專利名稱：材料輸送系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及材料的輸送，例如，高速體內(nèi)無針式注射。
背景技術(shù)：
PTCA是一種針對阻塞的動脈，尤其冠狀動脈的常見的治療方 法，其中，球嚢(balloon)在動脈的腔管(lumen)內(nèi)膨脹，導(dǎo)致腔管增加， 同時(shí)壓縮阻塞物和/或強(qiáng)有力地?cái)U(kuò)張動脈。此方法的一個(gè)問題為再狹 窄，其中，動脈通過發(fā)炎和向內(nèi)生長響應(yīng)PTCA過程。另一個(gè)問題 為動脈的壁塌陷回到其腔管內(nèi)。
支架的使用試圖通過提供抗塌陷的持續(xù)支撐以幫助解決一個(gè)專 全部問題。再狹窄仍然可以發(fā)生，并且通常的慣例是為支架涂敷防 止脈管生長的材料和/或使用局部照射實(shí)現(xiàn)相同的效果。已經(jīng)報(bào)告這 些方法存在一些問題，例如，血栓形成。
使用無針方法從身體外部注射藥物在本領(lǐng)域中是已知的。美國 專利出版物2003/0083612描述了 一種用于從身體外部注射藥物的無 針設(shè)備，其公開內(nèi)容通過引用而結(jié)合在本文中。身體內(nèi)的材料注射
通常也是已知的。
T. Hirano, A. Nakagawa, H.Ohyama， H. Jokura, K. Takayama和 R. Shirane的 "Pulsed liquid jetdissector using holmium:YAG laser-a novel neurosurgical device forbrain incision without impairing", Acta Neuroehir (2003)145:401-406，描述了使用Ho:YAG激光蒸發(fā)管內(nèi)的 水分，并從而形成向前的(管軸線)材料巻流，該文獻(xiàn)通過引用而結(jié) 合在本文中。
Takayuki Hirano, MD, MakotoKomatsu, Toshiro Seaeki, Hiroshi Uenohara， Akira Takahashi， Kazuyoshi Takayama和Takashi Yoshimoto 的"Enhancement ofFibrinolytics With a Laser-Induced Liquid Jet"， Lasers in Surgery and Medicine 29:360-368 (2001)，描述了血栓溶解材 料的向前注射，該文獻(xiàn)通過引用而結(jié)合在本文中。
于1997年3月25日提交的美國專利5,614,502 "High pressure impulse transient drug delivery for the treatment of proliferative diseases" 和2004年4月6日提交的美國專利6,716,190 "Deviceand method for the delivery and injection of therapeutic and diagnostic agents to a target site within a body"描述了在身體內(nèi)包括穿過脈管輸送材料的方法，這 些專利文獻(xiàn)通過引用而結(jié)合在本文中。.
W. J. Walker, I. M. Faireley的"A simplified technique for the per catheter delivery of Isobutyl 2 - Cyanoacrylate in the Embolisation of Bleeding Vessels" , Journal of Interventional Radiology 1987 2, 59 - 63, 描述了將膠注射到動脈的腔管內(nèi)和壁上，以便阻塞它，該文獻(xiàn)通過 引用而結(jié)合在本文中.
美國專利6,280,414描述了用于將藥物輸送到血管壁的管道系 統(tǒng)，其發(fā)明公開通過引用而結(jié)合在本文中。
授予Kaplan的US 5,713,860教授了 一種腔管，其基于包括球囊 以輸送藥物的系統(tǒng)，其發(fā)明公開通過引用而結(jié)合在本文中。
美國專利5,611,775教授了一種將治療或診斷液體輸送到包圍身 體腔管的組織中的方法，其發(fā)明公開通過引用而結(jié)合在本文中。該
方法包括提供一種具有可擴(kuò)張部件及多個(gè)小孔的導(dǎo)管，并使該導(dǎo)管
前進(jìn)到身體內(nèi)。該部件擴(kuò)張以接觸或接近腔管壁。該專利教授使用0.75 至10個(gè)大氣壓范圍內(nèi)的壓力，以產(chǎn)生0.5至15米/秒的通過孔噴射 材料的速度。
在其它臨床情況中，通常利用不專用于細(xì)胞類型的醫(yī)藥或方法 來消除某一類型的細(xì)胞。許多化學(xué)治療試劑通常是細(xì)胞毒素的。這 些成分的身體組織性的給藥造成不合適的副作用，例如反胃、脫發(fā)、 食欲不振、體重減輕和嗜睡癥。在某些癌癥類型中，例如膀胱癌， 為了限制身體組織性的毒性影響，體內(nèi)的腔管可灌注化學(xué)療劑或進(jìn) 行"洗滌"。在其它臨床情況中，覆蓋體腔襯細(xì)胞的粘膜層減小了"洗 滌"的潛在功效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的 一些實(shí)施例的 一個(gè)方面涉及通過將藥物保持在體內(nèi)的 球嚢中，直至達(dá)到所需壓力，之后提供多個(gè)可供藥物離開的孔，從 而將藥物注射到目標(biāo)組織內(nèi)。在本發(fā)明一個(gè)典型的實(shí)施例中，藥物 通過這些孔，以所需的速度離開球嚢?？蛇x的是，在提供孔之后進(jìn) 一步提高壓力?？蛇x的是，所需壓力為15個(gè)大氣壓或更大?？蛇x的 是，所需的速度為10米/秒，可選20米/秒，可選60米/秒或更大。 可選的是，至少一部分藥物是細(xì)胞內(nèi)注射的。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，目標(biāo)組織定位在身體腔管中。 可選的是，注射相對于球嚢是沿著橫過軸向的方向或徑向的。可選 的是，注射相對于球囊是軸向的?？蛇x的是，身體腔管是血管(例如 冠狀動脈、肺靜脈或周邊血管)、前列腺、膀胱、鼻孔、鼻竇、耳道、 呼吸道、消化道的一部分或女性生殖系統(tǒng)的一部分?？蛇x的是，藥 物是細(xì)胞毒素劑，例如雷帕霉素或紫杉醇?？蛇x的是，藥物是纖維 化藥劑，可選地包括膠骨硬蛋白質(zhì)和/或彈性蛋白。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，將細(xì)胞毒素劑注射到目標(biāo)組織中?？蛇x的是，目標(biāo)組織是血管壁的一部分?？蛇x的是，血管是 肺靜脈?？蛇x的是，注射造成部分血管壁的水蝕?？蛇x的是，注射
防止了電信號的傳輸?？蛇x的是，注射材料的速度可達(dá)到20米/秒， 30米/秒，50米/秒，100米/秒，150或200米/秒或更小、中間或 更大的速度。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，細(xì)胞毒素劑包含醇， 可選為乙醇。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，肺靜脈中被水蝕的組織阻擋 了電信號的傳輸?？蛇x的是，信號的阻擋減輕了心房纖維性顫動的 癥狀。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，目標(biāo)組織是定位在膀胱內(nèi)表 面上的腫瘤。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，目標(biāo)組織是定位在消化器官 例如胃、小腸或大腸內(nèi)表面上的肺瘤。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，細(xì)胞毒素劑包含化學(xué)治療劑， 并且將試劑直接注射到一個(gè)或多個(gè)腫瘤中，避免相鄰和/或遠(yuǎn)處的正 常組織受到化學(xué)治療劑的毒性影響。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢將藥物輸送到由粘膜覆 蓋的細(xì)胞中?？蛇x的是，細(xì)胞定位在鼻孔或鼻竇中?？蛇x的是，細(xì) 胞定位在泌尿生殖管(例如陰道、子宮頸、子宮、膀胱或尿道)中。在 本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，將藥物輸送到鼻孔和/或鼻竇中，以 減輕鼻炎。
本發(fā)明 一些實(shí)施例的 一個(gè)方面涉及在腔管內(nèi)表面組織附近使用 細(xì)長管，這種管包括一個(gè)或多個(gè)位于其側(cè)面上并靠近腔管內(nèi)表面組 織的口 (ports)，并利用壓力脈沖將藥劑通過所述口而注射到組織中。 在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述管的特征在于，其不能擴(kuò)張 以填充整個(gè)腔管。可選的是，輸送的材料是細(xì)胞毒素類藥物。
本發(fā)明的 一些實(shí)施例的 一個(gè)方面涉及/人形成于體內(nèi)3求囊內(nèi)的徑 向孔高速噴出材料。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢包括用于在球囊內(nèi)部提供高壓力沖擊的裝置?？蛇x的是，該裝置位于球嚢 內(nèi)或距離球嚢較短的距離，例如15毫米。
在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，噴出的材料用于穿入例如血
管或前列腺(prostate)的管狀器官的壁，可選地用于防止再狹窄。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢內(nèi)的壁包括僅在例如正 常的(例如，PTCA)球嚢擴(kuò)張壓力以上水平的閥值內(nèi)部壓力水平下打 開的壓力教感的孔?？蛇x的是，孔的空間密度和/或直徑沿著球嚢長 度而變化，例如，以便增強(qiáng)供應(yīng)材料的均勻性和/或出于其它原因， 例如空間-非均勻處理。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，通過孔的 打開導(dǎo)致的壓力降低不足以在小于例如1分鐘、10秒鐘、5秒鐘、1 秒鐘、0.5秒鐘或中間的或更小的值的時(shí)期內(nèi)縮小球囊。在根據(jù)本發(fā) 明的一些設(shè)計(jì)中，孔太小以至于不能在施加的壓力下傳遞足夠的材 料以顯著地縮小和/或減壓球囊。在一些設(shè)計(jì)中，將能夠大于補(bǔ)償通 過孔的壓力損失的附加的輸入壓力施加到球嚢上。在一些設(shè)計(jì)中， 除了孔以外或替代孔，通過球嚢的主腔管釋放壓力?？蛇x的是，選 擇正作用的壓力和孔的形狀以獲得希望的材料注射速度包絡(luò)線形 狀。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，選擇孔的尺寸使得在一個(gè)孔 的泄漏至少在諸如10毫秒、30毫秒、50毫秒或中間的或更長時(shí)間 的短的時(shí)期內(nèi)不會顯著地影響其它孔處的壓力。在本發(fā)明的一個(gè)典 型的實(shí)施例中，在這樣的期限內(nèi)的壓力損失小于球嚢基礎(chǔ)(沒有沖 擊)壓力的30%、 20%、 10%或更小。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，相同球嚢用于PTCA和/或支 架和用于材料供應(yīng)。從而，例如，球嚢能夠以正常的球嚢壓力用于 PTCA并且隨后，當(dāng)壓縮狹窄時(shí)，能夠提高壓力以噴出再狹窄抑制材 料。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢在孔處或在孔附近與周 圍組織完全接觸。可選的是，確保最小接觸壓力。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，高壓力源包括爆炸，例如，
通過電和/或能量吸收導(dǎo)致的水的突然蒸發(fā)。在本發(fā)明的 一個(gè)典型的 實(shí)施例中.激光源提供能量?？蛇x的是，球嚢包括用于能量分配控 制的反射鏡或目標(biāo)，從而通過該目標(biāo)，而不是通過球嚢填充物內(nèi)的 吸收來分配一些或全部能量。在一個(gè)備選實(shí)施例中，機(jī)械裝置提供 沖擊。例如，可以使用當(dāng)被激光照射時(shí)釋放動能(例如，由于其擴(kuò) 張)的薄金屬或塑料板?？蛇x的是，激光釋放存儲的能量，例如，改 變形狀記憶元件的形狀或從約束狀態(tài)釋放彈簧。
可選的是，在球嚢內(nèi)提供多個(gè)壓力源(例如多個(gè)激光光纖以提 供多個(gè)用于擴(kuò)張的熱量源)
可選的是，提供裝置以引導(dǎo)產(chǎn)生的高壓力波和/或沖擊波的前進(jìn)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及一種球嚢，其具有僅在一定 的閥值壓力以上時(shí)打開以允許材料通過的壓力敏感的孔。可選的是， 孔徑向地設(shè)置在球嚢上?？蛇x地、作為備選或作為附加，提供一個(gè) 或多個(gè)軸向的孔。可選的是，孔包括一層材料，例如球嚢上使用的 層的一部分，該層在壓力上升時(shí)和/或受到?jīng)_擊波時(shí)被撕裂。選擇地， 使用多個(gè)球嚢層形成孔，至少其中一個(gè)為孔?？蛇x的是，這些孔在 制造期間通過在球嚢中鉆孔而成形(例如，利用水射流、激光、熱針、 微機(jī)械鉆具和/或化學(xué)方法)。
可選的是，通過用于注射材料的激光源來形成球嚢內(nèi)的 一 個(gè)或 多個(gè)孔(或出口)?？卓梢詾槔缤椎幕虿糠置た?盲的)?？蛇x的 是，使用多光纖激光源和激光來形成通過球嚢的通道和用于增加球 嚢內(nèi)的壓力。單個(gè)脈沖或系列脈沖可用于該任務(wù)，可選不同能量的 脈沖?？蛇x的是，球嚢壁自身用作吸收激光能量的目標(biāo)，并且其部 分爆發(fā)地加熱。
在本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例中，閥值壓力在正常的PTCA膨脹 壓力以上，例如，在5、 10、 15或20個(gè)大氣壓以上。
可選的是，球嚢在孔周圍和/或在其上面的其它位置加強(qiáng)以防止 被撕破?？蛇x的是，通過在孔周圍提供材料的編織物來實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)。
本發(fā)明 一些實(shí)施例的 一個(gè)方面涉及加強(qiáng)的有孔的球囊，其包括 多個(gè)孔并且在孔附近加強(qiáng)以防止球嚢在孔處被槲破?？蛇x的是，通 過具有相當(dāng)或大于球嚢直徑的長度，并且可選地軸向地、徑向地和/ 或沿球嚢表面布置的諸如纖維的延長元件實(shí)現(xiàn)加強(qiáng)。
本發(fā)明一些實(shí)施例的一個(gè)方面涉及將結(jié)構(gòu)材料注射到管狀器官 的壁內(nèi)?？蛇x的是，使用接觸壁的球嚢進(jìn)行注射，可選地使用無針 注射?？蛇x地、作為備選或作為附加，使用一個(gè)或多個(gè)針注射結(jié)構(gòu) 材料。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料為硬化材料。作為 備選，注射的材料不硬化。
在本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料足夠增強(qiáng)壁的結(jié)構(gòu) 并且防止其塌陷。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料用于加強(qiáng)一個(gè)或多
個(gè)帶支架的脈管、被PTCA的^c管、動脈瘤、前列腺和/或吻合區(qū)。 可選的是，注射的材料適合于由于例如細(xì)胞內(nèi)的流體內(nèi)稀釋而
隨時(shí)間消散，被生物吸收和/或遷移出壁。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例，其提供了 一種用于將治療劑
注射到目標(biāo)組織中的方法，該方法包括
(a) 提供可擴(kuò)張的部件；
(b) 將所述可擴(kuò)張的部件定4立目標(biāo)組織附近；
(c) 將治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓力；和
(d) 在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔。 可選的是，這種可擴(kuò)張的部件包括至少一個(gè)球嚢。 可選的是，(d)在(c)之后執(zhí)行。
可選的是，(c)在(d)之后執(zhí)行。
可選的是，所需壓力為至少15個(gè)大氣壓?？蛇x的是，所需壓力 足以促使所迷治療劑以至少20米/秒的速度離開所述孔。
可選的是，治療劑以細(xì)胞內(nèi)注射方式進(jìn)入到目標(biāo)組織中。
可選的是，目標(biāo)組織定位在身體腔管中。
可選的是，所述孔的至少 一 部分相對于所述可擴(kuò)張的部件沿著
4黃過軸向的方向進(jìn)行瞄準(zhǔn)?？蛇x的是，所述孔的至少 一 部分相對于所述可擴(kuò)張的部件被徑
向瞄準(zhǔn)。
可選的是，所述孔的至少 一部分相對于所述可擴(kuò)張的部件被軸
向瞄準(zhǔn)?？蛇x的是，身體腔管是血管?？蛇x的是，治療劑包括細(xì)胞毒素劑。
可選的是，治療劑包括纖維化藥劑。
可選的是，細(xì)胞毒素劑包括醇。
可選的是，醇包括乙醇?？蛇x的是，所述細(xì)胞毒素劑進(jìn)入到所
述目標(biāo)組織中，其阻擋了電信號傳輸穿過所述目標(biāo)組織。
可選的是，應(yīng)用該方法以改善心房纖維性顫動。
可選的是，治療劑包括化學(xué)治療劑。
可選的是，目標(biāo)組織是胂瘤?？蛇x的是，腫瘤位于膀胱的內(nèi)表面上。
根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例，提供了 一種用于減少治療劑
對非目標(biāo)組織的毒性效應(yīng)的方法，該方法包括
(a) 提供可擴(kuò)張的部件；
(b) 將所述可擴(kuò)張的部件定位目標(biāo)組織附近；
(c) 將 一 定量的治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓 力；和
(d) 在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔；
其中，所述量足以對所述目標(biāo)組織的細(xì)胞施加生理效應(yīng)，但不 足以對位于離所述目標(biāo)組織比選定距離更遠(yuǎn)距離處的細(xì)胞施加生理 效應(yīng)。
可選的是，這種可擴(kuò)張的部件包括至少一個(gè)球嚢?？蛇x的是，(d) 在(c)之后執(zhí)行?？蛇x的是，(c)在(d)之后執(zhí)行。
可選的是，治療劑以細(xì)胞內(nèi)注射方式進(jìn)入到目標(biāo)組織中。 可選的是，這種定位利用圖像引導(dǎo)系統(tǒng)。 可選的是，這種定位利用體內(nèi)攝像頭。可選的是，目標(biāo)組織包 括腫瘤。
可選的是，目標(biāo)組織包括膀胱內(nèi)的腫瘤。
可選的是，目標(biāo)組織包括肺靜脈的一部分，其傳導(dǎo)有助于心房 纖維性顫動的電信號。
可選的是，治療劑以每毫克組織至少1納克的濃度進(jìn)入所述目 標(biāo)組織。
可選的是，治療劑包括尺寸在1納米至100微米范圍內(nèi)的顆粒。 可選的是，該顆粒包括至少一種金屬。
可選的是，該顆粒包括至少一個(gè)核酸序列。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè) 典型的實(shí)施例，其提供了 一種用于將治療劑透粘膜地輸送至體腔襯 細(xì)胞中的方法，所述方法包括
(a) 提供可擴(kuò)張的部件；
(b) 將所述可擴(kuò)張的部件定位在體腔中；
(c) 將治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓力；和
(d) 在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔；其中，所述壓力足以推動 所述治療劑，使其穿過粘膜層而進(jìn)入所述粘膜層下面的細(xì)胞中?？?選的是，這種可擴(kuò)張的部件包括至少一個(gè)球嚢。
可選的是，(d)在(c)之后執(zhí)行。可選的是，(c)在(d)之后執(zhí)行?？?選的是，體腔包括鼻孔?？蛇x的是，體腔包括鼻竇。 可選的是，體腔包括泌尿生殖管的一部分。 可選的是，體腔包括消化道的一部分。
可選的是，體腔是鼻孔和/或鄰近的鼻竇，并且該方法減輕了鼻 炎。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例，提供了一種治療組織的方法， 所述方法包括
(a) 將至少一個(gè)其側(cè)面上包括多個(gè)口的細(xì)長管放置在腔管內(nèi)表面 的組織附近；所述管其特征在于，其不能膨脹以填充整個(gè)腔管；和
(b) 利用壓力脈沖將藥劑通過所述口注射到所述組織中。 可選的是，該藥劑包括細(xì)胞毒素化合物。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，提供了 一種用于將治療劑注 射到目標(biāo)組織中的設(shè)備。該設(shè)備包括
(a) 可擴(kuò)張的部件，其包括具備多個(gè)初生孔(nascent holes)特征的 外壁，所述外壁限定了一內(nèi)腔；
(b) 適合于在所需壓力下將治療劑引入到所述內(nèi)腔的填充機(jī)構(gòu)；
和
(c) 適合于將所述初生孔轉(zhuǎn)化成實(shí)際孔的釋放機(jī)構(gòu)?？蛇x的是， 可擴(kuò)張的部件，其形狀適合于符合解剖結(jié)構(gòu)。可選的是，所述可擴(kuò) 張的部件的形狀使所述初生孔定位朝向目標(biāo)組織。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，提供了 一種用于減少治療劑 對非目標(biāo)組織的毒性效應(yīng)的設(shè)備，該設(shè)備包括
(a) 可擴(kuò)張的部件，其包括具備多個(gè)初生孔特征的外壁，所述外 壁限定了一內(nèi)腔，所述可擴(kuò)張的部件適合于定位在目標(biāo)組織附近；
(b) 適合于在所需壓力下將一定量的治療劑引入到所述內(nèi)腔的填 充機(jī)構(gòu)；和
(c) 適合于將所述初生孔轉(zhuǎn)化成實(shí)際孔的釋放機(jī)構(gòu)。其中，所述 量足以對所述目標(biāo)組織的細(xì)胞施加生理效應(yīng)，但不足以對位于離所 述目標(biāo)組織比選定3巨離更遠(yuǎn)距離處的細(xì)月包施加生理效應(yīng)。
可選的是，可擴(kuò)張的部件的形狀適合于符合解剖結(jié)構(gòu)。 可選的是，所述可擴(kuò)張的部件的形狀使所述初生孔定位朝向目 標(biāo)組織。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，其提供一種用于將治療劑注 射到目標(biāo)組織中的設(shè)備。該設(shè)備包括
(a)可擴(kuò)張的部件，其特征為至少 一個(gè)適合于與腔管接合的突出
部，以及至少不能與所述腔管4妄合的一部分，并且包括外壁，所述 外壁限定了一內(nèi)腔；
(b) 適合于在所需壓力下將治療劑引入到所述內(nèi)腔的填充機(jī)構(gòu)；
和
(c) 多個(gè)注射口。
可選的是，外壁特征在于其中形成的多個(gè)初生孔，并且該設(shè)備 包括適合于將所述初生孔轉(zhuǎn)化成注射口的釋放機(jī)構(gòu)。
可選的是，所述可擴(kuò)張的部件的形狀將至少一個(gè)注射口定位成 相對于所述裝置沿軸向面向。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，其提供一種用于將治療劑注
射到目標(biāo)組織中的設(shè)備，該設(shè)備包括
(a) 可擴(kuò)張的部件，其包括外壁，所述外壁限定了一內(nèi)腔；
(b) 適合于在所需壓力下將治療劑引入到所述內(nèi)腔的填充機(jī)構(gòu)；
和
(c) 至少 一個(gè)相對于所迷設(shè)備沿軸向面向的注射口 。
可選的是，外壁特征在于其中形成的多個(gè)初生孔，并且該設(shè)備 包括適合于將所述初生孔轉(zhuǎn)化成注射口的釋^t機(jī)構(gòu)。
因此根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例，提供了用于將材料注射 到人的中空的器官的壁中的球囊，其包括具有一表面，并具有一 軸線的可擴(kuò)張的球嚢體；至少一個(gè)位于所述球嚢體上，適合于從中 以沿著橫過軸向的方向噴射流體的預(yù)定的噴射口；以及沖擊源，其 配置成并適合于以某一速度將材料噴出所述口 ，并且形狀適合于機(jī) 械地穿透與所述口相鄰的組織。
可選的是，該球嚢適用于血管。作為備選或作為附加，該球嚢 為順應(yīng)性的。作為備選，球嚢為非順應(yīng)性的。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所迷球嚢體適合在所述噴出 期間進(jìn)行增壓。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述沖擊源包括遠(yuǎn)離所述球
囊體而定位的激光源，以及適合將所述源引導(dǎo)到所述球嚢體內(nèi)，以
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述沖擊源包括從外部為其 提供能量以產(chǎn)生所述沖擊的目標(biāo)?？蛇x的是，所述目標(biāo)響應(yīng)于所述 能量而釋放存儲在球嚢內(nèi)的能量。可選的是，所述目標(biāo)將所述外部 能量轉(zhuǎn)變?yōu)樗鰶_擊。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述沖擊 源包括電源。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述沖擊源包括適合定位在 包含壁的人體外部的機(jī)械壓力發(fā)生器，以及將所述發(fā)生器和所述球 嚢體連接起來的流體柱。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述沖 擊源位于所述球嚢體內(nèi)部。可選的是，所述沖擊源包括機(jī)械沖擊源。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢包括至少 一個(gè)預(yù)先確定 的，并且適用于從中軸向地噴出流體的軸向口 。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)口包括適合在 一定的壓力條件下傳送流體的閥門?？蛇x的是，所述球嚢體和所述
至少一個(gè)閥門適合使得在所述噴出之前，所述球嚢可以作為PTCA 球嚢進(jìn)行操作。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述口包括位于所述球嚢體 內(nèi)的弱化部?？蛇x的是，所述^t嚢體在所述弱化部附近進(jìn)行加強(qiáng)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢具有安裝在其上面的支 架，并且適合于輸送所述支架。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)口包括設(shè)置在 所述球囊體上的多個(gè)口 。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)口包括與所述 沖擊源 一起設(shè)置并且構(gòu)造的多個(gè)口 ，以產(chǎn)生不均勻的流體噴出模式。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述至少一個(gè)口包括與所述 沖擊源一起設(shè)置并且構(gòu)造的多個(gè)口 ，以便在至少球嚢體的預(yù)先確定 的軸向長度上產(chǎn)生均勻的流體噴出模式。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述流體包括適合當(dāng)噴入組 織內(nèi)時(shí)影響人類組織的至少一個(gè)機(jī)械性質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述流體包括抗增殖的生物 活性成分。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述流體存儲在所述球嚢體內(nèi)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述流體使所述球嚢體膨脹。 在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述^求嚢體包括至少一個(gè)位 于所述球嚢體外部上的管，并且在所述管上限定了所述至少一個(gè)口。 根據(jù)本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例，還提供了 一種處理中空的器官的
方法，包括
(a) 使得所述球嚢的外部表面與所述器官的內(nèi)部壁接觸；及
(b) 在不使用針進(jìn)行所述穿入的情況下，在徑向方向上從所述球 嚢噴出流體并且進(jìn)入所述壁。才艮據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例，還 提供了一種處理球嚢，其包括
(a) 適合于在具有給定的直徑范圍的腔管中使用的可擴(kuò)張的主 體；及
(b) 形成于所述主體內(nèi)并且適合響應(yīng)所述球囊內(nèi)的壓力條件而噴 出流體的多個(gè)口 ，所述條件僅在所述球嚢擴(kuò)張到所述范圍之后滿足。 可選的是，所述球嚢適合在所迷口打開之前施加PTCA。作為備選或 作為附加，所述多個(gè)口包括所述主體的弱化部分。作為備選或作為 附加，所述弱化部分具有不與所述球嚢的外部表面齊平的外部表面。 作為備選或作為附加，所述弱化部分具有不與所述球嚢的內(nèi)部表面 齊平的內(nèi)部表面。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述主體包括 至少 一個(gè)與所述弱化部分相鄰的加強(qiáng)元件。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述多個(gè)口適合一旦其壓力 低于閥值就會關(guān)閉。
在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述多個(gè)口設(shè)置為徑向地向
所述球嚢的軸線噴出材料。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢包括位于所述球嚢內(nèi)或 靠近所述球嚢并且適合產(chǎn)生足夠打開所述口的沖擊的沖擊源。在本 發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述口適合在低于15個(gè)大氣壓的壓力 下保持關(guān)閉。
根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例，還提供了一種處理球嚢，其
包括
(a) 適合于在具有給定的直徑范圍的腔管內(nèi)使用的可擴(kuò)張的主
體；
(b) 適合在一定的壓力條件下以受控的方式撕破或打開的所述主 體內(nèi)的多個(gè)弱化部分；及
(c) 至少 一個(gè)與所述弱化部分相鄰的加強(qiáng)元件。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例，還提供了一種套件，其包括
適合于將材料注射到體內(nèi)器官壁中的噴射器；以及許多適合于在不 破壞其操作完整性的條件下，實(shí)現(xiàn)所述血管壁結(jié)構(gòu)變化的結(jié)構(gòu)材料 可選的是，所述結(jié)構(gòu)材料為固成硬化狀態(tài)的凝固材料(setting material)。作為備選，所述結(jié)構(gòu)材料為不凝固的材料。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述結(jié)構(gòu)材料與生物活性材 料相混合。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所述噴射器為無針噴射器。 根據(jù)本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例還提供了 一種處理脈管壁的方法， 其包括
(a) 使得口與所迷壁相接觸；及
(b) 將結(jié)構(gòu)材料注射到所述壁內(nèi)，從而通過所述結(jié)構(gòu)材料機(jī)械地 影響所述壁的機(jī)械性質(zhì)。可選的是，所述結(jié)構(gòu)材料為凝固材料。


以下將結(jié)合附圖參照實(shí)施例細(xì)節(jié)來描述本發(fā)明的典型的非限制
性的實(shí)施例。出現(xiàn)在不止一張圖紙中的相同的結(jié)構(gòu)，元件或部件，
在其所出現(xiàn)的全部圖紙中通常用相同或相似的標(biāo)號來表示，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的處理血管的方法的流程
圖2A至2E是顯示了按照圖1所示的流程圖的處理血管或其它 管狀器官的典型過程的序列；
圖3是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的被處理的血管的橫截面
圖4是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的脈管壁處理系統(tǒng)的示意
圖5A-5G顯示了根據(jù)本發(fā)明的典型實(shí)施例的壓力敏感孔； 圖6A-6H顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的備選導(dǎo)管設(shè) 計(jì)，其中一些適用于前列腺治療；
圖7是顯示了取決于輸送材料的壓力和數(shù)量的穿透深度的匯總 實(shí)驗(yàn)結(jié)果的圖表；
圖8是顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的在輸送系統(tǒng)內(nèi)部 測量的壓力波形的圖表；
圖9A和9B和9C顯示了本發(fā)明的附加的典型實(shí)施例。
具體實(shí)施方式
概述
圖1顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的方法的流程圖，并 且圖2A-2E顯示了方法的動作，這些動作包括將材料施加到和/或 將材料驅(qū)動到血管壁中。對圖2A-2E的討論與對圖1的描述同時(shí)進(jìn) 行。接下來描述設(shè)備和/或方法的變體。
示例性的方法
圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型實(shí)施例的處理血管的方法的流程 圖100。
在102,識別血管200的壁204內(nèi)的變窄或其它問題(圖2A)?？?選的是，這種變窄為斑塊(plaque)沉積物206，例如，具有鈣化的填 充物202的沉積物。在104，將導(dǎo)管處理系統(tǒng)210圖2B插入身體并 且引導(dǎo)到變窄部?？蛇x的是，系統(tǒng)210還用于識別問題，例如，包 括對照材料口(沒有示出)或成像器(沒有示出)。
所示處理球嚢212(圖2B),包括多個(gè)孔(可選地為初始密封 的)214,用于為壁204提供處理。在106，可選地以足夠在沉積物206 上執(zhí)行PTCA的壓力使球嚢212膨脹(圖2C)。圖中顯示沉積物示意 性地破裂了。可選的是，孔214僅發(fā)生小量泄漏或構(gòu)造成可在用于 PTCA(例如，在球嚢內(nèi)部15-20個(gè)大氣壓)的壓力下保持密封。
作為對PTCA的替代或附加，球嚢212可選地用于輸送(108)支 架220(圖2D)。
可選的是，使用與球嚢212不同的球嚢來執(zhí)行支架支撐和/或 PTCA，并且/或者在將材料提供到脈管之后執(zhí)行。可選的是，還使用 材料輸送方法(例如下面描述的高壓力脈沖)將支架輸送和/或固定到適 當(dāng)?shù)奈恢谩?br> 在110,提供高壓力的脈沖，以在球嚢中產(chǎn)生孔，從而從中噴出 (如下所述)一個(gè)或多個(gè)巻流236(圖2E)，并且優(yōu)選穿入壁204和/或壁 上或壁中的沉積物206。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，至少一部 分巻流是細(xì)胞內(nèi)注射的?？蛇x的是，球嚢在此注射之前保持膨脹， 從而確保與壁的接觸和/或密封壓力。密封和/或接觸可選地幫助以高 的壓力將材料輸送到壁和/或幫助其穿入到壁內(nèi)。
可選的是，在支架支撐和/或PTCA之后延遲輸送，例如，以允 許脈管組織適應(yīng)和/或確保支架支撐和/或PTCA成功地完成。典型的 延遲為30-90秒，例如60秒。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，光纖230輸送光脈沖，該光 脈沖被吸收在填充物238(例如，鹽水)或目標(biāo)(圖4中406)內(nèi)，導(dǎo)致爆 炸232。該脈沖可包括一系列子脈沖，各子脈沖可選地具備不同的能
量的特征。來自爆炸232的沖擊和/或壓力波234移動至球囊212的 壁，產(chǎn)生孔，并造成巻流236的噴射。下面描述可以使用的各種機(jī) 構(gòu)。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，巻流包括可以為例如與藥物 或接合劑材料混合的鹽水的填充物?？蛇x的是，填充物包括暗色(例 如黑色)染料，以增加能量吸收。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球囊的總體積沒有由于爆炸 而增加非常多，例如，球囊直徑增加不多于1%， 5%， 10%或更小的、
中間的或更大的值?？蛇x的是，避免這種增加(例如，通過使用非順 應(yīng)性的球嚢)以防止和/或減小可以通過過度擴(kuò)張例如通過過度支架支 撐和/或尿道的擴(kuò)張而導(dǎo)致的疼痛和/或傷害。
在備選的方法中，球囊體積發(fā)生顯著的增加，例如，10%， 20%， 30%或更小的、中間的或更大的值。這種增加可以在或不在巻流236 流動之后降低。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢直徑和/或壓 力的變化或循環(huán)用于輔助組織內(nèi)的材料穿入和/或維持。在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，注射之后或期間增加的壓力可防止穿入點(diǎn)的 泄漏。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，注射之前降低的壓力放松 脈管壁。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，注射之后增加的壓力(或 波)用于導(dǎo)致注射的材料向側(cè)面(例如，周圍)散布。在本發(fā)明的一個(gè) 典型的實(shí)施例中，注射期間的壓力的程度控制組織厚度，并且從而 控制有效的穿入深度。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢212的膨脹保證了孔214 周圍的球嚢部分與血管壁204的良好接觸，可能確保較小的泄漏和/ 或更好的穿入?？蛇x的是，提供的最小的接觸壓力，例如為0.5, 1, 3 個(gè)大氣壓或中間值或更大值。
如果提供支架220，那么可在支架表面的下面產(chǎn)生某些孔214。 然而，最新形成的孔將不被支架所覆蓋。可選的是，孔設(shè)置為配合 在支架支柱之間，然而，這在一些實(shí)施例中不是必要的，例如，由 于許多孔的存在而不是必要的。
如果沒有完成材料的注射，那么可以重新定位^求嚢212(例如， 軸向地或通過旋轉(zhuǎn))，可選地通過稍微縮小而得以輔助以減小接觸壓 力，并且隨后執(zhí)行附加的注射。如果要注射不同的材料，也可以使 用笫二注射。可選的是，相同的球嚢用于全部注射。作為備選，可 以更換球嚢?？蛇x的是，例如在相同的球囊導(dǎo)管和/或相同的導(dǎo)線上 一前一后地提供兩個(gè)球囊。
在112,球嚢212被泄氣縮小，以便在114處移除。可選的是， 在移除期間通過孔發(fā)生一些泄漏?？蛇x的是，孔設(shè)計(jì)成當(dāng)壓力下降 到閥值，可能比噴射壓力更低的閥值以下時(shí)，例如20個(gè)大氣壓(例如， 低25%或50%)時(shí)，可再次密封。.可選的是，孔由當(dāng)壓力降低時(shí)自密 封的橡膠狀材料形成。當(dāng)壓力增加時(shí)，橡膠材料內(nèi)的穿孔擴(kuò)張。作 為備選或作為附加，在孔上提供一個(gè)或多個(gè)活葉。可選的是，活葉 用作單向閥，允許活葉向外打開，但不允許其向內(nèi)打開。
圖3是顯示了壁204和沉積物206中的巻流236的脈管200的
橫截面。如果，例如，注射諸如膠的結(jié)構(gòu)材料，可以看到巻流能夠
用于保持脈管打開。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，在壁的外部提供了 至少一些材料。在一個(gè)示例中，球嚢具有例如沿軸向的或螺旋狀樣
式的肋條，并且在用于材料注射的肋條的基底處提供孔。 一些或全 部此注射的材料可以保持被捕獲在球嚢和脈管壁之間。 典型的系統(tǒng)
圖4顯示了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例的諸如可以用于執(zhí) 行在圖1-3的輔助下說明的方法的示例性的系統(tǒng)400。
首先，參考通常位于身體外部的系統(tǒng)400的部分，激光源410 用于提供用于爆炸232的光脈沖?？蛇x的是，控制器427用于控制 脈沖的一個(gè)或多個(gè)參數(shù)，諸如總功率、峰值功率、持續(xù)時(shí)間和/或重 復(fù)率，其可以用于例如控制巻流236的穿入深度和/或其材料的量。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，提供對球嚢的溫度控制?？?選的是，使用例如閉環(huán)控制，其使用與穿過球嚢的流體循環(huán)聯(lián)合的
球嚢內(nèi)的溫度傳感器?？蛇x的是，在球嚢內(nèi)提供熱交換器，從而不 需要改變球嚢的實(shí)際內(nèi)容物?？蛇x的是，熱交換器的形式為處于腔 管內(nèi)的一個(gè)或多個(gè)線圈或熱傳導(dǎo)網(wǎng)，其例如由金制成。作為備選， 使用例如開環(huán)冷卻來預(yù)先冷卻流體和/或球囊?？蛇x的是，當(dāng)球嚢的 溫度增加到希望的量以上時(shí)，使用安全裝置來警告使用者和/或防止 附加的能量供給?？蛇x的是，用于提供冷卻流體的腔管用于冷卻能 量提供管道(例如，光纖、導(dǎo)線)。
鹽水源412可選地用于膨脹球嚢212?？蛇x的是，沖擊源418作 為激光源410的替代或附加用于在^^嚢212內(nèi)產(chǎn)生壓力波。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，源418用于在球囊內(nèi)產(chǎn)生壓 力波，例如，以提供按摩效果。作為備選或作為附加，將震動提供 至球囊，例如，以防止注射的材料粘附到孔上。
應(yīng)該注意，外部壓力沖擊源和激光沖擊源可以提供不同類型的 效果。激光源可以提供非常尖銳的沖擊，雖然可能減小放出的體積 和/或減小功率。壓力源，例如，身體外部的源，通常僅能夠提供不 太尖銳的沖擊，然而，這樣的沖擊能夠包括非常大的功率和/或體積。
可選的是，同時(shí)使用這兩種類型的源，它們之間可選地保持同 步和/或延遲。每個(gè)源可以用于提供一個(gè)或多個(gè)脈沖，僅僅它們中的 一些脈沖同步。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用的源的類型取決于導(dǎo)管 的長度。例如，在導(dǎo)管短(并且體積需求可能較大)的前列腺情況中， 可以使用諸如注射器、泵或氣體驅(qū)動的系統(tǒng)的壓力源。在輸送壓力 的腔管長且狹窄(并且體積需求低)的冠狀脈管中，基于激光的解決方 案可以是最適當(dāng)?shù)摹Ｏ旅婷枋銎渌鼪_擊源。
對照材料416的源可以用于提供具有對照物的鹽水412和/或可 以用于輔助成像脈管200?？蛇x的是，使用本領(lǐng)域中已知的其它工具， 例如，栓塞過濾器。還可選地使用有待作為巻流236而提供的藥物 或其它材料的源420，并且可以饋送至例如鹽水源412內(nèi)或其下游。
作為備選或作為附加，使用材料420代替和/或附加至鹽水中，以使
球囊膨脹。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，材料420包括一種可選地包 含溶劑和/或穩(wěn)定劑的藥物的濃縮溶液。可選的是，濃縮溶液以儲液 的形式提供。這種儲液可選地設(shè)于安瓿瓶或注射器或玻璃瓶或其它 密封容器中。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，利用鹽水412和/或?qū)Ρ任?16 以1:50，1:40,1:25或更少的混合比來稀釋儲液，以取得所需的濃度。
可選的是，溶液將用于使^^嚢212在某個(gè)壓力下膨脹。在一些 實(shí)施例中，該材料可選地包括對比材料，其當(dāng)球嚢位于身體外部時(shí)， 通過例如針注射而直接提供至球囊212中，替代或除了利用鹽水(或 其它流體)提供材料以外。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢212 由兩層或更多層形成，其上面形成了一個(gè)或多個(gè)未來孔位置414?？?選的是，未來孔位置僅成形于內(nèi)層和/或僅成形于外層。下面提供更 詳細(xì)的描述?？蛇x地提供加強(qiáng)元件404,例如，纖維或線?？蛇x的是， 元件404是非彈性的，并且防止球嚢212過度擴(kuò)張超過PTCA所需 要的程度。作為備選或作為附加，元件404放置在未來孔414附近， 以防止自孔傳播開來的撕裂和球嚢212的破裂。在本發(fā)明的一個(gè)典 型的實(shí)施例中，元件404包括柵格，并且未來孔成形于柵格的孔格 內(nèi)?？蛇x的是，柵格是不均勻的?？蛇x的是，使用非柵格裝置，例 如，隨機(jī)的氈狀裝置或螺旋狀裝置。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用金屬支架狀框架來防止 球囊過度膨脹。在一個(gè)示例中，支架狀籠設(shè)計(jì)成一旦達(dá)到一定的半 徑就停止徑向擴(kuò)張。球嚢膨脹，并且籠防止球嚢膨脹超過該點(diǎn)，但 是仍然允許流體從其中噴出?？蛇x的是，保留籠并且用作支架?？?選的是，籠為回彈類型，例如用鎳鈦金屬化合物形成。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，將兩個(gè)管通入到球嚢212，膨 脹腔管402和光纖230中。可選的是，還提供了流體移除腔管(沒有
示出)，并且可選地在不縮小球囊212的情況下用于替代球嚢212的 內(nèi)容物(例如，通過膠材料替代鹽水)?？蛇x的是，光纖穿過充氣腔管 402?？蛇x的是，為導(dǎo)線使用單獨(dú)的腔管。
可選的是，在球嚢內(nèi)提供多個(gè)光纖230，或在光纖230上提供多 個(gè)激光出口點(diǎn)，例如，以更好地在球嚢212內(nèi)分配激光能量，例如2,3,4 或5個(gè)出口點(diǎn)或更多。圖6A顯示了系統(tǒng)600，其中，光纖602分支 為多個(gè)分支604，每個(gè)分支604可以用作局部能量源。此設(shè)置可以用 于控制沖擊波/壓力波在球嚢內(nèi)的分布。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施 例中，光纖602具有200-220微米的直徑，并且光纖604具有100-120 微米的直徑?？蛇x的是，根據(jù)需要設(shè)定光纖602的直徑以傳輸足夠 量的功率。作為備選或作為附加，根據(jù)需要確定該直徑以允許光纖 在通向治療區(qū)域的血管內(nèi)彎曲。同樣在圖6A中可見，可以在處理系 統(tǒng)中提供其它部分，即可選地在其自身的通道610中行進(jìn)的導(dǎo)線608， 可選地包括壓力響應(yīng)的孔612和引導(dǎo)護(hù)套614的球嚢606。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，提供例如光纖的內(nèi)部框架或 至球嚢的基底的剛性連接，以防止光纖指向隨機(jī)的方向?？蛇x的是， 光纖制造為硬的，使其保持軸向。作為備選或作為附加，光纖連接 到用于導(dǎo)線，并且通常保持軸向的腔管上。可選的是，引導(dǎo)光纖遠(yuǎn) 離球嚢的任何表面以防止無意中的穿入?？蛇x的是，附近的區(qū)域覆 蓋有反射的涂層。
再次參見圖4,可選的是，為光纖230提供目標(biāo)或反射鏡406， 以分配和/或另外控制爆炸232的位置和/或空間范圍。目標(biāo)可選地用 于吸收目標(biāo)位置的能量，并且反射鏡可選地用于輔助在填充球嚢的 流體內(nèi)重新分配能量。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，目標(biāo)由碳 或氧化鋁形成?？蛇x的是，加熱目標(biāo)并且使得靠近其的流體沸騰。 作為備選或作為附加，目標(biāo)自身至少部分地爆炸或蒸發(fā)?？蛇x的是， 激光410使用的波長^f皮使用的流體吸收，和/或被混合在其中的一種 或多種雜質(zhì)(例如，染料或懸浮的顆粒)吸收?？蛇x的是，選擇雜質(zhì)以選擇性地吸收激光能量?？蛇x的是，濃度選擇為使得激光能量穿入 的深度為已知的量，并且具有已知的效果(例如，沖擊銳度和焦距的 空間分布)。可選的是，使用的雜質(zhì)是眼晴光照治療中使用的物質(zhì)， 例如靛藍(lán)花青綠染料和/或黑墨。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，釆用的黑墨(例如來自GL供 應(yīng)公司的Spot印度墨水)濃度為2%,可選5%，可選10%或更大或更 小或中間濃度，以便增加能量5^收?？蛇x的是，這種增加的能量吸 收在球嚢內(nèi)部造成了更快速的壓力增加。目標(biāo)406可選地為金屬元 件。作為備選或作為附加，目標(biāo)406為分解元件，諸如疊氮化銀。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，目標(biāo)由吸收激光能量，并且 當(dāng)被激光撞擊時(shí)形成已知量的氣體的材料制造。
可選的是，目標(biāo)自身爆炸?？蛇x的是，目標(biāo)包括多個(gè)目標(biāo)層和/ 或相當(dāng)大的厚度，使得附加的激光脈沖也將導(dǎo)致目標(biāo)的部分蒸發(fā)。
可選的是，目標(biāo)包括一種其殼對使用的波長透明但是內(nèi)容物對 使用的波長不透明的膜嚢(capsule)。
可選的是，目標(biāo)例如，作為染料或金屬涂層的層而成形于輸送 激光能量的光纖頂端上。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，激光源為Nd:YAG激光器， 并且使用能夠吸收1.064微米波長的摻雜物。示例摻雜物為碳和金屬 顆粒。對于不同的激光波長，例如二極管激光器，可以使用其它在0.800 和1.100微米之間吸收的材料?？蛇x的是，可如上所述使用黑墨。
在本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例中，激光源提供可在水中吸收的 波長，例如2.1微米的鈥脈沖激光，2.9微米的鉺脈沖激光，或其它 1.9微米以上的(例如1940nm)波長。水的吸收光語是眾所周知的，并 且可使用吸收系數(shù)較高的(且傳輸方法可用的)波長?？蛇x的是，可以 通過為光束選擇較低或較高的吸收系數(shù)和/或不同形狀而對沖擊波/壓 力波進(jìn)行整形?？蛇x的是，提供防護(hù)障以防止被激光影響的材料被 注射到球嚢外部。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，圍繞光纖頂端
提供球嚢或隔膜?？蛇x的是，在球嚢內(nèi)部提供隔膜。可選的是，雖 然在光纖頂端和孔之間存在流體路徑，但此路徑是遷回的，并且顯 著地減小熱影響的材料的噴出。球嚢的填充不會必然受到妨礙?？?選的是，光纖頂端遠(yuǎn)離孔，例如位于球嚢外部?？蛇x的是，提供用 于吸收能量并且保持密封的預(yù)定的膜嚢。
可選的是， 一個(gè)或多個(gè)內(nèi)部擋板408用于引導(dǎo)爆炸232的效果， 例如，設(shè)定用于沖擊波/壓力波的路徑長度，定向沖擊波/壓力波，以 希望的角度撞擊球嚢壁和/或用于吸收能量和/或減緩在一些方向的沖 擊攻擊速率?？蛇x的是，這種引導(dǎo)包括空間上和/或時(shí)間上更均勻地 分布波。
雖然已經(jīng)顯示爆炸232位于球嚢212內(nèi)部，但其可以設(shè)于球嚢 外部，例如，遠(yuǎn)側(cè)或近側(cè)距離球囊212的可膨脹的部分30,20,15,10,5 或更少毫米處。可選的是，爆炸的區(qū)域被加強(qiáng)層包圍，例如，塑料 或金屬層，可選地為剛性的，其可以用于防止導(dǎo)管210破裂和/或輔 助引導(dǎo)爆炸波234朝向球嚢。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢由標(biāo)準(zhǔn)材料形成，諸如 尼龍12或PET。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，針對球嚢的應(yīng)用 而確定球嚢尺寸，例如，對于諸如冠狀或腦脈管的相對小的脈管， 采用1,2,2.5,3或4毫米的球嚢尺寸。例如在靜脈和在前列腺中使用 較大的直徑(例如，7-10毫米)還可以為處理主動脈或腹部的主動脈確 定球嚢尺寸，例如，以處理鈣化或主動脈狹窄。
示例性的所提供的材料 結(jié)構(gòu)材料
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，所注射的材料是改變其被注 射到其中的組織的結(jié)構(gòu)(例如，^4戒的)性質(zhì)的結(jié)構(gòu)材料。結(jié)構(gòu)材料的 示例為硬化的膠或接合劑，例如，生物膠外科手術(shù)粘合劑、皮膚粘 合氰基丙烯酸醋或(某些形式的)膠原質(zhì)。可選的是，使用非硬化的材
料，例如，硅膠、碳納米管、(某些形式的)膠原質(zhì)、碳纖維、塑料纖 維和/或玻璃纖維。應(yīng)該注意，即使沒有使得整個(gè)壁204變成剛性， 也可以實(shí)現(xiàn)硬化和/或加強(qiáng)血管以防止其塌陷和/或剝離的目的?？梢?基于所使用的材料和/或所預(yù)期的效果而注射不同量的材料。例如注
射材料可包括占組織體積百分比5%， 10%， 20%， 30%, 50%或更小、 中間或更大量的材料?？蛇x的是，注射不是空間密集的，例如，可 以有不注射的區(qū)域，例如在最小或最大程度內(nèi)的尺寸為0.3毫米、0.5 毫米、1毫米、2毫米。可選的是，注射僅填充組織厚度的一部分， 例如，沒有達(dá)到大致組織的邊緣的10%內(nèi)?？蛇x的是，注射的材料 以一定的空間形式集中，例如延長的針形式，其中長度(徑向)對寬度 比率為小于1:1或1:2。另一個(gè)示例性的設(shè)置為平坦的設(shè)置，其中巻 流的高度對寬度的比率為2:1、 3:1或更大。通常，在獲得預(yù)期的機(jī) 械和/或生物改變的前提下希望注射的材料的量較小。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，在注射之后，壁204改變彈 性，例如，如果注射彈性材料則壁204的彈性增加，或者如果注射 韌性材料則壁204的彈性降低。
可選的是，結(jié)構(gòu)材料與生物活性的或其它材料混合，例如下面 描迷的類型。
在本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料是正常不會存在于 其被注射到其中的組織內(nèi)、至少不會以可觀的量存在于該組織內(nèi)的類型。
可選的是，作為對支架的替代或附加而提供結(jié)構(gòu)材料。可選的 是，由于提供了結(jié)構(gòu)材料，使用硬度較低的支架?？蛇x的是，伴隨 膠注射的支架在柔性上是標(biāo)準(zhǔn)適合的支架的至少50%， 70%， 80%或 更多，和/或金屬含量減小50%， 70%, 80%或更多。在本發(fā)明的一 個(gè)典型的實(shí)施例中，金屬厚度減小允許在小的輸送管內(nèi)例如，小于2 毫米、1毫米、0.7毫米、0.5毫米或更小的身體內(nèi)部輸送管內(nèi)進(jìn)行支 架支撐?？蛇x的是，與醫(yī)生認(rèn)為正確的指示相比較，可減小支架內(nèi)
的材料的量?？蛇x的是，對支架使用更軟的材料，例如薄(與厚相對) 塑料?？蛇x的是，將支架制成為生物可降解的/可吸收的，例如，生 物可降解的塑料或糖?？蛇x的是，通過附著于經(jīng)由球嚢注射到脈管 壁內(nèi)部或附近的結(jié)構(gòu)材料(例如，膠)的支架，使得生物可降解的支架 更加安全，從而當(dāng)支架分解時(shí)，脈管壁防止較大塊的支架與血流一 起移動。
可選的是，支架材料量的減小可以減小并發(fā)癥。
可選的是，結(jié)構(gòu)材料包括纖維，可選地包括巻曲關(guān)閉和涂覆有 材料的纖維，諸如將在一段時(shí)間之后溶解并且釋放纖維的糖或某種
塑料。 ,
可選的是，當(dāng)不在固體組織內(nèi)時(shí)(例如，當(dāng)在血流中時(shí))，材料消 散和/或溶解?？蛇x的是，材料為生物可降解的。可選的是，這些特 性用于減小如果膠穿入組織經(jīng)過血管壁時(shí)發(fā)生的危險(xiǎn)。
可選的是，材料與組織和/或血液接觸時(shí)硬化?？蛇x的是，注射 的材料包括顆粒懸浮物?？蛇x的是，當(dāng)在組織內(nèi)部時(shí)，懸浮的顆粒 將聚集并且具有結(jié)構(gòu)效果，其中流體可以在窄的通道內(nèi)被擠出和/或 遷移。在血液中，這樣的顆粒將散布。可選的是， 一旦顆粒會合， 顆粒在一段時(shí)間之后凝固?？蛇x的是，顆粒選擇成具有與內(nèi)皮孔隙 相當(dāng)(或更大)的尺寸和/或與細(xì)胞內(nèi)空間相當(dāng)?shù)某叽纭?br> 可選的是，使用二成分材料(例如PMMA),其中，將第一成分材 料注射到壁內(nèi)并且隨后注射第二成分材料(例如，催化劑或硬化劑)。 預(yù)期這樣的材料將在血流內(nèi)消散，防止足夠濃度的材料會合和/或與 彼此相互作用?？蛇x的是，在這樣的反應(yīng)期間提供的熱量用于進(jìn)一 步防止再狹窄。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，在注射材料之后使球嚢212 移動，以防止材料粘到球嚢212上?？蛇x的是，在材料的凝固時(shí)間 期間旋轉(zhuǎn)球嚢。作為備選或作為附加，清潔的鹽水(或其它生理學(xué)可 接受的)溶液以低壓力從球嚢212 "滲出"，該滲出清洗孔414和/或
移除注射的材料的任何表面殘留物?？蛇x的是，滲出的材料包括防 止所注射的材料硬化的催化劑或溶劑?？蛇x的是，球嚢涂覆有結(jié)構(gòu) 材料附著到其上面的材料，例如聚四氟乙烯或硅油涂層?？蛇x的是， 在材料完成凝固過程之前，移除球嚢，例如,利用帶30分鐘凝固過 程的材料，并在5分鐘之后移除球嚢?？蛇x的是，計(jì)時(shí)器與套件一 起提供以使用該系統(tǒng)，該計(jì)時(shí)器指示何時(shí)移除球嚢并且防止凝固。 可選的是，在膠硬化或半硬化的同時(shí)保持球囊膨脹。
可選的是，在球嚢內(nèi)提供血流旁路通路，例如，本領(lǐng)域中已知 的管道。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球囊包括壓力傳感器，用于 測量脈管的壁對施加壓力的響應(yīng)并且從而評估處理的效果。
染料(dye)和/或不透射線物
作為對結(jié)構(gòu)材料的替代或附加，可注射染料/標(biāo)記。 可選的是，染料用于在后面的處理中識別區(qū)域(例如，用于外科 手術(shù)的癌癥的范圍)。作為備選或作為附加，染料/標(biāo)記是用作支架位 置或處理地點(diǎn)的指示的不透射線的材料。可選的是，注射是有模式 的，例如使得能夠從處理的脈管的圖像中讀取特定的處理和/或其參 數(shù)。
可選的是，染料成分用于估計(jì)注射到脈管壁和/或腔管內(nèi)的材料 的量。
軟化材料
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，可注射能夠軟化斑塊和/或其 它組織的材料?？蛇x的是，此注射在PTCA過程之前進(jìn)行，從而PTCA 過程將不僅使得斑塊變平而且將其排出?？蛇x的是，在PTCA和/或 軟化之后注射結(jié)構(gòu)材料?？蛇x的是，例如使用導(dǎo)管內(nèi)的如沿導(dǎo)線提 供或延伸出球嚢的可前進(jìn)的尖銳的頂端，在斑塊內(nèi)形成用于排出軟 化的斑塊的;^欠泄孔?？蛇x的是，提供抽吸腔管以吸出斑塊。可選的 是，沿抽吸腔管提供尖銳的頂端。
生物活性材料
在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，注射的材料為生物活性材料， 例如，防止發(fā)炎和/或組織增殖的材料，諸如雷帕霉素泰素、免疫敏 化或脫敏藥物和/或基因治療物質(zhì)。可選的是，材料密封在例如納米
顆粒中，從而提供在例如1-3月的時(shí)段內(nèi)的緩慢釋放。其它示例性的 周期小于一周，在一周和一個(gè)月之間并且在三到六個(gè)月之間或更多。
可選的是，生物活性材料補(bǔ)充結(jié)構(gòu)材料，例如，在結(jié)構(gòu)材料消 散之前，結(jié)構(gòu)材料具有短期效果，而生物活性材料具有較長效果， 諸如導(dǎo)致纖維化。這樣成對的示例為PLA和雷帕霉素?？蛇x的是， 短期效應(yīng)是即時(shí)的，或者在幾分鐘或幾小時(shí)內(nèi)，例如長達(dá)一天或兩 天內(nèi)生效。長期效果例如持續(xù)數(shù)月或數(shù)年并且可以例如在一天或一 周后開始。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的一些實(shí)施例的 方法和/或設(shè)備容許所使用的藥物和/或其它材料的體積減小。在本發(fā) 明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，直4妄插入組織，并且可選地用可以自密 封的小的穿入孔，減小進(jìn)入到血液內(nèi)的泄漏和其可能的副作用?？?選的是，在噴出材料之后保持球嚢膨脹，以防止更進(jìn)一步的泄漏。 在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，由于能夠例如確保多個(gè)窄且深地 將材料插入脈管內(nèi)的高壓力，所以材料的表面對體積比率好于表面 應(yīng)用。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用短沖擊的無針注射可 以導(dǎo)致病人的疼痛較小和/或縮短治療處理時(shí)間。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，生物活性材料為DNA或其它 染色體組的材料，諸如RNA(不同類型的)、病毒、和質(zhì)粒。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，注射材料的數(shù)量小于10cc，例 如，小于cc，例如對于冠狀血管，0.01陽0.03cc。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，對于例如具有較短壽命的藥 物，可在接近處理或在處理時(shí)準(zhǔn)備和/或提供注射的材料。
細(xì)胞毒素類材料
在本發(fā)明的某些典型的實(shí)施例中，注射的材料是一種材料。細(xì) 胞毒素類材料的示例包括，但不局限于化學(xué)治療劑、有機(jī)溶劑(例如 醇)、纖維化藥劑和金屬(例如金)。纖維化藥劑可包括，但不局限于 曱醛液、罌粟堿和箭毒。目標(biāo)組織中的纖維化藥劑可能會阻擋電信 號。細(xì)胞毒性可能是合乎需求的，例如在胂瘤治療處理或其它目標(biāo) 組織消融中。目標(biāo)組織消融可能會有應(yīng)用，例如，在治療處理心房 纖維性顫動時(shí)，和/或模擬腸切除術(shù)的影響時(shí)。
孔制造方法
可以使用不同的方法來制造孔(214,414)。圖5A-5D顯示了各種 設(shè)計(jì)，其保證未來孔保持密封，直至在球嚢中達(dá)到所需壓力。在本 發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，通過將球嚢充氣到低于產(chǎn)生孔的壓力 以下的所需壓力下執(zhí)行PTCA過程。可選的是，當(dāng)提供材料注射時(shí)， 產(chǎn)生孔?？蛇x的是，孔的尺寸為20微米、30微米、50微米、100微 米或其它更小的中間的或更大的尺寸?？蛇x的是，中心至中心的距 離為0.3毫米、0.5毫米、0.7毫米或更小的、中間的或更大的距離。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，首先形成球囊并且隨后形成孔。在 其它實(shí)施例中，隨孔形成第一層，之后在第一層的頂面上或其下面 提供不帶孔的第二層(見圖5E)。
圖5A顯示了帶這后一組特性的球嚢設(shè)計(jì)500，其中內(nèi)層502具 有多個(gè)成形于內(nèi)層的初生孔504，并且外層506是連續(xù)的?？蛇x的是， 此設(shè)計(jì)防止在孔502和周圍血液之間的負(fù)面的相互作用(諸如凝結(jié))根 據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例，當(dāng)層506在與初生孔504相對應(yīng)的點(diǎn)上被 破壞時(shí)，就產(chǎn)生了孔。
圖5B顯示了一種在初生孔層512和518之間提供了實(shí)心層516 的備選設(shè)計(jì)510?？蛇x的是，外部孔設(shè)有防止凝結(jié)的材料。根據(jù)本發(fā) 明的這個(gè)實(shí)施例，當(dāng)實(shí)心層516在與層512和518中的初生孔相對 應(yīng)的點(diǎn)上被破壞時(shí)，就產(chǎn)生了孔。
實(shí)心層的強(qiáng)度和/或孔的深度構(gòu)造成可具有僅在所需的閥值壓力
以上時(shí)破裂的所需特性。
圖5C顯示了設(shè)計(jì)520，其中多個(gè)初生孔524成形于球嚢的單個(gè) 層522中?？蛇x的是，孔處的層厚度是球囊的壁厚的20-95%。可選 的是，孔處的層為預(yù)先弱化的，例如刺破的。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，Eximer或其它激光器類型用 于消融球嚢中的材料，從而形成初生孔?？蛇x的是，在兩個(gè)球嚢層 之間提供光反射層，以控制激光穿入。
作為備選或作為附加，這兩個(gè)層的吸收特性可以不同。
可選的是，不同的層由不同的材料形成。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用熱針在球嚢212內(nèi)形成 通孔或盲孔。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用水射流來鉆初生孔。
可選的是，在初生孔成形期間使用掩模來防止損壞球嚢，不包 括預(yù)期形成初生孔的區(qū)域。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，用于制造球嚢的模具包含當(dāng) 例如，通過模具中吹制塑料管而形成球嚢時(shí)，構(gòu)造初生孔的微突起 物。作為備選或作為附加，模具和/或吹制的管被鹽或其它溶于水的 和/或生物相容的材料的細(xì)粒覆蓋，隨后洗掉該細(xì)粒，剩下細(xì)孔。
圖5D顯示了其中多個(gè)孔534填充有臨時(shí)填充物536的球嚢設(shè)計(jì) 530。當(dāng)填充物536離開(其本身或被移除)時(shí)，產(chǎn)生了孔。在本發(fā)明 的一個(gè)典型的實(shí)施例中，填充物536是在體液內(nèi)溶解的材料。可選 的是，溶解需要時(shí)間，從而能夠在溶解并且弱化球嚢530之前執(zhí)行 PTCA過程。作為備選或作為附加，填充物536在體溫下弱化。可選 的是，不是填充物536被弱化，而是粘合劑將其連接到球嚢530弱 化的其余部分上?？蛇x的是，提供非弱化的區(qū)段使得填充物將保持 連接到球嚢上。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，填充物536利用球嚢530內(nèi) 部的溶液進(jìn)行溶解，例如，明力吏填充物或polyspridine填充物?？蛇x的是，使用凝塊溶解材料溶解由凝塊狀設(shè)備制造的填充物。任何泄 漏材料可以用于防止通過該過程導(dǎo)致的凝結(jié)(如果有)?？蛇x的是，通過球嚢530膨脹到最大直徑而弱化填充物536。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，填充物536不會由于時(shí)間和/ 或材料問題而失效，但比球嚢530的其余部分更為弱化，從而當(dāng)平 滑的球嚢表面可呈現(xiàn)時(shí)， 一旦達(dá)到岡值壓力和/或壓力變化率，填充 物536就失效，并容許材料噴出。
所述的孔可以具有不同的形狀。例如，徑向型面可以如圖所示 為直的。可選的是，徑向型面為圓錐狀的，其可以輔助定向噴出的 材料?？蛇x的是，提供沙漏或倒轉(zhuǎn)的圓錐形型面。
所述孔的表面形式可選地為圓形或正方形。可選的是，例如， 對于噴出具有相當(dāng)大寬度(和相對較小厚度)的巻流的延長孔，提供不 是l:l的縱橫比。
圖5E顯示了球嚢設(shè)計(jì)540,其帶有用于在主球嚢壁502中產(chǎn)生 初生孔504的額外的典型機(jī)構(gòu)。根據(jù)設(shè)計(jì)540，內(nèi)球嚢526從放氣狀 態(tài)(虛線)擴(kuò)張至膨脹狀態(tài)(實(shí)線)，以便通過從內(nèi)部覆蓋住孔504而對 孔504進(jìn)行密封，從而將其轉(zhuǎn)變成初生孔。球嚢526通過腔管503 填充有內(nèi)容物，并可選在沿著或在導(dǎo)線501內(nèi)部前進(jìn)之后仍包含在 球嚢502中?？蛇x的是，球嚢526的填充物造成球嚢526和/或球嚢 502的膨脹。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢502定位在狹窄 附近，其可選地通過球嚢的初始膨脹而纟皮壓碎。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，部署成穿過腔管503的光纖230 引導(dǎo)光能脈沖232，其產(chǎn)生穿過球嚢526和502內(nèi)部的沖擊波。可選 地來自激光能量脈沖的沖擊波232,其將球囊526中的壓力驟然提高 至所需的水平。在大多數(shù)點(diǎn)位上，內(nèi)部球嚢526受到外部球嚢502 的支撐。然而，在內(nèi)部球囊526與初生孔504接觸的點(diǎn)位上，驟然 的壓力增加造成內(nèi)部^求囊526石皮裂，/人而由初生孔產(chǎn)生實(shí)際的孔。 內(nèi)部球嚢526的破裂造成其收縮至其初始未膨脹的直徑。這種收縮
可選發(fā)生在大約0.03秒或更少的時(shí)間內(nèi)。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)
施例中，內(nèi)部球囊526的破裂造成內(nèi)容物穿過球嚢502的孔504而 噴出，如上文中所述。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，內(nèi)部球嚢526 可抵抗在15個(gè)大氣壓壓力下，可選30個(gè)大氣壓、可選40個(gè)大氣壓、 可選50個(gè)大氣壓、可選60個(gè)大氣壓、可選68個(gè)大氣壓、可選75 個(gè)大氣壓、可選100個(gè)大氣壓或中間或更小或更大的壓力下的破裂。 可選的是，外部球嚢502不會在這些壓力下破裂?？蛇x的是，高壓 通過新近未掩蔽的孔504的驟然釋放產(chǎn)生了 60米/秒或更高的液體 噴射速度。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中(圖5E)，內(nèi)部球嚢526在沒有 應(yīng)用能量脈沖的條件下破裂。本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員應(yīng)該能夠構(gòu) 造內(nèi)部球嚢526和外部球嚢502,使得內(nèi)部球嚢526適合于以所需的 膨脹直徑和/或體積在外部球囊502中爆裂。構(gòu)造因素包括用于構(gòu)造 球嚢526和502懂得材料的楊氏模量、抗拉強(qiáng)度和厚度。除了沒有 采用能量脈沖以外，這個(gè)實(shí)施例的操作類似于上面圖5E的上下文中 所述的實(shí)施例。根據(jù)這個(gè)實(shí)施例，球嚢526的膨脹使其在球嚢502 中擴(kuò)張，通過其密封而將孔504轉(zhuǎn)變成初生孔。在預(yù)定的直徑或體 積下，球嚢526爆裂，而球嚢502不爆裂。球嚢526的這種爆裂使 球嚢502中的孔504棵露出來。球嚢526的液體內(nèi)容物離開孔504。
圖5F顯示了一種球嚢設(shè)計(jì)的典型變體540，其允許內(nèi)部球嚢526 通過新近未掩蔽的孔504而與材料的噴出獨(dú)立地破裂。在所示的實(shí) 施例中，內(nèi)部球嚢526的一部分遠(yuǎn)離外部球嚢502而伸長至一個(gè)或 多個(gè)連接點(diǎn)233上。連接點(diǎn)233可選是通常包含在傳統(tǒng)的血管成形 術(shù)球嚢中的射線透不過的類型標(biāo)記。伸長使內(nèi)部球嚢526的一部分 接近光纖230的遠(yuǎn)端附近?？蛇x的是，從光纖230的遠(yuǎn)端應(yīng)用局部 化的沖擊波232,并使內(nèi)部球嚢526破裂。作為備選或作為附加，光 纖230加熱不透射線的標(biāo)記233,其使內(nèi)部球囊526熔融或燃燒，并 造成其破裂。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，纖維230的遠(yuǎn)端與
內(nèi)部球嚢526接觸或位于短距離處(例如0.2至lmm)。光纖230的遠(yuǎn) 端的位置靠近環(huán)233。環(huán)233可以是不透射線的標(biāo)記(例如金或金合 金)或約束帶或內(nèi)部球嚢526本身中的某些擴(kuò)大部分。由光纖230遠(yuǎn) 端輸送的以便撕裂拉伸環(huán)區(qū)域中的內(nèi)部球嚢526的能量可選為0.5焦 耳，可選l焦耳，可選2焦耳，可選3焦耳或更高。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，光纖230的遠(yuǎn)端輸送3焦耳， 可選更多的第二能量脈沖，以便從孔504中向外噴出材料?？蛇x的 是，光纖230的遠(yuǎn)端所輸送的能量脈沖持續(xù)大約200-300微秒?？蛇x 的是，應(yīng)用兩次能量爆裂，這兩次能量爆裂由大約0.02至0.1秒的 間歇間隔開。
作為備選或作為附加，光纖230的遠(yuǎn)端物理地使內(nèi)部球嚢526 破裂(例如通過刺破或撕開)。內(nèi)部球嚢526的破裂造成其如上面相對 于圖5F所述收縮，并允許球囊的內(nèi)容物開始通過外部球嚢502中的 新近未掩蔽的孔504而離開。在這個(gè)階段，內(nèi)容物的離開速度由球 嚢526破裂時(shí)其內(nèi)部壓力確定。
根據(jù)圖5F中所顯示的本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例，無論由于能 量脈沖，還是不透射線部件233的加熱或物理接觸所引起的內(nèi)部球 嚢526的破裂，都發(fā)生在主能量脈沖232之前。在內(nèi)部球嚢526破 裂之后，主能量脈沖232提供了高壓沖擊波，其如上所述通過新近 未掩蔽的孔5Q4而向外噴射球嚢502的內(nèi)容物。主能量脈沖232可 選地由光纖230提供。
在本發(fā)明的一個(gè)附加的典型實(shí)施例中(圖5F),通過由感光材料構(gòu) 造內(nèi)部球嚢526而促進(jìn)內(nèi)部球嚢526的破裂。根據(jù)本發(fā)明的這個(gè)實(shí) 施例，積累的曝光弱化了球嚢526?？蛇x的是，通過光纖230輸送光 能232，并弱化內(nèi)部球嚢526?？蛇x的是，光能232由第一波長表征 特征。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，主能量脈沖232(可選地由 第二波長表征特征)造成弱化的球嚢526破裂，并容許如上所述通過 孔504高速噴出內(nèi)容物。圖5F顯示了一種球囊設(shè)計(jì)的典型變體540,其中內(nèi)部^t嚢526 的破裂材料直接通過新近未掩蔽的孔504而噴出。所示實(shí)施例可在 沒有激光器的條件下操作。在所示的實(shí)施例中，帶直徑(D)的環(huán)530 約束內(nèi)部球嚢526。隨著內(nèi)部球嚢526膨脹，其伸長而遠(yuǎn)離外部球嚢 502。內(nèi)部球嚢526爆裂的臨界膨脹壓力隨著D和/或球嚢526的厚 度和/或構(gòu)造球嚢526的材料和/或接觸3求嚢526的環(huán)530部分的順應(yīng) 性而變化。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，D的增加造成內(nèi)部球 嚢526爆裂的臨界膨脹壓力增加。內(nèi)部球嚢526的膨脹可選地通過 腔管503中的孔505來實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，內(nèi) 部球嚢526爆裂的臨界的膨脹壓力為10，可選12，可選14，可選16， 可選18，可選20個(gè)大氣壓或更小或更大或中間值。如上面所述的實(shí) 施例中，內(nèi)部球囊526的破裂將初生孑L 504轉(zhuǎn)化成實(shí)際的孔。材料 向外流過這些孔，并被注射到周圍組織中。
球嚢填充
雖然在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用腔管402填充球嚢， 但是可選的是，至少沒有通過腔管來提供注射的材料，例如，以防 止其凝結(jié)和/或減小浪費(fèi)。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，經(jīng)由球 嚢內(nèi)的單向閥注射到球嚢內(nèi)，例如，通過在其頂端處的橡膠塞進(jìn)行注射。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，材料提供為球嚢的內(nèi)側(cè)上的 層。可選的是，提供一種兩層球嚢，有待噴出的材料設(shè)于層之間， 并且僅在外層內(nèi)提供孔。
可選的是，提供了外層，它設(shè)置成為能夠安裝在現(xiàn)有球嚢設(shè)計(jì) 上的帽狀物，例如，附著在球嚢和/或?qū)Ч艿幕咨稀?br> 在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，兩個(gè)球嚢一前一后地設(shè)于導(dǎo) 管上， 一個(gè)球囊(例如遠(yuǎn)側(cè)的球嚢)為PTCA球嚢，并且第二個(gè)球囊(例 如近側(cè)的球嚢)為材料注射球囊?？蛇x的是，為每個(gè)球嚢提供不同的 腔管。這可選地允許較低的壓力和/或更多結(jié)構(gòu)化的球嚢用于材料插入。
注射模式
注射材料的實(shí)際;漠式可以改變。在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，將 系統(tǒng)制造為具有希望的模式。作為備選或作為附加，可以例如使用
控制器427或其它裝置，例如通過在過程期間改變球囊壓力或通過 改變激光的脈沖，由此修改壓力波/沖擊波的形狀來控制模式。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，基于一個(gè)或多個(gè)下列因素決 定注射的才莫式
(a) 血管的類型和/或壁的特性，諸如厚度；
(b) 脈管膨脹的阻力(例如，至鹽水源412的反饋)
(c) 斑塊的類型；
(d) 有待治療處理的區(qū)域在處理之前或處理期間的X射線圖像；
(e) 可能由于所注射的材料的溢出而受損或受到其它影響的附近 的結(jié)構(gòu)；
(f) 對于血管所期望的機(jī)械修改的類型；
(g) 之前錯(cuò)過(未經(jīng)過治療或處理的)區(qū)域；和/或
(h) 支架的長度對受損區(qū)域的長度。
這些可用于例如決定病變所需要的結(jié)構(gòu)支撐和/或藥物治療處理 和/或其它處理的類型。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，通過功率和/或壓力脈沖的持 續(xù)時(shí)間和/或其增加速率控制穿入的深度?？蛇x的是，控制穿入深度 例如以確保處理脈管壁的全部希望的層和/或處理斑塊和/或控制經(jīng)過 脈管壁的過度穿入。
可選的是，通過改變孔相對于球嚢的角度而修改穿入的方向(例 如，不是如圖所示垂直的)
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，通過一個(gè)或多個(gè)不均勻分配 的孔和/或不均勻的孔的尺寸來控制材料注射的均勻性，使得每單位 面積的巻流的材料的總量相等，例如，考慮球嚢內(nèi)部的不均勻的壓力型面?？蛇x的是，對于例如具有與水不同的壓縮性和/或聲速的新 材料，通過用不同的孔尺寸實(shí)驗(yàn)以確定爆炸對通過不同的孔傳送的 效果來計(jì)算孔的尺寸?？蛇x的是，與套件一起提供的指示可解釋對 于何種材料和/或病變使用何種孔尺寸和/或壓力型面。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，孔尺寸和/或數(shù)量使得在其它 孔辦破并且開始噴出材料之前，從首先開始噴出材料的孔沒有顯著 的壓力損失。可選的是，在壓力下通過腔管提供附加的材料以維持 ^求嚢內(nèi)的壓力。
在某些情況中，需要不均勻的注射。可選的是，不均勻性補(bǔ)償 支架設(shè)計(jì)，例如，在所處理的區(qū)域的端部和/或經(jīng)過支架位置和/或在 支架(或支架支撐物)較弱的點(diǎn)注射附加的材料。在本發(fā)明的 一個(gè)典型 的實(shí)施例中，在支撐物較少的支架支柱之間提供注射。
在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，對于斑塊和脈管壁和/或不同 的斑塊類型注射不同的材料和/或不同量的材料。可選的是，球嚢包 括在X射線圖像上指示球囊旋轉(zhuǎn)的不透射線的標(biāo)記?？蛇x的是，不 同的球嚢用于在不同的方向提供材料的凸起。作為備選，可以替換 球囊的填充物?？蛇x的是，相同球嚢用于相對于所處理區(qū)域的多個(gè) 軸向和/或旋轉(zhuǎn)的位置，在一些位置，以增加相對于其它位置的材料 注射的方式激活球嚢?？蛇x的是，對于脈管內(nèi)具有斑塊的位置，在 斑塊處提供凝固材料層。可選的是，在球嚢壁和脈管壁之間擠壓材 料(例如，使用低壓力和可選地減小球囊膨脹壓力)，使得材料可以滲 入脈管壁內(nèi)的裂縫和/或其它損傷和/或那里的斑塊中?？蛇x的是，在 已知的斑塊位置應(yīng)用此過程。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，在過程之前或期間診斷要治 療處理的病變。根據(jù)該診斷，選擇所需要的材料分布的模式，并且 可選地通過選擇具有適合的孔的球嚢和/或球嚢帽來實(shí)現(xiàn)。
在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，孑L以規(guī)則的柵格樣式或任何 適合制造的樣式進(jìn)行設(shè)置?？蛇x的是，使用螺旋狀的樣式。
可選的是，孔尺寸和/或分布和/或壓力沖擊源設(shè)置為對應(yīng)已知的 或預(yù)期的斑塊構(gòu)造。例如，由于許多脈管的斑塊病變形式為在中間 比靠近端部厚，所以可以制造在靠近中間的位置更加有力和/或以更 大的量噴出材料的球嚢。在特殊的情況中，基于對要治療處理的病 變的診斷，使用例如在一端噴出更多材料的其它球嚢。
在一個(gè)實(shí)施例中，孔僅設(shè)于嚢的一個(gè)片斷上(軸向和/或徑向)。 可選的是，這用于局部的阻塞或用于選擇性的注射，諸如在脈管的 一側(cè)需要附加的注射或在脈管的不同側(cè)需要減小的注射。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料的噴出(可選地分段 限制的)用于將移植物或補(bǔ)片連接到血管上。在本發(fā)明的一個(gè)典型的 實(shí)施例中，要連接的移植物或補(bǔ)片設(shè)于球嚢上，并且球嚢的膨脹將 補(bǔ)片/移植物定位在適當(dāng)?shù)奈恢?。結(jié)構(gòu)化或生物活性的材料的噴出， 例如串起補(bǔ)片和脈管的巻流或經(jīng)過補(bǔ)片并且聚集在補(bǔ)片和脈管之間 的材料用于將補(bǔ)片固定到脈管上?？蛇x的是， 一個(gè)或多個(gè)孔預(yù)先形 成于補(bǔ)片或移植物內(nèi)，并且與^求嚢的孔對準(zhǔn)，以幫助經(jīng)過補(bǔ)片提供 材料?？蛇x的是，球嚢包括一個(gè)或多個(gè)其上面的針，移植物可以接 合在這些針上，并且可選地通過這些針提供材料。
在另 一個(gè)實(shí)施例中，具有形成于其側(cè)面內(nèi)的開口的上部管(沒有 示出)可選地設(shè)于球嚢上，使得^5l能夠通過與開口對準(zhǔn)的孔進(jìn)行注射。 可選的是，上部管是柔韌的和/或褶狀的，并且強(qiáng)度足夠以抵抗噴出 壓力?？蛇x的是， 一旦通過球嚢使脈管內(nèi)的變窄部擴(kuò)張，就提供此 上部管。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，通過一個(gè)或多個(gè)以下因素控
制注射的材料量
(a) 脈沖持續(xù)時(shí)間(例如，激光或壓力源的脈沖)；
(b) 脈沖波形(例如，方形、三角形或竇狀)；。
(c) 脈沖的數(shù)量；
(d) 脈沖之間的延遲；(e) 接觸壓力；
(f) 脈沖內(nèi)的能量；和/或
Cg)上述的結(jié)合，例如，同^^系列的長脈沖相比的長系列的短脈沖。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，選擇所提供的能量的量和空 間和/或時(shí)間密度以不損害血管。例如，發(fā)現(xiàn)在某些情況中，3.5焦耳 脈沖對于冠狀脈管過強(qiáng)，并且注射的材料將通過并且經(jīng)過壁。例如， 已經(jīng)發(fā)現(xiàn)施加到100個(gè)30-50微米直徑的孔的長度為300微秒的0.15 焦耳脈沖不能刺穿冠狀脈管并且也不能利用注射的材料穿入壁。雖 然這些數(shù)量可能取決于不同的因素，但是在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí) 施例中，這樣的脈沖方案內(nèi)的能量較大，例如0.5或1焦耳或可能2 焦耳或3焦耳或中間的值。如果孔的數(shù)量改變或脈沖長度變化，可 能需要以適當(dāng)?shù)姆绞礁淖兡芰俊Ｔ谙Ｍ?jīng)過冠狀脈管壁的情況中， 可以使用更大的能量，例如，4焦耳、5焦耳、7焦耳、10焦耳或更 多。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，可以可選地和/或選擇地使用 兩個(gè)傳送機(jī)構(gòu)中的一個(gè)或全部，壓力沖擊波機(jī)構(gòu)，其中，球嚢內(nèi)部 壓力的尖銳的增加導(dǎo)致球嚢填充物的 一部分通過孔離開，和流體誘 發(fā)的激光激波傳送方法，其中，在某點(diǎn)高速加熱流體產(chǎn)生泡沫氣體， 其導(dǎo)致通過力將材料噴出。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，在壓力類型的系統(tǒng)中，控制 通過外部活塞施加的沖程和壓力，沖程長度控制噴出的材料的量和 力，并且沖程的包絡(luò)線控制穿入深度。
可選的是，可以手動地或自動地設(shè)定沖程長度，例如，通過移 動停止器。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，在沖擊波(激光水蝕)系統(tǒng)中， 通過修改每個(gè)脈沖的能量、脈沖持續(xù)時(shí)間、和脈沖的數(shù)量中的一個(gè) 或多個(gè)可控制穿入的體積和深度。
在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，使用全部兩種^^式，例如，利用壓 力機(jī)構(gòu)的較大體積效果，和沖擊效果的較小體積但是較高注射速度。 作為備選方案的產(chǎn)生沖擊的方法
在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢內(nèi)部的壓力的突然增加 和/或沖擊波的產(chǎn)生是通過與上述不同的機(jī)構(gòu)產(chǎn)生的。這樣的壓力/沖 擊波還可以用于其它目的，諸如材料的表面滲入。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，取代激光源的是，使用電火 花方法，其在高電壓下在兩個(gè)導(dǎo)體之間產(chǎn)生火花，導(dǎo)致爆炸和相關(guān) 的沖擊波/壓力波。雖然可以通過電線沿導(dǎo)管提供能量，可選的是， 使用通過身體外部的磁場感應(yīng)的渦電流提供能量。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，具有壓縮的彈簧(或其它機(jī)械 元件)的膜嚢用作沖擊源。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，當(dāng)通過 激光和/或電加熱膜囊時(shí)，存儲在彈簧內(nèi)的勢能變?yōu)閯幽?，?dǎo)致膜嚢 的快速撕破或擴(kuò)張和相關(guān)的波?？蛇x的是，能量提前存儲在彈簧內(nèi)， 例如，在制造時(shí)?？蛇x的是，膜嚢為兩個(gè)部分并且加熱僅允許它們 相對運(yùn)動，但是沒有流體進(jìn)入膜嚢。
可選的是，這樣的膜嚢包括爆炸或氣體形成元件，諸如疊氮化 銀燈，當(dāng)被觸發(fā)時(shí)，產(chǎn)生擴(kuò)張膜嚢并且增加球嚢內(nèi)的壓力的氣體。
圖6B顯示了導(dǎo)管頭620,其中，球嚢622包括目標(biāo)624，例如， 通過強(qiáng)度大的線(沒有在圖中示出，例如由耐電材料、熱敏材料和/或 激光吸收材料形成)彎曲成曲線的形狀的片簧624。當(dāng)加熱線時(shí)，線 被撕破，并且片簧跳變到通過參考626指示的形狀，從而導(dǎo)致沖擊 波/壓力波。
在本發(fā)明的一個(gè)備選的典型實(shí)施例中，目標(biāo)624為直徑400微 米、厚度590微米和曲率半徑200微米的圓盤(或正方形)。將能量施 加到盤上將導(dǎo)致扭曲，盤內(nèi)的突然的大變動的形狀變化達(dá)到頂點(diǎn)， 該改變將釋放一些由激光(或其它源)所提供的能量，并且導(dǎo)致沖擊/壓 力效果?？蛇x的是，能量經(jīng)由機(jī)構(gòu)以高于損失的速率進(jìn)行供應(yīng)，諸如熱量。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢和/或?qū)Ч苡米鲝椥缘哪?量存儲元件。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，增加作用在導(dǎo)管上 的壓力直到孔撕破并且流體從^^嚢沖出?？蛇x的是，靠近球嚢的導(dǎo) 管部分和/或球嚢和/或球嚢內(nèi)的氣體填充嚢用作靠近流體注射的存儲 區(qū)域，使得壓力損失減小。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，小的球嚢或袋封裝光纖(在激 光實(shí)施例中)的頂端，并且加熱此小的球嚢內(nèi)的材料將產(chǎn)生預(yù)期的沖 擊。
需要注意，在數(shù)個(gè)上述機(jī)構(gòu)中，在球囊內(nèi)的壓力變化導(dǎo)致材料 注射的同時(shí)，球嚢內(nèi)部的材料體積的實(shí)際改變極小或?yàn)榱悖沟脤?shí) 際注射的材料的量較小。重復(fù)的脈沖可以增加總的輸出體積。在脈 沖之間，流體壓力的結(jié)束可以用于維持球嚢膨脹。
圖6C顯示、了系統(tǒng)設(shè)計(jì)640,其中，球嚢642可以自身沒有孔， 但是在球嚢642外部提供一個(gè)或多個(gè)管644和646，并且其中包括用 于材料注射的孔648。管644和646可以彼此連接到一起和/或設(shè)置 成不同于圖中所示的狀態(tài)，例如，螺旋形地環(huán)繞球囊642?？蛇x的是， 球囊642用于確?？?48和周圍血管之間的接觸?？蛇x的是，經(jīng)由 管644和648提供壓力脈沖以注射材料?？蛇x的是，在每個(gè)臂內(nèi)提 供光纖以為臂產(chǎn)生局部沖擊。可選的是，管644和648是可壓縮的， 并且通過球嚢642例如使用上述方法提供壓力脈沖，由此壓力波行 進(jìn)通過球嚢642的壁并且進(jìn)入管644和648?？蛇x的是，球嚢642用 于有節(jié)奏地?cái)D壓管，并且從而將材料泵送出孔648?？蛇x地在側(cè)管644 和646中提供單向閥(未顯示)以防止管內(nèi)的回流。
可選的是，這樣的外部管用于治療前列腺，其中通常可以使用 直徑較大的導(dǎo)管。
圖6D示意性地顯示了用于在球囊652內(nèi)形成壓力沖擊的氣體驅(qū) 動的兩級系統(tǒng)650。氣體壓力源，例如帶可選的壓力控制器668的壓
縮氣缸670，其選擇性地通過閥門664進(jìn)行釋放，其用于為盒666裝 料。 一旦釋放，就推進(jìn)使柱塞660運(yùn)動的第一活塞662。柱塞660推 進(jìn)可選地具有^^阻抗的液壓用流體658，使其通過一些或全部導(dǎo)管而 到達(dá)球嚢652。球嚢652的填充物654(其可以為高粘性的)可選地通 過第二柱塞656而與液壓用流體分開?？蛇x的是，流體658的緩慢 推進(jìn)使球囊膨脹，并且快速推進(jìn)導(dǎo)致噴出材料的沖擊。液壓用流體 可以是在制造期間填充的封閉系統(tǒng)。
圖6E示意性地顯示了不同的系統(tǒng)672,其中球嚢的填充物674 代替液壓用流體658使用。填充物674可以例如在制造時(shí)提前提供。 可選地通過注射到球嚢內(nèi)而提供任何附加的藥物。
圖6F示意性地顯示了系統(tǒng)676，其中，兩個(gè)膜囊678被拉開， 并從而導(dǎo)致壓力波。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，壓力經(jīng)由腔 管680提供至膜嚢。膜嚢678提供為兩個(gè)部分682和684，它們通過 滑動密封件聯(lián)結(jié)，并且通過一個(gè)或多個(gè)張力元件686例如導(dǎo)線而保 持在一起。當(dāng)壓力增加時(shí)，導(dǎo)線上的張力增加，直到它們失效，釋 放膜嚢部分?？蛇x的是，通過計(jì)算導(dǎo)線的失效點(diǎn)和膜嚢的截面積可 確定通過膜嚢施加的壓力。
圖6G顯示了系統(tǒng)688，其中，將導(dǎo)線690向后拉以在球嚢692 內(nèi)輸送壓力沖擊。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，柱塞694連接 在導(dǎo)線690的遠(yuǎn)端上，并配合在球嚢692的內(nèi)部，使得回拉將迫使 流體在柱塞694之前運(yùn)動?？蛇x的是，導(dǎo)管具有剛體696(例如，用 于前列腺使用)。作為備選，可使用編織體或其它設(shè)計(jì)來阻礙軸向壓 縮時(shí)的扭折。可選的是，球嚢的膨脹用于減小或防止球嚢在將導(dǎo)線 回拉期間的運(yùn)動(或諸如在其它實(shí)施例中施加的其它力)。
圖6H顯示了系統(tǒng)700，其中，膜嚢704設(shè)于球嚢702內(nèi)部，并 且彈簧706定位成選擇性地?cái)U(kuò)張膜嚢704。然而，諸如導(dǎo)線的張力元 件708可防止這樣的延伸。當(dāng)釋放或切割導(dǎo)線708時(shí)，彈簧能夠擴(kuò) 張膜嚢并且形成壓力脈沖。可選的是，導(dǎo)線708于點(diǎn)710處連接到
膜嚢704上，其可選擇地釋放。在一個(gè)示例中，在電場應(yīng)用于導(dǎo)線 708(或光脈沖應(yīng)用于光纖張力元件上)時(shí)，點(diǎn)710燃燒或熔融。可選 的是，導(dǎo)線708也于點(diǎn)712連接到膜嚢704上，使得導(dǎo)線708內(nèi)的 張力主要作用于點(diǎn)710和712之間和球嚢元件內(nèi)部，并且不沿著整 個(gè)導(dǎo)管。
在此實(shí)施例和其它實(shí)施例中，可用有待注射的材料預(yù)先填充球
圖7為顯示了在不同條件下染料穿入牛主動脈的深度的圖表。 該注射系統(tǒng)是一種氣體驅(qū)動系統(tǒng)，其將高達(dá)68個(gè)大氣壓的壓力應(yīng)用 于活塞上，活塞連接在直徑為4mm且長度為250mm的管上。管連 接到直徑為9.6毫米并且具有120個(gè)直徑為50微米，且孔間距為大 約2毫米的徑向孔的中空的管區(qū)段上。該系統(tǒng)提供因數(shù)為8的壓力 放大。
在該圖表中，實(shí)線表示對于0.3毫升團(tuán)塊，取決于所施加的壓力 的以毫米表示的穿入深度。大的虛線用于0.184cc的情況，并且小的 虛線用于0.2446cc。如圖可見，增加壓力將提高穿透深度。團(tuán)塊的尺 寸看起來也會增加穿入深度。圖表上的每個(gè)點(diǎn)為數(shù)次(例如，4次)實(shí) 驗(yàn)的平均值。主動脈可能以低于2個(gè)大氣壓的接觸壓力而牢固地連 接到噴出孔上。
圖8為顯示了對于68個(gè)大氣壓的脈沖在中空的管區(qū)段內(nèi)測量的 峰值壓力作為時(shí)間的函數(shù)的圖(例如，在輸送期間放大因數(shù)8)。
當(dāng)全部材料從中空的管中噴出時(shí)，脈沖結(jié)束。噴射的平均速度 估計(jì)為60米/秒。相信穿入深度受到平均速度和峰值速度中的一個(gè)或 全部的影響。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，可實(shí)現(xiàn)其它平均和/ 或峰值速度，例如，10米/秒、40米/秒、100米/秒、200米/秒、300 米/秒或更小的、中間的或更大的速度。如果施加足夠大的壓力，能 夠?qū)崿F(xiàn)非常高的峰值速度，例如，1000米/秒、1500米/秒或更快， 諸如在組織內(nèi)的音速以上(例如，使用沖擊波)。
另外的應(yīng)用
上述系統(tǒng)和方法可以適用于例如冠狀脈管和腦血管。 可選地具有一些變量(例如，球嚢直徑和/或柔性，注射的材料的 體積)的系統(tǒng)和/或方法可以適用于身體內(nèi)的其它管狀器官，例如，膽 嚢輸送管、尿道、輸尿管、食道、肺內(nèi)的空氣通路，諸如支氣管和 各種的周邊血管。應(yīng)該注意，在這些實(shí)施例的一些實(shí)施例中，上面
管內(nèi)的情況下進(jìn)行處理。
以下詳細(xì)提供了說明性的示例，以論證本發(fā)明的范圍和適應(yīng)性。 這些示例不應(yīng)該被認(rèn)為會單獨(dú)或共同地限制了本發(fā)明。
心房纖維性顫動的治療
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，(圖9A)根據(jù)本發(fā)明的球嚢212 通過賁門耳廓900而展開到脈管200,可選肺靜脈中，以治療心房纖 雄性顫動。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，細(xì)胞毒素類物質(zhì)沿徑 向或沿著橫過軸向的方向向外地從球嚢212(箭頭)噴出，以接觸肺靜 脈200的襯細(xì)胞。可選的是，細(xì)胞毒素類物質(zhì)造成水蝕，和/或減少 代謝活動，和/或改變了肺靜脈襯細(xì)胞的電特性。水蝕后的組織阻擋 電信號的傳輸，例如造成心房纖維性顫動的電信號。在本發(fā)明的一 個(gè)典型的實(shí)施例中，醇例如乙醇，用作細(xì)胞毒素劑。穿過球嚢的流 量可選地用于容許不間斷的血流穿過肺靜脈200。
本發(fā)明的各種心房纖維性顫動實(shí)施例利用不同構(gòu)造的球嚢。例 如，可采用有助于肺靜脈中對準(zhǔn)球嚢的球嚢形狀(圖9A和/或9B)。 可選的是，球囊將具有"流通"設(shè)計(jì)，使得血流不間斷。在某些典型的 實(shí)施例中，組織注射相對于球嚢是徑向的(圖9A)。在某些典型的實(shí) 施例中，注射相對于球嚢具有軸向分量，但在肺部脈管200周圍的 組織表面上，以環(huán)狀;f莫式進(jìn)行注射(圖9B)。
在消化道中的使用
細(xì)胞毒素類物質(zhì)如上所述輸送至腸內(nèi)的選定區(qū)域，其可用于暫時(shí)或永久地阻止食物的消化。為了永久地阻止食物的消化，細(xì)胞毒 素類物質(zhì)輸送至腸內(nèi)的數(shù)量必須足以殺死負(fù)責(zé)補(bǔ)充腸體腔襯細(xì)胞的 原始細(xì)胞。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，這種技術(shù)在肥胖治療 中提供了一種對腸切除術(shù)的備選方法。作為備選或作為附加，利用 只造成臨時(shí)的消化阻止的藥劑，其可用作篩選肥胖病人的方法，以 識別可能受益于腸切除術(shù)的那些病人。
作為備選或作為附加，根據(jù)本發(fā)明的球嚢可用于將細(xì)胞毒素類 和/或化學(xué)治療劑輸送到定位在消化道中的腫瘤上。肺瘤可定位在， 例如消化器官如胃、小腸或大腸的內(nèi)表面上。作為備選或作為附加， 胰腺腫瘤可通過將根據(jù)本發(fā)明的球嚢穿過腸管，通過膽嚢而部署至 胰腺上進(jìn)行治療。用于消化道的球嚢可根據(jù)其預(yù)期功能而具有不同 的物理結(jié)構(gòu)。例如，輸送細(xì)胞毒素物質(zhì)至腸內(nèi)，以阻礙消化的球嚢， 其利用徑向和軸向沿著球嚢而間隔開的孔，球嚢具有與有待處理的 腸的長度相對應(yīng)的長度。作為備選或作為附加，將細(xì)胞毒素類物質(zhì) 輸送至定位在腸壁上的腫瘤處的球囊，其具有沿著球嚢一側(cè)而定位 的孔，球嚢定位在有待治療的腫瘤附近。
泌尿管的治療
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，利用根據(jù)本發(fā)明的球嚢可治 療膀胱內(nèi)表面上的腫瘤或腫瘤群。根據(jù)本發(fā)明直接將材料注射到腫 瘤中的治療，其容許輸送比通常利用之前可用的備選方案(例如利用 化學(xué)治療劑"沖洗"膀胱)所獲得的化學(xué)治療劑更高濃度的化學(xué)治療 劑。作為備選或作為附加，根據(jù)本發(fā)明直接噴射材料至腫瘤將減少 該治療對膀胱內(nèi)襯的非腫瘤細(xì)胞的細(xì)胞毒素作用和/或全身組織性的 細(xì)胞毒素作用。
圖9C顯示了根據(jù)本發(fā)明的球嚢212,其通過膀胱910的腔管進(jìn) 行部署?？蛇x的是，提供攝像頭920以允許球嚢212定位在膀胱腔 管的內(nèi)壁上生長的腫瘤915附近。對于定位，球嚢212的膨脹并不 是必需的。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，從球囊212(箭頭)中向
外噴出細(xì)胞毒素劑，并注射到腫瘤915中。細(xì)胞毒素劑可選為化學(xué)
治療劑例如，卡介菌。如圖所示，注射可選為軸向的。根據(jù)本發(fā)明
的球囊的使用允許將高濃度的治療劑直接應(yīng)用于腫瘤915上。作為 備選或作為附加，利用球嚢的直接噴射限制了所應(yīng)用的藥劑在膀胱 910的全部容積中的散布。高濃度可以為例如，每毫克目標(biāo)組織1、 可選10、可選25、可選50、可選75、可選100納克或更小或中間 或更大的值。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，帶有包含注射口的大表面的 球嚢212(如圖9B中所示)可將化學(xué)治療劑輸送到大的區(qū)域上。這種 典型的配置可用于例如軸向注射到膀胱900的內(nèi)壁表面中。在所示 的實(shí)施例中，腫瘤(未顯示)在輸尿管200周圍分組?？蛇x的是，球囊 212的一部分突入到輸尿管200中，以便使球嚢恰當(dāng)?shù)囟ㄎ??？蛇x的 是，這消除了對幫助定位的攝像頭的需求。
其它腔管中的腫瘤的治療
結(jié)合圖9C所述的方法論通常適用于其它身體腔管處的癌癥。在 本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，將球囊212部署在任何身體腔管中， 以便從腫瘤外部輸送治療劑至腫瘤處。
本發(fā)明在例如口、鼻、咽、肺、食管、胃、腸、結(jié)腸、胰腺、 直腸、子宮頸、子宮和前列腺癌的治療中具有臨床應(yīng)用?？蛇x的是， 球嚢212可安裝在內(nèi)窺鏡上，例如結(jié)腸纖維內(nèi)窺鏡，以有助于將其 引導(dǎo)至預(yù)定位置。
腫瘤內(nèi)化學(xué)治療
在本發(fā)明的一個(gè)附加的典型實(shí)施例中，將球嚢212引導(dǎo)至胂瘤 中的某個(gè)位置，以便將治療劑輸送至腫瘤中?？蛇x的是，這種引導(dǎo) 通過血管。可選的是，引導(dǎo)球嚢穿過膜嚢壁。在本發(fā)明的一個(gè)典型 的實(shí)施例中，導(dǎo)線頂端和/或?qū)Ч茉谀氨谏现瞥煽?，并引?dǎo)根據(jù)本 發(fā)明的球囊穿過該孔。在癌癥治療的上下文中，治療劑可以為例如， 化學(xué)治療劑、硬化劑、基因治療劑、抗血管增生劑、抗體或任何被
視為在腫瘤治療中有效的其它藥劑。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例
中，釆用球囊212將治療劑輸送至內(nèi)部器官的表面或內(nèi)部的腫瘤中。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，通過專門為便于插入球嚢的 而創(chuàng)造的通道可將根據(jù)本發(fā)明的球嚢直接插入到紳瘤中。通過例如 插入導(dǎo)線、插管或探針可創(chuàng)造出該通道。
皮膚病的應(yīng)用場合
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，可采用球囊212將治療劑皮 內(nèi)輸送至相對較大的皮膚表面的細(xì)胞中。對于這類應(yīng)用，可將球嚢212 構(gòu)造成具有基本平坦的或輕微彎曲的方面(如圖9B和/或9C中所示)， 使其在尺寸和/或形狀上符合有待治療的皮膚表面?？蛇x的是，構(gòu)造 用于皮膚病學(xué)應(yīng)用的球嚢在有待定位在皮膚附近或接觸皮膚的部分 將是硬實(shí)的或可彎曲的。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球囊填 充有在1個(gè)大氣壓范圍內(nèi)的壓力下的治療劑?？蛇x地從球嚢中除去 空氣。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，治療劑至皮膚中的輸送通 過能量脈沖來驅(qū)動，其產(chǎn)生10、可選20、可選50、可選100、可選 150、可選200個(gè)大氣壓或更小或更大或中間的壓力。
可選的是，這個(gè)實(shí)施例在皮膚病的局部治療中有用，例如干癬、 皮炎或麻風(fēng)、痤瘡、癬、糠滲和帶狀皰疹。相關(guān)的治療劑包括，但 不局限于皮質(zhì)酮、骨化三醇、類固醇和包括一種或多種這些藥劑的 組合。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢輸送皮質(zhì)酮和至少一 種補(bǔ)充激素，可選類固醇激素。
與經(jīng)皮注射相反，皮內(nèi)注射依賴于少量所輸送的藥劑在相對較 大的皮膚表面上的分散或擴(kuò)散，并且在某個(gè)速度下輸送藥劑，其將 藥劑引入到皮膚中，但不經(jīng)過皮膚。本發(fā)明避免對于局部應(yīng)用或皮 下輸送的需求。之前可用的無針注射裝置通常提供了 100-500米/秒 的注射速度，其造成注射材料穿過皮膚。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí) 施例中，用于皮內(nèi)治療的注射速度在10-50米/秒、可選10-40米/秒、 可選10-25米/秒、可選10-15米/秒或更小或中間或更大值的范圍內(nèi)。這些較低的速度足以將液滴推入到皮膚中，而不會如同標(biāo)準(zhǔn)無 針注射器那樣造成對真皮組織層的穿透。
透粘膜(transmucosal)的應(yīng)用場合
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，采用根據(jù)本發(fā)明的球嚢將藥 物穿過粘膜注射到下層細(xì)胞中。大多數(shù)皮膚表面并不粘膜層覆蓋， 除非其位于體腔(例如口腔)中?？蛇x的是，穿過粘膜的藥物注射容許 對粘膜層所覆蓋任何細(xì)胞層進(jìn)行治療。粘膜層包括例如，消化道、 泌尿生殖管、口腔、鼻孔、口腔和鼻竇。
粘膜層的存在保護(hù)了下層細(xì)胞。之前可用的備選方案通常容許 將治療劑輸送到粘膜層之上，但不穿過粘膜層。因?yàn)檎衬油ǔ＞?備高的翻轉(zhuǎn)速度和/或高的非特定的結(jié)合力特征，所以利用之前技術(shù) 將治療劑輸送至粘膜層之上時(shí)常有效地減少了輸送到所需目標(biāo)上的 藥劑數(shù)量。作為備選或作為附加，粘膜分泌物被頻繁地重新吸收到 身體(例如鼻竇中分泌的翁液可能滴入到口中，接著在口中將其吞咽
和消化)。這種重吸收可能導(dǎo)致粘膜輸送藥物的非預(yù)期的全身組織性 的副作用。出于至少這些原因，用于將治療劑局部輸送至粘膜層所 覆蓋的組織中的當(dāng)前技術(shù)方案，其特征為較低的效率和/或大的全身 組織性的副作用的影響。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，將根據(jù)本發(fā)明的球嚢插入到 至少一個(gè)鼻孔中?？蛇x的是，膨脹造成球嚢順應(yīng)至少鼻孔和/或鼻竇 的一部分。治療物質(zhì)的輸送可例如，改善或減輕鼻炎的癥狀(例如變 應(yīng)性鼻炎或由傳染引起的鼻炎)和/或鼻竇炎和/或上呼吸道傳染。
這種情況下的有效的治療劑包括，但不局限于抗組胺、解充血 藥、類固醇和抗生素。作為備選或作為附加，可采用硬化劑。硬化 劑可通過使下鼻甲骨和/或其它肥大鼻組織收縮而起作用?？蛇x的是， 肥大組織的收縮減輕了鼻塞。之前用于鼻和/或鼻竇的可用的局部輸 送裝置在較低的壓力下輸送治療劑(例如切除卵巢瓶、劑量呼吸器和 蒸發(fā)器)。低壓輸送通常不會造成輸送的藥劑穿過粘膜而進(jìn)行到下層
細(xì)胞中。由于高的黏液翻轉(zhuǎn)率，尤其在急性鼻炎中，所以利用這些 輸送方法，許多活性成分不會被目標(biāo)細(xì)胞所吸收。
之前可用的綜合治療模式需要大量藥物達(dá)到有效的局部(例如鼻 內(nèi))濃度。用于綜合治療所需要的大量的藥物時(shí)常造成不合適宜的全 身性的副作用。
可選的是，可采用導(dǎo)管來引導(dǎo)球囊212深深地進(jìn)入到體腔內(nèi)襯
粘膜中。這可能在例如，慢性感染的鼻竇炎或子宮炎和/或傳染病和/ 或肺瘤的治療中是有用的。
在本發(fā)明的一個(gè)附加的典型實(shí)施例中，將球嚢插入到胃或十二 指腸以治療胃或十二指腸潰瘍。這種情況下的有效的治療劑包括， 但不局限于酸還原劑和抗生素。在本發(fā)明的 一 個(gè)附加的典型實(shí)施例 中，將球嚢插入到腸中，以治療炎性腸病(例如潰瘍性結(jié)腸炎或克羅 丁)。這種情況下的有效的治療劑包括，但不局限于消炎藥(例如類固
醇和/或非類固醇消炎藥物[NS AIDS])和免疫力抑制藥物。 口腔治療
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，釆用根據(jù)本發(fā)明的球嚢將治 療劑輸送到軟腭中。可選的是，這種治療劑在減少打鼾和/或阻塞性 睡眠呼吸暫停中有效。可選的是，這種治療劑是硬化劑。硬化劑可 通過引起纖維化而提高結(jié)締組織的例如膠骨硬蛋白質(zhì)的成形。可選 的是，實(shí)現(xiàn)軟腭的加強(qiáng)。注射可應(yīng)用于表面上或通過引入導(dǎo)管而進(jìn) 行。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球囊212將治療劑輸送至扁 桃腺和/或腺狀腫大部位。可選的是，這種治療劑用于減少腫脹，和/ 或具有抗菌素特性?？蛇x的是，這種治療劑是硬化劑。在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，利用球嚢212的治療排除了對外科手術(shù)操作 的需求。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，根據(jù)本發(fā)明的球嚢將治療劑 注射到扁桃腺和/或腺狀腫大部位和/或軟腭和/或下鼻甲骨中。這種情
況下的相關(guān)的治療劑包括膠、石更化劑、抗組胺、解充血藥、皮質(zhì)激 素類和抗生素在本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例中，治療劑包括使組織 更為增強(qiáng)的膠?？蛇x的是，由治療劑引起的增強(qiáng)和/或收縮減少了振 動。可選的是，振動衰減改善了打鼾癥狀。 疤痕治療
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，球嚢212輸送減輕疤痕的治 療劑?？蛇x的是，有待治療的疤痕是由于肉芽和/或腫瘤生長而引起 的?？蛇x的是，可承擔(dān)氣管和/或食道中的疤痕組織的治療。可選的 是，這種治療劑包括改善疤痕的藥物?？蛇x的是，疤痕改善藥物包 括類固醇激素和/或mithomycin C和/或抗體抑制劑藥物。在本發(fā)明的 一個(gè)典型的實(shí)施例中，實(shí)現(xiàn)了氣管狹窄或消化道狹窄的治療?？蛇x 的是，得以改善和/或減輕嚢腫性纖維化和/或自體免疫病的癥狀，例 如重癥肌無力和或曱狀腺機(jī)能亢進(jìn)和/或風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎和/或壞死性 血管炎和/或全身性狼瘡紅斑和/或肺纖維化硬皮病。在本發(fā)明的一個(gè) 典型的實(shí)施例中，將藥物輸送至疤痕周圍的組織中和/或疤痕本身上。
基因治療
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，帶注射口的球嚢輸送包含微 粒和/或納米顆粒的藥物?？蛇x的是，藥物包含基因治療試劑。在本 發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，J求嚢通過將核酸載體注射到目標(biāo)組織 中而促進(jìn)體細(xì)胞基因治療。
其它考慮的方面
可選的是，該系統(tǒng)和方法用于僅將材料輸送到球嚢的一側(cè)。示 例性的應(yīng)用包括喉、咽、聲帶、喉頭和/或舌的底部。
可選的是，該系統(tǒng)和/或方法用于美容應(yīng)用，例如用于通過將結(jié) 構(gòu)材料注射到組織內(nèi)而硬化組織，例如，使用插入皮下的導(dǎo)管(可選 地沒有球嚢)。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，結(jié)構(gòu)材料的注射用于加強(qiáng)吻 合區(qū)，例如，以幫助支撐被與吻合相關(guān)的操作和/或張力損害的脈管。
可選的是，結(jié)構(gòu)材料的注射不防止所治療處理的脈管的直徑的更進(jìn) 一步的生長。例如，當(dāng)處理的月永管為可以生長(例如，響應(yīng)附加的要 求)的小脈管或當(dāng)治療兒童時(shí)，這可以是有用的?？蛇x的是，直徑的 變化允許脈管響應(yīng)脈沖波和/或血壓變化。
以下PCT出版物描述了用于吻合術(shù)和孔閉合術(shù)的方法，其發(fā)明 公開通過引用而結(jié)合在本文中，所述吻合術(shù)和孔閉合術(shù)可與材料注 射到處理區(qū)域一起使用，以減少所使用的連接器的體積或結(jié)構(gòu)上穩(wěn) 定病變組織WO99/62408, W099/62415, WO00/56226, WO00/56223, WO00/56227, WO00/56228, WO01/4162, WO01/41624, WO01/70091, WO01/70118 , WO01/70119 ，WO01/70090 ，WO02/47561 , WO02/30172 ， WO02/47532 ， WO02/074188 ， WO03/026475 , WO2004/028377, WO2004/028380， WO2004/028376 , WO2005/027750， WO2004/028378， WO2004/043216 , WO2005/013836, WO2005/055801 。所有這些專利文獻(xiàn)的發(fā)明公開通 過引用而結(jié)合在本文中。
在本發(fā)明的 一 個(gè)典型的實(shí)施例中，膠或其它結(jié)構(gòu)材料的注射用 于輔助連接到血管的壁上。在一個(gè)示例中，將膠注射到壁內(nèi)以進(jìn)行 加強(qiáng)，使其可以用于連接吻合的連接器。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí) 施例中，處理鉤化的主動脈，以防止材料在吻合或旁路過程期間破 裂。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，注射用于將小的(例如，膠材 料的)鉤子或短柱連接到壁上，在該短柱上可以連接補(bǔ)片或連接器或 其它脈管。可選的是，通過包括例如0.5-1毫米的偏移的孔形成短柱。 可選的是，通過使用針注射并且緩慢地拉回針而形成短柱。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，雖然描述了使用無針方法的 注射，但是可以使用基于針的方法，特別是對于諸如膠的結(jié)構(gòu)材料。 可選的是，在球嚢的外部上提供多個(gè)針。作為備選或作為附加，在 管644和646上提供針。作為備選或作為附加，針設(shè)與球嚢上或球 嚢642內(nèi)部的其它可擴(kuò)張的結(jié)構(gòu)上，并且隨后，當(dāng)展開時(shí)，針延伸
通過球嚢642(或其它球囊設(shè)計(jì))的壁并且穿入附近的脈管壁。在本發(fā)
明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，針的長度和/或直徑為1毫米或更小，例
如，小于0.5毫米?？蛇x的是，提供5、 10、 20或中間或更大數(shù)量的針。
在前列腺治療的應(yīng)用場合中，球嚢(例如，642)可選地制造為更 加或完全地剛性的，例如，為金屬球嚢。這對于前列腺治療可能是 有用的。'可選的是，剛性的球嚢不擴(kuò)張，并且更適合稱作中空的元 件。作為備選，球嚢擴(kuò)張但是非順應(yīng)性的。
雖然上述實(shí)施例集中在材料的徑向噴出，可選的是，提供軸向 噴出。在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，用于向前注射材料的球嚢 將噴射口保持在穩(wěn)定的方向上，并且可幫助防止目標(biāo)誤認(rèn)和/或由于 第三運(yùn)動定律而引起的噴射口運(yùn)動?？蛇x的是，向前噴射通過例如， 輔助將材料分配到血栓內(nèi)而用于幫助溶解血栓。
球嚢的物理構(gòu)造
上面的細(xì)節(jié)描述集中在體內(nèi)處理，尤其血管，并且該焦點(diǎn)引出 用語"管"以及其它幾何形狀的使用，其^皮描述和用于概括。然而，這 里所述的方法和/或設(shè)備適用于其它組織的處理和/或體外處理，因此 本發(fā)明的各種實(shí)施例包括適合于預(yù)期用途的物理構(gòu)造。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，使用的球嚢將具有非管狀的 幾何形狀。可選的是，根據(jù)本發(fā)明的球嚢將由至少一個(gè)直邊表征特 征?？蛇x的是，根據(jù)本發(fā)明的球嚢將以采用多邊形固體的形式例如， 圓柱、圓錐、棱錐或立方形。
在本發(fā)明的一個(gè)典型的實(shí)施例中，管不需要具有全體，也不需 要具有圓形的^黃截面。作為備選或作為附加，球嚢212可選地加工 成如此形式，使其當(dāng)膨脹時(shí)形成內(nèi)流通通道。流通通道可通過例如 將球嚢212加工成環(huán)形或空心圓柱體形式而創(chuàng)造出來。這種設(shè)計(jì)可 能是有利的，例如，當(dāng)處理較大的血管，例如大動脈或頸動脈時(shí)。 當(dāng)球嚢在血管中膨脹時(shí)，流通通道可防止局部貧血。
可選的是，根據(jù)本發(fā)明的^^嚢可進(jìn)行尺寸加工，以用于特定的
應(yīng)用。例如，用于冠狀脈管應(yīng)用的球嚢可具有2至3.5mm的直徑和 10至25mm的長度。意圖用于部署在前列腺中的球囊可能相當(dāng)?shù)卮螅?例如直徑為6至llmm，且長度為20至40mm。
作為備選或作為附加，對于某些脈管類型可能需要特殊的修改。 例如，主動脈較厚，而冠狀脈管較薄，從而建議不同的噴射參數(shù)、 功率和/或球囊壓力和尺寸。例如，主動脈可以為3毫米厚，而冠狀 脈管可以小于1毫米厚。
提供的測量僅用作對于特定情況的示例性的測量。文中陳述的 確切的測量可以根據(jù)應(yīng)用、脈管的類型(例如，動脈、靜脈、異種移 植物、合成的移植物)、斑塊的形狀(例如，局部的、延長的、薄的、 厚的、外部改造的、易損壞的)和/或涉及的脈管的尺寸(例如，1毫米、 2毫米、3毫米、5毫米的主動^^尺寸)而變化。
應(yīng)該理解，上述材料注射方法可以在許多方面變化，包括改 變步驟的順序和使用的工具的類型。另外，已經(jīng)描述了各種特征， 方法和裝置的多重性。在一些實(shí)施例中主要描述了方法，然而，認(rèn) 為適用于執(zhí)行該方法的設(shè)備也在本發(fā)明的范圍內(nèi)。應(yīng)該懂得，可以 不同的方式組合不同的特征。具體地說，不是上面特定的實(shí)施例中
的一些實(shí)施例的范圍內(nèi)。包括適用于執(zhí)行例如單一或少數(shù)幾個(gè)組織 處理的醫(yī)療設(shè)備組的外科手術(shù)套件也屬于本發(fā)明的范圍內(nèi)。在一些 實(shí)施例中，將一個(gè)或多個(gè)通常無菌的上述設(shè)備與用法說明書和/或處 理材料的部分一起包裝和/或銷售，其描述了設(shè)備尺寸和/或設(shè)備應(yīng)該 施加的情形和/或應(yīng)該使用什么材料。關(guān)于控制器，在本發(fā)明的范圍 內(nèi)考慮不同的實(shí)現(xiàn)，包括硬件、固件軟件、裝載有適合的軟件的計(jì) 算機(jī)和/或其上面具有適用于支持這里所描述的方法的軟件的計(jì)算機(jī) 可讀取的介質(zhì)。其提供的段落標(biāo)題意圖輔助瀏覽，并且不應(yīng)該被認(rèn)
為將描述局限于這些標(biāo)題。當(dāng)在接下來的權(quán)利要求書中使用時(shí)，用 語"包含"、"包括"、"具有"和其變化形態(tài)的意思是"包括但 不限于"。
本領(lǐng)域中的技術(shù)人員應(yīng)該懂得，本發(fā)明并不局限于迄今如上所 述的方面。相反，本發(fā)明的范圍只受所附權(quán)利要求的限制。
權(quán)利要求
1.一種用于將治療劑注射到目標(biāo)組織中的方法，該方法包括(a)提供可擴(kuò)張的部件；(b)將所述可擴(kuò)張的部件定位在目標(biāo)組織附近；(c)將治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓力；和(d)在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可擴(kuò)張的部 件包括至少一個(gè)球嚢。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(d)在(c)之后執(zhí)行。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(c)在(d)之后執(zhí)行。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所需壓力為至少 15個(gè)大氣壓。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所需壓力足以促 使所述治療劑以至少20米/秒的速度離開所述孔。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述治療劑通過 細(xì)胞內(nèi)注射方式進(jìn)入到目標(biāo)組織中。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述目標(biāo)組織定 位在身體腔管中。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔的至少一 部分相對于所述可擴(kuò)張的部件沿著橫過軸向的方向進(jìn)行瞄準(zhǔn)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔的至少 一部分相對于所述可擴(kuò)張的部件沿徑向瞄準(zhǔn)。
11. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述孔的至少 一部分相對于所述可擴(kuò)張的部件沿軸向瞄準(zhǔn)。
12. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述身體腔管 是血管。
13. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其特征在于，所迷治療劑包括細(xì)胞毒素劑。
14. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述治療劑包 括纖維化藥劑。
15. 根據(jù)權(quán)利要求13所迷的方法，其特征在于，所述細(xì)胞毒素劑包括醇。
16. 根據(jù)權(quán)利要求15所逸的方法，其特征在于，所述醇包括乙醇。
17. 根據(jù)權(quán)利要求13所逸的方法，其特征在于，所述細(xì)胞毒素 劑進(jìn)入到所述目標(biāo)組織中會阻擋電信號穿過所述目標(biāo)組織的傳輸。
18. 根據(jù)權(quán)利要求17所迷的方法，其特征在于，所述方法適用 于改善心房纖維性顫動。
19. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述治療劑包 括化學(xué)治療劑。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所迷的方法，其特征在于，所述目標(biāo)組織 是腫瘤。
21. 根據(jù)權(quán)利要求20所迷的方法，其特征在于，所迷腫瘤位于 膀胱的內(nèi)表面上。
22. —種用于減輕治療劑^f非目標(biāo)組織的毒性效應(yīng)的方法，所 述方法包4舌(a) 提供可擴(kuò)張的部件；(b) 將所述可擴(kuò)張的部件定位目標(biāo)組織附近；(c) 將 一 定量的治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓 力；和(d) 在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔；其中，所述治療劑的所述量足以對所述目標(biāo)組織的細(xì)胞施加生 理效應(yīng)，但不足以對位于離所述目標(biāo)組織比選定距離更遠(yuǎn)距離處的 細(xì)胞施加生理效應(yīng)。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件包括至少一個(gè)球嚢。
24. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，(d)在(c)之后執(zhí)行。
25. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的方法，其特征在于，(c)在(d)之后執(zhí)行。
26. 根據(jù)權(quán)利要求22所逸的方法，其特征在于，所述治療劑通 過細(xì)胞內(nèi)注射方式進(jìn)入到目標(biāo)組織中。
27. 根據(jù)權(quán)利要求22所逸的方法，其特征在于，所述定位利用 圖像引導(dǎo)系統(tǒng)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所迷的方法，其特征在于，所述定位利用 體內(nèi)攝像頭。
29. 根據(jù)權(quán)利要求22所逸的方法，其特征在于，所述目標(biāo)組織 包括肺瘤。
30. 根據(jù)權(quán)利要求29所迷的方法，其特征在于，所述目標(biāo)組織 包括位于膀胱中的腫瘤。
31. 根據(jù)權(quán)利要求22所逸的方法，其特征在于，所述目標(biāo)組織 包括肺靜脈的 一部分，其傳導(dǎo)引起心房纖維性顫動的電信號。
32. 根據(jù)權(quán)利要求22所逸的方法，其特征在于，所述治療劑以 每毫克組織至少1納克的濃度進(jìn)入到所述目標(biāo)組織中。
33. 根據(jù)權(quán)利要求22所迷的方法，其特征在于，所述治療劑包 括尺寸在1納米至100微米范圍內(nèi)的顆粒。
34. 根據(jù)權(quán)利要求33所迷的方法，其特征在于，所述顆粒包括 至少一種金屬。
35. 根據(jù)權(quán)利要求33所迷的方法，其特征在于，所述顆粒包括 至少一個(gè)核酸序列。
36. —種用于將治療劑透粘膜地輸送至體腔襯細(xì)胞中的方法， 所述方法包括(a)提供可擴(kuò)張的部件； (b) 將所述可擴(kuò)張的部件定位在體腔中；(c) 將治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓力；和(d) 在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔；其中，所述壓力足以推動所述治療劑，而使所述治療劑穿過粘 膜層而進(jìn)入所述粘膜層下面的細(xì)胞中。
37. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件包括至少一個(gè)球嚢。
38. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(d)在(c)之后執(zhí)行。
39. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，(c)在(d)之后執(zhí)行。
40. 根據(jù)權(quán)利要求36所迷的方法，其特征在于，所述體腔包括 鼻孔。
41. 根據(jù)權(quán)利要求36所迷的方法，其特征在于，所述體腔包括 鼻竇。
42. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述體腔包括 泌尿生殖管的一部分。
43. 根據(jù)權(quán)利要求36所迷的方法，其特征在于，所述體腔包括 消化道的一部分。
44. 根據(jù)權(quán)利要求36所述的方法，其特征在于，所述體腔是鼻 孔和/或鄰近的鼻竇，并且該方法減輕了鼻炎。
45. —種處理組織的方法，所述方法包括(a) 將至少一個(gè)其側(cè)面上包括多個(gè)口的細(xì)長管定位在腔管內(nèi)表面 的組織附近；所述細(xì)長管其特征在于，所述細(xì)長管不能擴(kuò)張以填充 整個(gè)腔管；和(b) 利用壓力脈沖將藥劑通過所述口注射到所述組織中。
46. 根據(jù)權(quán)利要求45所述的方法，其特征在于，所述藥劑包括 細(xì)胞毒素化合物。
47. —種用于將治療劑注射到目標(biāo)組織中的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a) 可擴(kuò)張的部件，其包括具備多個(gè)初生孔特征的外壁，所述外 壁限定了一內(nèi)腔；(b) 適合于在所需壓力下將治療劑引入到所述內(nèi)腔的填充機(jī)構(gòu)；和(c) 適合于將所述初生孔轉(zhuǎn)化成實(shí)際孔的釋放機(jī)構(gòu)。
48. 根據(jù)權(quán)利要求47所迷的設(shè)備，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件成形為符合解剖結(jié)構(gòu)。
49. 根據(jù)權(quán)利要求48所述的設(shè)備，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件的所述形狀使所述初生孔朝向目標(biāo)定位。
50. —種用于減少治療劑對非目標(biāo)組織的毒性效應(yīng)的設(shè)備，所 述設(shè)備包括(a) 可擴(kuò)張的部件，其包括具備多個(gè)初生孔特征的外壁，所述外 壁限定了 一內(nèi)腔，所述可擴(kuò)張的部件適合于定位在目標(biāo)組織附近；(b) 適合于在所需壓力下將 一 定量的治療劑引入到所述內(nèi)腔的填 充機(jī)構(gòu)；和(c) 適合于將所述初生孔轉(zhuǎn)化成實(shí)際孔的釋放機(jī)構(gòu)；其中，所述治療劑的所述量足以對所述目標(biāo)組織的細(xì)月包施加生 理效應(yīng)，但不足以對位于離所述目標(biāo)組織比選定距離更遠(yuǎn)距離處的 細(xì)胞施加生理效應(yīng)。
51. 根據(jù)權(quán)利要求50所述的設(shè)備，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件成形為符合解剖結(jié)構(gòu)。
52. 根據(jù)權(quán)利要求51所述的設(shè)備，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件的所述形狀使所述初生孔定位成朝向目標(biāo)。
53. —種用于將治療劑注射到目標(biāo)組織中的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a)可擴(kuò)張的部件，其特征在于至少 一個(gè)適合于與腔管接合的突出部，以及不能與所述腔管接合且具有外壁的至少一部分，所述外壁限定了一內(nèi)腔；(b) 適合于在所需壓力下將治療劑引入到所述內(nèi)腔的填充機(jī)構(gòu)；和(c) 多個(gè)注射口。
54. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的設(shè)備，其特征在于，所述外壁特征 在于其中形成的多個(gè)初生孔，并且所述設(shè)備包括適合于將所述初生 孔轉(zhuǎn)化成注射口的釋放機(jī)構(gòu)。
55. 根據(jù)權(quán)利要求53所述的設(shè)備，其特征在于，所述可擴(kuò)張的 部件的形狀將至少一個(gè)注射口定位在相對于所述裝置沿軸向面向的 位置。
56. —種用于將治療劑注射到目標(biāo)組織中的設(shè)備，所述設(shè)備包括(a) 可擴(kuò)張的部件，其包括外壁，所述外壁限定了一內(nèi)腔；(b) 適合于在所需壓力下將治療劑引入到所述內(nèi)腔的填充機(jī)構(gòu)；和(c) 至少一個(gè)相對于所述設(shè)備沿軸向面向的注射口 。
57. 根據(jù)權(quán)利要求56所述的設(shè)備，其特征在于，所述外壁特征 在于其中形成的多個(gè)初生孔，并且所述設(shè)備包括適合于將所述初生 孔轉(zhuǎn)化成注射口的釋放機(jī)構(gòu)。
全文摘要
一種用于將治療劑注射到目標(biāo)組織中的方法，該方法包括(a)提供可擴(kuò)張的部件；(b)將所述可擴(kuò)張的部件定位在目標(biāo)組織附近；(c)將治療劑引入到可擴(kuò)張的部件中，直至達(dá)到所需壓力；和(d)在可擴(kuò)張的部件中產(chǎn)生多個(gè)小孔。
文檔編號A61M29/00GK101208127SQ200680022991
公開日2008年6月25日 申請日期2006年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2005年4月28日
發(fā)明者M·貝耶, O·格洛伯曼, R·凱勒 申請人:旁路公司