KR20210013557A - 신체 루멘의 박리 장치 - Google Patents

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KR20210013557A
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vein
coil
dissection
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helical
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KR1020207033115A
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숀 커민스
니겔 펠란
스테판 콕스
마틴 오할로란
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내셔널 유니버시티 오브 아일랜드, 갈웨이
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Abstract

정맥을 박리하기 위한 장치(1, 30, 40, 50, 60)는 연장된 카테터 부재(2)에 작동 가능하게 부착되고 정맥에서 경관강 전달 및 전개를 위해 구성된 정맥 박리 헤드(3)를 포함한다. 정맥 박리 헤드는 카테터 부재 내에서 경관강 전달에 적합한 비코일 전달 구성 및 전개될 때 정맥의 내부 루멘을 원주 방향으로 결합하는 박리될 정맥보 더 큰 직경을 갖는 코일형 전개된 구성으로부터 자체 조정 가능한 나선형 코일(4)을 포함한다. 나선형 코일은 코일이 코일형 구성에서 신체 루멘을 따라 축 방향으로 이동할 때 정맥의 내부 루멘을 원주 방향으로 박리하도록 구성된 연마성 표면을 갖는다. 나선형 코일은 단일 나선형 코일 요소일 수 있다.

Description

신체 루멘의 박리 장치
본 발명은 신체 루멘(body lumen), 특히 표재(superficial) 정맥을 박리(denude)하기 위한 장치에 관한 것이다. 또한 신체 루멘, 특히 표재 정맥을 박리하는 방법 및 정맥류(varicose vein)를 치료하는 방법이 고려되고 있다.
정맥류는 구조적인 혈관 벽의 변화, 무능 정맥 판막, 역류 및 혈액의 저류(pooling)와 관련된 확장된 사행정맥(tortuous veins)이다. 이들은 만성 정맥질환(chronic venous disease, CVD)의 스펙트럼의 일부를 형성한다. 환자는 심한 경우 무기력증(heaviness), 통증 및 부기(swelling)로부터 피부 자극, 변색 및 궤양에 이르기까지의 증상을 경험한다. 정맥류의 원인은 알려져 있지 않지만, 정맥벽 구성요소와 판막의 쇠약을 유발하는 유전적 요인은 그들의 발달에 중요하다.
정맥류는 하지(lower limb)의 표재(superficial) 정맥 망에서 가장 흔하게 발생하지만 특정 질병 상태의 골반 및 식도 정맥에서도 발생할 수 있다. 표재 정맥은 피부와 피하조직으로부터 심부 정맥 망으로 혈액을 배출하고 궁극적으로 심장으로 돌아간다. 일차 표재 정맥은 발목으로부터 하지의 내측 사타구니까지 이어지는 대 복재 정맥(great saphenous vein, GSV)이다. 소 복재 정맥(SSV)은 발목으로부터 종아리 뒤쪽 표면의 무릎까지 이어진다. GSV와 SSV 모두는 각각 사타구니와 무릎 뒤쪽의 접합 부위에서 깊은 대퇴정맥(femoral vein)으로 유입된다.
정맥은 다리에서 근육 펌프(muscle pump)의 효율을 높임으로써 혈액의 역류를 방지하기 위한 판막을 포함한다. 판막은 결합 조직과 평활근에 의해 지지된 내피(endothelium) 주름에 의해 형성된 이첨(biscuspid) 구조를 가지고 있다. GSV는 10 내지 20개의 판막을 가지며, SSV는 일반적으로 6 내지 12개의 밸브를 갖는다. 무능 판막은 도플러(doppler) 초음파를 이용하여 볼 수 있는 정상적인 흐름과 반대 방향에서 혈액의 역류로 이어진다.
정맥은 동맥의 더 두껍고 탄력적인 벽과는 대조적으로 더 얇은 벽을 가지고 있다. 정맥은 순응성(유연성)이 있고, 정맥압 상승이 발생하였을 때 루멘이 저압 상태에서 붕괴된 형태로부터 팽창된 형태에 이르기까지의 범위에 이르게 할 수 있다. 복재 정맥 벽의 두께는 일반적으로 200 내지 700 마이크로미터(μm)이다. 동맥과 마찬가지로 정맥 벽은 혈관 내막(tunica intima), 중막(media) 및 외막(externa)의 세 가지 기본 층으로 구성된다. 그러나 동맥과 달리 층의 두께와 구성이 다르기 때문에 더 순응적이고 근육이 적은 혈관이 된다. 내피 층은 내피로 알려진 편평 세포(squamous cells)의 단일 층과 얇은 일부 탄성 섬유, 콜라겐 및 평활근 세포로 구성된다. 중요한 것은 내피(endothelial) 층을 덮고 전단력으로부터 보호하는 글리코칼릭스(glycocalyx)로 알려진 거대 분자의 무세포층(acelular layer)이 있다는 것이다. 글리코칼릭스는 일반적으로 두께 0.5 내지 3μm의 균일하게 분포된 구조이고, 내피 세포(0.2μm)의 구조를 초월한다. 중막 층은 콜라겐, 탄성 섬유 및 평활근 세포의 3층으로 구성된다. 외측 막 또는 외막(adventitia)은 가장 두꺼운 층이며 고밀도 콜라겐, 감각 신경 및 탄성 섬유를 포함한다.
혈액 응고 또는 혈전증은 심부 및 표재 정맥 망 모두에서 발생할 수 있다. 표재 정맥의 혈전은 일반적으로 저 혈류 처리량으로 인해 자체적으로 억제되며 심부 정맥망으로 전파되는 경우는 거의 없다. 이는 환자에게 위험하지 않으며 혈전 정맥염(thrombophelbitis)으로 알려진 관련 염증이 없는 한 치료가 필요하지 않다. 심부 정맥 혈전증(deep vein thrombosis, DVT)으로 알려진 하지 심부정맥의 혈전증은 정맥 유출 폐색을 유발하고 정맥압을 상승시키고 하지 부종을 유발할 수 있으므로 임상적으로 관련이 있다. 혈전은 또한 폐로 이동(색전증)하여 폐색전증(pulmonary embolism, PE)으로 알려진 치명적인 병태를 유발할 가능성이 있다.
정맥류는 성인 인구의 최대 40%로 존재하는 가장 흔한 말초 혈관 질환이다[1]. 위험 요인에는 연령, 가족력, 비만, 장시간 서있는 직업 및 앉아있는 생활 방식이 포함된다.
치료 옵션은 보존적 압박 양말로부터 외과적 처치에 이르기까지 다양하다. 미국에서는 정맥류를 치료하기 위해 매년 약 600,000 내지 700,000 건의 시술이 시행된다. 여기서 정맥류 치료는 개방 수술(전체 GSV 박피(stripping) 포함)로부터 덜 침습적인(invasive) 열적 정맥 카테터 기반 기술(고주파 또는 레이저 에너지 포함)로 전환되었다. 독일과 영국을 포함한 일부 국가에서는 여전히 많은 부분의 개방 정맥 박피 수술을 수행한다.
일반적으로, 카테터 지향적인 최소 침습 열 기반 치료는 오늘날 표재 정맥 역류증을 치료하는 데 이용되고 있다. 열 에너지를 이용하는 데 있어 중요한 제한은 정맥을 절연하고 열 손상으로부터 주변 조직을 보호하기 위해 생리식염수(종창)와 혼합된 다량의 국소 마취제를 여러 번 준비하여 주입해야 할 필요성이 있다는 것이다. 이것은 의사에게는 시간 소모적이고, 환자에게는 다리에 여러 번 바늘을 주사해야 하기 때문에 고통스럽다. 종창(tumescence) 주사를 위해 피부와 정맥 사이에 공간이 필요하기 때문에, 정맥이 중요한 신경에 가깝게(무릎 아래 정맥 치료의 경우와 같이), 피부 근처 또는 진행된 CVD 환자의 궤양 근처에 있는 경우에 치료를 제한한다(CEAP 분류 5 및 6).
종창성 마취의 사용에도 불구하고 주변 신경 및 피부에 대한 열 손상이 여전히 발생할 수 있다. 지속적인 감각 이상으로 이어지는 신경 손상의 비율은 무릎 아래 GSV 또는 SSV 절제의 경우에 비율이 더 높고, 다양한 연구에서 0% 내지 9%로 보고되고 있다.
혈전 색전증 사상(event)은 표재 정맥 역류 치료의 가장 심각한 합병증이다. 실제 연구에서 DVT 및 PE의 비율은 각각 3 내지 4% 및 0.2 내지 0.3%[2]로 보고되었다. 현재 치료에 사용되는 모든 기술에는 DVT 및/또는 PE 발생 위험을 증가시킬 수 있는 고유한 제한이 있다. 정맥류에 대한 새로운 치료법은 혈전 색전성 합병증의 위험을 더욱 줄이는 것을 목표로 하는 것이 중요하다.
현재의 열 치료에 내재된 문제는 DVT 및 PE로 이어질 수 있는 흡열 열 유도 혈전증(EHIT)의 위험이다. 이것은 열 절제 장치의 선단으로부터 심부 정맥 계로 열 에너지의 순방향 전도로 인한 것으로 생각된다. 최신 레이저 선단 섬유는 순방향 전도의 위험을 줄이기 위해 반경 방향으로 에너지를 방출한다. 그러나 이러한 기술은 조직에 의한 광 흡수 이외에도 열 절제 작용의 가능한 메커니즘으로 간주되는 인접한 비 표적 위치로 확산되는 증기 기포를 방지하지 못한다[3].
CVD 치료를 위한 새로운 비 열적 비 팽창(non-thermal non-tumescent(NTNT) 기술이 지난 10년 동안 등장하였다. 통증이 적은 NTNT 기술은 현재 시술의 약 90%가 미국에서 이루어지는 진료소 설정에 더 적합하다. 현재 NTNT 기술은 화학 발포 경화요법, 기계 화학적 제거(MOCA) 및 시아노아크릴레이트 접착제(CAG) 색전술을 포함한다.
화학 경화 요법(경화증에 의한 정맥 폐색으로 이어지는 내피 세포막을 파괴하는 화학 세제 주사)은 수년 동안 이용되어 왔으나, 그 유효성은 혈액 성분에 의한 경화제의 희석 효과 및 불활성화로 인해 대정맥에서 크게 저하된다. 미세 기포 에멀젼을 형성하기 위해 경화제를 가스로 발포시키는 것은 혈액을 대체하고 화학 물질이 내피와 더 오래 접촉할 수 있게 하는 새로운 기술이다. 이러한 향상에도 불구하고, 이전의 조직학적 연구에서 볼 수 있듯이, 화학 경화제에 의한 불완전한 내피 피복으로 인해 유효성은 열 기술보다 현저히 낮다[4]. 또한, 폼이 심부정맥 혈전증으로 전파되어 내피를 손상시키고 DVT를 형성할 수 있기 때문에 DVT 위험이 높아질 가능성이 있다. 고 농도의 경화성 발포 혼합물이 더 효과적일 수 있지만 DVT 및 전신 합병증의 위험이 더 높다. 화학 경화제의 전신적 합병증은 일시적인 허혈 발작(transient ischaemic attack, TIA) 및 심지어는 심장 사이막(septum)의 작은 구멍(난원공개존(patent foramen ovale))을 통해 동맥 순환으로 이동하는 경화제 화합물로 인한 뇌졸중을 포함한다. 화학 경화제의 최기형성(teratogenicity)도 알려져 있지 않기 때문에 임산부에게 사용하는 것을 금한다.
MOCA는 경화제의 분포를 개선하고 정맥을 자극하여 정맥 직경을 감소시키는 정맥 경련(venospasm)을 촉진하기 위해 정맥 루멘 내로부터의 화학적 경화제 및 기계적 작용의 조합을 포함한다. 조직학적 연구는 내피 세포 완전성에 제한된 기계적 효과를 보여준다[5]. 중기 추적 연구는 임상적 유효성을 보여주었지만 현재의 열 기술보다 열등한 수준이다. 기계적 효과를 일으키는 현재 MOCA 장치의 말단부는 정맥 벽이나 판막에 걸리거나 또는 캐칭(catching)되는 경향이 있을 수 있다. 이로 인해 이전에 보고된 바와 같이, 환자의 불쾌감, 타박상, 심지어 부주의한 정맥 박피가 발생한다[6].
착제 색전술은 정맥 폐색을 유발하는 염증 반응을 일으키는 시아노아크릴레이트 또는 동등한 화합물의 주사를 수반한다. 제한 사항에는 정맥 루멘에 이물질의 영구 이식, 후속 알레르기 반응 위험, DVT 및/또는 PE를 유발하는 심부 정맥계로의 색전 이동 위험을 포함한다.
정맥성 하지 궤양은 미국에서 연간 140 억 달러의 주요 의료 비용 부담을 나타내며[7], 현재 주로 압박 붕대를 사용하여 관리된다. 2018년 4월에 발표된 EVRA 연구[8]에서 발생한 새로운 데이터는 CEAP 클래스 VI 질환(C6) 환자의 궤양 치유 속도를 높이기 위해 정맥류의 조기 정맥 내 치료를 지원하는 레벨 I 증거를 제공한다. 열 방법은 정맥 궤양 환자에게는 적합하지 않다. 종창성 마취를 여러 번 주사할 필요성은 노인 환자 집단의 시술이 길어지고 궤양에 인접한 피부 완전성이 좋지 않기 때문에 감염 및 혈종(haematoma) 형성 위험이 증가한다. 또한 무릎 아래 정맥을 치료할 때 신경 손상의 위험이 증가하여 궤양 상(bed) 근처의 정맥 역류를 예방하기 위한 치료 목적인 경우가 종종 있다[9].
정맥류를 포함하는 혈관을 치료하기 위한 장치는 다음 특허문헌에 기재되어 있다: WO 2017194698, US 2016030719, US 2016030068, US 2016030023, WO 2016102930, US 2011046543, US 2016242790, JP 2016034485, WO 2004112569, US 2017056048, GB 2519057 및 US 5011489.
US 6402745는 혈관의 내부 루멘을 전기적으로 파괴하는 기능을 하는 나선형 구성을 갖는 스프링 전극에 대해 기재하고 있다. 전극은 카테터 내에 포함되며, 전극의 원위(distal) 단부는 카테터의 단부로부터 끌어당겨 나선형 방식으로 혈관의 내부 루멘과 접촉한다. 이 장치는 전극과 혈관 내부 루멘 사이의 접촉 영역으로 인해 혈관의 내부 루멘을 부분적으로만 노출시킨다.
WO 2014140325에서는 정맥류 및 치핵을 포함하는 다양한 적응증의 치료에서 혈관을 박리할 수 있는 이식 가능한 색전술 강모 장치에 대해 기재하고 있다. 이 장치는 코어 와이어로부터 반경 방향 외측으로 연장되는 다수의 강모를 갖는 코어 와이어를 포함하며, 여기서 강모는 혈관 루멘에 대해 브러싱함으로써 혈관을 박리하기 위해 혈관의 루멘과 결합하도록 구성된다. 부피가 큰 이식형 장치는 특히 사타구니와 무릎 부위의 표재 정맥에서 환자의 불쾌감을 유발할 가능성이 있다. 강모를 사용하여 정맥을 박리하면 정맥의 내부 루멘이 불완전하게 박리된다. 복수의 뾰족하고 및/또는 긴 구성 요소는 얇은 순응성 정맥 벽에서 걸림 및 천공 위험을 크게 증가시킨다.
본 발명의 목적은 상기 언급된 문제 중 적어도 하나를 극복하는 데 있다.
발명의 개요
본 발명은 종래 기술의 열적, 화학적 및 접착제 임플란트 치료 기술과 관련된 문제를 회피하고, 동시에 열 옵션에 필적하는 동급 최고 효능을 제공하는 표재 정맥 역류를 치료하기 위한 장치의 필요성에 대처한다. 이러한 목적은 시술(비 임플란트) 및 전개 중에 처리될 정맥으로의 경관강(transluminal) 전달을 위해 구성된 코일을 포함하는 정맥 박리 장치를 제공함으로써 달성되고, 이에 의해 코일은 원주 방향으로(이상적으로는 완전히 원주 방향으로) 정맥의 내부 루멘과 결합한다. 코일은 과대 크기의 코일(즉, 전개될 때 치료되는 정맥보다 큰 직경을 가짐)이며 조면화된(roughened) 루멘-결합 표면을 가지므로, 전개될 때 조면화된 표면은 정맥의 내부 루멘을 지탱하고, 전개된 구성에서 정맥을 따라 코일이 축방향으로 움직이면 연마성(abrasive) 표면이 정맥의 내부 루멘을 전단시킨다. 이로 인해 정맥이 정맥의 길이를 따라 기계적으로 박리되고, 통상 결과적으로 정맥의 내피층 및 중막층이 파괴되고, 이상적으로는 혈관의 내피층의 부재 하에서 섬유성 형질전환(transformation)을 겪는 혈전 형성으로 인해 최종적으로 정맥폐색이 발생한다. 이상적으로는, 작은 부위가 손상되지 않은 것처럼 내피가 완전히 원주 방향으로 파괴되어 혈전이 형성되지 않을 수 있으며 혈액이 계속 흘러 치료 실패, 재 개통 및/또는 조기 재발로 이어진다. 따라서, 본 발명의 장치는 나선형 코일의 조면화 표면과 정맥 루멘 사이의 원주방향 결합을 확실하게 하기 위해 치료되는 정맥의 직경에 비해 과대한 나선형 코일을 포함한다. 또한 코일(탄력적으로 변형 가능한 구성으로 인해)은 다양한 직경과 구부러진 굴곡을 가진 정맥 또는 혈관 섹션을 따라 외향 반경 방향 힘을 유지하면서 연속적인 원주방향 결합을 가능하게 하기 위하여 자체 조정될 수 있다(도 59).
본 발명의 제1 양태에 따르면, 연장된 카테터 부재에 작동 가능하게 부착되고 신체 루멘 내에서 경관강 전달 및 전개를 위해 구성된 신체 루멘 박리 헤드를 포함하는 신체 루멘 박리용 장치가 제공되며, 상기 신체 루멘 박리 헤드는 카테터 부재 내에서 경관강 전달에 적합한 비코일 전달 구성 및 박리될 신체 루멘과 동일하거나 그 보다 큰 직경을 갖는 전개된 코일형 구성으로부터 조정 가능하고 신체 루멘의 내부 루멘을 원주 방향으로 결합하는 코일을 포함하고, 이에 의해 코일은 나선형 코일이 코일형 구성에서 신체 루멘을 따라 회전하거나 회전하지 않고 축 방향으로 이동될 때 신체 루멘을 박리하도록 구성된 연마성 표면을 가지고 있다.
본 발명의 제2 양태에 따르면, 다음 단계를 포함하고, 연장된 카테터 부재에 작동 가능하게 부착되고 신체 루멘 내 경관강 전달 및 전개를 위해 구성된 신체 루멘 박리 헤드를 포함하는 장치를 이용하는 신체 루멘 박리 방법을 제공한다:
치료될 신체 루멘에 신체 루멘 박리 헤드를 경관적으로 전달하는 단계;
신체 루멘 박리 헤드를 신체 루멘과 원주 방향으로 접촉하는 연마성 표면에서 처리되는 신체 루멘의 섹션을 따라 이동시키고, 이에 의해 연마성 표면이 신체 루멘을 박리하는 단계;
박리 헤드를 카테터 부재로 재캡처하는 단계; 및
신체 루멘에서 장치를 제거하는 단계.
일 실시형태에서, 코일은 나선형 코일이다.
일 실시형태에서, 코일은 치료될 신체 루멘의 직경에 대해 "과대 크기"이다.
일 실시형태에서, 코일의 직경(또는 길이를 따라 직경이 변하는 나선형 코일의 경우 최대 직경)은 일반적으로 치료될 신체 루멘의 직경보다 적어도 약 5%, 예를 들어 적어도 10%, 15%, 20%, 25% 또는 30% 더 크고(또는 다양한 직경을 갖는 신체 루멘의 경우, 가장 넓은 지점에서 신체 내강의 직경보다 적어도 약 5% 더 큼), 일반적으로는 5 내지 30% 더 크다. 코일은 코일의 적어도 한 권선(turn)을 따라 크기가 커지고 일반적으로 1 내지 2회 권선을 따라 크기가 커지는 것이 중요하다.
일 실시형태에서, 장치는 정맥의 내부 루멘을 박리하도록 구성된다.
일 실시형태에서, 코일은 형상 기억 재료를 포함하고, 전개될 때 코일형 구성을 채택하도록 구성된다.
나선형 코일은 일반적으로 신체 루멘을 따라 이동할 때 다양한 직경의 신체 루멘의 벽에 대한 원주 방향의 반경 방향 힘을 유지하도록 자체 조정되도록 충분히 탄력적으로 변형 가능하다. 일 실시형태에서, 나선형 코일은 정맥에 대한 외향 반경 방향 힘을 유지하면서 치료 영역을 따라 축 방향 이동 중에 가변 정맥 직경 및 가변 축 방향 힘에 응답하여 그 직경을 반사적으로 자체 조정하도록 구성된다.
전개된 상태의 나선형 코일은 신체 루멘의 가장 넓은 부분(또는 처리할 신체 루멘의 섹션)에 대해 크기가 커지고, 이에 의해 가장 넓은 지점을 포함하여 치료될 신체 루멘의 길이를 따라 신체 루멘의 전체 원주 주위에 반경 방향 힘을 가한다.
나선형 코일은 일반적으로 코일이 굴곡부를 따라 신체 루멘에 대한 반경 방향 힘을 유지하면서 신체 내강의 구불구불한 굴곡부 주위를 통과할 수 있도록 충분히 탄력적으로 변형 가능하다.
나선형 코일은 일반적으로 코일이 신체 루멘, 예를 들어 정맥의 판막에서 좁아지거나 폐색된 부분을 통과할 수 있도록 충분히 탄력적으로 변형 가능하다.
일 실시형태에서, 장치는 카테터 부재 내에 배치된 신체 루멘 박리 헤드를 위한 연장된 제어 아암을 포함한다.
일반적으로 제어 아암은 코일의 근위(proximal) 단부에 연결된다.
제어 아암은 하이포튜브, 예를 들어 스테인리스강, 폴리머 또는 다른 재료로 형성된 하이포튜브일 수 있다.
일 실시형태에서, 코일은 단일 코일 요소를 갖는다.
일 실시형태에서, 단일 코일 요소는 전개된 구성에서 1 내지 5, 1 내지 4, 1 내지 3회 권선, 바람직하게는 1 내지 2회 권선, 이상적으로는 약 1.5 내지 1.7 회 권선을 갖는다.
일 실시형태에서, 나선형 코일의 직경은 길이를 따라 변한다.
일 실시형태에서, 나선형 코일의 직경은 일측 단부를 향해 증가한다(즉, 원추형).
직경의 증가는 근위로부터 원위 또는 원위로부터 근위일 수 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 나선형 코일에 적용된 "근위"라는 용어는 도입 지점에 가장 가까운 장치의 단부를 의미하고, 용어 "원위"는 그에 대응하여 해석되어야 한다.
일 실시형태에서, 나선형 코일의 직경은 코일을 따라 중간 지점을 향해 증가한 다음 감소한다.
일 실시형태에서, 코일의 원위 단부는 나선형 코일의 종축을 따라 또는 종축에 인접하여 배치된 지점에서 종료된다.
일 실시형태에서, 나선형 코일은 제1 직경의 근위 섹션, 근위 섹션에 비해 감소된 직경의 중간 섹션, 및 중간 섹션에 비해 증가된 직경의 원위 섹션을 갖는다.
일 실시형태에서, 나선형 코일은 근위 및 원위 나선형 코일 섹션, 및 일반적으로 나선형이 아니고 직선형 또는 곡선형일 수 있는 중간 연결(전환) 섹션을 갖는다.
일 실시형태에서, 근위 또는 원위 나선형 코일 섹션 중 하나는 오른손 방향(right-handed) 나선이고, 근위 또는 원위 나선형 코일 섹션 중 다른 하나는 왼손 방향 나선이다.
일 실시형태에서, 근위 나선형 코일 섹션은 오른손 방향 나선이고, 원위 나선형 코일 섹션은 왼손 방향 나선이다.
일 실시형태에서, 원위 나선형 코일 섹션은 오른손 방향 나선이고, 근위 나선형 코일 섹션은 왼손 방향 나선이다.
일 실시형태에서, 코일은 복수의 코일 요소, 예를 들어 2, 3, 4, 5 또는 그 이상을 포함한다. 일반적으로 각 코일 요소는 나선형이다.
나선형 코일은 이중, 삼중 또는 사중 코일 배열로 배열될 수 있다.
일반적으로 코일 요소는 동축이다.
전형적으로, 각 코일 요소는 전개될 때 동일한 직경을 갖는다.
일반적으로 각 코일 요소는 전개될 때 동일한 피치를 갖는다. 전개된 구성에 있을 때, 복수의 코일 요소는 함께 신체 루멘의 내부 루멘의 원주 방향 결합을 제공한다. 따라서, 각 코일 요소는 전개된 구성에서 내부 루멘의 원주의 일부, 예를 들어 신체 루멘의 원주와의 결합의 90°내지 270°, 90°내지 180°, 180°내지 270°만으로 결합하도록 구성될 수 있다.
코일 요소는 동일한 제어 아암에 연결될 수 있다.
일 실시형태에서, 코일은 2개의 나선형 코일 요소, 예를 들어 이중 나선을 갖는다.
일반적으로 2개의 나선형 코일 요소 각각은 전개 시 적어도 0.5회전 권선, 일반적으로 0.5 내지 1.0회전 또는 0.5 내지 0.7회전 권선을 갖는다.
일 실시형태에서, 코일은 3개의 나선형 코일 요소, 예를 들어 삼중 나선을 갖는다.
일반적으로, 3개의 나선형 코일 요소 각각은 전개 시 적어도 0.3회전 권선, 일반적으로 전개 시 0.3 내지 1.0 회전 또는 약 0.3 내지 0.5회전 권선을 갖는다.
일 실시형태에서, 코일은 4개의 나선형 코일 요소를 갖는다.
일반적으로 4개의 나선형 코일 요소 각각은 전개 시 적어도 0.25 회전 권선, 일반적으로 전개 시 0.25 내지 0.75 회전 권선을 갖는다.
일 실시형태에서, 복수의 코일 요소는 원위 단부에서 함께 연결된다.
일 실시형태에서, 복수의 코일 요소는 원위 단부에서 연결되지 않는다.
일 실시형태에서, 코일 또는 각각의 코일 요소는 나선형이고, 전개될 때 코일형 구성에서 코일 직경의 약 0.5 내지 1.5배의 피치를 갖도록 구성된다.
일 실시형태에서, 코일 또는 각 코일 요소는 나선형이고, 전개될 때 코일형 구성에서 직경과 거의 동일한 피치를 갖도록 구성된다.
일 실시형태에서, 나선형 코일 요소 중 하나는 다른 코일 요소로부터 축 방향으로 이격된다. 일반적으로, 이 실시형태에서, 제어 아암(일반적으로 제어 아암의 원위 단부)은 나선형 코일들 중 하나에 각각 연결된 원위 제어 아암을 제공하도록 분기된다. 그러나, 장치는 2개 나선형 코일의 독립적인 제어를 위해 별도의 제어 아암을 포함할 수 있다.
축 방향으로 이격된 나선형 코일을 갖는 정맥 박리 헤드의 일 실시형태에서, 원위 나선형 코일의 제어 아암은 전형적으로 근위 나선형 코일을 통해 축 방향으로 통과한다(근위 나선형 코일을 구성하는 하나, 그 이상 또는 모든 코일을 통해).
일 실시형태에서, 근위 나선형 코일은 원위 나선형 코일의 최대 직경보다 큰 최대 직경(예를 들어, 1.5 내지 4배 더 큼)을 갖는다.
다른 실시형태에서, 근위 나선형 코일은 원위 나선형 코일의 최대 직경보다 작은 최대 직경(예를 들어, 1.5 내지 4배 더 작음)을 갖는다.
일 실시형태에서, 근위 및 원위 코일 요소의 피치는 상이하다.
일 실시형태에서, 더 좁은 코일은 더 큰 피치를 갖는다.
일 실시형태에서, 원위 및/또는 근위 나선형 코일은 원추형이다.
일 실시형태에서, 원위 및 근위 나선형 코일은 원추형이다.
일반적으로, 나선형 코일의 직경은 원위 방향(즉, 장치의 진입 점을 향해)으로 증가한다.
일 실시형태에서, 코일 또는 각 코일은 전개될 때 치료될 정맥의 직경과 적어도 같거나 더 큰 코일형 구성의 직경을 갖도록 구성된다.
일 실시형태에서, 각 나선형 코일은 원추형이다(즉, 코일의 직경은 장치 진입 점에 접근함에 따라, 즉 근위를 향해 증가하거나 감소한다).
일반적으로, 나선형 코일의 직경은 근위 방향으로 증가한다.
일 실시형태에서, 코일은 원형, 타원형, 곡선형, 볼록형, 오목형, T-자 형, 역 T-자 형 또는 임의의 다른 형태로부터 선택된 프로파일을 갖는다.
일 실시형태에서, 코일은 편평한 내부 표면 및 굴곡형, 오목형, 볼록형 또는 역 T-자 형의 외부 표면을 갖는다. 이러한 프로파일을 갖는 나선형 코일은 도 34 내지 41에 도시되어 있다.
일 실시형태에서, 코일 또는 각 코일 요소의 조면화 표면은 코일의 표면, 전형적으로는 코일의 외부 신체 루멘과 접하는 표면(및/또는 코일의 측면)을 처리하여 표면을 거칠게 함으로써 형성된다.
일 실시형태에서, 코일의 내부 표면은 거칠지 않고 이상적으로는 매끄럽다. 이것은 코일의 매끄러운 표면이 카테터의 입구와 접촉하게 되는 카테터 부재로 코일이 후퇴하는 것을 용이하게 한다.
일 실시형태에서, 표면 조도는 기계적, 전기적, 화학적 마모 또는 다른 수단에 의한 마모에 의해 형성된다.
일 실시형태에서, 코일의 외부 표면은 조면화된 표면을 제공하도록 구성된 만입부(indentation)를 포함한다.
일 실시형태에서, 만입부는 표면에 톱니를 제공하도록 구성된다. 일 실시형태에서, 만입부는 횡방향 만입부이다.
일 실시형태에서, 횡방향 만입부는 코일의 외부 표면을 완전히 가로 질러 연장된다.
일 실시형태에서, 횡방향 만입부는 외부 표면의 각 측면에 배치된다(즉, 코일의 외부 표면이 오목한 경우).
일 실시형태에서, 만입부는 종 방향이고, 나선형 코일의 길이를 따라 완전히 또는 적어도 부분적으로 연장된다. 종 방향 만입부는 직선형, 곡선형, 파형, 지그재그 형, 다이아몬드 형 또는 임의의 구성일 수 있다.
일 실시형태에서, 나선형 코일은 역 T-자 형 프로파일을 가지며, 여기서 역 T-자 형의 다리로부터의 톱니가 있다.
일 실시형태에서, 톱니는 삼각형, 다각형, 마름모꼴 또는 신체 루멘의 내피 층을 긁어 내도록 구성된 임의의 다른 프로파일로부터 선택된 프로파일을 갖는다.
일 실시형태에서, 코일은 측면 톱니를 포함한다.
일 실시형태에서, 코일은 편평한 내부 및 외부 표면과 측면 톱니를 갖는다.
일 실시형태에서, 코일은 다이아몬드 텍스처화되고 조면화된 외부 표면 및 매끄러운 내부 표면을 갖는 편평한 와이어로 형성된다.
일 실시형태에서, 코일은 치료제를 위한 저장소로서 작용하는 홈 또는 세공을 갖는다.
일 실시형태에서, 코일 또는 각 코일 요소는 코어 와이어를 포함하고, 연마성 표면은 코어 와이어 주위에 나선형으로 감긴 제2 와이어에 의해 형성되어 제2 코일을 형성한다.
일 실시형태에서, 제2 와이어는 다각형 단면을 갖는다.
일 실시형태에서, 제2 코일은 1 내지 5mm의 피치를 갖는다.
일 실시형태에서, 제2 코일의 피치는 그 근위 단부에서 더 크다.
일 실시형태에서, 제2 코일의 피치는 그 근위 단부에서 더 작다.
일 실시형태에서, 제2 코일은 전형적으로 복수의 위치에서 코어 와이어에 결합된다.
일 실시형태에서, 제2 와이어의 표면은 거칠어지도록 처리된다.
일 실시형태에서, 나선형 코일은 일반적으로 나선형 코일의 종축과 동축인 근위 섹션을 갖는다.
일 실시형태에서, 나선형 코일은 일반적으로 나선형 코일의 종축과 동축인 원위 섹션을 갖는다.
일 실시형태에서, 신체 루멘 박리 헤드를 위한 제어 아암은 카테터 부재 내에 배치된다. 일반적으로 제어 아암은 코일의 근위 단부에 연결된다. 제어 아암은 하이포튜브, 예를 들어 스테인리스강, 폴리머 또는 다른 재료로 형성된 하이포튜브일 수 있다.
일 실시형태에서, 제어 아암은 신체의 표적 위치에서 신체 루멘 박리 헤드를 전개하고 치료 후에 신체 루멘 박리 헤드를 카테터 부재로 철회(withdraw)하기 위한 축 방향 이동을 위해 구성된다.
일 실시형태에서, 제어 아암은 신체 루멘에서 신체 루멘 박리 헤드를 회전시키기 위한 회전 운동을 위해 구성된다.
일 실시형태에서, 장치는 코일의 원위 단부에 연결된 원위 제어 아암 및 코일의 근위 단부에 연결된 근위 제어 아암을 포함하며, 이에 의해 원위 및 근위 아암의 상대적인 축 방향 이동은 코일의 감김 및 풀림에 영향을 미친다.
일 실시형태에서, 코일의 원위 단부는 무 외상성 헤드, 예를 들어 가요성 재료 또는 구형 볼을 포함한다.
일 실시형태에서, 장치는 카테터 부재의 근위 단부에 작동 가능하게 연결되고 코일의 전개 및 철회를 제어하도록 구성된 핸들을 포함한다. 일 실시형태에서, 핸들은 회전이 있거나 없는 제어 아암 또는 아암들의 축 방향 조정을 위해 구성된 제어 요소를 포함한다. 일 실시형태에서, 핸들은 제어 아암 또는 아암들의 회전 조정을 위해 구성된 제어 요소를 포함한다.
일 실시형태에서, 장치는 다음 사이의 조정을 위해 구성된다:
나선형 코일이 코일되지 않은 구성으로 카테터 부재 내에 수납되는 전달 구성,
사용 시 코일이 제1 축 위치에서 치료될 신체 루멘에 전개되고 신체 루멘의 원주에 대해 지지되는 제1 신체 루멘 박리 구성;
사용시 코일이 제1 축 방향 위치에 근접하게 치료될 신체 루멘에 전개되고 신체 루멘의 원주에 대해 지지되는 제2 신체 루멘 박리 구성; 및
코일이 카테터 부재 내에 수납되는 철회 구성.
본 발명의 방법은 정맥 질환, 특히 표재 정맥 역류, 바람직하게는 정맥류에 이용될 수 있다. 치료되는 정맥은 일반적으로 복재 정맥이며, 일반적으로 대 복재 정맥(GSV) 또는 소 복재 정맥(SSV)이다. 본 발명에 따른 방법의 한 실시형태에서, 신체 루멘 박리 헤드는 치료될 신체 루멘의 섹션을 따라 접근 부위를 향해 근위로 이동된다.
일 실시형태에서, 방법은 적어도 2, 4, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18 또는 20 cm의 길이를 갖는 신체 루멘의 섹션을 치료하는 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 신체 루멘, 예를 들어 정맥 또는 동맥을 완전히 폐색하기 위한 것이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 신체 루멘, 예를 들어 정맥 또는 동맥을 부분적으로 폐색하기 위한 것이다. 따라서, 본 발명의 장치 및 방법은 혈관계 섹션을 부분적으로 폐색하기 위해 본 발명의 장치를 사용함으로써 혈관계 섹션을 통한 조절 이상 또는 원치 않는 혈액량 또는 유속을 특징으로 하는 병태 또는 징후를 치료하는 데 이용될 수 있다.
다른 경우에, 본 발명의 방법은 원주 방향 내막 증식(intimal hyperplasia)과 같은 현저한 벽 비후(thickening)를 유도함으로써 정맥 벽을 두껍게 하는 것이다. 이 효과는 정맥을 "동맥화"시켜 고혈압 및 전단력의 효과에 대해 더 탄력성을 갖게 한다. 이러한 비후 효과는, 정맥이 동맥 계에서 도관으로 사용될 때 지속적으로 더 높은 전단력에 노출되는 경우에 발생하는 제어되지 않은 내막 증식과는 대조적으로 일회성 오프(off)의 기계적 자극에 반응하여 발생하는 경우 자체 제한적이어야 한다. 따라서, 본 발명의 장치 및 방법은 동맥 순환계에 이식하기 전에 정맥을 준비하는 데 사용될 수 있다.
신체 루멘은 혈관계, 예를 들어 동맥 또는 정맥일 수 있다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 상 직장 동맥의 섹션을 박리함으로써 정맥류를 치료하는 방법이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 정맥의 일부를 박리함으로써 치질을 치료하는 방법이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 혈전에 의해 폐색된 정맥 또는 동맥의 일부를 박리함으로써 혈전 절제술을 하는 방법이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 판막 또는 스텐트와 같은 의료 기기의 이식 전에 신체 루멘의 표적 영역(즉, 혈관계 섹션)을 프라이밍(priming)하기 위한 준비 단계로서의 방법이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 유형 1의 내강 누출 위험을 감소시키기 위해 이식 전에 동맥의 표적 영역을 프라이밍하는 준비 단계로서의 방법이다.
일 실시형태에서, 박리되는 신체 루멘은 고형 종양과 같은 종양에 영양을 공급하는 동맥이다.
일 실시형태에서, 신체 루멘은 장으로부터 간에 영양분을 제공하는 문맥(portal vein)이다. 일 실시형태에서, 치료되는 대상체는 암과 같은 간 질환을 앓고 있는 대상이며, 치료 방법은 일반적으로 간 절제 전에 수행된다.
일 실시형태에서, 치료되는 신체 루멘은 동정맥 기형의 일부를 형성하는 혈관이다.
일 실시형태에서, 치료되는 신체 루멘은 정색(spermatic) 정맥이다. 따라서 정맥류 치료 방법도 기술된다.
일 실시형태에서, 신체 루멘은 자궁 섬유종을 공급하는 혈관(즉, 자궁동맥)이다.
일 실시 양태에서, 치료되는 신체 루멘은 십이지장, 공장(jejunum) 또는 회장(ileum)과 같은 위장관의 일부이다.
일 실시형태에서, 치료되는 신체 루멘은 전립선 동맥이다.
일 실시형태에서, 치료되는 신체 루멘은 골반 정맥이다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 난원공개존(Patent Foramen Ovale, PFO)에 포함된 동맥 중격(septal) 플랩의 접촉 표면을 박리함으로써 난원공개존(PFO)을 치료하기 위해 이용된다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 회장맹장(ileocaecal) 판막 및 회장의 점막 층을 파괴함으로써 동맥관 개존증(Patent Ductus Arteriosus)을 치료하기 위해 이용된다.
일 실시형태에서, 본 발명의 방법은 동맥관(ductus arteriosus)을 박리함으로써 소장; 세균의 이상증식을 치료하기 위해 이용된다.
일 실시 양태에서, 본 발명의 방법은 하부 식도의 세포(비정상 세포)를 기계적으로 절제 또는 박리함으로써 바렛트 식도(Barrett's Oesophagus)를 치료하기 위해 이용된다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 그 방법은 액체 경화제를 카테터 부재의 원위의 신체 루멘으로 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 그 방법은 장치의 루멘-결합 표면을 통한 전도에 의해 신체 루멘에 열 에너지를 전달하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 그 방법은 치료에 대한 혈관 반응을 결정하기 위해 박리 헤드 요소에 부착되거나 내장된 정맥 내 초음파(IVUS) 프로브를 사용하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시 양태에서, 치료제는 외부 표면을 코팅하거나 장치의 홈 또는 세공에 매립되어 신체 루멘의 내부 표면으로 전달된다.
본 발명에 따른 방법의 일 실시형태에서, 그 방법은 본 발명의 신체 루멘 박리 장치를 사용한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 대상체에서 혈관(또는 임의의 신체 루멘)을 치료하는 방법을 제공하고, 다음 단계를 포함한다:
혈관의 치료 영역을 가로질러 원위 방향으로 장치를 전진시키는 단계로서, 장치가 루멘과 원위 단부를 갖는 연장된 카테터, 및 루멘에 배치되고 카테터에 대해 축 방향으로 이동하도록 구성된 반경 방향으로 확장되는 치료 요소를 포함하는 장치를 전진시키는 단계;
카테터의 원위 단부의 부풀어 오른(proud) 반경 방향 확장 치료 요소를 전개하여 치료 영역의 원위 단부에서 루멘에 대해 반경 방향으로 확장하고 원주 방향으로 압박하는 단계;
전개된 반경 방향으로 확장하는 치료 요소를 치료 영역을 따라 근위 방향으로 철회하고, 치료 요소를 혈관 루멘에 대해 원주 방향으로 압박하여 혈관의 치료 영역을 기계적으로 및 원주 방향으로 박리하는 단계;
반경 방향으로 확장되는 치료 요소를 카테터의 루멘으로 재 캡처하는 단계; 및
치료된 혈관으로부터 장치를 철회하는 단계.
일 실시형태에서, 혈관은 정맥류이고, 여기서 방법은 전형적으로 정맥류의 폐색을 유발하기 위해 정맥의 루멘을 박리함으로써 정맥류를 치료하는 방법이다.
일 실시형태에서, 혈관의 치료 영역을 기계적으로 및 원주 방향으로 박리하는 단계는 치료 영역을 따라 내피하(subendothelial) 혈관 표면의 원주 방향 노출에 영향을 미치는 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 카테터 내의 경관강 전달에 적합한 전개되지 않은 전달 구성과 치료 영역에서 혈관보다 큰 직경을 갖는 전개된 반경 방향으로 확장된 구성으로부터 자체 조정 가능하다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 탄력적으로 변형 가능하며, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 치료 영역을 따라 축 방향으로 이동하는 동안 가변적인 혈관 직경과 가변적인 축 방향 힘에 응답하여 그 직경을 반사적으로 자체 조정하면서 외향 반경 방향 힘을 혈관에 유지한다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소의 외부 혈관 루멘에 대향하는 표면은 거친 표면을 갖는다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소의 외부 혈관-루멘 대향 표면은 거친 표면을 가지며, 여기서 거친 표면은 매크로 및 마이크로 연마성 표면을 포함한다.
일 실시형태에서, 혈관은 대 복재 정맥, 소 복재 정맥, 천공 정맥 또는 지류 정맥과 같은 표재 정맥이다.
일 실시형태에서, 표재 혈관은 대 복재 정맥 및 소 복재 정맥으로부터 선택된 정맥이다.
일 실시형태에서, 방법은 대상체에서 표재 정맥 역류를 치료하는 방법이고, 여기서 혈관은 표재 정맥이다.
일 실시형태에서, 방법은 대상체에서 정맥류를 치료하는 방법이고, 여기서 치료되는 정맥은 정맥류이다.
일 실시형태에서, 방법은 치료된 혈관의 폐색을 가져온다.
일 실시형태에서, 방법은 혈관을 좁히지만 폐색하지 않는 방법이다.
일 실시형태에서, 치료 영역을 따라 근위로 전개된 반경 방향으로 확장된 치료 요소를 철회하는 단계는 혈관벽의 기계적 신장을 유발하고, 벽 내 평활근의 활성화를 가져오고, 치료 영역을 따라 혈관 경련으로 이어지고, 필요에 따라 내피 세포로부터 산화질소 분비 및 그 후의 혈관 경련의 연장을 방지한다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 나선형 코일이다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 나선형 코일이다.
일 실시형태에서, 그 방법은 초음파 유도와 같은 화상(imaging) 양식을 사용하여 수행된다.
일 실시형태에서, 그 방법은 치료 요소를 카테터 부재로 재 캡처하는 단계를 포함하고, 치료 요소를 전개되지 않은 상태로 되돌려 재 위치시키고 전개를 반복하는 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 그 방법은 고 유량 혈관에서 혈류를 정지시키는 단계들 중 적어도 하나에서 임시적인 루멘 폐색 요소를 배치하는 단계를 포함한다.
또 다른 양태에서, 본 발명은 표재 정맥의 치료 영역을 기계적으로 및 원주 방향으로 박리하는 단계를 포함하는, 대상체의 표재 정맥에서 표재 정맥 역류를 치료하는 방법을 제공한다.
일 실시형태에서, 원주 방향으로 박리되는 표재 정맥의 치료 영역은 5 내지 25 cm의 길이를 갖는다.
일 실시형태에서, 표재 정맥의 치료 영역을 기계적으로 및 원주 방향으로 박리하는 단계는 치료 영역을 따라 내피하 혈관 표면의 원주 방향 노출을 수행하는 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 정맥의 치료 영역을 기계적으로 그리고 원주방향으로 박리하는 단계는 표재 정맥의 표적 섹션의 원위 부분에 정맥 박리 장치를 전개하여 정맥 루멘에 대해 원주 방향으로 압박(impress)하는 것, 그리고 장치가 정맥 루멘에 대해 원주 방향으로 압박된 상태에서 전개된 정맥 박리 장치를 치료 영역을 따라 근위 방향으로 철회하는 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 혈관의 치료 영역을 기계적으로 및 원주 방향으로 박리하는 단계는 치료 영역을 따라 내피하 혈관 표면의 원주 방향 노출을 수행하는 것을 포함한다.
일 실시형태에서, 정맥 박리 장치는 카테터 내의 경관강 전달에 적합한 전개되지 않은 전달 구성 및 치료 영역에서 혈관보다 큰 직경을 갖는 전개된 반경 방향으로 확장된 구성으로부터 자체 조정 가능하다.
일 실시형태에서, 정맥 박리 장치는 탄력적으로 변형 가능하며, 여기서 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 혈관의 외향 반경 방향 힘을 유지하면서 치료 영역을 따라 축 방향 이동 중에 가변 혈관 직경 및 가변 축 방향 힘에 반응하여 그 직경을 반사적으로 자체 조정한다.
일 실시형태에서, 정맥 박리 장치의 외부 혈관-루멘 대향 표면은 거친 표면을 갖는다.
일 실시형태에서, 정맥 박리 장치의 외부 혈관-루멘 대향 표면은 거친 표면을 가지며, 거친 표면은 매크로 및 마이크로 연마성 표면을 포함한다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 코일이고, 바람직하게는 탄성적으로 변형 가능한 코일이다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장 가능한 치료 요소는 탄성적으로 변형 가능한 나선형 코일이다.
일 실시형태에서, 그 방법은 초음파 유도 하에 수행된다.
일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장되는 치료 요소(또는 나선형 코일)의 축 방향 이동은 조작자와 무관하게 자동 또는 반자동으로 제어된다.
일 실시형태에서, 장치는 조작자 피드백을 위해 또는 인간, 통계, 빅 데이터 또는 기계 학습 분석에 의한 추가 해석을 위해 데이터를 수집하도록 구성된다. 이 장치는 생체 내 데이터, 예를 들어 조직 또는 혈액의 온도, 압력, 전기 임피던스 등을 검출하도록 구성된 하나 이상의 센서를 포함할 수 있다. 장치는 무선으로 또는 카테터 부재에 배치된 와이어를 따라 생체 내 데이터를 릴레이(relay)하도록 구성될 수 있다. 장치는 원격 프로세서에 데이터를 중계하도록 구성될 수 있다.
본 발명의 기타 양태 및 바람직한 실시형태는 하기 첨부된 기타 청구범위에게 정의되고 설명된다.
도 1은 축 평면에서 인간 혈관계의 예시도로서, 연관된 내피 및 글리코칼릭스 피복을 수반하는 정맥의 내층(내막), 인접하는 중간층(중막) 및 외층(외막)을 포함하는 전형적인 정맥 벽의 구성을 나타내고 있다. 성인 정맥 벽의 일반적인 두께(마이크로미터)도 도시되어 있다.
도 2는 본 발명의 동물 연구에서 기계적 정맥 내 치료 28일 후의 염소(caprine) 정맥의 조직학적 축 단면도이다. 이 화상은 내피 세포 파괴 관점에서 원주 방향 피복의 중요성을 강조한다. 이는 본 발명의 동물 연구에서 부분적으로 치료된 정맥으로부터 촬영된 것이다. 우측 상단 모서리는 섬유화 형질전환의 초기 단계에서 염증 세포가 외부 층으로부터 혈전으로 이동하는 정맥 벽에 부착된 혈병(clot)을 보여준다. 좌측 하단 모서리에는 손상되지 않은 내피가 남아 있다. 혈전은 손상되지 않은 내피의 영향으로 인해 부착되지 않았거나 재 개통되었다. 혈액이 채널을 통해 흐를 수 있으며, 이 부분에서 전반적인 치료 실패로 이어질 수 있다.
도 3은 본 발명의 동물 연구에서 기계적 정맥 내 치료 28일 후, 염소 정맥의 조직학적 축 단면을 나타내고 있다. 표층과 심층 사이의 마찰력으로 인한 내피의 원주 방향 박리 및 전단이 발생하였다. 루멘은 콜라겐 형성 섬유 아세포(fibroblast)를 포함하는 염증 세포에 의해 침입될 때 섬유화 변화를 받고 있는 부착성 혈전으로 채워진다.
도 4는 본 발명의 제1 실시형태에 따라 신체 루멘을 박리하기 위한 장치를 예시한다.
도 5는 도 1의 장치의 측 입면도이다.
도 6은 도 1의 장치의 사시도이다.
도 7은 도 1의 장치의 원위 단부 입면도이다.
도 8은 도 4의 장치의 나선형 코일 단면의 상세도로서, 코어 와이어 주위에 나선형으로 감긴 제2 와이어에 의해 형성된 톱니형 표면을 보여준다.
도 9는 도 4의 장치의 나선형 코일 원위 단부의 상세도로서, 제2 와이어 및 구형 단부 허브의 더 높은 피치를 보여준다.
도 10은 도 4의 장치의 나선형 코일 근위 단부의 상세도로서, 카테터 부재 내에 장착된 강철 하이포튜브(hypotube)에 부착된 나선형 코일을 보여준다.
도 11은 도 4의 장치의 나선형 코일 근위 단부의 상세도로서, 재 캡처를 돕기 위해 코일의 근위 단부에 접근함에 따라 제2 와이어의 더 짧은 피치를 보여준다.
도 12는 본 발명의 대안적인 실시형태에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 사시도로서, 제2 와이어의 루멘-결합 표면은 일련의 나선형 만입부를 포함한다.
도 13은 전개된 구성에서 나선형 코일을 구비한 정맥에서 도 4의 장치의 측 입면도이다. 이 도면은 과대 크기 코일이 신체 루멘과 원주 방향으로 어떻게 결합되는 지와, 과대 크기 코일에 의해 가해진 반경 방향 힘이 정맥을 변형시키는 지를 보여준다.
도 14는 도 13과 유사한 예시도로서, 더 작은 직경의 정맥에 더 작은 직경의 코일을 사용하는 방법을 보여준다.
도 15는 정맥 외측에서 볼 때 전개된 장치의 사시도로서, 전개된 코일에 의해 가해진 반경 방향 힘이 정맥을 변형시키는 방법을 보여준다.
도 16은 정맥의 내부 루멘과 결합하는 나선형 코일의 연마성 표면의 상세도이다.
도 17은 표재 정맥 질환의 치료에서 폐색을 유발하고 역류를 예방하기 위해 하지 정맥의 정맥 내 기계적 박리 시술을 예시한다. 외측 카테터 내의 전개되지 않은 장치는 초음파 유도 탐색 후 사페노 대퇴 접합부(Shapheno-femoral junction) 근처에 표시된다.
도 18은 치료된 섹션의 혈관 경련을 유발하는, 치료 중 전개된 반경 방향으로 확장하는 코일을 예시한다.
도 19는 카테터를 철회하기 전에 반경 방향으로 확장되는 요소의 재 캡처를 예시한다.
도 20은 본 발명의 추가 실시형태에 따른 신체 루멘을 박리하기 위한 장치의 사시도이다.
도 21은 도 20의 장치의 단부도이다.
도 22는 부분적으로 전개된 구성에서 도 20의 장치의 측 입면도이다.
도 23은 완전히 전개된 구성에서 도 20의 장치의 측 입면도이다.
도 24는 완전히 전개된 구성에서 도 20의 장치의 또 다른 측 입면도이다.
도 25는 코일이 2개의 동축 나선형 코일 요소로 구성되는 본 발명의 추가 실시형태에 따른 신체 루멘을 박리하기 위한 장치를 예시한다.
도 26은 도 25의 장치의 단부도이다.
도 27은 도 25의 장치의 측 입면도이다.
도 28은 코일이 4개의 동축 나선형 코일 요소로 구성되는 본 발명의 추가 실시형태에 따른 신체 루멘을 박리하기 위한 장치를 도시한다.
도 29는 도 28의 장치의 단부도이다.
도 30은 도 28의 장치의 측 입면도이다.
도 31은 본 발명의 추가 실시형태에 따른 신체 루멘을 박리하기 위한 장치를 예시하며, 코일은 원위 단부에서 결합되는 4개의 동축 나선형 코일 요소로 구성된다.
도 32는 도 31의 장치의 단부도이다.
도 33은 도 31의 장치의 측 입면도이다.
도 34a 및 도 34b는 본 발명에 따른 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 35a 및 도 35b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 36a 및 도 36b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 37a 및 도 37b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 38a 및 도 38b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 39a 및 도 39b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 40a 및 도 40b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 측 입면도이다.
도 41a 및 도 41b는 본 발명에 따른 추가 나선형 코일 단면의 사시도 및 단부 입면도이다.
도 42a 및 도 42b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 측 입면도 및 사시도이다.
도 43a 및 도 43b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 측 입면도 및 사시도이다.
도 44a 및 도 44b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 측 입면도 및 사시도이다.
도 45a 및 도 45b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 측 입면도 및 사시도이다.
도 46a 및 도 46b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 사시도 및 측 입면도이다.
도 47a 및 도 47b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 사시도 및 측 입면도이다.
도 48a 내지 48c는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일의 추가 실시형태의 측 입면도 및 사시도이다.
도 49a 및 도 49b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드의 측 입면도 및 사시도로서, 축 방향으로 이격된 2개의 나선형 코일을 갖는다.
도 49a 및 도 49b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드의 측 입면도 및 사시도로서, 축 방향으로 이격된 2개의 나선형 코일을 갖는다.
도 50a 및 도 50b는 본 발명에 따른 추가 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드의 측 입면도 및 사시도로서, 2개의 축 방향으로 이격된 나선형 코일을 갖는다.
도 51a는 본 발명에 따른 추가 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드의 사시도로서, 축 방향으로 이격된 2개의 나선형 코일을 갖는다.
도 52a는 종양에 영양을 공급하는 소 동맥을 예시하고, 도 52b는 동맥의 루멘의 일부를 박리하고 동맥의 혈전 형성으로 인해 동맥을 폐색하는 데 사용되는 본 발명의 장치를 보여주는, 동맥 중 하나의 부분 분해도이다.
도 53a는 문맥 혈관계(portal vein vasculature)를 도시하고, 도 53b는 혈전의 형성으로 인해 동맥 루멘의 일 부분을 박리하고 동맥을 폐색하는 데 사용되는 본 발명의 장치를 보여주는 정맥들 중 하나의 부분 분해도이다.
도 54는 기형을 포함하는 혈관계의 자연 동정맥 션트(shunt) 섹션, 및 혈전 형성에 의해 기형 션트를 폐색하기 위해 션트의 섹션을 박리하는 사용중인 본 발명에 따른 장치를 도시한다.
도 55는 좌측 정색(spermatic) 정맥 및 좌측 고환을 둘러싸는 정맥류, 및 혈전 형성에 의해 정맥을 폐색하기 위해 좌측 정색 정맥의 일부를 박리하는 사용중인 본 발명에 따른 장치를 예시한다.
도 56은 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 다양한 혈관 직경 및 혈관을 통해 당겨질 때 혈관의 협착 또는 좁아진 섹션에 자체적으로 적응할 수 있는 방법을 설명한다: 도 56a는 혈관의 좁아진 섹션에 접근하는 혈관의 루멘과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일을 나타내고; 도 56b는 좁아진 섹션을 통과하고 좁아진 섹션의 바로 근위에 있는 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하는 나선형 코일을 나타내고; 및 도 56c는 좁아진 섹션의 근위로 이동하고 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하기 위해 자체 조정되는 나선형 코일을 나타낸다.
도 57은 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 정맥의 섹션을 통해 당겨질 때 정맥의 판막을 통해 탐색할 수 있는 방법을 예시한다: 도 57a는 판막 원위 정맥의 루멘과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일을 나타내고; 도 57b는 걸리지 않고 판막을 통과하는 나선형 코일을 나타내고; 및 도 57c는 좁아진 섹션의 근위로 이동하고 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하기 위해 자체 조정되는 나선형 코일을 나타낸다.
도 58은 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 혈관의 루멘과의 원주 방향 결합을 유지하기 위해 코일의 직경을 점진적으로 좁히고 자체 조정하는 혈관 구조 섹션을 통해 탐색할 수 있는 방법을 예시한다: 도 58a는 혈관의 넓은 섹션과 원주 방향으로 접촉하고 있는 전개된 나선형 코일을 나타내고; 도 58b는 혈관의 좁은 섹션과 원주 방향으로 접촉하고 있는 전개된 나선형 코일을 나타낸다.
도 59는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 다양한 혈관 직경에 자체적으로 적응하고 구불구불한 혈관을 탐색하는 방법을 예시한다: 도 59a는 혈관의 좁아진 섹션에서 혈관의 루멘과 원주 방향으로 접촉하고 있는 전개된 나선형 코일을 나타내고; 도 59b는 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하면서 혈관의 예리한 굴곡(sharp turn)을 통해 탐색하는 나선형 코일을 나타내고; 및 도 59c는 혈관의 루멘과의 원주 접촉을 유지하면서 더 큰 직경의 혈관에서 예리한 굴곡을 통해 이동하는 나선형 코일을 나타낸다.
도 60은 혈관이 혈관 경련으로 인해 활발하게 수축할 때 또는 더 좁은 폭으로 테이퍼될 때, 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이, 혈관의 루멘과 원주 방향 결합을 유지하기 위하여 코일의 직경을 자체 조정할 수 있는 방법을 예시한다: 도 60a는 혈관의 혈관 경련 이전에 길이(l) 및 직경(D)의 혈관 섹션과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일을 나타내고; 횡단면 A-A는 구속력(P)으로부터의 압력에 의해 생성된 후프력(hoop force, HF) 하에서 혈관 벽과 접촉하는 나선형 와이어의 축 방향 도면이고; 도 60b는 혈관 경련 동안 직경(d)의 수축된 혈관 내에서 연장된 길이(L)에 걸쳐 원주 접촉으로 전개된 나선형 코일을 나타낸다.
도 61은 전개된 코일이 축 방향 힘(FA) 하에 있을 때 하기와 같은 상태에서 정적인 힘 변수를 예시한다: 도 61a는 코일 외측의 접촉력(FC) 및 혈관(P)의 구속력을 수반하는 직경(D)의 혈관에서 철회 개시 시의 이동 전의 상태를 나타내고; 도 61b는 직경(d)의 좁아진 혈관에서 L의 길이로 연장된 상태를 나타내고; 도 61c는 직경(e)의 상당히 좁아진 혈관에서 코일이 S로 연장된 상태를 나타낸다. 정적 마찰을 줄이고, 코일의 무 외상성(atraumatic) 통과를 가능하게 하기 위해, 코일의 근위 섹션에 대한 혈관 벽 접촉의 손실이 있다.
도 62는 본 발명에 따른 장치를 사용하여, 비정상적으로 높은 혈액량 또는 높은 혈류량을 갖는 혈관계를 치료하고, 혈관을 부분적으로 폐색하여 혈액량 또는 혈류를 정상화하는 방법을 예시한다: 도 62a는 본 발명에 따른 장치가 동맥에 전개되고 근위로 당겨지는 치료 전의 폐동맥을 보여주고; 도 62b는 동맥을 부분적으로 폐색(협소화)하여 동맥을 통해 흐르는 혈액량 및 혈류를 감소시키는 내막 증식(intimal hyperplasia)을 수반하는 본 발명에 따른 장치로 치료한 후의 도 62a의 폐동맥의 만성 변화를 나타낸다.
도 63은 전형적인 혈관에서 매끄러운 내부 표면을 갖는 편평해진 와이어와 다이아몬드 패턴을 갖는 조면화 외부 표면을 갖는 일 실시형태의 사시도를 도시한다.
도 64는 혈관 내 장치의 사시도를 예시한다. 외부 텍스처링 실시형태의 확대도는 다음을 나타낸다: (A)는 철회 방향으로 정맥 벽에 수직인 매크로 연마성 홈이 있는 표면을 나타내고; (B)는 철회 방향으로 정맥 벽에 평행한 매크로 연마성 표면을 나타내고; (C)는 매크로 연마성 표면의 다이아몬드 구성을 나타낸다.
도 65는 축소된 나선형 코일을 전개되지 않은 상태로 저장하도록 변형된 변형 정맥 캐뉼라의 선단을 예시한다.
또 66은 도 65에 도시된 변형된 캐뉼라를 사용하여 표적 정맥에 접근하고 외부 시스(sheath)를 철회한 후 나선형 코일을 전개하는 것을 예시한다.
도 67은 도 65의 캐뉼라 장치를 사용한 표재 하지 지류(tributary) 정맥의 접근을 예시한다.
도 68은 지류 정맥에 소형 코일을 전개하는 방법을 예시한다. (A) 가이드 와이어를 통한 정맥 접근이 달성되고 가이드 와이어 위에 시스가 삽입된다. (B) 시스가 정맥에서 전진하고 가이드 와이어가 제거된다. (C) 저장된 나선형 연마성 코일 요소를 노출하기 위해 시스를 철회한다. (D) 정맥 섹션을 치료하기 위해 시스와 코일을 함께 철회한다.
도 69는 가이드 와이어의 통과를 대응하기 위해 내부 둘레에 전개되지 않은 나선형 코일을 유지하는, 도 68에서 사용된 시스를 예시한다.
도 70은 표적 정맥에 나선형 코일을 전개하기 위해 박리 유도관(peel away introducer) 시스를 사용하는 방법을 예시한다.
도 71은 좌측 난소 정맥에서 골반 정맥 역류를 치료하기 위해 나선형 절제 코일을 사용하는 것을 예시한다.
도 72는 동맥루(Arterio-fistula) 형성에서 정맥 리모델링을 예시한다;
(A)는 정상 정맥을 나타내고; (B)는 내막 층의 자기 제한 비후를 갖는 내막 증식을 나타내고; (C)는 루멘 폐색을 유발하는 과도한 내막 증식으로 인한 정맥 이식 실패를 나타낸다.
도 73은 혈관에 부착된 혈전을 제거하기 위해 조면화 내부 표면과 매끄러운 외부 표면을 가진 나선형 코일의 사용을 예시한다.
도 74는 축 방향의 철회에 추가하여, 회전력의 유무에 상관 없이 혈관 벽의 선택적 치료를 가능하게 하는, 부분적으로 텍스쳐 가공된 외부 표면을 구비한 나선형 코일의 사용을 예시한다.
도 75는 당뇨병 치료에서 십이지장의 점막층을 재 표면화하기 위한 내시경 시술 중에 나선형 코일을 사용하는 것을 예시한다.
본 명세서에 언급된 모든 공보, 특허, 특허 출원 및 기타 참고 문헌은, 마치 각각의 개별 공보, 특허 또는 특허 출원이 참고로 포함하도록 구체적이고도 개별적으로 나타나 있고, 그 내용이 완전히 인용되어 있는 것처럼, 모든 목적을 위해 그 전체가 참고로 본 명세서에 포함된다.
정의 및 일반적인 선호도(preferences)
본 명세서에서 사용되는 경우 그리고 달리 구체적으로 명시되지 않는 한, 다음 용어는 용어가 당해 기술 분야에서 향유할 수 있는 임의의 더 넓은(또는 더 좁은) 의미에 추가하여 다음 의미를 갖는 것으로 의도된다.
문맥 상 달리 요구되지 않는 한, 본 명세서에서 단수의 사용은 복수를 포함하고, 그 반대의 경우도 마찬가지이다. 개체와 관련하여 사용되는 용어 "a" 또는 "an"은 해당 개체 중 하나 이상을 나타내기 위한 것이어야 한다. 이와 같이, 용어 "하나", "하나 이상" 및 "적어도 하나"는 본 명세서에서 상호 교환적으로 사용된다.
본 명세서에서 사용된 용어 "포함하다" 또는 "포함한다" 또는 "포함하는"과 같은 그 변형은 임의의 열거된 정수(예를 들어, 특징, 요소, 특성, 속성, 방법/공정 단계 또는 제한) 또는 정수 그룹(예를 들어, 기능, 요소, 특성, 속성, 방법/공정 단계 또는 제한)이 포함되어야 하지만, 다른 임의의 정수 또는 정수 그룹은 제외되지 않는다. 따라서, 본 명세서에서 사용된 용어 "포함하는"은 포괄적이거나 개방형이며 추가의 언급되지 않은 정수 또는 방법/공정 단계를 제외하면 안 된다.
본 명세서에 사용된 용어 "질병"은 생리적 기능을 손상시키고 특정 증상과 연관된 임의의 비정상 상태를 정의하는 데 사용된다. 이 용어는 병인의 특성(또는 실제로 질병의 원인이 확립되었는지 여부)에 관계없이 생리적 기능이 손상되는 모든 장애, 질병, 이상, 병리, 병, 병태 또는 증후군을 포함하기 위해 광범위하게 사용된다. 따라서 감염, 외상, 부상, 수술, 방사선 절제, 중독 또는 영양 결핍으로 인해 발생하는 병태를 포함한다.
본 명세서에 사용된 용어 "치료" 또는 "치료하는"은 질병의 증상을 치료, 개선 또는 경감하거나, 또는 그 원인(들)을 제거(또는 영향을 경감)하는 개입(예를 들어, 대상체에게 약제 투여)을 지칭한다(예를 들어 리소좀 효소의 병리학적 레벨의 축적 감소). 이 경우 용어는 "치료"라는 용어와 동의어로 사용된다.
추가로, 용어 "치료" 또는 "치료하는"은 질병의 발병 또는 진행을 예방 또는 지연시키거나 또는 치료된 집단 내에서의 발병률을 감소(또는 근절)하는 개입(예를 들어, 대상체에 대한 제제의 투여)을 의미한다. 이 경우 '치료'라는 용어는 "예방"이라는 용어와 동의어로 사용된다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 약제의 유효량 또는 치료적 유효량은 합리적인 이익/위험 비율에 상응하는 과도한 독성, 자극, 알레르기 반응 또는 기타 문제 또는 합병증 없이 대상체에게 투여될 수 있는 양으로 정의하지만, 예를 들어 대상체 병태의 영구적 또는 일시적 개선에 의해 나타나는 치료 또는 예방과 같이 원하는 효과를 제공하기에 충분한 비율이다. 그 양은 개인의 연령과 일반적인 병태, 투여 방식 및 기타 요인에 따라 대상체마다 다를 것이다. 따라서, 정확한 유효량을 지정하는 것은 가능하지 않지만, 당업자는 일상적인 실험 및 배경 지식을 이용하여 임의의 개별 사례에서 적절한 "유효"량을 결정할 수 있을 것이다. 이러한 맥락에서 치료적 결과는 증상의 근절 또는 완화, 통증 또는 불쾌감 경감, 생존기간 연장, 가동성 개선 및 기타 임상적 개선 지표를 포함한다. 치료 결과는 완전한 치료일 필요는 없다.
상기 정의된 바와 같은 치료 및 유효량과 관련하여, 용어 "대상체"(문맥이 허용하는 경우 "개인", "동물", "환자"또는 "포유 동물"을 포함하는 의미)는 모든 대상, 특히 치료가 필요한 포유류 대상체이다. 포유류 대상체는 인간, 가축, 농장 동물, 동물원 동물, 스포츠 동물, 개, 고양이, 기니피그, 토끼, 쥐, 생쥐, 말, 소, 염소, 소와 같은 애완 동물; 유인원, 원숭이, 오랑우탄 및 침팬지와 같은 영장류; 개 및 늑대와 같은 개과 동물; 고양이, 사자, 호랑이와 같은 고양이과 동물; 말, 당나귀, 얼룩말과 같은 말과 동물; 소, 돼지 및 양과 같은 식용 동물; 사슴 및 기린과 같은 유제 동물; 및 생쥐, 쥐, 햄스터 및 기니피그와 같은 설치 동물을 포함하지만, 이들에 제한되지 않는다. 바람직한 실시형태에서, 대상체는 인간이다.
본 명세서에 사용된 용어 "박리"는 신체 루멘의 섹션을 따라 신체 루멘의 내부 루멘 표면의 표면 층의 기계적 제거 또는 비가역적인 기능적 파괴를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 신체 루멘이 혈관 또는 정맥인 경우, 내부 루멘의 표재 층은 일반적으로 혈관 내피로 알려진 편평 세포의 단일 층이고, 그와 관련한 결합 조직이 중막의 표재 세포층으로 확장되지만 중막 층보다 깊지는 않다. 내피는 선택적 장벽과 항 혈전성 표면을 제공하기 때문에 신체 루멘의 생존에 필요하고, 이 표면을 제거하면 정상적인 혈액 성분과 상호 작용하는 전 혈전(pro-thrombotic) 인자가 노출되어 신체 루멘의 응고 및 폐색을 유발하고 천연 혈관수축 물질을 루멘으로 방출한다. 신체 루멘이 정맥인 경우, 이 용어는 내막 층 및 표재 중막 층의 하나 이상의 층을 제거하는 것을 의미한다. 본 발명의 장치 및 방법은 신체 루멘의 길이 방향 섹션(예를 들어, 1 내지 60cm)을 박리하고 신체 루멘을 원주 방향으로 박리한다. 즉, 신체 루멘이 치료되는 섹션을 따라 박리되는 경우 전체 원주(또는 부분 또는 거의 전체 원주)이다.
본 명세서에 사용된 용어 "신체 루멘"은 신체의 공동을 의미하고, 혈관(즉, 동맥, 정맥, 림프 혈관, 요도, 요관, 동(sinus), 이도, 비강, 기관지, 나팔관, 정자관) 또는 좌심방이(left atrial appendage), 좌심실 유출관, 대동맥 판막, 승모(mitral) 판막, 승모판 연속성(continuity), 삼첨(tricuspid) 판막, 폐 판막, 심장 판막, 정맥 판막 또는 판막 개방과 같은 심장의 환형 공간과 같은 연장된 공동일 수 있다. 바람직하게는 신체 루멘은 혈관계(즉, 정맥 또는 동맥 또는 동정맥 혈관)이다. 정맥은 복재 정맥(saphenous vein)(SSV, GSV, AASV), 골반 정맥, 정맥류(varicocele) 또는 문맥(portal vein)에서 선택될 수 있다. 동맥은 대동맥, 상 직장(superior rectal) 동맥, 전체 또는 부분 색전술을 위한 스텐트 삽입을 목적으로 한 동맥 섹션, 자궁 동맥, 또는 동맥관으로부터 선택될 수 있다. 신체 루멘은 위장관의 일부, 예를 들어 십이지장, 소장일 수 있다. 신체 루멘은 식도일 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어 "연장된 카테터 부재"는 신체 루멘 박리 몸체에 작동 가능하게 연결된 원위 단부를 갖는 연장된 몸체를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 일 실시형태에서, 카테터 부재는 그것의 제어를 위해 박리 몸체에 작동 가능하게 연결된 제어 아암(예를 들어, 관형 부재)을 포함한다. 제어 아암은 임의의 형태, 예를 들어 로드, 와이어 또는 하이포튜브(hypotube)와 같은 관형 부재를 취할 수 있다. 일 실시형태에서, 제어 아암 및 박리 몸체는 카테터 부재에 대해 축 방향으로 조정 가능하다. 박리 몸체는 일반적으로 전달 및 철회 중에 풀리고 카테터 부재의 원위 단부에 수납된다. 카테터 본체에 대한 제어 아암의 축 방향 조정은 코일 구성에서 박리 본체의 전개를 초래한다.
"경관강 전달(transluminal)"은 신체 루멘을 통해 표적 부위(예를 들어, 정맥류)로 신체 루멘의 박리 본체를 전달, 예를 들어 동맥, 정맥 또는 위장관을 통한 전달을 의미한다.
본 명세서에서 사용된 용어 "코일"은 카테터 부재로의 후퇴에 적합한 비 코일 구성 및 사용 중에 신체 루멘에 대향하여 표면을 원주 방향으로 결합하고 압박할 수 있는 코일형 구성(즉, 코일의 적어도 1회전의 완전한 권선을 따라 정맥의 내부 루멘과 결합)으로부터 조정 가능한 루프형 요소를 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 코일형 구성에서의 코일은 일반적으로 원형이지만, 신체 루멘의 내벽을 원주 방향으로 결합할 수 있는 한 타원형, 정사각형, 삼각형 또는 직사각형일 수도 있다. 대부분의 정맥과 동맥은 원형 또는 거의 원형인 프로파일을 가지고 있기 때문에, 전개된 구성에서의 코일에 의해 가해지는 반경 방향 힘이 신체 루멘의 벽 주위에 균등하게 넓어지기 때문에 원형 코일이 바람직하다. 코일의 적어도 1회전의 완전한 권선을 따라 치료될 신체 루멘의 직경과 같거나 더 큰 직경을 갖는 코일은 정맥의 내부 루멘과의 원주 방향 결합을 달성하여 정맥의 원주 방향 박리를 달성하는 데 필요하다(도 13의 A 참조). 바람직한 실시형태에서, 코일은 적어도 1회의 완전한 원주 방향 회전, 바람직하게는 1 내지 3 회전, 예를 들어 약 1.1, 1.2, 1.3, 1.4, 1.5, 1.6, 1.7, 1.8, 1.9, 2.0, 2.1, 2.2, 2.3, 2.4, 2.5, 2.6, 2.7, 2.8 또는 2.9 회전 권선을 갖는 나선형 코일이다. 나선형 코일의 코일은 바람직하게는 원형이지만, 다른 프로파일, 예를 들어 타원형, 정사각형, 삼각형 또는 직사각형을 가질 수도 있다. 나선형 코일은 원추형일 수 있다. 코일의 직경은 이완 상태에서 일반적으로 2 내지 20 mm, 더욱 바람직하게는 3 내지 12 mm이다. 나선형 코일의 피치는 일반적으로 직경과 거의 동일하지만 이완된 상태에서 직경의 0.5 내지 1.5 배까지 다양할 수 있다. 코일의 치수는, 코일이 신체 루멘의 직경에 대해 "과대 크기"로 되는 것을 확실하게 하기 위해, 신체 루멘에 따라 다양하게 변할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 이와 관련하여, 코일의 직경(또는 길이를 따라 직경이 변하는 나선형 코일의 경우 최대 직경)은 일반적으로 치료할 신체 루멘의 직경보다 적어도 약 5% 더 크고, 예를 들어 치료할 신체 루멘 직경의 적어도 10%, 15%, 20%, 25% 또는 30%, 일반적으로는 5 내지 30% 더 크다. 코일이 적어도 1회전 권선을 따라 크기가 커지는 것이 중요하며, 일반적으로 1 또는 2회전 권선을 따라 크기가 커진다. 코일은 연장된 요소, 일반적으로 단일의 연장된 요소, 예를 들어 와이어 또는 필라멘트로 형성될 수 있다. 코일은 금속(예를 들어, 스테인레스 강) 또는 금속 합금으로 형성될 수 있거나, 나티놀(NITINOL)과 같은 형상 기억 합금으로 형성될 수 있거나, 또는 다음과 같은 천연, 합성 또는 반합성 폴리머, 이를테면 키토산, 나일론 또는 레이온으로 형성될 수 있다. 특정 실시형태에서 코일은 예를 들어 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 또는 10, 바람직하게는 2 내지 4개의 코일 요소를 포함할 수 있지만, 신체 루멘 박리 헤드는 이상적으로 단일 코일 요소로 구성된다.
코일 요소의 폭은 적어도 0.1mm이다. 너비는 일반적으로 적절한 크기의 카테터와 유도관 시스(introducer sheath)를 통해 전달될 수 있도록 1 내지 3mm이다.
일반적으로, 나선형 코일은 신체 루멘을 따라 이동할 때 다양한 직경의 신체 루멘 벽에 대향하여 원주 반경 방향의 힘을 유지하기에 충분히 탄력적으로 변형 가능하다(즉, "자체 조정" 또는 "자체 조정 가능"으로 구성됨). 이것은 점진적으로 증가하는 직경과 여러 개의 굴곡을 갖는 정맥을 박리하기 위해 본 발명에 따른 장치의 사용을 예시하는 도 59에 나타나 있다. 이 실시형태에서, 전개된 상태의 나선형 코일은 신체 루멘의 가장 넓은 부분에 대해 크기가 커질 것이며, 이에 따라 도 59c에 도시된 가장 넓은 지점에서 신체 루멘의 전체 원주 주위에 반경 방향 힘을 가하고, 코일 직경에 대해 충분히 탄력적으로 변형 가능하여 신체 루멘의 원주에 대한 박리 반경 방향 힘을 유지하면서 정맥의 다양한 직경에 맞게 조정된다. 나선형 코일은, 도 56 및 57에 각각 도시된 바와 같이, 일반적으로 코일이 정맥의 협착부 또는 판막을 통과할 수 있도록 충분히 탄력적으로 변형될 수 있다. 치료 기간 동안 정맥 직경의 이러한 협착 또는 변화는 정적(근위 혈관의 더 넓은 직경이 더 좁은 원위 혈관으로 가늘어 짐)이거나 또는 동적(정맥 벽 평활근의 수축으로 인해 정맥 경련으로 알려진 생리학적 과정에서 정맥 직경 감소로 이어짐)일 수 있다. 정맥 직경이 감소하면 나선형 코일에 미치는 반경 방향 힘이 증가하고, 이는 연이어 나선형 코일의 재료 내에서 생성된 후프 힘을 증가시켜 코일의 길이를 증가시키는 종 방향 힘으로서 변환된다. 이 개념은 장치가 길이(l) 및 직경(D)에 걸쳐 일반적인 혈관에 전개된 도 60에 예시되어 있다. 반경 방향 힘은 정맥 벽에 수직으로 작용하는 압력(P)와 동일하다. 혈관이 과대크기의 코일에 가하는 압력 또는 후프 힘(HF)은 코일을 압축하는 작용을 하며, 혈관의 직경이 d로 줄어들 때 증가한다. 개방형 나선형 코일 설계로 인해, 이 증가된 후프 힘은 코일을 길이(L)로 늘리기 위해 길이 방향으로 이동된다. 이는 장치 외부 표면과 정맥 벽의 접촉 점에서 반경 방향 힘을 감소시켜 과도한 마찰을 방지하지만, 표면을 정맥에 결합시키고 정맥을 압박하는 데 충분한 힘을 유지할 수 있다. 과도한 마찰은 코일 세그먼트와 벽 천공 및/또는 정맥에 인접한 결합 조직의 외상을 바람직하지 않게 잡거나 걸리게 할 수 있다.
본 명세서에서 사용되는 용어 "코일 요소"는 본 발명에 따른 장치의 코일 부분을 함께 구성하는 개별 및 별개의 코일 요소를 지칭한다. 일반적으로, 각 코일 요소는 나선형이다. 일반적으로 코일 요소는 동축이다. 일반적으로 각 코일 요소는 전개 시 동일한 직경을 갖는다. 일반적으로 각 코일 요소는 전개 시 동일한 피치를 갖는다. 전개된 구성에 있을 때, 복수의 코일 요소는 함께 신체 루멘의 내부 루멘의 원주 방향 결합을 제공한다. 따라서, 각 코일 요소는 전개된 구성에서 내부 루멘의 원주의 일부에만 결합하도록, 예를 들어 신체 루멘의 원주와의 결합의 90°내지 270°, 90°내지 180°, 140°내지 220°, 또는 180°내지 270°로 구성될 수 있다. 일 실시형태에서, 코일은 2개의 나선형 코일 요소, 예를 들어 이중 나선을 갖는다. 일반적으로 2개의 나선형 코일 요소 각각은 전개될 때 적어도 0.5 회, 일반적으로 0.5 내지 1.0회 또는 0.5 내지 0.7회 회전한다. 일 실시형태에서, 코일은 3개의 나선형 코일 요소, 예를 들어 삼중 나선을 갖는다. 전형적으로, 3개의 나선형 코일 요소 각각은 전개될 때 적어도 0.3회, 일반적으로 전개될 때 0.3 내지 1.0회 또는 약 0.3 내지 0.5회 회전한다. 일 실시형태에서, 코일은 4개의 나선형 코일 요소를 갖는다. 일반적으로 4개의 나선형 코일 요소 각각은 전개 시 적어도 0.25회, 일반적으로 전개 시 0.25 내지 0.75회 회전한다. 일 실시형태에서, 복수의 코일 요소는 원위 단부에서 함께 연결된다(폐쇄 구성). 일 실시형태에서, 복수의 코일 요소는 원위 단부에서 연결되지 않는다(개방 구성).
본 명세서에서 사용된 바와 같이, 신체 루멘(또는 혈관 또는 정맥) 박리 헤드에 적용되는 용어 "카테터 부재에 분리 불가능한 부착"은 장치가 본체의 카테터 부재로부터 헤드를 분리 및 해제하도록 구성되지 않음을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 즉, 장치는 체내에 신체 루멘 박리 헤드를 이식하도록 구성되어 있지 않다.
이식형 장치는 다음과 같은 이유로 표재 정맥 질환의 치료에 사용하기에 바람직하지 않다. 표재 하지 정맥은 피부 표면에 비교적 가깝게 위치하고, 촉진(觸診)으로 쉽게 확인할 수 있다. 부피가 큰 이식형 장치는 잠재적으로 통증, 자극 또는 국소 피부 변형을 유발할 수 있다. 임플란트는 정맥 경련으로 알려진 평활근의 수축으로 정맥의 직경을 감소시키는 능력을 억제할 수 있다. 이것은 정맥 직경을 작게 하고 정맥 내 혈전의 양을 줄이고 재 개통을 방지하는 데 중요하다. 임플란트는 면역 매개 염증 반응을 일으킬 수 있다. 코일의 적어도 일부의 신체 루멘-결합 표면은 신체 루멘으로부터 떨어져 신체 루멘의 내부 층을 전단하거나 비가역적으로 손상시키기 위해 연마성이 있다. 표면을 연마성 있게 하기 위해 표면은 화학적, 전기적 또는 물리적/기계적으로 처리될 수 있다. 기계적 마모, 쇼트 블라스팅(shot blasting), 샌드 블라스팅, 널링(knurling), 방전 가공 및 펄스 전기화학 가공을 포함하여 표면을 조면화 하기 위해 채택될 수 있는 여러 유형의 가공이 있다. 화학 에칭을 이용하여 부품 표면을 거칠게 만들 수도 있다. 표면은 톱니 모양으로 될 수 있다. 표면은 또한 혈관 루멘과 접촉할 때 연마성 표면으로 작용하는 융기 부분을 포함할 수 있으며, 이러한 융기 부분은 연마성 표면의 표면에 결합된 단편, 또는 연마성 표면으로부터 접혀진 섹션, 또는 그레이팅(grating) 효과가 있는 오목한 부분(pitted indentation)일 수 있다. 연마성 표면을 갖는 나선형 코일을 제공하는 한 가지 방법은, 아래에 설명되고 도면에 도시된 바와 같이, 제2 와이어 또는 다중 와이어를 나선형으로 코어 와이어 주위에 감는 것이다. 연장된 요소(코어 와이어)와 나선형으로 감긴 제2 와이어의 조합이 전개된 구성에서 루멘을 따라 축 방향으로 이동할 때 루멘을 박리할 수 있는 연마성 루멘-결합 표면을 생성하는 한, 제2 와이어는 원형, 평면, 다각형, 삼각형, 정사각형, 직사각형, x-자형, 또는 별 모양의 단면을 가질 수 있다. 와이어는 중앙 코어 와이어 또는 중앙 하우징을 감싸는 유일한 형태의 재료, 예를 들어 폴리머 기반 몰딩, 핀, 연마성 입자 또는 스폿 용접이 아닌 경우가 있다. 톱니 모양의 표면을 형성하는 또 다른 방법은 코일의 표면에 만입부 자국을 내는 것, 또는 표면에 융기된 형태, 예를 들어 나선형 만입부 또는 형태를 형성하는 것이다. 표면은 초기 혈관 경련에 의해 제한될 수 있는 복수 통과의 필요성을 회피하기 위해 장치의 단일 종방향 통로를 따라 루멘을 박리하는 데 충분한 연마성이 있어야 한다. 바람직한 구성은 매크로 및 마이크로 연마성 표면을 모두 형성하는 표면 요소를 포함한다. 매크로 연마성 표면은 최고점에서 최저점까지 높이가 적어도 약 0.5mm(예를 들어, 0.5 내지 1.0mm)인 홈, 만입부 또는 톱니를 포함한다. 마이크로 표면은 최고점에서 최저점까지 높이가 약 5 내지 100 마이크론인 홈, 만입부 또는 톱니를 포함한다. 이러한 홈은 마모를 유발하고 처리 길이에 걸쳐 세포 파편에 의한 연마성 표면의 막힘을 방지한다. 매크로 연마성 홈의 방향은 평행하지 않고 철회 축 방향에 수직이어야 하므로 중요하다. 이것은 혈관에 전개된 장치를 나타내는 도 64에 예시되어 있다. 코일 표면의 상세도는 확대도(A), (B) 및 (C)에 표시된다. (A)는 기계적 절제를 유발하는 데 효과적인 철회 시 혈관 벽에 수직인 홈 패턴을 예시한다. (B)는 철회 중 정맥 벽에 평행하게 놓여 있고 덜 효과적인 방향을 나타낸다. 정맥의 해부학적 구조에 있어서 혈관 직경과 굴곡도의 변동성으로 인해 이 문제를 극복하기 위해 매크로 연마성 텍스처 패턴이 필요하다. (C)는 장치가 축 방향으로 철회될 때, 매크로 연마성 표면의 일부가 항상 정맥 벽에 수직이 되도록하는 데 이상적인 다이아몬드 형의 울퉁불퉁한 패턴을 예시한다. 마이크로 연마성 표면은 내피 파괴를 달성하고 과도한 정적 마찰을 방지하기 위해 일반적으로 0.8 내지 3.2의 표면 조도 또는 RA 값을 가질 수 있다. RA 값은 평가 길이 내에 기록된 평균 선으로부터 프로파일 높이 편차의 절대 값의 산술 평균이다. 0.8의 RA 값은 4 μm의 평균 최대치로부터 최소치까지의 평균 높이에 해당한다. 내피 세포(EC)는 대부분의 혈관에서 글리코칼릭스로 알려진 무 세포층에 의해 흐르는 혈액에 직접 노출되지 않도록 보호된다. 이 겔형 구조는 일반적으로 두께가 0.5 내지 3μm로, EC(0.2 내지 2.0μm) 자체의 두께를 초과한다.
본 명세서에서 사용된 바와 같이, "형상 기억 재료"라는 용어는 원래 형상을 기억하고, 변형되거나 다른 구성으로 강제될 때 변형력이 해제되는 경우 변형 전 형상으로 되돌아가는 재료, 일반적으로 금속 합금을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 그 예로는 니티놀(NITINOL)이 있다. 일 실시형태에서, 코일 또는 코일의 코어 요소는 형상 기억 재료로 형성된다. 형상 기억 재료로부터 코일을 만드는 방법은 일반적으로 형상 기억 합금을 다이 또는 열경화 고정물(fixture) 주위에 감싸서 열 경화 후 원하는 형상을 형성하고, 로딩된 고정물을 설정된 온도/시간 동안 오븐에 넣고, 조각을 제거 및 냉각하는 단계를 포함한다. 원하는 크기로 레이저 절단된 원통형 튜브 조각으로부터 모양을 형성할 수도 있다. 다른 수단, 예를 들어 전기 활성화 폴리머에 의해 이러한 형상 기억을 제조할 수도 있다.
본 명세서에 사용된 바와 같이, 신체 루멘, 혈관 또는 표재 정맥에 적용되는 용어 "치료 영역"은 질병 상태의 병인에 관여하고 일반적으로 길이 1cm 이상인 신체 루멘의 원통형 섹션을 의미한다. 표재 정맥과 관련하여, 용어 "치료 영역"은 혈액을 효과적으로 순환시키지 못하고 일반적으로 길이가 1cm 이상인 표재 정맥의 루멘의 원통형 섹션을 의미하는 것으로 이해되어야 한다. 일 실시형태에서, 치료 영역은 길이가 1 내지 50cm, 1 내지 40cm, 1 내지 30cm, 1 내지 25cm, 1 내지 15cm, 1 내지 10cm, 5 내지 50cm, 5 내지 40cm, 5 내지 30cm, 5 내지 25cm, 5 내지 15cm, 5 내지 10cm, 10 내지 50cm, 10 내지 40cm, 10 내지 30cm, 10 내지 25cm 또는 10 내지 15cm이다.
도 1에 나타난 바와 같이, 정맥은 다음과 같은 3개의 주요한 세포층으로 구성된다: 단단한 섬유 조직과 무수초(unmyelinated) 신경 섬유로 이루어진 외막 층, 콜라겐과 평활근 세포로 이루어진 중막 층, 및 편평 세포의 단일 층과 일부 결합 조직으로 구성된 내부 내막 층. 또한 내막 층은 일반적으로 0.5 내지 3μm 두께로 균등하게 분포된 구조인 무세포 글리코칼릭스로 덮여 있다.
정맥은 동맥보다 벽이 얇고 덜 단단하고 유연하다. 항상 원통형 모양을 유지하는 동맥과 달리 정맥은 혈액을 비우고 아래로 축소되거나 또는 증가된 혈액량을 수용하기 위해 크게 확장될 수 있다.
정맥 경련 또는 협착은 정맥 벽 외측에 있는 물리적 신장(stretch) 활성화 신경에 반응하여 발생한다. 협착은 또한 엔도텔린-1과 같은 화학 물질이 신장 또는 파괴에 반응하여 내피에 의해 방출될 때 발생한다.
내피 층은 혈액이 정맥에서 응고되는 것을 방지한다. 내피가 파괴되거나 손상되면, 전 혈전(pro-thrombotic) 인자가 노출되어 혈소판이 그에 즉시 부착되고 응고 연쇄반응(cascade)이 시작된다. 시간이 지남에 따라(4 내지 12주, 일반적으로 평균 8주) 정맥 내의 혈병은 경화증 또는 섬유화 형질전환으로 알려진 과정에서 섬유소와 콜라겐을 침착하는 주변 세포에 의해 침입됨에 따라 섬유화된다. 이는 정맥의 혈액 역류를 예방하여 정맥류를 성공적으로 치료한다.
본 장치의 목적은 외부 외막 층이 아닌 정맥의 내피 및 중막 층을 파괴하는 것이다. 이를 위해서는 적어도 5μm 깊이에서 최대 100μm까지 선택적으로 제어되는 기계적 파괴가 필요하다. 이는 통증 및/또는 천공을 유발할 수 있는 더 깊은 중막/외막 파괴 없이 내피 및 표재 중막 층 파괴를 확실하게 한다. 인접한 세포에서 세포 사멸을 유발하고 시간이 지남에 따라 최대 300μm 깊이까지 연속적으로 계속되는 세포 내 성분 방출로 인해 더 깊은 층에서 세포 사멸이 발생할 수 있다. 그 결과 생성되는 혈전증 또는 혈병 및 섬유질 흉터(scar) 조직은 혈액이 정맥으로 들어가는 것을 방지하여 정맥류와 관련된 외관과 증상을 방지한다. 작은 부위가 손상되지 않은 것처럼 내피가 완전히 원주 방향으로 파괴되어 혈병이 형성되지 않고 혈액이 계속 흘러 치료 실패 및/또는 조기 재발로 이어지는 것이 중요하다. 이것은 액체 또는 발포 화학 경화제가 대 정맥에 사용될 때 발생할 가능성이 높으며, 열 치료의 90 내지 98%에 비해 오직 70%의 효능 비율 저하의 원인으로 의심되고 있다.
치료가 접합부로부터 심부 정맥까지 2cm 이상 뒤에서 시작되면, 본 발명에 의해 생성된 부착 혈전은 표재 정맥에 국한되고 혈류가 없기 때문에, 심부 시스템으로 운반될 수 없고 합병증을 유발할 수 있다.
성공적인 장기 정맥 절제를 위한 정확한 요건은 현재 알려져 있지 않다. 표재 정맥 역류 치료의 일부 전문가들은 완전한 내피 손상으로 충분하다고 제안한다. 이것은 혈전 형성과 혈류의 중단으로 이어지며, 신체는 경화증 또는 섬유화 형질전환으로 알려진 과정에서 혈전화된 정맥을 섬유대(fibrous cord)로 전환하여 장기적인 절제를 달성한다. 다른 전문가들은 내부 내막 층 이외에 더 깊은 중막 층으로의 정맥 벽 조직의 손상이 장기적인 정맥 절제에 필요하다고 주장한다. 열적 절제 지지자들과 같은 다른 전문가들은 내막으로부터 외부 외막 층까지 정맥 벽의 완전한 경벽(transmural) 손상이 필요하다고 제안한다.
본 발명은 연마성 표면이 있는 과대 크기의 코일형태로 완전한 원주 방향 내피 손상을 달성한다. 또한 적어도 3개의 개별 메커니즘에 의해 중막 층 손상을 유발한다. 첫째, 연마성 다각형 코일 표면은 50μm 이상까지 침투하여 내막 층보다 더 깊은 손상이 발생할 수 있다. 이는 또한 하나 이상의 코일을 사용함으로써 더욱 증가시킬 수 있고, 장치로부터 더 원위에 위치한 제2 연마성 코일이 장치로부터 더 근위에 위치한 코일에 의해 이미 박리되어 있는 혈관 벽 섹션 내부로 더 깊게 침투할 수 있게 한다. 이는 또한 동일한 장치를 사용하여 동일한 치료 길이에 걸쳐 시술을 반복함으로써 달성될 수 있다. 둘째, 발포 경화요법(sclerotherapy) 연구에서 세포 사멸이 정맥 벽에서 최대 300μm까지 발생하는 것으로 나타났다[10]. 이는 인접한 세포에서 발생하는 세포 자멸사(apoptosis)를 신호전달(signalling)하는 손상된 세포에 의한 분자 방출로 인해 야기된 세포 사멸의 연쇄 효과 때문일 것으로 생각된다. 이러한 방식으로 세포 정맥 벽 손상은 기계적 파괴에 의해 영향을 받는 표재 세포에 더 깊게 발생할 수 있다. 셋째, 더 깊은 중막 층의 저항과 조합된 표층에 작용하는 장치에 의해 발생되는 마찰력은 정맥 벽층 내에서 전단 효과를 갖고, 더 깊은 혈관 벽 손상을 초래한다. 이 효과는 이전 연구에서 보고되어 있고, 본 발명의 사전 임상시험에서도 나타났다.
장치의 정맥 파열 및/또는 장치의 걸림(snagging) 현상의 위험은 벽과 접촉하여 각각 마찰력 또는 절단력을 유발하는 장치의 연마성 또는 예리함 및 연마요소가 벽에 침투하는 깊이에 비례한다. 걸림 현상은 현재의 기계 화학적 장치를 사용한 후 의사와 환자에게 일반적으로 보고된 통증 문제이다. 심지어는 정맥이 걸리고 우연히 벗겨져서 "우연한 자발적 박피"로 알려진 통증과 혈종 형성으로 이어지는 문서화된 사례도 있다[6]. 정맥 판막 소엽(leaflet)은 또한 기계적인 선단이 움직이지 않게 되어 걸릴 수 있는 장애물을 나타낸다.
여기서 핵심적인 문제점은 과도한 저항 및/또는 걸림현상을 유발하지 않고 내피 층을 완전히 제거하고 중막 층을 부분적으로 손상시키는 것에 대한 어려움이다.
도 2는 내피 세포 파괴의 관점에서 원주 방향 피복의 중요성을 강조한다. 동물 연구에서 부분적으로 치료된 정맥으로부터 촬영된 것이다. 우측 상단 모서리는 시술 28일 후에 섬유화되기 시작하면서 조직 침습으로 정맥 벽에 부착된 혈병을 나타낸다. 좌측 하단 모서리에는 손상되지 않은 내피가 남아있다. 혈병이 형성되지 않았고 혈액이 채널을 통해 흐를 수 있어 이 세그먼트에서 전반적인 치료 실패로 이어진다. 반대로, 도 3은 시술 28일 후 완전한 내피 피복 및 손상의 결과를 예시하고, 부착된 혈전 형성에 의해 혈관 루멘 전체가 폐색되고, 혈류가 방해받아 치료가 성공으로 이어진다. 외막으로부터 혈전으로의 염증성 세포 이동은 현미경 검사로 확인될 수 있다. 이것은 혈전의 섬유화 형질전환과 장 기간 폐색으로 이어진다.
예증
이하, 구체적인 실시예를 참조하여 본 발명을 설명한다. 이들은 단지 예시이며 설명만을 목적으로 한다. 이들은 어떤 방식으로든 청구된 독점권의 범위 또는 설명된 발명을 제한하려는 것이 아니다. 이들 실시예는 본 발명을 실시하기 위해 현재 고려되는 최상의 실시형태를 구성한다.
도면을 참조함에 있어 처음에는 도 4 내지 7을 참조하면, 일반적으로 참조 번호 1로 표시되는 신체 루멘을 박리하기 위한 본 발명에 따른 장치가 도시되어 있다. 이 실시형태에서는, 정맥의 폐색을 유발하여 정맥류를 치료할 목적으로 정맥류를 박리하기 위한 장치(1)는 치료할 정맥류 섹션으로의 경관강 전달, 및 정맥 내의 표적 위치에서의 전개를 위해 구성된 폴리이미드 카테터 부재(2) 및 박리 헤드(3)를 구비한다. 박리 헤드(3)는 일반적으로 나선형 코일의 축과 동축인 근위 단부(5) 및 원위 단부(6)를 갖는 나선형 코일(4), 및 약 1.5 회전, 외경 13mm, 및 피치 약 9mm를 갖는 코일형 부분이다.
나선형 코일(4)은 코일이 풀리고 카테터 부재(2)의 원위 단부에 수납되는 전달 구성(도시되지 않음), 및 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이 전개된 코일형 구성으로부터 카테터 부재에 대해 축 방향으로 조정 가능하다. 나선형 코일은 형상 기억 합금을 포함하고, 카테터 부재의 원위 단부를 넘어 연장될 때 코일형 구성을 취하도록 편향된다. 이 장치는 정상 직경이 4 내지 12mm인 정맥류에 사용하기에 적합하다(즉, 코일이 치료할 정맥에 비해 과대 크기인 경우).
나선형 코일의 "과대 크기" 직경은 코일의 적어도 하나의 완전한 루프(360도)를 따라 연장된다는 점에 유의해야 할 것이다. 정맥에 대한 코일의 과대 크기 직경에 추가된 이 기능은 코일이 정맥의 내부 루멘에 대해 원주 방향으로 결합하여 압박하고, 정맥의 전체 원주 주위에 균등하게 반경 방향 압력을 가하게 하는 것을 확실하게 한다. 과대 크기의 직경이 1 미만의 완전한 루프(예를 들어, 최소 300°)를 따라 확장될 수 있지만, 이는 정맥의 내부 루멘이 불완전하게 박리되어 부분 정맥 폐색 및 후속적인 재 개통이 발생할 위험을 초래한다. 이 실시형태에서는, 코일은 완전한 1회전을 약간 넘고, 정맥 벽에 대한 마찰 증가 및 걸림 현상을 유발할 정도로 너무 길지 않지만, 확장된 경우에도 완전한 피복을 가능하게 한다. 더 긴 코일에 추가 코일 회전을 추가함으로써 정맥 벽 내부로 추가 기계적 손상을 유도할 수 있다. 그러한 실시형태에서 정맥과 접촉하는 장치의 표면적 증가는 또한 걸림 현상 및 정맥 벽 손상의 위험을 증가시킬 것이다. 따라서 완전 1회전을 초과하는 코일은 혈관 내부 표면을 완전히 박리를 달성하기 위한 가장 효율적인 방법이다.
박리 헤드의 코일형 구성과 가요성 재료는 박리를 유발하기 위해 적절한 반경 방향 힘을 여전히 발휘하면서 코일의 직경보다 더 작은 크기 범위 내에서 다양한 정맥 직경에 적응할 수 있게 한다. 이들 특성은 또한 코일이 표적 치료 길이에 걸쳐 동일한 정맥 내에서 변경되는 정맥 직경에 적응할 수 있도록 한다. 이러한 변경은 정맥의 자연스러운 테이퍼링 또는 정맥 판막 때문일 수 있다. 후자는 단단한 구조가 판막 소엽에 걸리거나 폐색되면 심각한 걸림과 정맥 천공을 유발할 수 있다. 코일의 유연한 특성과 연마 구성 요소의 최소 돌출부로 인해 이는 발생하지 않을 것이다. 장치가 판막 소엽에 걸리는 경우에, 도 60 및 도 61에 도시된 바와 같이, 그 결과 종축을 따라 힘이 조금 증가하면, 코일의 직경이 자동적으로 감소하고, 코일의 길이가 증가하여 코일 자체가 자유롭게 되고, 판막 및 관련 소엽이 걸리거나 분리되는 것을 방지할 수 있다. 이는 정맥 내에서 장치를 정상적으로 철회하는 동안 자동으로 발생하며 조작자에 의해 수행되는 조정, 추가 조작 또는 보조 영상 촬영이 필요하지 않다.
도면을 참조함에 있어 처음에 도 8 및 9를 참조하면, 나선형 코일이 전개된 구성에서 정맥을 따라 축 방향으로 이동할 때, 나선형 코일(4)은 정맥의 내층(주로 내피 세포층에 국한되지 않음)을 정맥으로부터 멀어지게 전단하도록 구성된 연마성 표면을 갖는다. 본 실시형태에서, 나선형 코일은 0.01181 인치 니티놀 코어 와이어(8)와 코어 와이어(8) 주위에 나선형으로 감겨진 제2 와이어(9)를 포함하고, 나선형 코일(4) 상에 연마성 톱니 모양의 표면을 형성한다. 도 8 및 9를 참조하면, 제2 와이어(9)는 스테인레스 강 또는 니티놀로 형성된 플랫(flat) 와이어이다. 본 실시형태에서, 코어 와이어(8)는 약 1mm의 직경을 갖고, 제2 와이어(9)는 약 0.7mm의 폭 및 약 0.02mm의 두께를 갖는다. 제2 와이어의 피치는 약 1.5mm이다. 도 9를 참조하면, 코어 와이어(8)상에 있는 제2 와이어(9)의 피치는 나선형 코일(4)의 원위 단부(6)에서 이 경우 약 0.3mm로 감소한다. 원위 단부에서 더 작은 피치/폐쇄 피치로 하는 목적은 장치의 유연한 원위 부재를 형성하여 장치를 표적 해부학적 구조로 탐색하는 것을 돕기 위함이다. 도 10을 참조하면, 코어 와이어(8)상의 제2 와이어(9)의 피치는 나선형 코일(4)의 근위 단부(5)에서, 이 경우 최대 약 3mm까지 증가한다. 근위 단부에서 더 높은 피치로 하는 목적은 시술 후 원위 선단의 원활한 재 캡처를 지원하기 위함이다. 이 근위 칸막이는 또한 재 캡처를 돕기 위해 더 낮고 더 단단한 피치로 폐쇄된 섹션을 가질 수 있다.
제2 와이어(9)의 두께는 0.1 내지 1mm이다. 동등한 동물 정맥 조직을 사용한 시험을 기본으로, 직경이 1mm 이상이면 정맥 벽 표면에 걸리거나 달라붙을 수 있는 표면 돌출부를 형성할 위험이 있다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 코일(4)의 근위 단부(5)는 카테터 부재(2)를 통해 그 근위 단부(미도시)까지 연장되는 스테인리스 강 하이포튜브(hypotube)(12)에 부착된다. 사용 중에, 하이포튜브(12)는 카테터 부재(2)에 대해 축 방향으로 조정되어 카테터 부재의 원위에 있는 나선형 코일(4)을 코일형 구성으로 전개하고, 경관강 전달 및 장치의 철회 중에 나선형 코일(4)을 카터테 부재 내로 후퇴시킬 수 있다. 본 실시형태에서, 카테터 부재(2)는 4Fr 폴리이미드 압출 카테터 튜브이고, 도 11의 내측을 향해 테이퍼되는 입구(14)를 가지며, 그것이 카테터 부재(2) 내로 후퇴될 때 나선형 코일(4)을 재 캡처하는 것을 돕는다.
도 9를 참조하면, 나선형 코일(4)의 원위 단부는 무 외상성 헤드에서 종료되며, 본 실시형태에서는 매끄러운 금속 볼(15)이 제공되고, 이는 나선형 코일이 전개 및 철회될 때 나선형 코일이 정맥 또는 판막에 걸리지 않게 하고, 원위 선단이 정맥 벽에 천공을 일으키는 위험을 줄이는 역할을 한다. 또한, 도 9를 참조하면, 볼(15)은 장치가 전달 구성으로 될 때 카테터 부재(2)의 도 11에서 테이퍼된 입구(14)에 중첩(nesting)되도록 치수가 결정된다.
도 9를 참조하면, 연마성 코일의 단부와 원위 매끄러운 볼 사이에는 장치의 탐색 및 배치를 돕기 위해 약 5mm의 긴 직선 섹션이 있다. 장치의 원위 측에 있는 볼은 무 외상성 선단을 형성하고, 다른 실시형태에서 이는 볼을 형성하지 않고 직선 무 외상성 선단을 형성하기 위해 연마성 부재의 직경과 동일한 직경을 가질 수 있다.
도 12를 참조하면, 본 발명의 다른 실시형태에 따른 장치의 일부가 도시되어 있으며, 여기서 이전 실시형태를 참조하여 식별된 부분에는 동일한 참조 번호가 부여된다. 본 실시형태에서, 제2 와이어의 표면은 나선형 코일(4) 상에 연마성 톱니형 표면을 제공하는 역할을 하는 나선형 만입부(20)를 형성한다.
도 13 내지 19를 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 사용이 예시된다. 다음 설명에서 근위는 접근 삽입 부위를 향하는 것을 지칭하는 반면, 원위는 혈관에서 접근 부위에서 떨어져있는 것을 지칭한다. 이 장치는 단일 주사 부위를 통해 전달 및 제거될 수 있으며 화학 물질의 이식이나 투여를 필요로 하지 않는다. 영구적 폐색을 유발하기 위해 역류로 정맥을 치료하는 방법은 다음 단계를 포함할 수 있다.
제1 단계에서, 장치는 나선형 코일(4)이 카테터 부재(미도시)의 단부로 후퇴된 상태에서 전달 구성으로 조정된다. 일부 실시형태에서 카테터 부재는 폴리이미드 압출물이다. 그 다음 장치는 초음파와 같은 화상 안내 하에 별도의 유도 카테터를 통해 표적 정맥으로 전달된다.
그 다음, 장치는 초음파 안내 하에 필요한 위치까지 원위 방향으로 이동한다. 치료될 정맥의 시작 부분에 위치된 카테터 부재(2)의 원위 단부를 갖는 정확한 배치는 도 17에 도시된 초음파로 확인된다.
외부 카테터(2)는 축 방향으로 철회되고, 나선형 코일(4) 및 하이포튜브(12)를, 도 13에 도시된 바와 같이, 전개된 코일형 구성에 노출시킨다. 일부 실시형태에서, 나선형 코일은 썸휠(thumbwheel) 제어 요소가 있는 핸들을 사용하여 전개된다. 작업자는 한 손으로 직관적 움직임을 이용하여 핸들을 잡고 있는 손의 엄지 손가락으로 썸휠을 돌려 코일을 전개할 수 있다. 이를 통해 반대편 손을 사용하여 초음파 프로브를 배치하여 동시에 시각화 할 수 있다. 이를 통해 의사는 필요한 경우 보조자 없이 시술을 수행할 수 있다.
전개되지 않은 구성과 전개된 구성 모두의 코일은 부주의한 배치를 방지하기 위해 초음파에서 쉽게 시각화되어야 한다. 이는 재료의 에코원성(echogenic) 섹션을 카테터의 선단에 통합함으로써 달성된다. 전개된 상태에서 연마성 표면이 있는 코일은 본질적으로 에코원성이다.
코일이 치료할 정맥에 비해 크기가 커짐에 따라 적어도 하나의 정맥 전체 둘레를 따라 정맥의 루멘에 대해 외향 반경 방향 힘을 미치게 한다. 현재의 치료 옵션과 달리, 장기간 폐색을 유발하는 정맥 벽에 대한 장치의 작용은 치료할 정맥 섹션에서 장치를 철회한 후에만 발생한다. 이것은 심부 시스템의 정맥을 포함 할 수 있는 더 원위 구조를 보호하는 근위 방향에서만 발생할 수 있다.
장치가 의도치 않게 표적 혈관의 잘못된 위치에 배치된 경우, 외부 카테터로 재 캡처되어 혈관 외상을 일으키지 않고 재 배치될 수 있다.
그 다음, 장치는 치료할 정맥의 섹션(일반적으로 약 10 내지 70cm의 정맥 세그먼트)을 따라 근위로 이동되고, 여기서 정맥의 루멘에 대한 코일의 연마성 표면의 반경 방향 힘, 그리고 축 방향 이동은 나선형 코일이 정맥의 내부 루멘의 내측 표층을 제거, 파괴 또는 와해하는 원인으로 된다. 이들 층은 글리코칼릭스, 내피, 내피하(sub endothelial) 결합 조직 및 중막 층의 표재 층으로 구성된다. 정맥 벽에 있는 스트레치 수용체는 혈관 경련으로 이어지는 장치 외형 반경 방향 힘에 반응한다. 이것은 내피 세포체 내에 저장되어 있는 화학 물질, 주로 강력한 혈관 수축제인 엔도텔린-1의 방출에 의해 더욱 강화된다. 내피하 콜라겐의 노출은 혈소판 부착을 유도하고 혈관의 혈전성 폐색으로 이어지는 전혈전성 인자의 연쇄반응 활성화를 유발한다. 이 혈전성 폐색은, 도 19에 도시된 바와 같이, 현저한 혈관경련에 의해 더욱 증강되고, 여기서 치료된 정맥 섹션은 급성기(acute stage)에 현저히 수축된다. 이로 인해 혈관의 혈류가 완전히 종료된다. 이는 조영제의 고압 수동 주사가 치료 45분 후에 정맥에 들어 가지 않은 염소(goat) 측 복재(lateral saphenouos) 정맥에 대한 전 임상(pre-clinical) 시험 중에 입증되었다.
이론에 제한되지 않고, 원주 방향 내피 층 파괴는 관내(intraluminal) 혈전증이 혈관벽에 직접 부착되도록 하고, 염증 치유 반응에 관여하는 세포의 동원(recruitment)을 외막으로부터 루멘을 가로질러 혈전으로 이동시킨다. 이러한 세포에는 혈전 폐색에서 콜라겐을 생성하는 섬유 아세포가 포함되어 시간이 지남에 따라 혈관을 섬유대로 전환한다. 이로 인해 혈관이 장기간 폐쇄되고 정맥 질환 증상이 해결된다.
완전한 정맥 벽 경벽 세포 손상이 필요하다는 이전의 생각과는 달리, 본 발명자들은 표재 박리만으로 충분한 염증반응을 일으켜, 외막 외층의 섬유 아세포를 내측으로 이동시킬 수 있음을 입증하였다. 이것은 환자의 통증을 유발하지 않거나 통증을 예방하기 위해 종창성(tumescent) 바늘 스틱 준비 주사를 필요로 하지 않는 장치가 활용될 수 있는 작용 메커니즘을 제공하기 때문에 유리하다. 이는 감각 통증 신경 섬유가 장치의 직접적인 영향을 받지 않는 혈관의 외막 층에 배치되어 있기 때문이다.
본 발명자의 전 임상 시험 결과는 또한 장기간 성공적인 폐색을 달성하는 데 있어 완전한 원주 방향 내피 파괴의 중요성을 입증하였다. 내피 파괴가 없는 혈전성 폐색은, 도 2에 도시된 바와 같이, 내피가 부분적으로 파괴되더라도 재개통으로 이어질 것이다. 이는 내피가 혈전 부착을 방지하여 혈관 벽에서 멀리 혈전 수축을 유발하기 때문이다. 이는 내피 세포로부터의 산화질소 분비에 의해 더욱 강화되어 혈관 확장을 촉진하여 정맥 경련의 효과를 상쇄한다. 이는 화학 경화제 기반 기술의 낮은 효능 비율과 관련된 주 요인일 수 있다. 경화제는 혈액에 의해 비활성화되고 순환 속도에 의해 제거되기 때문에 특히 붕괴된 상태에서도 더 많은 혈액과 더 큰 표면적을 가진 더 큰 혈관에서만 불완전한 내피 파괴를 일으킬 수 있다.
도 4 내지 도 16의 실시형태는 모두 전개된 구성에서 하나의 완전한 나선형 회전을 포함하고 사용 시 신체 루멘의 내부 루멘을 원주 방향으로 박리하는 단일 코일 요소로 형성된 신체 루멘 박리 헤드를 갖는다. 도 20 내지 24를 참조하여, 본 발명에 따른 장치의 대안적인 실시형태가 설명되고, 일반적으로 참조 번호 30으로 표시되고, 이전 실시형태를 참조하여 설명된 부분에는 동일한 참조 번호가 적용된다. 이 실시형태에서, 장치는 카테터 부재(2)를 통과하고 코일(4)의 원위 단부(6)에 작동 가능하게 연결되는 연장된 제어 아암(31)을 포함하고, 코일의 근위 단부(5)는 스테인리스 강 하이포튜브(12)에 부착된다. 하이포튜브(12)에 대한 제어 아암(31)의 축 방향 이동은 코일의 전개 또는 풀림에 영향을 미친다. 도 22는 코일이 부분적으로 코일된 구성을 나타내고, 도 23은 코일이 완전히 감겨진 구성을 나타낸다. 본 실시형태의 이용은 제어 아암(31) 및 하이포튜브(12)의 축 방향 위치를 조정함으로써 코일의 전개가 제어될 수 있다는 점을 제외하고는 전술한 것과 실질적으로 동일하다.
도 25 내지도 27을 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 대안적인 실시형태가 설명되고, 일반적으로 참조 번호 40으로 표시되며, 이전 실시형태를 참조하여 설명된 부분은 동일한 참조 번호가 적용된다. 본 실시형태에서, 코일(4)은 신체 루멘의 내부 루멘을 원주 방향으로 박리하도록 직렬로 작동하는 2개의 코일 요소(41a,41b)로 구성되며, 이들 각각은 카테터 부재 내부에서의 처분 및 신체 루멘을 통한 경관강 전달에 적합한 비코일(uncoiled) 구성 및 도면에 도시된 코일형 구성으로부터 조정 가능하다. 각 코일 요소(41a,41b)는 일반적으로 카테터 부재와 동축인 근위 부분을 갖고, 그 전개된 구성에서 1회 미만의 완전한 회전을 포함하는 코일형 부분을 가지며, 이러한 코일 요소는 사용 중에 치료될 신체 루멘에 원주 방향으로 결합하는 이중 나선 구조를 함께 적응시킨다. 이전 실시형태에서와 같이, 각 코일 요소는 톱니 모양의 신체 루멘 박리 표면을 제공하기 위해 코어 와이어를 감싸는 제2 와이어(9)를 갖는 코어 와이어(8)를 포함한다. 이 실시형태의 이용은 이전 실시형태를 참조하여 설명된 것과 동일하다.
도 28 내지도 30을 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 대안적인 실시형태가 설명되고, 일반적으로 참조 번호 50으로 표시되고, 이전 실시형태를 참조하여 설명된 부분에는 동일한 참조 번호가 적용된다. 본 실시형태에서, 코일(4)은 신체 루멘의 내부 루멘을 원주 방향으로 박리하기 위해 직렬로 작동하는 4개의 코일 요소(51a-51d)로 구성되며, 이들 각각은 카테터 부재 내에서 처분 및 신체 루멘을 통한 경관강 전달, 및 도면에 도시된 코일형 구성에 적합한 비코일 구성으로부터 조정 가능하다. 전개된 구성에서 각 코일 요소(51a 내지 51d)는 전체 회전의 약 1/4을 포함하고, 4개의 코일 요소는 함께 4중 나선 형태를 적응시켜, 4개의 코일 요소가 함께 치료될 신체 루멘과 원주 방향으로 결합한다. 이전 실시형태에서와 같이, 각 코일 요소는 톱니 모양의 신체 루멘 박리 표면을 제공하기 위해 코어 와이어를 감싸는 제2 와이어(9)를 갖는 코어 와이어(8)를 포함한다. 본 실시형태의 이용은 이전 실시형태를 참조하여 설명된 바와 같다.
하나 이상의 코일 요소를 포함하고 상기 설명된 실시형태에서, 코일 요소는 근위 단부에서 결합되고 자유 원위 단부(즉, 개방 코일)를 갖는다. 그러나 코일은 코일 요소가 근위 단부와 원위 단부에서 함께 결합되어 있는 폐쇄된 코일일 수 있다. 이러한 실시형태는 도 31-33에서 설명되며, 이전 실시형태를 참조하여 설명된 부분은 동일한 참조 번호가 적용된다. 본 실시형태에서, 장치(60)는 그들의 근위 단부 및 원위 단부(5,6)에서 함께 결합되는 4개의 나선형 코일 요소(61a-61d)로 형성된 코일을 포함하고, 각 코일은 전체 회전의 약 절반을 갖는다. 이전 실시형태에서와 같이, 각 코일 요소는 톱니 모양의 신체 루멘 박리 표면을 제공하기 위해 코어 와이어를 감싸는 제2 와이어(9)를 갖는 코어 와이어(8)를 포함한다. 본 실시형태의 사용은 이전 실시형태를 참조하여 설명된 바와 같다.
도 34 내지 41은 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일, 특히 코일을 형성하는 상이한 유형의 와이어, 및 조면화된 표면을 형성하는 코일 표면 상의 상이한 유형의 만입부/형성 구조를 예시한다. 코일은 니티놀 와이어로 형성되고, 만입부는 널링 공정을 이용하여 절단된다.
도 34a 및 34b를 참조하면, 나선형 코일(67)의 단면은 일반적으로 편평한 외부 루멘-결합 표면(61)을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 횡 방향 만입부는 절단된 삼각형 프로파일, 편평한 내부 표면(63), 및 다수의 측면 톱니(65)를 제공하는 지그재그로 절단된 측면을 갖는 톱니(62)를 형성한다.
도 35a 및 35b를 참조하면, 나선형 코일(70)의 단면은 외부 루멘-결합 표면(71)을 구비한, 일반적으로 볼록한 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 톱니(72)를 형성하는 만곡된 횡방향 만입부는 삼각형 프로파일, 및 매끄러운 볼록한 내부 표면(73)을 갖는다.
도 36a 및 36b를 참조하면, 나선형 코일(80)의 단면은 외부 루멘-결합 표면(81)을 구비한 일반적으로 편평한 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 표면(81)의 각 측면(84)에 형성된 횡방향 만입부는 잘단된 삼각형 프로파일을 갖는 2 일련의 톱니(82) 및 매끄럽고 오목한 내부 표면(83)을 제공한다.
도 37a 및 37b를 참조하면, 나선형 코일(90)의 단면은 볼록한 외부 루멘-결합 표면(91)을 구비한 일반적으로 볼록한 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 표면(91)에 형성된 만입부는 일부에는 편평한 선단이 있고, 일부에는 예리한 선단이 있는 다이아몬드 형 톱니(92), 및 매끄럽고 편평한 내부 표면(93)을 제공한다.
도 38a 및 38b를 참조하면, 나선형 코일(100)의 단면은 볼록한 외부 루멘-결합 표면(101)이 구비된 일반적으로 초승달 모양의 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 표면(101) 상에 형성된 굴곡된 만입부는 부등변 삼각형 프로파일을 갖는 횡 방향 톱니(102), 및 매끄럽고 편평한 내부 표면(103)을 제공한다.
도 39a 및 39b를 참조하면, 나선형 코일(110)의 단면은 볼록한 외부 루멘-결합 표면(111)이 구비된 일반적으로 타원형 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 표면(111)에 형성된 만곡된 V-형 프로파일 만입부는 삼각형 프로파일을 갖는 횡방향 톱니(102), 및 매끄럽고 편평한 내부 표면(113)을 제공한다.
도 40a 및 40b를 참조하면, 나선형 코일(120)의 단면은 편평한 외부 루멘-결합 표면(121), 편평한 내부 표면(123), 및 다수의 측면 톱니(125)를 제공하는 지그재그 형태로 절단된 측면을 갖는, 일반적으로 편평한 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있다.
도 41a 및 41b를 참조하면, 나선형 코일(130)의 단면은 베이스(131), 베이스 상에 배치된 톱니(132) 및 매끄럽고 평탄한 내부 표면(133)을 갖는, 일반적으로 역 T-자 형 프로파일을 갖는 것으로 도시되어 있다.
전술한 표면 패턴 및 형상은 신체 루멘의 축방향 치료 중에 정확한 각도, 깊이, 및 세포 파괴 수준이 전달될 수 있도록 하기 때문에 유리하고, 여기서 전개된 장치는 신체 루멘 직경의 변동에 따라 자동적으로 변형된다. 전술한 바와 같이, 매크로 연마성 표면은 가장 큰 효과를 내기 위해 이상적으로는 철회 중에 혈관 벽과 수직으로 접촉해야 한다.
도 42 내지 48은 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 다수의 정맥 박리 헤드, 특히 단일 나선형 코일을 갖는 정맥 박리 헤드를 도시하며, 여기서 이전 실시형태를 참조하여 설명된 부분은 동일한 참조 번호가 적용된다.
도 42a 및 42b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 140으로 표시되며, 약 3회전 권선을 갖는 제어 아암(31) 및 나선형 코일(141), 및 근위 섹션(142)을 포함하는 정맥 박리 헤드를 포함하고, 여기서 코일은 중간 지점(143) 및 원위 섹션(144)을 향해 직경이 증가하고, 코일의 직경은 나선형 코일의 축 상에 배치된 원위 선단(145)을 향해 감소한다.
도 43a 및 43b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 150으로 표시되고, 약 3회전 권선(코일)(152A,152B,152C) 및 나선형 코일(151)을 갖는 제어 아암(31)을 포함한다. 상기 권선 각각은 각각 약간 다른 직경을 가지며, 이전 권선에 비해 축 방향으로 약간 오프셋 되어 있다.
도 44a 및 44b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 160으로 표시되며, 제어 아암(31) 및 다양한 직경을 갖는 약 7회전 권선(코일)을 갖는 나선형 코일(161)을 포함하고, 그리고 코일이 초기에 감소한 다음 중간 지점(163)을 향해 직경이 증가하는 근위 섹션 (162) 및 코일의 직경이 원위 선단(165)을 향하여 감소하는 원위 섹션(164)을 포함한다.
도 45a 및 45b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 170으로 표시되며, 제어 아암(31) 및 약 4개 권선(코일)의 나선형 코일(171)을 포함하고, 상기 나선형 코일(171)은 근위 코일 요소(172), 원위 코일 요소(173), 코일 요소들을 연결하는 전환 부재(174), 및 원위 선단(175)를 포함한다.
도 46a 및 46b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 180으로 표시되며, 약 2개의 권선(코일)을 갖는 나선형 코일(181)을 포함하고, 상기 나선형 코일(181)은 근위 코일 요소(182), 원위 코일 요소(183), 코일 요소들을 연결하는 직선 섹션을 포함하는 전환 부재(184), 원위 선단(185)을 포함한다.
도 47a 및 47b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 190으로 표시되며, 제어 아암(31) 및 원위 선단(195)을 향해 원위로 직경이 감소하는 약 3회 권선(코일)을 갖는 나선형 코일(191)을 포함한다.
도 48a, 48b 및 48c는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 200으로 표시되며, 제어 아암(31) 및 약 3회 권선(코일)을 갖는 나선형 코일(201)을 포함하고, 상기 박리 헤드(200)는 약 2회 권선의 근위 오른손 방향 코일 요소(202), 약 1.5회 권선의 원위 왼손 방향 코일 요소(203), 및 방향전환 섹션(206)을 갖는 전환 부재(204) 및 원위 선단(205)을 포함한다. 방향전환 섹션(206)은 더 작은 직경의 오른손 방향 근위 코일 요소(202)가 더 큰 직경의 왼손 방향 원위 코일(203)로 전환하게 한다.
도 49 내지 51은 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 다수의 정맥 박리 헤드를 도시하고, 특히 정맥 박리 헤드는 축 방향으로 이격된 2개의 연결되지 않은 나선형 코일을 가지며, 여기서 이전 실시형태를 참조하여 설명된 부분은 동일한 참조번호가 적용된다.
도 49a 및 49b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 210으로 표시되며, 정맥 박리 헤드(210)는 제어 요소(31A,31B)를 제공하기 위해 원위 단부에서 분기되는 제어 아암(31), 제어 아암(31A)에 작동 가능하게 부착된 근위 나선형 코일(211), 및 근위 나선형 코일로부터 축방향으로 이격되고 근위 나선형 코일을 통과하는 제어 요소(31B)에 작동 가능하게 부착된 원위 나선형 코일(212)을 포함한다. 각 나선형 코일은 2회 권선(코일)보다 약간 더 많으며 일반적으로 근위성을 증가하는 직경을 가진 원추형이다.
도 50a 및 50b는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 220으로 표시되며, 제어 요소(31A, 31B)를 제공하기 위해 원위 단부에서 분기되는 제어 아암(31), 제어 요소(31A)에 작동 가능하게 부착된 근위 나선형 코일(221), 및 근위 나선형 코일로부터 축방향으로 이격되고 근위 나선형 코일을 통과하는 제어 요소(31B)에 작동 가능하게 부착된 원위 나선형 코일(222)를 포함한다. 각 나선형 코일은 2회 권선(코일)보다 약간 더 많으며 일반적으로 근위부를 향해 증가하는 직경을 가진 원추형이다. 또한, 근위 코일(d1)의 최대 직경은 원위 코일(d2)의 최대 직경의 약 3배이고, 원위 나선형 코일(p1)의 피치는 근위 나선형 코일(p2)의 약 2배이다.
도 51a는 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 정맥 박리 헤드를 도시하고, 일반적으로 참조 번호 230으로 표시되며, 정맥 박리 헤드(230)는 제어 요소(31A,31B)를 제공하기 위해 원위 단부에서 분기되는 제어 아암(31), 및 제어 요소(31A)에 작동 가능하게 부착된 근위 나선형 코일(231) 및 근위 나선형 코일로부터 축 방향으로 이격되고 근위 나선형 코일의 일부를 통과하는 제어 요소(31B)에 작동 가능하게 부착된 원위 나선형 코일(232)을 포함한다. 각 나선형 코일은 2회 권선(코일)보다 약간 더 많으며 일반적으로 근위부를 향해 증가하는 직경을 가진 원추형이다. 또한, 근위 코일의 최대 직경은 원위 코일의 최대 직경의 약 1/3이고, 원위 나선형 코일의 피치는 근위 나선형 코일의 약 절반이다.
도 61a를 참조하면, 코일이 전개되어 혈관 루멘의 내부 표면과 결합될 때, 장치와 혈관 벽 사이에 정적 마찰이 생긴다. 정지 상태에서는, 코일의 강성과 직경, 및 혈관의 직경에 비례하는 코일 접촉점(FC)에서 외향 반경 방향 힘이 존재한다. 이는 혈관(P)의 구속력에 의해 상쇄적으로 균형을 이룬다. 사용자가 장치를 철회하면 축 방향 힘(FA)이 증가하여 정적 마찰을 극복한다. 고체 물체들 사이의 슬라이딩 시스템에서, 마찰력은 아몬톤(Amontons)의 마찰 법칙에 의해 설명되는 바와 같이, 하중 접촉력(FC) 및 표면 조도에 비례한다. 또한 접촉 표면적은 마찰을 증가시키는 요인이라는 것이 밝혀졌다[11].
이상적으로는 축방향 힘(FA)이 증가함에 따라 코일이 길어지기 시작하는 이전에 정적 마찰이 극복된다. 정맥과 동맥의 정적 마찰은 정적 마찰을 감소시키는 것으로 밝혀진 글리코칼릭스 층과 같은 겔의 존재로 인해 일반적으로 낮다[12]. 정맥 경련에서와 같이 혈관 구속력이 증가하면, 더 큰 축 방향 힘이 필요하여 코일이 길어지면서도, 도 61b에 도시된 바와 같이, 탄력적인 변형 가능성으로 인해 혈관 벽과 접촉을 여전히 유지한다. 코일 길이를 늘리는 데 필요한 축 방향 힘은 와이어 강성에 비례하며 와이어 프로파일(편평함 대 원형)의 영향도 받는다.
일부 경우에, 도 61c에 도시된 바와 같이, 과도한 정맥 경련 또는 정맥 판막으로 인한 자연적 폐색에 의해 장치에 상당한 구속력이 생긴다. 증가된 구속력은 일반적으로 이 상황에서 코일의 원위 부분에 집중된다. 축 방향 힘이 더 증가함에 따라, 도 61c에 도시된 바와 같이, 코일의 직경이 충분히 감소되어 혈관 벽과의 접촉을 잃게 된다. 이는 정적 마찰을 극적으로 감소시키고 원위 단부를 좁게 하여 정적 마찰 및/또는 장애물을 극복할 수 있도록 한다. 이것이 발생하면 코일은 원래 구성으로 돌아기기 위해 반동(recoiling) 중에 근위로 점프하거나 스킵핑(skipping)한다. 이는 연마성 표면에 의해 정맥 벽의 작은 섹션이 누락될 수 있다. 매우 좁은 협착 또는 정맥 판막을 통과하는 것과 같은 일부 사례에서, 접촉 손실을 유발하는 일부 코일 변형은 축 방향 힘이 혈관 벽 손상 또는 정맥 박피를 유발할 정도로 너무 높아지기 전에 코일이 정적 마찰을 감소시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다. 정맥 박피는 관내 장치의 원위 선단이 앵커처럼 작용하여 주변 조직으로부터 전체 정맥 세그먼트를 박피하거나 제거하기에 충분히 큰 축 방향 힘을 전달할 때 발생한다. 이것은 변형 불가능하고 탄력성이 낮은 설계를 갖고, 환자에게 중대한 통증이나 타박상을 일으키고, 시술을 복잡하게 하는 정맥 절제용 이전의 장치로 문서화되어 있다[6].
과도한 코일 연장 및 결과적인 스킵핑을 극복하기 위해, 정적 마찰 및 코일 변형성과 관련된 변수는 장치 요소의 두께, 모양, 직경 및/또는 강성을 변경함으로써 수정될 수 있다. 충분한 기계적 절제를 달성하려면 표면 조도가 일정하게 유지되어야 한다.
다른 코일 구성의 사용은 또한 내피 피복에 대한 스킵핑의 효과를 제한할 수 있다. 장치의 이러한 실시형태는 도 42 내지 51에 예시되어 있다. 도 45 및 46은 전체 코일에 걸쳐 과도한 길이 연장을 방지하는 역할을 할 수 있는 커플링 세그먼트(174,184)를 내장하고 있다. 도 48은 과도한 길이 연장을 방지하기 위해 시계 방향 및 시계 반대 방향 구성을 가진 코일들 사이의 커플링 세그먼트를 예시한다. 도 49 내지 51은 코일 요소가 과도한 정적 마찰에 노출되어 길이 연장 중에 접촉이 끊어질 경우 피복을 제공하기 위한 별도의 코일 요소를 나타낸다.
도 63을 참조하면, 다른 실시형태에서 단일 플랫(flat) 와이어 옵션이 있다. 이 플랫 와이어는 니티놀로 형성된다. 이 와이어의 외부 표면은 와이어에 모양을 압입하는 널링 공정을 이용하여 텍스처링 처리(조면화)되고, 마찬가지로 텍스처는 예를 들어 스탬핑 또는 미세 가공과 같은 다른 수단에 의해 적용될 수 있다. 이것은 와이어에 연마 기능을 형성한다. 니티놀 와이어에 압입된 다이아몬드 널(knurl) 패턴을 나타내는 도 37a를 참조하라. 와이어 외부 표면은 숏 블라스팅하여 와이어에 미세 연마성 표면을 형성할 수도 있다. 이러한 플랫 와이어는 후에 열설정 고정구에 유지되고 나선형 프로파일에 형상이 설정된다. 연마성 외부 표면을 구비한 나선형 코일은, 전개된 구성에서 나선형 코일이 정맥을 따라 축 방향으로 이동할 때, 정맥의 내층(주로 내피 세포층에 한정되지 않음)을 전단하도록 구성된다.
정맥 질환
본 발명의 장치 및 방법은 정맥 질환을 치료하거나 예방하기 위해 이용될 수 있다. 정맥 판막 장해와 정맥 벽 쇠약의 조합은 혈액의 역류로 이어지며 이후 하지에 혈액이 고이는 합병증을 유발한다. 표재 정맥 역류 치료의 목표는 역류하는 정맥을 제거 또는 폐색하여, 혈액을 건강한 정맥으로 우회시켜 심장에 효과적으로 순환시키는 것이다. 대 복재 정맥(Great Saphenous Vein, GSV)은 체내에서 가장 긴 정맥이며 정맥 역류 질환에 대해 가장 일반적으로 치료되는 정맥이다. 이 경로는 발에서부터 사타구니까지 이어져 있고, 대퇴 심정맥과의 접합부를 갖는다. GSV는 가장 일반적인 정맥 역류의 원인이다. 다른 정맥은 소 복재 정맥(Small Saphenous Vein, SSV), 전방 부속 복재 정맥(Anterior Accessory Saphenous Vein, AASV) 및 치료 대상이 될 수 있는 수많은 지류(tributary) 정맥을 포함한다.
하지의 정맥 망은 다음 3 성분으로 분류된다: 1) 근막 표면의 표면 구획에 위치하고, 피부와 피하 조직을 배출하는 표면 정맥; 2) 근막 깊숙이 놓여 있고, 하지의 근육을 배출하는 심부 정맥; 및 3) 근막을 관통하고, 표면 정맥과 심부 정맥을 연결하는 천공 정맥.
이들 정맥이 위치하는 다리의 근막층 및 구획을 이해하는 것은 현재의 치료 접근법과 관련된 위험을 이해하는 데 중요하다. GSV는 일반적으로 정상적인 체형을 가진 사람의 경우 2 내지 5cm 깊이에서 피부에 가까운 코스를 따른다. 그것은 하퇴로부터 폐쇄된 근막 공간의 사타구니까지 그 아래의 근육 근막과 위의 복재 근막에 의해 둘러싸여 있다. 후자는 피하 조직 막층의 일부이다. 위의 복재 근막과 아래의 근육 근막이 있는 2개의 근막 층은 각 단부에서 합쳐져 복재 구획이라고 불리는 폐쇄 공간을 형성한다. 복재 구획은 복재 정맥과 동반 동맥 및 신경을 포함한다. 복재 신경은 일반적으로 대 복재 정맥(GSV)으로부터 멀리 떨어져 있으며 무릎 위의 복재 근막에는 없다. 그러나 복재 신경은 GSV에 매우 근접하고 무릎 아래 복재 근막 내에 위치한다. 복재 구획에 위치한 유일한 줄기 정맥은 GSV 또는 그 복제이다. 모든 지류(tributary) 정맥과 부 정맥은 복재 근막과 복재 구획 외측의 피하 구획에 있다.
GSV의 분절성(segmental) 형성 저하증(hypoplasia)은 표재 정맥 질환 환자의 25%에서 발생한다[13]. 대퇴부의 이 형성저하증 세그먼트는 종종 피부에 가까운 복재 정맥 외측으로 이어지는 부 정맥에 의해 연결된다. GSV의 이 부분 또는 다른 부분이 피부에 매우 근접하게 이어지는 경우, 열 정맥 질환 치료에 대비하여 피부를 보호하기 위해 정맥 주위에 팽창 마취의 평면을 형성하기 어려울 수 있다. 일부 경우에는 비 열적 방법 또는 정맥 박피만 수행될 수 있다. 대퇴부의 지류 정맥은 복재 구획 밖으로 이어지며 역류가 발생하면 외관상 정맥류가 될 수 있다. 이들은 또한 더 표면적인 위치에 있기 때문에 열처리 영향을 덜 받을 수 있다. 대퇴부의 주요한 2개 지류 정맥은 대퇴부 앞쪽과 대퇴부 뒤쪽의 회선(circumflex) 정맥이다. 대퇴부의 전방 부속 복재 정맥은 GSV와 평행하게 복재 구획 내에서 이어지지만, 일관성이 없으며 정맥류 환자의 약 14%에서 나타난다. 소 복재 정맥(SSV)은 외측 복사뼈로부터 시작하여 무릎 뒤의 오금(popliteal) 공간에 있는 심부 정맥으로 유입된다. 열적 방법을 이용하여 손상을 받기 쉬운 장딴지(sural) 신경에 가깝다[14]. SSV의 근막 관계는 GSV보다 일관적이다.
천공 정맥은 근막을 천공함으로써 표재 정맥과 심부 정맥을 연결한다. 다양한 크기와 분포를 가진 하지에 최대 150개의 천공 정맥이 있다. 내측 장딴지(medial calf) 천공기는 임상적으로 가장 중요하며 표재 시스템으로의 고속 혈류 및 정맥 고혈압을 일으킬 수 있다. 이들은 길이가 짧고 심부 정맥계에 가깝기 때문에 수술, 열, 접착제 및/또는 경화제(sclerosant) 방법으로 치료하기가 어렵다. 열, 접착제 또는 화학 경화제가 심부 정맥 계로 직접 부주의하게 전파되면 DVT 및 그 후속적인 PE가 발생하고, 치명적인 합병증을 일으킬 가능성이 있다. 개방 수술에 의한 결찰은 기술적으로 어렵고, 절개로 인한 심각한 이환율(morbidity)로 이어진다. 대퇴부와 무릎 뒷부분 각각의 GSV 및 SSV와 대퇴 심정맥과의 접합부는 또한 표재 및 심부 시스템들 사이의 접합점이며, 이러한 영역에 가까운 무능한 표재 정맥의 치료는 혈전 색전성 합병증의 위험을 수반한다.
이러한 해부학적 고찰을 고려하여, 열 에너지의 이용은 인접한 피부와 신경 손상의 내재적 위험 때문에 제한된다. 또한 심부 정맥 계의 비 표적 조직으로의 열 에너지의 전방 전파는 DVT 및 후속 PE의 잠재적 원인이다. 현재의 비 열적 방법은 또한 인접한 비 표적 조직을 손상시킬 위험에 의해 제한된다. 시아노아크릴레이트 접착제는 그것을 회수하거나 재 캡처할 수 없는 심부 정맥 계에 부주의하게 배치될 수 있다. 화학적 경화제는 그 성질상 표적 부위에서 흘러나올 때 심부 정맥 계로 효과적으로 순환된다. 발포 경화제 제제는 경화제와 공기의 응집된(clumped) 에멀젼에서 전파될 수 있으며, 심부 정맥 계로 이동하여 잠재적으로 내피를 손상시키고 DVT를 일으킬 가능성이 있다. 화학 경화제는 또한 심각한 피부 괴사를 일으키는 피하 조직, 신경 또는 동맥에 부주의하게 주사될 수 있다.
이러한 한계를 극복하기 위해, 효과적인 비 열적 장치는 표준 초음파 기술을 이용하여 정확하고 정밀하게 전개될 수 있는 능력을 가져야 한다. 치료 전에 잘못 배치된 경우 장치를 회수하고 다시 캡처할 수도 있어야 한다. 현재 판매되는 장치에는 이러한 이중 기능이 없다.
제어되지 않은 전방 전파 또는 주변 조직에 대한 손상의 위험 없이 표적 부위에 정확하게 전개될 수 있는 기계적 절제 장치가 하지 정맥 역류 치료에 바람직하다. 재 캡처 및 재 배치하는 기능은 사용자 관련 오류의 위험을 더욱 줄여준다.
영구적인 임플란트 또는 독성제를 사용하지 않고 정맥 폐쇄를 제공하는 방법은 감염, 면역 매개 염증반응, 신경학적 부작용, 임플란트 기계적 피로에 따른 조직파편 이동, 및 덩이 효과(mass effect)로 인한 환자의 불쾌감을 방지하기 때문에 바람직하다.
생체 흡수성 임플란트 기술은 또한 이전에는 흡수 후 일어나는 재 개통을 수반하는 장 기간 정맥 폐색을 제공하는 데 실패하였다[15].
놀랍게도, 저자들은 순수하게 기계적으로 이식할 수 없는 용액을 사용함으로써 자연 혈전 폐색이 "임플란트"처럼 작용하고, 혈전의 섬유화 형질전환으로 알려진 과정에서 신체의 자연 치유 메커니즘에 의해 영구적인 폐색으로 전환된다는 사실을 알아냈다.
GSV, SSV, AASV 또는 큰 표재 지류 정맥을 폐쇄하는 방법에 더하여, 일반적으로 무릎 아래에 존재하는 더 작은 길이의 무능한 지류 정맥을 치료하는 방법이 제공된다. 이들은 현재 정맥 절제술(phlebectomy)로 알려진 시술로 치료된다. 이는 국소 마취 하에 피부를 찌르고 절개하고, 정맥 후크 장치를 사용하여 짧은 정맥 세그먼트를 수동으로 추출하는 것을 포함한다. 이 시술은 종종 다리의 여러 정맥 세그먼트에서 수행된다. 국소 마취제를 여러 번 바늘을 찔러 주사해야 하고 각 정맥 세그먼트를 완전히 마취하기가 어렵기 때문에 환자에게 통증과 불쾌감을 줄 수 있다. 종종 용인할 수 없는 환자의 불쾌감이나 의사의 선호가 원인이고, 대신에 화학 경화제가 사용된다. 화학 경화제의 주사 횟수가 증가하면, 경화제를 피하 조직이나 동맥 계에 부주의하게 주사하여 피부 괴사를 포함한 전신 독성 부작용 및 국소 합병증의 위험이 증가할 수 있다.
일 실시형태에서, 작은 지류 정맥을 치료하는 방법은, 도 66 및 도 67에 예시된 바와 같이, 소형화된 나선형 코일을 사용하여 수행된다. 본 실시형태에 의해 제공되는 작용 메커니즘은 GSV와 같은 대정맥의 치료에 대해 이전에 설명된 것과 동일하다. 표적 정맥에 삽입한 후, 연마성 외부 표면이 있는 소형 코일이 전개되어 정맥 벽에 반경 방향 힘을 가한다. 이 표면은 철회 시 내부 층을 박리한다.
도 65를 참조하면, 일 실시형태에서 나선형 코일은 정맥 내 캐뉼라의 일부로서 바늘 주위에 로딩된다. 정맥 내 14G 캐뉼라의 현재 배열을 수정하여 정맥에 들어가는 데 사용되는 바늘의 크기를 줄이면서 시스의 외경을 2.1mm로 유지하면, 도 65에 도시된 바와 같이, 나선형 코일을 수용할 수 있다. 폴리우레탄 외부 카테터로 더 가늘어지는 선단을 만들면 피부에 접근할 수 있다. 도 67에 나타낸 바와 같이, 정맥 접근, 바늘 철회 및 캐뉼라 전진의 현재 정맥 접근 기술을 이용한다. 소형 코일 섹션은 외부 폴리우레탄 캐뉼라를 부분적으로 철회함으로써 전개될 수 있다(도 66). 치료 영역의 단부에 도달하면, 외부 캐뉼라를 사용하여 코일을 다시 캡처하고 외상성을 제거할 수 있다. 이 제안된 기술은, 찌르는 바와 같은 피부 절개가 필요하지 않거나 후크 정맥 절제 시술에서와 같이 정맥을 당기기 위해 필요한 정맥의 어떠한 당김도 필요하지 않기 때문에 국소 마취의 필요성을 줄여준다. 또한 피부 괴사의 관련 위험을 감소시키는 화학적 경화제가 필요하지 않다.
다른 실시형태의 도 68을 참조하면, 작은 게이지 바늘로 정맥에 접근하고 가이드 와이어가 정맥으로 통과된다. 도 69에 도시된 바와 같이, 유도관 시스와 유사한 시스는 가이드 와이어를 통과한다. 이 외부 시스는 선단의 개구부 바로 아래 내층에 부착된 코일을 포함하도록 제조된다. 이를 통해 가이드 와이어가 유도관 내 코일을 관통하여 통과할 수 있다. 코일은 도 68에 의해 도시된 바와 같이 외부 시스의 부분적 철회에 의해 전개된다. 다른 실시형태에서, 코일은 도 70에 도시된 바와 같이, 박리형(peel-away) 유도관 시스를 사용하여 전개된다. 일 실시형태에서, 코일은 시스에 재 로딩되어 별도의 정맥에 사용될 수 있다.
이하, 본 발명의 장치 및 방법으로 치료될 수 있는 신체 루멘과 관련된 일부 적응증에 대한 설명을 한다.
골반 정맥 역류
골반 정맥 내 혈액의 비정상적인 역류는 다리, 외음부/질 정맥류 및 골반 울혈 증후군(Pelvic Congestion Syndrome, PCS)으로 알려진 병태의 재발성 정맥류의 중요하지만, 이전에는 종종 알려지지 않은 원인으로 밝혀졌다. 또한 치질과 관련이 있다고 생각된다. 여성의 내부 장골(iliac) 정맥과 난소 정맥의 역류는 일반적으로 이러한 병태의 발생 원인이다.
PCS는 6개월 이상 만성 골반통의 병력이 있는 여성의 정맥 조영술에서 눈에 보이는 골반 정맥의 울혈을 특징으로 한다. 가장 일반적으로 좌측 난소 정맥은 역류 및 골반 정맥류(varicosities)의 원인이다. PCS와 관련된 이환율은 심각하여 삶의 질과 환자의 불쾌함을 현저히 감소시킬 수 있다. PCS는 비 주기적인 통증, 빈뇨 및 성교 통을 포함한 다양한 골반 내 증상으로 나타난다. 현재 치료는 일반적으로 경정맥(jugular vein) 또는 대퇴 정맥을 통한 카테터 접근을 이용하여 수행되며, 그 후 금속 색전술 코일, 3% 나트륨 테트라데실설페이트(STS)와 같은 화학적 경화제 또는 이들의 조합을 이용하여 난소 정맥 및/또는 내장골(internal iliac) 정맥을 폐색한다. 코일 색전술의 단점은 코일 장치와 관련된 높은 치료 비용과 코일 이동 및 정맥 파열을 포함한 합병증 위험을 포함한다. 코일 이동은 코일이 신장 정맥과 같은 비 표적 부위로 부주의하게 이동하거나 하대 정맥(inferior vena cava)을 통해 폐정맥으로 이동하여 폐색전증을 유발하는 경우가 발생한다. 코일 이동은 최대 4%의 사례에서 발생하는 것으로 보고되었으며 심각한 이환율로 이어질 수 있다[16]. 일부 환자는 원인을 알 수 없지만 코일 임플란트와 관련이 있을 수 있는 지속적인 골반 불쾌감이나 독감과 같은 증상을 보고하고 있다. 골반 정맥 부족의 치료를 위해 흡열 레이저 또는 고주파 정맥 절제술을 이용하지 않았다. 이것은 주로 혈관 벽에 인접한 중요한 주변 골반 구조에 열 손상 위험이 있기 때문이다. 경벽 혈관 천공 및 주변 조직의 손상은 흡열 기술에서 드물지만 골반 내 치료 중 결과는 하지보다 훨씬 크다. 또한, 치료 중 하지 정맥 주위에 다량의 종창성 마취를 주사하여 주변 조직을 보호하고 열 손상과 통증을 예방한다. 이것은 골반 내에서 분명히 불가능하다. 따라서 폐색에 의한 골반 정맥 역류를 치료하기 위해서는 안전하고 비용 효율적인 장치가 여전히 필요하다. 이러한 위험을 줄이기 위해 이식할 수 없는 비 열적 방법이 최적의 해결책을 제공한다.
일 양태에서, 본 발명의 방법은 나선형 코일 장치를 사용하여 내부 장골(iliac) 및/또는 난소 정맥을 기계적으로 박리함으로써 영구적인 폐색을 유발하는 골반 정맥 역류의 치료에 이용될 수 있다. 이 폐색은 재발성 정맥류, 질/외음부에 공급하는 정맥 영역 및 PCS와 관련된 정맥 영역을 유발하는 하지 정맥으로의 정맥 역류를 방지한다. 다른 실시형태에서, 박리 시술은 일시적인 풍선 폐색과 조합되어 혈류를 감소시키고 정맥의 치료된 섹션에 대한 혈전의 부착을 촉진할 수 있다. 이것은 부피 역류와 속도가 더 높은 골반 정맥에서 특히 유용할 수 있다. 일 실시형태에서, 시술은 화학적 경화제 및/또는 색전 입자의 조합 사용에 의해 향상될 수 있다. 도 71은 골반 정맥 역류와 관련된 정맥 해부학 및 내부 장골 정맥을 박리하고 관련된 정맥 영역으로의 역류 흐름을 방지하여 증상을 치료하는 나선형 코일의 사용을 보여주는 개략도이다.
심부 정맥 역류
하지의 대퇴 정맥을 포함하는 부전(incompetent) 정맥 판막으로 인한 심부 정맥 역류는 사지로부터 심장으로 혈액이 복귀 순환하는 데 필수적이기 때문에 절제 및 폐색으로 치료될 수 없다. 일부 부전 정맥 판막은 DVT에 의해 제거되었지만 다른 판막은 정상적인 판막 소엽을 유지한다. 그러나 벽 이완으로 인해 역류를 방지하기 위해 더 이상 올바르게 대향하지 않는다. 현재의 치료 방법은 신생 판막을 생성하기 위한 침습적인 외과적 시술을 포함한다. 따라서 정맥 판막 기능을 회복하기 위한 덜 침습적인 시술이 필요하다. 일 양태에서, 본 발명의 방법은 나선형 코일 장치가 기존 판막을 가로 질러 전개 및 철회되는 심부 정맥 역류의 치료를 위해 이용될 수 있다. 외부 표면은 내피 층을 파괴하는 능력을 유지하면서 혈전 폐색의 위험을 줄이기 위해 약간 연마되어 있다. 이는 판막 소엽과 주변 조직의 비대(hypertrophy)를 유발하여 판막 소엽이 서로 더 가까워지고 일 방향 판막 기능을 복원하여 역류를 방지하는 효과가 있다.
치질
전술한 바와 같이, 치질은 골반 정맥 색전술로 치료될 수 있다. 새로운 기술은 또한 상 직장 동맥의 특정 폐색을 표적으로 하여, 내부 치핵을 유발하는 확장된 정맥총(venous plexus)의 충만을 방지한다[17]. 이 동맥은 대부분의 경우 직경이 3 내지 5mm이다. 영구 임플란트의 배치를 회피하고 이러한 일반적인 상태에 대해 보다 비용 효율적인 해결책을 제공하기 위해 개선된 치료가 필요하다. 일 양태에서, 본 발명의 방법은 치핵을 치료하기 위한 것으로, 나선형 코일 장치를 사용하여 상 직장 동맥을 기계적으로 박리하여 영구적인 폐색을 유발하고, 정맥총의 충만을 방지하고 그에 의해 병태를 치료한다.
정계정맥류(Varicocele)
정계 정맥류는 남성의 고환을 둘러싼 정맥의 비정상적인 확장이다. 성인 남성의 최대 15%에서 임상적으로 유의한 정계 정맥류가 존재하여 통증, 불쾌감 및 생식능력 저하를 유발한다. 고환 위축 또는 생식 능력이 저하된 젊은 남성에게는 치료가 권장된다. 현재 치료는 고환 주변의 비정상 확장 정맥을 공급하는 고환 정맥을 폐쇄하는 것을 포함한다. 현재의 폐색 방법은 영구 코일 색전술, 접착제, 화학 경화제 또는 기술 조합을 포함한다. 따라서, 정계 정맥류의 확장된 정맥을 공급하는 고환 정맥의 폐색을 위해서는 덜 침습적이고 더 비용 효율적인 방법이 여전히 필요하다. 일 양태에서, 본 발명의 방법은 영구적인 폐색을 유발하기 위해 고환 정맥을 기계적으로 박리하도록 일회용 나선형 코일이 사용되는 정계 정맥류의 치료에 이용될 수 있다. 도 55는 영구적인 정맥 폐색을 유발하기 위한 정맥 해부학 및 관련 시술을 보여주는 개략도이다.
문맥(portal vein) 폐색
수술 전 문맥 색전술(PVE)은 주요 간 절제 전에 간의 선택된 부분으로의 문맥 혈류를 종결하기 위한 선택적 시술이다. PVE는 계획된 대규모 절제 이후에 남아있는 간 조직의 비대를 개시하고 보다 적극적인 절제를 가능하게 할 수 있다. 대장암으로 인한 1차 및 2차 간 전이 치료의 보조 단계로 이용된다. 현재의 기술은 접착제, 폴리비닐알코올(PVA) 및 금속 구체 또는 코일을 포함한 색전제를 후속적으로 주사하여 직접 화상 유도 경간(transhepatic) 접근을 사용하여 문맥 정맥 계에 접근하는 것을 포함한다. 이러한 기술 중 상당 수는 비용이 많이 들고 계획된 절제술로 이어지는 과정 중에 환자가 수술 불능으로 될 가능성이 있다. 따라서 보다 비용 효율적인 접근 방식이 필요하다. 종양 절제의 보조로서 문맥 시술을 받는 대부분의 환자의 응고 촉진(pro-coagulative) 상태로 인해 선택된 문맥의 혈전성 폐색에 의존하는 비 이식 방법이 효과적일 수 있다. 일 양태에서, 본 발명의 방법은 문맥의 수술 전 폐색에 이용될 수 있고, 나선형 코일 장치를 사용하여 문맥을 기계적으로 박리하여 폐색을 일으킨다. 이 폐색은 나머지 간 세그먼트의 비대를 촉진하고 계획된 절제 후 환자의 생존 가능성을 향상시킨다. 도 53A는 비 임플란트 기계적 박리 방법을 이용한 문맥 폐색의 개략도이다.
정맥 이식(graft)
관상 동맥 우회 이식(CABG) 수술은 좌 주 관상 동맥 질환(CAD) 및 3 혈관 CAD의 환자를 위한 표준 치료법이다. 말초 동맥 우회 이식(PABG) 수술은 후기 말초 동맥 폐색 질환 환자에서 시행된다. 내부 유선 동맥은 관상 동맥 우회 수술에서 혈관 재형성에 일반적으로 사용되지만, 정맥(거의 독점적으로 대 복재 정맥)은 특히 PABG 수술에서 가장 일반적으로 사용되는 이식편으로 남아 있다. 정맥 이식편을 동맥 계에 삽입하면 정맥이 더 높은 신축력과 전단 응력에 노출되어 폐색 및 정맥 이식 실패로 이어지는 내막 증식(intimal hyperplasia)으로 알려진 정맥 벽 내 과도한 염증 변화를 초래할 수 있다. 정맥 이식 수술 후 10 년 후 개통률(patency rate)은 60%에 불과하다[18]. 일부 정맥 이식편이 개통 상태로 남아있는 반면, 다른 정맥 이식편이 장기적으로 폐쇄되는 이유는 잘 알려져 있지 않다. 모든 정맥은 동맥 계로 옮겨질 때 일부 재형성(remodeling) 또는 "동맥화(arterialisation)"를 거친다. 그러나 과도하고 지속적인 염증 반응은 장기적으로 이식 실패를 유발한다. 새로운 연구에 따르면 이식 전 정맥 상태가 이식 실패의 중요한 예측 요인이 될 수 있다. 중막 층에 이미 비대한 합성 소인(predisposed) 평활근 세포가 있는 정맥은 예후가 더 나쁘다. 따라서, 동맥 질환에 대한 정맥 이식편의 장기적인 성공률을 높이는 방법은 중요한 임상적 필요성이며 동맥 계에서 도관으로 사용하기 전에 정맥 이식편을 사전 조정하거나 수정함으로써 달성될 수 있다. 본 발명의 일 양태에서, CAD 및 PAD의 치료를 위해 동맥 계에서 이식편으로 사용될 정맥의 전처리 방법이 제안된다. 완전한 혈전성 폐색 및 그 후의 섬유증을 수반하지 않고 정맥 벽 비후를 유발하기 위해서, 연마성이 낮은 표면 또는 부분 연마성 표면을 갖는 나선형 코일이 제공된다. 정맥 벽 파괴의 깊이는 정맥이 이식 실패를 일으키지 않는 정확한 염증 반응을 발생시키기 위해 특이적이어야 한다. 이 보조적인 시술은 이상적으로는 이식편 이식 4 내지 12 주 전에 수행되고, 정맥 리모델링과 관련된 세포 변화가 일어나고 가라앉도록 한다. 이것은 염증 변화가 이미 일어나고 치료에 의한 일회성 기계적 파괴 후에 중단되기 때문에 더 큰 압력과 더 높은 전단력의 동맥 환경에 적응하는 정맥의 능력을 향상시킬 수 있다. 제어되지 않은 과도한 염증성 및 비대성의 변화는 동맥 계에 삽입되었을 때 발생할 가능성이 적어진다. 이는 과도하게 제어되지 않은 중막 비대 및 내막 증식(hyperplasia) 발생을 방지하고 심장 이식편 실패의 주요 원인인 벽 죽종(mural atheroma) 형성의 위험을 줄일 수 있다. 도 72는 정상 정맥, 동맥화된 정맥 및 실패한 정맥 이식편 사이의 조직학적 차이를 보여준다.
동정맥(AV) 누공(Fistula)
AV 누공은 투석에 의한 말기 신장 질환(ESKD)의 치료를 가능하게 하기 위해, 동맥 순환과 정맥 순환 사이에 외과적으로 생성된 문합(anastomosis)이다. AVF가 기능하고 있는 환자는 투석을 위해 중심 정맥 카테터에 의존하는 환자에 비해 이환율과 사망률이 낮고 치료 비용이 낮다. AVF 생성 범위는 20 내지 60%로 허용할 수 없는 높은 1차 장애 비율이 있다. 투석 시 AVF에 의존하는 노인 인구와 투석에 사용되는 펌프 속도가 빨라짐에 따라 실패율이 최근 몇 년 동안 증가하였다[19].
실패의 주 원인은 문합의 정맥 세그먼트에서의 협착이다. AVF 생성과 관련된 기본 메커니즘은 잘 알려져 있지 않지만, 불충분한 외향 리모델링과 과도한 내막 증식이 관련되어 있는 것으로 생각된다. 따라서 ESKD 환자에 사용하기 위한 AVF를 형성하는 개선된 방법이 시급히 필요하다. 본 발명의 일 양태에서, 문합의 생성을 위한 수술 전에, 연마성이 저하되거나 또는 부분적으로 연마성이 있는 나선형 코일을 사용하여 건강한 리모델링 패턴을 갖는 정맥을 생성한다. 이러한 시술은 세포 변화가 일어나고 가라앉을 수 있도록 AVF 생성 4 내지 12 주 전에 이상적으로 수행되어야 한다. 정맥의 이러한 사전 조절은 정상적인 정맥이 동맥압과 유량에 급격하게 노출될 때 AVF 1차 실패로 이어지는 염증 반응과 제어되지 않은 리모델링을 줄일 수 있다. 이것은 AVF 시술의 성공률을 높일 수 있다. 이 기술은 또한 문합의 정맥측이 과도하게 확대하고, 동맥 측에 의해 공급되는 영역에서 허혈(ischaemia)을 일으키는 AVF 스틸(Steal) 증후군을 예방할 수 있다.
혈전 절제술
혈전성 폐색은 동맥 또는 정맥 계 어디에서나 발생할 수 있으며, 일반적으로 적혈구, 활성화된 응고 인자, 혈소판 및 염증 세포로 구성된다. 수 분에서 수 일에 걸쳐 혈전 덩어리가 조직화되고 특히 혈관 벽 손상이 있는 경우 혈관 벽에 부착된다. 이전에 설명된 본 발명의 실시형태는, 주로 표재 정맥 역류증의 상황에서 혈관 폐색이 필요할 때 이 현상을 촉진하도록 설계되었다.
본 발명에서는 또한 연마성 표면이 코일의 전방 모서리와 내부 표면에만 존재하는 반면, 외면이 정맥 벽의 외상을 방지하기 위해 매끄럽게 유지되는 경우, 반경 방향으로 확장하는 나선형 코일을 사용하여 혈관 벽에 부착한 혈전을 제거할 수 있다는 사실을 알아냈다.
급성 심부 정맥 혈전증(DVT)은 폐색전증(pulmonary embolism, PE)으로 알려진 폐로의 색전이 발생하는 경우 잠재적으로 생명을 위협하는 병태이다. 말초 정맥에 남아있는 상당히 큰 DVT는 또한 하지의 만성 정맥 고혈압으로 인한 심각한 이환율로 이어질 수 있다. 항응고는 혈병을 용해시키고 색전을 예방하는 데 도움이 되는 치료의 초석이다. 기계적, 화학적 용해 또는 초음파 기술을 이용하여 혈병을 제거함으로써 급성기의 환자를 치료하는 새로운 방법이 지난 10년 동안 등장했으며, 특정 환자 그룹에서 결과를 개선하는 것으로 나타났다. 정맥 벽에 부착된 혈병을 제거하는 것은 기술적으로 어렵고 실패하면 결과가 나빠질 수 있다. 복잡한 기계 시스템, 흡인 또는 초음파를 사용하는 일부 새로운 기술은 높은 비용으로 인해 지원되지 않는다. 포가티(fogarty) 풍선은 혈전 제거에 대한 저렴한 대안이지만 부착성 혈전에는 효과적이지 않다.
동맥 계에서 급성 사지 허혈을 유발하는 조직화된 혈전을 제거하기 위한 유사한 필요성이 존재한다. 신경혈관 계에서 스텐트 재 캡처 시스템은 혈전을 회수하고 뇌졸중을 예방하는 데 사용된다. 이 설정 모두에서, 보다 조직화된 혈전 부착은 기술적 과제를 나타낸다. 따라서 혈관 벽에 부착된 혈병 또는 혈전을 제거하기 위해 개선된 해결책을 개발할 필요가 있다. 일 실시형태에서, 내피 외상을 일으키지 않고 혈관 벽으로부터 혈전을 제거하기 위해 연마성 내부 및 선단 모서리 표면을 갖는 나선형 코일을 사용하는 방법이 제공된다. 도 73은 이러한 장치가 내피 표면을 온전한 상태로 유지하면서 혈전을 제거하고 재 혈전 가능성을 줄이는 방법을 보여준다. 장치는 혈전성 폐색의 원위에 전개되고, 접근 부위를 향해 근위로 철회된다. 혈전을 제거한 후, 포가티 풍선, 재 캡처 바스켓 또는 흡인 카테터를 사용하여 혈전을 순환에서 제거할 수 있다. 이것은 혈류를 회복시키고 발생하는 혈관 폐색의 후유증을 예방한다.
스텐트 내 폐색
혈관계통의 경피적 스텐트 유치술은 부분적으로 협착되거나 폐색된 동맥 또는 정맥 순환에서 혈류를 회복시키기 위해 일반적으로 수행된다. 스텐트 내 혈전증은 비교적 드물지만 심장 스텐트 시술의 약 1% 후에 발생하는 잠재적으로 생명을 위협하는 합병증이다. 병변 동맥에 배치된 스텐트는 석회화(calcified) 또는 죽상성(atheromatous) 플라크 위에 지주를 가질 수 있다. 이러한 상황에서 스텐트 지주가 높아지면, 특히 약물 용출 스텐트에서 신생혈관 내막(neointima)에 의한 피복이 실패할 가능성이 있다[20]. 이것은 일반적으로 이식 후 1년에 걸쳐 늦게 또는 매우 늦게 발병한 스텐트 혈전증으로 나타난다. 이러한 시술에 따라 스텐트 내 혈전증의 비율을 줄일 필요가 있다. 본 발명의 일 양태에서, 코일 원주의 일부를 덮는 외부 연마성 표면을 갖는 나선형 코일이 제공된다. 이것은 다음 진술에 의해 드러나지 않을 가능성이 있는 동맥 표면의 일부를 선택적으로 치료할 수 있다. 도 74는 부분 연마성 코일을 사용하여 스텐트를 배치하기 전에 동맥의 일부를 선택적으로 전처리하는 방법을 나타내고 있다. 이것은 신생혈관 내막에 의한 스텐트 지주 피복의 가능성을 증가시키고 후기 스텐트 재 협착의 위험을 감소시킨다. 혈관 내 초음파(IVUS)와 같은 화상 기술을 이용하여 장치의 방향을 조정하고 조작자가 혈관 벽의 목적 섹션을 선택적으로 표적으로 할 수 있도록 한다.
동맥 폐색
동맥의 선택적 폐색 및 일반적으로 특정 조직에 대한 동맥 공급은 다양한 질병 상태에 대한 효과적인 치료법이다. 종양 색전술은 양성 또는 악성 종양을 공급하는 동맥을 합성 또는 생체 흡수성 비드, 금속 구, 접착제 또는 금속 코일을 포함한 경피적 접근 방식을 통해 다양한 방법을 이용하여 폐색하는 기술이다. 이러한 약제의 사용과 관련된 일반적인 합병증에는 비 표적 혈관으로의 이동, 정상 조직의 괴사를 유발하는 과도한 폐색, 통증, 이물질과 괴사 조직의 조합과 관련된 감염증이 포함된다[21]. 따라서, 양성 또는 악성 종양에 공급하는 동맥의 색전술을 위한 더 낮은 합병증 비율을 수반하고, 덜 침습적이고, 이식 불가능한 치료가 필요하다.
도 52a 및 52b를 참조하면, 이들은 종양(240) 및 소동맥(241)을 포함하는 종양으로의 동맥혈 공급을 예시한다. 본 발명의 장치는 소 동맥 중 하나를 폐쇄하고 혈액 공급 종양을 아사 상태로 하기 위해 사용될 수 있다. 도 52b는 나선형 코일이 원주 방향으로 동맥의 루멘을 결합하는 소 동맥에 전개된 것으로 도시된 본 발명에 따른 장치의 정맥 박리 헤드(242)를 나타낸다. 도 52a를 참조하면, 장치는 종양에 영양을 공급하는 동맥을 따라 전진하고 지점(243)에 전개된 다음 근위로 후퇴한다. 나선형 코일의 조면화 표면과 동맥의 루멘 사이의 원주 방향 접촉과 결합된 동맥을 따라 나선형 코일의 후퇴는 세포의 상피층을 제거하여 동맥 루멘의 일부가 박리되게 하고, 지점(243)에서 결과적으로 혈전이 형성되어 동맥 폐색이 발생한다.
자궁 근종
자궁 근종은 심각한 골반 통증과 월경통을 유발할 수 있는 양성 병변이다. 자궁 근종은 자궁 적출술이나 섬유종을 공급하는 자궁 동맥의 최소 침습성 색전술로 치료될 수 있다. 자궁 동맥 색전술(UAE)에 가장 일반적으로 사용되는 색전제는 폴리비닐알코올(PVA), 트리스-아크릴 젤라틴 미립구(microsphere) 및 폴리젠-F 하이드로겔 미립구이다. 합병증에는 색전 물질의 비 표적 조직으로의 이동, 통증 및 감염을 유발하는 과도한 괴사가 포함된다. 따라서, 자궁 근종의 치료를 위해 더 낮은 합병증율을 갖고, 덜 침습적이며 이식 불가능한 치료가 필요하다. 일 실시형태에서, 자궁 근종을 공급하는 자궁동맥 또는 원위 가지의 부분적 또는 완전한 폐색을 일으키기 위해 연마성 외부 표면을 갖는 나선형 코일을 사용하기 위한 방법이 제공된다. 혈류를 줄이거나 제거하면 크기가 줄어들고 자궁 근종으로 인한 증상이 완화된다. 내막 증식을 유발함으로써 이 방법을 이용하여 혈관의 충분한 협착을 일으키는 것은, 자궁 근종의 크기 축소 효과를 유지하면서 괴사성 합병증의 위험을 줄일 수 있다. 이 방법은 다음 병태를 치료하는 데 이용될 수 있지만 이에 국한되지는 않는다: 폐, 대뇌 또는 간 순환의 동정맥 기형(AVM), 악성 종양, 양성 전립선 비대증(전립선 동맥 폐색에 의함).
난원공개존
난원공개존(PFO)은 성인 인구의 약 30%에서 발견되는 흔한 심장 벽 이상이다. 일반적으로 일부에서 양성 발견이 있으면, PFO가 열려서 역설적인(paradoxical) 색전이 정맥에서 동맥 순환으로 이동하여 잠재적으로 뇌졸중 및 전신 색전증을 유발할 수 있다. 잠재성(cryptogenic) 뇌졸중의 병력이 있는 개인의 치료는 중격 폐색기를 사용한 경피적 폐쇄이다. 이러한 장치는 결함 전체에 전개된 영구 임플란트이다. PFO의 해부학적 구조는 기침이나 재채기와 같이 우심방 압력이 좌심방 압력을 초과할 때 열릴 수 있는 플랩 판막을 형성하는 1차 심방 중격과 2차 심방 중격(atrial septa)의 중첩을 포함한다. 이러한 장치는 비싸고 혈전증 및 뇌졸중을 포함한 합병증을 유발할 수 있다. 합병증의 위험이 낮은 덜 침습적인 치료가 필요하다. 일 실시형태에서, 관련된 심방 중격 플랩의 접촉 표면을 박리하기 위해 코일 또는 후프형 연마 장치를 사용하는 방법이 제공된다. 이것은 플랩 표면들 사이에 부착 형성을 유발하는 염증 반응을 일으켜 PFO를 영구적으로 폐쇄하고 뇌졸중 위험을 제거한다. 심장 내에서 유사한 방법을 이용하여 흉터 조직 및 비후를 생성하여 부정맥(arrhythmias)을 유발하는 비정상적인 전도 지점에서 신경 전도를 차단할 수 있다.
동맥관 개존증
동맥관(DA)은 주 폐동맥과 대동맥 사이의 태아 혈관 연결로 폐층(pulmonary bed)에서 혈액을 멀어지게 한다. 출생 후, DA는 활발한 수축과 최종적인 폐색을 경험한다. 동맥관 개존증(PDA)은 DA가 출생 후 완전히 폐쇄될 수 없는 경우에 발생한다. 조직학적으로 관조직은 인접한 대동맥 및 폐동맥의 조직과는 다르다. 관의 내막은 더 두껍고 중막은 특징적인 나선형 방식으로 배열된 더 많은 평활근 섬유를 포함한다. DA는 다양한 모양과 형태를 취할 수 있다. 소형 PDA는 일반적으로 직경이 3mm 미만이다. 폐쇄가 필요한 PDA를 가진 유아에게 최적의 치료 방법은 여전히 논란과 논쟁의 대상이 되고 있다. 현재 경피적 치료 옵션에는 코일 및 폐색 장치가 포함된다. 이러한 치료의 한계에는 색전성 합병증을 유발하는 코일 이동의 고비용과 위험이 포함된다. 폐색 장치는 올바른 크기가 아닌 경우 어린이가 성장함에 따라 대동맥 협착(coarctation)과 같은 심각한 합병증을 유발할 수 있다[22]. 따라서, PDA에 대해 침습성이 낮고 효과적인 경피적 치료가 필요하다. 일 실시형태에서, 외측 연마성 표면을 갖는 나선형 코일을 사용하여 DA를 박리하고, 경시적으로 혈전증 및 섬유성 폐색을 유발한다. 이것은 션팅(shunting)과 관련된 증상을 완화하고 DA를 폐쇄하여 심내막염(endocarditis)의 위험을 경감한다. 이 기술은 또한 비슷한 방식으로 작은 직경의 심방 중격 결손을 치료하는 데 이용될 수 있다.
대 동맥류
복부 대 동맥류(Abdominal aortic aneury, AAA)는 대동맥의 비정상적인 확장(dilatations)으로, 심각한 이환율과 사망률을 유발하는 파열에 의해 복잡해질 수 있다. 대 동맥류 치료는 파열 위험을 줄이는 데 목적이 있다. 치료 옵션은 이식편 배치를 통한 개방 수술 또는 대형 피복 스텐트 이식편(EVAR)을 사용한 혈관 내 동맥류 치유술이다. EVAR은 침습성이 낮은 시술이고, 회복 시간이 대폭적으로 단축되고, 신장 손상 위험이 낮아진다. 그러나 EVAR의 장기적인 결과는 최대 20%의 환자에서 내강 누출(endoleak)로 제한되어 방사선 모니터링, 수정 수술 또는 보조 시술이 필요하다[23]. 내강 누출은 유형 I에서 유형 V로 분류될 수 있다. 유형 I 내강 누출은 근위 또는 원위 이식편 부착 부위에서 발생한다. 혈액은 혈관 벽과 이식편 사이의 간극을 통해 들어가서 낭(sac)을 채우고 파열 위험이 있다. 유형 II 내강 누출은, 요추(lumbar) 또는 장간막(mesenteric) 혈관의 측 분지를 통해 동맥류(aneurysmal) 낭으로 역행(retrograde) 흐름이 발생하여 파열 위험을 초래할 때 발생한다. 유형 I 및 II 내강 누출은 수술 후 EVAR 과정과 관련된 이환율의 대부분을 차지한다. 유형 I 내강 누출의 현재 치료 방법은 소형 나사 및 추가 스텐트 이식편 배치를 포함한다. 유형 II 내강 누출은 요추 또는 낭을 공급하는 장간막 혈관에 색전술 코일을 배치하여 치료될 수 있다. 이러한 모든 방법은 침습적이고 비용이 많이 들며 대동맥 벽 파열 및 감염의 합병증을 수반한다. 따라서, 유형 I 및 유형 II 내강 누출의 위험을 줄이기 위한 기술이 필요하다. 일 실시형태에서 유형 I 내강 누출 위험을 감소시키기 위해 이식편 부착 부위에 가까운 대동맥 섹션을 준비하는 방법이 제공된다. 이것은 나선형 코일을 사용하여 수술 전 영상 계획을 기반으로 위치를 쉽게 결정할 수 있는 이러한 특정 위치의 내피 층을 박리함으로써 수행된다. 이 절차를 수행함으로써, 동맥 벽은 이식편 부착 부위에서 신 내막 증식을 일으키고 혈액 누출 및 유형 I 내강 누출 위험을 줄이도록 준비된다. 이 혜택은 수술 후 과정을 복잡하게 만들 수 있는 보조적 처치의 위험을 줄여준다. 유사한 방법을 이용하여 내강 누출이 발생하고 있는 간극에 확장 가능한 탄성 연마 장치를 삽입하여, 시간의 경과와 함께 섬유성 형질전환을 수반하는 혈전성 폐색을 유발함으로써 유형 I 내강 누출이 발생하였을 때 치료할 수 있다. 팽창적 탄력성이 있는 연마 요소를 사용하여 폐색을 유발하고, 낭 파열의 위험을 방지하기 위해 공급 요추 또는 장간막 동맥을 박리함으로써 유형 II 내강 누출을 치료하기 위한 추가 방법이 제공된다. 이러한 동맥의 흐름이 문합 연결에서 역행하기 때문에 정맥처럼 거동하고 코일을 영구적으로 이식하여 혈전 폐색에 적응할 가능성이 더 높다. 유사한 방법을 이용하여 경피적 심장 판막 교체와 관련된 판막 누출을 치료할 수 있다. 경피적 승모(mitral) 판막 및 대동맥 판막 교체 시술 후 판막 주변(paravalvular) 누출은 수술 후 이환율과 경우에 따라 수정 수술로 이어진다.
당뇨병 중재(intervention) 치료
십이지장 점막 재 표면처리(Duodenal Mucosal resurfacing, DMR)는 초기 임상 연구에서 당뇨병 환자의 혈당 조절을 향상시키는 것으로 밝혀진 새로운 기술이다[24]. 십이지장은 포도당 흡수 및 내분비 기관으로의 신호 전달을 위한 중요한 도관이다. 십이지장 점막은, 만성적인 고당식에 반응하여 과형성되고, 인슐린 저항성의 신호를 생성하여 포도당 제어를 악화시키는 것으로 생각된다. 이 과형성 점막을 제거함으로써 새로운 점막 표면이 유해한 신호를 보내지 않고 재생될 수 있다.
십이지장의 해부학적 구조는 정맥 시스템과 몇 가지 중요한 특징을 공유한다. 그것은 구불구불한 곡선 경로를 가지고 있으며, 순응성이 높고 팽창성이 있으며 근육 벽 수축은 폐색을 일으킬 수 있다. 치료의 목적은 아래의 더 깊은 근육층에 영향을 주지 않고 표재 점막층만 안전하게 제거하는 것이다. 이것은 약 10cm의 십이지장 길이에 걸쳐 수행된다.
현재 개발중인 방법은 풍선 내의 유체로부터 십이지장 벽으로 열수 에너지를 전달하여 점막 층의 세포에 절제 또는 손상을 일으킬 수 있는 확장 가능한 풍선을 배치하는 것을 포함한다[22]. 이 방법을 이용하려면 숙련된 내시경 의사가 점막 하에서 점막을 들어올려 열 장벽을 형성하여야 한다. 이것은 현재 생리 식염수를 주사하기 위해 바늘이 점막 하에 삽입되는 동안 표재 점막층을 유지하기 위해 풍선 둘레 주위의 흡입 채널에 의해 달성된다. 이것이 올바르게 수행되지 않으면 십이지장 벽 천공 및 더 깊은 근육층 손상의 위험이 있다. 따라서, 십이지장의 표면층을 0.6mm 이하의 깊이로 선택적으로 절제할 수 있는 덜 침습적이고, 수행하기 더 쉽고, 더 저렴한 비용 및 더 빠른 치료가 필요하다. 본 발명의 일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장되는 탄성 변형 가능한 연마 장치는 도 75에 도시된 바와 같이 표준 내시경의 채널을 통해 전달된다. 연마 요소는 공장과의 접합부 근처에서 원위로 십이지장 벽에 접촉하도록 전개된다. 연마 요소는 0.6mm의 최대 피크 간 거리를 갖는 표면 조도를 갖는다. 장치는 위를 향해 근위로 후퇴한다. 철회 중에는 원주 방향의 박리 또는 점막층 손상이 발생한다. 이것은 포도당 조절의 재생과 개선을 허용한다. 유사한 방법을 위장관의 다른 부분에서 사용하여 지질, 철분, 비타민 및 망간을 포함한 무기물의 흡수에 의해 영향을 받는 병리를 치료할 수 있다.
소장 세균 과다증식
소장 세균 과다증식(SIBO)은, 일반적으로 결장에 존재하는 과도한 미생물에 의해 소장에 군집화될 때 발생한다. 침습성 박테리아 균주는 장 독소의 생성과 직접적인 벽 부착을 통해 장 표면을 손상시킨다. 흡수되지 않은 탄수화물의 발효는 팽만감, 팽창 및 헛배 부름을 초래한다. 염증이나 회장(ileum)은 또한 설사와 영양소 흡수 장애를 유발할 수 있다. 소장(공장 및 십이지장)은 일반적으로 결장에 비해 박테리아 및 기타 미생물 농도가 상당히 낮다. 위장관의 이러한 섹션들 사이의 경계는 회장 판막에 의해 제어된다. 이 판막이 무능 해지면 대장 내용물이 소장으로 역류할 수 있다. 이것은 소장의 영양분이 풍부한 내용물을 공급하는 박테리아의 과성장을 촉진한다[25]. 현재 소장에서 세균의 과다증식을 막기 위한 항생제 치료가 1차 치료에 이용되고 있다. 그러나 소장 세균 과다증식(SIBO) 환자의 약 40%는 초기 항생제 치료 후 지속적인 증상을 보였다. 회장맹장(ileocaecal) 판막을 통한 비정상적인 역류가 SIBO의 원인인 것으로 입증되었다[25]. 따라서 SIBO에 대한 보다 효과적인 치료가 필요하다. 일 실시형태에서, 반경방향 확장성 연마 장치는 회장맹장 판막 및 회장의 점막 층을 파괴하기 위해 사용된다. 이것은 염증 반응을 일으키고, 계속해서 과형성을 일으키고, 이는 회장맹장 판막의 직경을 감소시키고, 결장으로부터의 체액의 역류를 가능하게 할 가능성이 낮아진다. 2차 효과는 부착성 박테리아에 의해 군집화된 회장 영역을 절제하여 정상 또는 비 군집 점막의 재생을 허용하는 것이다. 이 방법은 항생제 치료와 함께 사용하여 효과를 높이고 높은 재발률을 낮출 수 있다. 유사한 방법을 이용하여 괄약근 이완이 있는 경우 위 역류의 원인이 될 수 있는 위-식도 접합부를 타이트하게 할 수 있다.
바렛트 식도(Barrett's Oesphagus)
바렛트 식도(BE)는 식도암종의 전암(premalignant) 생태이고, 위 식도 역류 증(GORD)으로 인한 만성 손상 및 염증에 의해, 하부 식도의 세포변화가 발생한다. GORD 환자의 10%에서 나타나는 것으로 추정된다. 조기 개입은 암으로의 진행을 예방할 수 있다. 현재의 조기 개입 방법은 영향을 받은 표면층의 열 및 고주파 절제를 포함하여 정상 조직으로 재생을 가능하게 한다[26]. 무선 주파수 절제는 무선 주파수 프로브의 내시경 삽입과 관련된 현재 사용되는 기술이다. 이 방법의 가장 큰 단점은 고주파 장치의 가격이 높다는 것이다. 따라서, 이러한 일반적인 상태에 대해 더 간단하고 비용 효율적인 치료가 필요하다. 일 실시형태에서, 반경방향 확장 연마 요소의 내시경 전개를 위한 방법이 제공되어 하부 식도의 비정상 세포를 기계적으로 절제하여 암 발생 위험을 감소시킨다. 바렛트 식도의 조직학적 등급 및 최종 진단은 병리학자에게 매우 까다롭다는 점을 감안할 때, 이 방법의 또 다른 장점은 시술 후 분석할 수 있는 박리 헤드에서 세포를 수집할 수 있다는 것이다. 이것은 세포를 완전히 파괴하는 열적 방법과는 대조적이다. 이러한 세포 수집 기능은 결장, 폐 기관지 및 기관지, 자궁, 자궁 경부, 요로 및 방광과 같은 위장관의 다른 부분에서 전암 또는 악성 병변의 진단 및 관리에도 적용될 수 있다.
항문 주위 누공 관리
항문 주위(perianal) 누공은 항문과 항문관을 둘러싼 피부 사이의 비정상적인 연결이다. 그들은 염증성 장 질환 환자에게 존재하며, 감염, 통증 및 출혈로 인한 심각한 이환율을 유발한다. 침습적 수술 절제술이나 장기 치료 과정에서 채널을 점진적으로 제거하기 위해 세톤 스티치(seton stitch)를 적용하는 등 현재의 방법으로는 치료하기가 어렵다. 이러한 치료 옵션은 높은 재발률을 보인다[27]. 따라서 항문 주위 누공에 대한 덜 침습적이고 보다 효과적인 치료법을 개발할 필요가 있다. 일 실시형태에서, 반경 방향으로 확장하는 연마 장치는 누공 관(fistual tract)에서의 전개 및 철회를 위해 제공된다. 이로 인해 내피 세포와 일치하는 누공 관의 박리가 발생하였다. 후속 염증 반응으로 인해 흉터가 생기고 대변 내용물이 누공 관으로 들어가 치유를 막을 수 있다. 이후 섬유성 염증 반응에 의해 관이 폐쇄되면 증상이 예방된다. 유사한 방법을 이용하여 만성 폐쇄성 폐 질환에서 발생하는 폐 질환 부분을 봉쇄하거나 폐색할 수 있다. 흡입된 공기가 이러한 질병 부분에 들어가면 폐 산소 교환이 일어나지 않아 혈중 산소 수치가 감소한다. 이러한 경우 공기를 건강한 폐 조직으로 전환하기 위해 기관지 또는 폐포를 폐색하거나 봉쇄할 필요가 있다.
불임
여성 불임은 일반적으로 환자가 영구적인 피임을 원할 때 나팔관 결찰에 의해 수행된다. 현재 방법은 개복 수술 결찰, 난관 절제술 및 최소 침습적 클립 배치까지 다양하다. 이러한 절차의 합병증은 통증, 출혈 및 감염을 포함한다. 외과적 절제 또는 영구 이식을 피하는 덜 침습적이고 신뢰할 수 있는 방법이 필요하다. 일 실시형태에서 반경 방향 확장 나선형 장치가 나팔관에 삽입, 전개 및 철회된다. 이것은 시간이 지남에 따라 난관의 섬유성 폐색을 일으키는 염증 반응을 시작하는 내피 층 및 내피 하층을 파괴한다. 이 기술은 또한 정관(vas deferens)의 루멘에 대한 남성 불임 시술에도 적용될 수 있다.
도 52 내지 55는 환자의 질병 치료에서 다양한 혈관을 폐색하기 위해 본 발명에 따른 장치의 사용을 예시한다.
도 53a 및 53b를 참조하면, 문맥 정맥 계를 폐색하기 위해 본 발명에 따른 장치의 사용이 예시된다. 이 치료법은 장(254)에서 간으로 영양을 공급하는 문맥 계의 일부를 폐색함으로써 간암을 치료하는 데 이용될 수 있다. 도면에서, 혈관 박리 헤드(252)는 전개된 구성의 문맥(251)에 도시되어 있다. 나선형 코일의 조면화된 표면과 정맥 루멘과의 사이의 원주 방향 접촉과 결합된, 정맥을 따라 나선형 코일이 수축하면, 문맥 루멘의 일부가 박리되고, 세포의 상피층의 제거되고, 그 결과 혈전이 형성되어 정맥이 폐색된다.
도 54를 참조하면, 정맥(262)과 동맥(263) 혈관을 연결하는 혈관(261)의 비정상적인 매듭(tangle)인 동정맥 기형을 치료하기 위한 본 발명에 따른 장치의 사용이 예시되어 있다. 예시된 실시형태에서, 본 발명의 장치는 동맥을 따라 기형으로 진전되고, 나선형 코일(264)은 혈관(261)과의 원주 접촉으로 전개되고 수축되어 혈관의 루멘을 박리하여 혈관의 혈전 형성 및 폐색을 유발하고, 그에 의해 동맥혈 계와 정맥혈 계 사이의 션트를 차단한다.
도 55를 참조하면, 음낭(272)의 정맥에서 발생하고, 환자에게 불임증, 통증, 불쾌감을 일으킬 수 있는 정맥류와 유사한 병태인 정삭(spermatic) 기능 부전(또는 정계 정맥류)을 치료하기 위한 본 발명에 따른 장치의 용도가 예시되어 있다. 예시된 실시형태에서, 본 발명의 장치는 좌측 내부 정삭 정맥(270)을 따라 전진되고, 나선형 코일(271)은 정맥(270)과 원주 방향 접촉으로 전개되고 수축되어 혈관의 루멘을 박리하고 혈전 형성 및 혈관(270)의 폐색을 유발하고, 그에 의해 정맥을 폐색하고 병태를 치료한다.
도 56a 내지 56c를 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 사용이 도시되어 있고, 특히 다양한 직경의 혈관에 적응하기 위해 그 직경을 자체 조정하는 장치의 능력이 예시되어있다. 코일은 니티놀로 형성되고, 이완된 상태에서 치료할 혈관보다 큰 직경을 갖는 나선형 코일을 형성한다. 코일이 혈관에 전개될 때(일반적으로 전달 카테터로부터 전개됨), 카테터는 혈관의 둘레에 맞게 확장되어 코일의 적어도 1회 권선을 통해 혈관의 둘레에 대해 외향 반경 방향 힘을 가한다. 도 56a는 혈관의 좁아진 섹션(282)에 접근하는 혈관의 루멘과 원주 방향으로 접촉하는 혈관(281)의 전개된 나선형 코일(280)을 보여 주며, 코일의 근위 부분의 직경은 혈관의 더 작은 직경에 맞게 자체 조정된다. 도 56b는 좁아진 섹션(282)을 통과하고 좁아진 섹션의 바로 근위에 있는 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하는 나선형 코일(280)을 도시한다. 도 53c는 좁아진 섹션의 근위로 이동하고 확장됨에 따라 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하도록 자체 조정되는 나선형 코일을 나타낸다.
도 57a 내지 57c를 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 사용이 도시되어 있고, 특히 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 정맥의 일부를 통해 당겨질 때 정맥의 판막을 통해 탐색할 수 있는 방법이 설명되며: 도 57a는 제어 아암(31)에 부착되고 판막(292)의 원위에 있는 정맥(291)의 루멘과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일(290)을 나타내고; 도 57b는 코일의 직경이 판막 소엽에 걸리지 않도록 자체 조정되는 판막(292)를 통해 근위로 후퇴되는 나선형 코일(290)을 나타내고; 그리고 도 57c는 좁아진 섹션의 근위로 이동하고, 판막의 근위에 있는 혈관의 루멘과 원주 방향 접촉을 유지하도록 자체 조정되는 나선형 코일을 나타낸다.
도 58a 내지 58b를 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 사용이 도시되어 있고, 특히 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 혈관 루멘과의 원주 결합을 유지하기 위해 자체 조정되는 나선형 코일(301)의 직경에 따라 점진적으로 좁아지는 혈관 구조(300) 섹션을 통해 탐색하도록 자체 조정될 수 있는 방법이 도시되어 있으며: 도 58a는 혈관의 넓은 섹션(302)과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일(301)을 나타내고; 도 58b는 혈관의 좁은 섹션(303)과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일(301)을 나타낸다.
도 59a 내지 59c를 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 사용이 도시되어 있고, 특히 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이 다양한 혈관 직경에 자체적으로 적응하고 구불구불한 혈관을 탐색할 수 있는 방법이 예시되어 있으며: 도 59a는 혈관의 좁아진 섹션(311)에서 혈관의 루멘과 원주 방향으로 접촉하는 전개된 나선형 코일(310)을 나타내고; 도 57b는 혈관의 루멘과의 원주 방향 접촉을 유지하면서 혈관에서 급회전(312)을 통해 탐색하는 나선형 코일(310)을 나타내고; 그리고, 도 59c는 혈관의 루멘과 원주 접촉을 유지하면서 더 큰 직경의 혈관에서 제2 급회전(313)을 통해 탐색하는 나선형 코일(310)을 나타낸다. 도면에서, 나선형 코일이 혈관의 직경 변화에 어떻게 적응하고, 구불구불하게 굽어진 각을 통과할 때에도, 혈관의 루멘과의 원주 방향 접촉을 유지하는 지를 알 수 있다.
도 60a 및 60b를 참조하면, 본 발명에 따른 장치의 사용이 도시되어 있고, 특히 본 발명에 따른 장치의 일부를 형성하는 나선형 코일이, 혈관이 혈관경련에 의해 협착할 때 혈관의 루멘과 원주 방향 결합을 유지하기 위해 코일의 직경을 자체 어떻게 조정할 수 있는 지를 나타낸다. 도 60a는 혈관의 혈관 경련 이전에 직경(D)의 넓은 혈관 내에서 길이(l)에 걸쳐 원주 방향 접촉으로 전개된 나선형 코일을 나타내고; 섹션 A-A는 코일 내에서 후프 힘(HF)으로 변환되는 구속 압력(P) 하에서 혈관 내 코일의 축방향 도면을 나타낸다. 이 HF는 그 개방된 단부 설계에 의해 촉진된 코일의 연장을 유발한다. 도 60b는 혈관의 혈관 경련 중에 직경(d)의 수축된 혈관 내에서 연장된 길이(L)에 걸쳐 원주 방향으로 접촉하여 전개된 나선형 코일을 나타낸다.
도 62a 및 62b를 참조하면, 본 발명에 따른 장치를 사용하면, 신체 루멘을 부분적으로 폐색하고, 예시된 실시형태에서, 비정상적으로 높은 혈액량 또는 높은 혈류 속도를 갖는 혈관계를 구체적으로 치료하고, 혈관을 부분적으로 폐색하여 혈액량 또는 흐름을 정상화 한다. 도 62a는 나선형 코일(331), 제어 아암(31) 및 동맥에 전개되고 화살표(X)의 방향으로 당겨지는 카테터 부재(2)를 포함하는 본 발명에 따른 장치와 함께 치료 전의 폐동맥(330)을 나타내고; 도 62b는 동맥을 부분적으로 폐색하여 동맥을 통과하는 혈액량 및 흐름의 감소를 제공하는 내막 증식(333)을 수반하는 본 발명에 따른 장치에서의 치료후의 폐동맥(330)을 나타낸다.
혈관 벽 평가
동맥 및 정맥 계에서 혈관벽의 생물 물리학적 특성을 이해하는 것은 질병 진행을 예측하고 치료에 대한 반응을 평가하는 데 중요하다.
혈관 내피의 이상은 현재 혈관 질환의 초기 전구체로 간주된다[28]. 그러한 지표 중 하나는 기계적 또는 화학적 자극에 반응하여 혈관이 얼마나 잘 수축하거나 경련을 일으킬 수 있는가 하는 것이다. 만성 고혈압 및/또는 만성적으로 조절되지 않는 혈당 수치는 내피 층에 손상을 일으키며, 죽상 동맥 경화증(atherosclerosis), 동맥 협착 또는 폐색보다 훨씬 더 이른 단계에서 발견될 수 있다. 아세틸콜린 이온이동법(iontophoresis)은 혈관 섹션의 혈류 측정과 함께 내피 반응을 시험하는 방법이다. 이러한 방법은 설탕이 첨가된 음료의 섭취와 만성 고혈압 상태에 의해 내피 기능이 억제된다는 것을 실험적으로 보여주었다[29]. 혈관 중재 시술 동안, 현재는 동맥 경화성 병변 내부 또는 그 주변의 내피 세포 기능을 평가할 방법이 없다. 따라서 치료 결정을 알리고 예후를 알리기 위해 내피 기능에 대한 더 많은 정보를 수집할 필요가 있다. 예를 들어 혈관 내 스텐트를 배치하는 동안, 현재 의사는 혈관 성형술(angioplasty) 동안 혈관벽이 팽창에 어떻게 반응하는지 알 수 있는 방법이 없다. 이것은 혈관 파열, 출혈 및 혈전 폐색을 포함한 합병증으로 이어질 수 있다[30]. 현재 팽창된 풍선 내의 공기압이 측정되고, 팽창 후 경험과 혈관 조영의 외관을 기반으로 표준 레벨까지 팽창된다. 그러나 혈관벽 특성의 차이와 환자 간 차이로 인해 혈관벽 파열과 같은 합병증의 발생은 예측하기 어렵다. 일 실시형태에서, 별개의 먼 지점에서 혈관 벽과 접촉하는, 반경 방향으로 확장 가능한 요소는 화학적 또는 기계적 자극에 대한 내피의 반응을 측정하기 위해 사용된다. 기계적 자극은 장치 자체의 반경 방향 힘에 의해 제공될 수 있으며, 이는 제어 아암을 통해 정적이거나 수정할 수 있다. 화학적 자극은 장치 표면에 약리학적 제제를 코팅함으로써 제공될 수 있다. 일 실시형태에서, 압전 센서는 관내 시술 동안 코일에 대한 압력 및 유동 효과를 측정하기 위해 반경 방향 확장 요소에 조립된다. 외향 반경 방향 힘을 생성하는 정맥 루멘 내의 확장 요소는 혈관 벽 내에 후프 힘(HF)을 발생시킬 것이다. 이와 같이 스트레칭 HF는 관내 장치 내에서 반대되는 압축 후프 힘을 유발한다. 따라서 장치 내의 고유 압축을 측정하면 혈관 벽이 늘어나는 반응을 특성화하는 대리 마커로서 역할을 한다. 이 데이터는 중앙 제어 장치에 기록 및 저장될 수 있다. 이 데이터는 혈관 계의 시술 자동화를 포함한 향후 성능 향상에 이용될 수 있다. 이 데이터는 수동으로 또는 기계 학습 방법을 사용하여 예후를 결정하고 혈관 질환의 진단 마커를 검증함으로써 분석될 수도 있다.
균등 범위
전술한 설명은 본 발명의 현재 바람직한 실시형태를 상세히 설명한다. 이들 설명을 고려하면 당업자에게 많은 수정 및 실제 변형이 발생할 것으로 예상된다. 이러한 수정 및 변경은 본 명세서에 첨부된 청구범위 내에 포함되는 것이 의도되고 있다.
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Claims (56)

  1. 연장된 카테터 부재(2)에 작동 가능하게 부착되고 정맥 내 경관강 전달 및 전개를 위해 구성된 정맥 박리 헤드(3)를 포함하고,
    정맥 박리 헤드는 카테터 부재 내의 경관강 전달에 적합한 비코일 전달 구성 및 전개될 때 정맥의 내부 루멘을 원형 방향으로 결합하는 박리될 정맥보다 큰 직경을 갖는 코일된 전개 구조로부터 자체 조정 가능한 나선형 코일(4)을 포함하고,
    나선형 코일은, 코일이 코일된 전개 구성에서 신체 루멘을 따라 축 방향으로 이동할 때, 내부 루멘을 원주 방향으로 박리하기 위해 신체 루멘의 내층을 전단하거나 비가역적으로 손상시키기 위해 조면화된 외부 신체 루멘 결합 표면을 가지며,
    전개된 구성의 나선형 코일이 정맥을 따라 이동할 때 정맥의 다양한 직경에 맞게 자체 조정되도록 구성되는 정맥 박리 장치(1, 30, 40, 50, 60).
  2. 제 1 항에 있어서,
    나선형 코일은 매끄러운 내부 표면을 갖는 정맥의 박리 장치.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    정맥 박리 헤드가 카테터 부재에 분리 불가능하게 부착되는 정맥의 박리 장치.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 정맥에 대한 외향 반경 방향 힘을 유지하면서 치료 영역을 따라 축 방향 이동 중에 가변 정맥 직경 및 가변 축 방향 힘에 응답하여 그 직경을 반사적으로 자체 조정하도록 구성되는 정맥의 박리 장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일은 형상 기억 재료를 포함하고 전개될 때 코일형 구성을 채택하도록 구성되는 정맥의 박리 장치.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치는 카테터 부재 내에 배치된 정맥 박리 헤드를 위한 연장된 제어 아암을 포함하는 정맥의 박리 장치.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    단일 나선형 코일을 포함하는 정맥의 박리 장치.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 전개된 구성에서 1 내지 3회 권선을 갖는 정맥의 박리 장치.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 직경은 길이를 따라 변하는 정맥의 박리 장치.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 직경은 일 측 단부를 향해 증가하는 정맥의 박리 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 직경은 근위 단부를 향해 증가하는 정맥의 박리 장치.
  12. 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 직경은 코일을 따라 중간 지점을 향해 증가한 다음 감소하는 정맥의 박리 장치.
  13. 제 1 항 내지 제 12 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 원위 선단은 나선형 코일의 종축을 따라 또는 종축에 인접하여 배치된 지점에서 종결되는 정맥의 박리 장치.
  14. 제 1 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 제1 직경의 근위 섹션, 근위 섹션에 비해 감소된 직경의 중간 섹션, 및 중간 섹션에 비해 증가된 직경의 원위 섹션을 갖는 정맥의 박리 장치.
  15. 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 근위 및 원위 나선형 코일 섹션, 및 나선형이 아니고 직선형 또는 곡선형일 수 있는 중간 연결(전환) 섹션을 갖는 정맥의 박리 장치.
  16. 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
    근위 또는 원위 나선형 코일 섹션 중 하나는 오른손 방향 나선이고, 근위 또는 원위 나선형 코일 섹션 중 다른 하나는 왼손 방향 나선인 정맥의 박리 장치.
  17. 제 1 항 내지 제 16 항 중 어느 한 항에 있어서,
    근위 나선형 코일 섹션은 오른손 방향 나선이고 원위 나선형 코일 섹션은 왼손 방향 나선인 정맥의 박리 장치.
  18. 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원위 나선형 코일 섹션은 오른손 방향 나선이고 근위 나선형 코일 섹션은 왼손 방향 나선인 정맥의 박리 장치.
  19. 제 1 항 내지 제 18 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 복수의 코일 요소를 포함하는 정맥의 박리 장치.
  20. 제 1 항 내지 제 19 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일 요소는 이중, 삼중 또는 사중 코일 배열로 배열될 수 있는 정맥의 박리 장치.
  21. 제 1 항 내지 제 20 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 전개될 때 코일형 구성에서 나선형 코일 직경의 약 0.5 내지 1.5배의 피치를 갖도록 구성되는 정맥의 박리 장치.
  22. 제 1 항 내지 제 21 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일 또는 나선형 코일 요소는 전개될 때 코일형 구성의 직경과 대략 동일한 피치를 갖도록 구성되는 정맥의 박리 장치.
  23. 제 1 항 내지 제 6 항 또는 제 8 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원위 나선형 코일로부터 축 방향으로 이격된 근위 나선형 코일 및 나선형 코일을 위한 제어 아암을 포함하는 정맥의 박리 장치.
  24. 제 23 항에 있어서,
    제어 아암은 각각 나선형 코일들 중 하나에 연결된 2개의 원위 제어 아암을 제공하기 위해 원위 단부에서 분기되는 정맥의 박리 장치.
  25. 제 24 항에 있어서,
    원위 나선형 코일의 제어 아암은 근위 나선형 코일의 전부 또는 일부를 축 방향으로 통과하는 정맥의 박리 장치.
  26. 제 23 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
    근위 나선형 코일은 원위 나선형 코일의 최대 직경보다 큰 최대 직경을 갖는 정맥의 박리 장치.
  27. 제 23 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
    근위 나선형 코일은 원위 나선형 코일의 최대 직경보다 작은 최대 직경을 갖는 정맥의 박리 장치.
  28. 제 23 항 내지 제 27 항 중 어느 한 항에 있어서,
    근위 및 원위 코일 요소의 피치가 상이한 정맥의 박리 장치.
  29. 제 28 항에 있어서,
    더 좁은 나선형 코일은 더 큰 피치를 갖는 정맥의 박리 장치.
  30. 제 23 항 내지 제 29 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원위 및/또는 근위 나선형 코일이 원추형인 정맥의 박리 장치.
  31. 제 23 항 내지 제 30 항 중 어느 한 항에 있어서,
    원위 및 근위 나선형 코일이 원추형인 정맥의 박리 장치.
  32. 제 23 항 내지 제 31 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 직경이 근위 방향으로 증가하는 정맥의 박리 장치.
  33. 제 1 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일은 원형, 타원형, 곡선형, 볼록형, 오목형, T-자 형 또는 역 T-자 형으로부터 선택된 프로파일을 갖는 정맥의 박리 장치.
  34. 제 1 항 내지 제 33 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일은 편평한 내부 표면, 및 편평하지 않거나, 만곡되거나, 오목하거나, 볼록하거나, 역 T-자 형인 외부 표면을 갖는 정맥의 박리 장치.
  35. 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 조면화된 표면은 표면 조도를 도입하도록 코일의 표면을 처리함으로써 형성되는 정맥의 박리 장치.
  36. 제 1 항에 있어서,
    나선형 코일의 표면을 향하는 외부 신체 루멘이 조면화되는 정맥의 박리 장치.
  37. 제 1 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
    표면 조도가 기계적, 전기적, 화학적 마모 또는 다른 수단에 따른 마모에 의해 형성되는 정맥의 박리 장치.
  38. 제 1 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일의 외부 표면은 조면화된 표면을 제공하도록 구성된 만입부를 포함하는 정맥의 박리 장치.
  39. 제 38 항에 있어서,
    만입부가 표면에 톱니를 제공하도록 구성되는 정맥의 박리 장치.
  40. 제 39 항에 있어서,
    만입부는 횡 방향 만입부인 정맥의 박리 장치.
  41. 제 40 항에 있어서,
    횡 방향 만입부가 코일의 외부 표면을 완전히 가로질러 연장되는 정맥의 박리 장치.
  42. 제 40 항에 있어서,
    나선형 코일은 오목한 프로파일을 갖고, 횡 방향 만입부는 외부 표면의 각 측면에 배치되는 정맥의 박리 장치.
  43. 제 39 항에 있어서,
    만입부는 길이 방향이고, 나선형 코일의 길이를 따라 전체적으로 또는 적어도 부분적으로 연장되는 정맥의 박리 장치.
  44. 제 33 항에 있어서,
    나선형 코일은 역 T-자 형 프로파일을 가지며, 역 T-자 형의 다리로부터의 톱니가 있는 정맥의 박리 장치.
  45. 제 39 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    톱니는 삼각형, 다각형, 마름모꼴 또는 신체 루멘의 상피층을 긁어 내도록 구성된 임의의 다른 형상으로부터 선택된 프로파일을 갖는 정맥의 박리 장치.
  46. 제 39 항 내지 제 44 항 중 어느 한 항에 있어서,
    톱니가 비스듬한 만입부를 교대로 변경함으로써 형성된 다이아몬드 형상인 정맥의 박리 장치.
  47. 제 1 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일은 측면 톱니를 포함하는 정맥의 박리 장치.
  48. 제 1 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일은 편평한 내부 및 외부 표면과 측면 톱니를 갖는 정맥의 박리 장치.
  49. 제 1 항 내지 제 34 항 중 어느 한 항에 있어서,
    코일 또는 각 코일 요소는 코어 와이어를 포함하고, 연마성 표면은 코어 와이어 주위에 나선형으로 감긴 제2 와이어에 의해 형성되어 제2 코일을 형성하는 정맥의 박리 장치.
  50. 제 49 항에 있어서,
    제2 와이어는 다각형 단면을 갖는 정맥의 박리 장치.
  51. 제 1 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 원위 단부는 무 외상성 헤드를 포함하는 정맥의 박리 장치.
  52. 제 1 항 내지 제 51 항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치는 카테터 부재의 근위 단부에 작동 가능하게 연결되고 나선형 코일에 대한 카테터 부재의 축 방향 조정에 의해 나선형 코일의 전개 및 후퇴를 제어하도록 구성된 핸들을 포함하는 정맥의 박리 장치.
  53. 제 1 항 내지 제 52 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 조면화된 외부 신체 루멘 결합 표면이 매크로 연마성 표면 및 마이크로 연마성 표면을 포함하는 정맥의 박리 장치.
  54. 제 1 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 조면화된 외부 신체 루멘 결합 표면은 조면화된 섹션 및 조 면화되지 않은 중간 섹션을 포함하는 정맥의 박리 장치.
  55. 제 1 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
    나선형 코일의 내부 표면이 조면화 되는 정맥의 박리 장치.
  56. 제 1 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
    장치가 다음 구성 사이에서 조정하도록 구성되는 정맥의 박리 장치:
    나선형 코일이 코일되지 않은 구성으로 카테터 부재 내에 수납되는 전달 구성,
    사용 시 나선형 코일이 제1 축 위치에서 치료될 정맥에 전개되고 정맥의 원주에 대해 지지되는 정맥 박리 구성; 및
    코일이 카테터 부재 내에 수납되는 철회 구성.
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