用于在活体脉管系统中进行腔内通过的系统的制作方法

专利名称：用于在活体脉管系统中进行腔内通过的系统的制作方法
技术领域：
本文所述的发明主题涉及一种用于通过生物脉管系统的弯曲路径 的柔性导管系统，还涉及制备所述柔性导管系统的方法实施方案以及使 用所述柔性导管系统的实施方案。
有限的版机故弃声明
本发明文件的一部分公开内容包含要求版权保护的材料。由于本发 明文件或本发明公开内容已出现在美国专利商标局的文件或记录中，版 权所有人对于任何人复制上述文件或公开内容不予异议，但保留所有其 它的权利。版权2007, Steven Ferry。
2.
背景技术：
自20世纪80年代以来，微导管技术已发展成为在治疗中枢神经系 统和其它具有细、弯曲脉管之系统的脉管损伤中常规的技术。微导管已 用于治疗脑动脉瘤、瘘和动静脉畸形，例如通过阻塞起源脉管(parent vessel)来实现。微导管也已用于递送药剂以打通阻塞的脉管，包括用 于溶解凝块的药剂。已使用球嚢微导管来打通由于动脉粥样硬化引起的 脉管狭窄。
微导管还已用于通过脉管内方式来治疗病理性脉管异常，其通过使 用选择性地沉积螺旋线(coil)、颗粒或液体胶粘剂来实现。此外，微导 管还用于向脊柱恶性肺瘤、头颈恶性肿瘤或颅内恶性肿瘤递送化疗剂。
对于一些实施方案来说，常规地，微导管从股穿刺处前行穿过导引 导管的腔，其终止于颈动脉或推动脉。使用两种已知技术之一使微导管超出导引导管前进。在一个现有技术中，指引导引线穿过微导管的腔，
所述微导管具有不同程度的尖形、扭转性(torqueability )、刚度和外部 涂层。另一现有技术的方法包括了流动导引技术，其中微导管非常柔韧 并且由血流携带至损伤处，辅以注射盐水或造影剂穿过流动导引的微导管。
用于递送微导管的每种常规方法均具有缺点。用导引线导引的微导 管具有穿刺脉管或动脉瘤的风险，这可能引起毁灭性的颅内出血后果。 对于流动导引的微导管，当遇到复杂的脉管解剖结构时，常常难以精确 转弯以及选择个别的脉管。
导引线尚不能用于流动导引的微导管中，这是由于所述微导管的柔 软度以及硬导引线极有可能穿透微导管壁所致。上述风险也阻碍了通过 流动导引的微导管来递送用于帮助阻塞的螺旋线。因此，只有液体胶粘 剂或极小颗粒已通过流动导引的多种微导管进行注射用于脉管阻塞中， 所述极小颗粒的尺寸通常不足以实现所期望的脉管阻塞。相比较而言， 所述导引线导引的微导管常常不能借助导引线穿过分支的颅内脉管中 的多处转弯以从腹股沟到达期望的脉管。
在一个试图改进上述技术的现有技术中，已开发了一种方法在微导 管的尖部添加了球嚢以允许血流将膨胀的球嚢携带至远端的期望靶脉 管。所述"球嚢技术"的缺点在于需要两个腔，其中一个是递送栓塞 剂的腔，另一个则使球嚢膨胀和收缩。或者，在微导管的尖部添加经标 定的可脱性球嚢。然而，这仍然不能满足导引性，并且不能与导引线一 起使用。
3.


图1图示本发明导管系统的一个实施方案的截面视图。
图2图示包含回声性涂覆远端的导管系统的一个实施方案的截面视图。
图3图示包含整合至远端尖部之顺应性球嚢的导管系统的一个实施 方案的截面视图。图4图示在远端包含一体式带凹槽支持结构的导管系统的一个实施 方案的截面视图。
图5图示包含有效用于选择性膨胀的球嚢的导管系统的一个实施方 案的截面视图。
4.发明详述
尽管本文公开了本发明的详细实施方案，然而应理解的是，所公开 的实施方案仅仅作为本发明的示例，其可釆用各种以及替代形式来体 现。本文公开的具体结构和功能的细节不解释为限制性的，而仅作为教 导本领域技术人员以各种方式实施所述导管实施方案的基础。在全部附 图中，对类似的元件给出类似的附图标记。
本文所用的是材料的商品名，所述材料包括但不限于聚合物和任选 组分。本文的发明人不希望受到某商品名所述和所指的材料的限制。本 文所述及所要求保护的方法中可替换及使用等同材料(例如，从不同来 源获得的、名称或目录(参考)编码与商品名所指材料不同的材料)。 除非另有指明，所有百分比和比率均根据重量来计算。除非另有指明， 所有百分比均基于总组成来计算。所有组分或组成浓度均针对所述组分 或组成的活性水平而言，并排除了商品来源中可能存在的杂质(例如残 余溶剂或副产物)。
本发明的一些实施方案涉及导管，其中一个实施方案涉及微导管， 其用于在人或其它动物体冠状动脉脉管、胸部脉管和外周脉管内的脉管 器官通过。取决于所选直径，本文公开的导管实施方案非常适合远程通 过并提供了在心脏、脑、肝、腰部、胰腺及其它具有细脉管之器官的细 脉管内的工作通道。
本发明的一些实施方案包含限定腔的导管主体，还包含所述导管主 体的腔内的衬里。所述导管主体还包含标记带(医师使用所述标记带来 测量导管远端的距离)、用于支持和扭转响应的螺旋线或编结线、用于 导管前行和追踪的多硬度轴、导通辅助器或治疗剂进入导管腔的座 (hub)、与远端座结合的应力消除构件(strain relief)以及沿导管 65cm-100cm距离的润滑涂层。所述润滑涂层包含浓度约为1~45%的不透明材料，其帮助追踪所述导管穿过脉管。此外，在一些实施方案中， 使用顺应性远端球嚢从而在设备或药剂递送期间提供支持以及部分或 完全地短时阻塞脉管。
本发明导管系统的一些实施方案包含限定腔的导管主体以及所述
导管主体的腔内的衬里。在一些实施方案中，所述衬里的壁厚为0.001 英寸至0.0004英寸之间。所述衬里通过在外径为0.0165 ~ 0.0225英寸的 心轴上挤出或浸涂来形成。
所述导管系统的一些实施方案还包含支持螺旋线或编结线，所述支 持螺旋线或编结线包含含有P3钬金属或聚合物单丝材料的圆线或扁线， 所述材料来自包括但不限于PEEK、尼龙、聚丙烯、涤纶(Dacron)等 的组。所述导管系统还包含含有涂覆有不透辐射材料的热缩性材料的标 记带，其被应用至导管主体用于在导管轴远端上提供参照标记。
所述导管系统还包含含有来自Grilamid家族、PEBaX、聚氨酯 (Urethanes)、聚硅氧烷(Silicones)等材料的多硬度轴，所述材料可 用作导管轴外部套的夹套材料。所述夹套材料中填充了 1% 50重量％ 的不透明试剂从而实现不透辐射，其使用针对荧光成像来说合适的不透 明剂材料。所述不透明试剂包括但不限于硫酸钡、碳酸氢铋、钨和钼等。 所述夹套材料以不同间隔沿导管长度安置，其中较硬的材料用于导管近端 上，随着向导管远端移动所用材料逐渐变软。最远端的硬质体不含有不透 辐射填充剂，从而使正在穿过导管腔进入脉管的设备更易观察到。在导管 近端设置座和应力消除构件，以提供设备可置于其中并进入导管腔的通 道。
所述导管系统的一个实施方案(一般性图示为图1中的10)包含导 管主体12，其具有近端座14、远端尖部16和轴18。在一些实施方案中， 所述远端尖部16的长度约为1毫米。所述远端尖部16没有支持结构从 而确保所述尖部不会导致创伤。
在一些实施方案中，所述轴的近端部分的硬度比比远端部分的大。 标记(在一个实施方案中显示为24和26)被置于轴18的远端部分内， 其中所述标记24和26包含整合到热缩性材料上的不透辐射剂 (radiopacifying agent )。当被适当放置时，所述标i己24和26被拉至导管轴18上。在一些实施方案中，所述轴18的远端部分(接近于所述 远端尖部16)包含支持结构21。所述标记24和26被置于所述支持结 构21上，并提供不透辐射效果，并且还使支持结构21保持合适的位置。
在一些实施方案中，衬里20的壁厚为0.001 ~ 0.0004英寸，在轴18 的全长延伸。在一些实施方案中，所述导管10的外径为3.8 Fr (0.051，，誦1.23 mm )至1.8 Fr ( 0.025"-0.6 mm )，内径为(0.036"-0.9 mm) 至(0.010"-0.4 mm )。
所述衬里20通过在外径为0.0165 ~ 0.0225英寸的心轴上挤出(在 一些实施方案中)或浸涂(在另一些实施方案中)来形成。
在一些实施方案中，所述导管系统实施方案10还包含支持螺旋线 和编结线22,其包含圆线或扁线。在一些实施方案中，所述圆线或扁线 包含&钬金属。在另一些实施方案中，所述支持螺旋线或编结线22包 含聚合物单丝材料，其选自PEEK、尼龙、聚丙烯、涤纶和具有类似物 理和化学性质的其它材料。所述支持螺旋线或编结线22从导管轴的近
端31延伸至最远标记带的下方，如图1中的24所示。
所述|33钛编结线显示与不锈钢线类似的物理性质，并且所述|33钛的 机械性质与镍钬合金线的类似。这些性质提供对图1中所述编结或螺旋 的导管轴实施方案22的强度、弹性和扭转响应。此外，使用聚合物丝 (例如PEEK、聚酰胺、尼龙、聚酯以及与编结线或螺旋线组分具有类 似化学和机械性质的其它材料)提供了一种用于加强导管轴主体的极其 有效的方法。
另外，使用由|33钬、镍钛合金或不锈钢或具有类似化学和机械性质 的其它材料所制备的管(其中磨出、切割出或蚀刻出长凹槽)提供了能 够支持导管轴18的柔性框架。对于一些实施方案来说，其中一个显示 为图4中的50，凹槽66以与螺旋线或编结线类似的方式被整合进轴18 中。所述凹槽、螺旋线或编结线提供了强度、弹性和扭转响应。类似地， 上文所述的挤出聚合物材料(在一些实施方案中，其上有凹槽)(例如 PEEK、聚酰胺、尼龙、聚酯和其它类似材料)用于增强导管轴的强度、 弹性和扭转响应。
8所述导管系统实施方案10还包含一个或多个标记带24和26。所述 标记带24和26包含涂覆有不透辐射材料的热缩性材料。所述标记带24 和26应用于所述导管的主体12,用以提供导管主体12之远端16的参 照标记。尽管两个标记带24和26显示于图1，然而应当理解的是，导 管实施方案可包含一个或多个标记带。在一个实施方案中，所述不透辐 射、RO、热缩性标记带分别被置于距导管的实施方案远端尖部16为1 亳米和3厘米处，其分别从标记24和26的远端测量。
在一些实施方案中，所述不透辐射标记24或26包含涂覆有不透辐 射涂层的热缩性材料，并在用多硬度顶套加套之前应用至导管轴18。在 将标记24或26的加热和随后的收缩应用至导管轴18之后机械地保留 聚合物标记24或26。这种制造导管的方法比传统制备工艺具有优势， 这是因为传统贵金属标记需要粘合并且价格昂贵。
所述导管的非不透辐射远端节段使得置入导管腔中的设备更易观 察到，并改进了在放置GDC螺旋线、栓塞剂、导引线等期间的控制。
此外，所述导管系统实施方案10包含多硬度顶套28,其包含一种 或多种来自Grilamid家族、PEBaX、聚氨酯、聚硅氧烷的材料以及具 有类似物理和化学性质的其它材料。所述多硬度顶套包含套28，而在图 1所示的实施方案中包含以不同间隔沿导管长度安置的5种硬质体，其中 较硬的材料用于导管主体近端上，随着向导管主体远端移动所用材料逐渐 变软。在一些实施方案中，最远端的硬质体不含有不透辐射的填充剂，从 而使穿过导管腔进入脉管的设备更易观察到。
设计用于在小脉管中精细通过的许多常规的脉管内导管不仅在追 踪方面存在问题，而且在导管停留于治疗部位处亦存在问题。本文所述 的导管实施方案中应用渐次更软的硬质体聚合物节段并结合交替的螺 旋线编结线或其组合之支持结构的组合以实现提高的追踪能力和导管 滞留。
所述导管系统实施方案10还包含座和应力消除构件30，其被加至 导管实施方案10的近端，以提供设备可置于其中并进入导管腔的通道。 基部和顶部应力消除构件还保护免受纽结和其它递送问题。在一些实施方 案中，所述基部应力消除构件是所述顶部应力消除构件长度的两倍。本发明的一些实施方案通过应用表现出不锈钢线之物理性质和类 似于超弹性镍钛合金之机械性质的螺旋和编结材料解决了本文所述的 现有技术设备中存在的问题。或者，使用取自聚合物丝家族的其它增强
材料来形成轴支持物。一一形状记忆一—这些材料的使用使得追踪改善 并且导管在治疗部位更好的滞留。所述材料、缠绕结构和轴外套
(over-jacket)刚度的组合导致表现出期望的性能特征。此外，在轴尖 部使用顺应性远端球嚢使得导管在处理中正确定位。
在一些实施方案中，其中一个示于图2中30处，将回声性涂层32 应用于导管轴34,从而使导管在超声成像系统中可见。
在一些实施方案中，其中一个示于图3中40处，所述导管包含整 合至导管轴44的顺应性可扩张远端球嚢42。所述远端球嚢42能使使用 者将球嚢42膨胀，从而使导管尖部46锚定于脉管内的期望部位。所述 远端球嚢42还可配置用于在脉管中阻塞流动。在一些实施方案中，所 述远端球嚢42通过使用来自聚硅氧烷弹性体、聚氨酯共聚物、热塑性 弹性体家族的材料以及具有类似物理和化学性质的材料通过浸涂来形 成。
在一些实施方案中，所述顺应性球嚢42被整合至导管轴的远端。 所述球嚢42可通过位于导管近端的歧管座进行膨胀和收缩。所述球嚢 本身不透辐射，并且不需要造影剂来膨胀以在荧光成像下可见。可使所 述球嚢膨胀以提供导管远端尖部支持并将治疗通过导管进行递送以及 在脉管中完全或部分阻塞流动时。
所述远端球嚢42通过例如小管状口 48的机制来进行膨胀，后者与 导管轴44同长并终止于导管40的远端46。所述管状口 48包含层压至 导管主轴并覆盖有PEBaX或合适的加套材料且回流的小直径管。所述 管状口 48的近端终止于近端座50处，其用于使远端导管球嚢膨胀。所 述口 48的远端46位于其中远端球嚢42适合导管轴44的区域内，从而 提供使球嚢42膨胀的方法。所述远端导管球嚢42包含不透辐射涂层， 当用于荧光成像场中时其提供,了对比。所述涂层减弱了对使用造影剂溶 液以填充并使远端导管球嚢可见的需要。
本发明的另一个实施方案(图示于图4中50处)包含限定腔54的导管主体52,还包含所述导管主体的腔54内部的衬里56。在一些实施 方案中，所述导管主体52可包含一个或多个标记带，医师使用所述标 记带来测量导管主体52远端56的距离。所述导管系统还包含用于支持 和扭转响应的螺旋线或编结线58、用于所述导管系统50前行和追踪的 多硬度轴60、通行辅助器或治疗剂进入所述导管腔的座62、与远端座 结合的应力消除构件以及沿所述腔65 cm-100 cm距离的润滑涂层。所 述润滑涂层有助于追踪导管系统穿过脉管。此外，在一些实施方案中， 使用顺应性远端球嚢64以在递送设备或药剂期间提供支持以及用于部 分或完全地短时阻塞脉管。
在一些实施方案中，改变或者可改变轴中部或导管远端的螺旋线螺 距，从而根据螺距数而产生各种硬度。改变螺距还有利于导管尖部的形 成以及使用中维持形状。在一些使用编结线的系统实施方案中，改变或 者可改变轴中部或导管远端的每英寸的PICS,从而根据PICS的数目而 产生各种硬度。
所述导管系统的一个实施方案还包含导管远端56上或邻近的一体 式带凹槽的支持结构66。
根据本发明的一些实施方案，所述导管系统10旨在用于在心脏、 脑、脊柱、肝、肝脏、腰部、胰腺以及具有细脉管的其它器官的细脉管 内进行引入和通过。
本发明的一些实施方案包括制备导管系统，其通过制备或获得发光 的中空管来实现，其中中空衬里覆盖有采用编结线或螺旋线形式的支持 结构，所述编结线或螺旋线使用来自钛家族或聚合物丝(例如PEEK、 聚酰胺、尼龙、聚酯的材料或者具有类似物理和化学性质的其它材料) 制得，其中具有不同硬度的聚合物材料从近端向远端安置。所述轴近端
部分的硬度比远端节段的大。
标记被安置在所述轴的远端。所述标记包含整合于热缩性材料上的 不透辐射剂。当被适当放置时，所述标记被拉至导管轴的支持结构上， 从而提供不透辐射性并使支持结构保持在合适位置。
在一些实施方案中，将具有不同材料硬度的外部套应用在衬里/支持
ii结构上，使加套节段在所述轴上回流使得在导管轴末端材料从较硬(近 端)到更具顺应性(远端)均匀过渡。
在一些实施方案中，将润滑层与导管轴的外表面结合65 cm~100 cm的距离，目的是使得在导引导管或脉管中追踪导管更顺畅和更少引 起创伤。
所述轴的近端具有置于轴上的座和应力消除构件，其通过包括但不 限于接合和插入成型等机制来实现。所述应力消除构件对所述座和轴过 渡提供另外的支持。
本发明的另一实施方案包括向导管轴上引入回声性涂层，其使得设 备在超声成像系统下可见。
另一示于图5中卯处的实施方案图示了本文之前所述的系统实施 方案，其包含仅在一个方向上可膨胀的球嚢92。所述球囊92被安置在 导管轴94上。膨胀方向取决于所述球嚢如何形成以及如何被安置在导 管轴94上。
由于本文公开的发明可以由其它具体形式来体现而不背离其精神 或一般特征(某些形式已被指明)，因此本文所述的实施方案在各方面 均视为示例性的，而不是限制性的。本发明的范围由所附的权利要求来 限定，而非通过前述说明书来限定，并且本文旨在覆盖与所述权利要求 等同的含义和范围内的所有改变。
权利要求
1.一种导管，其包含具有远端和近端的腔；环绕腔圆周设置的一个或多个标记带；从所述腔的近端延伸至所述最远标记带的支持结构；以及相对于腔环形设置的顶套，其包含5种硬度的材料，其中所述支持结构和顶套沿所述导管长度交替安置。
2. 权利要求l的导管，其中所述支持结构包含支持螺旋线或编结线。
3. 权利要求l的导管，其中所述支持结构包含I3(3)钛、PEEK、尼 龙、聚丙烯和涤纶中的一种或多种。
4. 权利要求l的导管，其还包含无支持结构的远端尖部。
5. 权利要求1的导管，其中所述顶套包含Grilamid家族、PEBaX、 聚氨酯和聚硅氧烷中的一种或多种。
6. 权利要求l的导管，其中所述5种硬度的顶套以不同的间隔沿 所述导管的长度安置。
7. 权利要求6的导管，其中较软的材料被置于远端。
8. 权利要求l的导管，其还包含位于所述导管腔近端的座和应力 消除构件。
9. 权利要求l的导管，其还包含可膨胀的远端球嚢。
10. 权利要求8的导管，其还包含可膨胀的远端球嚢。
11. 权利要求l的导管，其还包含远端的回声性涂层。
12. 权利要求10的导管，其还包含远端的回声性涂层。
13. 权利要求l的导管，其还包含位于所述导管远端上的一体式带 凹槽的支持结构。
14. 一种用于改善具有远端之导管在细脉管中通过的方法，其包括将套应用于所述导管，所述套包含从所述导管近端向导管远端 硬度逐渐变小的节段；以及将螺旋线或编结线与所述套交替安置。
15. 权利要求14的方法，其还包括将带凹槽的支持结构安置于邻 近所述导管远端处。
16. 权利要求14的方法，其还包括应用远端回声性涂层。
17. 权利要求14的方法，其还包括添加整合至所述导管远端的顺 应性球嚢。
18. 权利要求14的方法，其还包括向所述导管添加一个或多个标 记带。
19. 权利要求20的导管，其还包含一个或多个标记带。
20. —种导管，其包含 具有远端和近端的腔； 从所述腔的近端延伸的支持结构；以及相对于腔环形设置的顶套，其包含2种或多种硬度的材料，其 中所述支持结构和顶套沿所述导管长度交替安置。
21. —种用于制备导管的方法，其包括 获得或提供涂覆有不透辐射涂层的热缩性材料； 将所述经涂覆的热缩性材料应用至导管轴；以及 用多种硬度顶套为所述导管加套。
22. 权利要求21的方法，其还包括对所述涂覆有不透辐射涂层的 热缩性材料加热使其收缩于所述导管轴。
全文摘要
本发明的实施方案包含导管，其含有具有远端和近端的腔；环绕所述腔圆周设置的一个或多个标记带；从所述腔的近端延伸至最远标记带的支持结构；相对于所述腔环形设置的顶套，其包含5种硬度的材料，其中所述支持结构和顶套沿所述导管长度交替排列。
文档编号A61F2/958GK101631584SQ200880008059
公开日2010年1月20日 申请日期2008年2月8日 优先权日2007年2月9日
发明者史蒂文·J·费里 申请人:史蒂文·J·费里