专利名称：药物溶斑球囊导管的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种介入理念和一种医疗器械设计有机结合，特别是药物溶斑理念、封堵球囊、切割球囊、多功能药物腔、生物数学建模等的设计。
背景技术：
目前医学界对冠状动脉粥样硬化性心脏病的治疗，公认的有效治疗手段就是PCI。为防止血管成形术后的再狭窄，医疗界推出支架(BMS和DES)，但无论是直接球囊扩张，还是支架植入，其预后都没有彻底解决血管再狭窄的问题。引起血管再狭窄的最主要原因之一是血管成形术中对血管内膜产生较大的损伤效应，术后因内膜恶性增生导致血管管腔再狭窄。到目前为止，血管内介入手术始终未找到一种可以彻底防止术后血管再狭窄的新办法，而且冠脉支架费用昂贵，以国外进口居多，在中国普通老百姓通常无法承担这样的巨额手术费用，于是药物溶斑球囊导管应运而生。药物溶斑球囊导管，通过对粥样斑块的药物溶解，使PCI手术对血管内膜的损伤减小到最低程度(几乎不对内膜产生损伤影响)。尽管存在再狭窄的可能性，但由于其术中对血管内膜的损伤几乎为零，这样一来术后再狭窄率理论上将降至最低，此药物溶斑球囊导管将大大减低患者的支架植入率，使患者不再为昂贵的支架费用而担忧，降低医疗服务成本，为解决老百姓“看病贵、看病难”起到积极推动作用。发明内容一种药物溶斑球囊导管包括切割球囊模块、多功能药物腔模块、封堵球囊模块、导丝腔模块。本药物球囊导管的目的在于降低血管成形术后再狭窄率，减少患者的支架植入，从而降低手术费用，降低医疗服务成本，促进我国卫生事业良好发展。本发明专利的技术方案如下一、切割球囊模块由一个切割球囊B (上面有金属定位标记12)及与之相连的加 /减压腔(14)及加/减器(8)组成。切割球囊上镶嵌的刀片数量取决与切割球囊直径(通常以直径< 3. 25mm，含3个刀片；直径彡3. 5mm，，含4个刀片)。该模块用于在溶斑操作开始之前，切割靶血管病变处的粥样斑块，使斑块产生裂缝，利于后期的溶斑药物的渗透。二、多功能药物溶斑模块由一个多功能药物腔(16)和一个与之相连的三通管 (6)相连。药物腔远端在切割球囊B远端和远端封堵球囊导管A2之间开口，可通过药物腔开口 00)处注入造影剂联合金属标记一起协助切割球囊定位病变。药物腔近端与三通管 (6)连接，三通管的另两个开口分别连接一个药物注射泵(10)和一个混合物抽吸泵(7)。利用药物注射泵(10)通过多功能药物腔(16)注入溶斑药物，溶斑药物通过裂缝渗透进斑块内部，进行快速药物溶斑，并通过抽吸泵(7)回抽溶解后的混合物。三、封堵球囊模块由两个封堵球囊(上面有金属定位标记11，1 和与之相连的一个共用的加/减压腔(1 及加/减压气压器(9)组成。两个封堵球囊分别位于切割球囊的近端和远端。近端封堵球(α )采用非顺应性球囊，远端封堵球囊m采用顺应性球囊， 这样设计以避免在同样大小的压力下远端球囊因接收到的压力不足而扩张不够，近端球囊因压力过大而过度扩张。该模块用于在切割球囊让斑块产生裂缝之后，这两个封堵球囊用于封堵狭窄病变的两端，使血管狭窄段的粥样斑块在一个相对封闭的管腔中被药物溶解。四、导丝腔模块同普通球囊(RX系统)的导丝腔相同，由导丝腔(17)和导丝腔尾端开口管鞘(5. 1)组成。在溶斑操作之前，也可从该导丝腔注入造影剂造影，协助定位靶病变。五、生物数学模型(M)(一)、背景由于此药物溶斑切割球囊在进行药物溶斑时，病变处于一个相对封闭的管腔中， 在用药溶斑时，可能会因为一次性药物注入过多，产生较大的压力，而导致病变血管人为过度扩张，引起内膜损伤，所以为指导临床药物溶斑操作，故建立此数学模型，防止内膜损伤。(二)、药物总量B的计算此处药物总量是指溶斑药物的溶液的总量，其中配兑有0. 9%生理盐水，药物浓度为C。设这是一个理想的狭窄病变，以最狭窄处为判断标准，例如狭窄程度为70%，则理想的狭窄模拟模型即为整个狭窄处均的狭窄程度均为70%，这样方便计算。按照此理想的模拟模型计算出来的药物总量比实际狭窄病变的要多。这样给药有如下优缺点优点1、理想模型的首次给药量比实际狭窄病变的首次给药量要少，不会因注入药物时的压力使血管扩张，从而使血管内膜不致破坏。2、理想模型用药总量比实际狭窄病变的用药总量要多，这更能使用动脉粥样斑块充分溶解，从而达到溶斑效果。缺点消耗过多的溶斑药物。权衡利与弊，尽管使用的溶斑药物比实际狭窄病变的要多，但为了取得更充分的溶斑效果，此处利远大于弊。数学推算设该药物溶斑球囊导管整体半径为r 球囊部的半径，该靶血管半径为R 阻塞球囊扩张后的半径R’，两阻塞球囊之间的距离为1 ；则病变处两封堵球囊之间的容积V = 31 R2 · 1，两封堵球囊之间的导管体积(含各腔隙)ν = π r2 - 1 ；Λ在PCI手术进行至溶斑过程时，两封堵球囊之间的实际容积为Z = V-V = Ji (R2-r2) · 1。设该靶血管狭窄程度为λ，未狭窄程度为1- λ，则理想模型中所有斑块总量A = V· λ设溶斑药物的溶斑指数为k，即每ml药物可溶解k ml斑块，S卩则溶斑药物总.·.第1次药物注入量为E1 = Z · (1-入)，则可溶解斑块量ei = E1 · k= k ‘ Ζ(Ι-λ),斑块剩余量ε i = Β-Θι ；第2次药物注入量为E2 = E^e1= Z · (1-λ )+Ζ · (1-λ ) · k= Z · (1-λ ) (1+k)，可溶解斑块量为％ = E2 · k
= k · Ζ(1_λ ) · (Ι+k)，斑块剩余量ε 2 = ε re2= Bi^e1 · (1+k)= B_ei · [l+(l+k)]第3次药物注入量为& = E2+e2 = E1+e1+e2= Z · (1- λ ) +Z · (1- λ ) · k+Z · (1- λ ) · (1+k)= Z · (1-λ ) · (1+k)2可溶解斑块量为％ = E3 · k = k · Ζ(1_λ ) · (1+k)2斑块剩余量ε 3 = ε 2-e3= Β-θ! · (2+k) -θ! · (1+k)2= B-ei[l+(l+k) + (l+k)2]第四次药物注入量为& = E3+e3= Z · (1-λ ) · (1+k)3可溶解斑块量为％ = & · k= k · Ζ(1_λ ) · (1+k)3斑块剩余量ε 4 = ε 3_e4= B-ei [1+ (1+k) + (1+k)2+ (1+k)3]
第五次药物注入量为& = E4+e4=Ζ· (1-λ ) · (l+k)3+2k ' Z(I-X) · (1+k)3= Z · (1-λ) · (1+k)4可溶解斑块量％ = & · k= k ‘ Z(I-A) . (1+k)4斑块剩余量ε 5 = ε 4-e5= Β-Θι [ (2+k) + (1+k)2 (1+k)3] -θι · (1+k)4= Β-Θι [1+ (1+k) + (1+k)2+ (1+k)3+ (1+k)4]Λ以此类推可以得出第η 次药物注入量为 En = Z · (1- λ ) · (1+k)可溶解斑块量 =k· Ζ(1-λ ) · (1+k)斑块剩余量ε = ε n_-Qn=Bsl [U (Uk) + (1+k) 2+.....·+ (1+k)""']
η + IcY ι=B-e, [1 + -————1]
k k
Q+ U" 1=B-k-Z (1一入).[乂 }—-]
/C/t设当η = N次时，剩下的斑块量ε N = eN，则此时注入的药物量&刚好溶解所有剩下的斑块。即εN = eNB—e, · [(1 + 众)一丄]=k.Z (1—X).(1+k) n
‘ k k
权利要求
1.一种药物溶斑切割球囊导管，其设计理念为药物靶向溶斑，联合切割球囊靶向切割斑块，以达到完全充分的溶斑效果，用两个封堵球囊把靶病变封闭在一个相对稳定的管腔中，建立生物数学模型，用药物靶向溶斑的方式严格控制PCI手术对靶血管内膜的损伤， 降低术后再狭窄率。
2.根据权利1要求，该药物溶斑切割球囊导管设计了一个切割球囊，让其对斑块进行预切割，其特征在于使斑块产生有规律的裂缝，以便溶斑药物的充分渗透，以期达到更好的溶斑效果，且切割球囊扩张对内膜的损伤极小于普通球囊扩张。
3.根据权利1要求，该导管并设计了一个多功能药物腔，其特征在于该多功能药物腔在导管通过病变时，可注入造影剂，联合金属定位标记协助本药物溶斑球囊导管准确定位病变。该药物腔尾端与一个三通管相通。三通管两个端口分别连接药物注射器和药物抽吸泵，分别用于注入溶斑药物和抽吸溶斑后的混合物。
4.根据权利1要求，该导管设计了两个封堵球囊，分别封堵于靶病变的近端和远端，让粥样斑块被封闭在一个相对稳定的管腔中，以利于溶斑药物注入在这个相对稳定的封闭管腔中能快速溶斑。
5.根据权利3要求，药物注射器的近心端连有一个压力感受器，用于实时监控给药时血管壁承受的压力。以避免药物注入过多引起靶血管壁压力增高所导致的靶血管病变处内膜损伤，也可以避免压力增高时，靶血管壁与封堵球囊之间产生缝隙所导致的溶斑药物人为外泄。
6.根据权利4和权力1要求，预先建立了一个生物数学模型M，为防止靶血管压力过高，在溶斑操作时，药物注入需遵循M的用药指南。
全文摘要
本药物溶斑球囊导管的设计通过药物溶斑的方式在生物数学模型的指导下最大程度降低PCI手术对靶血管内膜的损伤，减少患者支架植入率，降低医疗服务成本，为解决老百姓“看病贵、看病难”起到积极推动作用。本发明所属医疗器械研发领域，涉及临床介入学、病理学、药理学、生物工程、生物数学等多学科交叉，此为该发明的I期设计框架。本发明共包含四个腔及与之相通的附属设备(一)切割球囊加压腔及其与之相连切割球囊和加减压器相通。(二)封堵球囊腔及其与之相连的两个封堵球囊和加减压器。(三)多功能药物腔及其与之相连的混合物抽吸泵和药物注射泵(四)导丝腔，在溶斑操作之前，也可从该导丝腔注入造影剂造影，协助定位靶病变。
文档编号A61M31/00GK102233155SQ20101015044
公开日2011年11月9日 申请日期2010年4月20日 优先权日2010年4月20日
发明者廖品亮 申请人:廖品亮