通过齿状物将药物沉积到组织中的系统和方法与流程
本申请根据35u.s.c.§119(e)要求享有作为在2016年11月16日提交的第62/423,117号美国非临时申请和在2017年6月20日提交的第62/522,482号美国非临时申请的正式申请的权益，上述临时申请的内容在这里全文引入作为参考。本申请还涉及在2016年9月16日提交的第15/268,407号美国专利申请，根据37cfr1.57，该美国专利申请的内容在这里全文引入作为参考。根据37cfr1.57，在与本申请一起提交的申请数据表中确定了外国或国内优先权要求的任何和所有申请通过引用并入本说明书。
背景技术：
发明领域
本文公开的某些实施例总体上涉及与医用气囊(例如血管成形术气囊)一起使用的笼架，以及通过齿状物(serration)将药物沉积到组织中的方法。还公开了制造笼架的方法和涉及笼架的治疗方法，以及可以与笼架一起使用的各种楔形切割器和方栓(splines)特征。除此之外，所述楔形切割器可用于在血管的斑块中形成穿孔，以用于控制裂纹扩展并减少限制血流量的切割。
相关技术介绍
在美国和工业化世界中，动脉粥样硬化闭塞性疾病是中风、心脏病发作、肢体丧失和死亡的主要原因。动脉粥样硬化斑块形成沿动脉壁的坚硬层，且由钙、胆固醇、压缩的血栓和细胞碎片组成。随着动脉粥样硬化疾病的发展，意欲穿过特定血管的血液供应被闭塞过程减弱甚至阻止。临床上治疗显著动脉粥样硬化斑块的最广泛使用的方法之一是气囊血管成形术。
气囊血管成形术是一种打开身体中阻塞的或变窄的血管的方法。气囊血管成形术导管从经皮或经由暴露动脉形成的远程进入部位放入动脉。所述导管通过引导所述导管路径的金属丝沿血管内部经过。带有气囊的导管部分置于需要治疗的动脉粥样硬化斑块的位置。通常将气囊充气至与产生闭塞性疾病之前的动脉的原始直径一致的尺寸。
当气囊膨胀时，取决于气囊的组成、位置和由气囊施加的压力大小，所述斑块被拉伸、压缩、断裂或破裂。所述斑块是不均匀的，并且可能在一些区域是软的，或者在其它区域是硬的，导致了在标准气囊血管成形术下形成不可预测的解理面。气囊血管成形术可引起斑块破裂，有时甚至在血管成形术部位造成动脉损伤。
技术实现要素：
对包括气囊血管成形术的用于治疗闭塞性疾病的方法和其它相关治疗系统的改进存在持续的需求。在一些实施方案中，通过在血管中的部位处扩展预处理气囊以在血管壁的中膜层(medialayer)中产生多个微裂缝来预处理所述部位的方法，可以改进在血管中的治疗部位处增强从药物洗脱气囊的药物摄取。所述预处理气囊包括多个条带，其中每个条带包括沿每个条带的表面间隔开的多个楔形解剖器。这些条带沿所述预处理气囊的外表面纵向延伸。然后移除所述预处理气囊并将药物洗脱气囊放置在该部位。药物洗脱气囊将被扩展以与血管壁接触，并允许药物从药物洗脱气囊的表面洗脱进入微裂缝、穿过内膜并进入中膜。在一些实施例中，多个楔形解剖器相等地间隔开，或者多个楔形解剖器条带都具有相同的长度。
在一些实施方案中，通过在血管中的部位处扩展预处理气囊以在血管壁的中膜层中产生多个微裂缝来预处理所述部位的方法，可以改进在血管中的治疗部位处增强从药物洗脱气囊的药物摄取。所述预处理气囊具有多个条带，其中每个条带包含沿着每个条带的表面间隔开的多个楔形解剖器。这些条带沿预处理气囊的外表面纵向延伸。然后将预处理气囊放气并旋转一个小角度，其在某些情况下不同于每个条带沿气囊圆周的间距。作为一个非限制性示例，如果有4个楔形解剖器沿着气囊的圆周间隔开90度，则气囊可以旋转例如45度，然后再充气以沿着以前没有齿状物的血管壁产生新的齿状物。然后将预处理气囊再次充气，使得预处理气囊上的条带处于与原始膨胀不同的位置，并且楔形解剖器处于在先前没有齿状物的血管壁区域中产生齿状物的位置。然后移除预处理气囊并将药物洗脱气囊放置在该部位。药物洗脱气囊将扩展以与血管壁接触，并允许药物从药物洗脱气囊的表面洗脱进入微裂缝、穿过内膜并进入中膜。多个楔形解剖器可以相等地间隔开，或者多个楔形解剖器条带都可以具有相同的长度。在某些情况下，所述小角度可以是约5、10、15、20、25、30、35、40、45、50、55、60、65、70、75、80、85、90度，或者再大或再小一些，或包括任何两个前述值的范围。在一些实施例中，气囊可以在约1度和约30度之间旋转，或者所述小角度在约5度和约20度之间。在一些实施方案中，气囊可以在第一方向上转动一次，然后在相同或相反的方向上重复1、2、3、4、5次或更多次，以增加血管壁中的齿状物数量。
在一些实施方案中，所述部位的预处理方法是通过使用楔形解剖器实现的，所述楔形解剖器具有矩形形状的径向向外的表面。
在一些实施方案中，通过组织齿状物沉积药物的方法使用预处理气囊，其具有细长构件、在细长构件的远端处连接至细长构件的可扩张气囊以及多个条带，所述细长构件具有限定纵向轴线的内腔，所述多个条带的每个条带具有多个楔形解剖器，所述楔形解剖器沿着每个条带的表面间隔开，并且每个条带沿着所述气囊的外表面纵向延伸。该实例中的楔形解剖器具有面向条带的基部表面、未打磨的(unhoned)径向向外的表面以及在所述面向条带的基部表面和未打磨的径向向外的表面之间的侧表面，所述基部表面直接邻接每个条带的表面，所述径向向外的表面具有在径向向外表面的近侧边缘和径向向外表面的远侧边缘之间的长度并且限定每个楔形解剖器的高度。所述径向向外的表面具有在近侧边缘处的第一宽度、在近侧边缘和远侧边缘之间的第二宽度以及在远侧边缘处的第三宽度，第二宽度小于第一宽度，且第三宽度大于第二宽度。第二宽度可以对应于沿着径向向外表面的长度的单个点，或者第二宽度可以对应于在近侧边缘和远侧边缘之间具有中心长度的中心区段。每个条带的长度可以小于与每个条带的所述长度同轴的气囊外表面的长度，或者每个条带的长度可以比与每个条带的所述长度同轴的气囊外表面的长度小约3％至约6％。每个楔形解剖器的径向向外表面的总长度可以小于每个楔形解剖器的面向条带的基部表面的总长度。在另一个示例中，所述径向向外的表面具有弯曲表面或至少一个倒角表面，或者具有在近侧边缘处的第一高度以及在近侧边缘和远侧边缘之间的第二高度，其中第二高度大于第一高度。在一些实施例中，径向向外表面的最大高度位于在第一非结合边缘和第二非结合边缘之间的中点处。非结合表面的最大高度可以从在近侧边缘和远侧边缘之间的中点偏移。从面向条带的基部表面到近侧边缘的所述楔形解剖器的侧表面区段可以具有第一区段和第二区段，第一区段具有第一斜面，第二区段具有不同于第一斜面的第二斜面。所述条带可以具有纹理表面。所述条带也可具有多个突起。所述方法还可以具有预处理气囊，该预处理气囊具有多个条带，所述条带具有细长的长度，所述细长的长度具有第一和第二侧边缘，其中所述多个条带的第一和第二侧边缘由粘合剂限定。所述方法还可以使用围绕气囊外表面、条带和楔形解剖器的亲水滑动层。在另一个实例中，所述方法使用围绕气囊外表面、条带和楔形解剖器的至少一个聚合物保持层。该方法的气囊可具有围绕气囊的侧端的锥体，其中所述锥体的最大外径比气囊的最大外径大大约5％。所述锥体可包括以条带的纵向轴线定向的轨道。
在一些实施例中，将楔形解剖器附接到医用气囊的方法可以通过提供包括多个楔形解剖器的条带来实现，所述楔形解剖器沿着条带的表面纵向间隔开。每个楔形解剖器具有面向条带的基部表面、未打磨的径向向外的表面以及在面向条带的基部表面和径向向外的表面之间的侧表面，所述基部表面直接邻近所述条带的第一表面，所述径向向外表面具有在径向向外的表面的近侧边缘和径向向外的表面的远侧边缘之间的长度并限定每个楔形解剖器的高度。每个楔形解剖器的每个未打磨的径向向外表面在附接区域处附接到条带载体的线性自由边缘，其中在附接区域之间的区域限定了空隙，并且所述条带具有与条带的第一表面相对的第二表面。然后，将所述条带的第二表面附接到医用气囊的表面，并且在条带的第二表面附接到医用气囊之后从条带上的条带载体拆下。条带的第二表面可以用粘合剂粘合到医用气囊的表面。将条带载体从条带上拆下可以使用机械力完成。条带载体也可以与条带一体形成。在一些情况下，使用化学蚀刻产生条带载体和条带。
在一些实施例中，用于将楔形解剖器附接到医用气囊的载体系统具有一个条带，该条带包括沿着条带的表面纵向间隔开的多个楔形解剖器。每个楔形解剖器具有面向条带的基部表面、未打磨的径向向外的表面以及在面向条带的基部表面和径向向外的表面之间的侧表面，所述基部表面直接邻近所述条带的第一表面，所述径向向外表面具有在径向向外的表面的近侧边缘和径向向外的表面的远侧边缘之间的长度并限定每个楔形解剖器的高度。所述条带具有与条带的第一表面相对的第二表面，并且条带载体具有自由边缘。每个楔形解剖器的未打磨的径向向外表面在附接区域处附接到条带载体的自由边缘。在附接区域之间存在空隙，并且附接区域被配置成在施加机械力时被分离。在某些情况下，所述载体系统条带由金属制成。所述条带可以由不锈钢制成，或者载体系统可以与条带的材料相同。
在一些实施例中，一种在血管中的治疗部位处产生齿状物的方法包括具有多个条带的齿状物气囊。多个条带中的每个条带包括沿着每个条带的表面间隔开的多个楔形解剖器，并且每个条带沿着齿状物气囊的外表面纵向延伸。每个楔形解剖器具有径向向外的表面和侧表面。齿状物气囊在所述部位处扩张，使得多个楔形解剖器的径向向外的表面直接接触血管壁的内膜层的组织，从而在血管壁的内膜层中产生解理面。然后继续进行齿状物气囊的扩展，使得多个楔形解剖器的径向向外的表面不再接触血管壁的中膜层的组织，并且楔形解剖器的侧表面接触所述血管壁的中膜层的组织以扩展所述解理面。所述解理面可以具有介于在约0.3mm和约1.5mm之间的深度，或者解理面可以具有介于在约0.5mm和约1.2mm之间的深度。
附图说明
下面参考附图来描述这些和其它特征、方面和优点，这些附图旨在说明而不是限制本发明。在附图中，相同的附图标记在整个类似的实施例中始终表示相对应的特征。
图1a示出位于扩展位置的血管成形术气囊上的笼架。
图1b示出可以放置在笼架内的血管成形术气囊的分解图，两者均显示为处于预扩展位置。
图2示出展示长和短两种切口的笼架式平板的示意图。
图3显示在治疗部位处的血管内的正在经历狗骨现象(dog-boning)的血管成形术气囊。
图4a示出在从管切割的制造过程中的未完成的笼架。
图4b是沿线b-b截取的图4a的未完成笼架的横截面。
图4c显示在附加制造步骤之后图4b的横截面。
图4d示出具有较大内腔的另一实施例的横截面。
图4e示出笼架的另一个实施例的一部分的细节图。
图5a示出在制造过程中的未完成笼架的另一个实施例。
图5b示出沿线b-b截取的图5a的未完成笼架的横截面。
图6a示出用于形成笼架的一个实施例的条带和楔形切割器的线切割。
图6b示出图6a的切割线的截面。
图7示出通过两个环连接以形成笼架的多个条带的示意图。
图8示出两部分的环，其用于捕获条带以形成笼架的部件。
图9a是具有锥形环的笼架的另一个实施例。
图9b是具有渐缩外径的环的透视图，其中该环在其外表面上包括螺纹状特征。
图10示出被配置为容纳多层环并由多层环固定以形成笼架端部的条带端部。
图11示出被配置为容纳多层环并由多层环固定以形成笼架端部的条带端部的另一个实施例。
图12是环的透视图。
图13a示出具有钩特征和环的条带。
图13b是具有脊状钩特征的条带的端视图。
图13c示出笼架的一部分的透视图。
图13d示出保持多个条带的锥形远端环的视图。
图13e-f示出气囊的一端的视图，所述气囊具有设置在气囊周围的笼架以及在充气和放气期间施加至气囊的力。
图14a示出具有条带的笼架的实施例的侧视图，所述条带具有可附接到气囊颈部内侧的钩。
图14b示出如图14a所示的附接到气囊的笼架的端视图。
图14c是具有锁定到气囊颈部中的钩的条带的横截面示意图。
图14d是具有多层环以形成笼架端部的条带端部的替代实施例。
图14e示出由多个环保持的条带的实施例，其中楔形切割器从多个环突出。
图15a示出具有条带实施例的血管成形术气囊的一个实施例的局部视图，所述条带用多个环状材料结合到血管成形术气囊以形成笼架。
图15b是具有笼架的血管成形术气囊，所述笼架具有多个分段的条带，所述分段的条带通过多个环结合到气囊表面。
图15c示出分段的条带放置在气囊表面上的示例。
图15d是将多个分段的条带放置到血管成形术气囊的表面上的另一个示例。
图15e示出通过多个环结合到气囊表面的多个分段的条带的示例。
图16a-c示出由环固定的条带的多个实施例。
图17示出显示具有弹簧的笼架实施例的细节的示意图。
图18示出利用图17的弹簧细节方面的笼架的各种实施例。
图19示出包括弹簧条带和尖刺构造的笼架的一部分。
图20是在其相关条带上的楔形切割器的实施例的特写细节图。
图21示出根据一些实施例的楔形切割器的各种尺寸和术语的示意性透视图。
图21a-g示出楔形切割器几何形状的各种实施例。
图22a-22f图示了根据一些实施例的各种楔形切割器几何形状的相应端部视图和等距视图。
图23a-23d图示了根据一些实施例的各种不对称楔形切割器几何形状的相应端部视图和等距视图。
不限于理论，图23e、图23f和图23f.1显示齿状物装置的潜在作用机制。
图24示出根据一些实施例的说明非结合表面204可以如何具有变化的高度的实施例。
图25a-25k示出具有在各种位置中的释放元件的条带的各种实施例。
图25l和图25m示出根据一些实施例的在激光切割制造过程中的并且涉及临时突片的用于稳定条带的方法的实施例。
图25n图示了根据一些实施例的用于将条带的侧向端部接合到气囊表面的粘合剂斜面的实施例。图25n.1以侧视图显示了斜面特征的另一个图像，以图示斜面从条带边缘延伸的距离。
图25o示出根据一些实施例的用于气囊的锥形坡道。
图25p示出根据一些实施例的一系列锥形导轨或支柱。
图26示出了根据一些实施例的具有突起的条带的另一实施例。
图27示出了具有楔形解剖器和中间层的气囊的示意性横截面。
图28示出了具有在褶皱之间的条带和楔形解剖器的褶皱气囊的实施例。图28a和28b示出了对于随后是dcb的齿状物系统与随后是dcb的poba相对比的在组织中的药物保留数据。
图29是具有已知壁厚的圆柱体的切向应力和其中假定没有壁厚的圆柱体的切向张力的简化方程的图示。
图30示出了气囊压力与直径扩大的关系。
图31a示出了所述尖部不接触由尖部产生的裂缝的整个表面。
图31b示出了在用oct成像检查的每个患者中齿状物能够穿透到中层组织中。图31c示出了在左中间图像中当气囊充气到4atm时的腰部。图31d示出了左侧的oct图像，显示出内膜解剖。
图32示出了用于产生齿状物的改进的切割气囊的实施例。
图33示出了改进的切割气囊的图示，其中进一步增强了柔韧性并且所述切割被齿状刀片图案完全或部分替换。
图34示出了导管的实施例，该导管可以包括在外导管轴和内部构件(导丝轴)之间的空间中的线圈。
图35a-b示出了具有楔形解剖器的条带的实施例，其中楔形解剖器具有倾斜的非线性边缘。
图36示出了楔形解剖器的顶部可以在与组织接触的尖部(例如径向向外的表面)上具有各种独特的特征。
图37是示出楔形解剖器的齿状边缘的替代变型的另一种设计，其中中心区段可包括如图所示的小凹陷。
图38示出了在尖部处具有圆形的双峰状接触表面的楔形解剖器，其可提供有效的组织穿透。
图39示出了设计上的变型，其在每个楔形解剖器的尖部处提供相对尖锐的尖头双接触表面，从而提供有效的组织穿透。
图40示出了类似的设计，其在每个楔形解剖器的尖部处提供相对尖锐的尖头双接触表面，以提供有效的组织穿透，其分别邻接中心更深且更浅的凹沟/凹陷。
图41a示出了所述条带可以制造为包括多个条带(例如两个相同的条带)，其在楔形解剖器框架中尖部与尖部接触。
图41b和41c示出了在一些实施例中多个条带可以弯曲或折叠成弯曲形式。
图41d和41e示出了具有齿状尖部的替代实施例，所述齿状尖部包括多个尖头表面，其间具有中心凹入部分。
图42显示了一系列图，示出了可以采用连接到坯料的一堆条带的能力，所述条带可以在条带附接过程中的任何点处被丢弃。径向远端尖部抵靠连续边缘以易于折断。
图43示出了条带尖部与坯料的附接的特写图的实施例。
图44a和44b示出了各向同性蚀刻，其中蚀刻在一个以上的方向上发生(在掩模下方垂直和水平地)。
图45a示出了所述条带可以放置在嵌入于气囊中的通孔上。图45b示出了条带可以放置在嵌入于气囊壁中的通孔上。
图46示出了在一些实施例中，一系列4a框架条带可以放置在嵌入于气囊壁中的通孔上。
图47示出了在化学蚀刻之前在掩模组上看起来像是条带阵列的实施例(包括特写插入图)。
图48a显示条带阵列。图48b示出了具有可拆卸区域的相邻楔形解剖器的详细特写图像。图48c示出了连接到条带载体的齿状物条带，所述条带载体用于对准、控制、放置以及易于制造。图48d示出了可逆地连接到条带上的条带载体的实施例。
图49上是用于制造血管成形术的整个系统的一个实施例的图示，其示出了在导管的外径上的一系列齿状的或刻痕的楔形解剖器，其通过导丝毂和气囊膨胀毂连接到所述导管。
具体实施方式
图1a和1b示出位于血管成形术气囊20上的笼架10的实施例。图1a示出扩展位置，并且图1b示出怎样将血管成形术气囊推进到笼架中。本文主要相对于血管成形术气囊20和血管成形术手术描述所述笼架10。应该理解的是，笼架10可以与其它类型的医用气囊以及其它手术一起使用。
笼架10可以包括第一环12和第二环14以及多个条带16。每个条带可以在第一环12和第二环14之间纵向延伸。手术条带和环可以由单片部件制成，所述单片部件可以由单件材料形成。因此，例如，第一和第二环可以是切割管件的端部。所述条带和环也可以由分开的材料制成并连接在一起。如图所示，图1a和1b所示的笼架具有五个条带16，但是也可以使用其它数量的条带，例如2、3、4、5、6、7、8、9、10个等等。
图2示出笼架的切割管件实施例的平面图，尽管所述笼架的一些实施例可以替代地由单个平坦材料片制成。该材料可以是弹性或半弹性的，并且由聚合物、共聚物、金属、合金或这些材料的组合制成。条带通常被设计成能够使气囊20被多次充气。同样，条带16可以被构造成使得笼架10可以在纵向和轴向都施加力，或者在使得条带16能够返回到该初始位置的方向上施加力。
在一些实施例中，笼架10与气囊20分别地预制、包装和灭菌，允许医生将笼架10定位在医疗气囊20(例如血管成形术气囊)周围，以在手术时辅助医疗过程。图1b示出在展开之前并且在放置到笼架10内之前处于折叠状态的气囊20。可以将折叠的气囊20推进笼架10中而不需要笼架10形状的扩张或改变。笼架10可以完全在气囊展开或扩张之前围绕并封闭气囊20。处于预扩展状态的笼架10可以比气囊20更长。这可以允许在装置(例如气囊20)膨胀时将笼架10的一端或两端朝向彼此移动。笼架10可以自由地浮置在气囊20上。笼架10的一个或两个端部12、14可以固定到气囊20或输送装置的另一部分。在一些实施例中，笼架10未附接到膨胀的气囊20的任何部分。这可以防止笼架10在气囊膨胀时干扰气囊20。
在一些示例中，笼架10可以与具有药物涂层的血管成形气囊20一起使用以保护药物涂层。笼架10可防止或减少药物过早暴露于血管。如参考图1b可以理解的，笼架10可以在预扩展状态下定位在药物涂覆的血管成形术气囊20上以防止药物过早地暴露于血管。笼架10可以径向地覆盖气囊20，使得具有药物涂层的血管成形术气囊20的表面的最小量被暴露或基本上不被暴露。在该构型中，气囊20和笼架10可以推进到治疗位置。尽管未示出，但该系统可以在位于脉管系统内的导丝上推进。
如图1a所示，笼架10可以移动到扩展位置。在扩展位置中，第一环12和第二环14更靠近在一起，并且所述条带扩展，由此暴露血管成形术气囊表面。在这个位置，药物可以放置成与血管中的病变组织接触。
在目前可用的系统中，通常难以预测有多少药物会到达患病组织。有许多因素限制了准确预测将有多少药物转移到患病组织的能力。例如，血流可以在气囊20被推进到治疗部位时稀释气囊20上的药物。此外，通过血管导航所述装置可以导致气囊20抵靠腔内表面摩擦，从而当气囊20被推进到治疗位置时去除了一些药物。因此，在一些示例中，笼架10可以在被推进到治疗位置的过程中提供物理屏障以保护气囊20的药物覆盖物。以这种方式，可以使用笼架10，使得气囊20和药物覆盖物仅在气囊20膨胀期间暴露于血管中的血流，因为条带之间的间隔增大了。以这种方式，笼架10可以防止或减少药物被稀释的机会或者药物治疗不想被治疗的身体区域的机会。在一些变型中，这可以允许药物的更受控的递送，同时减少需要涂覆在气囊20上的药物的量。
在一些实施例中，折叠气囊20可完全定位在笼架10内。如图1a所示，笼架10可在每个条带16之间具有狭缝。在一些变型中，所述狭缝可以通过在每个条带16之间切割以将它们从单件材料分开而形成。在其它实施例中，所述狭缝实际上只是相邻条带之间的空间。条带之间的空间可以是微量的，例如由激光切割形成的，或者是大得多的，例如等于或大于条带本身的宽度。取决于狭缝的尺寸，处于预扩展位置的气囊20的暴露表面不超过50％，并且可以低至25％、10％、5％、1％或更少。
如前所述，气囊20的膨胀使第一环12和第二环14更靠近一起，同时使条带16在径向进一步分开。在条带16处于扩展位置时，气囊20更多地暴露于血管壁并与其相互作用。在扩展位置，气囊20可以将药物、干细胞或其它治疗物递送至血管壁或血管壁的患病区域。当气囊20完全膨胀时，气囊20的未被条带16覆盖的暴露表面可以在65％与99％之间，在75％与99％之间，更常见的是在80％与99％之间，或最常见的是在90％与99％之间，以及在其它范围中。
可以在血管成形术手术之前、期间或之后采用使用笼架10的药物输送。同时，笼架不需要覆盖整个气囊或者将笼架用于控制或协助药物输送。
在一些实施例中，笼架10可以用于在血管成形术过程中防止或减少气囊20的狗骨现象。这可以是辅助药物输送的补充或替代。图3显示在治疗部位的血管2内的血管成形气囊20。如图所示，血管成形术气囊20在膨胀时正在经历狗骨现象。斑块堆积物4抵抗气囊20的膨胀，迫使气囊20的两端首先扩张，而不是将气囊20中心的扩展能量集中在最需要它的斑块4的地方。
为了防止狗骨现象，如图1a所示的笼架10可以在膨胀时约束气囊20以促使气囊20的中部首先膨胀。这是因为笼架10的中间区域可以被设计成具有最小的抗膨胀阻力，最远离所述条带被环封闭的端部。这可以防止或减少气囊20的狗骨现象，与气囊20在其内部扩张的疾病形态或动脉形貌无关。
狗骨现象通常在气囊20在带有斑块的血管中膨胀的情况下发生，其中所述斑块抵抗膨胀，迫使气囊20的端部首先膨胀(因为没有阻力)，使得气囊20呈现为狗骨形状。通过用笼架10包围气囊20并配置环以显示不同的膨胀阻力，气囊20的端部可以具有最高的阻力并且气囊20的中心具有最低的阻力。因此，笼架10可以帮助控制和限制气囊20的膨胀，因为气囊20将倾向于在通常为疾病区域的中心处更容易地扩张。
条带16的图案和方向可以影响膨胀和狗骨现象。回到图2，位于条带16中心的短狭缝22可以降低每个条带16中心的刚性。这可以通过进一步降低在笼架10中心的扩展阻力来减少狗骨现象的可能性。
笼架可以进一步包括在条带上的尖刺或楔形切割器。在二级治疗之前或在初级治疗过程中，所述尖刺可以用作血管准备工具。例如，在血管成形术手术之前或在所述手术期间，所述尖刺可协助切割和/或穿孔斑块。这可以辅助或替代药物输送和/或防止狗骨现象。应该理解，本文描述的任何实施例可以提供这些益处中的任何一个和/或用于这些手术中的任何一个、以及本文描述的其它益处和手术。
所述尖刺可以以下面将进一步描述的任何数量的不同方向和配置定位在条带上。所述尖刺可以是在2012年12月4日授权给schneider等人的美国专利us8,323,243中讨论的任何尖刺，所述专利的全文通过引用并入本文。所述尖刺和笼架也可以根据其中所述的斑块切割方法和其它方法使用。
笼架10可以以许多方式制成。例如，如下面将更详细描述的，可以使用挤出工艺，可以将管件切割和/或丝线分割。从图4a-5b开始，将描述笼架的各种实施例。图4a和5a示出在制造过程中的笼架10的实施例。每个笼架10是管件的形式，具有在管件上间隔开的多个方栓24。在一些实施例中，管件可以是预制的，然后被加工成所示的形状。该管件可以由金属或塑料等材料制成。在其它实施例中，管件被挤出以形成所示形状。例如，制造管件的方法可以包括挤出塑料管，其具有沿着管件的纵向定位的多个间隔开的方栓24。图4b-d和5a显示所述笼架的横截面。
在形成具有方栓24的管件之后，可以去除管件的材料以形成狭缝和条带16。作为去除过程的一部分，或者在形成狭缝之前，方栓可以成形为形成不同形状的尖刺或楔形切割器26。例如，图4b所示的方栓24可以被加工以形成如图4c和4d所示的尖锐楔形切割器26。在一些实施例中，方栓24可以用添加工艺制造，并且其最初形状为图示的楔形切割器26，而不需要额外的机械加工或其它工作。
现在参照图4e，示出笼架的一部分的放大细节图。在该实施例中，条带16已经形成有多个尖刺或楔形切割器26。在一些实施例中，从图4a和4b的未完成的笼架的基部，可以在管件中切割狭缝以形成相邻的条带。楔形切割器26可以被制成为具有细长尖部和基部的帐篷或斧头形状，两者都沿着管件的纵向轴线纵向延伸。楔形切割器26可以在血管成形术手术之前或期间帮助切割和/或穿孔斑块。楔形切割器26之间的空间可以机械加工或以其它方式形成以去除材料并增加条带的柔性。楔形切割器26之间的间隔显示为楔形切割器26长度的两倍，尽管也可以使用其它间隔。典型地，所述间隔长度可以是间隔与长度比为4:1至3:1，并且更通常的间隔与长度比为3:1至1:1。
关于方栓的制造，在一些实施例中，方栓26由材料管件制成，其中笼架10是具有方栓的塑料挤压管件，所述方栓被切割、研磨、放电加工或模制以形成楔形切割器26。管件可以被制造为沿着其长度有狭缝。在一些实施例中，管件的端部保持完整以形成环。在一些变型中，条带16被与一些或全部条带16间隔开，其中一些或全部条带16具有尖刺或楔形切割器26。从上面的讨论中可以理解，在图4a-5b所示的实施例中，将制造五个狭缝以形成向外的点。
在一些实施例中，制造用于血管成形术气囊20的笼架10的方法可以包括首先挤出塑料管件，其具有沿着管件纵向定位的多个间隔开的方栓。在一些实施例中，该方法可接着包括切割多个方栓中的至少一个方栓以形成围绕管件周向定位的多个尖刺或楔形切割器26。在一些变型中，该方法可以进一步包括切割管件以形成多个纵向延伸的条带16，每个条包括多个楔形切割器26中的至少一个尖刺。
现在看图6a-6b，将描述制造笼架10的另一种方法。丝线28可被分开或切割以形成三个或更多个条带16，所述条带可用于形成笼架10的一部分。在一些示例中，丝线28由合金或聚合物材料构成。可以使用许多不同的制造方法，包括激光切割和放电加工。在一些变型中，丝线28可以被分成多个部分，例如四个四分之一元件。在一些实施例中，可以在丝线28中切割正方形或其它形状的孔30以在楔形切割器26之间形成空间。然后可以分开所述丝线的各个部分以形成笼架10的条带16。笼架10可以组装有多个环并且包括任何数量的条带16。在一些示例中，笼架10可以由1、2、3、4、5、6、7、8或更多个条带16组装形成。
条带16可以以许多方式连接从而形成笼架10。另外，为了由线形成条带，它们也可以由扁平材料和/或管件挤出和/或形成。例如，可以理解的是，参照图2、4a-5b描述的实施例可以被修改以提供各个条带，然后所述各个条带可以被连接以形成笼架。
在一些实施例中，条带可以与两个或更多的环12、14连接以形成笼架10。例如，笼架10的各个条带可以在任一端上结合到环上。如图7所示，每个单独的条带16在任一端由环12、14固定。在构建笼架10时，条带16可以在定位在气囊周围之前首先附接到环12、14，或者笼架可以围绕气囊组装。例如，可以在连接到环之前将一个或多个条带放置在气囊20的表面上。笼架10可永久地固定到气囊20的一端或两端或固定到气囊导管。在一些实施例中，环12、14可将条带保持抵靠气囊或气囊导管的一部分。条带16在展开之前还可以帮助将气囊20保持在压缩状态，并且可以在膨胀之后帮助使气囊放气。
尽管环12、14可以是包括卵形、正方形、椭圆形、矩形等任意形状的带，但环12、14通常为圆形的带。环还可以能够产生束缚力和/或约束力。环12、14可以包括任何数量的不同材料，包括金属、聚合物，共聚物、弹性体、热塑性弹性体、胶水或水凝胶中的一种或多种。环可以是刚性的或柔性的。
在一些示例中，环12、14可以由热收缩材料或具有弹性特性的材料构成，其结合、捕获或约束多个条带16，并防止或限制所述条带16在沿着条带长度的任何点处移动、滑动、倾斜或扭转，尤其是在气囊20的任一端处。当环是弹性的、超弹性的或热激活的时候，所述环可以围绕条带放置并允许收缩到条带上，使得条带16保持抵靠气囊20的外径。优选地，所述环和条带围绕完全膨胀状态的气囊定位，然后向热收缩型环施加热量。在其它实施例中，热收缩型环在气囊处于放气状态时被施加。
如参照图1a和1b讨论的，可以形成笼架并将其滑到气囊上。但是，在一些实施例中，在气囊周围组装笼架可以允许较小的笼架设计。在改装气囊20时，环可从任一侧推进到气囊导管上，与具有在气囊上推进的一个带有环的笼架相比，这可允许较小的环内部尺寸。
笼架10的环12、14可以构造成在气囊20从收缩形状转变成膨胀形状时容纳气囊20。与图1b中所示的具有气囊的笼架构造没有不同，笼架10的条带16可以在气囊20处于收缩构型时与气囊20接触。当气囊20充气时，每个条带16向气囊20的凹入方向弯曲(图1a)。在一些示例中，条带16是自由浮动的并且不与气囊表面结合。
当气囊20开始放气时，条带16的材料特性可以使其开始返回到其原始位置。这可能是一个完全平坦的位置。当条带16返回到它们的原始位置时，这可以提供附加力来辅助气囊20的收缩。当条带从凹入位置移动到平坦线性位置时，条带16从扩展长度("le")移动到放气长度("ld")，其中ld比le长。条带16在轴向方向上从le向ld拉直拉长了气囊20并有助于更完全的气囊20放气。
环12、14可以具有能够固定多个条带16的各种形状和尺寸。以下对某些图示的实施例的讨论仅仅是一些这样的示例。
环12、14可以以多种不同的方式连接到条带16。环可以例如通过摩擦配合机械地附接到条带16，或者可以通过超声波焊接、粘合剂等连接。转到图8，每个环12、14可以是两部件环，可以通过沿相反方向(例如顺时针和逆时针)旋转所述环而连接到笼架10的一个或多个条带16上。环12、14可以包括孔32，条带16可以通过孔32前进以连接到环。特别地，孔32的不对称形状可以被配置为容纳具有周期性隔开的楔形切割器26的条带16，如图6b所示。
如图所示，孔32可具有变窄部分33和较宽部分34。较宽部分34可构造成容纳楔形切割器26，而变窄部分33可构造成适应条带16的宽度(即楔形切割器之间的空间)。通过将楔形切割器26装配穿过较宽部分34，可以将条带16推进穿过孔32。在一些示例中，然后可以通过转动环12、14来固定条带16，使得条带16移动到变窄部分33中。这可以在楔形切割器26不能移过变窄部分33时，将条带16固定到环12、14上。如上所述，两个环12、14可以存在于笼架10的任一端。另外，如图8所示，因为环12的孔32和环14的孔32相对，所以通过沿相反方向旋转所述环的两个部件，这进一步防止了条带16的移动。
条带16可以通过由各种形状形成的环12、14来固定。例如，图9a示出笼架10的实施例，其中条带16在远端处用锥形环12固定。锥形端部可以是气囊导管的远端并且可以提供所述装置的防损伤端。
类似地，图9b示出具有锥形外径的环12，其外表面上具有螺纹特征101。该螺钉特征101可以提供关于远侧环的外表面的凹或凸的痕迹。
图9b中所示的环12也可用于治疗用途。在一些示例中，环上的锥形和螺纹特征可以辅助气囊20导航和进入狭窄的病变区。盘绕的外表面101可以构造成提供夹持或隧穿机构。这个特征可以允许环帮助操作者导航穿过闭塞的病变区(全部或部分)中并且使气囊20能够在其中通过。凹或凸的痕迹101可以像软木螺丝那样是周向的或图案化的。在一些实施例中，凹或凸的痕迹101可以是大的刻痕或具有微观特征，其提供增强的表面以使得能够通过血管中的变窄区域。在一些示例中，环的外表面101的功能可以被描述为起类似于润滑剂的作用，尽管该特征本质上是机械的。亲水性、疏水性涂层可进一步增强此功能。表面纹理也可以修改，以有助于用较少的能量穿过。在一些实施方案中，这可以通过添加微小鳞片(如在豪猪刺中可见的)或增强的表面粗糙度(由在自然界中蚊子所使用的)来实现。
图9b中所示的环12可以固定到条带16上，条带16以螺旋方式周向地围绕气囊的表面设置。与图9a所示的线性条带16相反，附接到锥形环12的条带16可缠绕在气囊上。可以在气囊的近端处使用锥形或非锥形的环14。在一些示例中，附接的条带16的构造可以跟随与环12上的凹或凸痕迹101相同的图案。
现在转到图10-11，将讨论多层的环。可以使用具有多层的环来保持在所述层之间的条带。所述环可以具有至少一个底层122和顶层121。如图10-11所示，环12、14可以具有不可压缩的底层122和可压缩的热或静电压缩的层121。顶层121可以由可压缩材料构成，而底层122可以由不可压缩材料构成，并且可以在它们之间放置条带16。在一些示例中，顶层或顶层和底层可以由热收缩材料制成。在一些实施例中，环12、14可以由长条材料形成，它们围绕自身缠绕以形成一环层。
环可以由复合材料层制成，其中底层122具有比顶层121更小的压缩性或弹性。能量可以被施加到顶层121，以使顶层直径减小，直到顶层压缩并捕获在底层122之间的条带。例如顶层121可以是热收缩材料。这样如图10和11所示，顶层121、底层122和条带16可以形成笼架10。在一些实施例中，条带可以被附接到具有环的气囊和/或气囊导管，所述环由位于条带上方的类似于顶层的单层热收缩材料制成。
条带或环可以包括缺口以便于彼此附接。条带16可包括在条带16的任一侧上(如图10所示)的缺口171或在条带16的一个表面上的可形成凹槽的缺口171(如图11所示)。尽管在图11中，顶层121被显示为热收缩材料，但是应该理解的是，在其它实施例中，刚性环可以压配到缺口171中。这种刚性环可以是单层或多层环的一部分，因此可以存在也可以不存在相应的底层122。
图12示出环12、14的另一个实施例。这里，环12、14可以包括多个缺口或凹槽17。凹槽17的宽度可以容纳条带16的远端的宽度。通过使用粘合剂、机械耦合、在环周围的缠绕热收缩材料等，可以将条带的一端在凹槽17中附接到环12、14。在一些实施例中，可以将图11的条带16放置在图12的环12、14中，使得缺口彼此啮合。
图13a-c示出包括固定特征181的条带16的示例，该固定特征181改善了将条带16在环12、14上的保持。在一些变型中，固定特征181形成条带16的具有更高表面粗糙度的部分。这可以是图示的脊或其它齿状元件的形式，其有助于将条带16嵌入或保持在条带上。
当环12、14是聚合物材料时，固定特征181可以形成为条带16在端部处的变窄部分(如图13a-b所示)，或者沿着条带长度策略性地放置(例如在使用三个或更多个环的情况下)。固定特征181可以与环12、14对齐。在制造期间，可以在聚合材料接近或高于该材料的玻璃转变温度的高温下将固定特征181压入聚合材料中，如图13a所示。这样一来，如图13c所示，固定特征181可用于将条带16与环12、14啮合或连接。
在图13a中，环12、14被示出为将固定特征18纳入到环材料的主体中。图13a示出在被压入环材料中之前具有脊状钩特征181的条带16。图13b示出固定特征181的另一个实施例的透视图。在一些示例中，固定特征181可以比环12、14显著更长，并且较宽和被设计为在笼架10上提供张力。
当环12、14由诸如橡胶或聚合物的弹性材料或金属合金构成或是具有弹性特性如弹簧的设计时，环12、14可用于在笼架10上提供张力以使笼架10能够返回到松弛的、放气的气囊20的位置。此外，没有楔形切割器的条带16的部分是最薄且最具柔性的。这可以允许条带16在受力最大的地方即气囊20的边缘处是最具柔性的。
图13d-f示出一个例子，其中环的弹性材料可以在扩张期间在笼架上提供张力，并随后在释放张力时协助使气囊放气。首先转到图13d，笼架10围绕气囊20布置。笼架10可以由多个条带16构成，所述条带16通过环12、14固定到气囊上。在一些示例中，环12、14可以由长的弹性材料制成，该材料可以帮助将条带16向下拉入线性位置，使得楔形切割器垂直于气囊20的表面。标号“a”提供了环14的近端的示意性透视图。如图所示，环14通过粘合剂23固定在外导管轴22周围。同样，内导丝轴21可以与气囊20同心地行进。导丝轴21可以相对于导管22固定。例如，导丝轴21和导管轴22都可以连接到在毂上的不同端口，例如图示的在气囊导管近端处的分叉鲁尔接头。气囊可以通过将流体注入导管轴而被充气。应该理解的是，在一些实施例中，导管轴22直接在气囊20内部打开，而不是如图所示在环14处打开。所述环可以连接到导管杆22和/或气囊20。
图13e-f示出在气囊20被充气和随后放气时的气囊20和笼架10。如上所述，在一些示例中，环12、14的弹性材料可以拉伸以允许笼架10在气囊20充气时扩展。在诸如图13e-f所示的一些实施例中，环可以由弹性聚合物制成，条带可以由金属或非弹性聚合物制成。如图13e所示，当气囊20充气时，笼架10的条带16开始移动分开。为了向外推动每个条带16，当气囊20膨胀时，在气囊20上径向向外(如箭头所示)-并且通过延伸笼架10-施加力。当气囊20膨胀时，环12、14处于张力中并且能够足够地拉伸以允许条带16在与气囊20一起膨胀时保持对准。
该张力还可以帮助气囊20放气。在气囊放气期间，如图13f所示，当条带16和环12、14倾向于想要返回到松弛状态时，条带16上的张力径向向内施加力。该力拉动条带16并允许它们变平，从而为导管回缩提供变窄的轮廓。
现在参见图14a-d，示出条带16的具有各种类型的环的另一实施例。如图14a-b所示，在一些示例中，环可以由气囊20颈部上的唇部和导管主体的用于将导管结合到气囊20的部分制成。导管可以提供通路以用于气囊20的气体或液体充入。可以将附加部件例如包覆模具或热收缩材料添加到结合接头中，如添加胶或聚合物材料。在一些示例中，这可以用于防止压力沿着形成笼架10的条带16的长度从气囊20泄漏出来。
如图14a-d所示，在条带端部处的钩161能够使得条带可以容易地沿着气囊表面对齐，并且可以帮助使条带在相对于气囊20的轴线的纵向方向上定向。钩161可以与条带16的每个端部中形成为一体。钩161可以从围绕所述开口的气囊20颈部的外径("od")处围绕气囊20颈部的唇部缠绕，并且在其中钩161的端部停留在气囊20颈部的内径("id")内的地方进入所述颈部。
条带16可以在两端都具有钩161，或者在仅一端具有钩。另外，所述端部可以以相同或不同的方式连接到气囊导管。例如，热收缩材料可以缠绕在条带和气囊的端部。在一些实施例中，热收缩材料围绕一端缠绕，并且在例如参照图8-12讨论的那些刚性环可以用在另一端，该另一端也可以包括热收缩层。
条带可以在其它位置连接到气囊或可以不连接到气囊。如图所示，条带16也可以具有与气囊的形状对应的铰链或预弯曲区域。因此，处于展开状态的条带可以具有主部分，该主部分具有与气囊的轴线平行的楔形切割器26。有角度的部分可以从主部分延伸到钩161上。所述有角度的部分可以在气囊如图所示扩展时形成角度，但是在气囊放气时可以变平坦。在一些实施例中，所述部分之间的铰链可以用较薄的材料区段形成。
如图14a所示，通过使用钩161，条带可以在无需另外的环的情况下附接到气囊。气囊可以粘合到导管(例如具有一个或多个腔的细长管件)，该导管也可以将钩固定就位。为了简化，图14a示出一个条带，但应该理解，可以使用2、3、4(图14b)、5个或更多个条带。
图14c示出附接到气囊20的钩161的细节图。可以看出，气囊可以用作环的底层122，并且还示出顶层121。图中还示出将顶层121固定到气囊的粘合剂123。在一些实施例中，顶层121可以是导管的管件。
图14d显示双层121、122的环。双层环可以包括两层热收缩材料。如参照图10-11所讨论的，图14d中所示的环可以是多层环，其中底层122具有比顶层121更小的可压缩性或弹性，并且其中将能量施加到至顶层，以使顶层的直径减小，直到顶层被压缩且捕获在底层122和顶层121之间的条带以生产笼架10为止。
图14e示出将条带16固定在气囊20表面上的环12、14的另一个实施例。如标号“a”所示，环12、14可以固定到气囊20上，使得楔形切割器突出穿过环12、14的表面。标号“a”包括在中心的环12、14的切口，以便显示下面的条带16。楔形切割器可以以各种方式突出穿过环12、14。例如，当环12、14固定到条带16上时，楔形切割器的形状可以切开穿过环12、14的材料。这可以形成孔27。环12、14也可以具有多个预先切入环12、14中的孔27以允许楔形切割器延伸穿过。
还可以看出，环12、14的形状可以与气囊20的锥形相对应。例如，在环中的材料的切口29可以有助于使由热收缩材料制成的环收缩到气囊形状。
如上所述，每个条带16可以在一个或两环之间延伸，尽管可以根据需要使用额外的环。例如，可以使用三个、四个、五个、六个、七个、八个、九个或十个或更多个环，尤其是对于较长的气囊。作为一个例子，具有300mm长度的血管成形术气囊20可以配备有在任一端具有两个环12、14的笼架10。除了环12、14之外，笼架10还可以包括环13或其它类似的控制元件，它们可以在气囊20朝向动脉壁膨胀时帮助条带16保持对准和取向。
如图15a所示，环13可以是气囊20的总长度的一部分。一些环13设计为小于气囊20长度的1.5倍。在其它示例中，所述环在气囊20长度的1.0-0.5倍之间。更通常地，环13的长度在气囊20直径的2.5倍和1.5倍之间，并且通常在气囊20直径的1.5倍和0.5倍之间。每个环12、13、14可以由不同的材料制成，从而提供环12、13、14的一个以上优点和功能。
环13可以放置在气囊20的主体的外表面上。在一些示例中，环13可以被设计成保持条带16的主体，使得可以维持条带16的位置和方向。还可以看到，条带16不沿着气囊的肩部延伸。因此，条带可以是细长的并且可以平行于气囊的轴线延伸。图15a为简便起见示出一个条带16，但应该理解，可以使用2、3、4、5个或更多个条带。
这些环13可以定位在膨胀的气囊20区域上并且可以具有与在气囊20的任一端上的环12、14不同的特性。如图15a所示，在一些实施例中，定位在气囊20的表面上的环13可以比位于气囊20的端部上的环具有更多的弹性。这可以允许环容纳气囊20的膨胀和重新折叠。在一些示例中，在气囊20的外径上使用的环放置在每个分开的条带的两端上。条带16也可以粘接、焊接、通过摩擦配合约束或以其它方式附接到上述任何环上。
在一些实施例中，条带的行和/或条带的各个部分可以放置在气囊20周围。一些行可以在气囊20的整个长度上延伸，但其它行不是。在一些示例中，一行可以包括多个串接的、被间隙分开的条带。将条带串接放置在气囊上可以提供更大的柔韧性，这可以改善其穿过曲折的解剖结构的输送能力。
如前所述，可使用环12、14、13来将条带保持在气囊20的表面上。如本文的各种实施例中所述，所述环可以任何数量的不同方式连接到条带。在一些实施例中，可以使用不具有楔形切割器的条带16的端部附接至所述环。在其它实施例中，具有楔形切割器的端部可以附接到所述环。
图15b示出气囊导管的另一个实施例。示出具有笼架10的气囊20，笼架10具有四行等间距的条带16。每行具有两个串接放置的条带16。环13连接相邻的条带16以适当地将条带16固定并定向在气囊20的表面上。环12、14保持所述条带的另一端。
标号“a”提供了带有笼架10的气囊20的远端的放大视图。标号“a”中示出的阴影用于帮助可视化和描绘该装置的不同部分。如图所示，气囊20的端部包括将多个条带16固定到气囊20的表面的环12。气囊20围绕导管19设置。环12可以是热收缩材料。图中还显示楔形切割器延伸穿过所述环。在图15c中进一步显示条带的放置，其中示出如何串接布置一对条带16使得所述条带16跨过气囊20的长度。
为了提高柔韧性，笼架10可以具有由比图15b和15c中所示的更多数量的条带16构成的行。图15d-15e示出其中五个条带16串接放置在气囊20的表面上的示例。如前所述，这些条带16中的每一个都可以通过多个环13固定在气囊20的表面上。标号“a”提供了环13的切口，以显示在串接的两个条带16之间的间隙。如上面参考图14e所述，楔形切割器可以以各种方式穿过环13突出。例如，楔形切割器的形状可以使楔形切割器戳穿环13的材料。同样，环13可以具有多个切入环13中的孔，以允许楔形切割器戳穿。
除了具有成行的多个条带之外，还可以调整在一个行中的条带之间的间隙以增加柔韧性。为了简化制造，在条带16之间在围绕半径的θ方向上的线性对齐(角度漂移)和间隔对齐(间隙)可以具有相对宽的公差，从而在开发制造工艺和选择工具时有更多的选择。在某些情况下，间隙公差可以是±5毫米，角度漂移±25度；±3毫米和角度漂移±10度；以及±2毫米和角度漂移±5度。需要更大弯曲度的笼架设计可以利用在具有分开的条带的线性顺序中的周期性条带放置。这可以使气囊能够管理弯曲和在解剖空间中转动，而对条带施加较小的压力，并且使整个系统能够被更有效地推进。
如本文所示，许多条带16具有平坦的底部。这可以有助于条带16放置在气囊的表面上并且保持楔形切割器的定向。这可以防止条带16在气囊20的表面上的旋转运动。
所有条带和环的构造可以实现的三个独特特征是1)楔形切割器与气囊表面的垂直性，2)保持条带在气囊上的平坦和低轮廓，有助于限制楔形切割器在行进时损坏组织，以及3)帮助气囊放气或者对典型的气囊放气部件产生最小的负担。为了实现这些特征，条带通常具有平坦的底部，通过在条带任一端上的环结合到气囊，被折叠以限制楔形切割器在其行程中与组织的相互作用，并且当所述环放置在楔形切割器上时，楔形切割器戳穿所述环并且楔形切割器的大部分高度仍可用于穿透血管。尽管一些设计利用所述环在气囊上产生力，通过首尾相连地在所述条带拉动或通过施加径向压缩来实现更有效的气囊放气，但在大多数设计中，所述环可通过限制条带移动来支撑所述条带，有助于使楔形切割器定向并防止条带与气囊分开。有助于实现这些功能特征的设计特征包括：具有平底的条带使得楔形切割器能够稳定定向，但是足够薄以便在折叠期间与气囊切向放置或包含在气囊的褶皱中，楔形切割器之间的间隔没有能够使得所述环可以放置在所述间隔中并支撑条带保持的一个切割边缘，并且条带的端部可以是最薄的，没有楔形切割器，从而使得更大的表面区域可以用于所述环以结合所述条带上，并且使得条带在所述气囊的在导管移入和移出部署位置期间受到最大的力的边缘具有最大的柔性。应该理解的是，还可以提供其它益处和优点。
所述环12、13、14可以以各种方式附接到条带16。图16a-c显示固定到条带16上的环12、13、14的实例。图16a显示缠绕在气囊周围以形成环12、13、14的材料，使得环的材料可被固定到一个以上的条带。在一些示例中，如图16b所示，环12、13、14可缠绕每个条带的一部分。这可以以与图10中所示相同的方式来完成，其中每个环可以具有围绕条带16的一部分缠绕的上层和底层。图16c示出实心的环12、13、14，它们可以附接在气囊的一部分上。条带的一部分可以固定到所述环上。
如本文所讨论的，许多实施例可以使用热收缩材料作为环12、13、14的一部分或全部。热收缩材料通常从挤出管件开始，所述管件通过使用辐射的方式交联。管件可以被拉伸或以其它方式形成为期望的厚度。例如，它可以拉伸为一种柔性的微观薄壁的管件，它可以用厚壁管件制成刚性的，也可以制成中等柔性的。交联可以产生直径记忆，并且可以设计为具有从2:1到10:1的收缩率。热收缩通常仅在径向方向上收缩，但也可以在长度上收缩。
热收缩材料可由诸如聚烯烃、含氟聚合物(包括氟化乙烯-丙烯(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)或聚偏二氟乙烯(pvdf)(例如kynar))、聚氯乙烯(pvc)、氯丁橡胶、硅树脂、弹性体或合成橡胶和含氟聚合物弹性体(例如viton)制造。当需要柔性材料时，例如随气囊膨胀的材料时，热收缩材料可以包括聚烯烃、硅树脂、弹性体或viton(合成橡胶和含氟聚合物弹性体)中的一种或多种。
呈管件形式的热收缩材料可用于滑到一个或多个条带16之上或上方。管件可具有3:1或更高的收缩比(例如3.5:1、4:1、4.5:1、5:1、6:1)，并允许温和的热收缩以防止任何气囊变形或气囊性质的其它变化。该材料可以具有足够的柔性以在一定的气囊直径范围内使气囊保形(例如典型的具有～0.5mm直径范围的半顺应性气囊技术)，并且可以具有粘合剂或其它涂层以支持热收缩材料和气囊的结合。热收缩材料可以是薄膜。热收缩材料也可以是片材或多层片材的形式，而不是管件。
用笼架改型气囊导管的方法可以包括以下任何步骤。将条带放置在充气气囊周围。条带可以包括楔形切割器。这些条带可以围绕充气的气囊等间距地定位。条带可以主要纵向延伸。这些条带可以串接地按行排列，例如2-6行，每行具有2-6个条带。可以用粘合剂将条带永久或暂时固定在气囊上。热收缩材料可作为环定位在条带的端部周围。热收缩材料的各个环可以连接或覆盖位于气囊周围的多个条带的端部。热收缩材料的各个环也可连接或覆盖按行串接设置的相邻条带的端部。然后可以施加热量以收缩热收缩材料。气囊可以放气然后消毒以备使用。
现在转到图17，示出笼架10的细节的示意图。在一些实施例中，示出条带16具有由弹簧区组成的部分34。条带16的弹簧部分可以提供多种益处。例如，弹簧部分34可以增加笼架10的柔性。增加笼架10的柔性可以允许笼架10更容易地穿过血管的弯曲几何形状。弹簧部分34还可以为楔形切割器26提供更宽的基部，以帮助楔形切割器26保持所需的方向。
在一些实施例中，弹簧部分34可以与气囊20的表面相接。弹簧部分可以帮助条带16在楔形切割器26处于向外伸出的方位时保持在正确的位置。在一些示例中，弹簧部分可以抵消尖刺上的侧向弯曲力矩，使得楔形切割器26不会弯折、弯曲或以不希望的位置改变量。在一些实施例中，弹簧部分34还可以提供协助气囊20在膨胀后重新折叠的益处。弹簧可以在气囊20上增加机械张力以使其返回到压缩状态，并且进一步帮助环在排气循环期间压缩气囊20。
弹簧部分34可具有波形构造并连接到直线部分36。在一些示例中，楔形切割器26可位于直线部分上。在其它实施例中，弹簧部分可以是正弦曲线。如图18所示，显示与远端相比在近端具有较大幅值的弹簧部分。在沿着朝向远侧方向上的直线部分的弹簧部分中，幅值可以减小，而周期增加。在一些实施例中，弹簧部分的一侧可以具有比相对侧更大的幅值。在一些实施例中，弹簧部分可以是对称的。
图18示出利用弹簧部分34和直线部分36的笼架10的各种实施例。可以使用任何数量的不同图案。图19示出直线部分36上的楔形切割器26的细节。
如本文所公开的系统和方法可以将笼架和楔形切割器部署在包括血管腔的任何体腔中，例如动脉和静脉。例如，动脉可以是冠状动脉、外周动脉或颈动脉或其它脑动脉，或者例如髂骨、股骨、股浅动脉、髂骨或其它外周血管。该设备也可用于任何呼吸、消化、泌尿、生殖、淋巴、听觉、视觉或内分泌系统中的任何内腔或输送管道。应该理解的是，用于在这些系统中的任何一个、两个或更多个系统中产生齿状物的装置可以采取稍微不同的形式。与装置可能被使用的位置无关，装置的一些实施例包括尖刺(在本文中也称为楔形切割器，或方栓上的齿状物元件和可扩展机构以增加和减小尖刺特征的直径(诸如气囊)都连接到基座导管状装置。
在一些实施例中，如图20中所示，图20是在相关的条带300上的楔形切割器200的实施例的特写细节图，楔形切割器200可以包括面向条带的基部表面202(其也可以在这里被称为结合面)。楔形切割器200的面向条带的基部表面202可由楔形物200向外突出的基部限定，并且在楔形切割器与气囊之间的界面处与条带的表面直接连续。条带可以是方栓300或其它带状结构。在一些实施例中，该面向条带的基部表面202具有由能够保持锋利边缘的硬质材料制成的相对窄的宽度。在一些实施例中，优选的材料是马氏体不锈钢，在洛氏c级(hrc)上具有52至64的硬度，虽然也可以使用包括聚合物或共聚物的其它材料，包括但不限于聚烯烃、含氟聚合物(包括氟化乙烯(fep)、聚四氟乙烯(ptfe)或聚偏二氟乙烯(pvdf)(例如kynar))、聚氯乙烯(pvc)、氯丁橡胶、硅树脂、弹性体或合成橡胶和含氟聚合物弹性体(例如viton)或其组合。在一些实施例中，条带宽度(周向方向)约为或不超过约0.008英寸、0.010英寸或0.012英寸。在一些情况下，宽度可以在约0.006英寸和约0.020英寸之间或在约0.004英寸和约0.030英寸之间。在一些实施例中，条带300通常纵向地在工作气囊边缘的长度上延伸，但是也可以以与气囊(或其它可扩张结构)的纵向轴线成高达且包括90度的角度定向，或者以变化的螺距以螺旋方式定向。在一些实施例中，底座条带300的高度可以在0.004英寸和约0.010英寸之间，或者在一些实施例中在约0.002英寸和约0.020英寸之间。
仍然参考图20，楔形切割器200还可以包括径向面向外的表面204(其可以在本文中被称为非结合表面)，其限定从第一(例如近侧)边缘206延伸到第二(例如远侧)边缘208的楔形切割器200的顶表面，且被配置为接触身体内的组织、斑块或其它结构。还示出前表面210、后表面212以及相对的侧表面214和216。在一些实施例中，侧表面214、216大致垂直于条带的纵向轴线向上延伸，并且径向面向外的表面在如本文其它地方所述的呈线性、弯曲或其它几何形状的侧表面之间与侧表面/侧表面轴线成一定角度延伸。还示出具有非结合(例如面向上的)表面302的条带或方栓300，其可以与面向条带的表面或楔形切割器200的边界202，以及侧表面(例如304)和下表面303共同延伸。
图21是示出楔形切割器的几个可能的非限制性实施例的示意图。在一些实施例中，径向面向外的表面lu(例如在图20的第一边缘206和第二边缘208之间的径向面向外的表面204)的长度比面向条带的表面lb(图20中的面向条带的表面202)的总长度小约30％、20％或10％。在一些实施例中，径向面向外的表面的长度lu可以比面向条带的表面长度lb小约50％至约20％，并且有时与面向条带的表面的长度lb一样大。径向面向外的表面的宽度wu在一些情况下等于或小于面向条带的表面的宽度wb，并且典型地在面向条带的表面的宽度wb的约10％、20％、30％、40％或50％之间或者比面向条带的表面的宽度wb小约10％、20％、30％、40％或50％，或者在面向条带表面宽度wb的约20％至约50％之间，并且有时是面向条带的表面的宽度wb的大约或最高达约50％、60％、70％、75％或80％。因此，在一些实施例中，存在等于或小于约90度的角度θ，其限定了从面向条带的表面的宽度wb到在面向条带的表面的宽度wb边缘中的至少一个上的径向面向外的表面的宽度wu的斜率。尽管在一些实施例中，径向面向外的表面宽度wu从边缘到边缘是恒定的，但是在一些实施例中，径向面向外的表面宽度wu沿着径向面向外的表面长度lu是变化的，如本文其它地方所述，例如从第一侧向边缘减小到在径向面向外的表面区段的第一侧向边缘和第二侧向边缘之间的一个点或区段，然后从在近端边缘和远端边缘之间的一个点或区段增加到远端边缘。在一些实施例中，在近端边缘和远端边缘之间的相对中心的区段具有恒定的宽度，而围绕相对中心区段的侧向区段具有可变的例如渐缩的宽度。
尽管径向面向外的宽度wu可以演化为一个点，从面向条带的基部表面202的面向条带的基部宽度wb以单一恒定的倾斜角度θ或斜角倾斜至径向面向外的表面204的径向面向外的宽度wu，如图22a(类似于等腰三角形的端视图)和图22b(等距视图)中所示，它也可以在一些实施例中包括多个不同的角度，例如多于单个倾斜角度，如双个、三个或更多个斜角(例如，在其高度的第一段是第一角度，在其高度的第二段是小于或大于第一角度的第二角度，并且在一些情况下，在其高度的第三段是小于或大于第一角度以及小于或大于第二角度的第三角度)。图22c示出楔形切割器的端视图，而图22d示出其等距视图，该楔形切割器具有从面向条带的基部表面到径向面向外的表面的多个不同的斜面以及相关角度，其中在水平面与过渡点之后的向上斜面之间的角度θ2大于在水平的面向条带的基部边缘和相交的向上斜面之间的角度θ1(换句话说，从面向条带的基部边缘底边起的第一斜面s1不如在过渡点之后向上升高的第二斜面s2陡峭)。图22e和图22f示出类似于图22c和图22d的实施例，除了角度θ2小于角度θ1之外(换句话说，从面向条带的基部边缘底边起的第一斜面s1比在过渡点之后的第二斜率s2更陡峭)。
替换地，一些实施例还可以包括处于不同高度的一系列台阶，在所述不同高度处所述宽度过渡到更窄的宽度，然后继续沿其高度攀升。当使用一系列台阶代替斜面时，有时可能由于制造上的局限性，而将利用不锈钢卷轴以外的方法打磨为一个边。
在一些实施例中，径向面向外的边缘或表面(例如图20的径向面向外的表面204)的形状可以与从径向面向外的长度或宽度的一个边缘206到另一边缘208的高度相同。在一些实施例中，沿着径向面向外的表面204的高度可以从一个边缘206到另一个边缘208是变化的。当径向面向外的边缘或表面204变化时，典型地，所述径向面向外的边缘具有一系列凸起特征，本文称之为楔形切割器、尖刺或齿状物元件200。在一些实施例中，沿着在边缘206、208之间的径向面向外的长度204的这些凸起特征的中点是径向面向外的表面的最高点。然而，在一些实施例中，最高点从所述中点偏移，并且可能存在相对于结合/底部表面202的较低点散布的多个最高点。在一些实施例中，在楔形切割器200的面向外的表面204的边缘206、208和在楔形切割器200之间的基部条带300的径向面向外的表面302之间的最大高度变化可以小于约80％、70％、60％、50％、40％、30％、20％、10％或比楔形切割器200的总高度更小。
在一些实施例中，基部条带300具有粗糙的或有纹理的下表面以帮助粘附到下面的气囊的外表面。基部条带可以具有任何期望的几何形状，例如正方形、矩形、或者在一些实施方式中为梯形，其底面具有更大的宽度，例如大约或至少大约为顶部表面10％、20％、30％、40％、50％、60％、70％、80％、90％、100％或更多。在一些实施例中，条带300的顶表面的大约1/3和1/2之间被楔形切割器200覆盖，而大约1/2和2/3之间的顶表面没有楔形切割器200。
参照图21，在一些实施例中，从顶部看径向面向外的表面可以看作是从径向面向外长度的一个边缘延伸到径向面向外长度的另一个边缘的一条线(例如其中假设210a是所述装置的径向面向外表面，wu是一个点)。这将类似于没有明显宽度的打磨或“剃刀锐化”的边缘。在其它实施例中，俯视图表现为略微不锋利的未打磨的表面，其类似于矩形(例如，如果210b或210c是该装置的顶部，并且假设在这些线上方的所有部分都被切掉)，其中径向面向外表面wu的宽度小于面向条带的基部表面wb，但与在从面向条带的基部表面到径向面向外的表面的宽度边缘和高度之间的斜率或多个斜率直接相关。在一些实施例中，顶部或径向面向外的表面可以是线、平坦的矩形、圆形或者成形的表面(在2维视角中可能看起来是矩形或正方形)、或者采取金字塔形、楔形、梯形或其它多边形形状。
在一些实施例中，未打磨宽度可以是例如大约或大于约1nm、5nm、10nm、50nm、100nm、500nm、1μm、2μm、5μm或10μm的宽度，从径向面向外的边缘或表面处测量。在一些实施例中，楔形切割器的未打磨的径向面向外的表面可以是有利的，因为在例如在楔形切割器目标中产生齿状物、凹陷和/或微穿孔的情况下，与打磨的边缘相比，略微不锋利/相对较不尖锐是可取的，而不是切割穿过整个管腔壁。在一些实施例中，整个径向面向外的楔形切割器表面具有未打磨的宽度。
楔形切割器的形状可以采取多种形式，包括如图21a-g所示的其它非限制性实施例。例如，图21a示出的楔形切割器200从基部条带300上升，具有从边缘206到边缘208的打磨的/尖锐的径向面向外的表面204。图21b-图21c示出的楔形切割器具有在两个侧向边缘上的径向面向外表面的倒角部分780，所述两个侧向边缘向上倾斜或以其它方式向上上升至打磨的中心单个点782或具有长度781的边缘。该斜面可以是直线斜面，或者跟随如下面的图21d中所示的曲线。如图21b所示，楔形切割器包括径向面向外的表面的侧向部分780，其在高度上增加，但宽度从第一边缘减小到具有最小/可忽略宽度的长度的中心中间部分781，然后其宽度增加并且其从中点到第二边缘的宽度减小。图21c示出类似于图21b的楔形切割器，不同之处在于中间部分是单个打磨顶点782。
图21d示出具有径向面向外表面785的楔形切割器，其高度从沿着第一弯曲长度的边缘增加，但宽度从第一边缘到中心区域如中点786是减小的，然后沿着第二弯曲长度到另一边缘高度减小并且宽度增加。
图21e-21g示出具有未打磨的、径向面向外表面的楔形切割器的实施例，但不包括锋利的打磨点或边缘(例如具有比打磨边缘的宽度更大的宽度)。图21e示出楔形切割器的一个实施例，其略微类似于图21b的楔形切割器，除了沿径向面向外的表面沿其长度是完全未打磨的。图21f示出楔形切割器的一个实施例，其略微类似于图21c的实施例，除了径向面向外的表面沿着其长度是完全未打磨的。图21g示出楔形切割器的一个实施例，其略微类似于图21d的楔形切割器的实施例，除了径向面向外的表面沿着其长度是完全未打磨的。
图21b-21g的实施例的一个共同点在于，所述径向面向外的表面的宽度在侧向边缘处较大(较宽)，并且在中心点或较长的中心部分处的较中心位置的宽度较窄/较小。所述径向面向外表面的从一个边缘到另一个边缘的高度可以是拱形的或是可变的，例如当从侧面观察时，最高点位于较中心处，并且在一个或多个边缘处具有最短的高度。在这些实施例中，径向面向外的表面的最窄或最薄(最小宽度)部分的方向可以沿着所述条带的纵向轴线，该纵向轴线可以与气囊的纵向轴线对齐或不对齐。
在其它实施例中，较窄的点或区段不需要关于径向面向外的表面的长度的中点对称，但在某些情况下可以是从所述长度的中点不对称的/偏离的。
与楔形切割器的几何形状无关，一些实施例的特征在于包括具有长度和宽度的结合的端部202或基部(例如所述尖刺具有基部，所述尖刺“附接”到气囊或某种模制元件，无论它是方栓(或条带)以及在端部或尖部具有长度和宽度的径向面向外表面204。在一些实施例中，径向面向外的端部的宽度为大约或比面向条带的基部端的宽度小大约90％、85％、80％、75％、70％、65％、60％、55％、50％、45％、40％％、35％、30％、25％、20％或更小，或者包含上述值中的任何两个值的范围。楔形切割器(以及方栓/条带)的面向条带的基部端的宽度可以是固定的/恒定的，或者替换地在一些实施例中是可变的。
楔形切割器可以具有多种不同的尺寸和形状。在一些实施例中，楔形切割器的在面向条带的基部端处的长度约为或小于例如约0.10英寸、0.09英寸、0.08英寸、0.07英寸、0.06英寸、0.05英寸、0.04英寸、0.03英寸、0.02英寸或0.01英寸，或者包含上述值中的任何两个值的范围，或者所述长度在约0.01英寸至约0.06英寸之间，或者在约0.01英寸至约0.04英寸之间。在一些实施例中，楔形切割器的从基部条带的非结合边缘测量的高度可以为约或小于约0.05英寸、0.04英寸、0.03英寸、0.025英寸、0.02英寸、0.015英寸、0.01英寸或0.005英寸，或者在一些实施例中在约0.005英寸和约0.025英寸之间或者在约0.01英寸和约0.025英寸之间，或者在约0.005英寸和约0.015英寸之间。
在一些实施例中，楔形切割器的楔形面向条带的基部的长度可以是大约或小于大约25mm、20mm、15mm、14mm、13mm、12mm、11mm、10mm、9mm、8mm、7mm、6mm、5mm、4mm、3mm、2mm或1mm，或者包含任何两个或更多个前述值的范围。在一些实施例中，楔形切割器的楔形面向条带的基部的长度可以是2mm、2.5mm或3mm、或在约1mm至约5mm之间、或在约1.5mm至约3.5mm之间。楔形切割器可以以规则或不规则的方式间隔开以增加所述装置的柔韧性。例如，相邻楔形切割器之间的间距可以是例如楔形切割器的面向楔形条带的基部长度的大约2倍至大约10倍，其中楔形切割器纵向定位。例如，在一些实施例中，具有大约2.5mm长的楔形面向条带的基部长度的楔形切割器可以在它们之间具有大约5mm的间隔，或者在它们之间具有大约25mm的间隔。在一些实施例中，楔形切割器的组可以以第一较小比率间隔开，例如大约为楔形切割器的面向条带的基部长度的1-4倍，然后一组可以以第二较大比率间隔开，例如大约是楔形切割器的面向条带的基部长度的8-10倍。例如，第一组具有2.5mm的面向条带的基部长度的楔形切割器可以在它们之间具有5mm的间隔，然后第二组楔形切割器可以与第一组间隔20mm。第二组可以具有与第一组相同或不同的大小、形状和/或间距。
在一些实施例中，径向面向外的表面相对于面向条带的基部表面的位置不总是居中或对称的。换句话说，径向面向外的表面的中点可以偏离面向条带的基部表面的中点。图23a-b和24示出作为尖刺的替代实施例的不对称的径向面向外的表面。不对称的径向面向外的表面可以相对于直接在面向条带的基部宽度边缘上方对准的径向面向外的宽度边缘偏离中心。在该构造中，仅一个面向条带的基部宽度边缘具有倾斜边缘440，其偏离径向面向外的表面向高度上升，而另一个高度边缘442以90度角度ra(直角)垂直于面向条带的底部表面444，如最佳由图23a所示。另外，在宽度端部的一端或两端和/或在长度端部的一端或两端中的径向面向外的表面的边缘可以是倒角的或倾斜的或具有半径。在一些变型中，径向面向外的表面位置限于在面向条带的基部表面上向上突出的区域。径向面向外的表面可以例如是锋利的线条(例如打磨的边缘)或任何所描述的表面或者任何所述的未打磨的边缘变型。图23c-d示出一个实施例，其中楔形切割器的总体积或基本上全部体积升起/出现在小于条带基部的整个宽度(或表面积)上，例如等于或小于条带的宽度或表面积的大约70％、60％、50％、40％或30％，并且因此所示楔形切割器从所示条带的纵向轴线向前或向后不对称地偏移。
图24示出的实施例说明径向面向外的表面204从面向条带的基部表面202开始如何可以具有变化的高度(从在第一边缘206处的第一高度24h1增加到在第二边缘208处的第二高度24h2)，并且可以包括以径向面向外的长度边缘206、208的曲率半径倒圆的边缘轮廓。这里我们看到在一个边缘206处具有较宽的曲率半径，其具有从面向条带的基部表面202测量的短的高度24h1，而相对的边缘208的曲率半径较窄并且具有从面向条带的基部表面202测量的较长的高度24h2。
在一些实施例中，本文描述的各种楔形切割器特征可以提供独特的优势以帮助递送所示装置，包括但不限于：如果径向面向外的表面被定位在递送装置的外部、和/或可以接触腔壁并且有可能在移动穿过动脉的过程中刮擦血管壁，降低血管创伤。例如，在楔形切割器具有未打磨的、径向面向外的表面的实施例中可以是这种情况。
另外，不受理论的限制，某些形状可以提供对组织的更有效的穿透。例如，包括倒角或圆形的径向面向外边缘的楔形切割器可能潜在地以较小的力进入血管壁(需要较小的压力来穿透组织)，同时仍保持有效的微通道以削弱组织并使组织扩张而使血管损伤和细胞损伤最小。
此外，尽管存在在血管成形术或其它与气囊扩张相关联的用于切割或刻划斑块的手术期间在气囊上提供刀片或尖锐边缘或刻划线条的现有方案，但是这些现有方法被认为存在问题或缺点，这些问题或缺点可以通过本文公开的系统和方法来消除或避免。在血管成形术期间切割或刻划腔壁(例如斑块)可在高压下进行，这可导致血管的高度伤害。在血管成形术气囊膨胀以扩张斑块的同时，切割刀片、边缘或刻划丝线可以被迫进入血管的壁中。在这个过程中，切割刀片、边缘或刻划丝线可以以倾斜的角度被迫进入血管的壁中并且可以挖出斑块，这可能增加剥离的倾向。相反，在一些实施例中，楔形切割器的应用可以在低压下扩展到斑块中，以沿径向向外的方向形成精确的微穿孔、齿状物和/或凹陷，从而在斑块中或者在腔壁或其它目标的其它位置中形成精确的凹口、切割线或平面。楔形切割器的径向面向外的表面可以推入在小的表面区域中的斑块或其它腔表面中，从而不太可能挖出斑块或腔的表面。
在一些实施例中，楔形切割器可以被设计成在病变的血管壁中提供一系列定向的穿刺或齿状物(但在一些情况下不完全穿过)，这在某些情况下可以产生沿着齿状物线的可预测和受控的内腔扩张，具有最小的伤害，且不会被带有打磨/锋利边缘的刀片切割。所述穿孔可以用作通路，例如用于药物或其它药剂的微通道，如图23e所示。药物或其它药剂可以通过使用药物涂覆的气囊来递送，所述气囊装在本文公开的装置中或者在使用本申请公开的装置后使用的单独装置上。在一些实施方案中，楔形解剖器可以从基部条带上拆下，和/或用一种或多种药剂涂覆或以其它方式浸渍以用于药物递送。楔形解剖器可以产生线性的减弱线或穿孔线而不切割血管壁的连续轴向段，这可以实现更有效和更温和的血管腔扩张5110，如图23f和23f.1所示。在5110、5130、5140、5150可以看到逐渐扩张和齿状物阶段的例子。气囊可以膨胀，当气囊中的气压增大时，可能发生以下一系列事件：气囊在动脉中展开并且条带从褶皱内的停放处露出；条带上的楔形解剖器的尖部(例如径向向外的表面)接触血管壁；尖部的相对狭窄的轮廓穿透血管壁，产生用于裂缝事件的成核点；所述裂缝迅速沿管腔内表面产生裂纹；由于裂纹的靠近和对齐，所述裂纹连接形成沿着腔内表面的长裂纹，其可以沿着条带的整个长度、小于条带长度或者大于条带长度延伸；已经发现所述裂纹的穿透深度通常类似于中膜层组织的深度。
为了降低方栓或基部条带的潜在刚性，在一些实施例中可以设想在方栓上添加一系列释放元件(relief)，如图25和26所示。释放元件可以用许多不同的方式产生，其意图是去除一些材料并为面向条带的基部所在的楔形提供更柔韧的方栓。可以在与楔形切割器的面向条带的基部表面相对的方栓基部、在与楔形切割器的面向条带的基部表面直接相邻的方栓顶部、或者在上述两个位置即所述顶部和底部都形成所述释放元件。释放元件也可以在方栓的侧面形成，或者可以通过方栓的其它区域在方栓上在面向条带的基部中添加开孔。顶部、底部、侧面或开孔的任何组合都可以添加到方栓中以提供释放元件。
在一些实施例中，如图25和26所示，条带300可具有位于顶部、底部、居中或偏离中心的释放孔或狭缝，其可以是圆形、矩形、直线形、三角形或椭圆形或上述图形的组合(见图25和26)。这些条带提供了一个支撑基部的基本结构，旨在具有柔性并跟随气囊的运动，因此使楔形元件可以正确定位。
如图25和26所示的释放孔示意图可以被专门设计以向基于气囊的药理学试剂提供一个输送途径；此外，它们提供了在表面的应力释放以增强上述装置在曲折的解剖结构中的传送能力。图25a-c示出楔形切割器的实施例，其在与楔形切割器200的结合表面相对的条带300的下表面500上具有释放元件502。图25a示出一个实施例，其中释放元件502被规则地间隔开大约每个楔形切割器200的结合表面的长度。图25b示出一个实施例，其中释放元件502被规则地间隔开每个楔形切割器200的结合表面的长度的50％或更少。图25c示出一个实施例，其中每个释放元件502被隔开每个楔形切割器200的结合表面的长度的50％或更少，但是释放元件502仅在楔形切割器下方成组而不存在于楔形切割器之间的条带区段下方。在其它实施例中，释放元件502仅在楔形切割器之间的条带区段下方成组，但不存在于在楔形切割器正下方的条带区段下方。
图25d-25e示出一个实施例，其中释放元件502'存在于在楔形切割器之间的条带的顶部(结合或面向上的表面302)上。在图25d和25e中，释放元件在楔形切割器之间的条带的面向上的表面302中形成凹陷，具有如图25d所示的基本弯曲的基部，以及如图25e所示的相对较正方形或矩形的基部，其中具有或没有圆形的边缘。图25f是组合在图25c和25d的实施例中发现的两种不同类型的释放元件502的实施例。取决于期望的临床结果，其它的排列组合也是可行的。图25g和25h示出其中释放元件502位于条带300的前表面304和/或后表面上的其它实施例。图25g示出大致金字塔形的释放元件502，而图25h示出大致弓形的释放元件502。这些释放元件可以如图所示与楔形切割器轴向间隔开，和/或在其它实施例中与楔形切割器轴向对齐。图25i和25j示出的实施例中，释放元件502呈现为垂直(图25i)或水平(图25j)定向的贯通通道的形式，其可以如图所示与楔形切割器轴向间隔开，或者采用其它构造。在一些实施例中，释放元件可以相对于条带的纵向轴线以倾斜的角度定向。图25k示出一个实施例，其中释放元件502采取在前表面和/或后表面上、在结合的基部表面上和/或在其它位置上的槽的形式。
为了有助于从初始刀片移除材料的制造步骤，在一些实施例中，上述条带可以包括沿着基部或结合表面的突片。突片可以帮助控制长的条带以免在材料移除过程中的振动或移动。制造完成后，突片将被移除。在一些实施例中，突片具有位于条带基部的插入物。在一些实施例中，当多个条带例如从相同的源材料片材被激光切割时，插入的释放元件可以用作所述突片，并且这在制造过程期间是有利的。在一些实施例中，在要被激光切割的源材料的相邻区域上或与所述相邻区域相连的互补突起(例如突片或相关结构)可以装入与所述源材料相邻的条带的插入释放元件中，以在激光切割/制造过程中保持条带的适当对准。这可以在激光切割期间将条带保持就位，并且防止由于例如可能会降低产品产量的激光振动所导致的条带相对于相邻材料区域的不期望的移动和未对准。在一些实施例中，用于制造稳定性目的的释放元件不需要插入物，并且可以采用从突片的基部向外伸出的突片的形式。在一些实施例中，在粘结或通过其它方式附接到气囊的外表面之前通过激光切割或其它方法稍后去除这些突片，以防止无意中刺破气囊。图25l和25m中示出一些实施例，其示意性地图示了在条带和制造过程期间具有楔形切割器200的条带300。还示出突片580，其可以从源材料被激光切割，并且其一端连接到所述源材料581的相邻区域，另一端插入例如在条带的下表面中的插入释放元件502中。插入释放元件502可以是任何图案，例如之前在图25a-25k或其它图中所示的，并且在一些实施例中显示为在楔形切割器200的下方。图25m示出突片580，其可以在制造过程后切割为区段588、589，当不再需要相对于相邻的源材料581将条带300保持就位时，然后条带300可以分离以附接到气囊或其它装置上。插入物可以允许将突片移除，同时最小化可能悬挂在条带底部下方的、可能干扰所述条带与气囊或其它膨胀设备的结合的材料量。
在一些实施例中，气囊可被打褶并卷曲成非常窄的轮廓，从而允许所述装置通过窄直径的导引器鞘递送。一旦气囊已展开并放气，膨胀之后的气囊外形可能大于其原始打褶和卷曲的直径。这种新的轮廓可以具有在气囊轮廓之外的条带，其可能会刮伤动脉壁或缠绕附属装置(例如导引器鞘)的开口。根据一些实施例，通常被描述为斜面的以下元件可以解决这个潜在问题。
图25n示意性地示出粘合剂或其它材料的斜面680的实施例，其被放置在一些或所有条带300的一个(如图所示)或两个侧向端部333处(例如在其上方)。这可以在一些情况下用于将条带300附接到气囊，除了将粘合剂放置在其它位置处之外，例如在条带下方(例如在条带300的下表面上)。斜面680可以提供在柔性气囊(未示出)的边缘与半刚性条带300之间的有效柔性界面，因为斜面680可以由比条带300相对更柔软的材料(例如粘合剂)制成。在一些实施例中，斜面680可以设计成从气囊表面(未示出)到条带边缘的平缓斜面。在一些实施例中，粘合剂斜面680可以有利地既保持条带又提供保护，以免条带300在手术过程中与辅助装置的不期望的相互作用。
在一些实施例中，所述条带的侧边缘可以包括胶合斜面680以保持条带300并且在手术期间提供保护以防止所述条带与辅助装置相互作用。可以使用uv胶来生产所述斜面，其中在一系列铺设和堆积层中使用重复的沉积和固化步骤直到产生所述斜面，如图25n.1所示。或者，可以将所述斜面预制成所需的形状，然后用氰基丙烯酸酯、uv胶或其它材料或方法以在预制的斜面与气囊表面之间提供化学的、机械的或电磁的结合力，以将预制的斜面与气囊表面结合在一起。注意在该实施例中，粘合剂层的顶部靠近条带凸起(楔形解剖器尖部)681的顶部。在一些实施例中，所述斜面可以横向延伸超过所述条带的后边缘一段距离，该距离在大约0.008英寸到大约0.040之间、在约0.08英寸至约0.012英寸之间、在约0.010英寸至约0.040英寸之间、在约0.020英寸至约0.030英寸之间或其它尺寸，取决于所需的结果。
在一些实施例中，可装入气囊元件中的特征部件是锥形斜面。锥形斜面的特征可以通过多种方式实现。在一个实施例中，锥形斜面通过用于较大气囊的锥形构造来制造，例如采用用于6mm气囊或5.5mm气囊的锥体并且使用已知方法将其装入以附接至5mm气囊。一个这样的实施例在图25o中示意性地示出。锥体970在一些情况下可以具有比气囊960的外径大的外径，例如比气囊960的外径大大约或至少大约5％、10％、15％、20％或更大，或者在一些实施例中比气囊960的外径大大约5％至约20％。相对较大的锥体970将位于气囊960之外，从而在气囊本体相交的地方产生唇缘972。当气囊通过导引器导管放气和缩回时，唇缘972可以有利于减少金属条带边缘被阻挡或抬起的可能性。
在一些实施例中，如图25p所示，包括沿着锥体970的一系列导轨980以用作支撑或加强结构，并且当气囊960进入导引器导管(未示出)时有助于使气囊960塌陷。在一些实施例中，导轨980与条带的纵向轴线对齐/对准，从而进一步增强了在锥体被拉动穿过导引器时将条带推向气囊中部的功能。
在一些实施例中，本文还公开了可以在气囊的外表面中具有用于附接条带的凹陷的气囊。气囊表面上可以产生一系列凹陷。在一些实施例中，所述凹陷可以被配置为足够宽且足够长以允许将条带放置在凹陷中，例如完全位于凹陷中。所述凹陷的深度可以被设定尺寸，以限制在气囊缩回期间条带可能卡在导引器的远侧开口上的可能性。
在方栓之中或其侧部上使用通孔或微通道5100可以提供治疗试剂的机制，如图23e所示，例如一种或多种药物、纳米颗粒和/或干细胞从气囊表面通过毛细作用或扩散作用输送到疾病部位表面，和/或利用气囊压力迫使药物、纳米颗粒和/或干细胞穿过微通道5100到达所述表面或进入患病部位中。替换地，微通道5100或改性表面可以提供用于药物、纳米颗粒或干细胞或其它治疗剂的储存空间，以在输送至患病部位期间放置和保护它们。在一些实施例中，所述药物可以是本领域已知的任何药物。在一些实施例中，取决于所治疗的具体疾病并且考虑到药物的物理性质，可适用于本发明的方法和装置的药物的实例包括但不限于：抗再狭窄药、亲或抗增殖药、抗血管生成药、抗有丝分裂药、抗血小板药、抗凝血剂药、抗纤维蛋白药、抗凝血酶药、抑制细胞生长药、抗生素药、抗酶药、抗代谢药、血管生成药、细胞保护药、血管紧张素转化酶(ace)抑制药、血管紧张素ii受体拮抗剂和/或心脏保护药物。
抗增殖药物的实例包括但不限于：放线菌素、紫杉酚、多西它赛、紫杉醇、西罗莫司(雷帕霉素)、biolimus(西罗莫司)a9(新加坡biosensorsinternational公司)、deforolimus、ap23572(ariadpharmaceuticals公司)、它克莫司、替西罗莫司、吡美莫司、佐它莫司abt-578)、40-o-(2-羟基)乙基雷帕霉素(依维莫司)、40-o-(3-羟丙基)雷帕霉素(雷帕霉素的结构衍生物)、40-o-[2-(2-羟基)乙氧基]乙基-雷帕霉素(雷帕霉素的结构衍生物)、40-o-四唑雷帕霉素(雷帕霉素的结构衍生物)、40-表-(n-1-四唑)-雷帕霉素和吡非尼酮。
抗炎药的实例包括甾体和非甾体(nsaid)抗炎剂两者，例如但不限于：氯倍它索、阿氯芬酸、二丙酸别氯地米松、丙缩阿尔孕酮、α淀粉酶、安西法尔、安西非特、氨芬酸钠、阿米普利瑟盐酸盐、阿那白滞素、阿尼罗酸、阿尼扎芬、阿扎丙宗、巴柳氮二钠、苄达、苯洛芬、苄达明盐酸盐、菠萝蛋白酶、溴哌莫、布地奈德、卡洛芬、环洛芬、辛喷他宗、克利洛芬、氯倍他索丙酸盐、丁酸氯倍它松、氯吡酸、氯硫卡松丙酸盐、可米松醋酸盐、可托多松、地夫可特、地奈德、地塞米松、地塞米松二丙酸盐、地塞米松醋酸盐、地塞米松磷酸盐、力莫司松、可的松、醋酸可的松、氢化可的松、泼尼松、醋酸泼尼松、倍它米松、醋酸倍它米松、双氯芬酸钾、双氯芬酸钠、二氟醋酸双氟拉松、二氟米酮钠、二氟尼柳、二氟泼尼酯、地弗酞酮、二甲基亚砜、羟西奈德、甲地松、恩莫单抗、苯酚胺钠、依托度酸、依托芬酸、联苯乙酸、非那莫、芬布芬、芬氯酸、fencloac(隔膜)、芬度柳、苯吡恶二酮、双苯噻酸、夫拉扎酮、氟扎可特、氟芬那酸、氟鲁咪唑、氟尼替尼乙酸盐、氟尼辛、氟尼辛葡甲胺、氟皮质丁酯、醋酸氟米龙、氟比洛芬、氟雷洛芬、丙酸氟替卡松、呋拉洛芬、呋喃布芬、哈西奈德、丙酸卤代倍它索、醋酸卤代泼尼松、布洛芬铝、布洛芬铝、布洛芬胰岛素、伊洛尼达普、吲哚美辛、吲哚美辛钠、吲哚洛芬、伊诺昔康、酮洛芬、盐酸洛美沙唑、氯诺昔康、依碳酸氯替泼诺、甲氯芬那酸钠、甲氯芬那酸、甲氯灭酸二丁酸甲酯、甲芬那酸、美沙拉嗪、美西拉宗、甲泼尼龙磺庚酯、吗尼氟酯、萘丁美酮、萘普生、萘普生钠、萘普生、尼马佐、奥沙拉秦钠、奥古蛋白、奥帕诺辛、奥沙普秦，羟基保泰松、盐酸帕拉尼林、吡罗昔康肉桂酸酯、吡罗昔康乙醇胺、吡咯洛芬、泼那扎特、普立非酮、普罗度酸、普罗喹宗、普罗沙唑、枸橼酸普罗沙唑、利美索龙、氯马扎利、柳胆来司、沙那西定，双水杨酯、血蓝蛋白氯化物、塞米松、泰莫司特、泰莫司特、替尼菲特、妥达普钠、替诺昔康、泰可西坦、苄叉异喹酮、四氢甲吲胺、硫平酸、替可的松匹伐酯、甲苯酰吡啶乙酸、托美丁钠、三氯氟松、三氟氨酯、叠氮吲酸、阿司匹林(乙酰水杨酸)、水杨酸、皮质类固醇、糖皮质激素、它克莫司和吡美莫司。
抗肿瘤剂和抗有丝分裂剂的例子包括但不限于：紫杉醇、多西它赛、甲氨蝶呤、硫唑嘌呤、长春新碱、长春碱、氟尿嘧啶、盐酸多柔比星和丝裂霉素。
抗血小板药物、抗凝血药物、抗纤维蛋白药物和抗凝血酶药物的实例包括但不限于：肝素、肝素钠、低分子量肝素、类肝素、水蛭素、阿加曲班、福司柯林、前列环素、前列环素、前列环素葡聚糖、脯氨酸-精氨酸-氯甲基、双嘧达莫、糖蛋白iib/iiia血小板膜受体拮抗剂抗体、重组水蛭素和凝血酶、例如
细胞抑制或抗增殖药物的实例包括但不限于：血管肽素、如卡托普利、西拉普利或赖诺普利的血管紧张素转化酶抑制剂、如硝苯地平的钙通道阻滞剂；秋水仙碱、成纤维细胞生长因子(fgf)拮抗剂；鱼油(ω-3-脂肪酸)；组胺拮抗剂；洛伐它汀、例如但不限于用于血小板衍生生长因子(pdgf)受体特异性的那些单克隆抗体；硝普钠、磷酸二酯酶抑制剂、前列腺素抑制剂、苏拉明、血清素阻断剂、类固醇、硫代蛋白酶抑制剂、三唑并嘧啶(pdgf拮抗剂)和一氧化氮。
ace抑制剂的实例包括但不限于：喹那普利、培哚普利、雷米普利、卡托普利、贝那普利、群多普利、福辛普利、赖诺普利、莫昔普利和依那普利。
血管紧张素ii受体拮抗剂的实例包括但不限于厄贝沙坦和氯沙坦。
在本发明中可能找到有益用途的其它治疗药物包括但不限于：α-干扰素、基因工程内皮细胞、地塞米松、结合到互补dna以抑制转录的反义分子、和核酶、抗体、例如核受体配体雌二醇和类视黄醇的受体配体、噻唑烷二酮类(格列酮类)、酶、粘附肽、凝血因子、抑制剂或例如链激酶和组织纤溶酶原激活物的凝块溶解药物、用于免疫的抗原、激素和生长因子、例如反义寡核苷酸的寡核苷酸和用于基因治疗的核酶和逆转录病毒载体、抗病毒药物和利尿剂。
在其它实施方案中，取决于期望的临床结果，可以使用任何两种、三种或其它数量的前述药物或其它治疗剂的组合。
一种用于在特定区域例如释放孔中放置药物、纳米颗粒、干细胞或其它治疗剂的方法是使用直接写入工艺，例如micro-penning技术(纽约州honeoyefalls市micropentechnologies公司)，以将材料沉积到一个表面上。通常，术语“直接写入”描述了一种印刷或图案化方法，它采用计算机化的运动控制台和静止图案生成装置以将设计图案中的可流动材料分配到一个表面上。micro-penning是一种基于流量的微量分配技术，其中通过注射器和精密笔尖将印刷材料挤出并进行高程度的控制。笔尖“骑”在材料的表面上，不接触基材表面，并能够将精确数量的材料放置在精确的位置。
图26示出条带500的实施例，具有在与楔形切割器200的结合表面相对的条带300的下表面上的释放元件502，以及在楔形切割器200之间的附加的相对较大的孔隙503，它们可以配置成便于将条带300粘合到下面的气囊上，这可以是例如在2016年5月12日公布的pct公开出版物wo2016/073490公开的，该专利申请全文引入作为参考。取决于期望的临床结果，孔隙503可以是相对椭圆形、圆形或任何其它形状。
在一些实施例中，条带的纵向轴线沿着气囊纵向地定向并且彼此间隔开。在一些实施例中，条带不完全覆盖气囊的长度。例如，在一个实施例中，80mm长的气囊可以具有测量为76.6mm的条带。尽管条带的长度可以与所限定的工作气囊的长度相同，但在一些实施例中，条带的长度比所限定的工作气囊的长度短，以允许气囊收缩，这通常在气囊达到额定爆裂压力时观察到。每个条带的长度在一些情况下可以比总工作气囊长度短不超过约15％、10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％或1％、或在约2％至约8％之间、在约3％至约6％之间、或在约4％至约5％之间。在一些实施例中，工作气囊长度不包括锥体的长度。
在一些实施例中，条带的一部分，例如条带的基部(例如构造成附接到气囊的外表面的最下面的表面)可以被粗糙化以有助于粘附。
尖刺(例如齿状物元件或楔形切割器)可以用许多不同的制造方法制造并且具有大范围的形状。关于制造工艺，所述装置可以使用一种或多种添加或消减工艺来制造。例如高能蒸汽沉积、例如激光化学气相沉积、自组装技术、聚合物/金属3d打印、选择性激光烧结、粉末打印机或其它立体光刻的添加工艺是一些这样的选项，但也可以使用其它添加工艺。替换地，诸如蚀刻、数控铣削、激光切割、水喷射或放电加工的消减工艺仅仅是一些例子，但也可以使用其它消减工艺。
在一些实施例中，一种制造方法包括使用马氏体不锈钢卷，例如300或400系列不锈钢，其在洛氏c级(hrc)上的硬度为约52至约64，但也可以使用其它材料。然后将所述卷轴在钢的一个或两个边缘上打磨。在一些实施方案中，所述钢是薄卷带的形式，在约0.005英寸至约0.020英寸厚或在约0.007英寸至约0.015英寸厚，和/或大约0.25英寸至大约0.75英寸宽，但可以在厚度大约0.005英寸至0.020英寸之间和宽度在0.15英寸和1英寸之间的范围内。在一些实施例中，所述钢卷的厚度和宽度的公差在较高的端部上较大，并且可具有大于约0.020英寸的厚度和大于约1英寸的宽度。打磨的边缘可以是单一打磨角度或有两个或更多个打磨角度(如图21和22所示的示例)。在一些实施例中，当打磨边缘的角度被测量为从图21中所示的结合端部到非结合端高度的斜率时，打磨边缘的角度可以例如大于大约75度。但是，当使用多于一个的打磨角度时，则所述尖部的角度可以小于例如大约75度。在一些实施例中，当所述打磨边缘朝向在一系列斜面中的打磨边缘移动时，它具有大约或至少大约70、75、80、85、90度或更大的角度。除了打磨边缘之外，与打磨角度的数量无关，在一些实施例中，在所述条带的非结合边缘的尖部处产生分开的附加边缘。在添加时，从打磨边缘到非结合边缘的附加尖部边缘的高度通常非常短，并且通常具有比整个打磨边缘的角度大得多的角度。与使用的打磨角度的数量无关，非结合尖部的宽度wu可以被描述为所述尖部的半径。非结合尖部的宽度wu是进入病变部位的穿透边缘，当宽度在某些情况下小于约0.01英寸或0.005英寸时，所述表面积被最小化以与血管具有较不明显的接触表面，从而能够减小穿透所需的能量。当所述尖部被配置为穿透较硬的表面(例如钙床)时，在某些情况下，采用更钝的角度或者在与非结合表面相距更远的距离处去除非结合的尖部可以产生更宽的尖部边缘(参见图21，wu)。不受理论的限制，这种较宽的边缘将负荷分布在较大的表面区域上，当所述尖部被压入刚性组织表面时会产生更有效的对尖部变形的阻力。一旦是钢卷被锐化，它就会被冲压成所需长度的刀片。在一些实施例中，钢卷被硬化并且然后冲压成期望的长度。与发生冲压的时间无关，在一些情况下，所述刀片可以被钝化和硬化至例如大约hrc45以上，但更典型地在从大约hrc58到大约hrc62的范围内。然后，硬化的刀片可以被激光切割、冲压、edm(放电加工)或其它精密金属成形技术以具有上述尖刺、齿状物元件或楔形切割器。在一些情况下，可以在钢卷上加工出齿状物元件，然后将其硬化和钝化。在其中上述尖部不是锐化的打磨边缘的一些条带实施例中，在钢卷锐化步骤期间产生的刀片的尖部在楔形切割器和条带制造步骤期间被去除。在一些情况下，上述材料去除被设计成在距离打磨边缘下方例如约0.0001英寸至约0.003英寸的地方开始、或从打磨边缘去除约0.0001英寸至约0.0005英寸，以产生如图21所示的平坦顶部。在之前的打磨边缘侧上剩下的最薄的边缘(现在在某些情况下是平坦顶部)就是将会成为条带的非结合表面。
为了有助于从初始刀片移除材料制造，所述条带通常设计成沿着基部或结合表面具有突片，如图25l和图25m所示。所述突片有助于在材料移除期间控制长的条带以防止振动或移动。一旦制造完成，所述突片然后被移除。在一个优选实施例中，所述突片具有插入物，使它们位于条带的基部。所述插入物允许所述突片被移除、同时最小化可能潜在地悬挂在条带基部下方的材料的量，所述材料可能干扰所述条带与气囊或其它膨胀装置的结合。
在一些实施例中，公开了用于附接条带的方法。该方法可以包括任何数量的处理步骤，其在制造和使用期间提供有效的条带保持、垂直定向和结构稳定性。在一个实施方案中，结合表面通常通过受控的浸渍过程用合适的材料(如例如聚氨酯的聚合物)的基部涂层涂覆，以产生均匀的聚氨酯层。将涂层干燥并且通常将3或4个条带用条带对齐机构或夹具对齐，并且将医用级氰基丙烯酸酯以预定方向粘合到位。条带的数量和周期可以是变化的，从例如1到8，并且通常与相同数量的气囊褶皱相关，但可以小于褶皱的数量，并且周期性可以是非顺序的。一旦条带结合到气囊表面，将单个或一系列多个顶部涂层或保持层放置在金属中断的刻划元件或楔形切割器上方，以保持上述条带并保护气囊免受刻划元件的薄尖部损伤。在一些实施例中，这些层采用与基部或预涂层类似的工艺，使用受控浸渍工艺产生一个或多个均匀的氨基甲酸乙酯或聚氨酯层。在一些实施方案中，没有基部涂层且仅有一个顶部涂层。对基部涂层或顶部涂层来说，基部涂层和顶部涂层的数量变化可以在0-4之间。一旦一个或多个保持层被固化，可以施加亲水层或其它涂层以减小气囊摩擦并增加气囊的可输送性和可收回性。当装入时，外部滑动涂层可以通过减小插入和缩回装置的力来增加气囊的功能性。
图27示出根据本发明的一些实施例的可操作地附接到气囊的外表面的条带和楔形切割器的示意性横截面图。在一些实施方案中，典型地薄的(例如0.0001英寸至0.0009英寸)或者约或小于约0.001英寸的聚合物层(例如用于限制气囊直径轮廓增大)可以用作覆盖外部气囊表面的基部涂层(层270a)。该基部涂层270a为中断的刻划元件提供了至气囊表面的界面结合层。该层270a可以由与其它层相同或相似的聚合物化学物质制成，同时提供至气囊表面的化学、机械或电磁结合。该基部涂层270a可以被配置为并且可能能够减小在气囊外表面和金属刻划元件的结合表面之间的界面应变。在上述两个表面之间的应变通过允许粘合剂层270e和刻划元件200在气囊膨胀和压力期间被夹在与气囊应变无关且有点隔离的聚合物基质内而被降低。虽然典型的基部涂层270a是聚合物，例如氨基甲酸乙酯或聚氨酯，但该层可以是各种其它材料。在一些实施方案中，上述涂层可以包括例如包含水凝胶聚合物等的硅树脂和亲水涂层，例如乙烯基聚合物和未交联的水凝胶的聚合物网络。聚环氧乙烷(peo)是水凝胶的一个例子。乙烯基聚合物的一个例子是新戊二醇二丙烯酸酯(pg)。该层的沉积可以通过在受控的插入和提取条件下以受控的速率在两个方向或一个方向上将气囊或气囊基质单次或多次浸入聚合物浴中来完成。替换地，通过使用已知和实用的自组装技术，通常采用表面离子电荷技术，可以通过单层的自组装在angstrom(埃)层上沉积所述层。
仍然参照图27，金属刻划元件和基部涂层之间的结合层270e通常可以是薄的(0.0001英寸至0.0005英寸)，但在一些实施例中可以厚至0.001英寸，并且足够薄以致例如限制气囊直径轮廓的增加。粘合层270e可以是氰基丙烯酸酯，也可以由其它粘合材料制成，例如uv固化胶，提供在基部涂层270a和金属刻划元件的粘合表面之间的化学、机械或电磁结合。可以将该层270e看作在将金属刻划元件的结合表面连接到气囊的功能层，并且有时是在金属刻划元件的结合表面和外部气囊表面之间的唯一一层。该层270e可以是一种或多种粘合剂产品。在一个优选实施例中，粘合剂层270e是具有低粘度的单一粘合剂，从而允许粘合剂沿着金属刻划元件的粘合表面和基部涂层的界面的芯吸效应(wicking)。在一些实施例中，粘合剂快速干燥，允许将连续的层以最小的固化延迟施加在粘合剂层的顶部上。在其它制造方法中，更高粘性的粘合剂层可以放置在条带的底部的两端或周期性地位于金属刻划元件的粘合表面和所述基部层之间，允许未粘合的部分自由或不结合。在另一种方法中，可以使用多于一种的粘合剂。例如，可以在金属中断的刻划元件的结合表面的任一端上使用更高粘性的粘合剂，然后在一些或全部未粘合部分上芯吸粘合剂。在一些实施例中，可以在基部层270a以及刻划元件上可以存在一个(例如单层)、两个或更多个(图27中所示的两个层)保持层270b、270c。在一些实施例中，聚合物保持层可以与上述具有足够特性的基部层相似且具有相同的尺寸，使得基部层270a和保持层270b、270c可以在所述层之间产生有效的结合。在一些情况下，可以将保持层设计成提供与基部层相似的厚度，而其它时候保留层比基部层稍厚可能是有用的。在某些情况下，较厚的基部和/或保持层可提供较高的耐刺穿性，和增加气囊耐受来自金属间断的刻划元件、来自留在体内的植入物的任何尖锐边缘或例如来自在严重钙化的病变血管中发现的尖锐边缘的可能刺穿。在一些实施例中，外部滑动层270d也可以存在于在气囊和/或划线元件上方的保持层上方。市场上有多种亲水涂层可以减少摩擦，并提供增大的气囊通过曲折和狭窄的解剖结构的导航性。在一些实施方案中，气囊表面可以完全包裹在亲水涂层中，而在其它实施方案中，气囊可以在打褶之后或在打褶和卷曲之后被涂布，并且因此只有通常在递送过程中会暴露的表面涂覆有亲水涂层。在一些实施例中，典型的亲水涂层为几微米厚并且可以薄至约10埃。
在一些实施方案中，可以将粘合剂分开施加到气囊和条带上，然后将两种成分粘合在一起。可以使用模板来确保刻划元件沿气囊表面的正确定位。
聚合物保持层270b、270c通常可以与具有足够特性的基部层类似，使得基部层和保持层在所述层之间产生有效的粘合。有时保持层可以被设计成提供与基部层相似的厚度，而在其它时候保持层比基部层稍厚可能是有用的，例如在某些情况下厚度增加约或不超过约20％、15％、10％或5％。较厚的基部和/或保持层提供了较大的抗刺穿性和增大的耐久性，防止来自金属间断的刻划元件、来自留在体内的植入物的任何尖锐边缘或来自在严重钙化疾病血管中的尖锐边缘的潜在刺穿。在具有多个保持层270b、270c的一些实施例中，这些层可以由相同或不同的材料制成。
市场上有多种亲水涂层可以减少摩擦，并提供增大的气囊穿过曲折和狭窄的解剖结构的导航。在一些实施例中，图27的层270d可以是亲水滑动层。在一个优选实施例中，气囊表面可以完全嵌入亲水涂层中，而在其它实施例中，气囊可以在打褶之后或在打褶和卷曲之后被涂覆，并且因此只有通常在递送过程中暴露的表面才被亲水涂层涂覆。典型的亲水涂层厚几微米，且可以薄到例如10埃。
外部气囊包封过程的楔形切割器、条带和所述层的高度可被视为与可扩张构件(例如医用气囊，如血管成形术气囊)一起使用的笼架或作为涉及医用气囊或其它可扩展部件的医疗手术过程的一部分。为了有效地进行基于关键开孔或导管的手术，将气囊折叠到预定膨胀直径的一部分直径的能力可以是有价值的。因此，气囊以及在一些情况下笼架通常是折叠的，其中所述折叠气囊的轮廓可以有效地使用。在一个这样的实施例中，笼架以提供尖刺定向的方式折叠，以便避免在输送和移除期间刺穿气囊或刮伤内腔的内膜，如图28所示。图28示出具有多个褶皱1002以及位于褶皱之间的条带300和相关的在所述褶皱之间的楔形切割器200的气囊1000，从而允许具有其多个楔形切割器200的单个条带300位于两个褶皱1002之间。褶皱工具被设计为提供所述尖刺和方栓的有效定向。褶皱工具可以具有一系列褶皱的楔形物，其中每个楔形物提供了在楔形元件被关闭到气囊上时在楔形物之间卷曲气囊的能力。由于方栓元件的体积以及希望使其与楔形物头部的接触和潜在的损坏最小化，所述楔形物被设计为具有一系列沿楔形物头部的长度延伸的袋。楔形物头部中的袋提供了将方栓特征部件放置在所述袋中的能力，并限制了方栓与楔形物的接触。所述袋还可以提供辅助方栓和尖刺特征部件的定向的能力，使得所述特征部件的定向限制了在例如折叠时与气囊的接触，并且限制了所述定向，例如与气囊垂直的定向，这可能在将装置在所述气囊上输送的过程中产生对血管内膜的刮擦。如图28所示，尖刺的一种这样的定向可能处于气囊表面的切向定向，明显的平卧的定向。
在一些实施方案中，本文公开了通过组织中的齿状物制备产生线性切口的系统和方法。在心血管疾病领域中很好理解的是，应用介入方法来增大闭塞病变中的管腔尺寸有助于血液流动，并且与在手术后达到的最小管腔收益时相比增加了血管保持开放更长时间的可能性。增加管腔直径的方法有多种选择。基本来说，通常使用普通旧气囊血管成形术(poba)或使用经皮腔内血管成形术(pta)或类似方法来打开患病病变组织。此外，更多的专业设备，如切割气囊、angiosculpt气囊导管(spectranetics，斯佩特兰公司)、chocolate支架(cordis，康蒂思公司)等等，提供了辅助或控制气囊能量的机制。在这个通用类别中的产品通常在气囊的表面(附接或未附接)上提供外部结构，所述外部结构被设计成首先接触血管壁并且用气囊压力压入血管壁表面。其理论是外表面上的结构对管腔上的力产生局部增大，这又有助于允许切入表面并且随着气囊扩张使得动脉扩张。虽然这些设计提供了一些优于单独poba或气囊的优点，但它们的有效性和促进管腔扩张的能力都受到限制，特别是在它们可能使用的疾病的复杂性方面。
沿着内膜层产生压缩线的外部结构的替代方案是沿着内腔产生齿状线。齿状物有助于材料分离(例如纸张、邮票、纸板、花岗岩石、大理石等)的有效性是很好理解的，并且因为病变组织的形态通常涉及软质和硬质材料，齿状物技术的优点是可以有效地帮助血管扩张。有几种方法可以产生齿状物，包括在以下专利文献中描述的那些：2016年11月1日授权的us9,480,826、2015年12月10日公布的pct公开文本wo2015/187872、20162016年5月12日公布的pct公开文本wo2016/073511、2016年5月12日公布的pct公开文本wo2016/073490、和2016年9月16日提交的美国专利申请no.15/268,407，它们每一个都通过引用整体并入本文。例如，一系列齿状物元件可以提供特征部件，它们被配置为在部署部位产生齿状物或线性齿状划痕。
在一些实施方案中，包含齿状物技术对于气囊是有利的，不仅用于在使用药物涂覆的气囊之前或同时准备组织，而且还可以用作药物递送机制的单独步骤。在与气囊上的齿状物特征相邻的储器或区域之上、周围和/或内部包含药物涂层可以有利于齿状物气囊的齿状物将所需药物或其它治疗剂更深地输送到期望的目标位置，例如在血管腔壁的内膜、中膜或外膜表面。
通常药物涂覆的气囊是涂覆在其表面上的。当非齿状药物涂覆的气囊扩张时，它与内膜接触并开始避开停留在其表面上的药物，这抑制了气囊表面将药物递送到深部组织空间的能力。在一些实施例中，以下的公开内容包括一些组件和方法，其中使用的的组件可以使用独立于所设计元件的齿状物而有效地将药物递送到组织中，包括但不限于以下任何数量：
1)能够径向扩张的表面(例如，柔顺或半柔顺的气囊)；
2)一系列药物涂覆的条带，包括沿每个条带的表面间隔开的多个楔形解剖器(在一些实施例中，每个楔形解剖器之间的空间不像楔形解剖器本身的长度那样长，和/或楔形解剖器的高度是气囊直径的一小部分)；
3)所述突起在某些情况下可以是从其基部到其尖部成角度的a形框架结构，并且a形框架结构内的长井或空间变成药物储存区域；
4)a形框架上的楔形解剖器的侧壁可以包括一系列孔和/或微通道，以允许药物迁移到齿状物正下方的间断表面；
5)单个或一系列井，其中药物、干细胞或其它治疗剂可在这里放置在条带的每个a-框架结构内；
6a)所述井可以包括在气囊表面中的凹陷，或沿气囊主体的单独的导管状通道，它们可包括精细限定的孔(通过激光钻孔或其它精细方法制造)，以放入更大体积的治疗剂；
6a.1)在一些情况下，所述导管通道装入到导管轴的内径中并且可以行进经过所述导管轴的整个长度直到轮毂，以允许药物从在所述轮毂上的一个端口通过所述通道输送到气囊表面；
6b)在气囊膨胀期间，向外的气囊压力可以：a)在凹陷的井上施加力，从而使治疗剂所在的空间移动，或b)扩展所述精细限定的孔并允许药物通过所述孔；这转而使治疗剂向外移动，并促使治疗剂释放到被破坏的组织中；
6c)通常在气囊递送时，将孔、条带、提升元件和a-框架捕获在气囊的折叠部分内，从而使被系统地渗入组织中的治疗剂最少；
7)在气囊扩张时，齿状a形框架将内膜组织层分开、暴露出中膜层，并且在一些情况下打开中膜层和外膜层，以允许放在气囊折叠部分中的治疗剂被主要排出到血管壁深处、和/或被暴露；
8)允许治疗剂和药物从齿状药物洗脱气囊的表面洗脱到由齿状a-框架产生的切口和微裂缝中、穿过内膜层并进入中膜或外膜层。
在一些实施方案中，本发明涉及齿状物技术与血管内手术相结合的使用，其中齿状物技术的设计包括新的药物递送设计与以下措施的结合：在气囊上选择性地放置的药物；包含在齿状元件附近或下方的药物；或者通道，药物可以通过所述通道从输送系统的更近端部分行进到气囊表面并通过齿状元件产生的通路释出进入所述组织中。
在一些实施方案中，齿状物元件可以与多层(例如双层或三层)聚合物结合，例如在美国专利申请no.15/268,407中先前公开的聚合物，其中在基部聚合物和一个或多个顶层之间的空间可用作药物储存空间。在一些实施方案中，底部聚合物被移除，且在气囊表面和所述一个或多个顶层之间的空间可用作药物储存空间。例如，通过喷涂、浸渍或利用纳米技术自组装技术，其中药物被包封在聚合物的基层和顶层之间，可以促进在该空间中沉积药物。在一些实施方案中，药物储存层由于其顶层的包封而不暴露于环境，从而限制其暴露于身体或未穿孔的内膜层。在包封层之上、周围和/或之中包含药物涂层有利于齿状物气囊的齿状物将药物主要递送到亚内膜中。
本文还公开了产生线性齿状物的方法。在一些实施例中，这可以通过在楔形解剖器上包括一系列升高的元件来实现，它们通常具有径向向外的表面，所述表面具有周向定向的窄部分和纵向定向(但也可以螺旋地或者以其它方式定向)的较长部分。这种升高的元件可以设计成使得在其内部包含所述升高元件的、被放气、打褶和卷曲的气囊在修复部位处膨胀时，所述升高的元件展开。所述升高的元件接触血管壁，在一些情况下垂直、平行或倾斜于血管侧壁的纵向轴线，并且破坏患病的血管内膜。每排楔形解剖器微穿刺所述组织，其中被破坏的内膜由完整的内膜间隔开，它们在效果上可以是组织中的齿状物线。这个过程在本文中可称为齿状物成形术。
在一些实施方案中，沿着组织表面的大约或至少大约一个、两个、三个、四个或更多个齿状物线可以有效地产生具有最小组织损伤的线性齿状物。这些齿状物线共同在齿状表面产生一系列薄弱线。当齿状物技术用于现有的气囊血管成形术时，它在本文中可称为齿状物成形术。齿状物线的方向可以与细胞基质层中的一层对齐或者与其它生物学目的一致。例如在腿动脉中，内层组织的取向沿着动脉的轴线纵向定向，并且因此在一些实施例中，血管成形术设计可以具有纵向定向的升降元件排以用于产生齿状物成形术，但是在另一些情况下，其设计可以是使其与动脉的纵轴垂直对齐或以某一锐角偏离。
升高元件的穿透深度是可以在齿状物成形术装置的设计中被配置的一个因素。首先，穿透靶组织的表面或管壁的能力可以直接取决于凸出在载体上的各个齿状物元件(或楔形解剖器)的高度。其次，所述深度可以受限于所述载体(通常是气囊)的可扩展直径。一旦齿状物特征穿透所述表面，穿透深度可以延伸超过楔形解剖器的高度，因为裂缝深度可以受到气囊产生的应变力的影响。随着气囊扩张，它打开齿状物并且可以影响裂缝传播到比原始楔形解剖器接触到的更深组织中。因此，楔形解剖器的尖部仅产生初始微穿孔，之后尖部不接触被其穿透的组织。一旦尖部穿透内膜，楔形解剖器的侧壁产生切割应力，该切割应力在穿透组织的侧壁上施加撬动力。切割应力增加了膨胀的气囊施加在壁上的应变，并且应力被放大，使得齿状物血管成形术能够打开具有硬化和软化的钙化斑块的血管，其压力比单独使用气囊或使用具有线性凸起部件的气囊来划切内膜时小。
在一些实施方案中，齿状物装置可以与表面膨胀和裂隙辅助一起使用以使用deb(药物洗脱气囊)。不受理论限制，齿状物成形术设计可以产生两种效果，一种是机械的，一种是生物的。齿状物成形术可以通过沿着斑块的整个表面的细长微穿孔线产生对动脉扩张的机械辅助，以通过裂隙机制帮助表面扩展。另外，当将药剂与齿状物装置一起引入时，齿状物成形术可以产生穿过内膜且进入中膜的微井或穿孔以及微通道5100，以帮助药物采集和保持。用于产生齿状物成形术的方法可以包括给气囊充气，所述气囊包括一系列条带，所述条带可以包括沿着每个条带的表面等距间隔开的多个楔形解剖器。替换地，楔形解剖器的间距可以是变化的，具有在较短间隔之间的周期性的较大间隔。另外，一些方法利用多个条带，其中楔形解剖器的间隔或长度是变化的。在一些实施例中，在条带的初始穿透期间，齿状物图案可以是沿着点划线切开的300至100微米的“短划线”和200至50微米的“点”，或在一些实施例中“点”和“短划线”的组合。类似“短划线”的特征的长度可以变化，但通常在100到600微米长之间，这些特征代表内膜的最初不受条带影响的空间。类似“点”的特征的长度可以变化，但通常在10至500微米长之间，这些特征代表内膜的最初被条带穿透的区域。
在一些实施方案中，齿状物成形术可以有利地降低解剖速率。在一些实施方案中，可以为deb提供在表面区域中的预-齿状物成形术增大，降低了动脉粥样硬化斑块扩张所需的压力，尤其是当斑块含有大量钙时。
在理解微穿孔提供的值时，研究没有准备的斑块破裂的机制与有准备的机制相比是必要的。材料破裂的基本步骤包括空隙形成、空隙聚结(也称为裂缝形成)、裂缝扩展以及最后的失效。这种现象可以通过数学方法用破裂机制方法进一步研究。假设所述表面是各向同性的并且动脉腔中的表面裂纹是半椭圆形的，则最大裂缝开口位移codmax是：
其中σ＝施加的应变，d＝裂缝深度，e＝弹性模量。
假设该区域是一个完美的三角形，其中裂缝开口位移有变化，则裂缝的总表面积ac为ac＝1/2db∑cod/(b+1)
其中b是裂缝长度，σcod是裂缝开口位移的总和。为了简化上述等式，我们假设σcod/(b+1)等于1/2codmax。
因此，与材料相关的ac变为
该等式表明裂纹的总表面积ac，t将随着施加的应变而增大，并且随着深度d的增大呈指数增长。应变能量释放速率(或能量释放速率)是在每单位新产生的破裂表面区域上在破裂过程中所消散的能量。而d与有效穿透所述组织的能力直接相关。通过微穿孔或齿状物，大大增强了各个升高的元件或楔形解剖器更深地穿透的能力。
在传统气囊血管成形术的情况下，引起裂缝形成(从空隙形成开始)、然后产生裂缝扩展、并且最终失效所需的能量可能非常高。在没有引入成核位置(上面公式中的d)的情况下引起空隙形成需要更高的初始应变(上面公式中的σ)，并且一旦裂纹开始，能量在新形成的裂纹表面区域上快速消散，从而导致在血管成形术过程中斑块撕裂或剖开的不可预测性。气囊外侧的各个升高的元件或楔形解剖器可以首先穿透(形成空隙)，并为齿状物气囊的压力提供准备，以更小的压力更有效地打开动脉。通过使用本文公开的斑块准备装置和技术(包括但不限于齿状物气囊产品系列)，所述应力集中和相应的应变释放由一系列空隙辅助，这些空隙被设计成在斑块的整个表面上提供更均匀的释放。在某些情况下，目标可以深入渗透到组织床中。对裂缝的总表面积ac推导的等式提供了对齿状物技术在某些情况下可以优于现有技术的某些优点的洞察力。通过在斑块表面中产生微穿孔，所述装置可以在低的血管成形术压力下放松斑块和扩张。在临床试验中，低至3atm的压力在使用齿状物气囊技术打开患病动脉方面是有效的。低压力血管成形术可以最大限度地减少急性损伤，并且在某些情况下可以使血管成形术之后的表面更加平滑。
表1：齿状物准备的血管成形术与传统和deb血管成形术：比较
在一些实施方案中，所述系统和方法可用作辅助斑块切除术的装置。为了提供有效的斑块切除或去除在遍布全身的血管中发现的其它患病的露头(outcroping)，有时建议预处理血管以有助于病变组织的有效溢出。替换地有时建议在血管成形术之后进行粥样斑块切除术。当在动脉粥样硬化斑块切除术前和/或术后使用血管成形术时，可以预期通过在所述表面上形成齿纹以实现有效的预处理或在切除术后进行腔内增强，齿状物成形术装置可以提供一种减弱细胞或分子键的方法，这以多多少少提供了更有效的粥样斑块切除术。
在一些实施例中，粥样斑块切除术增强工具可包括以下特征中的一个或多个，不一定按照呈现的顺序：
齿状物成形术装置扩张，允许齿状物元件穿透血管壁；
齿状物元件刺穿了血管壁的内膜层并破坏了组织、产生了齿状标记；
所述装置继续扩展并在血管壁上引起应力；
应力建立，寻找薄弱区域以释放应变；
然后产生线性切口；
线性齿状物痕迹产生所述用于应变释放的区域(薄弱线)；
应变沿着所述线快速分散；
血管的亚内膜层能够持续膨胀而不会撕裂所有组织层；
虽然齿状物元件凸出于所述扩展装置，但齿状物元件在整个血管上继续穿透深度的能力受到许多因素的限制；
如果血管是健康的，则组织在发生扩张的区域周围膨胀并变薄，而绝对穿透深度由扩展装置直径的极限控制，该极限被预先测量为不超过相对的血管直径；
如果血管病变，则穿透深度不仅可以受到气囊直径的限制，还可以受到动脉扩张(患病部分的张力)、患病部分(硬化的血管)的厚度和/或用于扩张气囊的能量极限的限制；
动脉(血管)被预处理以用于粥样斑块切除术；
粥样斑块切除术工具能够更有效地导航和收集病变组织，因为同心定向的斑块破裂成可管理的区段，它需要较少的旋转能量从细胞基质中移除并且更容易通过粥样斑块切除术工具进入收集杯；
非同心(偏心)斑块可能不会直接破裂，因为气囊能量的性质被更有效地分散到具有更高弹性模块的动脉部分中。因此所述组织可能在健康的血管壁侧面上扩张更多，并且在患病的血管壁侧面上扩张得更少。在这种情况下，效果可能是健康血管扩张或远离粥样斑块旋切术的转子。所述转子可以更容易地找到并切下病变组织，从而限制或减少了转子头与健康组织的相互作用。
同心或偏心的连续病变对粥样斑块切除术工具提出了额外的挑战，并且这种病变形态可以在转子头前面以及在刚刚通过的区域中的血管壁中产生非常高的应变(由于血管的推动)，在这里所述区域中的组织的转子头(由于牵引或拉动和扭矩)非常接近转子头刚刚通过的地方。为了最小化所述动脉经受的推动和拉动，建议有效地预处理所述血管。在一些实施方案中可以做的非常有效的预处理是在粥样斑块切除术之前释放由病变部分的形态产生的病变结合能。在这方面，齿状物和线性裂缝可以是非常有效的工具。
非连续性病变的表现类似于连续性病变，但增加了在整个患病区域中交织的健康动脉的挑战。由于这种独特的挑战，最好如先前描述的非同心和同心斑块修改中所描述的那样使病变部分破裂，而且还将健康组织推出病变部分所在的同一平面。通过将病变组织推开，粥样斑块切除转子头能够切除病变组织并减少了转子头撕裂并切割较少健康内膜或健康中膜组织的倾向。
药物涂层的或药物洗脱气囊(dcb或deb)被设计用于治疗动脉粥样硬化闭塞性疾病。临床试验的初步结果似乎表明，dcb为血管内治疗提供了新的进步。现有的药物洗脱或药物涂层气囊的设计可以基于对限制细胞生长的治疗剂的局部递送而产生长期动脉通畅。目前可用的大多数dcb使用紫杉醇或另一种药剂与不同的载体和赋形剂组合，提供了气囊粘附和药物递送。当进行deb血管成形术时，药物被转移到血管壁并通过扩散和对流转移到细胞基体中，如果药物是结晶的，则可以在组织中停留许多天。可以设计所使用的药物和涂层方法以实现各种效果。与所使用的涂层、用于递送的机制无关，血管成形术气囊与原始的气囊血管成形术相比没有显著改变。使这些装置起作用的气囊血管成形术方法是钝的、应变加载的、不可预测的组织损伤事件，其经常产生破裂的、不规则的血管表面。气囊血管成形术机制的钝的高压力性质可能对动脉组织造成损伤。在硬化的钙化动脉粥样硬化病变内加压和扩张血管成形术气囊通常导致斑块撕裂或破坏，这通常需要恢复动脉腔，其通常通过可植入支架的后续治疗通过组织压缩来实现。一旦组织中的压力超过病变形态的应变极限，斑块破损快速跟随，其后是裂缝传播。继发于裂缝的剖开是气囊血管成形术引起的动脉创伤的一种形式，其中组织的各部分不再结合并在动脉血流中自由波动。剖开程度可以作为临床结果的重要预测指标。因为剖开产生不规则且可能不稳定的管腔流动表面，通常放置支架以产生光滑表面并稳定斑块并治疗血管成形术引起的剖开。放置支架的需要随着急性血管成形术后的剖开而上升，在标准气囊血管成形术后发生在25％至50％的病例中。由于deb血管成形术的目的是最小化支架植入的需求，因此剖开会破坏药物涂层或药物洗脱气囊的目的，因为需要支架。在这些气囊上使用涂层可以不添加任何东西来控制这些剖开，从而可能不会减少对支架的需求。
如果在没有斑块预处理步骤的情况下使用标准deb血管成形术，则初始表面接触的量由管腔的形态限定。与在deb之前poba相比，在使用齿状物成形术的猪研究中观察到更好的药物递送功效，如下面的图28a和28b所示。
图28a是显示在齿状物气囊后7天后、其后是dcb(263.5μg/mg)的实验中保留在组织壁中的紫杉醇(ptx)药物的量的图表，与poba、其后是dcb(181.8μg/mg)的实验相比，其中膨胀是血管参考直径的1.2倍。如图所示，齿状物气囊装置令人惊讶且有利地能够使在组织壁中保留的药物量与poba相比为1.5倍以上。
图28b是显示在齿状物气囊后7天、其后是dcb(479.2μg/mg)后保留在组织壁中的ptx药物的量的图表，与poba、其后是dcb(178.7μg/mg)相对比。如图所示，齿状物气囊装置令人惊讶且有利地能够使在组织壁中保留的药物量与poba相比超过2.7倍。
用于实现上述图中所示的增强药物摄取的方法(在治疗后7天时采集的数据)，其中采集的数据将猪血管用齿状物气囊装置或poba其后是药物洗脱气囊的预处理相比较，可以包括以下任意数量的步骤：
通过在一个部位处扩展预处理气囊以在血管壁中产生多个微裂缝来预处理血管中的上述部位，所述预处理气囊包括多个条带，所述多个条带中的每个条带包括多个沿每个条带的表面间隔开的楔形解剖器，每个条带沿预处理气囊的外表面纵向延伸；
从所述部位移除预处理气囊；
将药物洗脱气囊定位在所述部位；和
使药物洗脱气囊膨胀以使该气囊与血管壁接触，并允许药物从药物洗脱气囊的表面洗脱到微裂缝中、穿过内膜并进入中膜。在一些实施方案中，洗脱的药物或其它治疗剂的量足以预防或减少再狭窄。
在一些实施方案中，预处理气囊可以是与药物洗脱气囊相同的气囊(例如预处理气囊可以是药物涂覆的或药物洗脱的)，使得不需要去除预处理气囊的步骤。然而，在一些实施方案中，药物洗脱气囊与预处理气囊是分开的。
除了显示在7天后通过齿状物气囊与poba进行预处理的药物摄取增加1.5至2.7倍之外，可以观察到在齿状物气囊组中药物在近端、中间和远端区段的组织中的分布均匀性与研究中的poba组相比更均匀。
产生微裂缝平面的方法可包括齿状物血管术气囊的旋转和再充气。在每次连续充气时，产生一组新的微裂缝平面。随着裂缝面积的增加，成核位点的数量和深度增加，这转而提供了更多的机械效应，以减少在气囊中的大气压力增加期间建立大量应变的需要。此外，增加的裂缝平面提供了增加的微孔，用于在与deb结合使用时捕获、收集并均匀分布在整个组织中的药代动力学。在一种这样的方法中，齿状物装置可以充气，产生微裂缝平面，然后使气囊放气，使其在一个小角度之间旋转(例如高达相邻尖刺状条带之间的角度的约一半)，并使其再充气。通过增加数量的微裂缝，所述方法的一些实施方案可以进一步显著增加药物摄取，例如至少约1.5倍、2倍、2.5倍、3倍或甚至更多。
在一些实施方案中，预处理气囊(例如齿状物成形术气囊)可以增加药物洗脱气囊的有效性(例如预处理气囊可以增加表面积并且能够接触到组织壁中的更深组织)，因此，预处理气囊可以减少药物洗脱气囊所需的药物体积。
在一些情况下，deb可以接触新的表面区域用于药物递送。在一些实施方案中，齿状物成形术的另一个优点是允许组织松弛的机械效果。对钙化或血栓形成组织的齿状物成形术先deb血管成形术预处理可以减少组织表面的刚性以及约束或结合行为。使动脉粥样硬化表面保持更开放的结构以及当deb表面扩张时接触它的能力可以通过使用齿状物成形术进行预穿孔来实现。结果是斑块松弛、打开许多微裂缝平面，允许斑块表面产生更均匀的管腔内表面粗糙度，同时最小化与血管成形术相关的典型撕裂(其产生不可预测的管腔内表面粗糙度)。
在一些实施例中，公开了一种通过一系列事件产生齿状物线的方法。一种方法可以在血管内产生齿状物线，包括通过在一个部位处扩张治疗气囊以在血管壁中产生多个微裂缝来处理血管中的所述部位，所述治疗气囊包括多个条带，所述多个条带的每个条带包括多个沿每个条带的表面间隔开的楔形解剖器，每个条带沿预处理气囊的外表面纵向延伸。另外，在一些实施方案中，用于齿状物成形术的方法可包括一个或多个以下特征：
该装置可以膨胀，允许所述包括多个楔形解剖器或升高元件的多个条带穿透血管壁。
多个楔形解剖器可刺穿壁的内膜层并破坏组织，产生齿状标记。
通过增加气囊载体压力并在血管壁上引起应变，所述装置的膨胀通常可以是连续的。
随着压力的增加，所述组织寻找薄弱区域以释放应变：
通过释放沿齿状物线传播的应变能量产生线性切口。
所述应变沿齿状物线快速分散。
所述线性齿状物标记产生应变释放的区域(薄弱线)。
血管的亚内膜层可以实现持续的有效膨胀。
当楔形解剖器或齿状物元件凸出于膨胀装置时，齿状物元件继续穿透深度的能力受到许多因素的限制。
如果血管是健康的，则所述组织在膨胀事件的区域周围膨胀并变薄，而绝对穿透深度由操作者通过限制膨胀装置的直径来控制。
如果血管病变，则穿透深度不仅可以受到气囊直径的限制，而且可以受到动脉扩张(病变张力)的极限、疾病厚度(硬化血管)以及和膨胀装置可以容纳的能量极限(即气囊可以容纳的压力极限)的限制。
破裂是裂缝穿过材料的传播。在某些情况下，存在3种破裂力学模式，包括由垂直于裂缝平面的拉应力产生的开放模式，其中剪切应力平行于裂缝平面并垂直于裂缝前沿作用的滑动模式，以及其中剪切应力平行于裂缝平面并平行于裂缝前沿作用的撕裂模式。
破裂力学是由英国航空工程师a.a.griffith(格里菲斯)在第一次世界大战期间开发的，用于解释脆性材料的失效。格里菲斯的工作受到两个相互矛盾的事实的推动：(1)破碎大块玻璃所需的应力约为100兆帕(15,000磅/平方英寸)，而(2)破坏原子键所需的理论应力约为10,000兆帕(1,500,000磅/平方英寸)。需要一种理论来调和这些相互矛盾的观察。通过对玻璃纤维的一系列实验，格里菲斯的观察结果表明，在实验中观察到的低破裂强度以及所述强度的尺寸依赖性是由于大块材料中存在微观的缺陷。
为了验证所述缺陷假设，格里菲斯在他的实验玻璃样本中引入了人造缺陷。人造缺陷呈表面裂缝的形式，比试验样本中的其它缺陷大得多。实验表明，缺陷深度(a)的平方根和破裂应力(σf)的乘积几乎是恒定的，cf(具有缺陷的常数)由下式表示：
从这种理解可以得出，在微穿孔或齿状物形式的病变血管中引入人造缺陷将减少扩张病变的血管腔所需的能量。因此，格里菲斯公式可以重写为：
其中可以理解，缺陷深度(a)从0到n之和的平方根和破裂应力(σf)的乘积几乎是常数cs(具有齿状物的常数)。
从这两个方程中我们可以假设，增大人造缺陷的数量，cs本身会产生比具有缺陷的常数cf所观察到的更低的常数。以数学方式表达：
cs＜cf
因此，如果cs小于cf，则破裂应力(σf)也必须更小。当预测小裂纹传播时，通过实验已经注意到，线性齿状物的产生在管腔表面中提供了一条薄弱线，从而允许裂纹在较低的气囊膨胀压力下沿着所述薄弱线传播。这种现象在机械工程中是很好理解的，并且所述科学知识通常用于限制和防止裂缝的形成和传播。在一些应用中，使用齿状物来帮助易于沿可预测的线分离材料，例如fedex包裹、邮票、或穿孔的纸等。
这里讨论的是在一些情况下在圆柱形气囊中的压力与用一定深度的齿状物施加在动脉壁上的压力的效果之间的相关性。
通过检查拉普拉斯公式来估算由薄壁圆筒的内部压力产生的环向应力，所述薄壁圆筒在某些情况下是齿状物气囊：
α＝pr/t
其中α是环向应力，t是气囊的厚度，p是压力，r是气囊的半径。这种流体动力学原理还定义了当气囊的各部分扩展成球形而其它部分保持圆柱形时，如何沿着气囊分配压力。帕斯卡原理表明，在充气的球形区域中表面张力减小到一半，而在圆柱形区域中张力保持为压力乘以半径的相同倍数。
基于患病血管的动力学应用新变量，我们将t作为患病区域的厚度，α作为我们先前的等式中施加的应变σ，而r和p保持相同。
根据我们先前定义的方程式codmax，我们可以求解所施加的应变σ，并且用该应变代替拉普拉斯方程中的环向应力，我们得到一个新的压力等式：
该等式表明裂缝张开位移(cod)与压力(p)、裂缝深度(d)、气囊半径(r)直接相关，并且与病变厚度(t)成反比。
根据拉普拉斯定律，对于具有两倍半径的气囊，侧壁张力将是两倍大。如果需要施加一定的压力来克服大气囊的弹性并使其进一步膨胀，则需要两倍的压力才能开始膨胀较小的气囊。根据上面的等式，齿状物装置可以改变这种动力学并提供一种机制，以通过压力、裂缝深度和气囊半径的乘积来降低气囊开始扩张所需的压力。
人体动脉壁和静脉壁的张力是拉普拉斯定律的典型例子。应用于管件或管子的这种几何定律表明，对于给定的内部流体压力，壁张力将与血管的半径成比例。这项定律对具有可比较的血压的大动脉的意义在于，较大的动脉应该具有较强的血管壁，因为半径为两倍的动脉应该能够承受两倍的壁张力。动脉由纤维带加强，以增强它们抵抗动脉瘤的风险。而微小的毛细血管依赖于它们的小尺寸。人体循环系统的毛细血管壁很薄，在显微镜下看起来是透明的，但它们承受的压力高达全血压的一半左右。拉普拉斯定律可以深入了解它们如何承受这种压力：它们的小尺寸意味着给定内部压力的壁张力远小于较大动脉的壁张力。假设左心室的峰值血压为约120mmhg，毛细血管系统开始处的压力可以为50mmhg。大动脉的大半径意味着对于该范围内的压力来说，它们应该具有坚固的血管壁以承受由此产生的大的壁张力。根据伯肃叶(poiseuille)定律，较大的动脉与较小的血管相比提供了较小的流动阻力，因此它们之间的压力下降仅为总下降的一半。毛细血管对血液流动具有很大的阻力，但在其壁上不需要太大的强度。与较小的动脉和毛细血管相比，身体的较大动脉受到较高的壁张力。这种壁张力遵循拉普拉斯定律的规定，这是一种几何关系，表明壁张力与给定血压的半径成正比。如果动脉壁形成一个薄弱点并因此扩张，似乎扩张会提供一些缓解，但事实上恰恰相反。在经典的“恶性循环”中，扩张会使薄弱化的血管壁有更大张力。薄弱化的血管可以继续在所谓动脉瘤中扩张。如果不加以控制，这种情况会导致血管破裂，因此动脉瘤需要立即就医。由于对于给定半径球形膜具有一半的壁张力，因此动脉中的局部薄弱点可以通过向球形扩展而获得一些暂时的张力缓解。通过将楔形解剖器穿入病变血管段而在动脉中引入齿状薄弱区域，齿状物技术有助于血管在较低压力下扩张，并在动脉内径扩张时通过减少几个位置的壁厚并血管壁张力中产生区域性增大来赶走所述“恶性循环”。
血管壁上的张力可以与气囊中的压力成正比。壁应力可以间接地与壁厚成比例，如图29中示意性所示。图29是具有已知壁厚的圆柱体的切向应力和其中假定没有壁厚的圆柱体的切向张力的简化等式的图示。
在一些情况下，气囊中的压力可以与气囊半径间接成比例。
在一些情况下，气囊扩张可导致不受控制的剖开。血管成形术气囊的径向力导致固定狭窄区域的斑块破裂。在血管成形术后立即进行完整图像上经常有剖开的证据，其中造影剂填充了斑块中的皮瓣。预测在气囊血管成形术区域内的微裂纹成核位置和破裂身体的行为可能是困难的，并且可以容易地解释为不受控制的。
气囊表面上的过度张力可产生微裂纹，然后它沿着动脉产生剖开或撕裂。可以模拟从气囊传递到患病部位或升高元件中的能量的控制，并且可以针对疾病形态、管腔尺寸和形状或者各种其它因素优化楔形元件的设计。图30中所示的模型显示了四个不同的区域，它们可以表示气囊血管成形术。区域1是在气囊膨胀时但在气囊接触所述表面之前发生的，区域2是在气囊(以及气囊上的任何外部特征)与所述表面形貌对齐并达到“紧密”关系并且气囊压力开始迅速增加时的安放区域(settlingare)。区域3是在气囊增大向外压力抵靠所述病变形态时气囊扩张的工作阶段。区域4是后屈服(yield)阶段，其从一个拐点处开始，在所述拐点处由于内皮中的剖开事件或外膜层的扩张而可能发生屈服事件。
区域1是初始膨胀区域，其中主要压力用于驱动气囊膨胀。在该区域中，会出现在解剖学特征和气囊导管之间的摩擦力，在该区域中也将显示出导管中的任何扭矩和来自气囊展开的摩擦以及任何导管缺陷，例如扭结或胶水异常。
区域2是气囊对准或贴合区域，其中气囊与内皮匹配，并且气囊外侧上的任何机械特征接触并使其自身对齐血管壁。该区域是非线性的，因为它是病变部位的复杂几何形状与展开气囊和任何表面修改特征的配对的复杂函数。该区域包含的起始效果被显示为与所述修改特征的对齐相关的宏观效果和包括所述机械修改表面的应力引起的变形、局部表面粗糙度以及机械元件的进入方向的微观效果。
区域3是半弹性膨胀区域，其中力-直径特征曲线的斜率是恒定的。半弹性膨胀区的力-直径斜率是每个气囊的重要特征。更陡峭的倾斜曲线对健康和患病组织一起产生更高的应变和张力。这种施加的拉伸应力会产生不希望的和不受控制的撕裂或剖开平面。
区域4是后屈服阶段，其开始于一个拐点，在该拐点中由于内皮中的剖开事件或外膜层的扩张，可能发生屈服事件。图30示出了气囊压力与直径扩大的关系。图30显示了在对于poba气囊和齿状物气囊的血管直径增大时的四个区域。
以上和本文以其它方式公开的等式提供了对本文公开的某些系统和方法的组织的作用机制的非限制性可能模型，并且本发明不旨在受任何特定理论的限制。
在一些实施方案中，齿状物气囊系统包括以下中的一个或多个：在气囊外部的线；刀片；和齿状的条带。下面的图31a示意性地示出了由气囊扩张和齿状物元件穿入组织床所产生的应变：
图31a示出了一旦尖部3110初始穿入到组织3140中，切割应力克服了尖部穿透的需要。所述组织的进一步扩张通过裂缝3120前进到更深的组织3140中，这为齿状物元件3150提供了组织的薄弱。当齿状物元件3150穿入组织时，尖部3110不接触组织3140并且裂缝的产生3120是由齿状物元件3150的侧壁3130和由气囊膨胀产生的应变3100协助的。由于由气囊扩张引起的应变3100的设计和性质，尖部3110和前进的裂缝3120的平面快速移动到超出尖部表面的空间中，使得所述尖部(例如在一些情况下所述楔形解剖器的径向向外的表面)不再与裂缝/解剖面的前缘3120直接接触。
图31b是说明齿状物能够成功地穿透到用oct成像检查的每个患者的血管壁的内侧组织层中的图表。在一些实施例中，在血管中的治疗部位处产生齿状物的方法可包括提供包含多个条带的齿状物气囊。所述多个条带中的每个条带可包括沿每个条带的表面间隔开的多个楔形解剖器。每个条带可以沿着齿状物气囊的外表面纵向延伸。每个楔形解剖器可包括径向向外的表面和侧表面。然后可以在该部位处扩张齿状物气囊，使得多个楔形解剖器的径向向外的表面直接接触血管壁的内膜层的组织，从而在血管壁的中膜层中形成切割平面。齿状物气囊可以继续扩张，使得多个楔形解剖器的径向向外的表面不再接触血管壁的中膜层的组织，并且楔形解剖器的侧表面接触所述血管壁的中膜层的组织，以扩展所述切割面。在一些实施方案中，所产生的切割面在中膜层内的总深度或深度介于约0.2mm和约2.0mm之间，例如介于约0.3mm和约1.5mm之间，或介于约0.5mm和约1.2mm之间。在一些实施例中，所述切割面在中膜层内的总深度或深度可以是约0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、或在包括任何两个上述值的范围中。在一些实施例中，所述切割面不与其它切割面相交。
在先前的申请中已经描述了在条带和/或气囊的顶部上使用单层或多层(双层或三层)涂层。在某些情况下，可以设想使条带的尖部没有顶涂层是有利的。顶部涂层的去除可以通过各种工艺实现，包括但不限于激光烧蚀步骤，以选择性地完全或几乎完全去除顶部涂层(留下非常薄的薄膜)，其中剩余的厚度在某些情况下为约或小于约20μm、10μm、5μm、3μm、1μm或更小。或者在一些实施方案中，可以将涂层喷涂在气囊表面的整个表面上，但小心地避开条带的尖部。
在一些情况下，条带的多种设计不仅可以提供对于药物递送可能有利的特征，而且还可以在多种细胞和病变形态中帮助更有效的组织穿透。例如，具有一个以上接触表面的尖部设计可以有利于提供对厚钙化或纤维化受压迫组织的有效穿透。另外，具有更陡角度的尖部设计(例如在一些情况下小于15度)可以有利于更深地穿透到病变血管中，从而为裂缝传播提供更好的成核位点。如上所述，穿透深度可有助于降低引发裂缝所需的压力并允许增大裂缝开口位移。在某些情况下，更宽的角度，如20度以上的角度，可能有效地破裂硬的富含钙的病变血管。
血管成形术气囊的设计可以基于所治疗的疾病类型而变化。在一些情况下，条带和升高元件(例如楔形解剖器)的设计可以对大范围的异质斑块形态有效，其包括周向和非周向斑块。例如，使用具有窄尖部的圆形升高元件在某些情况下可以有效地穿透硬组织和软组织，并通过使用于引发成核位点以形成裂缝和最终管腔扩张5100所需的必要压力最小化来限制对下面的细胞基质的损伤。
齿状物气囊的一些实施例的设计可以提供在各种疾病形态中实现低压力扩张(例如在某些情况下为大约或小于约9、8、7、6、5、4、3.5、3、2.5、2atm或更小atm)的独特优势。我们在prelude(一种导管导丝商标)研究中观察到低压力(3atm)血管成形术。在prelude试验期间，医生通常将齿状物气囊装置充气至约3或约4atm并保持压力30秒。据观察，当气囊膨胀时，它会经常在腰部这样做，其中气囊的中部比气囊的末端膨胀得少(通常称为狗骨形状)。在不增加压力的情况下，医生将在3或4atm的压力下保持压力30秒。在30秒之后，医生将拍摄血管造影图像，所述腰部通常消失，所述气囊完全充气并且并列(apposed)，并且动脉看起来已经扩张(图3a)。这种现象被认为是独特的，并且通常在低压力血管成形术中看不到。
图31c示出了齿状物气囊充气过程的荧光透视图像。最左边的图像显示了沿着血管长度没有造影剂的动脉狭窄。如图所示，在左中间图像中当气囊充气到4atm时，可以看到腰部。在右侧中间图像中，使用相同的4atm，仅在第一次使用后30秒，可以看到完全充气的气囊。最右边的图像说明了手术后成功的血运重建。
图31d左侧的oct图像显示了内膜解剖。右侧的ivus图像显示了进入中膜暴露层的钙化裂解和破坏，以在某些情况下允许有利的药物递送。
图32示出了用于产生齿状物的改进的切割气囊的实施例。在一些实施方案中，通过修改切割气囊导管可以实现齿状或类似齿状的有利效果，例如，在o'brien的美国专利申请no.2006/0184191，其全部内容通过引用并入本文。气囊导管可包括导管轴，导管轴具有与之连接的气囊。一个或多个切割构件或刀片可以耦接到气囊。气囊可包括一个或多个离散的柔性点或区域3200，以增强切割气囊导管的柔韧性。在一个或多个切割构件中的间断可以与气囊中的一个或多个离散的柔性点对齐。在一些实施例中，柔性点可以布置为在10mm和15mm长度上每5mm一个(6mm长度＝0，10mm长度＝1，15mm长度＝2)。具有柔性点的atherotomes(一种显微外科刀片)在某些情况下可以帮助跟踪以前可能无法触及的病变。
图33示出了改进的切割气囊的图示，其中进一步增强了柔韧性并且所述切割由齿状刀片3350的图案完全或部分地替换。如图32所示，切割构件3320围绕气囊3316的数量、位置和布置可以是变化的。例如导管3310可以包括一个、两个、三个、四个、五个、六个或更多个切割构件3320，它们沿着气囊3316的任何位置并且以规则的、不规则的或任何其它合适的图案设置。所述图案可包括切割构件3320的大致螺旋的取向。导管3310可包括多个切割构件3320，它们围绕气囊3316等距地放置、大致纵向延伸。通常，切割构件3320可以被配置成提供可变的柔性或以其它方式改变导管3310的柔性。例如，增加切割构件3320、气囊3316和/或导管3310的柔性可能是期望的，因为它可以改善穿过通常是弯曲的解剖结构的导管3310的跟踪能力和一般输送能力。另外，增加柔韧性可以允许导管3310可被导航到更大数量的血管内位置，包括一些可能不容易被其它柔性较小的切割气囊导管到达的位置。总的来说，增强的柔韧性可以是切割构件3320的结构特征、切割构件3320的结构修改和/或切割气囊3316的结构特征的结果。例如，切割构件3320可以包括第一部分3344a、第二部分3344b、以及设置在第一部分3344a和第二部分3344b之间的间隙或中断3346。中断3346可以被配置为提供柔性区域，例如在第一部分3344a和第二部分3344b之间的空间。在一些实施例中，中断3346可以由在切割构件3320的切割表面中形成的向下偏转或狭槽限定。替换地，中断3346可以不是在第一部分3344a和第二部分3344b之间的物理间隙，而是中断3346可以是具有减小的壁厚的切割构件3320的一个区域，或者可以包括相对于第一和第二部分3344a、3344b的材料具有增加的柔性的材料。中断3346还可以包括外部连接器，其连接到第一部分3344a和第二部分3344b，以便桥接所述部分3344a、3344b。将所述部分3344a、3344b分开可以增加切割构件3320的柔性和/或导管3310的整体柔性。
在一些实施例中，如上所述的一系列切割元件(或atherotomes)可以沿着气囊的表面线性地放置，由在刀片的上表面中的间隙间隔开。在上面的示意图中，所述间隙长度约为单个叶片长度的十分之一。在一些实施例中，所述间隙长度与叶片长度的比可以是例如在约1/15和约1/1之间，在约1/10和约1/1之间，在约1/5和约1/1之间，在约1/5和约1/2之间，或为约1/15、1/14、1/13、1/12、1/11、1/10、1/9、1/8、1/7、1/6、1/5、1/4、1/3、1/2、1/1、1/1.5、2/1、或包括任何两个上述值的范围。
本文提供了一种改进的切割刀片，其尺寸可提供更灵活、更稳定的设计，它可以在组织中形成齿状物或近似于齿状物。例如该实施例可以提供例如大约或大于大约8、9、10、11、12、13、14、15、20或更多度的侧向屈曲，其具有或不具有其中切割表面较少或者没有齿状物的一些部分。一些实施例可以包括一系列切割构件，这些切割构件串联或在切割构件的端部之间或端部之上具有如本文其它地方所述的齿状物特征(例如升高的元件)的周期。切割构件(x)在被分成多个不连续部分时可以具有例如在0.01"(英寸)至约0.10"范围内的长度，它们被例如约0.01"至约0.08"的间隔(y)分开。整个切割刀片可沿着刀片在任何一个或任何数量的位置处具有不连续的部分。一旦通过气囊将压力施加到组织中，所得到的组织破坏看起来可以是一系列点和短划线或点和短划线的任何组合。例如一种这样的设计可以是切割刀片的端部上的点(或类似齿状物的特征)，然后是在刀片中心部分的短划线(或短划线和点)。该实施例可以在气囊的外侧具有1、3、4、5、6或8个刀片，其中所述刀片通常小于气囊主体的长度。该装置可用作独立的血管成形术气囊或用作在后续的普通气囊或药物涂覆的气囊之前的预处理装置。无论该装置是用作预处理装置还是单独使用如本文所公开的改良的atherotomes，所述斑块可以被压缩，并且通过使用低压力实现了动脉管腔的安全且准确地扩张和拉伸至其预期直径而不产生大量的剖开和抬高的皮瓣。齿状物可使斑块更均匀、平滑地扩张，避免形成可能导致剖开和残余狭窄的随机裂缝。在用齿状物预处理后，斑块也可以用比标准气囊血管成形术中使用的压力更低的压力扩张。较低的气囊内压力(例如小于或等于4、3.5、3、2.5、2atm(大气压)或更小)导致对斑块的破坏较少、剖开较少、并且对动脉壁的损伤较小。这种“低压力”或“微小损伤”的血管成形术不太可能引起通常在气囊血管成形术后伴随的新内膜增生或平滑肌细胞复制的生物反应。此外，在气囊血管成形术期间，齿状物可以允许斑块扩张而斑块的破裂或破坏更少。通过使用带有齿状物的气囊预处理斑块，可以减少剖开的数量和严重程度。这减少了在用齿状物进行气囊血管成形术后用于治疗剖开或残留狭窄的放置支架的需要。在一些情况下，由于已准备了具有穿孔的斑块，随后的气囊血管成形术可以在约4个大气压或更低的低气囊压力下进行，以避免损伤动脉壁。通过进行斑块预处理然后进行低压力血管成形术，发生深度剖开并且暴露动脉的中膜层的可能性较小。在某些情况下，这种动脉的暴露可以通过胶原蛋白暴露刺激血栓形成，并且还刺激平滑肌细胞生长，其随后会引起动脉的新内膜增生性闭塞。与常规切割或刻划装置相比，这种剖开数量的减少以及严重性的降低在某些情况下可以是有利的区别因素。
图34中示出的是可以包括线圈3400的导管3310的实施例，所述线圈位于在外导管轴3410和内部构件(导丝轴)3420之间的空间中。所述线圈可以由金属或合金制成，如不锈钢。线圈3400可以设计成具有从较大直径3430到较小直径3440的锥形。线圈的锥形可以由在例如0度节距至15度节距之间的绕组制造。较低的节距提供较大的推动性，而较高的节距可提供较大的灵活性。在一些实施例中，所述节距角可以是大约0、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20、21、22、23、24、25度或包括任何两个上述值的范围。
上面的图35a示出了带有楔形解剖器的条带3500的实施例，其中楔形解剖器具有倾斜的非线性边缘3510。楔形解剖器可包括径向面向外的峰部3570。条带3500具有顶表面3550和侧表面3560。倾斜的非线性边缘3520可以具有上凹或凸特征3530，沿着一个或两个倾斜的侧面与底凹或凸特征3540不同。在图35b的侧视图中可以看到另一种视图。
在图35b所示的侧视图中，底部部分3540是条带3500的双凹面部分，其具有比上部双凹面部分3530更大的厚度。上部双凹面部分3530示出了条带3500的更薄的双凹面部分，因为条带3500朝向尖部3580变窄，其在某些情况下可以径向面向外。其它设计和制造技术可在条带侧面上产生一系列凹形部分。
如图36所示，楔形解剖器3570的顶部可在尖部(例如径向面向外的表面)3580上具有与组织接触的各种独特特征3600。如图所示，楔形解剖器3510具有齿状尖部的外观，该尖部具有在楔形解剖器3580的径向面向外表面的顶点附近的微凹陷、凹谷或特征3600，其相对于楔形解剖器的整个高度具有小的(例如小于约10％、8％、6％、4％、2％或更小的)高度增加或减少，它与可以如图所示为平顶的中心部分3610横向接界。
图37是示出楔形解剖器3510的齿状边缘的替代变型的另一种设计，其中中心部分可包括如图所示的小凹陷3700，它的深度相对于楔形解剖器的整个高度可具有例如小于约10％、8％、6％、4％、2％或更小的高度增加或减少。
在另一个实施例中，如图38所示，楔形解剖器3510可包括在尖部3580处的圆形双峰状接触表面3800，其可提供有效的组织穿透。在一些情况下，多个接触点对楔形解剖器3510的表面的影响可以对包括钙化的各种疾病形态提供更好的穿透力(点状源)，同时仍然能够在整个病变上实现齿状物效果，从而有利于用最小的气囊压力实现动脉管腔增大。
图39示出了设计上的变型，该设计在每个楔形解剖器3510的尖部3900处提供了相对尖锐的尖头双接触表面，其可以提供有效的组织穿透。图40还示出了类似的设计，其在每个楔形解剖器的尖部处提供相对尖锐的点状双接触表面，其可以提供有效的组织穿透，其邻接中心分别较宽和较浅的谷/凹陷4000。
在一些实施方案中，以下公开的是一系列框架，其中示出的设计可以提供通路以将一种、两种或更多种治疗剂送入产生剖开平面的区域。
如图41a所示，条带3500可以制造为包括在楔形解剖器框架或载体4110中仅进行尖部到尖部4100接触的多个条带(例如两个相同的条带)。该楔形解剖器框架4110可以潜在的通过机械去除工艺(例如化学蚀刻)产生。在一些实施例中，条带3500可以通过机械力或其它方式容易且干净地与框架4110和镜像条带分离，而不会改变条带3500的楔形解剖器的几何形状。在一些实施例中，如本文其它地方所述，框架或载体4110可以保持附接到条带3500，直到与楔形解剖器的基部相对的条带的表面被结合或以其它方式附接到气囊的表面。
图41b和41c示出了在一些实施例中，多个条带4100可以弯曲或折叠成弯曲形式4120，使尖部4100保持完好，并且与在组合的a形框架楔形解剖器3510组件的面向外的表面中的开口间隙或井产生a形框架4130。
图41d和41e示出了具有齿状尖部4160的替代实施例，齿状尖部4160包括多个尖部表面以及在其间的中心凹入部分4150(与图41b和41c中的中心扁平部分4140相比)。带有齿状尖部4160的条带3500可弯曲，使齿状尖部4160保持完好，并与具有间隙或井的齿状尖部4160产生a形框架。
在一些实施例中，在基部处的相邻基部条带之间的距离在约30μm和约260μm之间，在约60μm和约190μm之间，或在约90μm和约130μm之间。在一些实施例中，尺寸，例如，a形框架的“a”的顶点处的间隙的宽度可以是例如在约10μm和约150μm之间，在约25μm和约100μm之间，或者在约50μm和约75μm之间。在一些实施例中，由两个楔形解剖器的远端部分的交叉点限定的形成a形框架的“a”的顶点的角度可以是例如在大约5度和大约45度之间，例如在大约10度和约30度之间，或在约15度和约22度之间。
图42示出了一系列图，显示采用连接到坯料或载体4300的条带堆栈4200的能力，所述坯料或载体可以在条带附接过程中的任何点处(在放置在气囊上之前，在气囊放置期间，或在将条带粘附到气囊上之后)被丢弃。该过程有助于自动化、拾取和放置条带，并有助于精确对准条带和气囊。径向远端的尖部4210可抵靠连续的自由边缘4220或其它连续或不连续表面，以允许条带的简单分离。在一些实施例中，用于将楔形解剖器附接到医用气囊的载体系统可包括条带，该条带包括沿着条带的表面纵向间隔开的多个楔形解剖器。每个楔形解剖器可以包括直接邻近条带的第一表面的面向条带的基部表面、未打磨的径向向外的表面以及在面向条带的基部表面和径向向外的表面之间的侧表面，所述径向向外的表面具有在径向向外的表面的近侧边缘和径向向外的表面的远侧边缘之间的长度，并且限定每个楔形解剖器的高度。所述条带还可包括与条带的第一表面相对的第二表面和包括自由边缘的条带载体。每个楔形解剖器的未打磨的径向向外表面可以在连接区域可逆地连接到条带载体的自由边缘。在连接区域之间的区域可以限定空隙，并且被配置为在施加机械力时分离。在一些实施例中，条带的第二表面可以附接到医用气囊的表面，并且在条带的第二表面附接到医用气囊之后，条带载体与条带分离。在一些实施例中，条带载体可与条带整体形成，并使用诸如化学蚀刻的工艺产生。条带载体可以由与条带相同或不同的材料制成。
图43示出了楔形解剖器4100的径向向外表面4325到坯料或载体4300的自由边缘4220的附接过程的特写图的实施例。还示出了附接区域4328之间的空隙4280，其中条带的基部表面不与坯料或载体的相应自由边缘4420接触。在一些实施例中，每个空隙或所有空隙4280的表面积相对于每个条带的楔形解剖器或每个楔形解剖器的表面积约为、至少约为、或约为或大于约110％、120％、130％、140％、150％、160％、170％、180％、190％、200％、250％、300％或更大。在一些实施例中，坯件或载体4300的最近端自由边缘4420与楔形解剖器4325的最远侧边缘或表面接触(例如是唯一的接触边缘)，使得在条带/楔形解剖器4100和坯料4300之间的交叉点或接触点仅沿直线延伸，并且在维度上没有或基本上没有重叠，例如图43中所示的在条带的任何部分或条带的楔形解剖器与所述坯料或载体之间的高度维度。在一些实施例中，这可以有利地允许将条带和相关的楔形解剖器与载体简单分离。在其它实施例中，在载体的连接区域与条带和相关的楔形解剖器之间可以在一个或多个维度上重叠，例如通过坯料的自由边缘中的槽或沟。在其它实施例中，连接区域不需要沿着坯料或载体的连续自由边缘，而是在坯料或载体的突起与楔形解剖器之间的分开的间隔。所述突起可以是楔形解剖器的镜像或其它图案。
图44a和44b示出了用于制造齿状物成形术条带、切割构件或楔形解剖器3510的制造过程的实施例的描述，其中利用了适当材料的卷带，例如金属，如不锈钢材料库4410。所述库4410可以成形的或磨削的，具有或没有打磨的边缘。打磨边缘4430可以制造成在其边缘上有单个或多个刻面，并且可以磨成精细的尖部(例如打磨的)或具有窄但平坦的侧面(例如未打磨的)。在一些实施例中，珩磨打磨的库4430的剖视图可以是类似三角形形状，在等边三角形斜面的上升侧具有潜在的多个斜面。
除了上述材料研磨制造技术之外，不锈钢齿状刀片的制造可以通过其它批量加工技术来实现。
因此，可以设想这种研磨、冲压、蚀刻的批量加工技术，以实现齿状尖部的低成本制造。
所述制造步骤在一些实施例中包括在化学蚀刻工艺中，对它们的描述可以包括以下的一些或全部。
掩模或掩模组4400包括用于制造一系列齿状刀片、切割构件或楔形解剖器的信息和设计细节，可以放置在光敏抗蚀剂层4420的顶部。每个掩模4400是一系列开口，用于允许光穿过掩模4400照射。掩模组4400可以是相同的或者可以彼此略微不同，以允许通过不锈钢材料4410的单侧进行部分蚀刻。
使用掩模、光致抗蚀剂和蚀刻材料对不锈钢卷带或片材4410进行化学蚀刻可以有利地应用，以允许以低成本蚀刻大量材料。
批量化学蚀刻可以允许大量制造极其可重复的且低成本的部件。传统上，化学蚀刻产生圆形边缘，具有平缓的倾斜侧壁，其穿过材料的角度接近90度。为了获得更平缓的倾斜角度，灰度掩模被考虑，但结果很差。代替所述灰度掩膜技术，新的掩模技术利用相对窄的孔以及窄缝状图案来成功地控制蚀刻速率。通过控制蚀刻材料流过抗蚀剂层，已经实现了用于刀片状结构的角度。
双面掩模曝光可以使得能够从两侧蚀刻穿过材料。通过双侧曝光，边缘轮廓在不锈钢材料的任一侧产生更大的控制镜像成像轮廓。
图45b示出了条带3500可以放置在嵌入气囊壁4510中的通孔4500上。所述通孔可以是在制造气囊之前挤出的孔，从而提供了一个管道，通过该管道可以使一定体积的治疗剂通过并递送到齿状组织。在图45a中类似地，在一些实施例中，所述条带3500可以放置在一系列通孔4520上，所述通孔通过激光切割或其它方法刺穿气囊壁4510而形成，向下到达在挤出过程中产生的单独管道，从而提供一个管道，通过该管道可以使一定体积的治疗剂通过并输送到齿状组织。
图46示出了在一些实施例中，一系列多个诸如4a框架的条3500(或具有如本文所公开的带有楔形剖分器的非a框架的条带)可以放置在嵌入气囊壁4610中的通孔4600上。上面的a形框架条带3500可以如上所示规则地间隔开，或者在其它实施例中不规则地间隔开。
换句话说，在一些实施例中，“a形框架”条带3500的设计包括在它们各自的基部间隔开的第一条带3510和第二条带3520，每个条带包括具有周边的径向向外表面的楔形解剖器3510，第一条带3510和第二条带3520的楔形解剖器3510在每个径向向外的表面的周边的一部分处彼此接触，其中在第一条带3510的楔形解剖器3510和第二条带3520的楔形解剖器3510彼此不接触的地方存在一个顶点间隙，其中所述间隙构造成容纳穿过其中的药物储存器孔4500。
图47示出了在化学蚀刻之前设置在掩模4700上的条带阵列3500的实施例(具有插入的特写图)。每个条带阵列3500可包括在相邻楔形解剖器3510之间的可拆卸区域4710。
图48a示出了条带阵列3500。图48b示出了具有可拆卸区域4710的相邻楔形解剖器3510的详细特写图。图48c示出了可逆地连接到条带载体4810的齿状物条3500，用于对准、控制、放置、并且易于制造。在刻蚀14820、刻蚀24830和刻蚀34840中示出了条带载体4810与具有不同几何形状的条带3500的连接的三种化学蚀刻变化。特写图示出了侧面上的楔形解剖器3510如何连接到条带载体4810。图48d示出了可逆地连接到条带4890的楔形解剖器的条带载体4480的另一实施例。条带载体4880可具有任何适当的几何形状，并且在一些情况下具有圆形的或其它的凸片4882、孔4884、侧向凸片4886或其它特征，以用于对准、控制、放置和易于制造。在一些实施例中，所述条带载体包括突起，该突起可以是条带的楔形解剖器的镜像，以允许易于移除，例如在条带已经粘接或以其它方式固定到气囊(未示出)之后。
以上的图49是用于产生齿状物成形术的整个系统的一个实施例的图示，其示出了在导管3316的外径上的一系列用于形成齿状或刻划的楔形解剖器3510，所述导管附接到具有导丝轮毂4900和气囊充气轮毂4910的导管3310。
鉴于上述教导，各种其它修改、改编和替代设计当然是可能的。因此，应该理解的是，在所附权利要求的范围内，本发明可以以与本文具体描述的不同的方式实施。可以设想，可以进行上面公开的实施例的具体特征和方面的各种组合或子组合，并且仍然落入本发明的一个或多个范围内。此外，本文公开的与实施方式有关的任何特定特征、方面、方法、性质、特性、质量、属性、元件等可以用于在此阐述的所有其它实施方式中。因此，应该理解的是，所公开的实施例的各种特征和方面可以彼此组合或替代以形成所公开发明的不同模式。因此，这里公开的本发明的范围旨在不应被上述具体公开的实施例所限制。此外，虽然本发明易于进行各种修改和替代形式，但其具体示例已经在附图中示出并且在本文中进行了详细描述。然而，应该理解的是，本发明不限于所公开的特定形式或方法，而是相反，本发明将覆盖落入所描述的各种实施例和所附权利要求的精神和范围内的所有修改、等同物和替代方案。本文公开的任何方法不需要以所列举的顺序执行。这里公开的方法包括从业者采取的某些行动；但是，它们也可以包含任何第三方对这些行为的指示，无论是明示还是暗示的。例如，诸如“在动脉斑块中产生微穿孔”的动作包括“指示在动脉斑块中产生微穿孔”。本文公开的范围还包括任何和全部的重叠、子范围及其组合。诸如“高达”、“至少”、“大于”、“小于”、“之间”等的语言包括所列举的数字。在此使用的诸如“大约”、“大约”和“基本上”之类的术语之后的数字包括所列举的数字(例如约10％＝10％)，并且还表示接近所述的数字的数量，其仍然可以执行期望的功能或实现期望的结果。例如，术语“大约”、“大约”和“大体上”可以指在所述数量的小于10％之内、小于5％之内、小于1％之内、小于0.1％之内以及小于0.01％之内的数量。
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