(57)【要約】生物学的腔隙への薬剤の部位特異的送達および生物学的腔隙からの薬剤の部位特異的収集をカテーテルおよびカテーテルを用いるための方法。上記カテーテルは、膨張性バルーンを含み、このバルーンが生物学的腔隙の標的セグメント中で膨張する場合に、規定された空間への薬剤の送達または規定された空間からの薬剤の収集のための閉じられた薬剤送達ポケットを作製する。本発明は、一般的に、医療用手順において生物学的腔隙に対する薬剤の部位特異的送達のためのカテーテルデバイスおよび方法に関する。さらに詳細には、本発明は、複数のバルーンを利用するカテーテルデバイスおよび心臓の処置のために薬剤を血管に部位特異的に送達する方法に関する。
2004503340.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
規定された生物学的腔隙にインビボで薬剤を送達するためのカテーテルであって、以下：
近位端および遠位端を有するカテーテルシャフト；
該カテーテルシャフト遠位端に隣接する第１バルーン；
該第１バルーンに隣接する第２バルーン；
該第２バルーンに近位の配置される第３バルーン；
該第１バルーンと該第２バルーンとの間の該カテーテルシャフト上の第１薬剤送達セグメント；および
該第２バルーンと該第３バルーンとの間の該カテーテルシャフト上の第２薬剤送達セグメント、
を含む、カテーテル。
【請求項２】
請求項１に記載のカテーテルであって、前記生物学的腔隙は、側枝を有する血管であって、そして前記第１バルーンと前記第２バルーンとの間の距離は、該血管の側枝間の平均距離または典型的な距離と相関がある、カテーテル。
【請求項３】
請求項１に記載のカテーテルであって、前記生物学的腔隙は、側枝を有する血管であって、そして前記第２バルーンと前記第３バルーンとの間の距離は、該血管の側枝間の平均距離または典型的な距離と相関がある、カテーテル。
【請求項４】
請求項１に記載のカテーテルであって、前記第１薬剤送達セグメントおよび前記第２薬剤送達セグメントは、生物学的腔隙に薬剤を送達するためにセグメント内にオリフィスを有する、カテーテル。
【請求項５】
前記カテーテルシャフト上に標識帯をさらに含む、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項６】
請求項１に記載のカテーテルであって、前記カテーテルシャフトは、前記第１バルーンと連通した第１バルーン膨張管腔、前記第２バルーンと連通した第２バルーン膨張管腔、前記第３バルーンと連通した第３バルーン膨張管腔、および薬剤送達源と連通した第４の管腔をさらに含む、カテーテル。
【請求項７】
前記カテーテル近位端に複数のポートをさらに含む請求項６に記載のカテーテルであって、該ポートは、前記４つの管腔の少なくとも１つと連通する、カテーテル。
【請求項８】
請求項６に記載のカテーテルであって、前記ポートの１つは、前記薬剤送達源および前記薬剤を前記生物学的腔隙に送達するための前記第４の管腔と連通した、カテーテル。
【請求項９】
前記生物学的腔隙は、冠状動脈である、請求項１に記載のカテーテル。
【請求項１０】
前記薬剤は、脈管形成剤である、請求項９に記載のカテーテル。
【請求項１１】
前記薬剤は、抗狭窄剤である、請求項９に記載のカテーテル。
【請求項１２】
規定された生物学的腔隙にインビボで薬剤を送達するためのカテーテルであって、以下：
第１シャフト遠位先端部および該第１シャフト遠位先端部に隣接する第１バルーンを有する第１カテーテルシャフト；および
該第１カテーテルシャフトに対して長手方向に移動可能な第２カテーテルシャフトであって、第２シャフト遠位先端部および該第２シャフト遠位先端部に隣接する第２バルーンを有する、該第２カテーテルシャフト、
を含む、カテーテル。
【請求項１３】
請求項１２に記載のカテーテルであって、前記第１カテーテルシャフトは、前記第１バルーンに隣接する薬剤送達セグメントを含み、該薬剤送達セグメントは、該セグメント内にオリフィスを有する、カテーテル。
【請求項１４】
前記第１カテーテルシャフトは、前記薬剤送達セグメントに隣接するカフをさらに含む、請求項１３に記載のカテーテル。
【請求項１５】
前記カフは、前記第１カテーテルシャフトの隆起した部分を含み、この部分が、前記第２カテーテルシャフトが前記オリフィス上に滑ることを防ぐ、請求項１４に記載のカテーテル。
【請求項１６】
前記カフは、前記第１カテーテルシャフトの外辺部に配置される、請求項１５に記載のカテーテル。
【請求項１７】
請求項１１に記載のカテーテルであって、前記第１カテーテルシャフトは、少なくとも２つの管腔、前記第１バルーンと連通した第１膨張管腔、および薬剤送達源と連通した薬剤送達管腔を含み、そして前記カテーテル第２シャフトは、第２膨張バルーンと連通した第２膨張管腔を少なくとも含む、カテーテル。
【請求項１８】
前記第２カテーテルシャフトは、前記第１カテーテルシャフトに沿って長手方向に移動可能である、請求項１１に記載のカテーテル。
【請求項１９】
側枝を有する規定された生物学的腔隙に薬剤を送達するための方法であって、以下の工程：
（ａ）以下：
近位端および遠位端を有するカテーテルシャフト；
該カテーテルシャフト遠位端に隣接する第１バルーン；
該第１バルーンに隣接する第２バルーンであって、該第２バルーンが、該側枝間の平均距離または典型的な距離と相関があるように該第１バルーンに対する距離に配置される、第２バルーン；および
該第１バルーンと該第２バルーンとの間の該カテーテルシャフト上の第１薬剤送達セグメント；を含む、カテーテルを提供する工程、
（ｂ）該カテーテルシャフト遠位端を、標的セグメントの近位端へとインビボで誘導する工程、
（ｃ）側枝に対して、該第１バルーンおよび該第２バルーンを整列して、該標的セグメント内に規定された空間を作製する工程；
（ｄ）該第１バルーンおよび該第２バルーンを膨張させる工程；
（ｅ）該第１バルーンと該第２バルーンとの間の該規定された空間に薬剤送達ポケットを形成する工程；
（ｆ）該薬剤送達セグメント中のオリフィスを介して薬剤送達ポケットに薬剤を注入する工程；
（ｇ）該第１バルーンおよび該第２バルーンを収縮させる工程；および
（ｈ）該生物学的腔隙から該カテーテルを引き出す工程、
を包含する、方法。
【請求項２０】
前記第１バルーンおよび前記第２バルーンは、前記側枝に合うように整列されて、前記規定された空間を作製する、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
請求項１９に記載の方法であって、前記第１バルーンおよび前記第２バルーンは、前記側枝と前記標的セグメントとの間に整列されて、その結果、前記側枝は、各々の該バルーンの端を越える、方法。
【請求項２２】
側枝を有する規定された生物学的腔隙に薬剤を送達するための方法であって、以下の工程：
（ａ）以下：
近位端および遠位端を有するカテーテルシャフト；
該カテーテルシャフト遠位端に隣接する第１バルーン；
該第１バルーンに隣接する第２バルーン；
該第２バルーンに近位に配置される第３バルーン；
該第１バルーンと該第２バルーンとの間の該カテーテルシャフト上の第１薬剤送達セグメント；および
該第２バルーンと該第３バルーンとの間の該カテーテルシャフト上の第２薬剤送達セグメント、
を含むカテーテルを提供する工程；
（ｂ）該カテーテルシャフト遠位端を標的セグメントの近位端にインビボで誘導する工程、
（ｃ）側枝に対して、該第１バルーン、該第２バルーンおよび該第３バルーンの２つ以上を整列して、標的セグメント内に規定された空間を作製する工程；
（ｄ）該第１バルーン、該第２バルーンおよび該第３バルーンの少なくとも２つを膨張させる工程；
（ｅ）該第１バルーン、該第２バルーンおよび該第３バルーンの少なくとも２つの間の該規定された空間中に少なくとも１つの薬剤送達ポケットを形成する工程；
（ｆ）少なくとも該第１薬剤送達セグメントまたは該第２薬剤送達セグメント中のオリフィスを介して少なくとも１つの該薬剤送達ポケットに薬剤を注入する工程；
（ｇ）該第１バルーン、該第２バルーンおよび該第３バルーンの少なくとも２つを収縮させる工程；および
（ｈ）該生物学的腔隙から該カテーテルを引き出す工程、
を包含する、方法。
【請求項２３】
前記第１バルーン、前記第２バルーン、および前記第３バルーンは、側枝に合うように整列されて、前記規定された空間を作製する、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
請求項２２に記載の方法であって、前記第１バルーン、前記第２バルーンおよび前記第３バルーンは、前記側枝と前記標的セグメントとの間に整列され、その結果、前記側枝は、該バルーン各々の端を越える、方法。
【請求項２５】
請求項２２に記載の方法であって、前記第１バルーン、前記第２バルーンおよび前記第３バルーンは、前記側枝間の平均距離または典型的な距離に相関する互いに関連した距離に配置される、方法。
【請求項２６】
前記引き出す工程（ｈ）の前に、別の標的セグメントが選択され、そして工程（ｂ）〜（ｇ）が繰り返される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２７】
前記引き出す工程（ｈ）の前に、他の標的セグメントが選択され、そして工程（ｂ）〜（ｇ）が必要な回数だけ繰り返される、請求項２２に記載の方法。
【請求項２８】
規定された生物学的腔隙に薬剤を送達するための方法であって、以下の工程：
（ａ）以下：
第１シャフト遠位先端部を有する第１カテーテルシャフト、該第１シャフト遠位先端部に隣接する第１バルーン、およびオリフィスを有して該第１バルーンに隣接する薬剤送達セグメント；および
該第１カテーテルシャフトに対して長手方向に移動可能な第２カテーテルシャフトであって、該第２カテーテルシャフトは、第２シャフト遠位先端部および該第２シャフト遠位先端部に隣接する第２バルーンを有する、第２カテーテルシャフト、
を含む、カテーテルを提供する工程；
（ｂ）該第１シャフト遠位先端部を第１標的セグメントの近位端にインビボで誘導する工程、
（ｃ）該第１シャフトの近位端上で該第１バルーンを膨張させる工程；
（ｄ）該第２シャフトを該第１シャフトに対して長手方向に調整して、該第２バルーンを該第１標的セグメントの遠位端に位置決めする工程；
（ｅ）該第２バルーンを膨張させて該第１バルーンと該第２バルーンとの間に閉じられた薬剤送達ポケットを形成する工程；
（ｆ）該第１シャフトの該薬剤送達セグメント中の該オリフィスを介して該薬剤送達ポケットに薬剤を注入する工程、
（ｇ）該第１バルーンおよび該第２バルーンを収縮させる工程；および
（ｈ）該生物学的腔隙から該カテーテルを引き出す工程、
を包含する、方法。
【請求項２９】
請求項２８に記載の方法であって、前記第１バルーンを膨張させる前に、前記第１標的セグメント内の側枝に合わせて前記第１バルーンを整列する工程、および前記第２バルーンを膨張させる前に、前記第１標的セグメント内の側枝に合わせて前記第２バルーンを整列する工程、
をさらに包含する、方法。
【請求項３０】
請求項２８に記載の方法であって、前記引き出す工程（ｈ）の前に、別の標的セグメントが選択され、そして工程（ｂ）〜（ｇ）が繰り返される、方法。
【請求項３１】
請求項３０に記載の方法であって、前記第１バルーンを膨張させる前に、前記第２標的セグメント内の側枝に合わせて前記第１バルーンを整列する工程、および前記第２バルーンを膨張させる前に、前記第２標的セグメント内の側枝に合わせて前記第２バルーンを整列する工程、
をさらに包含する、方法。
【請求項３２】
請求項２８に記載の方法であって、前記引き出す工程（ｈ）の前に、他の標的セグメントが選択され、そして工程（ｂ）〜（ｇ）が必要な回数だけ繰り返される、方法。
【請求項３３】
請求項３２に記載の方法であって、前記第１バルーンを膨張させる前に、前記第２標的セグメント内の側枝に合わせて前記第１バルーンを整列する工程、および前記第２バルーンを膨張させる前に、前記第２標的セグメント内の側枝に合わせて前記第２バルーンを整列する工程、
をさらに包含する、方法。
【請求項３４】
前記生物学的腔隙は、冠状動脈である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３５】
前記薬剤は、脈管形成剤である、請求項２８に記載の方法。
【請求項３６】
生物学的血管内の標的セグメントに薬剤を送達するための方法であって、以下の工程：
（ａ）該血管の標的セグメントに対する側枝の位置を決定するために該血管内に造影色素を注入する工程；
（ｂ）側枝の流出の画像を得るために該造影色素を使用する工程；
（ｃ）２つ以上のバルーンを有するバルーンカテーテルを該血管に挿入する工程；
（ｄ）該バルーンを収縮したままに保ち、そして該血管標的セグメントの近位に該バルーンカテーテルを前進させる工程；
（ｅ）該バルーンが膨張する場合に側枝が遮断されるように該バルーンカテーテルを調整する、工程；
（ｆ）該バルーンの２つ以上を膨張させて該標的セグメントを作製する工程；および
（ｈ）該標的セグメント内に治療用薬剤を注入する工程、
を包含する、方法。
【請求項３７】
請求項３６に記載の方法であって、前記側枝に対する前記バルーンの場所を決定するために、前記バルーンカテーテルを調整する前に前記血管内に追加の造影色素を注入する工程をさらに包含する、方法。
【請求項３８】
請求項３６に記載の方法であって、前記バルーンを膨張させた後に、追加の造影色素を血管に注入して、前記治療用薬剤を注入する前に造影剤の流出についての試験をする工程をさらに包含する、方法。
【請求項３９】
請求項３６に記載の方法であって、造影剤およびバルーンカテーテルを前記血管内に導入することが可能なガイドカテーテルを提供する工程、ならびにその後に該ガイドカテーテルを介して前記造影色素を注入する工程、および前記ガイドカテーテルを通して前記バルーンカテーテルを導入する工程、
をさらに包含する、方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
（発明の背景）
本発明は、一般的に、医療用手順において生物学的腔隙に対する薬剤の部位特異的送達のためのカテーテルデバイスおよび方法に関する。さらに詳細には、本発明は、複数のバルーンを利用するカテーテルデバイスおよび心臓の処置のために薬剤を血管に部位特異的に送達する方法に関する。
【０００２】
心臓病（アテローム性動脈硬化症）は、アメリカ合衆国において主要な死因である。心臓病の１つの形態は、血管内の硬化性プラークの形成によって生じる。これらのプラークは、血管が供給する組織に対して血管を通って自由に血液が流れることを妨げる。最も危険なプラークは、冠状動脈中に形成するプラークであり、これは冠状動脈を通って心臓に流れる酸素を豊富に含んだ血液の流れを妨げる。
【０００３】
一般的に、心臓病を処置するために２つの外科的手順がある。１つ目の手順は、既存の血管から硬化性プラークを取り除くことによって、心臓の影響を受ける領域に対して血液の供給を増加させる方法を含む。例えば、血管形成において、小さな拡張するバルーンは、血管内に挿入され血流を増加させるために血管を開く。２つ目の手順は、血流のための新しい経路を提供することを含む。新しい経路は、血管中に移植することによって（冠状動脈バイパス手術）、または新しい側副血管の増殖および発生を誘導することによって（治療用脈管形成（ｔｈｅｒａｐｅｕｔｉｃ　ａｎｇｉｏｇｅｎｅｓｉｓ））作製され得る。
【０００４】
新しい側副血管の誘導は、心臓組織、血管（冠状動脈）、または心臓を取り巻く空間（心膜）に直接的に脈管形成剤を注入することによって達成され得る。心臓の筋肉または血管への薬剤の直接注入は、組織の損傷、瘢痕および標的部位からの薬剤の迅速な流失を引き起こし得る。さらに、これらの直接注入は、より高価な外科的手順を必要とし、カテーテルに基づく手順よりも回復により長い時間を必要とする。
【０００５】
閉塞バルーンを用いて血管内に薬物送達のためのポケットを作製するカテーテルが設計された。例えば、Ｗｏｌｉｎｓｋｙに対する米国特許第４，８２４，４３６号（本明細書中で記載するように参考として援用される）を参照のこと。Ｗｏｌｉｎｋｓｙカテーテルのバルーンは、血管の標的領域から遠位または近位に薬剤が逃げることを防ぐ。しかし、この設計が対処していない１つの問題は、標的血管セグメント内にあり得る側枝血管を通じて送達された治療用薬剤が流出することである。
【０００６】
冠状動脈への注入に関しては特に、冠状動脈の側枝の端は、薬剤を非常に迅速に吸い上げ得、従って薬剤の濃度および薬剤が標的組織と接触する時間を減少させる。減少した濃度および減少した暴露時間は、薬剤が標的組織で所望の効果を有する可能性を低くする。側枝を通じる流失に対処する１つの方法は、側枝を閉塞するカテーテルを使用することである。
【０００７】
側枝が閉塞されている間に標的血管に対して薬剤を導入することは、薬剤が標的血管の適切なセグメント中に含まれることを可能にする。これは、以下の点で利益を受ける：１）薬物のより低い用量は、閉塞された血管セグメントの低い血液量に起因して使用され得、２）側枝を介して逃げる比率が低いことは、より高い薬剤濃度が長時間にわたって標的部位で維持されることを可能にし、そして３）薬剤が、有害な副作用を生じ得る体循環に関係しない。
【０００８】
しかし、側枝血管は、小さく、従ってアクセスが困難である。さらなる関心は、側枝に直接閉塞バルーンを配置すると、血管に穴があき得（そして損傷し得る）リスクを生じ、これは出血を導くことである。従って、これらのリスクを最小化する標的血管に対して部位特異的に薬剤を送達するカテーテルデバイスおよび方法が必要とされている。
【０００９】
（発明の簡単な要旨）
本発明は、実際的な目的のために上述の制限を排除する改良された薬剤送達カテーテルを提供する。
【００１０】
本発明の１つの特徴は、標的血管の正確なセグメントに薬剤を送達し、一方で規定された標的血管のカテーテル処置の間、側枝血管への薬剤の拡散を最小にするためのデバイスである。
【００１１】
本発明の別の特徴は、規定された標的血管（例えば、冠状動脈）での薬物送達ポケットを正確に制御し得るカテーテルデバイスである。
【００１２】
本発明の１つの局面によれば、カテーテルは、シャフトに沿って固定された位置に配置される少なくとも３つの膨張式バルーンを含み、ここで、各バルーンは、独立した膨張制御を有する。
【００１３】
本発明の別の局面によれば、カテーテルは、少なくとも２つの膨張式バルーンを含み、ここで、各バルーンは、独立した膨張制御を有する。さらに、カテーテルは、固定された遠位バルーンおよび滑る近位バルーンを含み得る。
【００１４】
カテーテルは、標的血管セグメントへの薬剤の部位特異的導入あるいはセグメントからの薬剤の収集のための薬剤送達ポケットと連通した少なくとも１つの管腔を含み得る。
【００１５】
カテーテルは、少なくとも１つの管腔を含み得、ここで、この管腔は、ガイドワイヤーを含む。
【００１６】
カテーテルは、シャフト上に標識帯を含み得、その結果、この標識帯が、バルーン同士の相対的な位置および／または枝管に対する相対的な位置を検出するために使用され得る。
【００１７】
本発明の上述の特徴ならびに多くの他の特徴および付随する利点は、添付の図面と組み合わせて考えられる場合、以下の詳細な説明を考慮することから明らかになる。
【００１８】
（発明の詳細な説明）
本記載は、限定する意味でとられるべきではく、単に本発明の一般的な原理を示すために行われる。本詳細な説明の節の名称および全体的な構成は、単に簡便にする目的のためであり、そして本発明を限定することは意図されない。
【００１９】
図１に記載されるように、カテーテル１０の１つの実施形態は、一般的にシャフト１２を含み、このシャフト１２は、カテーテルの長手方向の軸１６に沿って血管２内を長手方向に移動可能である。このカテーテル１０は、カテーテル遠位端１４にシャフト遠位先端部１８を有する。第１バルーン２０は、カテーテルの長手方向の軸１６に沿ってシャフト遠位先端部１８に対して近位に配置され、第２バルーン２２は、第１バルーン２０に対して近位に配置され、そして第３バルーン２４は、第２バルーン２２に対して近位に配置される。第１バルーン２０と第２バルーン２２との間には、第１薬剤送達セグメント３０があり、そして、第２バルーン２２と第３バルーン２４との間には、第２薬剤送達セグメント３２がある。第１薬剤送達セグメント３０および第２薬剤送達セグメント３２の両方は、各セグメントの中に形成されたオリフィス２８を有する。
【００２０】
カテーテル近位端２６には、ポート３４がある。このポート３４は、シャフト１２の管腔に通じており、ガイドワイヤー５８、バルーン膨張源６４、および／または薬剤送達源６２が挙げられるが、これに限定されない要素によって、カテーテル１０にアクセスすることが可能である。
【００２１】
図２Ａに示されるように、シャフト１２は、シャフト内壁３６およびシャフト外壁３８を有する。このシャフト内壁３６は、シャフトの中心管腔４０を規定する。シャフトの周縁管腔４２は、シャフト１２内に形成され、そしてシャフト内壁３６とシャフト外壁３８との間に配置される。管腔は、シャフト１２を通って、開放近位端２６と閉近位端１４とを連結して長手方向に延びる。第１薬剤送達セグメント３０および第２薬剤送達セグメント３２で、オリフィス２８は、シャフト壁の厚さを貫いて延び、その結果、シャフト１２の管腔４２の少なくとも１つは、シャフト外壁３８と通じ、薬剤が送達または収集されることを可能にする。あるいは、管腔４２は、管腔がカテーテルの長手方向の軸１６の周りに直線的にかまたは軸方向に整列されるように、シャフト１２内に形成され得る（図２Ｂ）。
【００２２】
第１バルーン２０および第２バルーン２２の膨張は、図２Ｃに示されるような、血管２と薬剤送達セグメント３０との間の環状送達ポケット８を作製する。薬剤は、シャフト１２の管腔と連通したポート３４を介してシャフトの管腔へと薬剤を導入することによって、オリフィス２８を通って、薬剤送達ポケット８へと注入され得る。１つの実施形態において、薬剤は、シャフト１２の近位端２６によって規定される開口部に直接導入され得る。
【００２３】
１つの実施形態において、シャフトの中心管腔４０は、ガイドワイヤー５８へのアクセスを提供し、一方３つの周縁管腔４２は、３つの各バルーン２０／２２／２４の１つのためのバルーン膨張源６４へのアクセスを提供し、そして１つの周縁管腔４２は、薬剤送達源６２のためのアクセスを提供し、そしてこの周縁管腔４２は、薬剤送達ポケット８への薬剤の送達のためのシャフト外壁３８に対して管腔から延びるオリフィス２８を有する（図２Ｃ）。
【００２４】
代替の実施形態において、シャフトの中心管腔４０は、ガイドワイヤー５８へのアクセスを提供し、一方、３つの周縁管腔３８は、３つの各バルーン２０／２２／２４のためのバルーン膨張源へのアクセスを提供する。一旦カテーテル１０が適所にくると、ガイドワイヤー５８は、シャフトの中心管腔４０から取り外され得、薬剤送達源６２のためのアクセスが可能になる。シャフト中心の管腔４０は、薬剤送達ポケット８への薬剤の送達のために管腔４０からシャフト外壁３８に延びるオリフィス２８を有し得る。
【００２５】
図３に示されるように、カテーテル１１０の代替の実施形態は、一般的に、第１シャフト１１２および第２シャフト１１４を含み、この第２シャフト１１４は、第１シャフト１１２に対して長手方向に移動可能である。
【００２６】
第１シャフト１１２は、シャフト遠位端に第１シャフト遠位先端部１１８を有し、そして、第１バルーン１２０は、カテーテル長手方向の軸１６に沿って第１シャフト遠位先端部１１８に対して近位に配置される。第１バルーン１２０の近位には、第１シャフト１１２の薬剤送達セグメント１３０があり、この薬剤送達セグメント１３０は、セグメント内に形成されたオリフィス２８を有する。
【００２７】
第１シャフト１１２の薬剤送達セグメント１３０の近位には、カフ１３２があり、このカフは、第１シャフト１１２の隆起した部分であり、第２シャフト１１４が第１シャフト１１２中のオリフィス２８の上を滑るのを防止する。カフ１３２は、第１シャフト外壁１３８の外側に配置され得る。第２シャフト１１４は、その最遠位端１５４に第２シャフト遠位先端部１５２を有する。
【００２８】
カテーテルの近位端１２６に、ポート３４がある。このポート３４は、第１シャフト１１２または第２シャフト１１４の管腔に通じており、ガイドワイヤー５８、バルーン膨張源６４、および／または薬剤送達源６２が挙げられるが、これに限定されない要素によって、カテーテル１０にアクセスすることが可能である。
【００２９】
図４Ａに示されるように、第１シャフト１１２は、第１シャフト内壁１３６および第１シャフト外壁１３８を有する。第１シャフト内壁１３６は、第１シャフトの中心管腔１４０を規定する。第１シャフトの周縁管腔１４２は、第１シャフト１１２内に形成され、そして第１シャフト内壁１３６と第１シャフト外壁１３８との間に配置される。第１シャフト１１２の薬剤送達セグメント１３０、オリフィス２８は、この中に形成される。オリフィス２８は、シャフト壁の厚さを貫いて延び、その結果、第１シャフト１１２の少なくとも１つの管腔は、第１シャフト外壁１３８と通じ、薬剤が薬剤送達ポケット８に送達されることを可能にする。第２シャフト１１４は、第２シャフト内壁１４４および第２シャフト外壁１４６を有する。第２シャフト内壁は、第２シャフトの中心管腔１４８を規定する。第２シャフト周縁管腔１５０は、第２シャフト１１４内に形成され、そして第２シャフト内壁１４４と第２シャフト外壁１４６との間に配置される。
【００３０】
図４に示される実施形態において、第２シャフト１１４は、第１シャフト１１２に沿って長手方向に移動可能であり得る。第２シャフトの中心管腔１４８は、第１シャフト１１２へのアクセスを提供し得る。第２シャフト１１４の少なくとも１つの管腔は、第２バルーン１２２に関してバルーン膨張源のためのアクセスを提供し得る。第１シャフト１１２の少なくとも１つの管腔は、第１バルーン１２０に関してバルーン膨張デバイスのためのアクセスを提供し得る。少なくとも１つの管腔は、薬剤送達源６２のためのアクセスを提供し得、そして少なくとも１つの管腔は、ガイドワイヤー５８へのアクセスを提供し得る。
【００３１】
あるいは、一旦カテーテル１０が適所にくると、ガイドワイヤー５８は、第１シャフトの中心管腔１４０から取り外され、薬剤送達源６２のためのアクセスを可能にし得る。
【００３２】
本発明はまた、カテーテル１０またはカテーテル１１０のようなバルーン閉塞カテーテル（ｂａｌｌｏｏｎ　ｏｃｃｌｕｓｉｏｎ　ｃａｔｈｅｔｅｒ）を用いた、インビボでの血管標的セグメント６への薬剤の送達またはセグメントからの収集のための方法を意図する。血管標的セグメント６をカテーテル処置するために用いられる場合、バルーン２０／２２／２４またはバルーン１２０／１２２は、血管２の近位から遠位への長さに沿って配置される側枝４の場所に基づく血管２のセグメントを密封するように作用し、その結果、薬剤は、標的部位から離れて流れない。さらに、バルーン間の空間は、薬剤送達ポケット８の容積を決定する。
【００３３】
図５Ａ〜５Ｄは、図１に示されるような３つの固定された閉塞バルーンを有するカテーテル１０の、本発明の例示的な方法を実施するための使用を示す。当業者は、２つ以上の固定された閉塞バルーンを有するカテーテルを用いて本発明の教示から逸脱することなく、本発明を実施し得ることを理解する。示される方法において、ガイドカテーテル５６は、血管２内の標的セグメント６に導入され得る。使用者は、側枝の流出の像を得ることによって標的セグメント６に対する側枝４の場所を決定するために、ガイドカテーテル５６を介して造影色素（ｃｏｎｔｒａｓｔ　ｄｙｅ）を血管に注入し得る。カテーテル１０がガイドカテーテル５６内に挿入される場合、第１、第２、第３バルーン２０／２２／２４は収縮している。次いで、カテーテル遠位端１４は、長手方向の軸１６に沿ってカテーテル１０に圧力を働かせることによって、ガイドカテーテル５６に挿入されるかまたは導入され得る（太い矢印；図５Ｂ）。カテーテル１０が血管標的セグメントの近位に進められる場合、使用者は、側枝４に対するバルーンの位置を決定するために、ガイドカテーテル５６を介して血管に追加の造影色素を注入し得る（細い矢印；図５Ｃ）。次いでカテーテル１０は、血管２内で長手方向に調整され得、その結果、バルーンが膨張される場合、側枝４は遮断される。次いで、バルーン２０／２２／２４は、ポート３４およびシャフト１２の管腔と連通したバルーン膨張源によってそれぞれ膨張され得る（図５Ｄ）。バルーンが膨張された後に、造影剤は再び薬剤送達管腔を通って注入され得、治療用薬剤を注入する前に造影剤の流出に関する試験を行う。
【００３４】
図６Ａ〜６Ｄに示される代替の実施形態において、バルーンは側枝を覆う必要はない。一般的に、カテーテルは、図５Ａ〜５Ｄに示される実施形態と同様に使用される。しかし、この実施形態において、図６Ｄに示されるように、中間にあるバルーン２２は、中間にある側枝１０６を覆ってもよいが、最も遠位にあるバルーン２０は、最も遠位にある側枝１０４のすぐ上流で膨張され得、そして最も近位のバルーン２４は、最も近位の側枝１０８のすぐ下流で膨張し得、送達ポケットをその間に形成する。バルーンが、側枝を通る流出を効果的に妨げる限りは、バルーンの配置は、この形態において変動し得、そして依然として本発明を実施するために使用され得る。
【００３５】
各バルーン２０／２２／２４は、独立した膨張制御を有するので、所望の薬剤送達ポケット８の長さおよび容積に依存して、バルーンの任意の１つまたは任意の組み合わせが膨張され得る。例えば、バルーン２０と２４との間の領域に側枝がない場合には、バルーン２０および２４は、膨張され得、そしてバルーン２２は、収縮したままであり得る。同様に、バルーン２０および２２が膨張し、一方２４が収縮したままであり得、またはバルーン２２および２４が膨張し、一方２０が収縮したままであり得る。次いで、薬剤は、第１および／または第２の薬剤送達セグメント３０／３２中のオリフィス２８を通じて薬剤送達ポケット８に注入または収集されうる。カテーテル１０は、薬剤が所望の効果を有するために十分な期間、バルーンが膨張した状態で適所に残され得る。
【００３６】
当業者によって理解されるように、本発明の一般的な原理は、２つの固定された閉塞バルーンを有するカテーテルを用いて実施され得る。この場合において、カテーテルは、血管全体を連続的に移動され得、そしてその手順は、側枝間の特定の標的領域中で繰り返され得る。他の実施形態において、カテーテルは、４つ以上の閉塞バルーンを用いて提供され、そして臨床医は、側枝を介する洗い流しを防いでいる間に、治療用薬剤の最大の隔離および注入を提供するバルーンの組み合わせのいずれかを選択的に膨張することによって本発明を実施し得る。
【００３７】
さらに別の実施形態において、カテーテル上のバルーンの配置は、側枝間の平均的な距離または典型的な距離と相関するように設計される。これは、各バルーンが側枝を塞ぐように機能することを保証するために役立つ。処置されるべき種々の血管の解剖学について公知であることに鑑みて、治療用薬剤の注入を最大化するために固定された閉塞バルーンをカテーテルに沿って戦略的に配置することが可能である。
【００３８】
別の例示的な実施形態は、図７Ａ〜７Ｅに示され、ここで、送達ポケット８の長さは、他のバルーンに対して長手方向に１つのバルーンを動かすことによって制御が可能である。ガイドカテーテル５６は、標的血管２内の、血管の標的セグメント６に導入され得る。使用者は、側枝のランオフの像を得ることによって標的セグメント６に対する側枝４の場所を決定するために、ガイドカテーテル５６を介して造影色素を血管内に注入し得る（図７Ａ）。カテーテル１１０がガイドカテーテル５６に挿入される場合、第１および／第２のバルーン１２０／１２２は収縮している（図７Ｂ）。カテーテル１１０が標的セグメント６に隣接するように進められる場合、使用者は、側枝４に対してバルーン１２０／１２２の場所を決定するために、ガイドカテーテル５６を介して血管２に追加の造影色素を注入し得る（細い矢印；図７Ｃ）。第１シャフト１１２の第１バルーン１２０は、標的セグメント６を遠位に通るように進められる。第１バルーン１２０は、次いで、ポート３４および第１シャフト１１２の管腔と連通したバルーン膨張源によって膨張され得る（図７Ｄ）。第２シャフト１１４は、次いで、第１シャフト１１２に沿って長手方向に移動され得（図３；二重の矢尻を持つ矢印）、その結果、第２バルーン１２２は、標識セグメント６の近位端に配置される（図７Ｅ）。カフ１３２は、第２バルーン１２２が第１シャフト１１２の薬剤送達セグメント１３０中のオリフィス２８の上を滑りかつ覆うことを防ぐ。第２バルーン１２２は、次いで、ポート３０および第２シャフト１１４と連通したバルーン膨張源によって膨張され得る（図７Ｅ）。第１の方法のように、造影剤は、治療用薬剤を注入する前に造影剤の流出を試験するためにバルーンが膨張された後に、薬剤送達管腔を通じて注入され得る。
【００３９】
第１および第２のバルーン１２０／１２２の相対位置は、例えば、第２シャフト１１４の近位端上のホメオスタシスバルブを用いることによって、固定され得る。薬剤は、次いで、薬剤送達セグメント１３０中のオリフィス２８を介して薬剤送達ポケット８へ注入または収集され得る。カテーテル１１０は、薬剤が所望の効果を有するために十分な期間、バルーン１２０／１２２が膨張した状態で適所に残され得る。
【００４０】
さらに別の代替の実施形態において、図８Ａ〜８Ｅに示されるように、バルーンは、側枝を覆う必要はない。この場合において、遠位のバルーン１２０は、最も遠位の側枝２０４のすぐ上流で膨張され得、そして近位のバルーン１２２は、最も近位の側枝２０６のすぐ下流で膨張され得、これらの間に送達ポケット８を形成する。再び、バルーンが、側枝を通る流出を効果的に妨げる限りは、バルーンの配置は、この形態において変動し得、そして依然として本発明を実施するために使用され得る。本発明は、上記の好ましい実施形態に関して記載されているけれども、上述の好ましい実施形態に対する多くの改変および／または追加は、当業者には容易に明らかである。当業者は、本発明が、本発明の教示から逸脱することなく、相互に対して移動しうる２つ以上の閉塞バルーンを有するカテーテルを用いて実施され得ることを理解する。これは、臨床医が、カテーテルを移動しないで、同時に２つ以上の処置セグメントを処置することを可能にする。
【００４１】
カテーテルシャフトは、以下の材料から作製され得るが、これらに限定されない：ポリマー、天然ゴムまたは合成ゴム、金属およびプラスチックあるいはこれらの組み合わせ、ナイロン、Ｐｅｂａｘ、ナイロン／Ｐｅｂａｘブレンド、Ｈｙｔｒｅｌ（登録商標）およびポリエチレン。このシャフト材料は、シャフトの長手方向の長さに対する支柱強度を最大化するように選択され得る。さらに、このシャフト材料は、十分な支柱強度を提供するように編み組みであり得る。このシャフト材料はまた、第２シャフト１１４が、カテーテル１０／１１０の第１シャフト１１２に沿って滑らかに移動し得るように、そして／またはこのデバイスがガイドカテーテル５６内を滑らかに移動し得るように選択され得る。カテーテル１０／１１０はまた、当業者に公知のように、潤滑コーティングおよび抗菌コーティングおよび抗血栓コーティングを備え得る。このシャフト材料はまた、バルーン材料に対するシャフトの結合を最大化するように選択され得る。このシャフト材料は、送達または収集されるべき薬剤の効力を妨害しないように選択されるべきである。この妨害は、例えば、薬剤の吸収、薬剤に対する付着、または何らかの方法での薬剤の改変の形態を取り得る。
【００４２】
いくつかの実施形態において、カテーテル１０は、ガイドカテーテル５６と共に使用されて、血管の標的セグメント６にカテーテル１０を誘導するのを補助し得る。このようなガイドカテーテル５６は、好ましくは直径が約６〜約８Ｆｒである。
【００４３】
冠状動脈中で使用されるカテーテルシャフトは、好ましくは、直径が約３〜５Ｆｒの間であって、最も好ましくは約３Ｆｒである。その末梢血管中で使用されるカテーテルシャフトは、好ましくは、直径が約５〜８Ｆｒであって、最も好ましくは約５Ｆｒである。
【００４４】
シャフト遠位先端部１８／１１８は、平滑かまたは鋭利、テーパー状または非テーパー状のいずれかであり得る。さらに、シャフト遠位先端部１８／１１８は、好ましくは最も遠位の端で閉じられている。遠位先端部はまた、カテーテル処置の間、映像化を補助するために放射線不透過性であり得る。
【００４５】
バルーンは、以下の材料から作製され得るが、これらに限定されない：Ｋｒａｔｏｎ（登録商標）、ポリウレタン、ポリオレフィンもしくは任意の他の生体適合性のエラストマー材料、または他の軟性材料。バルーンの材料は、柔軟性を最大化するように、そして／または組織の損傷の危険性を低減するように選択され得る。バルーン材料は、送達または収集される薬剤の効力を妨害しないように選択されるべきである。バルーン膨張源は、近位ポート３４または当業者に公知の他の膨張源を介してシャフトの管腔と連通したシリンジであり得る。このシリンジは、バルーンの膨張のために安全かつ効果的であると当業者に公知の造影剤または気体または他の流体を含み得る。
【００４６】
冠状動脈のために使用されるバルーンは、膨張した場合、好ましくは直径が２ｍｍ〜４ｍｍである。その末梢血管のために使用されるバルーンは、膨張した場合、好ましくは直径が５ｍｍ〜１０ｍｍである。バルーンは、好ましくは、約１ｃｍ〜約２ｃｍの間の長さである。バルーンは、最も好ましくは約１ｃｍの長さである。しかし、バルーンの長さおよび直径は、組織の損傷を最小化するように選択され得る。バルーンが固定距離だけ離される場合の実施形態において、バルーン間のシャフトの薬剤送達セグメントは、好ましくは１ｃｍである。バルーンがお互いに対して移動する場合の実施形態において、バルーン間のシャフトの薬剤送達セグメントは、好ましくは、５ｍｍ〜２０ｍｍである。
【００４７】
別の代替の実施形態において、わずか１つまたは全てのバルーンは、細孔材料で作製され得、その結果、薬剤は、オリフィス２８の代わりまたはオリフィス２８に追加してバルーンによって送達される。
【００４８】
血管内部に対して及ぼされる力は、ガイドワイヤー５８を引き出した後、カテーテル１０を血管内の固定位置に保持するために十分なように、十分に大きい。しかし、この力は、血管の内表面を損傷するほど大きくはない。
【００４９】
ガイドワイヤー５８が使用される実施形態において、カテーテル１０が冠状動脈中で使用される場合、ガイドワイヤー５８は、好ましくは直径が約０．０１４インチである。カテーテル１０が、末梢動脈に使用される場合、ガイドワイヤー５８は、好ましくは直径が約０．０３５インチである。
【００５０】
ガイドワイヤー５８がカテーテル１０と共に使用される場合、ガイドワイヤー５８は、ステンレス鋼を含むが、これには限定されない材料から作製され得る。ガイドワイヤー５８の材料は、ガイドワイヤー５８の表面がシャフトの管腔内で滑らかに移動するように選択され得る。ガイドワイヤー５８は、好ましくは約０．０１インチ〜約０．０３８インチ、そして最も好ましくは、約０．０１４インチ〜約０．０３５１インチの直径である。
【００５１】
別の代替の実施形態において、ガイドワイヤー５８は、中空であり得、そしてカテーテル１０の使用中に薬剤の送達のための経路として役立つか、またはカテーテル１０の除去後に標的セグメント６中の適所にとどまり得る。
【００５２】
カテーテル１０は、血管中の位置および血管の側枝４に対する位置を決定するために、以下の技術によって映像化され得るが、これらに限定されない：胸腔鏡、Ｘ線透視または超音波による映像化。あるいは、結像システム（例えば、Ｗｅｂｓｔｅｒ−Ｂｉｏｓｅｎｓｅ　ＮＯＧＡシステム）、または超音波システム（例えば、Ｍａｙｏ−Ａｃｃｕｓｏｎ　Ｉｎｓｉｄｅ−Ｏｕｔシステム）は、インビボでカテーテル１０の位置を決定するために使用され得る。さらに、コントラスト血管造影法は、標的セグメント６に対する血管の側枝４の場所を同定するために使用され得る。
【００５３】
いくつかの実施形態において、内部シャフトおよび／または外部シャフトは、標識帯６０を含み得、その結果、標識帯６０は、バルーンおよび／またはシャフトの互いに対する位置または血管の側枝４に対する位置を検出するために使用され得る。標識帯６０は、以下の材料から作製され得るが、これらに限定されない：白金、タンタルおよび／または白金の帯、箔、小片あるいは他の適切な放射線不透過性材料。これらは、シャフトの壁に組込まれ得るか、または表面に配置され得る。いくつかの実施形態において、ガイドワイヤー５８は、血管中の位置を確認するためにカテーテル１０を通って血管へと前進され得る。いくつかの実施形態において、シャフト遠位端１８／１１８での放射線不透過性の標識は、この手順の間にＸ線透視技術を用いて、カテーテル１０の場所を映像化するために使用され得る。
【００５４】
薬剤としては、以下のいくつかの薬剤の任意の１つまたは組み合わせが挙げられる：治療目的または診断目的のために血管に送達し得るかまたは血管から収集し得る気体、液体または固体。治療用薬剤としては、生物学的に活性な物質、または生物学的応答を誘発し得る物質が挙げられ、これらの物質としては以下が挙げられるが、これらに限定されない：内在性物質（増殖因子またはサイトカイン（塩基性線維芽細胞成長因子、酸性線維芽細胞成長因子、血管内皮成長因子、脈管形成因子が挙げられるが、これらに限定されない））、ウイルス性ベクター、タンパク質を発現可能なＤＮＡ、持続性放出ポリマー、未修飾細胞または修飾細胞。治療用薬剤は、新しい血管の形成を誘導する脈管形成剤を含み得る。治療用薬剤はまた、血管壁の狭窄を処置するために使用される抗狭窄剤または抗再狭窄剤を含み得る。診断の目的で、造影流体は、血管の流体造影のために血管へと注入され得、そしてこの流体は、診断分析のために抜き取られ得る。さらに、電気的デバイスは、血管中の電気信号を検出するためか、または血管に薬剤を送達するために挿入され得る。
【００５５】
バルーン間の薬剤送達ポケット８への薬剤の送達速度は、組織の損傷を低減するように選択され得る。薬剤の送達速度は、オリフィス２８のサイズおよび数ならびに薬剤がオリフィス２８を通る際の圧力に少なくとも依存し得る。この送達速度は、例えば、浸透圧ポンプによって制御され得る。薬剤の送達または収集のデバイスは、内部のシャフト１２中のポート３０を介して管腔と連通したシリンジ、あるいは遅い定量送達のための注入ポンプであり得る。
【００５６】
このカテーテル１０によってアクセスされ得る他の標的腔隙としては、以下の身体の任意の他の中空の内臓、例えば、以下の血管のいずれかが挙げられるがこれらに限定されない：心血管系（動脈および静脈）の血管、リンパ系の管、腸管、肝臓の門脈−大静脈系、胆ポケットおよび胆管、泌尿器系、呼吸器系、および内分泌臓器および外分泌臓器の血管、生殖器。
【００５７】
最後に、本発明の特定の例示的な実施形態は、本明細書中に記載されていることに注目する。しかし、本発明は、これら特定の実施形態に限定されないことが理解されるべきである。従って、本発明は、本明細書中で詳細に記載されたとおりの実施形態に限定されない。特許請求の範囲に関しては、本特許請求の範囲は、用語「手段」が機能的表現の前に使用されない限り、米国特許法第１１２条の第６段によって解釈されないことが、本出願人の意図である。さらに、特許請求の範囲に関して、上述の特許請求の範囲のいずれも、本発明の目的のために、どのようにでも組み合わせ得ることが理解されるべきである。
【図面の簡単な説明】
本発明の好ましい実施形態の詳細な説明は、添付の図面を参照して行われる。
【図１】図１は、本発明の１つの実施形態の側面立面図である。
【図２】図２Ａ〜２Ｃは、本発明のシャフトの断面立面図である。
【図３】図３は、本発明の第２の実施形態の側面図である。
【図４】図４Ａ〜４Ｃは、本発明のシャフトの断面図である。
【図５】図５は、カテーテルの１つの実施形態を使用する方法の図式による表示である。
【図６】図６は、カテーテルの代替の実施形態を使用する方法の図式による表示である。
【図７】図７は、カテーテルの別の代替の実施形態を使用する方法の図式による表示である。
【図８】図８は、カテーテルのさらに別の代替の実施形態を使用する方法の図式による表示である。
【図１】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
2004503340.tif 000041
2004503340.tif 000042
2004503340.tif 000043