(57)【要約】インサイチュで発泡体を形成するための送達カテーテルが提供される。カテーテルは、様々な実施形態において、コーティング、弁、混合構造、出口ポート、およびそれらの組合せを含む。本発明では、後で固体化するか、発泡するか、または他の何らかの形で固定化されるプレポリマー流体を体の中の空間に送達するための送達システムおよび方法について説明する。発泡体は、適用されると、臓器を安定化させること、止血を行うことおよび腹部大動脈瘤の血管内修復後のエンドリークを処置することを含む様々な臨床用途に使用され得る。発泡体は、流体で充満されている体内の空間に適用することもできる。
2016531695.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
患者を処置するためのシステムであって、
近位端および遠位端ならびに該近位端から該遠位端まで延在する第１の内腔を有し、外表面および内表面を有するカテーテルと、
含水環境に曝露されたときに発泡体を形成するように構成され、該カテーテルの該内腔を通って流動可能である配合物と、を備え、
該カテーテルは、該内表面または該外表面のうちの少なくとも一方に配設されたポリマーコーティングを含む、システム。
【請求項２】
前記ポリマーコーティングは、ポリビニルアルコールおよびポリビニルピロリドンのうちの少なくとも一方を含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項３】
前記配合物は疎水性であり、前記ポリマーコーティングは親水性である、請求項１に記載のシステム。
【請求項４】
前記配合物は親水性であり、前記ポリマーコーティングは親水性である、請求項１に記載のシステム。
【請求項５】
前記カテーテルの前記内腔は、前記カテーテルの前記遠位端の近くに配設された弁を含み、該弁は所定の閾値よりも高い圧力の適用に応答して開く、請求項１に記載のシステム。
【請求項６】
前記弁はダックビル弁である、請求項５に記載のシステム。
【請求項７】
前記カテーテルの前記遠位端にある前記内腔の開口部は、非円形の形状である、請求項１に記載のシステム。
【請求項８】
前記開口部は、半月、スリットおよび環帯からなる群から選択される形状を有する、請求項７に記載のシステム。
【請求項９】
前記カテーテルは、該カテーテルの側壁内に複数の出口ポートを含む、請求項１に記載のシステム。
【請求項１０】
前記カテーテルの前記遠位端は封止されている、請求項９に記載のシステム。
【請求項１１】
患者を処置するためのシステムであって、
近位端と遠位端とを有するカテーテルであって、
該カテーテルの該近位端から該遠位端まで延在する第１の内腔、および
該近位端から延在し、該カテーテルの該遠位端から第１の距離だけ隔てられている少なくとも１つの出口ポートにおいて終端する第２の内腔を備え、該少なくとも１つの出口ポートは該第１の内腔を該第２の内腔に流体的に接続するカテーテルと、
混合されたときに発泡体を形成するように構成された第１の流体および第２の流体と、を備える、システム。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの出口ポートは、前記第１の流体および前記第２の流体が、それぞれ前記第１の内腔および前記第２の内腔内に貫流させられたときに、該第２の流体の少なくとも１つの噴流が該第１の内腔内に形成されるように前記カテーテルの長軸に対して角度を付けられている、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記少なくとも１つの出口ポートは、前記第１の流体および前記第２の流体が、それぞれ前記第１の内腔および前記第２の内腔内に貫流させられたときに、該第２の流体の複数の液滴が該第１の内腔内に形成されるようにサイズを決められる、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記第１の内腔は、前記少なくとも１つの出口ポートに対して遠位に配置された混合構造を含む、請求項１１に記載のシステム。
【請求項１５】
前記混合構造は、螺旋形静的ミキサー、インピンジメント構造および複数の出口穴からなる群から選択される、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１６】
前記混合構造は、段を付けられているか、線形テーパーを付けられているか、または放物線テーパーを付けられているインピンジメント構造である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１７】
前記混合構造は、前記カテーテルの側壁内に形成された複数の出口穴である、請求項１４に記載のシステム。
【請求項１８】
前記カテーテルは、前記複数の出口ポートを覆うスリーブであって、流体流を単一の方向で前記出口穴から外へと導くように構成されたスリーブを含む、請求項１７に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
関連出願との相互参照
本出願は、「Ｄｅｌｉｖｅｒｙ  Ｃａｔｈｅｔｅｒｓ  ｆｏｒ  ｉｎ  ｓｉｔｕ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｆｏａｍｓ」と表題が付けられ、２０１３年８月３０日に出願されたＦｒｅｙｍａｎらによる米国仮特許出願第６１／８７２，１０２号に対して優先権の利益を主張する。その出願の開示全体は、全ての目的のために本明細書で参考として援用される。
【背景技術】
【０００２】
背景
多くの医療用途におけるポリマー発泡体の実用性は、急速に認識されつつある。多数ある有利な特性の中でも、発泡体の化学的および物理的特性は、カスタマイズ性が非常に高く、それらの膨張性は、少量の発泡配合物（ｆｏａｍｉｎｇ  ｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎ）を体内の空間に比較的非侵襲的に送達することを可能にし、そこでそれらが膨張して利用可能な容積を充満することができる。しかしながら、発泡体技術が進歩するにつれ、この分野において、均質な発泡体生成物を産出する仕方での適切な発泡体形成のために必要な混合、エアレーション、または他の機能も潜在的に実行しながら時間、空間、および／または容積に関して精度を高く保ちつつインサイチュ発泡配合物を送達するシステムおよび方法が必要になってきた。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００３】
本発明では、後で固体化するか、発泡するか、または他の何らかの形で固定化されるプレポリマー流体を体の中の空間に送達するための送達システムおよび方法について説明する。発泡体は、適用されると、臓器を安定化させること、止血を行うことおよび腹部大動脈瘤の血管内修復後のエンドリークを処置することを含む様々な臨床用途に使用され得る。発泡体は、流体で充満されている体内の空間に適用することもできる。
【０００４】
一態様において、本発明は、カテーテルと含水環境に曝露されたときに発泡体を形成する配合物とを含む患者を処置するためのシステムに関係する。カテーテルは、外表面、近位および遠位端、ならびに近位端と遠位端との間に延在し、配合物を貫流させることができる内腔（内表面を画定する）を有する。カテーテルは、外表面および内表面のうちの少なくとも一方にポリマーコーティングも含む。様々な実施形態において、コーティングは、ポリビニルアルコールまたはポリビニルピロリドンであり、カテーテルの内腔は、遠位端の方へ配設される弁を含み、その弁は閾値より高い圧力に応答して開き、配合物を流出させる。弁は、任意選択で、ダックビル弁である。いくつかの場合において、配合物が疎水性であれば、ポリマーコーティングは親水性であるが、他の場合には、配合物とコーティングは両方とも、親水性である。そして、いくつかの事例では、カテーテルの遠位端にある内腔への開口部は、非円形の形状である、あるいは、例えば、半月、スリット、および環帯であり、他の事例では、カテーテルは、側壁内に複数の出口ポートを含み、カテーテルの遠位端は、任意選択で、封止されている。
【０００５】
別の態様において、本発明は、近位および遠位端、第１および第２の内腔を有するカテーテル、ならびに混合されたときに発泡体を形成するように反応する第１および第２の流体を含む患者を処置するためのシステムに関係する。第１の内腔は、カテーテルの近位端からその遠位端まで延在し、第２の内腔は、近位端から、カテーテルの遠位端からある距離だけ離れている１つまたは複数の出口ポートまで延在し、出口ポートは、第１の内腔内に開いており、それを第２の内腔に流体的に接続する。様々な実施形態において、１つまたは複数の出口ポートは、第１および第２の流体が第１および第２の内腔内を貫流するときに、第２の流体の１つまたは複数の噴流が第１の内腔内に形成されるようにカテーテルの長軸に対して角度を付けられているか、または出口ポート（複数可）は、第１の内腔内に第２の流体の液滴を形成するようにサイズ、形状、および間隔を定められ得る。他の場合には、第１の内腔は、出口ポート（複数可）の遠位に混合構造を含み、この構造は、螺旋形静的ミキサー、インピンジメント構造、および複数の出口穴のうちの１つであり得る。インピンジメント構造が使用される場合、これは、任意選択で、段を付けられているか、線形テーパーを付けられているか、または放物線テーパーを付けられている。複数の出口穴が使用される場合、カテーテルは、出口穴を覆い、流出流を単一の方向に導くスリーブを含み得る。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
図面
図面において、類似の参照文字は、異なる図面にわたって本発明の実施形態の類似の特徴を表す。特に断りのない限り、これらの図面は、必ずしも縮尺通りではなく、本発明の原理を図解することに重点を置いている。
【０００７】
【図１】図１は、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）コーティングおよび未コーディングのカテーテルを使用する発泡体展開のいくつかの図を含む図である。
【０００８】
【図２】図２は、外部ポリマーコーティングを有する遠位セクションを有するカテーテルの側面図である。
【０００９】
【図３】図３は、（Ａ）未コーティングカテーテル内腔および（Ｂ）コーティング済みのカテーテル内腔を通して供給し、引き戻した一部分型発泡配合物の図を含む図である。
【００１０】
【図４】図４は、（Ａ）遠位端にダックビル弁を有する発泡体供給カテーテルの側面図、および（Ｂ）発泡配合物を（Ａ）のカテーテルを通して供給し、次いでカテーテルを引き戻した結果を含む図である。
【００１１】
【図５】図５は、不規則または非円形の断面形状を備える遠位出口ポートを有するカテーテルのいくつかの図を含む図である。
【００１２】
【図６】図６は、複数の側面出口ポートを含むカテーテルの側面図を含む図である。
【００１３】
【図７】図７は、周囲流体を混合して一部分型配合物とするように構成されたカテーテルの側面図を含む図である。
【００１４】
【図８】図８は、内部混合素子を含むカテーテルの側面図を含む図である。
【００１５】
【図９】図９は、周囲流体を混合して一部分型配合物とするように構成されたカテーテルの概略断面図を含む図である。
【００１６】
【図１０】図１０は、周囲流体を混合して一部分型配合物とするように構成されたカテーテルの概略断面図を含む図である。
【００１７】
【図１１】図１１は、周囲流体を混合して一部分型配合物とするように構成されたカテーテルの概略断面図を含む図である。
【００１８】
【図１２】図１２は、本明細書で説明されている様々な二成分混合および／または送達カテーテル設計を表すフローチャートを含む図である。
【００１９】
【図１３】図１３は、噴流カテーテルの概略的な側面図および横断面図を含む図である。
【００２０】
【図１４】図１４は、液滴生成カテーテルの概略側面図を含む図である。
【００２１】
【図１５】図１５は、１６旋回螺旋型混合素子の写真を含む図である。
【００２２】
【図１６】図１６は、（Ａ）未混合の発泡配合物および（Ｂ）１６旋回螺旋型混合素子を通過した発泡配合物の移動および硬化を試験する実験の図を含む図である。
【００２３】
【図１７】図１７は、螺旋型またはインピンジメント／スロットル混合素子を含むカテーテルのいくつかの概略断面図を含む図である。
【００２４】
【図１８】図１８は、段付きインピンジメント混合素子を有するカテーテルを通した発泡体成分の供給のいくつかの図を含む図である。
【００２５】
【図１９】図１９は、側面開口部を組み込んだ様々なカテーテル設計の概略図を含む図である。
【００２６】
【図２０】図２０は、図１９に示されている設計によるカテーテルによって達成された発泡配合物成分混合の画像を含む図である。
【００２７】
【図２１】図２１は、図１９に示されている設計によるカテーテルによって形成される発泡体の画像を含む図である。
【００２８】
【図２２】図２２は、本発明のある特定の実施形態により形成される発泡体の様々な図を含む図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
好ましい実施形態の詳細な説明
本開示の目的に関して、用語「配合物」、「発泡体配合物」、「プレポリマー」、および「プレポリマー配合物」は、血管もしくは空洞内でさらなる反応を引き起こし得るポリマーベースのシステムまたは材料を指定するために入れ替え可能に使用される。これらの用語は、単一のプレポリマー材料、または他の添加剤（例えば、触媒、界面活性剤、溶媒、希釈剤、架橋剤、鎖延長剤、発泡剤など）とブレンドされてプレポリマー配合物を生成するプレポリマー材料を指し得る。本明細書で使用されているようなポリマー発泡体は、限定はしないが、各々すべての目的に関して参照により本明細書に組み込まれている２０１１年８月１２日に出願された米国出願第１３／２０９，０２０号、名称「Ｉｎ  ｓｉｔｕ  Ｆｏｒｍｉｎｇ  Ｈｅｍｏｓｔａｔｉｃ  Ｆｏａｍ  Ｉｍｐｌａｎｔｓ」、２０１０年８月２４日に出願された米国出願第１２／８６２，３６２号、名称「Ｓｙｓｔｅｍｓ  ａｎｄ  Ｍｅｔｈｏｄｓ  Ｒｅｌａｔｉｎｇ  ｔｏ  Ｐｏｌｙｍｅｒ  Ｆｏａｍｓ」で説明しているような一部分型、二部分型、または多部分型配合物からインサイチュで形成される任意の好適な発泡体を含み得る。
【００３０】
本明細書で使用されるとき、材料は、例えば、流体、半固体、および粘性材料の場合のように、流動性を有する場合に「流体」として記載される。本明細書で使用されるとき、材料は、結果として発泡体、固体、半固体、またはより粘性の高い流体の形成をもたらす化学的および／または物理的変化を受けるという点で「発泡体」と言われる。「流体」は、その用語が本開示において使用されているときには、ただ１つのポリマー流体を含んでもよいし、複数のポリマー流体を含んでもよい。
インサイチュでの発泡体の形成
【００３１】
一般的に、本発明のカテーテルとともに使用されるインサイチュ発泡配合物は、反応してポリウレタン発泡体を形成する一部分型または二部分型配合物として提供される。一部分型配合物は、典型的には、イソシアネート官能化プレポリマーからなる。それに加えて、このプレポリマーシステムは、任意選択で、複数のポリマー種、触媒、界面活性剤、鎖延長剤、架橋剤、細孔開放剤、充填剤、可塑剤、および希釈剤を含む。プレポリマーは、同時にもしくは順次送達されるプレポリマー流体同士の相互作用によって、または送達時もしくは送達後に水性環境（例えば、血液、水、および／もしくは生理的食塩水）との相互作用によって、発泡する。好ましくは、血液、水、または生理的食塩水は、流体が堆積されている空間から血液、水、または生理的食塩水が涸渇したときに発泡が停止するように体積膨張を制御する。このプレポリマーの粘度は、好ましくは、５０００ｃＰ未満、より好ましくは５００ｃＰ未満である。プレポリマーは、好ましくは、任意の好適なジイソシアネートおよび／またはポリマーイソシアネートと任意の好適なポリオールとの反応によって形成される。厳密なまたは真のプレポリマーは、２：１のＮＣＯ：ＯＨ化学量論比によって形成され得る。準プレポリマーがより好ましく、２：１よりも大きいＮＣＯ：ＯＨ比が使用され得る。プレポリマーは、イソシアネート含有量、親水性、および触媒に基づき所定の最大の体積まで発泡するように設計され得る。それに加えて、上記の実施形態はどれも、放射線不透過性を有する、蛍光性を有する、または当業者に公知の撮像技術によって他の何らかの形で目に見えるものとしてさらに作製され得る。放射線不透過性は、ヨード造影剤、硫酸バリウム、タンタルまたはチタンなどの金属粒子などの組み込みによって与えられ得る。プレポリマーから形成される発泡体は、生体吸収性または非吸収性を有していてよく、意図された用途では生体適合性を有する。
【００３２】
二部分型発泡配合物は、一般的に、別々に貯蔵され、次いで混合され、そして／または曝気され、それらが反応して発泡体を形成する体内の部位に送達される２つの流体成分からなる。流体成分は、典型的には、反応して架橋ポリマーを形成する別々の官能化分子、例えば、ポリオール官能化されたプレポリマーおよびイソシアネート架橋剤を含み、任意選択で、２つの成分の組合せによって生成される発泡体の物理的または化学的特徴を変える添加剤を含む。
カテーテルのコーティング、弁、および出口ポート
【００３３】
本発明のデバイスおよび方法において、ポリマー流体は、カテーテル送達システムを使用することによって患者の体内の所望の位置に注入または堆積される。本明細書で使用されるとき、「カテーテル」は、患者の身体またはその標的位置の中に、または隣接させて導入され得る任意のデバイスであり、その中を通過して流体が移動するのに適切な任意のサイズ、形状、または構成の少なくとも１つの内腔を備える。本明細書で使用されるとき、流体は、流体が任意の好適な手段を使用することによって患者の体内の標的位置に送達カテーテルを介して留置されることを意味するために「注入」、「堆積」、「送達」などがなされるものとして記載される。流体粘度に応じて、流量を増加させ、注入を容易にするために手動注射器補助、空気圧ポンプ、または他のデバイスが使用され得る。カテーテル送達システムは、適切な用量で標的部位に未反応のインサイチュ発泡体材料を供給するように設計される。標的部位にカテーテルを展開するために、限定はしないが、ガイドワイヤ、内視鏡、または経皮針を含む、当技術分野において周知の任意の手段が使用され得る。本発明の実施形態は、限定はしないが、追加のカテーテル、ガイドワイヤ、針、位置決め機器、発泡体成分容器、供給および計量システム、ならびに導入シースを含む、発泡体を標的部位に送達するために必要な任意の追加の機器も含み得る。
【００３４】
発泡体を標的部位に送達するときに、インサイチュ形成発泡体の展開した塊から発泡体送達カテーテルを完全にきれいに解放することが、いくつかの理由から望ましい。第１に、血管内部で発泡体の塊の中にはまり込んでいるカテーテルを取り出すために過剰な力が使用されると、その結果、血管の外傷、損傷、または裂傷が生じるおそれがある。第２に、カテーテルの取り出し時に、発泡体またはカテーテルの断片が不注意で下流の血管内に解放され、望ましくない塞栓および組織壊死を引き起こすおそれがある。したがって、本発明の一実施形態において、送達カテーテルの外表面の少なくとも一部は、カテーテルへ発泡体が粘着できなくする材料で少なくとも部分的にコーティングされ、これにより、著しい抵抗なくカテーテルを発泡体からきれいに取り出すことができる。本明細書で使用されるとき、発泡体および／またはプレポリマーは、送達カテーテルから「脱離される」、「解放される」、「取り出される」などと言われ、これは発泡体および／またはプレポリマーが送達カテーテルから実質的にきれいに分離されることと同義である。いくつかの実施形態において、コーティングは、ＰＶＡ、ＰＶＰ、ＰＥＯ、ポリウレタン、シリコーンヒドロゲル、ポリアクリル酸ナトリウム、アクリレートポリマーおよびコポリマーなどのヒドロゲルまたは親水性材料である。ヒドロゲルコーティングの形成のための天然の供給源からの他の材料として、アガロース、メチルセルロース、ヒアルロナン、およびヒアルロン酸が挙げられる。当技術分野で公知である他の任意の好適な親水性または他の何らかの形で潤滑性を有するコーティングが使用され得る。
【００３５】
次に図１を参照すると、非粘着コーティングをカテーテルの内表面および／または外表面に施すことで、発泡体を小空洞に適用すること（ここでは５０ｍＬ円錐チューブによって模倣する）、ならびに部分的にまたは完全に硬化した後に発泡体からカテーテルを滑らかに脱離することを容易にすることができる。図１に示されている例では、円錐チューブは、血清が充填され、カテーテル１００は、頂部から下方へチューブ内を通って延在し、これにより先端部をチューブの底部に留置し、発泡体を供給した。図１Ａに示されているように、配合物が、未コーティングのＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）カテーテル１００を使用して送達されるときに、供給された発泡配合物は、カテーテルを引き戻す際にカテーテルの先端部に付着し、その結果、発泡体が上方へ移動する。対照的に、ＰＴＦＥカテーテル１００が、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）（図１Ｂ）またはポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）（図１Ｃ）でコーティングされた場合、これは配合物から容易に分離する。ポリエーテルブロックアミド（フランス、パリ所在のＣｅｄｅｘ社によるＰｅｂａｘという商標の下で販売されている）カテーテル１００が、未コーティング（図１Ｄ）、ＰＶＡでコーティングされて（図１Ｅ）またはＰＶＰでコーティングされて（図１Ｆ）使用される場合に類似の結果が得られる。
【００３６】
カテーテルをコーティングするための当技術分野で公知の任意の好適な方法が使用されてよく、限定はしないが、ディップコーティング、スプレーコーティング、化学析出または蒸着、塗装、ロールコーティング、およびスピンコーティングが挙げられる。カテーテルにコーティングを固定させるための当技術分野で公知の任意の好適な方法が使用されてよく、限定はしないが、乾燥、真空処理、架橋、加熱、低温、光、化学物質への曝露、または脱水が挙げられる。これらのステップは単独で、または組み合わせて使用してよく、カテーテルの表面に強固なコーティングを形成する。例えば、図２は、５ｃｍの遠位セグメント２０５のみがＰＶＡでコーティングされているＰＴＦＥカテーテル２００を示している。カテーテル２００をコーティングするために、遠位セグメント２０５の表面が研磨剤により粗面化されて、コーティングが付着可能な表面積を増加させ、カテーテル２００の遠位セグメント２０５は、−２０℃まで冷却することによって架橋される５％ＰＶＡ溶液中でディップコーティングされる。特定の実施形態において、カテーテル２００は、その外側の全長に沿って、または代替的に発泡体がカテーテルと接触する可能性が最も高い遠位先端部の特定の長さに沿って、コーティングされる。いくつかの実施形態では、コーティングは、カテーテルの内表面の少なくとも一部（例えば、カテーテルの遠位先端部の近くの内側）、カテーテルの外表面の少なくとも一部、または両方の少なくとも一部分に配置される。好ましくは、これらのカテーテルは、１から２４フレンチ（Ｆｒ）の間および２０から１６０ｃｍの間の長さであるが、当技術分野で周知のカテーテルであればどのようなものでも使用され得る。好ましくは、このコーティングの長さは、カテーテルの遠位先端部から、０．０５ｃｍから１００ｃｍの間に延在する。より好ましくは、このコーティングの長さは、カテーテルの遠位先端部から、１ｃｍから３０ｃｍの間に延在する。
【００３７】
いくつかの場合において、本発明によるカテーテルの内表面は、ＰＶＡまたはＰＶＰなどの、親水性ポリマーでコーティングされる。したがって、プレポリマーおよび／または発泡体の送達カテーテルへの付着は最小限度に抑えられるか、または排除され、その結果、そのような材料は送達カテーテルから実質的にきれいに脱離する。この原理は、図３に示されているように未コーティングのカテーテル３００、およびコーティングされたカテーテル３００の内腔への陰圧の適用によって示される。図３Ａは、未コーティングのＰＴＦＥカテーテル３００に吸引が施されたときに、部分的に凝固した発泡配合物が、カテーテル３００の先端部３０５に付着し、対照的に、ＰＶＡコーティングが内腔の遠位部分に施されたときには付着は観察されないことを示している。
【００３８】
本発明のいくつかの実施形態は、送達カテーテルと発泡体および／またはプレポリマーとの間のきれいな分離を補助するか、または他の何らかの方法でもたらすための手段を提供する。一実施形態として、陽圧の下でのみカテーテルから配合物を流出させるが、圧力が解放されるか、または陰圧がカテーテルの送達内腔内に適用されたときには閉じるカテーテルの先端部における一方向弁の使用が挙げられる。この実施形態は、血液、水、生理的食塩水、または他の液体が、カテーテルの遠位端にウィッキング作用または他の何らかの方法で入り、送達前にプレポリマー液体と反応することを防ぐのを補助する。この弁は、限定はしないが、ダックビル、ダイアフラム、またはボール弁が挙げられる、当業者に公知である任意の一方向弁であり得る。ダックビル弁４０５を組み込んだカテーテル４００の一例は、図４Ａに示されている。ダックビル弁４０５が使用されるときに、弁４０５のクラッキング圧を超える陽圧が適用されると、その結果、発泡配合物がカテーテル４００から排出される。適用される圧力が弁のクラッキング圧より低くなったときに、弁４０５は閉じ、いくつかの場合において、弁閉鎖は、カテーテル４００に陰圧を適用することによって容易になる。この配置構成は、図４Ｂに示されているように、発泡体の供給の後にカテーテル４００をきれいに引き抜くことを可能にする。
【００３９】
本発明の特定の実施形態において、弁は、閉鎖状態にあるときに弁が発泡体から強制的に切り離すことを可能とする切り取り特性を含むようにも改変され得る。この特性は、弁の構成要素を強制的に一緒にし、近位端から使用者によって作動され得る。一実施形態において、同軸シースが送達カテーテルの外側を滑動し、カム、レバー、または他の機械的構成要素を使用して弁を押し閉じる。別の実施形態では、液圧または水圧が送達カテーテルの内側または外側の別の内腔（複数可）を通して適用され、弁構成要素により高い圧力または剪断力を加える。さらに別の例では、遠位端の小バルーンまたは他の膨張可能部材が、送達カテーテルの内側または外側で膨張させられ、弁構成要素に力を加える。バルーンまたは部材は、柔軟（ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）であってもよいし、柔軟でなく（ｎｏｎ−ｃｏｍｐｌｉａｎｔ）てもよい。バルーンまたは部材が、送達カテーテルの内側で膨張させられる場合、これは、カテーテルに嵌合するようにサイズを決められ得る。バルーンは、膨張させられた後、外側カテーテル内の流体の流れを停止させる。これらの弁特性は、未反応の発泡体をカテーテル内に隔離し、漏れの心配なく取り除くことができる閉鎖システムを可能にする。
【００４０】
本発明のいくつかの実施形態では、発泡体および／またはプレポリマーを送達カテーテルからきれいに脱離することを容易にするため、発泡体送達の完了の後に吸引が施される。吸引は、配合物送達カテーテルに陰圧（すなわち、真空）を発生させることによって生じる。真空は、限定はしないが、バネ搭載プランジャの引き戻しがプッシュボタンによって作動する注射器または三方活栓によってカテーテルハブに接続されている真空チューブを含むいくつかの異なる機構によって発生させられ得る。
【００４１】
本発明のいくつかの実施形態において、本発明の送達カテーテルは、渦巻き、チューブ、シリンダー、または他の細長い構造を形成するようにインサイチュ形成発泡体に影響を及ぼすように設計される。例えば、特定の実施形態において、カテーテルは、遠位先端部のところで、またはその近くで直径の変化を有するように設計される。理論によって制約されることを望まないが、発明者らは、このカテーテルの改変の結果、未反応の配合物の速度をそれがカテーテル先端部から出るときに増加させることによって渦巻きが形成されることを確信している。いくつかの実施形態において、発泡体配合物の出口速度の増加は、カテーテル先端部のところの内径（ＩＤ）を好ましくは小さくすることによって未反応の発泡体がカテーテルから出ることができる面積を狭めることによって達成され得る。他の実施形態では、先端部形状をスリットまたは他の形状に変えることなどの他の方法も同様にうまくゆく。出口速度の増加は、発泡体が送達カテーテル先端部に蓄積できなくし、したがって、発泡体表面が反応し、膜を形成して、渦巻きを生み出すことができるより広い表面積を生み出す。カテーテルの端部におけるこの直径減少の長さは、好ましくは、０．１から１０ｃｍの間である。より好ましくは、この直径減少の長さは、０．１から１ｃｍの間である。代替的実施形態において、カテーテル先端部は、カテーテルの長さの残り部分と比較して変化する直径減少を有し得る。例えば、カテーテルの直径は、カテーテルの近位端から遠位先端部まで、線形に減少し、縦方向に区分された場合に円錐形状を形成することができる。他の実施形態では、直径減少のバリエーションとして、放物線、双曲線、多項式、対数、黄金螺旋の一部、またはこれらの形状の組合せが挙げられる。図５は、本発明の異なるカテーテル先端部が異なる発泡体形状をどのように形成するかを示している。好ましくは、直径減少は、断面積を主カテーテルの１から９９％の間にまで縮小させる。より好ましくは、断面積は、主カテーテルの４０％から９５％の間にまで縮小される。他の実施形態では、カテーテルの側部に沿ってより小さい出口窓が形成され、カテーテルの長さに沿って渦巻きの複数の流れを生成する。図６は、６個の出口ポート６０５がカテーテル６００の側壁内に配設されている送達カテーテル６００の一例を示している。出口ポート６０５の合わせた断面積は、カテーテル内腔の面積の半分未満である。いずれかの理論によって制約されることを望むことなく、側部ポートの総断面積は、材料がすべての側部ポートを通って出ることを確実にする十分な抵抗を発生させるためにカテーテル内腔の断面積よりも小さい面積であるべきであると確信される。
配合物と反応流体とを混合するためのカテーテル先端部
【００４２】
本発明のさらに他の実施形態において、送達カテーテルは、発泡体形成速度を増加させるように構成される。例えば、一実施形態において、送達カテーテルは、インサイチュ形成発泡体の、カテーテルから出る前の、反応速度を増加させる流体を導入する。本明細書で使用されるとき、そのような反応速度増加流体は、「反応流体」と称される。当技術分野で公知の任意の材料は、発泡体と相互作用し発泡体の反応速度を増加させるために使用される反応流体であってよく、限定はしないが、血液、血漿、水、生理的食塩水、または別の触媒が挙げられる。特定の実施形態において、発泡体は、カテーテル内で反応流体に曝露され、そして／またはそれと混合される。反応流体をサンプリングし、それを発泡配合物に施すために任意の好適な手段が使用され得るが、好ましい実施形態の一群において、反応流体は、使用者によるいかなる操作も必要とすることなく発泡配合物を収容するカテーテルの内腔内に引き込まれる。例えば、いくつかの場合において、反応流体は、ベンチュリ効果によって発泡配合物を収容するカテーテルの内腔内に引き込まれ得る。図７は、低圧の領域を形成するために吸引ポートおよびスロットルを含む、ベンチュリ効果カテーテルのプロトタイプを示している。この環境からの流体は、低圧の領域がスロットルによって形成されたときにカテーテル内に引き入れられる。ノズルの直径が減少すると、カテーテル内の発泡体速度が増加し、ノズルと外側カテーテル壁との間に低圧帯が形成され、ノズル出口の近位にある外側カテーテル壁内の吸引ポートから反応流体を引き込む。ノズルおよび吸引ポートは、カテーテルの長さに沿った任意の場所に置くことができるが、好ましくは遠位先端部の近くに置くことができる。このノズルの長さは、０．５から５０ｃｍの間、好ましくは、０．５から５．０ｃｍの間である。いくつかの実施形態において、直径減少は、ノズルの長さに沿って線形であることができ、他の実施形態では、カテーテル先端部が、変化する直径減少を有することができる。例えば、直径減少のバリエーションとして、限定はしないが、放物線、双曲線、多項式、対数、黄金螺旋の一部、またはこれらの形状の組合せが挙げられる。吸引ポートは、体液などの環境から反応流体を送達カテーテル内に引き込むことを可能としてもよいし、または外側カテーテル内腔から反応流体を引き込むことを可能としてもよい。いくつかの実施形態では、吸引ポートは、円形の開口部であってよく、他の実施形態では、開口部は、スリット、螺旋、または多孔質カテーテル材の一切片などの任意の他の形状であってもよい。吸引ポートのサイズのスケールは、ノズルから出る発泡体の速度、ノズルから出る発泡体の種類、吸引ポートの個数、または他の任意の要因の数値に応じて、１ミクロン未満の細孔から数ミリメートルまたはセンチメートルのサイズまたは長さの間で変化し得る。発泡体の形成に望ましくない可能性のあるすべての物質の進入を制御するために吸引ポート内にフィルタが組み込まれ得る。
【００４３】
図９に示されている本発明の別の実施形態において、発泡反応は、反応流体が送達カテーテルの外側の環境から流れ込み、送達カテーテル内に排出される際に通る送達カテーテル９００の外壁９０１に接続された開口部９０６を有する送達カテーテル内腔９１０に平行に走り、その中にある側部チューブ９０５によって高められる。未反応の発泡体が移動してチューブの先端部を通り過ぎるとき、身体から流体を側部チューブ内に引き入れる陰圧を発生させる。水と反応する配合物では、これは反応の速度を増加させる。発泡反応を高めることは、チューブを体内または体液中の水をウィッキングする親水性材料で充填し、コーティングし、形成し、または置き換えることによっても達成され得る。別の実施形態では、側部チューブの開口部またはウィッキングが、送達カテーテルまたは平行カテーテル内の別の内腔（複数可）に接続され、これにより反応流体を導入することができる。そのうちの１つが図１０に示されているようないくつかの実施形態では、側部チューブの開口部またはウィッキングは、カテーテル内、近位にある送達システム内、または一般的に体外にある貯槽に接続され得る。
【００４４】
本発明のいくつかの実施形態では、発泡反応は、送達カテーテルの壁内に収容されている同軸チューブによって高められる。発泡体材料は、同軸チューブの内側内腔を通って流れ、反応流体は、送達カテーテルの外側内腔を通って流れ得るが、その逆も行われ、内腔のサイズは、測定量の反応流体を発泡体材料に送達するように調整され得る。いくつかの実施形態では、反応流体は、配合物とともに注入され得るが、別々のカートリッジ内に貯蔵され、送達カテーテルの先端部で発泡体材料と相互作用するのみである。そのうちの１つが図１１に示されているような他の実施形態では、外側内腔および内側内腔は、内側内腔に平行に走り、その中にある側部チューブと接続されてもよく、側部チューブの開口部は、内側内腔の外壁に接続され、発泡体配合物または反応流体のいずれかが、側部チューブを介して外側内腔から内側内腔に流れ込み、発泡の反応速度を増加させる。いくつかの実施形態では、同軸チューブは、発泡体材料および反応流体の混合および乱流を促進するように設計された特徴を有する混合素子を有する。混合素子は、必要なだけ長いか、または短く、流体混合の分野の当業者に公知である任意の種類の混合素子を含み得る。好ましくは、混合素子は、１回から３０回の間の旋回を含み、カテーテルの遠位先端部から０．１ｃｍから３０ｃｍの間の長さを有する。混合素子は、好ましくは、適切な混合を確実にするように送達カテーテル内腔の内径と同じか、またはわずかに小さい外径を有する。このような実施形態の一例は、図８に示されている。
【００４５】
本発明の別の実施形態では、発泡体送達システムは、送達カテーテルの近位もしくは遠位端またはその両方に圧力センサーを備え、これにより、処置が成功したか、または完全であるかどうかの判定を可能にする。例えば、圧力感知特性を有するカテーテルは、血管内修復腹部大動脈瘤（ＡＡＡ）サックの除外部分内に導入され、発泡体送達の終了（すなわち、サックが発泡体で満たされたとき）を指示することができる。側副血管（例えば、腰部のもの、ＩＭＡなど）のすべてが発泡体で閉塞された後、ＡＡＡサックの除外部分は、閉鎖系になり、より多くの配合物送達は結果としてサック内の圧力を増加させる。一実施形態において、発泡体配合物が、硬化する前に十分な期間にわたって液体である場合、流体充填カテーテルは、サック内に置かれ、圧力信号をカテーテルハブに接続された圧力トランスデューサに伝えることができる。別の実施形態では、ソリッドステート小型圧力トランスデューサが、カテーテルの遠位先端部に置かれ、カテーテルの長さに沿ったワイヤを通じて信号を体外検出器に伝えることができる。カテーテルの圧力検出内腔は、送達に使用されるのと同じ内腔、別個の内腔、または完全に別個のカテーテルであってよい。特定の実施形態において、送達システムの使用者は、発泡体配合物が送達される空間または体腔に対して所定の圧力レベルを設定する。短い立ち上がり時間または低い膨張比などの発泡特性を持つ配合物を使用することが好ましく、これにより、圧力フィードバックが速くなり、送達は制御可能になる。
二部分型配合物混合カテーテル
【００４６】
二部分型発泡配合物用の送達カテーテルも、本発明の範囲内にある。二部分型発泡体送達カテーテルは、一般的に、図１２に示されているような３つのカテゴリ、噴流カテーテル、受動的混合カテーテル、および能動的混合カテーテルのうちの１つに分類される。
【００４７】
図１３〜１４に示されているような噴流カテーテル１３００は、一般的に、カテーテル１３００の近位端から延在する一次内腔１３０５および二次内腔１３１０を含む。二次内腔１３１０は、一般的に、一次内腔１３０５よりも小さいけれども、一次および二次内腔１３０５、１３１０の相対的サイズは、２つの成分の粘度、流量、および混合比に依存する。二次内腔１３１０は、一次内腔１３１０に流体的に接続されている１つまたは複数の出口穴１３１１で終端する。出口穴（複数可）１３１１は、好ましい実施形態において、カテーテルの長軸に対して角度を付けられており、これは、一次内腔１３０５内の流体の流れの主方向を定め、第１および第２の発泡成分の混合を促進し、最も好ましくは、出口穴（複数可）１３１１は、カテーテルの長軸に対して垂直である。出口穴（複数可）１３１１は、一般的に、カテーテルの遠位端から、０から５０ｃｍの間に、好ましくは０から１０ｃｍの間に配置される。出口穴（複数可）１３１１の直径は、一次内腔１３０５のサイズ、配合物成分の粘度、および混合比に応じて変化するが、好ましくは、７５から２５０ミクロンの範囲内にある。使用時に、第１および第２の発泡成分を一次および二次内腔１３０５、１３１０に通して流すと、その結果、第２の成分の１つまたは複数の噴流が形成され、これは一次内腔１３０５内に流れ込み、また第１の成分内に流れ込む。いずれかの理論によって制約されることを望むことなく、これらの噴流が一次内腔を通る第１の成分の流れを妨げ、２つの成分の混合を促進すると確信される。
【００４８】
噴流カテーテル設計は、場合によっては、反応物質の噴流ではなく反応物質の液滴の形成を促進するように改変される。いずれかの理論によって制約されることを望むことなく、１つの流体成分のより小さな液滴を別の流体成分中に注入することで、成分の体積に対して反応に利用可能な表面積を増加させることによって２つの成分の間の反応の効率を改善することができると確信される。液滴生成は、単純に二次内腔１３１０を通る流動速度を低減すること、さらには一次および二次内腔１３０５、１３１０ならびに１つまたは複数の出口穴１３１１の幾何学的形状を調整することによって図１３に示されているようなカテーテル設計において用意にされ得る。
【００４９】
図１４は、二次内腔１３１０がカテーテルの長軸に垂直の向きに付けられた５個の出口穴１３１１Ａを含む液滴生成カテーテルの概略図を示している。二次内腔１３１０の端部は、流体成分が出口穴１３１１から一次内腔１３０５内に追い出されるように封止して閉じられている（図示せず）。
【００５０】
次に図１５を参照すると、本発明による送達カテーテルでは、受動的混合手段を利用して複数の配合物成分を混合し均質な発泡混合物を生み出すことができ、例示的な受動的混合カテーテル設計は、カテーテルの単一の内腔内で第１および第２の配合物成分を合わせることができる限り、上で説明されている噴流カテーテルまたは他の設計にきわめて類似するものであってよい。しかしながら、受動的混合カテーテルは、一般的に、図１５に示されている素子１５００などの受動的混合素子も組み込む。これらの受動的混合素子は、送達カテーテル内の乱流は望ましいものでない可能性がある場合、好ましくは、層流の流体流の混合を促進するように設計される。混合素子は、一般的に、１）滞留時間を延長する機構、２）拡散係数を高くする機構、および３）流体の界面積を増加させる機構のうちの１つまたは複数によって機能し得る。滞留時間は、遠位先端部からより遠い一次内腔内に反応物質を入れることによって延長され得るが、層流混合のための最初の２つの方法に関してカテーテルシステムには制約がある。好ましくは、混合手段は、２つの液体が非混和性である場合に特に重要である、剪断を発生させることによって２つの成分の界面積を増加させることに依存する。これには、この分野で公知の任意の層流混合技術が挙げられるが、好ましくは、１）螺旋形静的ミキサー、２）一次内腔内のインピンジメントまたはスロットル、３）側部ポートまたはカテーテル先端部におけるメッシュを含む複数の出口穴のうちの１つまたは組合せが挙げられ得る。
【００５１】
図１５および１６を特に参照すると、素子１５００は、２つの流体成分を混ぜ合わせるのに効果的である１６旋回静的ミキサーである。当業者であれば、正確な長さ、直径、および条件の数値は、２つの発泡成分の相対的体積、粘度、および混和度に依存することを理解する。図１６は、（Ａ）混合されていない水なしカテーテルシステム、または（Ｂ）１６旋回静的ミキサーを組み込むカテーテルを通した有色色素を組み込む二部分型発泡配合物の移動の結果を示している。両方のシステムにおいて、配合物は、容器が底部のところで開いている円筒形容器の頂部からプラスチック配管の長さまで供給される。未混合対照（図１６Ａ）において、染色組成物は、容器の底部の配管内に流れ込んでおり、これは、配合物が容器の底部に到達するまでは発泡体が完全には硬化しないことを意味し、対照的に、二部分型配合物が、１６旋回静的ミキサーに通されたときに、これは、容器の底部の配管内に漏れ入ることはなく、このことは、容器の底部に到達するときまでに硬化していることを示し、このより高速な硬化は、実験において使用される二部分型配合物の成分の改善された混合のあり得そうな帰結であると、当業者によって理解される。
【００５２】
次に図１７を参照すると、本発明によるいくつかのカテーテルは、スロットル混合を利用して、第１および第２の発泡成分の混合を推進し、図１７の実施形態では、カテーテル１７００は、一次内腔１７０５内に配置され、二次内腔１７１０の出口穴（複数可）１７１１の遠位にあるインピンジメント１７５０を含む。インピンジメント１７５０は、少なくとも２つの方法：１）流量を一定に保持するときに２つの成分の速度を増加させ剪断力を高める方法、および２）界面領域の接触を増加させることによって二次内腔１７１０が２つの流体を強制的に近づけて一緒にする方法、で混合を補助する一次内腔１７０５の狭部である。インピンジメント１７５０の長さは、好ましくは０．１〜１ｃｍの間の長さであり、配合物および反応物質混合物がカテーテルから出る前の元の一次内腔１７０５の中へと開いている。好ましくは、二次内腔の出口ポート１７１１内とカテーテル１７００の先端部との間にインピンジメントは１つしかないが、適切な混合を達成するために最大３つまでのインピンジメント１７５０が利用され得る。インピンジメントは、好ましい実施形態において、一次内腔を７５％以下だけ狭める。
【００５３】
図１７は、いくつかの代替的設計、静的ミキサー（１７Ａ）、段付きインピンジメント（１７Ｂ）、テーパー付きインピンジメント（１７Ｃ）、および放物線インピンジメント（１７Ｄ）を示している。図１８は、移動時（１８Ｂ）および移動後（１８Ｃ）の両方において段付きインピンジメントカテーテルによって達成される２つの流体発泡成分（１つは透明、１つは染色されている）の混合を示している。
【００５４】
いくつかの実施形態において、本発明のカテーテルは、単一のより大きな出口穴に比べて流体剪断を増加させる複数の小さな出口穴を組み込む。いずれかの理論によって制約されることを望まないが、分割再結合（ｓｐｌｉｔ  ａｎｄ  ｒｅｃｏｍｂｉｎｅ）（ＳＡＲ）と称される層流混合機構は、２つの流体の界面積を増加させる。この混合機構を利用する一例では、カテーテル内の流体流に垂直に２つの流体を強制的に排出させ、それによって流れを分割するカテーテルの遠位端の側部ポートを形成する。側部ポートの数は、２〜２０の間、ただし優先的には２〜６の間であってよく、サイズはカテーテルのサイズおよび流体の粘度に応じて０．０５〜２ｍｍの範囲内であり得る。側部ポートの総断面積は、カテーテルＩＤの断面積に等しいか、または好ましくはそれ未満でなければならない。これは、材料が側部ポートのすべてから出るのを可能とする。好ましくは、側部ポートは、カテーテルに沿って径方向に、同じ平面内にも配置され、これは、各側部ポートにおける圧力が均一であるときに材料が側部ポートから均一に出ることを可能とする。側部ポートは、一部の材料組合せを十分に混合し得るが、混合の質を高めるために、側部ポート出口の周りにシースが使用され得、これにより、分割された配合物／反応物質混合物を強制的にまた一緒にさせ同じ方向に流し、それによってＳＡＲを完了する。側部ポートとシース壁との間の距離は、材料が出るのに十分な距離であるべきであるが、好ましくは１ｍｍ未満である。ＳＡＲ混合を達成するための別の類似の戦略は、メッシュを使用して２つの流体を強制的に複数の穴に通し、次いで、出た後に再結合させることである。これは、圧力をあまり高くすることなく著しい量の剪断を発生させる。メッシュは、二次内腔出口とカテーテル先端部との間の任意の場所に配置され得るが、好ましくは先端部から０〜１０ｃｍの間である。メッシュは、金属またはプラスチックの任意の材料から作ることができ、好ましくは、５０％超の開放面積を有し、その開口部サイズは０．０２５〜１．００ｍｍ、好ましくは０．０２５〜０．５ｍｍ、より好ましくは０．０２５〜０．２５ｍｍの範囲内である。これら３つの概念は、図１９に示され、試験結果は図２０〜２１に示されている。
【００５５】
最初に図１９を参照すると、例示的な送達カテーテル１９００は、封止された遠位端１９０５およびカテーテル１９００の側壁１９１５を通る２つまたはそれ超の比較的小ゲージの出口穴１９１０を含む。カテーテル１９００はまた、任意選択で、別々の外向きの流れを導いてまた一緒にさせるように出口穴１９１０に被さって延在するシース１９２０を含む。代替的に、またはそれに加えて、図１９Ｃは、２つの流体を強制的に複数の小さな開口部に通すが、その後、それらがカテーテルを出た後すぐに再結合することを可能とするために遠位端１９０５のところにメッシュを備える、カテーテル１９００を示している。
【００５６】
図２０は、異なるカテーテル設計を使用して配合物（透明）および水（青色）が混合される一連の実験を示している。水は、各場合においてカテーテルの先端部から５ｃｍのところで流れに対して垂直に注入される。（Ａ）対照は、水を注入するだけで、混合手段はない。表面に大きな水滴と液溜まりがあることに留意のこと。材料の最小の硬化または相互作用の証拠である。（Ｂ）カテーテルの同じ径方向平面内に４つの側部ポートがあり、各々９０度隔てられている。（Ｃ）メッシュは、カテーテルの出口に配置され、５０％の開放面積および約０．２５ｍｍの開口部を有する。（Ｄ）シースが頂部に被さっている状態の、（Ａ）と同じ４側部ポート設計である。（Ｂ）、（Ｃ）、および（Ｄ）において水滴のサイズは非常に小さく、分布は均一であることに留意のこと。また、液溜りがないことは、各場合において材料硬化の証拠であり、対照と比較して良好な混合によりもたらされている。
【００５７】
図２１は、上で説明されているのと同じカテーテル設計によって発泡配合物を流れモデル内に移動させた結果、および形成されるその後の固体発泡体を示している。この図では、発泡体は暗色または黒色であり、水はより明るい色である。（Ａ）４つの側部ポートは互いから径方向に９０度の向きにあり、（Ｂ）シースが側部ポートに被さっている同じ４ポート設計であり、（Ｃ）カテーテル先端部にメッシュがある。すべての構造物は、図１９および２０に提示されているのと同じである。模倣血管を流れ下る材料の長さは、材料の硬化、したがって２つの流体の混合を示す。（Ａ）では、平均長は４．５ｃｍであり、（Ｂ）では０．２５ｃｍであり、（Ｃ）では０．７５ｃｍであった。
【００５８】
上記の実施形態は、受動的または静的な混合機構に主眼を置いているが、能動的混合手段を利用する実施形態も、本発明の範囲内にある。この文脈において「能動的」という用語は、混合を推進するために流体成分に外部エネルギーを適用することを指す。好ましい実施形態では、エネルギーは、性質として電気機械的または超音波的のいずれかである。電気機械的状況では、小型電気モーターを、カテーテルの長さにわたって延在する駆動軸に取り付けることができた。駆動軸の端部は、回転させると２つの流体の剪断を引き起こす任意の先端部であってよかったが、好ましくはインペラ／プロペラまたはフープであった。先端部は、二次／反応物質内腔の出口とカテーテルの遠位先端部との間の一次内腔内の任意の場所に置くことができた。回転する先端部は、一次内腔のＩＤよりも小さくなければならない。駆動軸の先端部は、カテーテルの遠位先端部を越えて、カテーテルのすぐ外に置くこともできた。回転する先端部をカテーテル内腔の外側に置く利点は、２つの流体が混合されるときの硬化の効果を低減し、カテーテルの内腔をクリアに保つことである。カテーテル内腔の内側における材料の硬化が速すぎると、圧力が増加し、潜在的に詰まる可能性があった。一実施形態では、電池が好ましい電源であり、ダイヤルを使ってモーターの速度を制御し、混合の加減を行うことが可能であった。
【００５９】
能動的混合カテーテルの別の実施形態は、剪断を誘発する超音波振動の使用を伴い、それにより２つの成分の混合を行う。この実施形態では、超音波プローブは、カテーテルの長さに沿って走り、二次内腔出口とカテーテルの遠位端との間のカテーテルの一次内腔で終端する先端部を有する。圧電膜を超音波周波数で振動させるために、電源、好ましくは電池が使用される。この振動は、効果として非常に高い局部的剪断を引き起こして小さな空間内で２つの成分を混合するキャビテーションを引き起こす。これは、エマルジョンの生成において使用される通常の方法である。超音波振動の使用は、反応物質がカテーテル内に入る前の、二次内腔の近位端においても使用することができた。振動は、圧力波を反応物質流体を介して出口まで伝搬させる。反応物質流体が一次内腔内に入るときの出口における圧力波は、この接触点で剪断を引き起こし、その結果混合が行われる。これは、マイクロ流体力学レベルで成功を収めた方法である。この場合、振動は、超音波範囲であることが好ましいが、必要な流体の粘度および混合のレベルに応じてそれよりも低いレベルでも可能であった。
【００６０】
別の実施形態は、層流化と称される層流流体混合方法に依存する。前述のように、２つの内腔があり、二次内腔は遠位先端部のカテーテル出口の前で一次内腔内に出る。二次内腔が出るカテーテルの先端部からの距離は、混合の量に対して最も大きい影響を及ぼす。２つの流体を層流化するために、ポンプおよび弁システムを使用して流体の流れを交互させ、一次および二次内腔内で混合する。これは、２つの流体の層流化を発生させ、セグメント当たりに注入される各流体の量は、２つの流体の混合比によって決定される。混合がこの状況で生じるのは、カテーテル内の流れが層流であり、層流の流れにより、頂点が内腔の中心にあり流れがカテーテル壁でゼロに近づく放物形の流動場として流体が移動するからである。この特性があるため、交互する流体は、伸びて互いの中に入り込み、界面積の迅速な増加を引き起こす。
【００６１】
最後に、利用される混合手段に関係なく、いくつかの場合において、均一なサイズの液滴を、そのような均一な液滴がより均一なまたは均質の発泡体に寄与する限り生成することが望ましく、これはいくつかの用途によく適合され得る。特に、発泡体の均質さの程度は、機械的性質、さらには特定の発泡体特性の一貫性および再現性に影響を及ぼす可能性があった。
【００６２】
カテーテルから出る配合物流内で液滴の一貫したサイズおよび間隔を形成する一方法は、図２２に示されているような流れの出口速度を増加させることによって渦巻きを形成することである。流れの出口速度は、カテーテルのまさに遠位先端部で直径を減少させることによって増加させられ得る。直径減少の長さは、カテーテルの注入端部にかかる過剰な背圧を防ぐように最小にされるべきである。直径減少の長さは、好ましくは１ｃｍ未満であるけれども、この範囲を外れる他の長さも効果的な場合がある。発泡体内の液滴の均一さを改善する別の方法は、反応物質および配合物の液体密度を一致させることである。これは、液体成分が硬化し、反応して発泡体になりつつあるときの浮力による相分離を排除するのを補助する。さらに別の方法では、界面活性剤が反応物質または配合物相に添加され、これにより２つの相の安定化を促進する。これは、反応物質および配合物相が非混和性である場合に特に有益であり得る。
【００６３】
本発明のいくつかの実施形態が、本明細書において説明され、例示されているが、当業者であれば、機能を実行し、ならびに／または、結果および／もしくは本明細書で説明されている利点のうちの１つもしくは複数を得るための様々な他の手段ならびに／または構造を容易に思い付き、またそのような変更形態および／または改変形態の各々は、本発明の範囲内にあるものとみなされる。より一般的に、当業者であれば、本明細書で説明されているすべてのパラメータ、寸法、材料、および構成は、例示的であることを意図されていること、また実際のパラメータ、寸法、材料、および／または構成は、本発明の教示が利用される特定の１つまたは複数の用途に依存することを容易に理解する。当業者であれば、単なる決まり切った実験を使用して、本明細書で説明されている本発明の特定の実施形態と同等の多数のものを認識するか、または確認することができる。したがって、上記の実施形態は、例としてのみ提示されていること、および本発明は具体的に説明されている以外の方法でも実施され得ることを理解されたい。本発明は、本明細書で説明されているそれぞれの個別の特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法を対象とする。それに加えて、２つまたはそれ超のこのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法の任意の組合せは、そのような特徴、システム、物品、材料、キット、および／または方法が相互に矛盾していなければ、本発明の範囲内に含まれる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２２】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図２０】
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【図２１】
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【国際調査報告】
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