專利名稱：多層共軸血管閉塞裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于對(duì)動(dòng)脈瘤和相似的血管病變進(jìn)行栓塞的血管閉塞 (vaso-occlusive)裝置，如血管閉塞彈簧圈和相似裝置。特別是，本發(fā)明涉及對(duì)現(xiàn)有的兩層 或兩元件共軸血管閉塞裝置，特別是具有聚合物涂層或覆蓋層的那些裝置所作出的改進(jìn)。 特別是，本發(fā)明涉及一種在微導(dǎo)管內(nèi)部提供了改進(jìn)的耐久性、可推性和可跟蹤性的三層或 三元件共軸血管閉塞裝置。被稱作“可跟蹤性”的特性指的是在另一介入裝置之內(nèi)或之上 推進(jìn)一個(gè)介入裝置的便易性，且該特性涉及到摩擦和柔性。
背景技術(shù)：
血管閉塞裝置通常被用于人體的脈管系統(tǒng)內(nèi)以便借助于形成栓子而阻止血液流 通過(guò)脈管(vessel)。血管閉塞裝置還用于在源于脈管的動(dòng)脈瘤內(nèi)形成栓子。血管閉塞裝置 可由一個(gè)或多個(gè)元件形成，所述一個(gè)或多個(gè)元件通常通過(guò)導(dǎo)管或相似的機(jī)構(gòu)被傳輸至脈管 系統(tǒng)內(nèi)。在一些臨床情況下需要提供血管栓塞。例如，脈管栓塞被用于控制脈管流血、使腫 瘤的血液供應(yīng)閉塞、以及對(duì)動(dòng)脈瘤特別是顱內(nèi)動(dòng)脈瘤進(jìn)行閉塞。近年來(lái)，用于治療動(dòng)脈瘤的 脈管栓塞已經(jīng)引起了很多關(guān)注?，F(xiàn)有技術(shù)中已經(jīng)采用了多種不同的治療藥征。一種前景光 明的方法是利用形成血栓的微彈簧圈。這些微彈簧圈可由具有生物相容性的金屬合金(通 常是鉬和鎢)或適當(dāng)?shù)木酆衔镏瞥?。如果由金屬制成，則彈簧圈可設(shè)有Dacron(滌綸)纖 維以便增加致血栓性。彈簧圈通過(guò)微導(dǎo)管被配置到動(dòng)脈部位。微彈簧圈的實(shí)例在下面的美 國(guó)專利中進(jìn)行了披露授權(quán)給Ritchart等的4，994，069 ；授權(quán)給ButIer等的5，133，731 ；授 權(quán)給 Chee 等的 5，226，911 ；授權(quán)給 Palermo 的 5，312，415 ；授權(quán)給 Phelps 等的 5，382，259 ； 授權(quán)給 Dormandy，Jr.等的 5，382，260 ；授權(quán)給 Dormandy，Jr.等的 5，476，472 ；授權(quán)給 Mirigian 的 5，578，074 ；授權(quán)給 Ken 的 5，582，619 ；授權(quán)給 Mariant 的 5，624，461 ；授權(quán)給 Horton 的 5，645，558 ；授權(quán)給 Snyder 的 5，658，308 ；和授權(quán)給 Berenstein 等的 5，718，711。已經(jīng)在某種程度上取得成功的特定類型的微彈簧圈是在授權(quán)給Guglielmi等的 美國(guó)專利 No. 5，122，136 中所述的 Guglielmi Detachable Coil (Guglielmi 可拆脫彈簧圈) (“⑶C”)。⑶C采用通過(guò)釬焊連接而被固定到不銹鋼傳輸線上的鉬絲彈簧圈。在彈簧圈被 置于動(dòng)脈瘤內(nèi)部后，電流被施加到該傳輸線上從而以電解方式使釬焊接合處產(chǎn)生分裂，由此使彈簧圈與傳輸線拆脫開(kāi)來(lái)。施加的電流還使得在彈簧圈上形成了正電荷以便吸引帶負(fù) 電的血細(xì)胞、血小板和纖維蛋白質(zhì)原，由此增加了彈簧圈的致血栓性。具有不同直徑和長(zhǎng)度 的多種彈簧圈可被擠入動(dòng)脈瘤內(nèi)直至動(dòng)脈瘤被完全充滿。彈簧圈因此在動(dòng)脈瘤內(nèi)形成了血 栓并保持所述血栓，從而抑制了所述血栓的移位和碎裂。GDC過(guò)程的優(yōu)點(diǎn)在于，具有如果彈簧圈遷移離開(kāi)其所需位置時(shí)收回線圈并對(duì)線圈 進(jìn)行重新定位的能力，且具有促進(jìn)在動(dòng)脈瘤內(nèi)形成穩(wěn)定血栓的增強(qiáng)的能力。在授權(quán)給Greene，Jr.等的美國(guó)專利6，299，619中和授權(quán)給Greene，Jr.等的美國(guó) 專利6，602，261中例示出了微彈簧圈血管閉塞裝置領(lǐng)域中最近取得的進(jìn)展，所述兩個(gè)專利 都已被轉(zhuǎn)讓給了本發(fā)明的受讓人。這些專利披露了包括微彈簧圈的血管閉塞裝置，所述微 彈簧圈具有設(shè)置在彈簧圈的外表面上的一個(gè)或多個(gè)可膨脹元件。所述可膨脹元件可由多種 可膨脹聚合物水凝膠中的任何可膨脹聚合物水凝膠形成，或另一種可選方式是，由在暴露 于生理環(huán)境如血流時(shí)響應(yīng)于環(huán)境參數(shù)(如溫度或pH)的變化而產(chǎn)生膨脹的環(huán)境敏感性聚合 物形成。盡管具有可膨脹元件的微彈簧圈在例如對(duì)具有多種尺寸和構(gòu)型的動(dòng)脈瘤進(jìn)行栓 塞的方面展現(xiàn)出了光明的前途，但可膨脹元件增加了血管閉塞裝置與配置該裝置所利用的 微導(dǎo)管之間的摩擦力。此外，根據(jù)可膨脹元件的構(gòu)型和材料，裝置的柔性可能有所降低。這 些因素可能導(dǎo)致產(chǎn)生一種尚不具備最佳可推性(對(duì)產(chǎn)生屈曲的阻力)且具有降低的可跟蹤 性(如上所述)的裝置。因此，所存在的盼望已久但尚未滿足的需要是提供一種具有可膨脹元件類型裝置 的所有優(yōu)點(diǎn)且此外還呈現(xiàn)出增強(qiáng)的可推性和可跟蹤性以及優(yōu)良的耐久特性的微彈簧圈血
管閉塞裝置。

發(fā)明內(nèi)容
廣義而言，本發(fā)明涉及一種血管閉塞裝置，所述血管閉塞裝置包括三個(gè)共軸元件 細(xì)長(zhǎng)的柔性絲狀內(nèi)元件；共軸地圍繞所述內(nèi)元件且與所述內(nèi)元件緊密接觸的非金屬中間元 件；和共軸地圍繞所述中間元件且與所述中間元件緊密接觸的外元件，所述外元件包括一 個(gè)或多個(gè)開(kāi)口或間隙，所述中間元件通過(guò)所述開(kāi)口或間隙暴露出來(lái)。在本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，所述內(nèi)元件以由具有生物相容性的不透射線的金 屬制成的螺旋形彈簧圈的形式存在，且所述中間元件是位于所述內(nèi)元件上的保形涂層或 層，所述保形涂層或?qū)佑绍涃|(zhì)聚合物材料制成，所述軟質(zhì)聚合物材料優(yōu)選是可膨脹聚合物。 有利地，聚合物水凝膠是在暴露于例如血流的生理環(huán)境時(shí)產(chǎn)生膨脹的環(huán)境響應(yīng)性水凝膠。 聚合物可有利地是生物可吸收或生物可降解的聚合物。所述外元件有利地是除了在近端和遠(yuǎn)端部段處進(jìn)行緊密地卷繞 (“close-wound(密繞)”)以外被松散地卷繞(“open-wound(松繞)”)在所述中間元件 上的螺旋形“游絲(over-coil)”。所述密繞的近端和遠(yuǎn)端部段支承所述內(nèi)元件，防止所述 內(nèi)元件在配置過(guò)程和任何必要的重新定位過(guò)程中受到損傷，同時(shí)還在所述裝置的所述近端 和遠(yuǎn)端處將所述中間元件緊固地捆束到所述內(nèi)元件上并抑制了述中間元件的所述水凝膠 在所述裝置的所述相應(yīng)端部處產(chǎn)生膨脹。介于所述近端部段與所述遠(yuǎn)端部段之間的所述松 繞部段形成了單個(gè)連續(xù)的螺旋形開(kāi)口，所述中間元件通過(guò)所述開(kāi)口進(jìn)行膨脹。所述開(kāi)口的螺旋形構(gòu)型使所述膨脹的聚合物中間元件受力從而呈現(xiàn)出在所述游絲的彈簧圈之間沿徑 向向外伸出的弓形部段的鏈條的構(gòu)型，而不是呈現(xiàn)出具有連續(xù)的不間斷的外表面的連續(xù)聚 合物層的構(gòu)型。由于所述弓形部段中的每個(gè)部段主要在切線接觸點(diǎn)處或鄰近所述切線接觸 點(diǎn)的位置處與微導(dǎo)管的內(nèi)表面接觸(例如在配置過(guò)程中)，因此與連續(xù)軸向聚合物元件相 比，所述中間元件的總接觸區(qū)域被減少。該減少的接觸區(qū)域相應(yīng)地減少了所述聚合物層與 所述微導(dǎo)管之間的總摩擦，由此降低了操控所述裝置的阻力。所述松繞部段還在所述聚合 物中間元件的所述弓形部段之間形成了鉸鏈點(diǎn)，由此提高了所述裝置的整體柔性。已經(jīng)通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)，由于所述外元件且由于所述外元件與所述中間元件之間的相 互作用帶來(lái)的降低摩擦和提高柔性的優(yōu)點(diǎn)使得與例如現(xiàn)有技術(shù)中的具有位于外表面上或 沿外表面設(shè)置的可膨脹聚合物涂層或元件的微彈簧圈裝置相比，根據(jù)本發(fā)明制造的裝置的 可推性和可跟蹤性得到了增強(qiáng)。本發(fā)明由此提供了一種具有可膨脹元件的微彈簧圈血管閉塞裝置，所述可膨脹元 件允許所述裝置非常有效地對(duì)多種血管病變?nèi)缇哂卸喾N形狀、尺寸和位置的動(dòng)脈瘤進(jìn)行栓 塞，且與現(xiàn)有技術(shù)相比還呈現(xiàn)出增強(qiáng)的可推性和可跟蹤性。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的血管閉塞裝置的透視圖；圖2是圖1所示裝置的軸向剖視圖；圖3是與圖1所示裝置相似的透視圖，圖中示出了處于膨脹狀態(tài)的可膨脹聚合物 中間元件；圖4是圖3所示裝置的軸向剖視圖；圖5是沿圖2所示的線5-5截取的剖視圖，但圖中示出了本發(fā)明的第一變型形式， 其中所述內(nèi)元件包括兩個(gè)共軸螺旋形微彈簧圈；圖6是與圖5所示裝置相似的剖視圖，但圖中示出了本發(fā)明的第二變型形式，其中 所述內(nèi)元件包括三個(gè)共軸螺旋形微彈簧圈；圖7是與圖5所示裝置相似的剖視圖，但圖中示出了本發(fā)明的第三變型形式，其中 所述內(nèi)元件包括限定出包含實(shí)心共軸芯體的腔管的螺旋形微彈簧圈；圖8是與圖5所示裝置相似的剖視圖，但圖中示出了本發(fā)明的第四變型形式，其中 所述內(nèi)元件包括限定出包含中空管狀共軸芯體的腔管的螺旋形微彈簧圈；和圖9是本發(fā)明的另一可選實(shí)施例的透視圖。
具體實(shí)施例方式參見(jiàn)圖1-圖4，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例的血管閉塞裝置10包括三個(gè)細(xì)長(zhǎng)的 共軸元件內(nèi)元件11、非金屬中間元件12和覆蓋所述中間元件的至少一部分的不可膨脹的 外元件13。中間元件12與內(nèi)元件11和外元件13均緊密接觸。內(nèi)元件11由柔性的細(xì)長(zhǎng)絲體或金屬絲形成，所述柔性的細(xì)長(zhǎng)絲體或金屬絲優(yōu)選 由在各種醫(yī)用成像手段如X-射線、核磁共振成像(MRI)或超聲波下可見(jiàn)的材料制成。內(nèi) 元件11優(yōu)選由一定長(zhǎng)度的金屬絲形成，所述一定長(zhǎng)度的金屬絲由多種具有生物相容性的 不透射線的金屬如鉬、鉭、鎢、金、鈦、鎳鈦金屬互化物、不銹鋼、ELgiloy(鈷-鉻-鎳)或本領(lǐng)域公知的其它合金中的任何金屬制成。另一種可選方式是，內(nèi)元件可由非金屬材料如 聚合物、膠原、蛋白質(zhì)、藥物、生物材料(例如細(xì)胞材料和基因)、生物活性制劑、治療用化合 物、或這些材料的組合制成或包括上述材料。如果內(nèi)元件由可透射線的材料制成，則應(yīng)該有 利地對(duì)內(nèi)元件進(jìn)行摻雜或浸漬或化學(xué)改性以便使其在一種或多種成像技術(shù)作用下是可見(jiàn) 的。另一種可選方式是，內(nèi)元件可由在MRI或超聲波手段下具有高可見(jiàn)性的材料制成。內(nèi) 元件11可成形為多種構(gòu)型，這包括，但不限于，彈簧圈、桿、管道、纜線、編織物、切斷管或其 它細(xì)長(zhǎng)柔性形式。如圖所示，內(nèi)元件以螺旋形彈簧圈的形式存在，所述形式可能是優(yōu)選的 形式。在一個(gè)特定實(shí)施例中，內(nèi)元件至少部分地被成形為多絲彈簧圈構(gòu)型，正如公開(kāi)號(hào)為 2004/0006362的共有美國(guó)專利申請(qǐng)中所述，所述專利申請(qǐng)的披露內(nèi)容在此作為參考被引 用。中間元件12可被成形為涂層、包層、管狀套筒或其它構(gòu)造以便圍繞內(nèi)元件11共軸 地形成大體上連續(xù)的表面。另一種可選方式是，中間元件可被成形為圓柱體并隨后被串叉 到內(nèi)部芯體元件11上，正如公開(kāi)號(hào)為2002/0177855的共有且共同待審的美國(guó)專利申請(qǐng)中 所述，所述專利申請(qǐng)的披露內(nèi)容在此作為參考被引用。中間元件12優(yōu)選覆蓋除短近端和遠(yuǎn) 端部段以外內(nèi)元件11的所有長(zhǎng)度。中間元件12可由多種適當(dāng)?shù)拇篌w上非金屬的具有生物相容性的材料中的任何材 料制成，所述材料包括聚合物、生物聚合物、生物材料和這些材料的組合。適當(dāng)?shù)木酆衔锇?括纖維素、聚丙烯、聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸、聚交酯、聚酰胺、聚乙烯醇(PVA)、聚酯、聚氨 酯、聚乙醇酸、氟碳聚合物(例如PTFE)、尼龍、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、水凝膠和硅酮。典 型的生物材料包括藻酸鹽、透明質(zhì)酸、纖維蛋白質(zhì)、膠原和絲綢?？蛇x地，中間元件12可被 浸漬、接枝、鍵聯(lián)或改性以便傳輸治療用化合物、藥物、膠原、蛋白質(zhì)、基因、生物活性制劑或 細(xì)胞材料。參見(jiàn)例如US 5，658，308和國(guó)際公開(kāi)號(hào)為WO 99/65401和W000/27445的申請(qǐng)， 所述專利或申請(qǐng)的披露內(nèi)容在此作為參考被引用。在一個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中，中間元件12由 代表當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平的生物可吸收或生物可降解聚合物例如公開(kāi)號(hào)為2002/0040239和 2002/0020417的美國(guó)專利申請(qǐng)中所述的那些聚合物制成，所述專利申請(qǐng)的披露內(nèi)容在此作 為參考被引用。在另一優(yōu)選實(shí)施例中，中間元件12由軟質(zhì)保形材料制成，且更優(yōu)選由可膨 脹材料如水凝膠制成。最優(yōu)選的材料是環(huán)境響應(yīng)性水凝膠，例如公開(kāi)號(hào)為2002/0176880的美國(guó)專利申 請(qǐng)中所述的那種水凝膠，所述專利申請(qǐng)的披露內(nèi)容在此作為參考被引用。特別地，公開(kāi)號(hào)為 2002/0176880的美國(guó)專利申請(qǐng)中所述的水凝膠具有響應(yīng)于這種環(huán)境參數(shù)如pH或溫度的變 化而產(chǎn)生受控體積膨脹的類型。這些水凝膠是通過(guò)形成包含(a)至少一種單體和/或聚 合物，所述至少一種單體和/或聚合物的至少一部分對(duì)于環(huán)境參數(shù)的變化是敏感的；(b)交 聯(lián)劑；和(c)聚合引發(fā)劑的液體混合物來(lái)制備的。如果需要，則成孔劑(porosigen)(例如 NaCl、冰晶或蔗糖)可被加入混合物中，并隨后從所得固體水凝膠中被去除從而提供具有 足夠多孔性以便允許細(xì)胞長(zhǎng)入的水凝膠。通過(guò)引入具有可離子化的功能基團(tuán)(例如胺、羧 酸)的烯化不飽和單體而提供受控的膨脹率。例如，如果丙烯酸被引入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，則在低 PH值溶液中對(duì)水凝膠進(jìn)行培養(yǎng)從而使羧酸質(zhì)子化。在沖洗掉過(guò)多的低pH值溶液并對(duì)水凝 膠進(jìn)行干燥之后，水凝膠可被引導(dǎo)通過(guò)充注有處于生理學(xué)PH值下的鹽或充注有血液的微 導(dǎo)管內(nèi)。只有對(duì)羧酸基團(tuán)進(jìn)行去質(zhì)子化之后，水凝膠才能產(chǎn)生膨脹。相反，如果含有胺的單體被引入交聯(lián)網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，則在高PH值溶液中對(duì)水凝膠進(jìn)行培養(yǎng)從而對(duì)胺進(jìn)行去質(zhì)子化。在沖 洗掉過(guò)多的高PH值溶液并對(duì)水凝膠進(jìn)行干燥之后，水凝膠可被引導(dǎo)通過(guò)充注有處于生理 學(xué)PH值下的鹽或充注有血液的微導(dǎo)管。只有對(duì)胺基團(tuán)進(jìn)行質(zhì)子化之后，水凝膠才能產(chǎn)生膨 脹。更特別地，在水凝膠的優(yōu)選劑型中，單體溶液包括烯化不飽和單體、烯化不飽和交 聯(lián)劑、成孔劑和溶劑。所選擇的單體的至少一部分，優(yōu)選10% -50%，且更優(yōu)選10% -30%必 須具有PH敏感性。優(yōu)選的pH敏感性單體是丙烯酸。甲基丙烯酸及兩種酸的衍生物也將提 供PH敏感性。由于利用除了這些酸以外的酸所制備的水凝膠的機(jī)械性質(zhì)較差，因此應(yīng)該選 擇提供附加機(jī)械性質(zhì)的單體。用于提供機(jī)械性質(zhì)的優(yōu)選單體是丙烯酰胺，所述單體可與上 述PH敏感性單體中的一種或多種結(jié)合使用從而提供附加的壓縮強(qiáng)度或其它機(jī)械性質(zhì)。單 體在溶劑中的優(yōu)選濃度在從20% w/w至30% w/w的范圍內(nèi)。交聯(lián)劑可以是任何多功能烯化不飽和化合物，優(yōu)選是N，N ‘ _亞甲基雙丙烯酰胺。 如果需要水凝膠材料具有生物降解性，則應(yīng)該選擇可生物降解的交聯(lián)劑。交聯(lián)劑在溶液中 的濃度應(yīng)該小于約w/w，且優(yōu)選小于約0. 1% w/w。通過(guò)將成孔劑懸浮在單體溶液中達(dá)到過(guò)飽和懸浮狀態(tài)而提供水凝膠材料的孔隙 率。也可利用不可溶于單體溶液中但可溶于清洗溶液中的成孔劑。氯化鈉是優(yōu)選的成孔劑， 但也可利用氯化鉀、冰、蔗糖和碳酸氫鈉。優(yōu)選將成孔劑的顆粒尺寸控制為小于約25微米， 更優(yōu)選小于約10微米。小顆粒尺寸有助于成孔劑在溶劑中的懸浮。成孔劑在單體溶液中 的優(yōu)選濃度在從約5% w/w至約50% w/w的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在從約10% w/w至約20% w/w 的范圍內(nèi)。另一種可選方式是，可省去成孔劑且可制造非多孔水凝膠。如果需要溶劑，則基于單體、交聯(lián)劑和成孔劑的溶解度選擇溶劑。如果使用液體單 體(例如，2-甲基丙烯酸羥)，則不必使用溶劑。優(yōu)選的溶劑是水，但也可利用乙醇。溶劑 的優(yōu)選濃度在從約20% w/w至約80% w/w的范圍內(nèi)，更優(yōu)選在從約50% w/w至約80% w/ w的范圍內(nèi)。交聯(lián)密度對(duì)這些水凝膠材料的機(jī)械性質(zhì)有顯著影響?？赏ㄟ^(guò)單體濃度、交聯(lián)劑濃 度和溶劑濃度的變化對(duì)交聯(lián)密度(且因此對(duì)機(jī)械性質(zhì))進(jìn)行最佳地控制?？赏ㄟ^(guò)還原-氧 化、輻射和熱量實(shí)現(xiàn)單體的交聯(lián)?？稍诶眠m當(dāng)?shù)囊l(fā)劑的情況下通過(guò)紫外光和可見(jiàn)光或 者在不利用引發(fā)劑的情況下通過(guò)離子化輻射(例如電子束或伽馬射線)實(shí)現(xiàn)單體溶液的輻 射交聯(lián)。優(yōu)選類型的交聯(lián)引發(fā)劑是通過(guò)還原-氧化而進(jìn)行作用的交聯(lián)引發(fā)劑?？捎糜诒景l(fā) 明的該實(shí)施例中的這種還原/氧化(red/ox)引發(fā)劑的特定實(shí)例是過(guò)硫酸銨和N，N, N'， N'-四甲基乙二胺。在完成聚合化之后，用水、酒精或其它適當(dāng)?shù)囊环N或多種清洗溶液對(duì)水凝膠進(jìn)行 清洗以便去除一種或多種成孔劑、任何未作用的殘余的一種或多種單體和任何未被引入的 低聚物。這一過(guò)程優(yōu)選是通過(guò)起初在蒸餾水中對(duì)水凝膠進(jìn)行清洗而實(shí)現(xiàn)的。如上所述，通過(guò)對(duì)存在于水凝膠網(wǎng)絡(luò)上的可離子化功能基團(tuán)進(jìn)行質(zhì)子化/去質(zhì)子 化而實(shí)現(xiàn)對(duì)水凝膠的膨脹率的控制。一旦已經(jīng)制備出水凝膠且過(guò)多的單體和成孔劑已被洗 去，則可實(shí)施控制膨脹率的步驟。在具有羧酸基團(tuán)的pH敏感性單體已被引入水凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)的實(shí)施例中，在低pH值 溶液中對(duì)水凝膠進(jìn)行培養(yǎng)。溶液中的自由質(zhì)子對(duì)水凝膠網(wǎng)絡(luò)上的羧酸基團(tuán)進(jìn)行質(zhì)子化。培養(yǎng)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間和溫度以及溶液的PH值影響了對(duì)膨脹率的控制量。通常情況下，培養(yǎng)過(guò) 程的持續(xù)時(shí)間和溫度與對(duì)膨脹的控制量成正比例，而溶液PH值則與對(duì)膨脹的控制量成反 比例。已經(jīng)確定的是，處理溶液的水含量也影響了膨脹控制。就這方面而言，水凝膠能夠在 處理溶液中產(chǎn)生更多的膨脹且認(rèn)為增加了可用于進(jìn)行質(zhì)子化的羧酸基團(tuán)的數(shù)量。需要對(duì)水 含量和PH進(jìn)行優(yōu)化以便在最大程度上控制膨脹率。在完成培養(yǎng)之后，過(guò)多的處理溶液被洗 去且對(duì)水凝膠材料進(jìn)行干燥。已經(jīng)觀察到，與未經(jīng)過(guò)處理的水凝膠相比，經(jīng)過(guò)低PH值溶液 處理的水凝膠在干燥后尺寸減小至更小的尺寸。由于需要通過(guò)微導(dǎo)管傳輸這些水凝膠材 料，因此上述效應(yīng)是需要的效應(yīng)。如果具有胺基團(tuán)的pH敏感性單體被引入水凝膠網(wǎng)絡(luò)內(nèi)，則在高pH值溶液中對(duì)水 凝膠進(jìn)行培養(yǎng)。去質(zhì)子化在高PH值下發(fā)生在水凝膠網(wǎng)絡(luò)的胺基團(tuán)上。培養(yǎng)過(guò)程的持續(xù)時(shí) 間和溫度以及溶液的PH值影響了對(duì)膨脹率的控制量。通常，培養(yǎng)過(guò)程的持續(xù)時(shí)間、溫度和 溶液PH值與對(duì)膨脹的控制量成正比例。在完成培養(yǎng)之后，過(guò)多的處理溶液被洗去且對(duì)水凝 膠材料進(jìn)行干燥。對(duì)于具有由可膨脹聚合物水凝膠形成的中間元件的血管閉塞裝置的實(shí)施例而言， 當(dāng)中間元件12產(chǎn)生膨脹時(shí)，未被外元件13覆蓋或限制的柔軟的保形中間元件12的區(qū)域通 過(guò)開(kāi)口或間隙，或在外元件13的彈簧圈之間沿徑向向外延伸(如下所述)，從而使得在外元 件13所施加的限制的作用下而形成包括弓形部段的鏈條的波狀外表面。由于波狀外表面 的弓形部段僅在鄰近每個(gè)部段頂點(diǎn)的切線接觸點(diǎn)處或者接近所述切線接觸點(diǎn)的位置處與 配置該裝置所利用的微導(dǎo)管的內(nèi)壁表面接觸，因此使得，與相同材料的連續(xù)或光滑的表面 相比，該波狀或弓形構(gòu)型提供了減輕的摩擦。外元件13是柔性且細(xì)長(zhǎng)的大體上呈管狀的構(gòu)件，所述構(gòu)件長(zhǎng)度的至少相當(dāng)長(zhǎng)的 部分且優(yōu)選所述構(gòu)件長(zhǎng)度的大部分包括或限定出至少一個(gè)開(kāi)口或間隙從而允許中間元件 12被暴露出來(lái)和/或伸出。外元件13的適當(dāng)構(gòu)型包括螺旋形彈簧圈、編織物和帶狹槽的或 螺旋形切斷管。外元件13可由任何適當(dāng)?shù)纳锵嗳菪越饘倩蚓酆衔镏瞥?，這包括上面列舉 的用于內(nèi)元件的生物相容性金屬或聚合物。對(duì)于那些利用柔軟的保形中間元件12的實(shí)施 例而言，外元件13應(yīng)該具有足夠的徑向強(qiáng)度從而壓縮或限制中間元件12。外元件13中的開(kāi)口優(yōu)選使得，沿裝置長(zhǎng)度的相當(dāng)長(zhǎng)的部分，外元件13的開(kāi)口區(qū)域 優(yōu)選是介于裝置長(zhǎng)度的該部分的近端界限與遠(yuǎn)端界限之間的裝置的總外表面區(qū)域的至少 約20%且更優(yōu)選為大于約40%。例如，在接近裝置端部的位置處，外元件13可具有相對(duì)較 低百分比的開(kāi)口區(qū)域(即小于約20% )，而對(duì)于介于裝置的端部部分之間的更大部分的裝 置長(zhǎng)度而言，外元件13可具有更大百分比(即至少約20%且優(yōu)選大于約40%)的開(kāi)口區(qū) 域，從而允許中間元件12通過(guò)外元件13更大程度地暴露出來(lái)。覆蓋裝置總長(zhǎng)度的至少約 75%的外元件13的部分優(yōu)選將具有更大百分比的開(kāi)口區(qū)域。在最優(yōu)選的實(shí)施例中，裝置包括由生物相容性金屬絲(例如鉬合金)的緊密卷繞 (“密繞”)的螺旋形彈簧圈形成的內(nèi)元件11、親水可膨脹聚合物(例如水凝膠)的中間元 件12、和以生物相容性金屬或聚合物的螺旋形彈簧圈的形式存在的外元件13，所述彈簧圈 在大部分長(zhǎng)度范圍內(nèi)是松繞的且具有密繞的近端部段14和密繞的遠(yuǎn)端部段15。外元件13 的松繞部分限定出單個(gè)連續(xù)的螺旋形開(kāi)口或間隙。彈簧圈優(yōu)選由具有不超過(guò)約0. 15mm的 直徑的金屬絲制成。外元件13所包括的彈簧圈的節(jié)距可以達(dá)到卷繞成彈簧圈的絲體直徑的十倍，且優(yōu)選介于比絲體直徑高出約5%與高出約100%之間的范圍內(nèi)。聯(lián)接元件16有利地被附接到內(nèi)元件11的近端上從而被可拆脫地附接到配置裝置 (未示出)上。圓形閉塞器尖端17可被附接到內(nèi)元件11的遠(yuǎn)端上。在上述最優(yōu)選的實(shí)施例中，中間元件12的水凝膠在暴露于水溶液環(huán)境(例如血 液)時(shí)產(chǎn)生膨脹或溶脹。凝膠優(yōu)選膨脹至其初始體積的約2倍與約20倍之間的體積。如 圖3和圖4所示，產(chǎn)生溶脹或膨脹的中間元件12通過(guò)在外元件13的松繞部段的彈簧圈之 間限定出的螺旋形開(kāi)口或間隙伸出從而形成波狀中凸彎曲表面，所述表面限定出弓形或圓 形部段的鏈條，每個(gè)部段所具有的直徑遠(yuǎn)大于外元件13的直徑。上述螺旋形外元件13可被認(rèn)為限定出單個(gè)螺旋形開(kāi)口或間隙，或其可被視作限 定出多個(gè)相連的開(kāi)口或間隙，每個(gè)所述開(kāi)口或間隙被限定在外元件13的彈簧圈的相鄰的 成對(duì)繞組之間。另一種可選方式是，如果外元件13例如被成形為帶狹槽的管道，則外元件 13將被認(rèn)為在其軸向中間部段中限定出多個(gè)離散的開(kāi)口或間隙，所述開(kāi)口或間隙在功能上 等效于所示實(shí)施例中限定出的一個(gè)或多個(gè)螺旋形開(kāi)口。裝置10可被構(gòu)造以便使每個(gè)共軸元件具有不同的徑向厚度從而提供不同的操縱 特征。內(nèi)元件11優(yōu)選具有介于約0. 075mm與0. 75mm之間的直徑；中間元件12具有介于約 0. 025mm與1.00mm之間的厚度；且外元件13具有介于約0. 025mm與0. 25mm之間的厚度。 對(duì)于利用可膨脹的中間元件12的實(shí)施例而言，這些厚度是在未膨脹狀態(tài)下測(cè)得的。外元 件13的外徑優(yōu)選實(shí)際上要或多或少地小于中間元件12的處于膨脹狀態(tài)或溶脹狀態(tài)下的直 徑，從而使得中間元件將易于膨脹通過(guò)外元件13中的開(kāi)口或間隙。圖5和圖6示出了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例的變型，其中內(nèi)元件具有多層結(jié)構(gòu)。特別 地，圖5示出了具有分別包括第一共軸彈簧圈IlOa和第二共軸彈簧圈IlOb的內(nèi)元件的第 一變型。圖6示出了具有分別包括第一共軸彈簧圈210a、第二共軸彈簧圈210b和第三共軸 彈簧圈210c的內(nèi)元件的第二變型。在共有且共同待審的公開(kāi)號(hào)為2004/0006363的美國(guó)專 利申請(qǐng)中對(duì)適當(dāng)?shù)墓草S彈簧圈結(jié)構(gòu)及其制造方法進(jìn)行了披露，所述專利申請(qǐng)的披露內(nèi)容在 此作為參考被引用。內(nèi)元件可事實(shí)上包括四個(gè)或更多個(gè)共軸層。相似地，外元件13可包括 多個(gè)共軸螺旋形彈簧圈層，且設(shè)想外元件的表面區(qū)域中占適當(dāng)百分比的表面區(qū)域保持開(kāi)口 狀態(tài)以便暴露出中間元件，正如上面所述地。圖7示出了本發(fā)明的第三變型，其中內(nèi)元件包括限定出軸向腔管的螺旋形彈簧圈 310，所述軸向腔管長(zhǎng)度的至少相當(dāng)長(zhǎng)的部分中填充有實(shí)心芯體構(gòu)件320。實(shí)心芯體構(gòu)件 320可浸漬有治療制劑，所述治療制劑可被吸入血流內(nèi)。圖8示出了本發(fā)明的第四變型，其中內(nèi)元件包括限定出軸向腔管的螺旋形彈簧圈 410，所述軸向腔管的至少相當(dāng)長(zhǎng)的部分包含中空的管狀芯體構(gòu)件420。該管狀芯體構(gòu)件 340提供了附加的強(qiáng)度，且其中可充注有液體治療制劑(未示出)。圖9示出了根據(jù)本發(fā)明的另一可選實(shí)施例的血管閉塞裝置10'。該實(shí)施例包括具 有遠(yuǎn)端部段15'的外元件13'，所述遠(yuǎn)端部段未進(jìn)行密繞，而是被制造成具有占制造外元 件13'所用的金屬絲或絲體的直徑的大約5%至100%的小間隙。這些間隙使得裝置10' 的遠(yuǎn)端部段15'在外元件13'與內(nèi)元件11'交疊的區(qū)域中具有更大的柔性。在圖9所示的實(shí)施例中，內(nèi)元件11'和外元件13'的近端都有利地通過(guò)釬焊或焊 接而被附接到聯(lián)接元件16'上。內(nèi)元件11'和外元件13'與聯(lián)接元件16'的附接使得裝置10'的近端在配置和植入過(guò)程中對(duì)變形的耐受性更強(qiáng)。在上述實(shí)施例中的任何實(shí)施例中，外元件的一部分和/或中間元件的一部分可被 修飾(例如通過(guò)涂覆)從而包括促進(jìn)了有益細(xì)胞或生長(zhǎng)因子的粘結(jié)的結(jié)構(gòu)。在公開(kāi)號(hào)為 2002/0049495的美國(guó)專利申請(qǐng)中披露了為此目的而使用的典型涂層，所述專利申請(qǐng)的披露 內(nèi)容在此作為參考被引用。如上所述，本發(fā)明在微導(dǎo)管中提供了良好的可跟蹤性。換句話說(shuō)，使得易于行進(jìn)通 過(guò)導(dǎo)管而不會(huì)被束靠在導(dǎo)管上或使導(dǎo)管移動(dòng)。該優(yōu)點(diǎn)是借助于減輕在裝置的端部處的摩擦 和屈曲而實(shí)現(xiàn)的。使裝置行進(jìn)通過(guò)典型微導(dǎo)管所需的力通常小于約0.7磅(lbs)。該裝置優(yōu)選可從柔性細(xì)長(zhǎng)傳輸設(shè)備(未示出)如金屬絲、推動(dòng)器管道或類似設(shè)備 上被拆脫下來(lái)。本領(lǐng)域已知的典型拆脫系統(tǒng)包括電解、機(jī)械、電機(jī)械、熱、超聲波和液壓拆脫 機(jī)構(gòu)。該裝置可被成形為次級(jí)構(gòu)型，如螺旋形彈簧圈、半球、卵形體或血管閉塞裝置領(lǐng)域已 知的任何其它適當(dāng)?shù)亩S或三維形狀。另一種可選方式是，該裝置可保持相對(duì)較直的構(gòu)型， 且在端部處具有或不具有曲度(例如“J”構(gòu)型)。在上述實(shí)施例中的任何實(shí)施例中，內(nèi)元件或中間元件中的任一元件或兩種元件可 被成形以便具有較強(qiáng)的耐拉伸性，從而使得如果裝置需要被部分縮回以便進(jìn)行重新定位或 其它動(dòng)作時(shí)限制了整個(gè)裝置(包括外元件)的拉伸。應(yīng)該意識(shí)到上述材料中的多種材料 具有不同程度的耐拉伸性。該裝置可用于對(duì)血管、其它動(dòng)脈空間如動(dòng)脈瘤、和整個(gè)人體內(nèi)的其它管狀或囊狀 器官或空間進(jìn)行閉塞和/或栓塞。可適宜地利用該裝置的特定應(yīng)用包括對(duì)腦動(dòng)脈瘤、主動(dòng) 脈瘤、瘺管、輸卵管、心臟間隔缺損、卵圓孔未閉和左心耳進(jìn)行閉塞。對(duì)于這些應(yīng)用中的一些 應(yīng)用而言，可能優(yōu)選利用具有大于上述那些尺寸的尺寸的裝置。盡管已經(jīng)在本說(shuō)明書(shū)和附圖中對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但應(yīng)該意識(shí) 到相關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員可易于作出多種改變和變型。因此，本發(fā)明的范圍不限于在此所述 的特定實(shí)施例和實(shí)例，而是應(yīng)被視為包括通過(guò)適宜地閱讀下面的權(quán)利要求書(shū)所確定出的其 它可選實(shí)施例和等效方式。
權(quán)利要求
一種血管閉塞植入物，所述血管閉塞植入物包括細(xì)長(zhǎng)的柔性絲狀內(nèi)元件；共軸地圍繞所述內(nèi)元件且與所述內(nèi)元件緊密接觸的非金屬中間元件；和共軸地圍繞所述中間元件的外元件，所述外元件限定出開(kāi)口區(qū)域，所述中間元件通過(guò)所述開(kāi)口區(qū)域暴露出來(lái)；其中所述開(kāi)口區(qū)域包括由更大部分的植入物長(zhǎng)度分開(kāi)的兩個(gè)端部部分，所述端部部分的開(kāi)口區(qū)域占在所述植入物長(zhǎng)度的所述預(yù)定部分內(nèi)的植入物表面區(qū)域的小于約20％，而所述更大部分的開(kāi)口區(qū)域占在所述植入物長(zhǎng)度的所述預(yù)定部分內(nèi)的植入物表面區(qū)域的至少約20％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管閉塞植入物，其中所述中間元件包括可膨脹聚合物材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管閉塞植入物，其中所述外元件包括螺旋形彈簧圈，所述 螺旋形彈簧圈具有限定出所述開(kāi)口區(qū)域的節(jié)距，所述中間元件通過(guò)所述開(kāi)口區(qū)域暴露出來(lái)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的血管閉塞植入物，其中所述彈簧圈由螺旋形卷繞的絲體形 成，且其中所述彈簧圈的所述節(jié)距大于所述絲體的直徑。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的血管閉塞植入物，其中所述線圈的所述節(jié)距介于比所述絲體 的直徑高出約5%與高出約100%之間的范圍內(nèi)。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的血管閉塞植入物，其中所述可膨脹聚合物材料包括水凝膠。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的血管閉塞植入物，其中所述可膨脹聚合物材料主要由水凝膠 構(gòu)成。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的血管閉塞植入物，其中所述水凝膠是響應(yīng)于環(huán)境參數(shù)的變化 而進(jìn)行膨脹的類型。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的血管閉塞植入物，其中所述環(huán)境參數(shù)選自包括溫度和pH的組群。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件限定出包含中空管狀芯 體元件的腔管。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件限定出包括大體上實(shí)心 的芯體元件的腔管。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件和所述中間元件中的至 少一個(gè)元件包括選自包括藥物、生物活性制劑、治療用化合物、細(xì)胞材料、基因、膠原和蛋白 質(zhì)中的至少一種的組群的材料。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的血管閉塞植入物，其中所述更大的部分覆蓋了所述植入物 總長(zhǎng)度的至少75%。
14.一種血管閉塞植入物，所述血管閉塞植入物包括 絲狀內(nèi)元件；共軸地圍繞所述內(nèi)元件且與所述內(nèi)元件緊密接觸的非金屬中間元件；和 共軸地圍繞所述中間元件且具有開(kāi)口區(qū)域的外元件，所述中間元件通過(guò)所述開(kāi)口區(qū)域 暴露出來(lái)，所述外元件包括限定出螺旋形彈簧圈的螺旋形卷繞的絲體，所述彈簧圈具有大于所述絲體的直徑的節(jié)距；其中所述開(kāi)口區(qū)域包括由更大部分的植入物長(zhǎng)度分開(kāi)的兩個(gè)端部部分，所述端部部分 的開(kāi)口區(qū)域占在所述植入物長(zhǎng)度的所述預(yù)定部分內(nèi)的植入物表面區(qū)域的小于約20%，而所 述更大部分的開(kāi)口區(qū)域占在所述植入物長(zhǎng)度的所述預(yù)定部分內(nèi)的植入物表面區(qū)域的至少 約 20%。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件和所述中間元件中的至 少一個(gè)元件至少部分地由非金屬的具有生物相容性的材料制成。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的血管閉塞植入物，其中所述線圈的所述節(jié)距介于比所述絲 體的直徑高出約5%與高出約100%之間的范圍內(nèi)。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件包括由選自包括了金屬 絲和聚合物絲體的組群的具有生物相容性的材料制成的微彈簧圈，且其中所述中間元件由 具有生物相容性的聚合物材料形成。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的血管閉塞植入物，其中所述中間元件包括可膨脹聚合物材料。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的血管閉塞植入物，其中所述更大的部分覆蓋了所述植入物 總長(zhǎng)度的至少75%。
20.根據(jù)權(quán)利要求18所述的血管閉塞植入物，其中所述可膨脹聚合物材料包括水凝膠。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的血管閉塞植入物，其中所述可膨脹聚合物材料主要由水凝 膠構(gòu)成。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的血管閉塞植入物，其中所述水凝膠是響應(yīng)于環(huán)境參數(shù)的變 化而進(jìn)行膨脹的類型。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的血管閉塞植入物，其中所述環(huán)境參數(shù)選自包括溫度和pH的組群。
24.根據(jù)權(quán)利要求14所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件具有近端和遠(yuǎn)端，且其 中所述外元件包括在近端部段與遠(yuǎn)端部段之間進(jìn)行延伸的松繞螺旋形彈簧圈部分，所述近 端部段和遠(yuǎn)端部段分別在鄰近所述內(nèi)元件的所述近端和所述遠(yuǎn)端的位置處被附接到所述 內(nèi)元件上，其中所述松繞部分限定出所述開(kāi)口區(qū)域。
25.根據(jù)權(quán)利要求14所述的血管閉塞植入物，其中所述內(nèi)元件和所述中間元件中的至 少一個(gè)元件包括選自包括了藥物、生物活性制劑、治療用化合物、細(xì)胞材料、基因、膠原和蛋 白質(zhì)中的至少一種的組群的材料。
全文摘要
一種血管閉塞裝置包括共軸地進(jìn)行布置的內(nèi)元件、中間元件和外元件。所述內(nèi)元件是絲狀元件，優(yōu)選是微彈簧圈。所述中間元件由非金屬材料制成，所述非金屬材料優(yōu)選是可膨脹聚合物。所述外元件大體上是不可膨脹的且限定出至少一個(gè)間隙或開(kāi)口，所述中間元件通過(guò)所述間隙或開(kāi)口被暴露出來(lái)。在優(yōu)選實(shí)施例中，當(dāng)所述中間元件產(chǎn)生膨脹時(shí)，所述中間元件通過(guò)所述外元件中的所述至少一個(gè)間隙或開(kāi)口伸出且呈現(xiàn)出具有波狀中凸彎曲外表面的構(gòu)型，所述表面限定出弓形部段的鏈條，每個(gè)部段所具有的直徑遠(yuǎn)大于所述外元件的直徑。所述中間元件的膨脹構(gòu)型使所述裝置被配置通過(guò)微導(dǎo)管時(shí)的摩擦最小化，由此減小了產(chǎn)生屈曲的可能性同時(shí)保持了優(yōu)良的柔性。結(jié)果使得產(chǎn)生了在被配置通過(guò)微導(dǎo)管時(shí)具有增強(qiáng)的可推性和可跟蹤性的裝置。
文檔編號(hào)A61B17/12GK101978934SQ20101027799
公開(kāi)日2011年2月23日 申請(qǐng)日期2006年3月17日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月31日
發(fā)明者G·馬丁內(nèi)斯 申請(qǐng)人:微排放器公司