专利名称：材料输送系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及材料的输送，例如，高速体内无针式注射。
背景技术：
PTCA是一种针对阻塞的动脉，尤其冠状动脉的常见的治疗方 法，其中，球嚢(balloon)在动脉的腔管(lumen)内膨胀，导致腔管增加， 同时压缩阻塞物和/或强有力地扩张动脉。此方法的一个问题为再狭 窄，其中，动脉通过发炎和向内生长响应PTCA过程。另一个问题 为动脉的壁塌陷回到其腔管内。
支架的使用试图通过提供抗塌陷的持续支撑以帮助解决一个專 全部问题。再狭窄仍然可以发生，并且通常的惯例是为支架涂敷防 止脉管生长的材料和/或使用局部照射实现相同的效果。已经报告这 些方法存在一些问题，例如，血栓形成。
使用无针方法从身体外部注射药物在本领域中是已知的。美国 专利出版物2003/0083612描述了 一种用于从身体外部注射药物的无 针设备，其公开内容通过引用而结合在本文中。身体内的材料注射
通常也是已知的。
T. Hirano, A. Nakagawa, H.Ohyama， H. Jokura, K. Takayama和 R. Shirane的 "Pulsed liquid jetdissector using holmium:YAG laser-a novel neurosurgical device forbrain incision without impairing", Acta Neuroehir (2003)145:401-406，描述了使用Ho:YAG激光蒸发管内的 水分，并从而形成向前的(管轴线)材料巻流，该文献通过引用而结 合在本文中。
Takayuki Hirano, MD, MakotoKomatsu, Toshiro Seaeki, Hiroshi Uenohara， Akira Takahashi， Kazuyoshi Takayama和Takashi Yoshimoto 的"Enhancement ofFibrinolytics With a Laser-Induced Liquid Jet"， Lasers in Surgery and Medicine 29:360-368 (2001)，描述了血栓溶解材 料的向前注射，该文献通过引用而结合在本文中。
于1997年3月25日提交的美国专利5,614,502 "High pressure impulse transient drug delivery for the treatment of proliferative diseases" 和2004年4月6日提交的美国专利6,716,190 "Deviceand method for the delivery and injection of therapeutic and diagnostic agents to a target site within a body"描述了在身体内包括穿过脉管输送材料的方法，这 些专利文献通过引用而结合在本文中。.
W. J. Walker, I. M. Faireley的"A simplified technique for the per catheter delivery of Isobutyl 2 - Cyanoacrylate in the Embolisation of Bleeding Vessels" , Journal of Interventional Radiology 1987 2, 59 - 63, 描述了将胶注射到动脉的腔管内和壁上，以便阻塞它，该文献通过 引用而结合在本文中.
美国专利6,280,414描述了用于将药物输送到血管壁的管道系 统，其发明公开通过引用而结合在本文中。
授予Kaplan的US 5,713,860教授了 一种腔管，其基于包括球囊 以输送药物的系统，其发明公开通过引用而结合在本文中。
美国专利5,611,775教授了一种将治疗或诊断液体输送到包围身 体腔管的组织中的方法，其发明公开通过引用而结合在本文中。该
方法包括提供一种具有可扩张部件及多个小孔的导管，并使该导管
前进到身体内。该部件扩张以接触或接近腔管壁。该专利教授使用0.75 至10个大气压范围内的压力，以产生0.5至15米/秒的通过孔喷射 材料的速度。
在其它临床情况中，通常利用不专用于细胞类型的医药或方法 来消除某一类型的细胞。许多化学治疗试剂通常是细胞毒素的。这 些成分的身体组织性的给药造成不合适的副作用，例如反胃、脱发、 食欲不振、体重减轻和嗜睡症。在某些癌症类型中，例如膀胱癌， 为了限制身体组织性的毒性影响，体内的腔管可灌注化学疗剂或进 行"洗涤"。在其它临床情况中，覆盖体腔衬细胞的粘膜层减小了"洗 涤"的潜在功效。
发明内容
本发明的 一些实施例的 一个方面涉及通过将药物保持在体内的 球嚢中，直至达到所需压力，之后提供多个可供药物离开的孔，从 而将药物注射到目标组织内。在本发明一个典型的实施例中，药物 通过这些孔，以所需的速度离开球嚢。可选的是，在提供孔之后进 一步提高压力。可选的是，所需压力为15个大气压或更大。可选的 是，所需的速度为10米/秒，可选20米/秒，可选60米/秒或更大。 可选的是，至少一部分药物是细胞内注射的。
在本发明的一个典型的实施例中，目标组织定位在身体腔管中。 可选的是，注射相对于球嚢是沿着横过轴向的方向或径向的。可选 的是，注射相对于球囊是轴向的。可选的是，身体腔管是血管(例如 冠状动脉、肺静脉或周边血管)、前列腺、膀胱、鼻孔、鼻窦、耳道、 呼吸道、消化道的一部分或女性生殖系统的一部分。可选的是，药 物是细胞毒素剂，例如雷帕霉素或紫杉醇。可选的是，药物是纤维 化药剂，可选地包括胶骨硬蛋白质和/或弹性蛋白。
在本发明的一个典型的实施例中，将细胞毒素剂注射到目标组织中。可选的是，目标组织是血管壁的一部分。可选的是，血管是 肺静脉。可选的是，注射造成部分血管壁的水蚀。可选的是，注射
防止了电信号的传输。可选的是，注射材料的速度可达到20米/秒， 30米/秒，50米/秒，100米/秒，150或200米/秒或更小、中间或 更大的速度。在本发明的一个典型的实施例中，细胞毒素剂包含醇， 可选为乙醇。
在本发明的一个典型的实施例中，肺静脉中被水蚀的组织阻挡 了电信号的传输。可选的是，信号的阻挡减轻了心房纤维性颤动的 症状。
在本发明的一个典型的实施例中，目标组织是定位在膀胱内表 面上的肿瘤。
在本发明的一个典型的实施例中，目标组织是定位在消化器官 例如胃、小肠或大肠内表面上的肺瘤。
在本发明的一个典型的实施例中，细胞毒素剂包含化学治疗剂， 并且将试剂直接注射到一个或多个肿瘤中，避免相邻和/或远处的正 常组织受到化学治疗剂的毒性影响。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢将药物输送到由粘膜覆 盖的细胞中。可选的是，细胞定位在鼻孔或鼻窦中。可选的是，细 胞定位在泌尿生殖管(例如阴道、子宫颈、子宫、膀胱或尿道)中。在 本发明的一个典型的实施例中，将药物输送到鼻孔和/或鼻窦中，以 减轻鼻炎。
本发明 一些实施例的 一个方面涉及在腔管内表面组织附近使用 细长管，这种管包括一个或多个位于其侧面上并靠近腔管内表面组 织的口 (ports)，并利用压力脉冲将药剂通过所述口而注射到组织中。 在本发明的一个典型的实施例中，所述管的特征在于，其不能扩张 以填充整个腔管。可选的是，输送的材料是细胞毒素类药物。
本发明的 一些实施例的 一个方面涉及/人形成于体内3求囊内的径 向孔高速喷出材料。在本发明的一个典型的实施例中，球嚢包括用于在球囊内部提供高压力沖击的装置。可选的是，该装置位于球嚢 内或距离球嚢较短的距离，例如15毫米。
在本发明的 一个典型的实施例中，喷出的材料用于穿入例如血
管或前列腺(prostate)的管状器官的壁，可选地用于防止再狭窄。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢内的壁包括仅在例如正 常的(例如，PTCA)球嚢扩张压力以上水平的阀值内部压力水平下打 开的压力教感的孔。可选的是，孔的空间密度和/或直径沿着球嚢长 度而变化，例如，以便增强供应材料的均匀性和/或出于其它原因， 例如空间-非均匀处理。在本发明的一个典型的实施例中，通过孔的 打开导致的压力降低不足以在小于例如1分钟、10秒钟、5秒钟、1 秒钟、0.5秒钟或中间的或更小的值的时期内缩小球囊。在根据本发 明的一些设计中，孔太小以至于不能在施加的压力下传递足够的材 料以显著地缩小和/或减压球囊。在一些设计中，将能够大于补偿通 过孔的压力损失的附加的输入压力施加到球嚢上。在一些设计中， 除了孔以外或替代孔，通过球嚢的主腔管释放压力。可选的是，选 择正作用的压力和孔的形状以获得希望的材料注射速度包络线形 状。在本发明的一个典型的实施例中，选择孔的尺寸使得在一个孔 的泄漏至少在诸如10毫秒、30毫秒、50毫秒或中间的或更长时间 的短的时期内不会显著地影响其它孔处的压力。在本发明的一个典 型的实施例中，在这样的期限内的压力损失小于球嚢基础(没有冲 击)压力的30%、 20%、 10%或更小。
在本发明的一个典型的实施例中，相同球嚢用于PTCA和/或支 架和用于材料供应。从而，例如，球嚢能够以正常的球嚢压力用于 PTCA并且随后，当压缩狭窄时，能够提高压力以喷出再狭窄抑制材 料。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢在孔处或在孔附近与周 围组织完全接触。可选的是，确保最小接触压力。
在本发明的一个典型的实施例中，高压力源包括爆炸，例如，
通过电和/或能量吸收导致的水的突然蒸发。在本发明的 一个典型的 实施例中.激光源提供能量。可选的是，球嚢包括用于能量分配控 制的反射镜或目标，从而通过该目标，而不是通过球嚢填充物内的 吸收来分配一些或全部能量。在一个备选实施例中，机械装置提供 冲击。例如，可以使用当被激光照射时释放动能(例如，由于其扩 张)的薄金属或塑料板。可选的是，激光释放存储的能量，例如，改 变形状记忆元件的形状或从约束状态释放弹簧。
可选的是，在球嚢内提供多个压力源(例如多个激光光纤以提 供多个用于扩张的热量源)
可选的是，提供装置以引导产生的高压力波和/或沖击波的前进。
本发明一些实施例的一个方面涉及一种球嚢，其具有仅在一定 的阀值压力以上时打开以允许材料通过的压力敏感的孔。可选的是， 孔径向地设置在球嚢上。可选地、作为备选或作为附加，提供一个 或多个轴向的孔。可选的是，孔包括一层材料，例如球嚢上使用的 层的一部分，该层在压力上升时和/或受到冲击波时被撕裂。选择地， 使用多个球嚢层形成孔，至少其中一个为孔。可选的是，这些孔在 制造期间通过在球嚢中钻孔而成形(例如，利用水射流、激光、热针、 微机械钻具和/或化学方法)。
可选的是，通过用于注射材料的激光源来形成球嚢内的 一 个或 多个孔(或出口)。孔可以为例如通孔的或部分盲孔(盲的)。可选的 是，使用多光纤激光源和激光来形成通过球嚢的通道和用于增加球 嚢内的压力。单个脉沖或系列脉冲可用于该任务，可选不同能量的 脉冲。可选的是，球嚢壁自身用作吸收激光能量的目标，并且其部 分爆发地加热。
在本发明的一个典型实施例中，阀值压力在正常的PTCA膨胀 压力以上，例如，在5、 10、 15或20个大气压以上。
可选的是，球嚢在孔周围和/或在其上面的其它位置加强以防止 被撕破。可选的是，通过在孔周围提供材料的编织物来实现加强。
本发明 一些实施例的 一个方面涉及加强的有孔的球囊，其包括 多个孔并且在孔附近加强以防止球嚢在孔处被槲破。可选的是，通 过具有相当或大于球嚢直径的长度，并且可选地轴向地、径向地和/ 或沿球嚢表面布置的诸如纤维的延长元件实现加强。
本发明一些实施例的一个方面涉及将结构材料注射到管状器官 的壁内。可选的是，使用接触壁的球嚢进行注射，可选地使用无针 注射。可选地、作为备选或作为附加，使用一个或多个针注射结构 材料。
在本发明的一个典型的实施例中，结构材料为硬化材料。作为 备选，注射的材料不硬化。
在本发明的 一 个典型的实施例中，结构材料足够增强壁的结构 并且防止其塌陷。
在本发明的一个典型的实施例中，结构材料用于加强一个或多
个带支架的脉管、被PTCA的^c管、动脉瘤、前列腺和/或吻合区。 可选的是，注射的材料适合于由于例如细胞内的流体内稀释而
随时间消散，被生物吸收和/或迁移出壁。
根据本发明的 一 个典型的实施例，其提供了 一种用于将治疗剂
注射到目标组织中的方法，该方法包括
(a) 提供可扩张的部件；
(b) 将所述可扩张的部件定4立目标组织附近；
(c) 将治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压力；和
(d) 在可扩张的部件中产生多个小孔。 可选的是，这种可扩张的部件包括至少一个球嚢。 可选的是，(d)在(c)之后执行。
可选的是，(c)在(d)之后执行。
可选的是，所需压力为至少15个大气压。可选的是，所需压力 足以促使所迷治疗剂以至少20米/秒的速度离开所述孔。
可选的是，治疗剂以细胞内注射方式进入到目标组织中。
可选的是，目标组织定位在身体腔管中。
可选的是，所述孔的至少 一 部分相对于所述可扩张的部件沿着
4黄过轴向的方向进行瞄准。可选的是，所述孔的至少 一 部分相对于所述可扩张的部件被径
向瞄准。
可选的是，所述孔的至少 一部分相对于所述可扩张的部件被轴
向瞄准。可选的是，身体腔管是血管。可选的是，治疗剂包括细胞毒素剂。
可选的是，治疗剂包括纤维化药剂。
可选的是，细胞毒素剂包括醇。
可选的是，醇包括乙醇。可选的是，所述细胞毒素剂进入到所
述目标组织中，其阻挡了电信号传输穿过所述目标组织。
可选的是，应用该方法以改善心房纤维性颤动。
可选的是，治疗剂包括化学治疗剂。
可选的是，目标组织是胂瘤。可选的是，肿瘤位于膀胱的内表面上。
根据本发明的 一 个典型的实施例，提供了 一种用于减少治疗剂
对非目标组织的毒性效应的方法，该方法包括
(a) 提供可扩张的部件；
(b) 将所述可扩张的部件定位目标组织附近；
(c) 将 一 定量的治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压 力；和
(d) 在可扩张的部件中产生多个小孔；
其中，所述量足以对所述目标组织的细胞施加生理效应，但不 足以对位于离所述目标组织比选定距离更远距离处的细胞施加生理 效应。
可选的是，这种可扩张的部件包括至少一个球嚢。可选的是，(d) 在(c)之后执行。可选的是，(c)在(d)之后执行。
可选的是，治疗剂以细胞内注射方式进入到目标组织中。 可选的是，这种定位利用图像引导系统。 可选的是，这种定位利用体内摄像头。可选的是，目标组织包 括肿瘤。
可选的是，目标组织包括膀胱内的肿瘤。
可选的是，目标组织包括肺静脉的一部分，其传导有助于心房 纤维性颤动的电信号。
可选的是，治疗剂以每毫克组织至少1纳克的浓度进入所述目 标组织。
可选的是，治疗剂包括尺寸在1纳米至100微米范围内的颗粒。 可选的是，该颗粒包括至少一种金属。
可选的是，该颗粒包括至少一个核酸序列。根据本发明的一个 典型的实施例，其提供了 一种用于将治疗剂透粘膜地输送至体腔衬 细胞中的方法，所述方法包括
(a) 提供可扩张的部件；
(b) 将所述可扩张的部件定位在体腔中；
(c) 将治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压力；和
(d) 在可扩张的部件中产生多个小孔；其中，所述压力足以推动 所述治疗剂，使其穿过粘膜层而进入所述粘膜层下面的细胞中。可 选的是，这种可扩张的部件包括至少一个球嚢。
可选的是，(d)在(c)之后执行。可选的是，(c)在(d)之后执行。可 选的是，体腔包括鼻孔。可选的是，体腔包括鼻窦。 可选的是，体腔包括泌尿生殖管的一部分。 可选的是，体腔包括消化道的一部分。
可选的是，体腔是鼻孔和/或邻近的鼻窦，并且该方法减轻了鼻 炎。根据本发明的一个典型实施例，提供了一种治疗组织的方法， 所述方法包括
(a) 将至少一个其侧面上包括多个口的细长管放置在腔管内表面 的组织附近；所述管其特征在于，其不能膨胀以填充整个腔管；和
(b) 利用压力脉沖将药剂通过所述口注射到所述组织中。 可选的是，该药剂包括细胞毒素化合物。
在本发明的一个典型的实施例中，提供了 一种用于将治疗剂注 射到目标组织中的设备。该设备包括
(a) 可扩张的部件，其包括具备多个初生孔(nascent holes)特征的 外壁，所述外壁限定了一内腔；
(b) 适合于在所需压力下将治疗剂引入到所述内腔的填充机构；
和
(c) 适合于将所述初生孔转化成实际孔的释放机构。可选的是， 可扩张的部件，其形状适合于符合解剖结构。可选的是，所述可扩 张的部件的形状使所述初生孔定位朝向目标组织。
在本发明的一个典型的实施例中，提供了 一种用于减少治疗剂 对非目标组织的毒性效应的设备，该设备包括
(a) 可扩张的部件，其包括具备多个初生孔特征的外壁，所述外 壁限定了一内腔，所述可扩张的部件适合于定位在目标组织附近；
(b) 适合于在所需压力下将一定量的治疗剂引入到所述内腔的填 充机构；和
(c) 适合于将所述初生孔转化成实际孔的释放机构。其中，所述 量足以对所述目标组织的细胞施加生理效应，但不足以对位于离所 述目标组织比选定3巨离更远距离处的细月包施加生理效应。
可选的是，可扩张的部件的形状适合于符合解剖结构。 可选的是，所述可扩张的部件的形状使所述初生孔定位朝向目 标组织。
在本发明的一个典型的实施例中，其提供一种用于将治疗剂注 射到目标组织中的设备。该设备包括
(a)可扩张的部件，其特征为至少 一个适合于与腔管接合的突出
部，以及至少不能与所述腔管4妄合的一部分，并且包括外壁，所述 外壁限定了一内腔；
(b) 适合于在所需压力下将治疗剂引入到所述内腔的填充机构；
和
(c) 多个注射口。
可选的是，外壁特征在于其中形成的多个初生孔，并且该设备 包括适合于将所述初生孔转化成注射口的释放机构。
可选的是，所述可扩张的部件的形状将至少一个注射口定位成 相对于所述装置沿轴向面向。
在本发明的一个典型的实施例中，其提供一种用于将治疗剂注
射到目标组织中的设备，该设备包括
(a) 可扩张的部件，其包括外壁，所述外壁限定了一内腔；
(b) 适合于在所需压力下将治疗剂引入到所述内腔的填充机构；
和
(c) 至少 一个相对于所迷设备沿轴向面向的注射口 。
可选的是，外壁特征在于其中形成的多个初生孔，并且该设备 包括适合于将所述初生孔转化成注射口的释^t机构。
因此根据本发明的一个典型的实施例，提供了用于将材料注射 到人的中空的器官的壁中的球囊，其包括具有一表面，并具有一 轴线的可扩张的球嚢体；至少一个位于所述球嚢体上，适合于从中 以沿着横过轴向的方向喷射流体的预定的喷射口；以及沖击源，其 配置成并适合于以某一速度将材料喷出所述口 ，并且形状适合于机 械地穿透与所述口相邻的组织。
可选的是，该球嚢适用于血管。作为备选或作为附加，该球嚢 为顺应性的。作为备选，球嚢为非顺应性的。
在本发明的一个典型的实施例中，所迷球嚢体适合在所述喷出 期间进行增压。
在本发明的一个典型的实施例中，所述沖击源包括远离所述球
囊体而定位的激光源，以及适合将所述源引导到所述球嚢体内，以
在本发明的一个典型的实施例中，所述冲击源包括从外部为其 提供能量以产生所述冲击的目标。可选的是，所述目标响应于所述 能量而释放存储在球嚢内的能量。可选的是，所述目标将所述外部 能量转变为所述沖击。在本发明的一个典型的实施例中，所述冲击 源包括电源。
在本发明的一个典型的实施例中，所述冲击源包括适合定位在 包含壁的人体外部的机械压力发生器，以及将所述发生器和所述球 嚢体连接起来的流体柱。在本发明的一个典型的实施例中，所述沖 击源位于所述球嚢体内部。可选的是，所述冲击源包括机械冲击源。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢包括至少 一个预先确定 的，并且适用于从中轴向地喷出流体的轴向口 。
在本发明的一个典型的实施例中，所述至少一个口包括适合在 一定的压力条件下传送流体的阀门。可选的是，所述球嚢体和所述
至少一个阀门适合使得在所述喷出之前，所述球嚢可以作为PTCA 球嚢进行操作。
在本发明的一个典型的实施例中，所述口包括位于所述球嚢体 内的弱化部。可选的是，所述^t嚢体在所述弱化部附近进行加强。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢具有安装在其上面的支 架，并且适合于输送所述支架。
在本发明的一个典型的实施例中，所述至少一个口包括设置在 所述球囊体上的多个口 。
在本发明的一个典型的实施例中，所述至少一个口包括与所述 沖击源 一起设置并且构造的多个口 ，以产生不均匀的流体喷出模式。
在本发明的一个典型的实施例中，所述至少一个口包括与所述 冲击源一起设置并且构造的多个口 ，以便在至少球嚢体的预先确定 的轴向长度上产生均匀的流体喷出模式。
在本发明的一个典型的实施例中，所述流体包括适合当喷入组 织内时影响人类组织的至少一个机械性质的结构材料。
在本发明的一个典型的实施例中，所述流体包括抗增殖的生物 活性成分。
在本发明的一个典型的实施例中，所述流体存储在所述球嚢体内。
在本发明的一个典型的实施例中，所述流体使所述球嚢体膨胀。 在本发明的一个典型的实施例中，所述^求嚢体包括至少一个位 于所述球嚢体外部上的管，并且在所述管上限定了所述至少一个口。 根据本发明的 一个典型的实施例，还提供了 一种处理中空的器官的
方法，包括
(a) 使得所述球嚢的外部表面与所述器官的内部壁接触；及
(b) 在不使用针进行所述穿入的情况下，在径向方向上从所述球 嚢喷出流体并且进入所述壁。才艮据本发明的一个典型的实施例，还 提供了一种处理球嚢，其包括
(a) 适合于在具有给定的直径范围的腔管中使用的可扩张的主 体；及
(b) 形成于所述主体内并且适合响应所述球囊内的压力条件而喷 出流体的多个口 ，所述条件仅在所述球嚢扩张到所述范围之后满足。 可选的是，所述球嚢适合在所迷口打开之前施加PTCA。作为备选或 作为附加，所述多个口包括所述主体的弱化部分。作为备选或作为 附加，所述弱化部分具有不与所述球嚢的外部表面齐平的外部表面。 作为备选或作为附加，所述弱化部分具有不与所述球嚢的内部表面 齐平的内部表面。在本发明的一个典型的实施例中，所述主体包括 至少 一个与所述弱化部分相邻的加强元件。
在本发明的一个典型的实施例中，所述多个口适合一旦其压力 低于阀值就会关闭。
在本发明的 一个典型的实施例中，所述多个口设置为径向地向
所述球嚢的轴线喷出材料。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢包括位于所述球嚢内或 靠近所述球嚢并且适合产生足够打开所述口的冲击的沖击源。在本 发明的一个典型的实施例中，所述口适合在低于15个大气压的压力 下保持关闭。
根据本发明的一个典型的实施例，还提供了一种处理球嚢，其
包括
(a) 适合于在具有给定的直径范围的腔管内使用的可扩张的主
体；
(b) 适合在一定的压力条件下以受控的方式撕破或打开的所述主 体内的多个弱化部分；及
(c) 至少 一个与所述弱化部分相邻的加强元件。 根据本发明的一个典型的实施例，还提供了一种套件，其包括
适合于将材料注射到体内器官壁中的喷射器；以及许多适合于在不 破坏其操作完整性的条件下，实现所述血管壁结构变化的结构材料 可选的是，所述结构材料为固成硬化状态的凝固材料(setting material)。作为备选，所述结构材料为不凝固的材料。
在本发明的一个典型的实施例中，所述结构材料与生物活性材 料相混合。
在本发明的一个典型的实施例中，所述喷射器为无针喷射器。 根据本发明的 一 个典型的实施例还提供了 一种处理脉管壁的方法， 其包括
(a) 使得口与所迷壁相接触；及
(b) 将结构材料注射到所述壁内，从而通过所述结构材料机械地 影响所述壁的机械性质。可选的是，所述结构材料为凝固材料。
以下将结合附图参照实施例细节来描述本发明的典型的非限制
性的实施例。出现在不止一张图纸中的相同的结构，元件或部件，
在其所出现的全部图纸中通常用相同或相似的标号来表示，其中 图1是根据本发明的一个典型实施例的处理血管的方法的流程
图2A至2E是显示了按照图1所示的流程图的处理血管或其它 管状器官的典型过程的序列；
图3是根据本发明的一个典型实施例的被处理的血管的横截面
图4是根据本发明的一个典型实施例的脉管壁处理系统的示意
图5A-5G显示了根据本发明的典型实施例的压力敏感孔； 图6A-6H显示了根据本发明的一个典型实施例的备选导管设 计，其中一些适用于前列腺治疗；
图7是显示了取决于输送材料的压力和数量的穿透深度的汇总 实验结果的图表；
图8是显示了根据本发明的一个典型实施例的在输送系统内部 测量的压力波形的图表；
图9A和9B和9C显示了本发明的附加的典型实施例。
具体实施方式
概述
图1显示了根据本发明的一个典型实施例的方法的流程图，并 且图2A-2E显示了方法的动作，这些动作包括将材料施加到和/或 将材料驱动到血管壁中。对图2A-2E的讨论与对图1的描述同时进 行。接下来描述设备和/或方法的变体。
示例性的方法
图1是根据本发明的一个典型实施例的处理血管的方法的流程 图100。
在102,识别血管200的壁204内的变窄或其它问题(图2A)。可 选的是，这种变窄为斑块(plaque)沉积物206，例如，具有钙化的填 充物202的沉积物。在104，将导管处理系统210图2B插入身体并 且引导到变窄部。可选的是，系统210还用于识别问题，例如，包 括对照材料口(没有示出)或成像器(没有示出)。
所示处理球嚢212(图2B),包括多个孔(可选地为初始密封 的)214,用于为壁204提供处理。在106，可选地以足够在沉积物206 上执行PTCA的压力使球嚢212膨胀(图2C)。图中显示沉积物示意 性地破裂了。可选的是，孔214仅发生小量泄漏或构造成可在用于 PTCA(例如，在球嚢内部15-20个大气压)的压力下保持密封。
作为对PTCA的替代或附加，球嚢212可选地用于输送(108)支 架220(图2D)。
可选的是，使用与球嚢212不同的球嚢来执行支架支撑和/或 PTCA，并且/或者在将材料提供到脉管之后执行。可选的是，还使用 材料输送方法(例如下面描述的高压力脉冲)将支架输送和/或固定到适 当的位置。
在110,提供高压力的脉冲，以在球嚢中产生孔，从而从中喷出 (如下所述)一个或多个巻流236(图2E)，并且优选穿入壁204和/或壁 上或壁中的沉积物206。在本发明的一个典型的实施例中，至少一部 分巻流是细胞内注射的。可选的是，球嚢在此注射之前保持膨胀， 从而确保与壁的接触和/或密封压力。密封和/或接触可选地帮助以高 的压力将材料输送到壁和/或帮助其穿入到壁内。
可选的是，在支架支撑和/或PTCA之后延迟输送，例如，以允 许脉管组织适应和/或确保支架支撑和/或PTCA成功地完成。典型的 延迟为30-90秒，例如60秒。
在本发明的一个典型的实施例中，光纤230输送光脉冲，该光 脉沖被吸收在填充物238(例如，盐水)或目标(图4中406)内，导致爆 炸232。该脉沖可包括一系列子脉冲，各子脉沖可选地具备不同的能
量的特征。来自爆炸232的冲击和/或压力波234移动至球囊212的 壁，产生孔，并造成巻流236的喷射。下面描述可以使用的各种机 构。在本发明的一个典型的实施例中，巻流包括可以为例如与药物 或接合剂材料混合的盐水的填充物。可选的是，填充物包括暗色(例 如黑色)染料，以增加能量吸收。
在本发明的一个典型的实施例中，球囊的总体积没有由于爆炸 而增加非常多，例如，球囊直径增加不多于1%， 5%， 10%或更小的、
中间的或更大的值。可选的是，避免这种增加(例如，通过使用非顺 应性的球嚢)以防止和/或减小可以通过过度扩张例如通过过度支架支 撑和/或尿道的扩张而导致的疼痛和/或伤害。
在备选的方法中，球囊体积发生显著的增加，例如，10%， 20%， 30%或更小的、中间的或更大的值。这种增加可以在或不在巻流236 流动之后降低。在本发明的一个典型的实施例中，球嚢直径和/或压 力的变化或循环用于辅助组织内的材料穿入和/或维持。在本发明的 一个典型的实施例中，注射之后或期间增加的压力可防止穿入点的 泄漏。在本发明的一个典型的实施例中，注射之前降低的压力放松 脉管壁。在本发明的一个典型的实施例中，注射之后增加的压力(或 波)用于导致注射的材料向侧面(例如，周围)散布。在本发明的一个 典型的实施例中，注射期间的压力的程度控制组织厚度，并且从而 控制有效的穿入深度。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢212的膨胀保证了孔214 周围的球嚢部分与血管壁204的良好接触，可能确保较小的泄漏和/ 或更好的穿入。可选的是，提供的最小的接触压力，例如为0.5, 1, 3 个大气压或中间值或更大值。
如果提供支架220，那么可在支架表面的下面产生某些孔214。 然而，最新形成的孔将不被支架所覆盖。可选的是，孔设置为配合 在支架支柱之间，然而，这在一些实施例中不是必要的，例如，由 于许多孔的存在而不是必要的。
如果没有完成材料的注射，那么可以重新定位^求嚢212(例如， 轴向地或通过旋转)，可选地通过稍微缩小而得以辅助以减小接触压 力，并且随后执行附加的注射。如果要注射不同的材料，也可以使 用笫二注射。可选的是，相同的球嚢用于全部注射。作为备选，可 以更换球嚢。可选的是，例如在相同的球囊导管和/或相同的导线上 一前一后地提供两个球囊。
在112,球嚢212被泄气缩小，以便在114处移除。可选的是， 在移除期间通过孔发生一些泄漏。可选的是，孔设计成当压力下降 到阀值，可能比喷射压力更低的阀值以下时，例如20个大气压(例如， 低25%或50%)时，可再次密封。.可选的是，孔由当压力降低时自密 封的橡胶状材料形成。当压力增加时，橡胶材料内的穿孔扩张。作 为备选或作为附加，在孔上提供一个或多个活叶。可选的是，活叶 用作单向阀，允许活叶向外打开，但不允许其向内打开。
图3是显示了壁204和沉积物206中的巻流236的脉管200的
横截面。如果，例如，注射诸如胶的结构材料，可以看到巻流能够
用于保持脉管打开。在本发明的一些实施例中，在壁的外部提供了 至少一些材料。在一个示例中，球嚢具有例如沿轴向的或螺旋状样
式的肋条，并且在用于材料注射的肋条的基底处提供孔。 一些或全 部此注射的材料可以保持被捕获在球嚢和脉管壁之间。 典型的系统
图4显示了根据本发明的一个典型的实施例的诸如可以用于执 行在图1-3的辅助下说明的方法的示例性的系统400。
首先，参考通常位于身体外部的系统400的部分，激光源410 用于提供用于爆炸232的光脉沖。可选的是，控制器427用于控制 脉冲的一个或多个参数，诸如总功率、峰值功率、持续时间和/或重 复率，其可以用于例如控制巻流236的穿入深度和/或其材料的量。
在本发明的一个典型的实施例中，提供对球嚢的温度控制。可 选的是，使用例如闭环控制，其使用与穿过球嚢的流体循环联合的
球嚢内的温度传感器。可选的是，在球嚢内提供热交换器，从而不 需要改变球嚢的实际内容物。可选的是，热交换器的形式为处于腔 管内的一个或多个线圈或热传导网，其例如由金制成。作为备选， 使用例如开环冷却来预先冷却流体和/或球囊。可选的是，当球嚢的 温度增加到希望的量以上时，使用安全装置来警告使用者和/或防止 附加的能量供给。可选的是，用于提供冷却流体的腔管用于冷却能 量提供管道(例如，光纤、导线)。
盐水源412可选地用于膨胀球嚢212。可选的是，冲击源418作 为激光源410的替代或附加用于在^^嚢212内产生压力波。
在本发明的一个典型的实施例中，源418用于在球囊内产生压 力波，例如，以提供按摩效果。作为备选或作为附加，将震动提供 至球囊，例如，以防止注射的材料粘附到孔上。
应该注意，外部压力沖击源和激光冲击源可以提供不同类型的 效果。激光源可以提供非常尖锐的沖击，虽然可能减小放出的体积 和/或减小功率。压力源，例如，身体外部的源，通常仅能够提供不 太尖锐的沖击，然而，这样的冲击能够包括非常大的功率和/或体积。
可选的是，同时使用这两种类型的源，它们之间可选地保持同 步和/或延迟。每个源可以用于提供一个或多个脉沖，仅仅它们中的 一些脉沖同步。
在本发明的一个典型的实施例中，使用的源的类型取决于导管 的长度。例如，在导管短(并且体积需求可能较大)的前列腺情况中， 可以使用诸如注射器、泵或气体驱动的系统的压力源。在输送压力 的腔管长且狭窄(并且体积需求低)的冠状脉管中，基于激光的解决方 案可以是最适当的。下面描述其它冲击源。
对照材料416的源可以用于提供具有对照物的盐水412和/或可 以用于辅助成像脉管200。可选的是，使用本领域中已知的其它工具， 例如，栓塞过滤器。还可选地使用有待作为巻流236而提供的药物 或其它材料的源420，并且可以馈送至例如盐水源412内或其下游。
作为备选或作为附加，使用材料420代替和/或附加至盐水中，以使
球囊膨胀。
在本发明的一个典型的实施例中，材料420包括一种可选地包 含溶剂和/或稳定剂的药物的浓缩溶液。可选的是，浓缩溶液以储液 的形式提供。这种储液可选地设于安瓿瓶或注射器或玻璃瓶或其它 密封容器中。
在本发明的一个典型的实施例中，利用盐水412和/或对比物416 以1:50，1:40,1:25或更少的混合比来稀释储液，以取得所需的浓度。
可选的是，溶液将用于使^^嚢212在某个压力下膨胀。在一些 实施例中，该材料可选地包括对比材料，其当球嚢位于身体外部时， 通过例如针注射而直接提供至球囊212中，替代或除了利用盐水(或 其它流体)提供材料以外。在本发明的一个典型的实施例中，球嚢212 由两层或更多层形成，其上面形成了一个或多个未来孔位置414。可 选的是，未来孔位置仅成形于内层和/或仅成形于外层。下面提供更 详细的描述。可选地提供加强元件404,例如，纤维或线。可选的是， 元件404是非弹性的，并且防止球嚢212过度扩张超过PTCA所需 要的程度。作为备选或作为附加，元件404放置在未来孔414附近， 以防止自孔传播开来的撕裂和球嚢212的破裂。在本发明的一个典 型的实施例中，元件404包括柵格，并且未来孔成形于栅格的孔格 内。可选的是，栅格是不均匀的。可选的是，使用非栅格装置，例 如，随机的毡状装置或螺旋状装置。
在本发明的一个典型的实施例中，使用金属支架状框架来防止 球囊过度膨胀。在一个示例中，支架状笼设计成一旦达到一定的半 径就停止径向扩张。球嚢膨胀，并且笼防止球嚢膨胀超过该点，但 是仍然允许流体从其中喷出。可选的是，保留笼并且用作支架。可 选的是，笼为回弹类型，例如用镍钛金属化合物形成。
在本发明的一个典型的实施例中，将两个管通入到球嚢212，膨 胀腔管402和光纤230中。可选的是，还提供了流体移除腔管(没有
示出)，并且可选地在不缩小球囊212的情况下用于替代球嚢212的 内容物(例如，通过胶材料替代盐水)。可选的是，光纤穿过充气腔管 402。可选的是，为导线使用单独的腔管。
可选的是，在球嚢内提供多个光纤230，或在光纤230上提供多 个激光出口点，例如，以更好地在球嚢212内分配激光能量，例如2,3,4 或5个出口点或更多。图6A显示了系统600，其中，光纤602分支 为多个分支604，每个分支604可以用作局部能量源。此设置可以用 于控制沖击波/压力波在球嚢内的分布。在本发明的一个典型的实施 例中，光纤602具有200-220微米的直径，并且光纤604具有100-120 微米的直径。可选的是，根据需要设定光纤602的直径以传输足够 量的功率。作为备选或作为附加，根据需要确定该直径以允许光纤 在通向治疗区域的血管内弯曲。同样在图6A中可见，可以在处理系 统中提供其它部分，即可选地在其自身的通道610中行进的导线608， 可选地包括压力响应的孔612和引导护套614的球嚢606。
在本发明的一个典型的实施例中，提供例如光纤的内部框架或 至球嚢的基底的刚性连接，以防止光纤指向随机的方向。可选的是， 光纤制造为硬的，使其保持轴向。作为备选或作为附加，光纤连接 到用于导线，并且通常保持轴向的腔管上。可选的是，引导光纤远 离球嚢的任何表面以防止无意中的穿入。可选的是，附近的区域覆 盖有反射的涂层。
再次参见图4,可选的是，为光纤230提供目标或反射镜406， 以分配和/或另外控制爆炸232的位置和/或空间范围。目标可选地用 于吸收目标位置的能量，并且反射镜可选地用于辅助在填充球嚢的 流体内重新分配能量。在本发明的一个典型的实施例中，目标由碳 或氧化铝形成。可选的是，加热目标并且使得靠近其的流体沸腾。 作为备选或作为附加，目标自身至少部分地爆炸或蒸发。可选的是， 激光410使用的波长^f皮使用的流体吸收，和/或被混合在其中的一种 或多种杂质(例如，染料或悬浮的颗粒)吸收。可选的是，选择杂质以选择性地吸收激光能量。可选的是，浓度选择为使得激光能量穿入 的深度为已知的量，并且具有已知的效果(例如，冲击锐度和焦距的 空间分布)。可选的是，使用的杂质是眼晴光照治疗中使用的物质， 例如靛蓝花青绿染料和/或黑墨。
在本发明的一个典型的实施例中，釆用的黑墨(例如来自GL供 应公司的Spot印度墨水)浓度为2%,可选5%，可选10%或更大或更 小或中间浓度，以便增加能量5^收。可选的是，这种增加的能量吸 收在球嚢内部造成了更快速的压力增加。目标406可选地为金属元 件。作为备选或作为附加，目标406为分解元件，诸如叠氮化银。
在本发明的一个典型的实施例中，目标由吸收激光能量，并且 当被激光撞击时形成已知量的气体的材料制造。
可选的是，目标自身爆炸。可选的是，目标包括多个目标层和/ 或相当大的厚度，使得附加的激光脉冲也将导致目标的部分蒸发。
可选的是，目标包括一种其壳对使用的波长透明但是内容物对 使用的波长不透明的膜嚢(capsule)。
可选的是，目标例如，作为染料或金属涂层的层而成形于输送 激光能量的光纤顶端上。
在本发明的一个典型的实施例中，激光源为Nd:YAG激光器， 并且使用能够吸收1.064微米波长的掺杂物。示例掺杂物为碳和金属 颗粒。对于不同的激光波长，例如二极管激光器，可以使用其它在0.800 和1.100微米之间吸收的材料。可选的是，可如上所述使用黑墨。
在本发明的 一 个典型的实施例中，激光源提供可在水中吸收的 波长，例如2.1微米的钬脉冲激光，2.9微米的铒脉沖激光，或其它 1.9微米以上的(例如1940nm)波长。水的吸收光语是众所周知的，并 且可使用吸收系数较高的(且传输方法可用的)波长。可选的是，可以 通过为光束选择较低或较高的吸收系数和/或不同形状而对冲击波/压 力波进行整形。可选的是，提供防护障以防止被激光影响的材料被 注射到球嚢外部。在本发明的一个典型的实施例中，围绕光纤顶端
提供球嚢或隔膜。可选的是，在球嚢内部提供隔膜。可选的是，虽 然在光纤顶端和孔之间存在流体路径，但此路径是迁回的，并且显 著地减小热影响的材料的喷出。球嚢的填充不会必然受到妨碍。可 选的是，光纤顶端远离孔，例如位于球嚢外部。可选的是，提供用 于吸收能量并且保持密封的预定的膜嚢。
可选的是， 一个或多个内部挡板408用于引导爆炸232的效果， 例如，设定用于沖击波/压力波的路径长度，定向沖击波/压力波，以 希望的角度撞击球嚢壁和/或用于吸收能量和/或减緩在一些方向的冲 击攻击速率。可选的是，这种引导包括空间上和/或时间上更均匀地 分布波。
虽然已经显示爆炸232位于球嚢212内部，但其可以设于球嚢 外部，例如，远侧或近侧距离球囊212的可膨胀的部分30,20,15,10,5 或更少毫米处。可选的是，爆炸的区域被加强层包围，例如，塑料 或金属层，可选地为刚性的，其可以用于防止导管210破裂和/或辅 助引导爆炸波234朝向球嚢。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢由标准材料形成，诸如 尼龙12或PET。在本发明的一个典型的实施例中，针对球嚢的应用 而确定球嚢尺寸，例如，对于诸如冠状或脑脉管的相对小的脉管， 采用1,2,2.5,3或4毫米的球嚢尺寸。例如在静脉和在前列腺中使用 较大的直径(例如，7-10毫米)还可以为处理主动脉或腹部的主动脉确 定球嚢尺寸，例如，以处理钙化或主动脉狭窄。
示例性的所提供的材料 结构材料
在本发明的一个典型的实施例中，所注射的材料是改变其被注 射到其中的组织的结构(例如，^4戒的)性质的结构材料。结构材料的 示例为硬化的胶或接合剂，例如，生物胶外科手术粘合剂、皮肤粘 合氰基丙烯酸醋或(某些形式的)胶原质。可选的是，使用非硬化的材
料，例如，硅胶、碳纳米管、(某些形式的)胶原质、碳纤维、塑料纤 维和/或玻璃纤维。应该注意，即使没有使得整个壁204变成刚性， 也可以实现硬化和/或加强血管以防止其塌陷和/或剥离的目的。可以 基于所使用的材料和/或所预期的效果而注射不同量的材料。例如注
射材料可包括占组织体积百分比5%， 10%， 20%， 30%, 50%或更小、 中间或更大量的材料。可选的是，注射不是空间密集的，例如，可 以有不注射的区域，例如在最小或最大程度内的尺寸为0.3毫米、0.5 毫米、1毫米、2毫米。可选的是，注射仅填充组织厚度的一部分， 例如，没有达到大致组织的边缘的10%内。可选的是，注射的材料 以一定的空间形式集中，例如延长的针形式，其中长度(径向)对宽度 比率为小于1:1或1:2。另一个示例性的设置为平坦的设置，其中巻 流的高度对宽度的比率为2:1、 3:1或更大。通常，在获得预期的机 械和/或生物改变的前提下希望注射的材料的量较小。
在本发明的一个典型的实施例中，在注射之后，壁204改变弹 性，例如，如果注射弹性材料则壁204的弹性增加，或者如果注射 韧性材料则壁204的弹性降低。
可选的是，结构材料与生物活性的或其它材料混合，例如下面 描迷的类型。
在本发明的 一 个典型的实施例中，结构材料是正常不会存在于 其被注射到其中的组织内、至少不会以可观的量存在于该组织内的类型。
可选的是，作为对支架的替代或附加而提供结构材料。可选的 是，由于提供了结构材料，使用硬度较低的支架。可选的是，伴随 胶注射的支架在柔性上是标准适合的支架的至少50%， 70%， 80%或 更多，和/或金属含量减小50%， 70%, 80%或更多。在本发明的一 个典型的实施例中，金属厚度减小允许在小的输送管内例如，小于2 毫米、1毫米、0.7毫米、0.5毫米或更小的身体内部输送管内进行支 架支撑。可选的是，与医生认为正确的指示相比较，可减小支架内
的材料的量。可选的是，对支架使用更软的材料，例如薄(与厚相对) 塑料。可选的是，将支架制成为生物可降解的/可吸收的，例如，生 物可降解的塑料或糖。可选的是，通过附着于经由球嚢注射到脉管 壁内部或附近的结构材料(例如，胶)的支架，使得生物可降解的支架 更加安全，从而当支架分解时，脉管壁防止较大块的支架与血流一 起移动。
可选的是，支架材料量的减小可以减小并发症。
可选的是，结构材料包括纤维，可选地包括巻曲关闭和涂覆有 材料的纤维，诸如将在一段时间之后溶解并且释放纤维的糖或某种
塑料。 ,
可选的是，当不在固体组织内时(例如，当在血流中时)，材料消 散和/或溶解。可选的是，材料为生物可降解的。可选的是，这些特 性用于减小如果胶穿入组织经过血管壁时发生的危险。
可选的是，材料与组织和/或血液接触时硬化。可选的是，注射 的材料包括颗粒悬浮物。可选的是，当在组织内部时，悬浮的颗粒 将聚集并且具有结构效果，其中流体可以在窄的通道内被挤出和/或 迁移。在血液中，这样的颗粒将散布。可选的是， 一旦颗粒会合， 颗粒在一段时间之后凝固。可选的是，颗粒选择成具有与内皮孔隙 相当(或更大)的尺寸和/或与细胞内空间相当的尺寸。
可选的是，使用二成分材料(例如PMMA),其中，将第一成分材 料注射到壁内并且随后注射第二成分材料(例如，催化剂或硬化剂)。 预期这样的材料将在血流内消散，防止足够浓度的材料会合和/或与 彼此相互作用。可选的是，在这样的反应期间提供的热量用于进一 步防止再狭窄。
在本发明的一个典型的实施例中，在注射材料之后使球嚢212 移动，以防止材料粘到球嚢212上。可选的是，在材料的凝固时间 期间旋转球嚢。作为备选或作为附加，清洁的盐水(或其它生理学可 接受的)溶液以低压力从球嚢212 "渗出"，该渗出清洗孔414和/或
移除注射的材料的任何表面残留物。可选的是，渗出的材料包括防 止所注射的材料硬化的催化剂或溶剂。可选的是，球嚢涂覆有结构 材料附着到其上面的材料，例如聚四氟乙烯或硅油涂层。可选的是， 在材料完成凝固过程之前，移除球嚢，例如,利用带30分钟凝固过 程的材料，并在5分钟之后移除球嚢。可选的是，计时器与套件一 起提供以使用该系统，该计时器指示何时移除球嚢并且防止凝固。 可选的是，在胶硬化或半硬化的同时保持球囊膨胀。
可选的是，在球嚢内提供血流旁路通路，例如，本领域中已知 的管道。
在本发明的一个典型的实施例中，球囊包括压力传感器，用于 测量脉管的壁对施加压力的响应并且从而评估处理的效果。
染料(dye)和/或不透射线物
作为对结构材料的替代或附加，可注射染料/标记。 可选的是，染料用于在后面的处理中识别区域(例如，用于外科 手术的癌症的范围)。作为备选或作为附加，染料/标记是用作支架位 置或处理地点的指示的不透射线的材料。可选的是，注射是有模式 的，例如使得能够从处理的脉管的图像中读取特定的处理和/或其参 数。
可选的是，染料成分用于估计注射到脉管壁和/或腔管内的材料 的量。
软化材料
在本发明的一个典型的实施例中，可注射能够软化斑块和/或其 它组织的材料。可选的是，此注射在PTCA过程之前进行，从而PTCA 过程将不仅使得斑块变平而且将其排出。可选的是，在PTCA和/或 软化之后注射结构材料。可选的是，例如使用导管内的如沿导线提 供或延伸出球嚢的可前进的尖锐的顶端，在斑块内形成用于排出软 化的斑块的;^欠泄孔。可选的是，提供抽吸腔管以吸出斑块。可选的 是，沿抽吸腔管提供尖锐的顶端。
生物活性材料
在本发明的 一个典型的实施例中，注射的材料为生物活性材料， 例如，防止发炎和/或组织增殖的材料，诸如雷帕霉素泰素、免疫敏 化或脱敏药物和/或基因治疗物质。可选的是，材料密封在例如纳米
颗粒中，从而提供在例如1-3月的时段内的緩慢释放。其它示例性的 周期小于一周，在一周和一个月之间并且在三到六个月之间或更多。
可选的是，生物活性材料补充结构材料，例如，在结构材料消 散之前，结构材料具有短期效果，而生物活性材料具有较长效果， 诸如导致纤维化。这样成对的示例为PLA和雷帕霉素。可选的是， 短期效应是即时的，或者在几分钟或几小时内，例如长达一天或两 天内生效。长期效果例如持续数月或数年并且可以例如在一天或一 周后开始。
在本发明的一个典型的实施例中，根据本发明的一些实施例的 方法和/或设备容许所使用的药物和/或其它材料的体积减小。在本发 明的一个典型的实施例中，直4妄插入组织，并且可选地用可以自密 封的小的穿入孔，减小进入到血液内的泄漏和其可能的副作用。可 选的是，在喷出材料之后保持球嚢膨胀，以防止更进一步的泄漏。 在本发明的 一个典型的实施例中，由于能够例如确保多个窄且深地 将材料插入脉管内的高压力，所以材料的表面对体积比率好于表面 应用。在本发明的一个典型的实施例中，使用短沖击的无针注射可 以导致病人的疼痛较小和/或缩短治疗处理时间。
在本发明的一个典型的实施例中，生物活性材料为DNA或其它 染色体组的材料，诸如RNA(不同类型的)、病毒、和质粒。
在本发明的一个典型的实施例中，注射材料的数量小于10cc，例 如，小于cc，例如对于冠状血管，0.01陽0.03cc。
在本发明的一个典型的实施例中，对于例如具有较短寿命的药 物，可在接近处理或在处理时准备和/或提供注射的材料。
细胞毒素类材料
在本发明的某些典型的实施例中，注射的材料是一种材料。细 胞毒素类材料的示例包括，但不局限于化学治疗剂、有机溶剂(例如 醇)、纤维化药剂和金属(例如金)。纤维化药剂可包括，但不局限于 曱醛液、罂粟碱和箭毒。目标组织中的纤维化药剂可能会阻挡电信 号。细胞毒性可能是合乎需求的，例如在胂瘤治疗处理或其它目标 组织消融中。目标组织消融可能会有应用，例如，在治疗处理心房 纤维性颤动时，和/或模拟肠切除术的影响时。
孔制造方法
可以使用不同的方法来制造孔(214,414)。图5A-5D显示了各种 设计，其保证未来孔保持密封，直至在球嚢中达到所需压力。在本 发明的一个典型的实施例中，通过将球嚢充气到低于产生孔的压力 以下的所需压力下执行PTCA过程。可选的是，当提供材料注射时， 产生孔。可选的是，孔的尺寸为20微米、30微米、50微米、100微 米或其它更小的中间的或更大的尺寸。可选的是，中心至中心的距 离为0.3毫米、0.5毫米、0.7毫米或更小的、中间的或更大的距离。
在本发明的一些实施例中，首先形成球囊并且随后形成孔。在 其它实施例中，随孔形成第一层，之后在第一层的顶面上或其下面 提供不带孔的第二层(见图5E)。
图5A显示了带这后一组特性的球嚢设计500，其中内层502具 有多个成形于内层的初生孔504，并且外层506是连续的。可选的是， 此设计防止在孔502和周围血液之间的负面的相互作用(诸如凝结)根 据本发明的这个实施例，当层506在与初生孔504相对应的点上被 破坏时，就产生了孔。
图5B显示了一种在初生孔层512和518之间提供了实心层516 的备选设计510。可选的是，外部孔设有防止凝结的材料。根据本发 明的这个实施例，当实心层516在与层512和518中的初生孔相对 应的点上被破坏时，就产生了孔。
实心层的强度和/或孔的深度构造成可具有仅在所需的阀值压力
以上时破裂的所需特性。
图5C显示了设计520，其中多个初生孔524成形于球嚢的单个 层522中。可选的是，孔处的层厚度是球囊的壁厚的20-95%。可选 的是，孔处的层为预先弱化的，例如刺破的。
在本发明的一个典型的实施例中，Eximer或其它激光器类型用 于消融球嚢中的材料，从而形成初生孔。可选的是，在两个球嚢层 之间提供光反射层，以控制激光穿入。
作为备选或作为附加，这两个层的吸收特性可以不同。
可选的是，不同的层由不同的材料形成。
在本发明的一个典型的实施例中，使用热针在球嚢212内形成 通孔或盲孔。
在本发明的一个典型的实施例中，使用水射流来钻初生孔。
可选的是，在初生孔成形期间使用掩模来防止损坏球嚢，不包 括预期形成初生孔的区域。
在本发明的一个典型的实施例中，用于制造球嚢的模具包含当 例如，通过模具中吹制塑料管而形成球嚢时，构造初生孔的微突起 物。作为备选或作为附加，模具和/或吹制的管被盐或其它溶于水的 和/或生物相容的材料的细粒覆盖，随后洗掉该细粒，剩下细孔。
图5D显示了其中多个孔534填充有临时填充物536的球嚢设计 530。当填充物536离开(其本身或被移除)时，产生了孔。在本发明 的一个典型的实施例中，填充物536是在体液内溶解的材料。可选 的是，溶解需要时间，从而能够在溶解并且弱化球嚢530之前执行 PTCA过程。作为备选或作为附加，填充物536在体温下弱化。可选 的是，不是填充物536被弱化，而是粘合剂将其连接到球嚢530弱 化的其余部分上。可选的是，提供非弱化的区段使得填充物将保持 连接到球嚢上。
在本发明的一个典型的实施例中，填充物536利用球嚢530内 部的溶液进行溶解，例如，明力吏填充物或polyspridine填充物。可选的是，使用凝块溶解材料溶解由凝块状设备制造的填充物。任何泄 漏材料可以用于防止通过该过程导致的凝结(如果有)。可选的是，通过球嚢530膨胀到最大直径而弱化填充物536。
在本发明的一个典型的实施例中，填充物536不会由于时间和/ 或材料问题而失效，但比球嚢530的其余部分更为弱化，从而当平 滑的球嚢表面可呈现时， 一旦达到岡值压力和/或压力变化率，填充 物536就失效，并容许材料喷出。
所述的孔可以具有不同的形状。例如，径向型面可以如图所示 为直的。可选的是，径向型面为圓锥状的，其可以辅助定向喷出的 材料。可选的是，提供沙漏或倒转的圓锥形型面。
所述孔的表面形式可选地为圓形或正方形。可选的是，例如， 对于喷出具有相当大宽度(和相对较小厚度)的巻流的延长孔，提供不 是l:l的纵横比。
图5E显示了球嚢设计540,其带有用于在主球嚢壁502中产生 初生孔504的额外的典型机构。根据设计540，内球嚢526从放气状 态(虚线)扩张至膨胀状态(实线)，以便通过从内部覆盖住孔504而对 孔504进行密封，从而将其转变成初生孔。球嚢526通过腔管503 填充有内容物，并可选在沿着或在导线501内部前进之后仍包含在 球嚢502中。可选的是，球嚢526的填充物造成球嚢526和/或球嚢 502的膨胀。在本发明的一个典型的实施例中，球嚢502定位在狭窄 附近，其可选地通过球嚢的初始膨胀而纟皮压碎。
在本发明的一个典型的实施例中，部署成穿过腔管503的光纤230 引导光能脉沖232，其产生穿过球嚢526和502内部的沖击波。可选 地来自激光能量脉冲的沖击波232,其将球囊526中的压力骤然提高 至所需的水平。在大多数点位上，内部球嚢526受到外部球嚢502 的支撑。然而，在内部球囊526与初生孔504接触的点位上，骤然 的压力增加造成内部^求囊526石皮裂，/人而由初生孔产生实际的孔。 内部球嚢526的破裂造成其收缩至其初始未膨胀的直径。这种收缩
可选发生在大约0.03秒或更少的时间内。在本发明的一个典型的实
施例中，内部球囊526的破裂造成内容物穿过球嚢502的孔504而 喷出，如上文中所述。在本发明的一个典型的实施例中，内部球嚢526 可抵抗在15个大气压压力下，可选30个大气压、可选40个大气压、 可选50个大气压、可选60个大气压、可选68个大气压、可选75 个大气压、可选100个大气压或中间或更小或更大的压力下的破裂。 可选的是，外部球嚢502不会在这些压力下破裂。可选的是，高压 通过新近未掩蔽的孔504的骤然释放产生了 60米/秒或更高的液体 喷射速度。
在本发明的一个典型的实施例中(图5E)，内部球嚢526在没有 应用能量脉冲的条件下破裂。本领域中的普通技术人员应该能够构 造内部球嚢526和外部球嚢502,使得内部球嚢526适合于以所需的 膨胀直径和/或体积在外部球囊502中爆裂。构造因素包括用于构造 球嚢526和502懂得材料的杨氏模量、抗拉强度和厚度。除了没有 采用能量脉冲以外，这个实施例的操作类似于上面图5E的上下文中 所述的实施例。根据这个实施例，球嚢526的膨胀使其在球嚢502 中扩张，通过其密封而将孔504转变成初生孔。在预定的直径或体 积下，球嚢526爆裂，而球嚢502不爆裂。球嚢526的这种爆裂使 球嚢502中的孔504棵露出来。球嚢526的液体内容物离开孔504。
图5F显示了一种球嚢设计的典型变体540，其允许内部球嚢526 通过新近未掩蔽的孔504而与材料的喷出独立地破裂。在所示的实 施例中，内部球嚢526的一部分远离外部球嚢502而伸长至一个或 多个连接点233上。连接点233可选是通常包含在传统的血管成形 术球嚢中的射线透不过的类型标记。伸长使内部球嚢526的一部分 接近光纤230的远端附近。可选的是，从光纤230的远端应用局部 化的沖击波232,并使内部球嚢526破裂。作为备选或作为附加，光 纤230加热不透射线的标记233,其使内部球囊526熔融或燃烧，并 造成其破裂。在本发明的一个典型的实施例中，纤维230的远端与
内部球嚢526接触或位于短距离处(例如0.2至lmm)。光纤230的远 端的位置靠近环233。环233可以是不透射线的标记(例如金或金合 金)或约束带或内部球嚢526本身中的某些扩大部分。由光纤230远 端输送的以便撕裂拉伸环区域中的内部球嚢526的能量可选为0.5焦 耳，可选l焦耳，可选2焦耳，可选3焦耳或更高。
在本发明的一个典型的实施例中，光纤230的远端输送3焦耳， 可选更多的第二能量脉冲，以便从孔504中向外喷出材料。可选的 是，光纤230的远端所输送的能量脉沖持续大约200-300微秒。可选 的是，应用两次能量爆裂，这两次能量爆裂由大约0.02至0.1秒的 间歇间隔开。
作为备选或作为附加，光纤230的远端物理地使内部球嚢526 破裂(例如通过刺破或撕开)。内部球嚢526的破裂造成其如上面相对 于图5F所述收缩，并允许球囊的内容物开始通过外部球嚢502中的 新近未掩蔽的孔504而离开。在这个阶段，内容物的离开速度由球 嚢526破裂时其内部压力确定。
根据图5F中所显示的本发明的一个典型的实施例，无论由于能 量脉沖，还是不透射线部件233的加热或物理接触所引起的内部球 嚢526的破裂，都发生在主能量脉沖232之前。在内部球嚢526破 裂之后，主能量脉沖232提供了高压沖击波，其如上所述通过新近 未掩蔽的孔5Q4而向外喷射球嚢502的内容物。主能量脉冲232可 选地由光纤230提供。
在本发明的一个附加的典型实施例中(图5F),通过由感光材料构 造内部球嚢526而促进内部球嚢526的破裂。根据本发明的这个实 施例，积累的曝光弱化了球嚢526。可选的是，通过光纤230输送光 能232，并弱化内部球嚢526。可选的是，光能232由第一波长表征 特征。在本发明的一个典型的实施例中，主能量脉冲232(可选地由 第二波长表征特征)造成弱化的球嚢526破裂，并容许如上所述通过 孔504高速喷出内容物。图5F显示了一种球囊设计的典型变体540,其中内部^t嚢526 的破裂材料直接通过新近未掩蔽的孔504而喷出。所示实施例可在 没有激光器的条件下操作。在所示的实施例中，带直径(D)的环530 约束内部球嚢526。随着内部球嚢526膨胀，其伸长而远离外部球嚢 502。内部球嚢526爆裂的临界膨胀压力随着D和/或球嚢526的厚 度和/或构造球嚢526的材料和/或接触3求嚢526的环530部分的顺应 性而变化。在本发明的一个典型的实施例中，D的增加造成内部球 嚢526爆裂的临界膨胀压力增加。内部球嚢526的膨胀可选地通过 腔管503中的孔505来实现。在本发明的一个典型的实施例中，内 部球嚢526爆裂的临界的膨胀压力为10，可选12，可选14，可选16， 可选18，可选20个大气压或更小或更大或中间值。如上面所述的实 施例中，内部球囊526的破裂将初生孑L 504转化成实际的孔。材料 向外流过这些孔，并被注射到周围组织中。
球嚢填充
虽然在本发明的一个典型的实施例中，使用腔管402填充球嚢， 但是可选的是，至少没有通过腔管来提供注射的材料，例如，以防 止其凝结和/或减小浪费。在本发明的一个典型的实施例中，经由球 嚢内的单向阀注射到球嚢内，例如，通过在其顶端处的橡胶塞进行注射。
在本发明的一个典型的实施例中，材料提供为球嚢的内侧上的 层。可选的是，提供一种两层球嚢，有待喷出的材料设于层之间， 并且仅在外层内提供孔。
可选的是，提供了外层，它设置成为能够安装在现有球嚢设计 上的帽状物，例如，附着在球嚢和/或导管的基底上。
在本发明的一个典型的实施例中，两个球嚢一前一后地设于导 管上， 一个球囊(例如远侧的球嚢)为PTCA球嚢，并且第二个球囊(例 如近侧的球嚢)为材料注射球囊。可选的是，为每个球嚢提供不同的 腔管。这可选地允许较低的压力和/或更多结构化的球嚢用于材料插入。
注射模式
注射材料的实际;漠式可以改变。在本发明的一些实施例中，将 系统制造为具有希望的模式。作为备选或作为附加，可以例如使用
控制器427或其它装置，例如通过在过程期间改变球囊压力或通过 改变激光的脉沖，由此修改压力波/冲击波的形状来控制模式。
在本发明的一个典型的实施例中，基于一个或多个下列因素决 定注射的才莫式
(a) 血管的类型和/或壁的特性，诸如厚度；
(b) 脉管膨胀的阻力(例如，至盐水源412的反馈)
(c) 斑块的类型；
(d) 有待治疗处理的区域在处理之前或处理期间的X射线图像；
(e) 可能由于所注射的材料的溢出而受损或受到其它影响的附近 的结构；
(f) 对于血管所期望的机械修改的类型；
(g) 之前错过(未经过治疗或处理的)区域；和/或
(h) 支架的长度对受损区域的长度。
这些可用于例如决定病变所需要的结构支撑和/或药物治疗处理 和/或其它处理的类型。
在本发明的一个典型的实施例中，通过功率和/或压力脉冲的持 续时间和/或其增加速率控制穿入的深度。可选的是，控制穿入深度 例如以确保处理脉管壁的全部希望的层和/或处理斑块和/或控制经过 脉管壁的过度穿入。
可选的是，通过改变孔相对于球嚢的角度而修改穿入的方向(例 如，不是如图所示垂直的)
在本发明的一个典型的实施例中，通过一个或多个不均匀分配 的孔和/或不均匀的孔的尺寸来控制材料注射的均匀性，使得每单位 面积的巻流的材料的总量相等，例如，考虑球嚢内部的不均匀的压力型面。可选的是，对于例如具有与水不同的压缩性和/或声速的新 材料，通过用不同的孔尺寸实验以确定爆炸对通过不同的孔传送的 效果来计算孔的尺寸。可选的是，与套件一起提供的指示可解释对 于何种材料和/或病变使用何种孔尺寸和/或压力型面。
在本发明的一个典型的实施例中，孔尺寸和/或数量使得在其它 孔辦破并且开始喷出材料之前，从首先开始喷出材料的孔没有显著 的压力损失。可选的是，在压力下通过腔管提供附加的材料以维持 ^求嚢内的压力。
在某些情况中，需要不均匀的注射。可选的是，不均匀性补偿 支架设计，例如，在所处理的区域的端部和/或经过支架位置和/或在 支架(或支架支撑物)较弱的点注射附加的材料。在本发明的 一个典型 的实施例中，在支撑物较少的支架支柱之间提供注射。
在本发明的 一个典型的实施例中，对于斑块和脉管壁和/或不同 的斑块类型注射不同的材料和/或不同量的材料。可选的是，球嚢包 括在X射线图像上指示球囊旋转的不透射线的标记。可选的是，不 同的球嚢用于在不同的方向提供材料的凸起。作为备选，可以替换 球囊的填充物。可选的是，相同球嚢用于相对于所处理区域的多个 轴向和/或旋转的位置，在一些位置，以增加相对于其它位置的材料 注射的方式激活球嚢。可选的是，对于脉管内具有斑块的位置，在 斑块处提供凝固材料层。可选的是，在球嚢壁和脉管壁之间挤压材 料(例如，使用低压力和可选地减小球囊膨胀压力)，使得材料可以渗 入脉管壁内的裂缝和/或其它损伤和/或那里的斑块中。可选的是，在 已知的斑块位置应用此过程。
在本发明的一个典型的实施例中，在过程之前或期间诊断要治 疗处理的病变。根据该诊断，选择所需要的材料分布的模式，并且 可选地通过选择具有适合的孔的球嚢和/或球嚢帽来实现。
在本发明的 一个典型的实施例中，孑L以规则的栅格样式或任何 适合制造的样式进行设置。可选的是，使用螺旋状的样式。
可选的是，孔尺寸和/或分布和/或压力冲击源设置为对应已知的 或预期的斑块构造。例如，由于许多脉管的斑块病变形式为在中间 比靠近端部厚，所以可以制造在靠近中间的位置更加有力和/或以更 大的量喷出材料的球嚢。在特殊的情况中，基于对要治疗处理的病 变的诊断，使用例如在一端喷出更多材料的其它球嚢。
在一个实施例中，孔仅设于嚢的一个片断上(轴向和/或径向)。 可选的是，这用于局部的阻塞或用于选择性的注射，诸如在脉管的 一侧需要附加的注射或在脉管的不同侧需要减小的注射。
在本发明的一个典型的实施例中，结构材料的喷出(可选地分段 限制的)用于将移植物或补片连接到血管上。在本发明的一个典型的 实施例中，要连接的移植物或补片设于球嚢上，并且球嚢的膨胀将 补片/移植物定位在适当的位置。结构化或生物活性的材料的喷出， 例如串起补片和脉管的巻流或经过补片并且聚集在补片和脉管之间 的材料用于将补片固定到脉管上。可选的是， 一个或多个孔预先形 成于补片或移植物内，并且与^求嚢的孔对准，以帮助经过补片提供 材料。可选的是，球嚢包括一个或多个其上面的针，移植物可以接 合在这些针上，并且可选地通过这些针提供材料。
在另 一个实施例中，具有形成于其侧面内的开口的上部管(没有 示出)可选地设于球嚢上，使得^5l能够通过与开口对准的孔进行注射。 可选的是，上部管是柔韧的和/或褶状的，并且强度足够以抵抗喷出 压力。可选的是， 一旦通过球嚢使脉管内的变窄部扩张，就提供此 上部管。
在本发明的一个典型的实施例中，通过一个或多个以下因素控
制注射的材料量
(a) 脉冲持续时间(例如，激光或压力源的脉沖)；
(b) 脉沖波形(例如，方形、三角形或窦状)；。
(c) 脉冲的数量；
(d) 脉冲之间的延迟；(e) 接触压力；
(f) 脉沖内的能量；和/或
Cg)上述的结合，例如，同^^系列的长脉冲相比的长系列的短脉沖。
在本发明的一个典型的实施例中，选择所提供的能量的量和空 间和/或时间密度以不损害血管。例如，发现在某些情况中，3.5焦耳 脉沖对于冠状脉管过强，并且注射的材料将通过并且经过壁。例如， 已经发现施加到100个30-50微米直径的孔的长度为300微秒的0.15 焦耳脉沖不能刺穿冠状脉管并且也不能利用注射的材料穿入壁。虽 然这些数量可能取决于不同的因素，但是在本发明的一个典型的实 施例中，这样的脉冲方案内的能量较大，例如0.5或1焦耳或可能2 焦耳或3焦耳或中间的值。如果孔的数量改变或脉沖长度变化，可 能需要以适当的方式改变能量。在希望经过冠状脉管壁的情况中， 可以使用更大的能量，例如，4焦耳、5焦耳、7焦耳、10焦耳或更 多。
在本发明的一个典型的实施例中，可以可选地和/或选择地使用 两个传送机构中的一个或全部，压力沖击波机构，其中，球嚢内部 压力的尖锐的增加导致球嚢填充物的 一部分通过孔离开，和流体诱 发的激光激波传送方法，其中，在某点高速加热流体产生泡沫气体， 其导致通过力将材料喷出。
在本发明的一个典型的实施例中，在压力类型的系统中，控制 通过外部活塞施加的冲程和压力，冲程长度控制喷出的材料的量和 力，并且沖程的包络线控制穿入深度。
可选的是，可以手动地或自动地设定冲程长度，例如，通过移 动停止器。
在本发明的一个典型的实施例中，在沖击波(激光水蚀)系统中， 通过修改每个脉沖的能量、脉沖持续时间、和脉沖的数量中的一个 或多个可控制穿入的体积和深度。
在本发明的一些实施例中，使用全部两种^^式，例如，利用压 力机构的较大体积效果，和冲击效果的较小体积但是较高注射速度。 作为备选方案的产生冲击的方法
在本发明的 一个典型的实施例中，球嚢内部的压力的突然增加 和/或沖击波的产生是通过与上述不同的机构产生的。这样的压力/沖 击波还可以用于其它目的，诸如材料的表面渗入。
在本发明的一个典型的实施例中，取代激光源的是，使用电火 花方法，其在高电压下在两个导体之间产生火花，导致爆炸和相关 的冲击波/压力波。虽然可以通过电线沿导管提供能量，可选的是， 使用通过身体外部的磁场感应的涡电流提供能量。
在本发明的一个典型的实施例中，具有压缩的弹簧(或其它机械 元件)的膜嚢用作沖击源。在本发明的一个典型的实施例中，当通过 激光和/或电加热膜囊时，存储在弹簧内的势能变为动能，导致膜嚢 的快速撕破或扩张和相关的波。可选的是，能量提前存储在弹簧内， 例如，在制造时。可选的是，膜嚢为两个部分并且加热仅允许它们 相对运动，但是没有流体进入膜嚢。
可选的是，这样的膜嚢包括爆炸或气体形成元件，诸如叠氮化 银灯，当被触发时，产生扩张膜嚢并且增加球嚢内的压力的气体。
图6B显示了导管头620,其中，球嚢622包括目标624，例如， 通过强度大的线(没有在图中示出，例如由耐电材料、热敏材料和/或 激光吸收材料形成)弯曲成曲线的形状的片簧624。当加热线时，线 被撕破，并且片簧跳变到通过参考626指示的形状，从而导致沖击 波/压力波。
在本发明的一个备选的典型实施例中，目标624为直径400微 米、厚度590微米和曲率半径200微米的圓盘(或正方形)。将能量施 加到盘上将导致扭曲，盘内的突然的大变动的形状变化达到顶点， 该改变将释放一些由激光(或其它源)所提供的能量，并且导致冲击/压 力效果。可选的是，能量经由机构以高于损失的速率进行供应，诸如热量。
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢和/或导管用作弹性的能 量存储元件。在本发明的一个典型的实施例中，增加作用在导管上 的压力直到孔撕破并且流体从^^嚢沖出。可选的是，靠近球嚢的导 管部分和/或球嚢和/或球嚢内的气体填充嚢用作靠近流体注射的存储 区域，使得压力损失减小。
在本发明的一个典型的实施例中，小的球嚢或袋封装光纤(在激 光实施例中)的顶端，并且加热此小的球嚢内的材料将产生预期的沖 击。
需要注意，在数个上述机构中，在球囊内的压力变化导致材料 注射的同时，球嚢内部的材料体积的实际改变极小或为零，使得实 际注射的材料的量较小。重复的脉沖可以增加总的输出体积。在脉 冲之间，流体压力的结束可以用于维持球嚢膨胀。
图6C显示、了系统设计640,其中，球嚢642可以自身没有孔， 但是在球嚢642外部提供一个或多个管644和646，并且其中包括用 于材料注射的孔648。管644和646可以彼此连接到一起和/或设置 成不同于图中所示的状态，例如，螺旋形地环绕球囊642。可选的是， 球囊642用于确保孔648和周围血管之间的接触。可选的是，经由 管644和648提供压力脉沖以注射材料。可选的是，在每个臂内提 供光纤以为臂产生局部冲击。可选的是，管644和648是可压缩的， 并且通过球嚢642例如使用上述方法提供压力脉冲，由此压力波行 进通过球嚢642的壁并且进入管644和648。可选的是，球嚢642用 于有节奏地挤压管，并且从而将材料泵送出孔648。可选地在侧管644 和646中提供单向阀(未显示)以防止管内的回流。
可选的是，这样的外部管用于治疗前列腺，其中通常可以使用 直径较大的导管。
图6D示意性地显示了用于在球囊652内形成压力冲击的气体驱 动的两级系统650。气体压力源，例如带可选的压力控制器668的压
缩气缸670，其选择性地通过阀门664进行释放，其用于为盒666装 料。 一旦释放，就推进使柱塞660运动的第一活塞662。柱塞660推 进可选地具有^^阻抗的液压用流体658，使其通过一些或全部导管而 到达球嚢652。球嚢652的填充物654(其可以为高粘性的)可选地通 过第二柱塞656而与液压用流体分开。可选的是，流体658的緩慢 推进使球囊膨胀，并且快速推进导致喷出材料的沖击。液压用流体 可以是在制造期间填充的封闭系统。
图6E示意性地显示了不同的系统672,其中球嚢的填充物674 代替液压用流体658使用。填充物674可以例如在制造时提前提供。 可选地通过注射到球嚢内而提供任何附加的药物。
图6F示意性地显示了系统676，其中，两个膜囊678被拉开， 并从而导致压力波。在本发明的一个典型的实施例中，压力经由腔 管680提供至膜嚢。膜嚢678提供为两个部分682和684，它们通过 滑动密封件联结，并且通过一个或多个张力元件686例如导线而保 持在一起。当压力增加时，导线上的张力增加，直到它们失效，释 放膜嚢部分。可选的是，通过计算导线的失效点和膜嚢的截面积可 确定通过膜嚢施加的压力。
图6G显示了系统688，其中，将导线690向后拉以在球嚢692 内输送压力冲击。在本发明的一个典型的实施例中，柱塞694连接 在导线690的远端上，并配合在球嚢692的内部，使得回拉将迫使 流体在柱塞694之前运动。可选的是，导管具有刚体696(例如，用 于前列腺使用)。作为备选，可使用编织体或其它设计来阻碍轴向压 缩时的扭折。可选的是，球嚢的膨胀用于减小或防止球嚢在将导线 回拉期间的运动(或诸如在其它实施例中施加的其它力)。
图6H显示了系统700，其中，膜嚢704设于球嚢702内部，并 且弹簧706定位成选择性地扩张膜嚢704。然而，诸如导线的张力元 件708可防止这样的延伸。当释放或切割导线708时，弹簧能够扩 张膜嚢并且形成压力脉冲。可选的是，导线708于点710处连接到
膜嚢704上，其可选择地释放。在一个示例中，在电场应用于导线 708(或光脉沖应用于光纤张力元件上)时，点710燃烧或熔融。可选 的是，导线708也于点712连接到膜嚢704上，使得导线708内的 张力主要作用于点710和712之间和球嚢元件内部，并且不沿着整 个导管。
在此实施例和其它实施例中，可用有待注射的材料预先填充球
图7为显示了在不同条件下染料穿入牛主动脉的深度的图表。 该注射系统是一种气体驱动系统，其将高达68个大气压的压力应用 于活塞上，活塞连接在直径为4mm且长度为250mm的管上。管连 接到直径为9.6毫米并且具有120个直径为50微米，且孔间距为大 约2毫米的径向孔的中空的管区段上。该系统提供因数为8的压力 放大。
在该图表中，实线表示对于0.3毫升团块，取决于所施加的压力 的以毫米表示的穿入深度。大的虚线用于0.184cc的情况，并且小的 虚线用于0.2446cc。如图可见，增加压力将提高穿透深度。团块的尺 寸看起来也会增加穿入深度。图表上的每个点为数次(例如，4次)实 验的平均值。主动脉可能以低于2个大气压的接触压力而牢固地连 接到喷出孔上。
图8为显示了对于68个大气压的脉沖在中空的管区段内测量的 峰值压力作为时间的函数的图(例如，在输送期间放大因数8)。
当全部材料从中空的管中喷出时，脉冲结束。喷射的平均速度 估计为60米/秒。相信穿入深度受到平均速度和峰值速度中的一个或 全部的影响。在本发明的一个典型的实施例中，可实现其它平均和/ 或峰值速度，例如，10米/秒、40米/秒、100米/秒、200米/秒、300 米/秒或更小的、中间的或更大的速度。如果施加足够大的压力，能 够实现非常高的峰值速度，例如，1000米/秒、1500米/秒或更快， 诸如在组织内的音速以上(例如，使用沖击波)。
另外的应用
上述系统和方法可以适用于例如冠状脉管和脑血管。 可选地具有一些变量(例如，球嚢直径和/或柔性，注射的材料的 体积)的系统和/或方法可以适用于身体内的其它管状器官，例如，胆 嚢输送管、尿道、输尿管、食道、肺内的空气通路，诸如支气管和 各种的周边血管。应该注意，在这些实施例的一些实施例中，上面
管内的情况下进行处理。
以下详细提供了说明性的示例，以论证本发明的范围和适应性。 这些示例不应该被认为会单独或共同地限制了本发明。
心房纤维性颤动的治疗
在本发明的一个典型的实施例中，(图9A)根据本发明的球嚢212 通过贲门耳廓900而展开到脉管200,可选肺静脉中，以治疗心房纤 雄性颤动。在本发明的一个典型的实施例中，细胞毒素类物质沿径 向或沿着横过轴向的方向向外地从球嚢212(箭头)喷出，以接触肺静 脉200的衬细胞。可选的是，细胞毒素类物质造成水蚀，和/或减少 代谢活动，和/或改变了肺静脉衬细胞的电特性。水蚀后的组织阻挡 电信号的传输，例如造成心房纤维性颤动的电信号。在本发明的一 个典型的实施例中，醇例如乙醇，用作细胞毒素剂。穿过球嚢的流 量可选地用于容许不间断的血流穿过肺静脉200。
本发明的各种心房纤维性颤动实施例利用不同构造的球嚢。例 如，可采用有助于肺静脉中对准球嚢的球嚢形状(图9A和/或9B)。 可选的是，球囊将具有"流通"设计，使得血流不间断。在某些典型的 实施例中，组织注射相对于球嚢是径向的(图9A)。在某些典型的实 施例中，注射相对于球嚢具有轴向分量，但在肺部脉管200周围的 组织表面上，以环状;f莫式进行注射(图9B)。
在消化道中的使用
细胞毒素类物质如上所述输送至肠内的选定区域，其可用于暂时或永久地阻止食物的消化。为了永久地阻止食物的消化，细胞毒 素类物质输送至肠内的数量必须足以杀死负责补充肠体腔衬细胞的 原始细胞。在本发明的一个典型的实施例中，这种技术在肥胖治疗 中提供了一种对肠切除术的备选方法。作为备选或作为附加，利用 只造成临时的消化阻止的药剂，其可用作筛选肥胖病人的方法，以 识别可能受益于肠切除术的那些病人。
作为备选或作为附加，根据本发明的球嚢可用于将细胞毒素类 和/或化学治疗剂输送到定位在消化道中的肿瘤上。肺瘤可定位在， 例如消化器官如胃、小肠或大肠的内表面上。作为备选或作为附加， 胰腺肿瘤可通过将根据本发明的球嚢穿过肠管，通过胆嚢而部署至 胰腺上进行治疗。用于消化道的球嚢可根据其预期功能而具有不同 的物理结构。例如，输送细胞毒素物质至肠内，以阻碍消化的球嚢， 其利用径向和轴向沿着球嚢而间隔开的孔，球嚢具有与有待处理的 肠的长度相对应的长度。作为备选或作为附加，将细胞毒素类物质 输送至定位在肠壁上的肿瘤处的球囊，其具有沿着球嚢一侧而定位 的孔，球嚢定位在有待治疗的肿瘤附近。
泌尿管的治疗
在本发明的一个典型的实施例中，利用根据本发明的球嚢可治 疗膀胱内表面上的肿瘤或肿瘤群。根据本发明直接将材料注射到肿 瘤中的治疗，其容许输送比通常利用之前可用的备选方案(例如利用 化学治疗剂"沖洗"膀胱)所获得的化学治疗剂更高浓度的化学治疗 剂。作为备选或作为附加，根据本发明直接喷射材料至肿瘤将减少 该治疗对膀胱内衬的非肿瘤细胞的细胞毒素作用和/或全身组织性的 细胞毒素作用。
图9C显示了根据本发明的球嚢212,其通过膀胱910的腔管进 行部署。可选的是，提供摄像头920以允许球嚢212定位在膀胱腔 管的内壁上生长的肿瘤915附近。对于定位，球嚢212的膨胀并不 是必需的。在本发明的一个典型的实施例中，从球囊212(箭头)中向
外喷出细胞毒素剂，并注射到肿瘤915中。细胞毒素剂可选为化学
治疗剂例如，卡介菌。如图所示，注射可选为轴向的。根据本发明
的球囊的使用允许将高浓度的治疗剂直接应用于肿瘤915上。作为 备选或作为附加，利用球嚢的直接喷射限制了所应用的药剂在膀胱 910的全部容积中的散布。高浓度可以为例如，每毫克目标组织1、 可选10、可选25、可选50、可选75、可选100纳克或更小或中间 或更大的值。
在本发明的一个典型的实施例中，带有包含注射口的大表面的 球嚢212(如图9B中所示)可将化学治疗剂输送到大的区域上。这种 典型的配置可用于例如轴向注射到膀胱900的内壁表面中。在所示 的实施例中，肿瘤(未显示)在输尿管200周围分组。可选的是，球囊 212的一部分突入到输尿管200中，以便使球嚢恰当地定位。可选的 是，这消除了对帮助定位的摄像头的需求。
其它腔管中的肿瘤的治疗
结合图9C所述的方法论通常适用于其它身体腔管处的癌症。在 本发明的一个典型的实施例中，将球囊212部署在任何身体腔管中， 以便从肿瘤外部输送治疗剂至肿瘤处。
本发明在例如口、鼻、咽、肺、食管、胃、肠、结肠、胰腺、 直肠、子宫颈、子宫和前列腺癌的治疗中具有临床应用。可选的是， 球嚢212可安装在内窥镜上，例如结肠纤维内窥镜，以有助于将其 引导至预定位置。
肿瘤内化学治疗
在本发明的一个附加的典型实施例中，将球嚢212引导至胂瘤 中的某个位置，以便将治疗剂输送至肿瘤中。可选的是，这种引导 通过血管。可选的是，引导球嚢穿过膜嚢壁。在本发明的一个典型 的实施例中，导线顶端和/或导管在膜嚢壁上制成孔，并引导根据本 发明的球囊穿过该孔。在癌症治疗的上下文中，治疗剂可以为例如， 化学治疗剂、硬化剂、基因治疗剂、抗血管增生剂、抗体或任何被
视为在肿瘤治疗中有效的其它药剂。在本发明的一个典型的实施例
中，釆用球囊212将治疗剂输送至内部器官的表面或内部的肿瘤中。
在本发明的一个典型的实施例中，通过专门为便于插入球嚢的 而创造的通道可将根据本发明的球嚢直接插入到紳瘤中。通过例如 插入导线、插管或探针可创造出该通道。
皮肤病的应用场合
在本发明的一个典型的实施例中，可采用球囊212将治疗剂皮 内输送至相对较大的皮肤表面的细胞中。对于这类应用，可将球嚢212 构造成具有基本平坦的或轻微弯曲的方面(如图9B和/或9C中所示)， 使其在尺寸和/或形状上符合有待治疗的皮肤表面。可选的是，构造 用于皮肤病学应用的球嚢在有待定位在皮肤附近或接触皮肤的部分 将是硬实的或可弯曲的。在本发明的一个典型的实施例中，球囊填 充有在1个大气压范围内的压力下的治疗剂。可选地从球嚢中除去 空气。在本发明的一个典型的实施例中，治疗剂至皮肤中的输送通 过能量脉沖来驱动，其产生10、可选20、可选50、可选100、可选 150、可选200个大气压或更小或更大或中间的压力。
可选的是，这个实施例在皮肤病的局部治疗中有用，例如干癣、 皮炎或麻风、痤疮、癣、糠渗和带状疱疹。相关的治疗剂包括，但 不局限于皮质酮、骨化三醇、类固醇和包括一种或多种这些药剂的 组合。在本发明的一个典型的实施例中，球嚢输送皮质酮和至少一 种补充激素，可选类固醇激素。
与经皮注射相反，皮内注射依赖于少量所输送的药剂在相对较 大的皮肤表面上的分散或扩散，并且在某个速度下输送药剂，其将 药剂引入到皮肤中，但不经过皮肤。本发明避免对于局部应用或皮 下输送的需求。之前可用的无针注射装置通常提供了 100-500米/秒 的注射速度，其造成注射材料穿过皮肤。在本发明的一个典型的实 施例中，用于皮内治疗的注射速度在10-50米/秒、可选10-40米/秒、 可选10-25米/秒、可选10-15米/秒或更小或中间或更大值的范围内。这些较低的速度足以将液滴推入到皮肤中，而不会如同标准无 针注射器那样造成对真皮组织层的穿透。
透粘膜(transmucosal)的应用场合
在本发明的一个典型的实施例中，采用根据本发明的球嚢将药 物穿过粘膜注射到下层细胞中。大多数皮肤表面并不粘膜层覆盖， 除非其位于体腔(例如口腔)中。可选的是，穿过粘膜的药物注射容许 对粘膜层所覆盖任何细胞层进行治疗。粘膜层包括例如，消化道、 泌尿生殖管、口腔、鼻孔、口腔和鼻窦。
粘膜层的存在保护了下层细胞。之前可用的备选方案通常容许 将治疗剂输送到粘膜层之上，但不穿过粘膜层。因为粘膜层通常具 备高的翻转速度和/或高的非特定的结合力特征，所以利用之前技术 将治疗剂输送至粘膜层之上时常有效地减少了输送到所需目标上的 药剂数量。作为备选或作为附加，粘膜分泌物被频繁地重新吸收到 身体(例如鼻窦中分泌的翁液可能滴入到口中，接着在口中将其吞咽
和消化)。这种重吸收可能导致粘膜输送药物的非预期的全身组织性 的副作用。出于至少这些原因，用于将治疗剂局部输送至粘膜层所 覆盖的组织中的当前技术方案，其特征为较低的效率和/或大的全身 组织性的副作用的影响。
在本发明的一个典型的实施例中，将根据本发明的球嚢插入到 至少一个鼻孔中。可选的是，膨胀造成球嚢顺应至少鼻孔和/或鼻窦 的一部分。治疗物质的输送可例如，改善或减轻鼻炎的症状(例如变 应性鼻炎或由传染引起的鼻炎)和/或鼻窦炎和/或上呼吸道传染。
这种情况下的有效的治疗剂包括，但不局限于抗组胺、解充血 药、类固醇和抗生素。作为备选或作为附加，可采用硬化剂。硬化 剂可通过使下鼻甲骨和/或其它肥大鼻组织收缩而起作用。可选的是， 肥大组织的收缩减轻了鼻塞。之前用于鼻和/或鼻窦的可用的局部输 送装置在较低的压力下输送治疗剂(例如切除卵巢瓶、剂量呼吸器和 蒸发器)。低压输送通常不会造成输送的药剂穿过粘膜而进行到下层
细胞中。由于高的黏液翻转率，尤其在急性鼻炎中，所以利用这些 输送方法，许多活性成分不会被目标细胞所吸收。
之前可用的综合治疗模式需要大量药物达到有效的局部(例如鼻 内)浓度。用于综合治疗所需要的大量的药物时常造成不合适宜的全 身性的副作用。
可选的是，可采用导管来引导球囊212深深地进入到体腔内衬
粘膜中。这可能在例如，慢性感染的鼻窦炎或子宫炎和/或传染病和/ 或肺瘤的治疗中是有用的。
在本发明的一个附加的典型实施例中，将球嚢插入到胃或十二 指肠以治疗胃或十二指肠溃疡。这种情况下的有效的治疗剂包括， 但不局限于酸还原剂和抗生素。在本发明的 一 个附加的典型实施例 中，将球嚢插入到肠中，以治疗炎性肠病(例如溃疡性结肠炎或克罗 丁)。这种情况下的有效的治疗剂包括，但不局限于消炎药(例如类固
醇和/或非类固醇消炎药物[NS AIDS])和免疫力抑制药物。 口腔治疗
在本发明的一个典型的实施例中，釆用根据本发明的球嚢将治 疗剂输送到软腭中。可选的是，这种治疗剂在减少打鼾和/或阻塞性 睡眠呼吸暂停中有效。可选的是，这种治疗剂是硬化剂。硬化剂可 通过引起纤维化而提高结締组织的例如胶骨硬蛋白质的成形。可选 的是，实现软腭的加强。注射可应用于表面上或通过引入导管而进 行。
在本发明的一个典型的实施例中，球囊212将治疗剂输送至扁 桃腺和/或腺状肿大部位。可选的是，这种治疗剂用于减少肿胀，和/ 或具有抗菌素特性。可选的是，这种治疗剂是硬化剂。在本发明的 一个典型的实施例中，利用球嚢212的治疗排除了对外科手术操作 的需求。
在本发明的一个典型的实施例中，根据本发明的球嚢将治疗剂 注射到扁桃腺和/或腺状肿大部位和/或软腭和/或下鼻甲骨中。这种情
况下的相关的治疗剂包括胶、石更化剂、抗组胺、解充血药、皮质激 素类和抗生素在本发明的 一 个典型的实施例中，治疗剂包括使组织 更为增强的胶。可选的是，由治疗剂引起的增强和/或收缩减少了振 动。可选的是，振动衰减改善了打鼾症状。 疤痕治疗
在本发明的一个典型的实施例中，球嚢212输送减轻疤痕的治 疗剂。可选的是，有待治疗的疤痕是由于肉芽和/或肿瘤生长而引起 的。可选的是，可承担气管和/或食道中的疤痕组织的治疗。可选的 是，这种治疗剂包括改善疤痕的药物。可选的是，疤痕改善药物包 括类固醇激素和/或mithomycin C和/或抗体抑制剂药物。在本发明的 一个典型的实施例中，实现了气管狭窄或消化道狭窄的治疗。可选 的是，得以改善和/或减轻嚢肿性纤维化和/或自体免疫病的症状，例 如重症肌无力和或曱状腺机能亢进和/或风湿性关节炎和/或坏死性 血管炎和/或全身性狼疮红斑和/或肺纤维化硬皮病。在本发明的一个 典型的实施例中，将药物输送至疤痕周围的组织中和/或疤痕本身上。
基因治疗
在本发明的一个典型的实施例中，带注射口的球嚢输送包含微 粒和/或纳米颗粒的药物。可选的是，药物包含基因治疗试剂。在本 发明的一个典型的实施例中，J求嚢通过将核酸载体注射到目标组织 中而促进体细胞基因治疗。
其它考虑的方面
可选的是，该系统和方法用于仅将材料输送到球嚢的一侧。示 例性的应用包括喉、咽、声带、喉头和/或舌的底部。
可选的是，该系统和/或方法用于美容应用，例如用于通过将结 构材料注射到组织内而硬化组织，例如，使用插入皮下的导管(可选 地没有球嚢)。
在本发明的一个典型的实施例中，结构材料的注射用于加强吻 合区，例如，以帮助支撑被与吻合相关的操作和/或张力损害的脉管。
可选的是，结构材料的注射不防止所治疗处理的脉管的直径的更进 一步的生长。例如，当处理的月永管为可以生长(例如，响应附加的要 求)的小脉管或当治疗儿童时，这可以是有用的。可选的是，直径的 变化允许脉管响应脉冲波和/或血压变化。
以下PCT出版物描述了用于吻合术和孔闭合术的方法，其发明 公开通过引用而结合在本文中，所述吻合术和孔闭合术可与材料注 射到处理区域一起使用，以减少所使用的连接器的体积或结构上稳 定病变组织WO99/62408, W099/62415, WO00/56226, WO00/56223, WO00/56227, WO00/56228, WO01/4162, WO01/41624, WO01/70091, WO01/70118 , WO01/70119 ，WO01/70090 ，WO02/47561 , WO02/30172 ， WO02/47532 ， WO02/074188 ， WO03/026475 , WO2004/028377, WO2004/028380， WO2004/028376 , WO2005/027750， WO2004/028378， WO2004/043216 , WO2005/013836, WO2005/055801 。所有这些专利文献的发明公开通 过引用而结合在本文中。
在本发明的 一 个典型的实施例中，胶或其它结构材料的注射用 于辅助连接到血管的壁上。在一个示例中，将胶注射到壁内以进行 加强，使其可以用于连接吻合的连接器。在本发明的一个典型的实 施例中，处理钩化的主动脉，以防止材料在吻合或旁路过程期间破 裂。在本发明的一个典型的实施例中，注射用于将小的(例如，胶材 料的)钩子或短柱连接到壁上，在该短柱上可以连接补片或连接器或 其它脉管。可选的是，通过包括例如0.5-1毫米的偏移的孔形成短柱。 可选的是，通过使用针注射并且缓慢地拉回针而形成短柱。
在本发明的一个典型的实施例中，虽然描述了使用无针方法的 注射，但是可以使用基于针的方法，特别是对于诸如胶的结构材料。 可选的是，在球嚢的外部上提供多个针。作为备选或作为附加，在 管644和646上提供针。作为备选或作为附加，针设与球嚢上或球 嚢642内部的其它可扩张的结构上，并且随后，当展开时，针延伸
通过球嚢642(或其它球囊设计)的壁并且穿入附近的脉管壁。在本发
明的一个典型的实施例中，针的长度和/或直径为1毫米或更小，例
如，小于0.5毫米。可选的是，提供5、 10、 20或中间或更大数量的针。
在前列腺治疗的应用场合中，球嚢(例如，642)可选地制造为更 加或完全地刚性的，例如，为金属球嚢。这对于前列腺治疗可能是 有用的。'可选的是，刚性的球嚢不扩张，并且更适合称作中空的元 件。作为备选，球嚢扩张但是非顺应性的。
虽然上述实施例集中在材料的径向喷出，可选的是，提供轴向 喷出。在本发明的一个典型的实施例中，用于向前注射材料的球嚢 将喷射口保持在稳定的方向上，并且可帮助防止目标误认和/或由于 第三运动定律而引起的喷射口运动。可选的是，向前喷射通过例如， 辅助将材料分配到血栓内而用于帮助溶解血栓。
球嚢的物理构造
上面的细节描述集中在体内处理，尤其血管，并且该焦点引出 用语"管"以及其它几何形状的使用，其^皮描述和用于概括。然而，这 里所述的方法和/或设备适用于其它组织的处理和/或体外处理，因此 本发明的各种实施例包括适合于预期用途的物理构造。
在本发明的一个典型的实施例中，使用的球嚢将具有非管状的 几何形状。可选的是，根据本发明的球嚢将由至少一个直边表征特 征。可选的是，根据本发明的球嚢将以采用多边形固体的形式例如， 圓柱、圓锥、棱锥或立方形。
在本发明的一个典型的实施例中，管不需要具有全体，也不需 要具有圓形的^黄截面。作为备选或作为附加，球嚢212可选地加工 成如此形式，使其当膨胀时形成内流通通道。流通通道可通过例如 将球嚢212加工成环形或空心圆柱体形式而创造出来。这种设计可 能是有利的，例如，当处理较大的血管，例如大动脉或颈动脉时。 当球嚢在血管中膨胀时，流通通道可防止局部贫血。
可选的是，根据本发明的^^嚢可进行尺寸加工，以用于特定的
应用。例如，用于冠状脉管应用的球嚢可具有2至3.5mm的直径和 10至25mm的长度。意图用于部署在前列腺中的球囊可能相当地大， 例如直径为6至llmm，且长度为20至40mm。
作为备选或作为附加，对于某些脉管类型可能需要特殊的修改。 例如，主动脉较厚，而冠状脉管较薄，从而建议不同的喷射参数、 功率和/或球囊压力和尺寸。例如，主动脉可以为3毫米厚，而冠状 脉管可以小于1毫米厚。
提供的测量仅用作对于特定情况的示例性的测量。文中陈述的 确切的测量可以根据应用、脉管的类型(例如，动脉、静脉、异种移 植物、合成的移植物)、斑块的形状(例如，局部的、延长的、薄的、 厚的、外部改造的、易损坏的)和/或涉及的脉管的尺寸(例如，1毫米、 2毫米、3毫米、5毫米的主动^^尺寸)而变化。
应该理解，上述材料注射方法可以在许多方面变化，包括改 变步骤的顺序和使用的工具的类型。另外，已经描述了各种特征， 方法和装置的多重性。在一些实施例中主要描述了方法，然而，认 为适用于执行该方法的设备也在本发明的范围内。应该懂得，可以 不同的方式组合不同的特征。具体地说，不是上面特定的实施例中
的一些实施例的范围内。包括适用于执行例如单一或少数几个组织 处理的医疗设备组的外科手术套件也属于本发明的范围内。在一些 实施例中，将一个或多个通常无菌的上述设备与用法说明书和/或处 理材料的部分一起包装和/或销售，其描述了设备尺寸和/或设备应该 施加的情形和/或应该使用什么材料。关于控制器，在本发明的范围 内考虑不同的实现，包括硬件、固件软件、装载有适合的软件的计 算机和/或其上面具有适用于支持这里所描述的方法的软件的计算机 可读取的介质。其提供的段落标题意图辅助浏览，并且不应该被认
为将描述局限于这些标题。当在接下来的权利要求书中使用时，用 语"包含"、"包括"、"具有"和其变化形态的意思是"包括但 不限于"。
本领域中的技术人员应该懂得，本发明并不局限于迄今如上所 述的方面。相反，本发明的范围只受所附权利要求的限制。
权利要求
1.一种用于将治疗剂注射到目标组织中的方法，该方法包括(a)提供可扩张的部件；(b)将所述可扩张的部件定位在目标组织附近；(c)将治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压力；和(d)在可扩张的部件中产生多个小孔。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可扩张的部 件包括至少一个球嚢。
3. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(d)在(c)之后执行。
4. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(c)在(d)之后执行。
5. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所需压力为至少 15个大气压。
6. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所需压力足以促 使所述治疗剂以至少20米/秒的速度离开所述孔。
7. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述治疗剂通过 细胞内注射方式进入到目标组织中。
8. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标组织定 位在身体腔管中。
9. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔的至少一 部分相对于所述可扩张的部件沿着横过轴向的方向进行瞄准。
10. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔的至少 一部分相对于所述可扩张的部件沿径向瞄准。
11. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔的至少 一部分相对于所述可扩张的部件沿轴向瞄准。
12. 根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述身体腔管 是血管。
13. 根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，所迷治疗剂包括细胞毒素剂。
14. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述治疗剂包 括纤维化药剂。
15. 根据权利要求13所迷的方法，其特征在于，所述细胞毒素剂包括醇。
16. 根据权利要求15所逸的方法，其特征在于，所述醇包括乙醇。
17. 根据权利要求13所逸的方法，其特征在于，所述细胞毒素 剂进入到所述目标组织中会阻挡电信号穿过所述目标组织的传输。
18. 根据权利要求17所迷的方法，其特征在于，所述方法适用 于改善心房纤维性颤动。
19. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述治疗剂包 括化学治疗剂。
20. 根据权利要求1所迷的方法，其特征在于，所述目标组织 是肿瘤。
21. 根据权利要求20所迷的方法，其特征在于，所迷肿瘤位于 膀胱的内表面上。
22. —种用于减轻治疗剂^f非目标组织的毒性效应的方法，所 述方法包4舌(a) 提供可扩张的部件；(b) 将所述可扩张的部件定位目标组织附近；(c) 将 一 定量的治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压 力；和(d) 在可扩张的部件中产生多个小孔；其中，所述治疗剂的所述量足以对所述目标组织的细胞施加生 理效应，但不足以对位于离所述目标组织比选定距离更远距离处的 细胞施加生理效应。
23. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，所述可扩张的 部件包括至少一个球嚢。
24. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，(d)在(c)之后执行。
25. 根据权利要求22所述的方法，其特征在于，(c)在(d)之后执行。
26. 根据权利要求22所逸的方法，其特征在于，所述治疗剂通 过细胞内注射方式进入到目标组织中。
27. 根据权利要求22所逸的方法，其特征在于，所述定位利用 图像引导系统。
28. 根据权利要求27所迷的方法，其特征在于，所述定位利用 体内摄像头。
29. 根据权利要求22所逸的方法，其特征在于，所述目标组织 包括肺瘤。
30. 根据权利要求29所迷的方法，其特征在于，所述目标组织 包括位于膀胱中的肿瘤。
31. 根据权利要求22所逸的方法，其特征在于，所述目标组织 包括肺静脉的 一部分，其传导引起心房纤维性颤动的电信号。
32. 根据权利要求22所逸的方法，其特征在于，所述治疗剂以 每毫克组织至少1纳克的浓度进入到所述目标组织中。
33. 根据权利要求22所迷的方法，其特征在于，所述治疗剂包 括尺寸在1纳米至100微米范围内的颗粒。
34. 根据权利要求33所迷的方法，其特征在于，所述颗粒包括 至少一种金属。
35. 根据权利要求33所迷的方法，其特征在于，所述颗粒包括 至少一个核酸序列。
36. —种用于将治疗剂透粘膜地输送至体腔衬细胞中的方法， 所述方法包括(a)提供可扩张的部件； (b) 将所述可扩张的部件定位在体腔中；(c) 将治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压力；和(d) 在可扩张的部件中产生多个小孔；其中，所述压力足以推动所述治疗剂，而使所述治疗剂穿过粘 膜层而进入所述粘膜层下面的细胞中。
37. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述可扩张的 部件包括至少一个球嚢。
38. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(d)在(c)之后执行。
39. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，(c)在(d)之后执行。
40. 根据权利要求36所迷的方法，其特征在于，所述体腔包括 鼻孔。
41. 根据权利要求36所迷的方法，其特征在于，所述体腔包括 鼻窦。
42. 根据权利要求36所述的方法，其特征在于，所述体腔包括 泌尿生殖管的一部分。
43. 根据权利要求36所迷的方法，其特征在于，所述体腔包括 消化道的一部分。
44. 根据权利要求36所述的方法，其特征在于，所述体腔是鼻 孔和/或邻近的鼻窦，并且该方法减轻了鼻炎。
45. —种处理组织的方法，所述方法包括(a) 将至少一个其侧面上包括多个口的细长管定位在腔管内表面 的组织附近；所述细长管其特征在于，所述细长管不能扩张以填充 整个腔管；和(b) 利用压力脉冲将药剂通过所述口注射到所述组织中。
46. 根据权利要求45所述的方法，其特征在于，所述药剂包括 细胞毒素化合物。
47. —种用于将治疗剂注射到目标组织中的设备，所述设备包括(a) 可扩张的部件，其包括具备多个初生孔特征的外壁，所述外 壁限定了一内腔；(b) 适合于在所需压力下将治疗剂引入到所述内腔的填充机构；和(c) 适合于将所述初生孔转化成实际孔的释放机构。
48. 根据权利要求47所迷的设备，其特征在于，所述可扩张的 部件成形为符合解剖结构。
49. 根据权利要求48所述的设备，其特征在于，所述可扩张的 部件的所述形状使所述初生孔朝向目标定位。
50. —种用于减少治疗剂对非目标组织的毒性效应的设备，所 述设备包括(a) 可扩张的部件，其包括具备多个初生孔特征的外壁，所述外 壁限定了 一内腔，所述可扩张的部件适合于定位在目标组织附近；(b) 适合于在所需压力下将 一 定量的治疗剂引入到所述内腔的填 充机构；和(c) 适合于将所述初生孔转化成实际孔的释放机构；其中，所述治疗剂的所述量足以对所述目标组织的细月包施加生 理效应，但不足以对位于离所述目标组织比选定距离更远距离处的 细胞施加生理效应。
51. 根据权利要求50所述的设备，其特征在于，所述可扩张的 部件成形为符合解剖结构。
52. 根据权利要求51所述的设备，其特征在于，所述可扩张的 部件的所述形状使所述初生孔定位成朝向目标。
53. —种用于将治疗剂注射到目标组织中的设备，所述设备包括(a)可扩张的部件，其特征在于至少 一个适合于与腔管接合的突出部，以及不能与所述腔管接合且具有外壁的至少一部分，所述外壁限定了一内腔；(b) 适合于在所需压力下将治疗剂引入到所述内腔的填充机构；和(c) 多个注射口。
54. 根据权利要求53所述的设备，其特征在于，所述外壁特征 在于其中形成的多个初生孔，并且所述设备包括适合于将所述初生 孔转化成注射口的释放机构。
55. 根据权利要求53所述的设备，其特征在于，所述可扩张的 部件的形状将至少一个注射口定位在相对于所述装置沿轴向面向的 位置。
56. —种用于将治疗剂注射到目标组织中的设备，所述设备包括(a) 可扩张的部件，其包括外壁，所述外壁限定了一内腔；(b) 适合于在所需压力下将治疗剂引入到所述内腔的填充机构；和(c) 至少一个相对于所述设备沿轴向面向的注射口 。
57. 根据权利要求56所述的设备，其特征在于，所述外壁特征 在于其中形成的多个初生孔，并且所述设备包括适合于将所述初生 孔转化成注射口的释放机构。
全文摘要
一种用于将治疗剂注射到目标组织中的方法，该方法包括(a)提供可扩张的部件；(b)将所述可扩张的部件定位在目标组织附近；(c)将治疗剂引入到可扩张的部件中，直至达到所需压力；和(d)在可扩张的部件中产生多个小孔。
文档编号A61M29/00GK101208127SQ200680022991
公开日2008年6月25日 申请日期2006年1月19日 优先权日2005年4月28日
发明者M·贝耶, O·格洛伯曼, R·凯勒 申请人:旁路公司