用于减少或防止递送系统中的回流的系统和方法
【专利说明】用于减少或防止递送系统中的回流的系统和方法
[0001]相关串请的交叉引用
[0002]本申请要求2012年12月18日提交的美国临时申请号61/738，850和2013年6月17日提交的美国临时申请号61/835，912的优先权，所述文献全文通过援引并入本文。
技术领域
[0003]本发明涉及用于减少或防止递送系统中的回流的系统和方法，比如用于将治疗剂递送至患者的对流增强递送系统。
【背景技术】
[0004]在对流增强递送(CED)中，药物经过插入到组织中的针、插管或微导管被局部输注到组织中。由对流主导输注的材料的运送，这与使用扩散介质的递送或全身性递送相比加强了药物在目标组织中的渗透。
[0005]CED已成为一项主要的用于治疗多种失调症的在研递送技术。采用现有装置进行的临床实验显示出复杂的结果，而且表明治疗结果严重依赖于药物在目标组织中渗透和分布的范围，这又取决于输注速度、CED期间对流和消除的相对速率以及目标组织的各种特性。
[0006]当输注速度增大时，输注的流体具有沿着在微导管外部与周围组织之间的插入路径回流的趋势。柔性的微导管设计已被构建成能减少含药流体的这种回流。然而在医疗实践中，CED处理期间的流体回流仍是一个关键问题。这在脑内CED的情况下尤为如此，因为脑组织的多孔弹性特征有助于回流或逆流。因此，人们需要改进的CED装置，例如能减少或消除输注的流体在装置外部与周围组织之间的回流的CED装置。
【发明内容】
[0007]本文所公开的系统和方法总体涉及CED装置，其具有各种用于减少或防止回流的特征。在一些实施例中，CED装置包括布置在远侧流体出口的近侧的组织容纳空间。在所述装置被插入到患者的目标区域中时，使得组织可被挤压到组织容纳空间中或被组织容纳空间夹住/扣住，由此形成能减少或防止从出口排出的流体向近侧回流超出组织容纳空间的密封。在一些实施例中，CED装置包括在远侧流体出口的近侧的子弹形鼻头。子弹形鼻头与周围组织形成良好的密封并有助于减少或防止输注的流体回流。
[0008]在一些实施例中，提供一种对流增强递送(CED)装置，包括微端头，该微端头具有近侧部分、中央部分、远侧部分和沿所述近侧、中央和远侧部分延伸的至少一个流体通道，该至少一个流体通道具有在其远端的出口和在其近端的入口。所述装置还包括同轴地布置在微端头的远侧部分上以使微端头的远侧部分从第一外鞘的远端伸出的第一外鞘、在微端头的外表面和第一外鞘远端的内表面之间限定出的第一组织容纳空间、以及从微端头往近侧延伸以使微端头的至少一个流体通道与导管本体的相应内腔流体连通的导管本体。所述装置还包括鼻头部，其布置在微端头的至少中央部分上并在第一外鞘和导管本体之间延伸以使鼻头部限定出外表面，该外表面从对应于第一外鞘外直径的较小远侧直径渐变成对应于导管本体外直径的较大近侧直径。
[0009]组织容纳空间可构造成在所述装置穿过组织前进时挤压被接纳于其中的组织。被组织容纳空间挤压的组织可形成密封，其能减少从至少一个流体通道的出口排出的流体向近侧回流超出组织容纳空间。所述装置可包括布置在第一外鞘外的第二外鞘，以使第二组织容纳空间被限定在第一外鞘的外表面和第二外鞘远端的内表面之间。第一外鞘远端的内表面可形状设定成在所述装置穿过组织前进时挤压被接纳于其中的组织。第一外鞘远端的内表面可以是锥形、凸形和/或凹形的。
[0010]第一外鞘远端的内直径可比微端头远侧部分的外直径大出约I ym至约200 μπι。第一外鞘远端的内直径可比微端头远侧部分的外直径大出约10%至约100%。第一外鞘可具有圆形的外横截面。至少一个流体通道可由聚对二甲苯复合物、硅橡胶复合物、聚氨酯复合物和PTFE复合物中的至少一种形成。所述装置可包括流体储器，其与导管本体的内腔流体连通并构造成在正压下将流体供送至该内腔。微端头可以是柔性的。微端头可包括嵌入式微传感器。
[0011]嵌入式微传感器可包括可询问传感器、压力传感器、谷氨酸传感器、pH传感器、温度传感器、离子浓度传感器、二氧化碳传感器、氧传感器和乳酸传感器中的至少一种。微端头的远端可具有被构造在不造成创伤的情况下穿透组织的无创伤形状。微端头可含有一定量的药物，可涂覆有药物和/或可浸渍有药物。药物可包括抗菌剂、抗炎剂、皮质类固醇和地塞米松中的至少一种。微端头可包括基体，其具有形成于其上的至少一个流体通道。基体可具有矩形的横向截面。导管本体可由刚性材料形成。导管本体的每个内管腔均可通过由柔性材料形成的套筒限定。导管本体可由陶瓷、PEEK和聚氨酯中的至少一种形成。每个套筒均可由聚酰亚胺、嵌段聚醚酰胺树脂、PEEK、聚氨酯、硅酮和熔凝硅中的至少一种形成。导管本体可由柔性材料形成。所述装置可如此组装，即，通过将鼻头部模制在第一外鞘外而形成鼻头部，将微端头插入到鼻头部近端中，将微端头的近侧部分联结至导管本体，以及经由形成于鼻头部的入口注入可流动材料以填充鼻头部内部并将微端头和导管本体固定至鼻头部。
[0012]在一些实施例中，提供一种对流增强递送(CED)装置，包括具有近端和远端的流体管道、同轴地布置在流体管道上以使流体管道从第一外鞘远端伸出的第一外鞘、以及在流体管道的外表面和第一外鞘远端的内表面之间限定出的第一组织容纳空间。
[0013]在一些实施例中，提供一种微模制装置，包括型腔，该型腔被定尺寸和构造成将导管本体和导管微端头接纳于其中，以使微端头的至少一个流体通道至少部分布置在导管本体的相应流体管线中。所述装置还包括一个或多个模具通道，可通过该一个或多个模具通道注射模制流体以填充型腔并将微端头固定至导管本体，从而使微端头的至少一个流体通道与导管本体的至少一个流体管线流体连通。所述装置可以是透明的，以允许UV光透过从而固化位于型腔内的模制流体。型腔可被定尺寸和构造成在微端头和被接纳于型腔内的外鞘的至少一部分外形成子弹形鼻头部。
[0014]在一些实施例中，提供一种将治疗剂递送至患者的方法。所述方法包括，将具有布置在周围的第一外鞘的流体管道推进到组织内，以将组织挤压到被限定在流体管道的外表面和第一外鞘远端的内表面之间的第一组织容纳空间内。所述方法还包括在正压下通过流体管道将含有治疗剂的流体递送到邻近流体管道远端的一部分组织中。
[0015]所述方法可包括在递送含有治疗剂的流体之前通过流体管道递送密封凝胶，以填充流体管道和组织之间存在的一个或多个空隙。被挤压到第一组织容纳空间内的组织可形成密封，其能减少从流体管道远端排出的流体向近侧回流超出组织容纳空间。所述方法可包括将布置在第一外鞘外的第二外鞘移动到组织中，以将组织挤压到第一外鞘的外表面和第二外鞘远端的内表面之间限定的第二组织容纳空间中。第一外鞘远端的内表面可呈圆柱形、圆锥形、凸形和凹形中的至少一种。所述方法可包括基于流体管道中嵌入的微传感器的输出而控制流体经流体管道的递送。所述方法可用于治疗下列症状中的至少一种:中枢神经系统(CNS)肿瘤、顽固性癫痫、帕金森氏症、亨廷顿舞蹈症、中风、溶酶体贮积症、慢性脑损伤、阿兹海默氏症、肌萎缩侧索硬化症、平衡失调、听觉失调和海绵状血管畸形。推进流体管道可包括促使鼻头部与组织接触，所述鼻头部在第一外鞘和近侧的导管本体之间延伸，使得鼻头部从对应于第一外鞘外直径的较小远侧直径渐变成对应于导管本体外直径的较大近侧直径。流体管道可联结至柔性导管的远端，并且所述方法可包括经切口插入导管，采用立体定向将流体管道布置在组织的部分附近，取出通过导管插入的管心针，将导管近端引至患者头皮下方，以及将导管的一个或多个近侧流体连接器联结至流体递送系统。
[0016]本发明还提供如权利要求所限定的装置、系统和方法。
【附图说明】
[0017]本发明将从以下参照附图进行的详细描述中得到全面理解，其中:
[0018]图1是CED装置的一个示例性实施例的立体图；
[0019]图2是图1装置的沿与所述装置纵轴线正交的平面截取的截面图；
[0020]图3是包括图1装置的流体递送系统的示意图；
[0021]图4是插入到组织中的图1装置的示意图；
[0022]图5是CED装置的另一示例性实施例的立体图；
[0023]图6A是CED装置的另一示例性实施例的平面图；
[0024]图6B是CED装置的另一示例性实施例的平面图；
[0025]图6C是CED装置的另一示例性实施例的平面图；
[0026]图7是CED装置的另一示例性实施例的立体图；
[0027]图8是图7的CED装置的另一立体图；
[0028]图9是具有深度止挡和端头保护器的图7的CED装置的立体图；
[0029]图10是具有一段延伸管的图7的CED装置的平面图；
[0030]图11是图7的CED装置的微端头的立体图；
[0031 ]图12是模制系统的示例性实施例的立体图；
[0032]图13是使用图12模制系统制造的图7的CED装置的立体图；
[0033]图14是使用图12模制系统制造的图7的CED装置的俯视图；
[0034]图15是使用图12模制系统制造的图7的CED装置的另一立体图；
[0035]图16是CED装置另一示例性实施例的部分分解的剖视立体图；
[0036]图17是图16的CED装置的部分分解立体图；
[0037]图18是图16的CED装置的立体图；
[0038]图19是图16的CED装置鼻头部的模制填充时间的描绘图；
[0039]图20是用于形成图16的CED装置鼻头部的模制系统示例性实施例的立体图；
[0040]图21是图16的CED装置鼻头部的示例性实施例的比例图；
[0041]图22是一系列图像，其示出使用CED装置将染料输注到设计用于模拟组织的凝胶中；
[0042]图23是另一系列图像，其示出使用CED装置将染料输注到设计用于模拟组织的凝胶中；
[0043]图24是猪脑的磁共振图像，CED装置被插入到该猪脑中且钆染料被输注到该猪脑中；
[0044]图25是一系列磁共振图像，其示出使用CED装置将钆以1、3、5、10和20 μ L/min的流率输注到猪脑的白质中；
[0045]图26是一系列磁共振图像，其示出使用CED装置将钆以1、3、5、10和20 μ L/min的流率输注到猪脑的丘脑中；
[0046]图27是一系列磁共振图像，其示出使用CED装置将钆以1、2、5、10和15 μ L/min的流率输注到猪脑的壳核中；
[0047]图28是一系列磁共振图像，其示出使用CED装置将钆以5 μ L/min的流率输注到猪脑的白质中经过1、9、16、24和50分钟的输注时间；
[0048]图29是在使用CED装置同时输注钆白蛋白和IVIS染料时的猪脑丘脑的磁共振图像和活体成像系统图像；
[0049]图30是使用本文所述类型的CED装置时的输注液浓度与使用传统导管时的模拟输注液浓度的比较图；以及
[0050]图31是使用本文所述类型的CED装置时的组织扩张与使用传统导管时的模拟组织扩张的比较图。
【具体实施方式】
[0051]现在将描述一些示例性实施例，以提供对于本文所公开方法、系统和装置的结构、功能、制造和用途的原理的整体理解。这些实施例的一个或多个实例在附图中示出。本领域技术人员将理解，本文具体描述的和附图具体示出的方法、系统和装置是非限制性的示例性实施例，本发明的范围仅由权利要求书限定。关于一个