(57)【要約】  右心室の流出路の異常を治療するために使用することができる弁置換システムは、弁装置の外面の少なくとも一部に接触している封止剤を有する人工弁装置を含む。封止剤は、破断可能であってもよく、ヒドロゲル、拡張可能なヒドロゲル、または固体であってもよい。本発明の一実施形態は、血管系内に注入される流動性を有する封止剤を含む。本発明の別の実施形態は、置換弁の外面の周囲にシールを形成する段階と、置換弁の周囲の血流を防止する段階とを含む、肺動脈弁を置換する方法を含む。
2009533168.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
血管弁置換システムであって、
管腔を有する導管と、
カテーテルと、
前記カテーテル上に配置された、拡張可能な支持構造物に接続された弁を含む人工弁装置と、
前記弁装置の前記支持構造物の外面の周囲に配置された封止剤とを備え、
前記人工弁装置が、前記導管の管腔内で前記カテーテルから展開し、前記支持構造物が拡張するときに、前記封止剤は、前記導管と前記弁装置の支持構造物の外面との間の血流を防止する、
ことを特徴とする血管弁置換システム。
【請求項２】
前記封止剤がヒドロゲルであることを特徴とする、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記ヒドロゲルが水媒体中に生体適合のある抗血栓性重合体または共重合体組成物を含むことを特徴とする、請求項２に記載のシステム。
【請求項４】
前記重合体組成物が、架橋剤を使用して交差結合された重合体または共重合体を含むことを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項５】
前記重合体がアルギン酸塩であり、前記架橋剤が二価陽イオンであることを特徴とする、請求項４に記載のシステム。
【請求項６】
前記交差結合されたアルギン酸塩が、前記支持構造物の外面の周囲の線維症を予防し、それによって、前記弁装置の除去を容易にする、破断可能なシールを形成することを特徴とする、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記重合体組成物が水和および脱水状態になることができることを特徴とする、請求項３に記載のシステム。
【請求項８】
前記ヒドロゲルの体積が前記重合体組成物の水和後に増加することを特徴とする、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
肺動脈弁置換システムであって、
管腔を形成する内壁を有する導管と、
前記導管の管腔に配置可能な、支持構造物に接続される弁を含む人工弁装置と、
前記支持構造物の外面の少なくとも一部の周囲に配置された封止剤組成物とを備え、
前記封止剤組成物が、流動性を有する形でカテーテルを通じて展開し、前記導管の内壁と前記弁装置の支持構造物の外面との間の血流を防止する、
ことを特徴とする肺動脈弁置換システム。
【請求項１０】
前記封止剤組成物が前記導管の管腔内でヒドロゲルを形成することを特徴とする、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
前記封止剤組成物が、少なくとも１つの重合体または共重合体および架橋剤を含み、前記重合体、または、共重合体が前記架橋剤と混合される場合、前記組成物がヒドロゲルを形成することを特徴とする、請求項１０に記載のシステム。
【請求項１２】
前記封止剤組成物が前記導管の管腔内で固体となることを特徴とする、請求項９のシステム。
【請求項１３】
前記封止剤組成物が、生体液への暴露の後に沈殿する少なくとも１つの重合体、または、共重合体を含むことを特徴とする、請求項１２のシステム。
【請求項１４】
肺動脈弁置換システムであって、
カテーテルと、
前記カテーテル上に配置されて、拡張可能な支持構造物に接続された弁を含む人工弁装置と、
離間した遠位および近位封止部と、前記遠位および近位封止部の間に位置する内側の成形部とを含んで、前記カテーテル上に配置された拡張可能な成形装置と、
前記弁装置を受けるための左右対称の成形管腔を形成するために、前記成形部の外面と内側の導管壁との間の空間内に位置する成形可能な封止剤と、
を備える、
ことを特徴とするシステム。
【請求項１５】
固体の状態で、前記成形可能な封止剤が、前記支持構造物の外面の全領域に均一な圧力をかけ、前記人工弁装置を血管の導管内の血流の方向に垂直な定位置に維持することを特徴とする、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記固体の状態で、前記成形可能な封止剤がシールを形成し、前記支持構造物の周囲の血流を防止することを特徴とする、請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
弁を置換する方法であって、
支持構造物の外面の少なくとも一部の周囲に配置された封止剤を有する前記支持構造物に接続された人工弁装置を、カテーテルによって導管内の治療部位へ送出する段階と、
前記人工弁装置を前記カテーテルから展開する段階と、
導管内の前記人工弁装置を配置する段階と、
シールを形成する段階と、
それによって、前記封止剤によって前記支持構造物の周囲の血流を防止する段階と、
を含むことを特徴とする方法。
【請求項１８】
シールを形成する段階が、少なくとも１つの重合体または共重合体を水溶液において交差結合させる段階と、前記導管内でヒドロゲルを原位置で形成する段階と、をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項１９】
シールを形成する段階が、前記導管内での生体液への暴露の際に、少なくとも１つの重合体または共重合体を沈殿させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２０】
シールを形成する段階が、ヒドロゲルを含む前記重合体組成物を水和させることによって前記ヒドロゲルの体積を増加させ、それによって、前記ヒドロゲル体積を増加させる段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２１】
シールを形成する段階が、流動性を有する組成物を、前記支持構造物の外面に隣接する前記カテーテルから前記導管内の治療部位に絞り出し、それによって、前記流動性を有する組成物によって前記支持構造物の周囲の血流を防止する段階をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【請求項２２】
シールを形成する段階が、
血管壁に付着し、前記支持構造物の外面を補完する均一な円形の内表面を有する塊を形成するように、前記流動性を有する組成物を成形する段階と、
前記流動性を有する組成物を凝固させる段階と、
前記人工弁および支持構造物を前記カテーテルから展開する段階と、
前記人工弁および支持構造物を前記凝固した組成物の塊に挿入する段階と、
前記支持構造物および弁の周囲にシールを形成する段階と、
前記人工弁を前記血管の導管内の血流の方向に垂直な定位置に維持する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
肺動脈弁を置換する段階が、
前記支持構造物に接続された障害のある人工弁を、前記支持構造物の外面の周囲に配置された破断可能なシールを破断することによって除去する段階と、
カテーテルを通して前記障害のある弁および支持構造物を除去する段階と、
をさらに含むことを特徴とする、請求項１７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般的に心臓弁の異常を治療するための医療装置に関し、特に、肺動脈弁置換システムおよびその使用方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
心僧帽、三尖、大動脈および肺動脈弁などの心臓弁は、疾患や老化によってしばしば損傷し、弁の正常な機能に関する問題が生じる。心臓弁の問題は、一般的に、弁が完全に開かない、または開きが狭くなる狭窄、あるいは、弁が閉じているべきであるときに血液が弁の向こう側へ逆流する機能不全のうちのいずれかである。
【０００３】
肺動脈弁は、右心室と肺動脈の間の血流を管理し、心臓と肺の間の血流を制御する。肺動脈狭窄症は、多くの場合、肺動脈弁または弁より遠位の肺動脈の狭窄が原因となる。この狭窄によって、心臓の右側は、肺へ十分な量を流すためにより多くの圧力を必要とする。やがて右心室は肥大し、うっ血性心不全（ＣＨＦ）に至る。重症例では、ＣＨＦは、息切れ、けん怠感、胸痛、失神、心雑音などの臨床症状、および新生児においては不十分な体重増加をもたらす。肺動脈狭窄症は、通常、先天性欠損症によって生じ、出生時に見られるが、リウマチ熱、心内膜炎、および肺動脈弁への損傷や肺動脈弁の瘢痕を引き起こす他の病状とも関連がある。重症例においては、弁置換術が、心臓機能を回復させるために必要となる場合がある。
【０００４】
以前は弁修復術または置換術は開胸手術を必要とし、それに付随してリスク、費用、および長い回復時間が伴った。開胸手術は、血栓症、卒中、および梗塞症のリスクが伴う心肺バイパスも必要とする。最近になり、柔軟な人工心臓弁や各種の送出装置が開発され、置換弁は低侵襲技術を使用して経静脈で埋め込むことが可能となった。その結果、肺動脈弁の置換術は、肺動脈狭窄症の治療の選択肢となった。
【０００５】
肺動脈狭窄症の最も危険な結果は、病状が先天性欠損症である場合での、幼児および低年齢小児に生じる。多くの場合、肺動脈弁は、子供が通常５歳未満で人工弁に置換しなければならない。しかしながら、子供が成長するにつれて、弁が小さくなり、成長する子供のエネルギー需要の増加に必要な肺への血流に適応することができなくなり、その後、大きな弁に交換しなければならない場合がある。あるいは、どの年齢の患者においても、埋め込まれた弁はカルシウムの集積によって正常に機能しなくなることがあり、交換しなければならない。いずれの場合にも、度重なる手術や経静脈手術が必要となる。
【０００６】
肺動脈弁置換術の必要性に対応するため、様々な埋め込み型人工肺動脈弁、送出装置および外科技術が開発され、現在使用されている。その人工器官の１つとして、天然の三尖静脈弁および洞を含む、グルタルアルデヒドで処理したウシの頸静脈からなる生体弁付き導管がある。同様の装置は、織布導管の中央に縫い込まれたブタの大動脈弁でできている。通常、弁置換手術で使用される導管は、解剖用死体から採取された血管である同種移植片である。これらの装置のいずれかを使用する弁置換術は、開胸術および心肺バイパスを必要とする。
【０００７】
上述の理由または他の理由によって、人工器官における弁を交換しなければならない場合、追加手術が必要となる。多くの患者が非常に若いときに最初の手術を受けるため、彼らは成人になるまでの間にしばしば多数の手術を受ける。これらの外科的置換手術は身体的および精神的に負担となり、多くの患者は自身で医療上の判断を下せる年齢になると、それ以上の手術を受けずに済ませることを選択する。
【０００８】
近年、カテーテルでの送出システムを使用して、経静脈を通して送出できる埋め込み型ステント弁が開発された。これらのステント弁はチューブ状の枠またはステントの内側に取り付けられた折り畳み式弁を含む。弁は上述のいかなる人工心臓弁でもよく、または他の適切な弁でよい。採取血管における弁の場合、血管は、弁を支持するステントの両端へ伸びるよう、弁の両側を越えて伸びる十分な長さを有し得る。
【０００９】
ステント弁は、弁尖が開いているときに血液を流すための通常はチューブ状の内部通路を提供するため、ステントの内側または外側に取り付け可能なチューブ状の部分または「ステントグラフト」を含むことが可能である。グラフトは、弁から離れていてよく、織物、同種移植片、ブタの血管、ウシの血管、およびウマの血管を含むがこれらに限定されない、いかなる適切な生体適合性のある材料でも作製することができる。
【００１０】
装置のステント部は、直径を小さくし、カテーテルに装着され、患者の循環系を通って前進することができる。ステント部は、自己展開式またはバルーン拡張型のいずれかであってよい。いずれの場合にも、ステント弁は、送出部位に配置することができ、そこでは、ステント部は、あらかじめ埋め込まれた人工器官または生来の血管の壁に対して拡張して、弁を定着させる。
【００１１】
ステント弁の一実施形態は、Ｌｅｏｎｈａｒｄｔらの「Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏｕｓ  Ｐｌａｃｅｍｅｎｔ  Ｖａｌｖｅ  Ｓｔｅｎｔ」の名称で米国特許第５，９５７，９４９号に記載され、その内容は、参照することにより本願に援用される。
【００１２】
【特許文献１】米国特許第５，９５７，９４９号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
ステント弁の使用によって、取り付ける間の開胸手術術の必要がなくなるが、ステントは、患者の成長または弁尖の石灰化のいずれかのために弁の交換が必要となった場合、除去するのが困難である。埋め込み型弁のステント部は、血管壁にしっかりと接触しているため、周囲の血管組織において線維症を誘発し、頻繁に組織が浸潤する。ステント弁を除去するためには、ステント部を、血管壁から切り離さなければならない。この困難な手術によって、血管壁が破裂するリスクが生じ、通常は開胸手術を行わなければならない。
【００１４】
したがって、低侵襲的外科技術を使用して容易に置換でき、上述の装置に内在する制限や欠点を克服する埋め込み型肺動脈弁を提供することが望ましい。
【００１５】
本発明の目的は、少なくとも送出カテーテルおよびその送出カテーテル上に配置された置換弁装置を有する血管弁置換システムを提供することである。置換弁装置は、拡張可能な支持構造物の弁を支持する領域に接続された人工弁を含む。弁を支持する領域は、第１ステント領域と第２ステントの領域の間に配置された複数の保護支柱を含む。
【００１６】
システムおよび人工弁は、肺動脈弁を置換するために使用されるものとして本明細書に記述される。肺動脈弁は「肺の動脈弁」としても当業者に周知であり、本明細書において使用されるように、これらの用語は同一のものを意味するとみなされる。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
そのため、本発明の一態様は、導管、カテーテルおよび人工弁装置を含む、右心室の流出路の異常を治療するためのシステムを提供する。人工弁装置は、支持構造物に接続した弁および少なくとも弁装置の支持構造物の外面の一部に接触している封止剤を含む。弁装置がカテーテルから展開して導管内に配置されると、封止剤によって導管の内壁と弁装置の支持構造物の外面の間の血流が防止される。
【００１８】
本発明の他の態様は、導管、人工弁装置および封止剤を含む肺動脈弁置換システムを提供する。前記弁装置は、導管内に配置され、流動性を有する種類の封止剤がカテーテルから展開する。封止剤が少なくとも弁装置の支持構造物の外面の一部の周囲に配置されると、血液は弁装置の支持構造物の外面と導管の内面の間を流れなくなる。
【００１９】
本発明の他の態様は、カテーテル、人工弁装置および成形可能な封止剤を含む肺動脈弁置換システムを提供する。前記システムは、カテーテルに装着された成形装置をさらに含む。成形装置は、互いに離間した遠位および近位の拡張可能な封止部を含み、封止部は、それらの間の空間に内成形部を形成するようになっている。成形可能な封止剤が封止部と導管の内壁の間の空間内に位置すると、それは弁装置を受けるための左右対称の成形管腔を形成する。
【００２０】
本発明の他の態様は、肺動脈弁を置換する方法を提供する。前記方法は、肺動脈弁装置を治療部位へ送出するためにカテーテルを使用する段階を含む。肺動脈弁装置は、支持構造物に接続された弁および少なくとも支持構造物の外面の一部の周囲に配置された封止剤を含む。前記方法は、カテーテルから弁装置を展開する段階、導管内で弁装置を配置する段階、シールを形成し、それによって支持構造物の周囲の血流を防止する段階をさらに含む。
【００２１】
本発明は、下記の様々な実施形態の添付図面および詳細な説明によって説明される。図面は、本発明を特定の実施形態に限定するためと理解されるべきではなく、説明および理解のためである。詳細な説明および図面は、発明の範囲を限定するのではなく単に説明するものであり、添付する請求項およびそれと同等のものによって定義される。図面は、実際の比率で縮小・拡大されてはいない。本発明の前述の態様および他の付随する効果は、添付図面と共に発明の詳細な説明を参照することにより容易に理解される。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
ここで、図面を参照して本発明を説明するが、同様の符号は同様の構造を言及する。
【００２３】
図面を参照すると、図１は、ヒトの心臓１００の内部の略図である。ヒトの心臓１００は、心臓を通過する血流を制御するために同時に作用する４つの弁を含む。右心房１１８と右心室１１６の間に位置する三尖弁１０４および左心房１２０と左心室１１４の間にある僧帽弁１０６は、心臓１００の、それぞれ右側の心室１１６、および、左側の心室１１４の充填を容易にする。大動脈弁１０８は、大動脈１１２と左心室１１４の間にある接合部に位置し、心臓１００からの大動脈１１２、末梢循環への血流を容易にする。
【００２４】
肺動脈弁１０２は、右心室１１６と肺動脈１１０の接合部に位置し、酸素供給のための、肺動脈１１０を通過する心臓１００から肺への血流を容易にする。４つの弁は、互いに調和して開閉することによって作用する。心拡張期には、三尖弁１０４および僧帽弁１０６が開き、左心室１１４および右心室１１６へ血液が流れ、肺動脈弁および大動脈弁は閉じる。収縮期には、図１に示すように、大動脈弁１０８および肺動脈弁１０２が開き、左心室１１４および右心室１１６からの血液がそれぞれ大動脈１１２および肺動脈１１０へと流れる。
【００２５】
右心室の流出路は、肺動脈弁１０２を含み、肺動脈１１０が血液をそれぞれ左右の肺へ運ぶ左右の分枝を形成する分岐点１２２へ伸びる肺動脈１１０の区分である。障害のある肺動脈弁または心臓から肺への血流を妨げる肺動脈の他の異常は、時々、図２Ａから図２Ｃで示すように、人工導管２０２を使用した右心室の流出路に対する外科的修復術または置換術を必要とする。
【００２６】
このような導管は、血液適合の内面を有する、生体適合性のある材料でできたチューブ状の構造物を含む。適切な生体適合性のある材料の例として、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、Ｄａｃｒｏｎ（登録商標）  繊維（Ｅ．Ｉ．Ｄｕ  Ｐｏｎｔ  Ｄｅ  Ｎｅｍｏｕｒｓ  ＆  Ｃｏ．，Ｉｎｃ．）などのポリエステル繊維織物、およびグルタルアルデヒドで交差結合されたウシの静脈がある。１つの一般的な導管は、解剖用死体から採取された血管で、移植者の体に移植するために処理された同種移植片である。これらの導管は、置換肺動脈弁として機能する導管の内側の管腔内の定位置に弁を有してよい。
【００２７】
このような導管２０２の１つは、緩衝化グルタルアルデヒドで保存された三尖静脈弁を有するウシの頸静脈を含む。他の弁は異種の心膜組織で作製され、導管の管腔の壁に取り付けられる。さらに他の弁は、少なくとも一部が合成材料で作製されてもよい。導管は、容易に見つけられ特定できるよう、導管に織り込まれた、または取り付けられたＸ線減衰係数（Ｘ線不透過性の材料）が高い材料も含んでよい。
【００２８】
図２Ａおよび図２Ｂに示すように、内部の管腔内に弁２０４を収容する導管２０２は、導管２０２の遠位末端を肺動脈１１０に縫い付けることによって患者の体内に設置し、図２Ｃに示すように、導管２０２の管腔が右心室１１６へ接続するよう、導管２０２の近位端を心臓１００に取り付ける。
【００２９】
やがて、埋め込まれた人工導管および弁は、しばしば石灰化を生じ、影響を受けた導管または弁が、柔軟性がなくなり、ゆがみ、効率的に機能する能力を失うことを引き起こす。人工弁が低年齢小児に埋め込まれる場合、さらなる問題が生じる。子供が成長するにつれて、弁は最終的に小さくなり、心臓から肺への血流量の増加に対処できなくなる。いずれの場合にも、弁を交換する必要がある。
【００３０】
本発明は、肺動脈を通過する血流を管理するための、ステント弁を経皮的カテーテルで置換する装置および方法を開示する。好ましい実施形態では、弁は拡張可能な支持構造物に取り付けられ、肺動脈に取り付けられた、心臓の右心室と液体的に連通している弁付き導管に配置される。支持構造物は、導管にある既存の弁が妨害されないよう拡張することができ、または既存の弁が支持構造物と導管の内壁の間に留められるよう拡張することができる。
【００３１】
ステント弁を運ぶ送出カテーテルは、静脈系を通過して患者の右心室へ入る。これは、送出カテーテルを頸静脈または鎖骨下静脈のいずれかに挿入し、上大静脈を通過して右心房に入れることによって行われてよい。その後、カテーテルは、三尖弁を通過して右心室へ入り、心室を出て導管へ入る。あるいは、カテーテルは、大腿静脈へ挿入され、総腸骨静脈および下大静脈を通過して右心房へ入り、その後、三尖弁を通過して右心室へ入り、導管に出てよい。本明細書に記載される手術に使用されるカテーテルは、当技術分野で周知の、Ｘ線不透過性のマーカーを含んでよく、手術は、蛍光透視法、心エコー検査法、超音波検査法、または他の適切な可視化手段を使用して可視化させてよい。
【００３２】
図３は、本発明による置換弁装置３００の断側面図である。置換弁３００は、導管２０２などの人工導管または肺動脈１１０での使用に適している。人工弁３０４は、拡張可能なチューブ状の支持構造物３０２の管腔内に配置される。本発明の一実施形態では、支持構造物３０２は、ニチノールなどの「形状記憶」を有する柔軟な生体適合性のある材料でできたステントである。人工弁３０４は、柔軟な材料でできた３つの弁尖を含む。支持構造物３０２の外面は、封止剤３０６でコーティングされている。本発明の一実施形態では、封止剤３０６は１つ以上の生物学的安定性のある重合体を含むヒドロゲルである。重合体は、開始剤と、互いに反応し、水に溶けないポリマーマトリクスを形成する重合可能な化学基とを含む。あるいは、ヒドロゲル組成物は、架橋剤が重合体と混合されると、架橋剤が高分子に対して化学基と反応し、安定した分子ネットワークが形成されるよう選択された別の架橋剤の分子を含んでよい。適切な重合体として、ポリエチレングリコール、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、アルギン酸塩、キトサン、およびコラーゲンがある。重合体／架橋剤の組み合わせとして、当技術分野で周知の、カルシウムまたはストロンチウムなどの二価陽イオンと組み合わされたアルギン酸塩、および求電子または求核反応基を有する架橋剤の分子と組み合わせた誘導体化ポリエチレングリコールがある。ヒドロゲルは、ポリマーマトリクス内に水分を保持し、ステント３０２の外面と導管２０２の内壁の間のシールとして作用する柔らかく成形しやすい塊を形成する。高分子ヒドロゲル組成物は、当技術分野で周知のように、吹き付けまたは浸し塗りによってステント３０２の外面に塗る。
【００３３】
本発明の一実施形態では、封止剤３０６は、拡張可能なヒドロゲルである。このようなヒドロゲル組成物は、水和および脱水状態になることができる。少なくとも部分的に脱水状態において、水分に暴露されると、拡張可能なヒドロゲル組成物は水分を吸収し、ヒドロゲルの体積が増加する。拡張可能なヒドロゲルを成形するために適した重合体として、ポリ（エチレンオキシド）、ポリ（ビニルピロリドン）、ポリビニルアルコール、ポリアクリルアミド、ポリ酢酸ビニル、ポリアクリル酸（Ｎａ+ 型）、ポリ（ヒドロキシエチルアクリレート）、ポリ（ヒドロキシメチルメタクリレート）、および親水性ポリ（ウレタン）がある。このような重合体を単体で、または組み合わせで含むヒドロゲルは、部分的に脱水状態でステント３０２の外面に結合する。装置３００が血管系内の導管２０２で展開し、血液に暴露されると、ヒドロゲルコーティングは、水分を吸収して拡張し、ステント３０２の外面と導管２０２の内面の間に液体漏れしないシールを形成する。
【００３４】
本発明の一実施形態では、封止剤組成物は、流動性を有する 液体としてカテーテルから展開し、その後、導管２０２の管腔内の原位置で粘性ヒドロゲルを形成する。図４に示すように、肺動脈弁置換システム４００は、カテーテル４０４から展開し、導管２０２の管腔４１０内に位置するステント弁４０２を含む。導管２０２の内側の管腔４１０が左右対称ではない場合、ステント弁装置４０２の外面４０８は、導管２０２の内壁に接触せず、に血液が弁装置４０２の周りを流れることを許す可能性がある。本発明のこの実施形態では、流動性を有する組成物４０６は、カテーテル４０４の遠位端から送出され、ステント弁４０２の外面４０８と導管２０２の内面の間に注入される。その後、流動性を有する組成物４０６は、物理的または化学的変化を受け、粘性ヒドロゲルとなり、シールを形成する。この実施形態に適切な組成物の中には、カテーテル４０４の先端で混合され、化学変化を受け、原位置で迅速にヒドロゲルを形成する重合体および架橋剤を含むものもある。他の組成物は、特定の波長の光への暴露によって活性化し、ヒドロゲルを産生する高分子の間で結合を形成する光反応基を有する重合体を含む。本発明のこの実施形態では、カテーテル４０４の遠位端は、所要の波長の光ファイバー光源を含む。さらに他の重合体組成物は、温度変化に応じて粘度を変化させ、液体として適用され、体温に近づくにつれて原位置でヒドロゲルを形成することができる。
【００３５】
本発明の一実施形態では、流動性を有する液体４０６は、血液に暴露した後、固体になり、導管２０２の内壁とステント弁４０２の間にシールを形成する。このような重合体組成物の１つは、ジメチルスルホキシドに溶解したシアノアクリレートである。循環系に注入されると、ジメチルスルホキシドは希釈され、流れている血液において除去され、シアノアクリレートは沈殿し、ステント弁４０２の周囲の血流を防止する固体障壁を形成する。
【００３６】
ヒドロゲルおよび固体の他、本発明の他の実施形態は、可鍛性があり、水性の環境でシールを形成し、ステント弁４０２などの装置と導管２０２の内壁の間の血流を防止する、ゴム、ペースト、または他の材料を含む封止剤を含む。
【００３７】
人工弁は石灰化し、交換が必要となる場合がある。本発明の一実施形態では、封止剤３０６または封止剤４０６のいずれかは、それぞれステント弁３０２または４０２の外面の間に破断可能なシールを形成する。この実施形態の例として、二価カルシウムイオンで交差結合されたアルギン酸塩重合体を含むヒドロゲル封止剤がある。このヒドロゲルは、弁３０２または４０２の周囲の血流を防げるように安定し、かつ十分堅固であるが成形しやすく、最小のかかる力に応じて破断し、ステント弁３０２または４０２を取り除き、除去できるシールを提供する。アルギン酸塩ヒドロゲルは、ステント弁３０２の外面にコーティングされ、ヒドロゲル封止剤３０６を形成してよい。あるいは、流動性を有するアルギン酸塩組成物は、カルシウムイオンの溶液と混合し、直ぐに導管２０２の内壁とステント弁４０２の外面の間に注入することができる。いずれの場合にも、カルシウム／アルギン酸塩ヒドロゲルは破断可能なシールを提供する。
【００３８】
導管２０２は、長期間使用される移植片であり、石灰化したり、組織の線維性内部成長を生じやすくなることがあり、いずれも導管２０２にゆがみを生じ、その断面は円形や左右対称ではなくなる。その結果、ステント弁４０２は、導管２０２内にうまく取り付けられなくなり、ステント弁４０２の外側を流れる血液によって、または弁４０２が導管２０２を通過する血流に対して垂直に位置づけできなくなるために、効果がない場合がある。図５Ａは、本発明による、ゆがんだ血管または非左右対称の導管２０２の一部のいずれかにおいて肺動脈弁を置換するシステム５００の略図である。２つの膨張性バルーン５０２は、カテーテル５０４の遠位部に装着される。バルーン５０２は、膨張した場合、導管２０２を通過する血流を遮断し、それらの間に空間を形成するよう、互いに離間している。本発明の一実施形態では、カテーテル５０４は、バルーン５０２が膨張している間に導管２０２の遮断された部分を通過して血液を運ぶ管腔を有するかん流カテーテルである。膨張性バルーン５０２の間には、カテーテル５０４の本体と平行して、第３の膨張性バルーン５０６がある。膨張している場合、バルーン５０６の外面の直径は、ステント弁４０２の外径と実質的に同じであり、成形されたヒドロゲルの塊を通して管腔を形成する。そのため、膨張したバルーン５０２の間にあるバルーン５０６の周囲の空間は、導管２０２の内部にチューブ状の鋳型を形成する。バルーン５０２および５０６の外面は、ヒドロゲルの塊がバルーン５０２および５０６に付着しないよう、シリコンまたはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）などの離型剤でコーティングしてよい。その後、流動性を有する組成物４０６は、カテーテル５０４の遠位部から送出され、チューブ状の鋳型を充填する。本発明のこの実施形態では、流動性を有する組成物４０６は、導管２０２の内壁に付着し、送出された後に形状を維持するための十分な機械的強度を有し、導管２０２を通過する血流の方向と平行に設置された位置にステント弁を保つ成形可能なヒドロゲルの塊４０６を形成する。成形可能なヒドロゲルを形成するための適切な生物学的安定性のある重合体として、ポリアルケン、ポリエステル、ポリアクリル酸塩、ポリメタクリル酸、ポリアミドおよび多糖がある。
【００３９】
成形可能なヒドロゲルが硬い塊を形成すると、バルーン５０２および５０６はしぼみ、カテーテル５０４は、ステント弁４０２がゼラチン状の塊４０６の管腔５０８（図５Ｂ）内に位置するよう、部分的に引き抜かれる。その後、ステント弁４０２は、カテーテル５０４から展開し、カテーテル５０４は体から引き抜かれる。ヒドロゲルの塊４０６は、ステントの長さに沿って応力負荷の分布を一様に維持することによって、ステント弁４０２を定位置および方向に維持するようステント弁４０２を頑丈に支持する。
【００４０】
図６は、本発明による、肺動脈弁の置換によって右心室の流出路の異常を治療する方法６００を説明するフローチャートである。送出カテーテル５０４の遠位部は、患者の血管系に挿入され、その後、静脈系を通過して患者の右心室１１６へ入る。これは、送出カテーテル５０４を頸静脈または鎖骨下静脈のいずれかに挿入し、上大静脈を通過して右心房１１８へ入れることによって行われてよい。その後、カテーテルは、三尖弁１０４を通過し右心室１１６に入り、心室を出て導管２０２または肺動脈のいずれかへ入る。あるいは、送出カテーテル５０４は、大腿静脈へ挿入され、総腸骨静脈および下大静脈を通過して右心房１１８へ入り、その後、三尖弁１０４を通過して右心室１１６へ入り、導管３０８へ出てよい。本明細書に記載される手術に使用されるカテーテルは、当技術分野で周知の、Ｘ線不透過性のマーカーを含んでよく、手術は、蛍光透視法、心エコー検査法、超音波検査法、または可視化させる他の適切な手段を使用して可視化させてよい。その後、送出カテーテル５０４の遠位部は、ブロック６０２で示されるように、導管２０２内の治療部位に配置される。
【００４１】
本発明の一実施形態では、流動性を有する形のヒドロゲル４０６は、カテーテル５０４から送出され、ブロック６０４で示されるように、ヒドロゲル４０６が、ステント弁装置４０２の外面を補完する均一な円形の内表面を有する塊を形成するよう成形される。本発明の別の実施形態では、ステント弁装置３０２または４０２の外面の周囲に配置された破断可能なヒドロゲルシールは破断され、ステント弁３０２または４０２は取り除かれ、除去される（ブロック６０６）。
【００４２】
次に、ステント弁装置３０２または４０２は、カテーテル５０４から展開し（ブロック６０８）、導管２０２内に配置される（ブロック６１０）。ステント弁装置３０２または４０２は、折り畳んだ状態で導管２０２または血管へ送出される。ステント弁３０２または４０２はカテーテルから展開した後、拡張する。その後、ブロック６１２で示されるように、シールは、ステント弁装置３０２または４０２のいずれかの外面の周囲に形成される。ステント弁装置３０２の場合、封止剤は、外面の少なくとも一部の周囲に配置される。例えばヒドロゲルの封止剤は、導管２０２の内壁に接触してシールを形成する。本発明の一実施形態では、ヒドロゲル封止剤は、導管２０２の壁に接触してシールを形成するよう、水分を吸収して拡張する。ステント弁装置４０２は、導管２０２内に配置され、流動性を有する封止剤は、ステント弁装置４０２の外側と導管２０２の壁の間に注入される。封止剤は、ヒドロゲルまたは固体のいずれかを形成し、シールを形成する。上記の実施形態のいずれにおいても、装置３０２または４０２の外側の周囲のシールは、ブロック６１４で示されるように、ステント弁装置の外面の周囲の血流を防ぐ。
【００４３】
特定の実施形態を参照して本発明を説明したが、当業者に明らかなように、本発明の精神と範囲から逸脱することなく、形式および詳細に変形および修正を行ってよい。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】図１は、４つの心臓弁の機能を示すヒトの心臓の内側の略図である。
【図２Ａ】図２Ａは、従来技術で周知の、肺導管の置換を示す概略図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、従来技術で周知の、肺導管の肺動脈への取り付けを示す概略図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、従来技術で周知の、肺導管の心臓への取り付けを示す概略図である。
【図３】図３は、本発明による、外面に封止剤を有する支持構造物に接続された人工肺動脈弁の図である。
【図４】図４は、本発明による、導管に配置された人工弁装置およびカテーテルから展開している封止剤組成物の概略図である。
【図５Ａ】図５Ａは、本発明による、導管に拡張可能な成形装置を有するカテーテルの略図である。
【図５Ｂ】図５Ｂは、本発明による、人工弁装置を受けるための左右対称の管腔を提供する成形可能な封止剤の概略図である。
【図６】図６は、本発明による、肺動脈弁を置換することによって右心室の流出路の異常を治療する方法のフローチャートである。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３】
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【図４】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【国際調査報告】
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