらす膨張用連通管腔を形成する膨張用連通チューブと、を備えたことを特徴とするカテーテル。
2. 前記膨張用連通チューブは、両方の前記バルーンの膨張可能な内側部分の間で螺旋状に延びていることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。
3. 前記膨張用連通チューブは、両方の前記バルーンの膨張可能な内側部分の略全長に沿って延びていることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
4. 前記膨張用連通チューブは、前記軸の外側表面に部分的に埋め込まれ、前記軸の隣接部分の外側表面を越えて前記チューブの外径より小さい量だけ半径方向に延びるようになっていることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
5. 前記膨張用連通チューブは、前記軸の外側表面に完全に埋め込まれていることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
6. 前記膨張用連通チューブは、閉鎖された近位側の端部を有しており、前記膨張用連通部の近位側ポートが前記閉鎖された近位側の端部より遠位側で前記チューブの側壁に配置されていることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
7. 前記膨張用連通チューブは、閉鎖された遠位側の端部を有しており、前記膨張用連通部の遠位側ポートが前記閉鎖された遠位側の端部より近位側で前記チューブの側壁に配置されていることを特徴とする請求項６に記載のカテーテル。
8. 前記膨張用連通チューブは、前記近位側バルーンの膨張可能な内側部分の近位側の位置から前記遠位側バルーンの膨張可能な内側部分の遠位側の位置まで延びていることを特徴とする請求項７に記載のカテーテル。
9. 前記膨張用連通チューブは、前記２つのバルーンの間に、露出した内側および外側の表面を持つ自由な巻きコイル部分を有する中間部分を有していることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
10. 前記膨張用連通チューブは、前記軸の隙間に沿って前記２つのバルーンの間で延びる中間部分を有しており、
    前記軸は、前記近位側バルーンの遠位端に密封的に固着された遠位端を具備する内側管状部材と、遠位側バルーンが密封的に固定されるとともに前記内側管状部材の遠位端から遠位側に間隔を空けて配置されることによって前記軸の隙間を形成している延長内側管状部材と、を有し、
    前記遠位側バルーンおよび前記延長内側管状部材は、前記膨張用連通チューブの中間部分のみによって、前記内側管状部材および前記近位側バルーン固定的に接続されていることを特徴とする請求項２に記載のカテーテル。
11. 前記軸は、ニードル挿通管腔およびポートを形成するニードル外筒管状部材と、内部に膨張用管腔がある外側管状部材とを有し、
    前記内側管状部材および延長内側管状部材は、内部に前記ニードル外筒管状部材をスライド自在に受け入れるように構成されたワイヤ管腔を形成していることを特徴とする請求項１０に記載のカテーテル。
12. 前記膨張用連通チューブは、その全長に沿って螺旋状に延びるとともに、前記膨張用連通チューブは、前記内側管状部材の一部分の周りに螺旋状に延びる近位側の部分と、前記延長内側管状部材の少なくとも一部分の周りに螺旋状に延びる遠位側の部分とを有していることを特徴とする請求項１１に記載のカテーテル。
13. 前記膨張用連通チューブの少なくとも一部分が、前記軸の外側表面上で実質的に軸線方向に延びていることを特徴とする請求項１に記載のカテーテル。

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