JP6487464B2 - 左胃動脈の遠位部分への粒子の選択的な送達 - Google Patents

Description

関連出願の相互参照
本出願は、本明細書において参照によりその全体において組み込まれている2014年1月17日に出願された米国仮特許出願第61/928,550号の便益を主張する。

肥満は、生活の質の低下をもたらすと共に、メタボリック症候群、糖尿病、高血圧、鬱血性心不全、アテローム性動脈硬化、睡眠時無呼吸などの慢性疾患の進行をもたらす、主要な公衆の健康上の問題として幅広く認識されている。生活様式の変化が肥満を治療するために用いられ得るが、生活様式の変化は、特に長期的に見ると、常に成し遂げられるとは限らない。薬物療法は、肥満に対する1つの従来の治療であるが、様々な合併症や有害な副作用をしばしば伴う。

肥満手術は、肥満に対する別の従来の治療である。肥満手術の認められている有益性の1つは、グレリンの生成の低減である。グレリンは、胃底で主に生成される神経ペプチドであり、食物摂取を刺激する唯一知られているホルモンである(食欲促進ホルモン)。肥満手術と関連付けられるグレリンの生成の低減は、体重減少を促進する助けになると考えられている。しかし、肥満手術は侵襲的であり、相当の外科合併症および/または有害な副作用を伴う可能性がある。

米国特許出願第14/091,787号

本発明の一態様は、遠位端、近位端、側壁、および、近位端と遠位端との間の経路を提供する第1のルーメンを有するカテーテルを介して、患者の左胃動脈へと塞栓粒子を送達する方法を対象にしている。この方法は、カテーテルの遠位端が患者の左胃動脈に位置決めされるように、カテーテルを患者へと導入するステップと、血液が左胃動脈を通って流れるのをバルーンが防止するように、カテーテルの遠位端の近くに位置付けられるバルーンを膨張するステップと、粒子と造影剤との混合物を、粒子と造影剤とがカテーテルを通り、カテーテルの遠位端を通って外へと流れるように、カテーテルの近位端へと注入するステップと、血液が、バルーンの近位である位置でカテーテルの側壁にある開口を通じてカテーテル内へと流れ、カテーテルの遠位端を通って外へと流れるための経路を提供するステップと、粒子が、バルーンの近位にある患者の動脈系の部分へと流れるのを防止するステップとを含む。血液の流れは、左胃動脈の遠位部分にある粒子の目的場所へと粒子を一緒に運ぶのを助ける。

この方法の一部の実施形態では、第1のルーメンは、カテーテルの近位端と遠位端との間に流体密封経路を提供し、血液が流れるための経路を提供するステップは、第1のルーメンとは異なる第2のルーメンによって実施される。この方法の一部の実施形態では、防止するステップは、第2のルーメンの近位端に配置されるストレーナー（strainer）を用いて実施される。好ましくは、ストレーナーは、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える。この方法の他の実施形態では、防止するステップは、第2のルーメンの遠位端に配置されるストレーナーを用いて実施される。好ましくは、ストレーナーは、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える。

血液が流れるための経路を提供するステップは、バルーンの近位である位置でカテーテルの側壁にあり、血液が第1のルーメンへと流れるのを許容する開口を用いて実施され、防止するステップは、開口に配置されるストレーナーを用いて実施され得る。好ましくは、ストレーナーは、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える。

この方法の一部の実施形態では、カテーテルの遠位端が患者の左胃動脈に位置決めされるとき、側壁にある開口が患者の左胃動脈に位置決めされることになるような位置に、側壁にある開口が配置される。この方法の他の実施形態では、カテーテルの遠位端が患者の左胃動脈に位置決めされるとき、側壁にある開口が患者の腹腔動脈に位置決めされることになるような位置に、側壁にある開口が配置される。

本発明の他の態様は、塞栓粒子を患者の目標動脈へと送達するためのカテーテルを対象にしている。このカテーテルは遠位端と近位端とを有し、カテーテルは、(1)粒子が、カテーテルの近位端とカテーテルの遠位端との間で流れるための流体密封経路を提供する第1のルーメンと、(2)カテーテルの遠位端の近くに位置付けられ、膨張されるとき、血液が目標動脈を通って流れるのを防止するように構成されるバルーンと、(3)バルーンを膨張するために使用され、バルーンの内部と流体連通している遠位端を有する膨張ルーメンと、(4)バルーンの近位に位置付けられる入口ポートと、バルーンの遠位に位置付けられる出口ポートとを有し、血液が入口ポートから出口ポートへと流れるための流体密封経路を提供するように構成される第2のルーメンと、(5)粒子が第2のルーメンを通って流れるのを防止するストレーナーとを備える。カテーテルの遠位端が目標動脈に位置決めされるとき、患者の体における動脈からの血液が、入口ポートを介して第2のルーメンに入り、第2のルーメンを通って流れ、出口ポートを介して第2のルーメンから出て行き、出口ポートから目標動脈へと流れることができるような位置に入口ポートが配置される。この血液の流れは、目標動脈にある粒子の目的場所へと粒子を一緒に運ぶのを助ける。

一部の実施形態では、ストレーナーは第2のルーメンの入口ポートに配置される。他の実施形態では、ストレーナーは第2のルーメンの出口ポートに配置される。好ましくは、ストレーナーは、すべての種類の血液成分を通過させるのに十分な粗さである。好ましくは、ストレーナーは、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える。

一部の実施形態では、目標動脈は左胃動脈であり、カテーテルの遠位端およびバルーンは、左胃動脈への挿入用に構成される。

本発明の他の態様は、塞栓粒子を患者の目標動脈へと送達するためのカテーテルを対象にしている。このカテーテルは遠位端と近位端と側壁とを有し、カテーテルは、(1)粒子が、カテーテルの近位端とカテーテルの遠位端との間で流れるための経路を提供する第1のルーメンと、(2)カテーテルの遠位端の近くに位置付けられ、膨張されるとき、血液が目標動脈を通って流れるのを防止するように構成されるバルーンと、(3)バルーンを膨張するために使用され、バルーンの内部と流体連通している遠位端を有する膨張ルーメンと、(4)バルーンの近位に位置付けられ、カテーテルの側壁を貫く第1のルーメンへの開口と、(5)開口に配置され、粒子が開口を介して第1のルーメンから出て行くのを防止するように構成されるストレーナーとを備える。カテーテルの遠位端が目標動脈に位置決めされるとき、患者の体における動脈からの血液が、開口へと流れ、第1のルーメンを通って目標動脈へと流れることができるような位置に開口が配置される。この血液の流れは、目標動脈にある粒子の目的場所へと粒子を一緒に運ぶのを助ける。

好ましくは、ストレーナーは、すべての種類の血液成分を通過させるのに十分な粗さである。好ましくは、ストレーナーは、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える。

一部の実施形態では、目標動脈は左胃動脈であり、カテーテルの遠位端およびバルーンは、左胃動脈への挿入用に構成される。

S字形に曲げられた特別な形の案内カテーテルの遠位端に適した形の例の図である。 被験者の体重が時間と共にどのように変化したかを示したグラフである。 被験者のBMI(肥満度指数)が時間と共にどのように変化したかを示したグラフである。 被験者の血液におけるグレリン値が時間と共にどのように変化したかを示したグラフである。 微小粒子がその目的場所へと送達される前の左胃動脈の血管造影を描いた写真である。 左胃動脈の遠位部分が微小粒子で満たされた後のその動脈の血管造影を描いた写真である。 左胃動脈の遠位部分が微小粒子で満たされてから3カ月後における、左胃動脈および周辺領域のCT血管造影を描いた写真である。 微小粒子の逆流を防止するために用いられ得る市販のカテーテルの遠位端を描いた図である。 逆流を防止するように設計された改良のカテーテルの遠位端を描いた図である。 逆流を防止するように設計された改良のカテーテルの別の実施形態の遠位端を描いた図である。

左胃動脈の遠位部分の粒子塞栓を用いる胃底の機能の経皮血管内変更は、体重減少を達成するための肥満手術に代わって、侵略的とならず、コスト効果が高い。

米国特許出願第14/091,787号は、左胃動脈の遠位部分における経皮血管内流れの低減(または、遮断)を用いて、胃底への動脈内の血流を変更することを含む、新規の手法を記載している。ヒトにおける実験(米国外で実施された)は、処置後の1カ月後において劇的な体重減少を示し、悪影響の報告もなく、6カ月間の経過観察にわたって持続した。空腹を軽減するペプチドホルモンのグレリン(胃底で分泌される)の減少が、可能性のあるメカニズムの1つとして認められている一方で、完全な生理学的メカニズムはなおもはっきりとしておらず、実験の被験者の空腹感の低減が結果的にある他のホルモンおよび/または胃運動性の変化を伴う可能性がある。

本明細書に記載している手法は、複数の粒子を被験者の左胃動脈の遠位部分へと導入することで、血管内の流れの低減または遮断を実現する。粒子は、ここでは微小粒子として言及もされ、300μmから500μmの間の大きさを好ましくは有し、マイクロカテーテルを介して送達される。粒子は、好ましくは、圧縮性であり、球形である。粒子は、好ましくは、ポリビニルアルコールから作られ、より好ましくは、アクリルアミドポリビニルアルコールから作られる。この目的のための1つの適切な市販の製品は、300〜500μmの圧縮性ミクロスフェアのBeadBlock Embolic Beads(Biocompatibles UK Limited、Surrey、UK)である。

この目的のための代替の市販の製品には、ポリビニルアルコール(PVA発泡塞栓粒子、Cook Medical、Bloomington、IN)と、Polyzene-Fで被覆されたヒドロゲルコア(Embozene(商標)ミクロスフェア、CeloNova Biosciences, Inc.、San Antonio、TX)と、ゼラチンで結合されたトリサイクリンクロス(trisacryl cross)から作られたミクロスフェア(Embosphereミクロスフェア、Merit Medical Systems, Inc.、South Jordan、UT)と、共重合体(ナトリウムアクリレートアルコール共重合体)を形成するために結合する2つの単量体(酢酸ビニルおよびメチルアクリレート)から作られたHepaSphere(商標) Microspheresと、ポリビニルアルコールから製作され、不規則に成形された生体適合性、親水性、非吸収性の粒子であるBearing(商標) nsPVA Embolization Particlesと、ゼラチンで結合されたトリサイクリンクロスから作られ、可視性のための2%の成分の金で含浸されたEmboGold(商標) Microspheres、また、共重合体(ナトリウムアクリレートアルコール共重合体)を形成するために結合する2つの単量体(酢酸ビニルおよびメチルアクリレート)から作られたQuadraSphere(商標) Microspheresと、Terumo Bead BlockTミクロスフェアとがある。代替の実施形態では、限定されることはないが、コイル、他の微小粒子、発泡体、異なる合成または有機のゲル、トロンビン、線維素、コラーゲン、フィブリノゲン(液体または粉体)、および、血管を塞ぐことができる任意の他の材料を含む、他の塞栓材料が用いられてもよい。

任意で、特定の物質が、処置の効果を高めるために、粒子(または、他の塞栓材料)に加えられてもよい。例には、限定されることはないが、調剤、遺伝物質、または、グレリンの生成を低減する助けともなる他の種類の細胞、および/もしくは、ヒトの食欲に影響を与える他のホルモンか他の物質がある。

ある処置は、胃底に供給する主要な血管である左胃動脈へとカテーテルを挿入することを伴い、血液の流れを変える。これを達成するための1つの方法は、左胃動脈が係合されるまで(別の言い方をすれば、案内カテーテルの遠位端が被験者の左胃動脈へと導入されるまで)、大腿動脈または橈骨動脈を介して、案内カテーテルを挿入することである。発明者は、左胃動脈と係合するように特別に設計される案内カテーテルをまったく知らなかったが、このステップに適した案内カテーテルの例には、冠動脈造影および/または冠動脈ステント挿入のためになど、他の用途のためにすでに利用可能であるカテーテルがある。1つの好ましい実施形態では、案内カテーテルは、6 French Heartrail II JR-4.0案内カテーテル(Terumo Europe N.V.、Leuven、Belgium)である。この特定の案内カテーテルは、Judkins Right型カテーテルであり、JR-4.0の形状コードを有する。代替の実施形態では、特別な形の案内カテーテルが、左胃動脈への容易なアクセスを得るために用いられてもよい。このような案内カテーテルのための1つの適切な形の例が図1に提供されており、特別な形の案内カテーテル10の遠位端12は、S字形に曲げられている。この形は、Surefire Axis Catheter(Surefire Medical Inc.、Westminster CO)の形と同様であるが、最も遠位の曲げ14が、約45°から約160°へと増大されている。左胃動脈にアクセスするための案内カテーテル10についての適切な寸法は、Aが3インチから4インチで、Bが1/2インチから1インチの間である。

案内カテーテルが位置についた後、次に案内ワイヤが案内カテーテルを通じて案内され、被験者の左胃動脈の中間区域または遠位部分へと導入され、それからマイクロカテーテルが案内ワイヤにわたって前進させられる。マイクロカテーテルの遠位端が左胃動脈の中間区域または遠位部分へと挿入されると、塞栓材料が、マイクロカテーテルを介して左胃動脈の遠位部分へと送達される。マイクロカテーテルの遠位シャフトは、例えば、直径が2フレンチといった、小さくなければならない。この目的に適している市販のマイクロカテーテルの一例は、Excelsior 1018 Microcatheter(Boston Scientific Corp.、Corck、Ireland)である。

左胃動脈の遠位部分における塞栓材料の存在は、左胃動脈の遠位部分における血液の流れを低減または遮断することになり、これは、胃の底への血液供給を変えることになる。より具体的には、これは、胃底への血液供給を低減または遮断することになる。

塞栓材料のために微小粒子を用いることは(塞栓材料の他の種類とは対照的に)、微小粒子が不活性で生体適合性であり、流れで方向付けられるため、有利である。さらに、本明細書で記載されているように用いられるとき、微小粒子は、組織壊死、または、望まれない目標外の塞栓を引き起こすことはない。対照的に、モルイン酸ナトリウムなどの化学的に基づく塞栓材料が、好ましい微小粒子の代わりに用いられるとき、胃組織へのこの硬化療法の化学物質の深い侵入および/または溢出が、胃の潰瘍および壊死という結果になる局所的な浮腫および/または広範囲の炎症をもたらす可能性がある。化学的に基づく塞栓材料は、肝臓、脾臓、または他の器官に害を与える可能性のある全身毒性および目標外の塞栓をもたらす可能性もある。

300μmから500μmの間の大きさの粒子を用いることは、より小さい粒子(例えば、50〜100μm)を用いると胃底の粘膜壊死や胃潰瘍をもたらす可能性があるため、有利である。小さい粒子は、組織へと非常に深く侵入し、胃粘膜を破壊する可能性があるため、例えば、食道、肝臓、および/または脾臓といった、目標外の塞栓をもたらす可能性もある。動物実験は、このようなより小さい粒子が、胃底以外の組織で最終的に落ち着く可能性があることも示している。加えて、より大きい粒子(例えば、700〜1000μm)を用いることは、胃潰瘍や、例えば、食道、肝臓、および/または脾臓といった、目標外の塞栓をもたらす可能性もある。これは、注入の間の粒子の変形と、より大きな塊の形成とのためであると思われ、これは、より近位での塞栓をもたらす可能性がある。これは、ベンチュリ効果による粒子の逆流のためである可能性もある。対称的に、300μmから500μmの間の大きさの粒子が用いられるとき、これらの問題は回避される、または、少なくとも最小限とされる。

被験者の左胃動脈の遠位部分への粒子の送達を制限することは、左胃動脈の近位部分も粒子で満たされるとき、食道潰瘍および胃底以外の胃潰瘍(nonfundus gastric ulcer)の危険性が非常に高いため、有利である。より具体的には、これは、ブタで試験されたとき、動物の調査において3体の被験者のうち3体で観察されている。対称的に、これらの問題は、粒子の送達が試験の被験者の左胃動脈の遠位部分に制限されていた3体のブタの被験者のいずれにおいても観察されなかった。

したがって、正しい材料の正しい大きさを用い、それを正しい場所へと送達することで、他の手法に関連する問題の多くが回避され、処置が安全に行うことができる。

血漿グレリン値および体重を減らすように、左胃動脈の遠位部分の塞栓の実現可能性、安全性、および有効性を決定するために、5人の肥満の被験者に対して調査を行った。

すべての被験者は、消化性潰瘍または胃炎の存在を評価するために、塞栓の前に胃カメラ検査を受けている。胃炎が、その後に医学的治療を受けた2人の被験者に見つかった。塞栓は、経過観察の胃カメラ検査が粘膜刺激性における大幅な改善を示した後においてのみ、実施された。

体重を測定し、塞栓の前に、完全な血球数、電解質、およびクレアチニンを含む、定期的な血液試料を取得した。

処置では、6-Frの大腿アクセスを得た。より具体的には、6-Fr Heartrail II JR-4.0案内カテーテル(Terumo Europe N.V.、Leuven、Belgium)が、腹腔動脈口と係合するために用いられ、左胃動脈の起源および生体構造を特定するために、血管造影を異なる投影で実施した。一部の場合では、0.35インチの案内ワイヤを、案内カテーテルの位置を安定させるために、共通の肝臓または脾臓の動脈へと前進させた。

左胃動脈、腹腔動脈の分岐は、0.014インチのRunthrough NS PTCA Guide Wire(Terumo Europe N.V.、Leuven、Belgium)で結ばれ、Excelsior 1018 Microcatheter(Boston Scientific Corp.、Corck、Ireland)を、左胃動脈の中間区域への案内ワイヤにわたって前進させた。続いて、左胃動脈におけるマイクロカテーテル位置を維持する一方で案内ワイヤを除去し、選択的な血管造影を、適切なカテーテル位置を確保するために、および、左胃動脈の生体構造および進路を定めるために、実施した。図5は、X線不透過性材料が左胃動脈へと注入された後であるが粒子の注入の前における、左胃動脈50および周囲の生体構造の血管造影である。円52における暗いアーチファクトは、血液が左胃動脈の遠位部分において流れていることを明らかにしている。

次に、造影剤と混合された少量の300〜500μmの圧縮性ミクロスフェアであるBeadBlock Embolic Bead(Biocompatibles UK Limited、Surrey、UK)(1:1の割合)の繰り返しの注入を実施した。血管造影は、左胃動脈の流れ特性を評価するために、ミクロスフェアの注入同士の間に実施した。ミクロスフェアの注入を、X線不透過造影注入の間に動脈の分岐の遠位部分がもはや見ることができなくなるまで続けた。これは図6に示されており、図6は、左胃動脈50と周囲の生体構造とを描いている。円52'における暗いアーチファクトがないことが注目され、これは、血液が左胃動脈の遠位部分においてもはや流れていないことを示している。

次に、案内およびマイクロカテーテルが引き抜かれ、被験者は病室へと移送され、そこで導入のシースを除去し、止血を得るために指圧を加えた。

処置の胃カメラ検査の前後において、食道胃内視鏡検査をすべての被験者において実施した。第2の経過観察の胃カメラ検査を、処置の後の一週間後に実施した。体重および空腹時血漿グレリン値を、基準時と、1カ月後、3カ月後、および6カ月後の訪問時に取得した。グレリン値を取得するために、凝固した血液の試料を、血漿を分離するために遠心分離機にかけた。グレリン、ALT、AST、尿素、および尿酸の空腹時の値を次に測定した。グレリンを、Human Ghrelin (TOTAL) RIA KIT(Merck Millipore)を用いて測定した。被験者の体重および肥満度指数(BMI)も、訪問ごとに計算した。

調査のデータを以下に提示する。Table 1(表1)は被験者データを示し、Table 2(表2)は各々の被験者についての訪問ごとの体重を示し、Table 3(表3)は、対応するBMIを示し、Table 4(表4)は、各々の被験者についての訪問ごとのグレリン値を示している。図2、図3、および図4は、Table 2(表2)、Table 3(表3)、およびTable 4(表4)におけるデータを、グラフの形式でそれぞれ描いている。

統計的分析
コンピュータソフトウェア(SPSS 12.0 for Windows、Lead Technologies Inc. 2003. Chicago、Il.)を用いて、統計的分析を実施した。すべての値を、平均値±標準偏差(±SD)として提示した。異なる時点の間での体重および血漿グレリン値の比較を、対応t検定で行った。0.05未満のp値を、統計的有意性を決定するために考慮した。

結果
処置の合併症はなかった。5人の被験者のうち3人が、処置の後に軽度の一過性の上腹部痛を述べた。しかしながら、塞栓の次の日と一週間の経過観察とにおける経過観察の胃カメラ検査は、何の異常も明らかにしなかった。すべての被験者は、処置の後の初日に、大幅な食欲の低減を報告した。

血漿グレリン値の低減に伴う大幅な進行性の体重減少が、すべての経過観察において、すべての被験者で観察された。平均体重およびBMIは、1カ月、3カ月、および6カ月の経過観察において、それぞれ10%、13%、および16%で減少させられた(Table 2(表2)およびTable 3(表3))。平均的な最初の体重(128.12±24.4kg)が108±23kg(p<0.001)まで減少した。血漿グレリン値(最初に473±189)は、1カ月および6カ月の経過観察において大幅に低くなり(基準時から29%および36%、p<0.05)、基準時から18%低いままであるが(p>0.05)、3カ月の経過観察と比較して6カ月の経過観察では若干増加されている。

図7は、左胃動脈70と周囲の生体構造とが、処置の後の3カ月において撮られたCT血管造影である。この図では、血液が流れている部分が白色で示されている。左胃動脈の遠位部分が領域72において見ることができないため、遠位部分は処置後の3カ月において塞がれたままであることが明らかである。

上記のデータは、微小粒子を用いる左胃動脈の遠位部分の塞栓が、血漿グレリン値における大幅な低減と、ヒトにおける体重減少とに関連付けられることを、実証している。しかしながら、処置後のグレリン値の最初の顕著な下降の後、値が差異号の経過観察の訪問(つまり、6カ月における訪問)において増加したことは、留意されるべきである。値は処置前の基準時よりなおも低かったが、長期間の調査が、この増加をさらに調査するために必要とされてもよい。

前述の処置は安全であると思われる。具体的には、離れた組織への潰瘍形成または損傷の発生はなかった。これは、大きさが全身における毒性または離れての毒性を許容しないように十分に大きいが、前述の潜在的な問題を回避するように十分に小さいビーズの、左胃動脈への選択的な注入に関連する可能性がある。左胃動脈以外の動脈のより広範囲の塞栓があれば、潰瘍の危険性がより高くなり得ることは、留意されたい。例えば、Paxtonらによる調査では、左の短い副胃動脈の塞栓を受けた動物の40%が胃潰瘍を進行させた。これらの潰瘍は、より小さい曲率に位置付けられており、分水効果を示唆している。また、本明細書に記載したような正しい塞栓性物質を用いることは、組織に隣接して、または、組織から離れて、損傷の規模および可能性を一見したところ最小限にする。

この例が、すべてその固有の限定を伴って、任意抽出されない単一アームの実現可能性、安全性、および有効性試験であってことは、留意されるべきである。第1に、制御グループのないことは、効果に関して確定的結論を可能にしない。処置および調査の参加が、食事調節および運動に向けたより大きな動機をもたらした可能性がある。しかしながら、この場合、血漿グレリン値における低減は予期されないはずである。第2に、中期間の経過観察(つまり、6カ月)は、体重増加の再発を伴うリバウンド現象が考えられるため、長期間の体重減少に関する結論を行うには短すぎる。第3に、本発明による調査においては観察されなかったが、胃潰瘍形成の危険性は重要であり得るが、調査において観察されるには小さ過ぎた。

そのため、塞栓性ビーズによる左胃動脈の遠位部分の経皮塞栓は、実現可能であり、安全であると思われることが、結論付けられ得る。この経皮塞栓は、血漿グレリン値における低減をもたらし、中期間の経過観察における大幅な体重減少を伴う。経皮塞栓は、従来の手法(食事療法および運動)と肥満手術の代替または補完とによって体重減少を達成できない病的肥満を伴う被験者において、体重減少を促進するための優れたツールとなり得る。

前述した処置は多くの便益を有しているが、過剰な粒子がカテーテルを通じて送達される場合に粒子の逆流が起こるといった、潜在的な問題が存在する。より具体的には、カテーテルの遠位端が左胃動脈の中間区域または遠位部分に適切に位置決めされたとしても、多くの粒子がカテーテルを通じて注入されるとき、粒子が左胃動脈のより近位の部分へと逆流する可能性がある。また、粒子の数がさらにより多い場合、粒子が腹腔動脈へとずっと逆流する可能性がある。これは、粒子が肝臓、脾臓、または膵臓へと先へと進むことができるため、危険である。そのため、粒子の逆流を防止し、それによって、粒子は身体の他の部分へと進まないようにするために、特別な準備を行うことは好ましい。

図8は、逆流を防止するために使用できる市販のカテーテル(Surefire Medical Inc.製)の遠位端を描いている。この実施形態では、カテーテルの壁82が内部ルーメンを定め、粒子は、Pが付された矢印によって指示されているように、そのルーメンを通じて送達される。カテーテルの遠位端84は、広がっており、好ましくは、カテーテルのすべての側において動脈80の内壁に触れる。広げられた遠位端84の少なくとも一部は、図8において「xxx」の印によって指示されているメッシュから作られている。メッシュの大きさは、すべての種類の血液成分球(赤血球、白血球などを含む)の通過できるが、微小粒子が通過できないように選択されている。そのため、広げられた遠位端84におけるメッシュは、粒子が後退して進むのを防止する。この目的のためのメッシュの適切な間隔は、150ミクロンから250ミクロンの間であり、好ましくは約200ミクロンである。結果として、カテーテルの広げられた遠位端84が動脈80の壁に触れるにもかかわらず、血液は、矢印Bによって指示されているように、なおも流れることができる。血液の流れは、左胃動脈の遠位部分における粒子の目的場所へと粒子を一緒に運ぶのを助けるため、望まれる。しかしながら、左胃動脈が比較的小さい直径を有しているため、カテーテルの本体は、動脈の大部分を遮ってしまい、これは、カテーテルを越えて流れることができる血液の量を減らすことになる。この実施形態では、血液の流れが粒子をその所望の目的場所へと向かわせるのに適さなくなる度合いへと、血液の流れが減らされる可能性がある。

図9Aは、粒子をそれらの所望の目的場所へと運ぶのに十分である相当の血液の流れを維持する一方、粒子の逆流をなおも防止することで、この問題を克服するように設計されている新規のカテーテルの遠位端を描いている。この実施形態では、カテーテル91の壁92が第1の内部ルーメンを定めており、Pが付された矢印によって指示されているように、粒子が第1の内部ルーメンを通じて送達される。このルーメンは、粒子がカテーテルの近位端(図示せず)とカテーテルの遠位端との間で流れるための流体密封経路を提供する。カテーテル91の外径は、好ましくは、0.038インチから0.064インチの間であり、より好ましくは、約0.05インチである。第1の内部ルーメンの直径は、好ましくは、0.012インチから0.020インチの間であり、より好ましくは、約0.016インチである。第1の内部ルーメンは、好ましくは、所望の位置へのカテーテル91の安全な位置決めを容易にするために、案内ワイヤ(図示せず)にわたって辿られる。任意で、血管におけるカテーテルの前進を容易にするために、および、捩れるのを防止するために、カテーテル91の壁92は、長手方向の柔軟性の度合いを変化させるために先細りとされ得る長手方向に埋め込まれた芯ワイヤ(図示せず)を収容してもよい。

カテーテルの遠位端の近くに位置付けられたバルーン98が、従来の手法で膨張でき(例えば、バルーンの内部と流体連通している遠位端を有する、図示していない専用の膨張ルーメンを介して)、バルーンは粒子が逆流するのを防止することになる。バルーンは、好ましくは、近位から遠位の方向へと2mmから15mmの間の長さであり、より好ましくは、5mmから10mmの間の長さである。バルーンは、好ましくは、カテーテル91の遠位端から2mmから20mmの間で位置付けられ、より好ましくは約10mmである。バルーン98は、好ましくは、非常に小さい圧力(1atm未満)で膨張され、好ましくは、血管への気圧外傷を防止するために、低い圧力(2atm超)において機能しなくなるように設計される。任意で、バルーンおよびカテーテルは、好ましくは、血管外傷をさらに最小限とするために、親水性ヘパリン被覆を有してもよい。バルーン98は、ポリウレタン、ポリイミド、ポリオレフィン、シリコン、または共重合体など、順応性または半順応性の材料から作られ得る。バルーン98は、好ましくは、変化する血管直径を塞ぐために、膨張媒体の体積を変えることで、直径がゆっくりとした連続的な手法で調節され得るように設計される。

バルーン98が膨張されるとき、左胃動脈を通じた血液の自然な流れが遮られ(つまり、バルーンは、血液が目標動脈を通じて流れるのを防止する)、これは、血液の流れが粒子をその目的場所へと一緒に運ぶのを助けるため、通常は望ましくない。この問題を是正するために、第2のルーメン95がこの実施形態では設けられている。第2のルーメン95は、バルーン98の近位にある入口ポート94と、バルーン98の遠位にある出口ポート96とを有している。この第2のルーメンは、血液が入口ポートから出口ポートへと流れるための流体密封経路を提供している。血液は、B-Bが付された矢印によって指示されているように、入口ポート94を通じて第2のルーメン95に入り、出口ポート96を通じて第2のルーメン95から出て行くことになる。第2のルーメンの直径は、好ましくは、0.006インチから0.014インチまでの間であり、より好ましくは、約0.010インチである。好ましくは、ポート94、96の少なくとも一方は、粒子が第2のルーメンを通じて流れるのを防止するために、ストレーナーが嵌め込まれる。ストレーナーを実施するための好ましい手法は、すべての種類の血液成分球(赤血球、白血球などを含む)を通過させるのに十分な粗さであるが、微小粒子が通過するのを防止するのに十分な細かさであるメッシュの大きさを持つメッシュを用いることである。この目的のためのメッシュの適切な間隔は、150ミクロンから250ミクロンの間であり、好ましくは約200ミクロンである。代替で、赤血球を通過させるのに十分なより細かいメッシュが用いられてもよい。好ましくは、メッシュは、2つの直角を成す方向において繊維を備える(つまり、従来の窓網戸におけるワイヤのように配置される)。代替の実施形態では、ストレーナーは、直角を成さない角度で交差する繊維から作られてもよい。他の代替の実施形態では、ストレーナーは、すべて平行である複数の繊維から作られてもよく(つまり、ハープの弦のように配置される)、こし器のように構成されてもよく、または、適切な小孔の大きさを持つ半透過性の膜を用いて実施されてもよい。

第2のルーメン95のため、患者の体における動脈からの血液は、入口ポートを介して第2のルーメンに入り、第2のルーメンを通って流れ、出口ポートを介して第2のルーメンから出て行き、出口ポートから左胃動脈へと流れることができる。したがって、血液は、バルーン98が膨張されたとしても、動脈90Bを通って先へと流れることができる。第2のルーメン95を通る血液の流れは、左胃動脈の遠位部分にある粒子の目的場所へと粒子を一緒に運ぶのに十分となる。一部の好ましい実施形態では、第2のルーメン95の長さは、腹腔動脈90A(つまり、両方が符号90Cとして概略的に示されている脾臓および肝臓の共通の動脈から、左胃動脈90Bが分岐する前)、または、さらには大動脈(図示せず)など、脈管構造の比較的幅広い部分に入口ポート94が配置されるように、十分に長くなっている。これらの配置は、血液が入口ポート94へと流れるのをより容易にすらし、そのため、血液の流れは粒子をその所望の目的場所へと方向付けることができる。

図9Bは、粒子をそれらの所望の目的場所へと運ぶのに十分な血液の流れを維持する一方、粒子の逆流を防止するように設計されている代替の新規のカテーテルの遠位端を描いている。この実施形態では、カテーテル191の壁192が内部ルーメンを定めており、Pが付された矢印によって指示されているように、粒子が内部ルーメンを通じて送達される。内部ルーメンは、粒子がカテーテルの近位端とカテーテルの遠位端との間で流れるための経路を提供する。カテーテル191の外径は、好ましくは、0.026インチから0.052インチの間であり、より好ましくは、約0.04インチである。内部ルーメンの直径は、好ましくは、0.012インチから0.020インチの間であり、より好ましくは、約0.016インチである。内部ルーメンは、好ましくは、所望の位置へのカテーテル191の安全な位置決めを容易にするために、案内ワイヤ(図示せず)にわたって辿られる。任意で、長手方向に埋め込まれた芯ワイヤ(図示せず)が、図9Aの実施形態との関連で先に記載したように用いられてもよい。

図9Aの実施形態のバルーン98と同様のバルーン98が、図9Bの実施形態でも用いられている。バルーン98が膨張されるとき、左胃動脈を通じた血液の自然な流れが遮られ、これは、血液の流れが粒子をその目的場所へと一緒に運ぶのを助けるため、通常は望ましくない。この問題を是正するために、第1のルーメンへの開口194が、カテーテル191の側壁192に設けられている。この開口は、血液が動脈からカテーテル191の内部ルーメンへと直接的に流れるための経路を提供する。開口194はバルーン98の近位であり、開口194は、血液が内部ルーメン191に入るのを許容する。カテーテルの遠位端が目標動脈に位置決めされるとき、患者の体における動脈からの血液が、開口へと流れ、内部ルーメンを通って左胃動脈へと流れることができるような位置に開口が配置される。内部ルーメン191の内部では、B-Bが付された矢印によって指示されているように、血液は先へと流れることになり、出口ポート196を通じて内部ルーメンを出て行くことになる。ストレーナーは、開口に配置されており、粒子が開口を介して第1のルーメンから出て行くのを防止するように構成されている。このストレーナーを実施するための1つの好ましい方法は、図9Aとの関連で先に記載したメッシュと同様のメッシュで開口194を覆うことである。メッシュで覆われた開口194のおかげで、バルーン98が膨張されたとき、血液は動脈を通って先へと流れることができる。この血液の流れは、左胃動脈の遠位部分にある粒子の目的場所へと粒子を一緒に運ぶのに十分となる。一部の好ましい実施形態では、開口194は、腹腔動脈、または、さらには大動脈(図示せず)など、脈管構造の比較的幅広い部分に開口194が配置されるように、カテーテルに沿って十分に遠く後方に配置される。この配置は、血液の流れは左胃動脈における粒子の所望の目的場所へと粒子を運ぶことができるように、血液が開口194へと流れるのをより容易にすらさせる。図9Aの実施形態との関連で先に説明した代替のストレーナーのいずれかが、図9Bの実施形態で用いられてもよいことは、留意されたい。

前述の実施形態が左胃動脈との関連で記載されてきたが、同様の技術は、患者の生体構造における異なる部分で塞栓を生じさせるために、他の動脈で用いられてもよいことは、留意されたい。塞栓材料が送達される動脈は、ここでは目標動脈として言及される。

本発明は特定の実施形態を参照して開示されてきたが、記載した実施形態への多くの改良、代替、および変更が、添付の特許請求の範囲に定められているような本発明の分野および範囲から逸脱することなく可能である。したがって、本発明は、記載した実施形態に限定されず、以下の特許請求の範囲によって定められた完全な範囲と、その等価とを有することが、意図されている。

90A 腹腔動脈
90B 左胃動脈
90C 共通の動脈
91 カテーテル
92 壁
94 入口ポート
95 第2のルーメン
96 出口ポート
98 バルーン
191 カテーテル、内部ルーメン
192 壁
194 開口
196 出口ポート

Claims (10)

1. 塞栓粒子を患者の目標動脈へ送達するための、遠位端と近位端とを有するカテーテルであって、
   粒子が、前記カテーテルの前記近位端と前記カテーテルの前記遠位端との間で流れるための流体密封経路を提供する第1のルーメンと、
   前記カテーテルの前記遠位端の近くに位置付けられ、膨張されるとき、血液が前記目標動脈を通って流れるのを防止するように構成されるバルーンと、
   前記バルーンを膨張するために使用され、前記バルーンの内部と流体連通している遠位端を有する膨張ルーメンと、
   前記バルーンの近位に位置付けられる入口ポートと、前記バルーンの遠位に位置付けられる出口ポートとを有し、血液が前記入口ポートから前記出口ポートへ流れるための流体密封経路を提供するように構成される第2のルーメンと、
   前記粒子が前記第2のルーメンを通って流れるのを防止するストレーナーと、
   を備え、
   前記カテーテルの前記遠位端が前記目標動脈に位置決めされるとき、前記患者の体における動脈からの血液が、前記入口ポートを介して前記第2のルーメンに入り、前記第2のルーメンを通って流れ、前記出口ポートを介して前記第2のルーメンから出て行き、前記出口ポートから前記目標動脈へ流れることができるような位置に前記入口ポートが配置される、カテーテル。
2. 前記ストレーナーが前記第2のルーメンの前記入口ポートに配置される、請求項1に記載のカテーテル。
3. 前記ストレーナーが前記第2のルーメンの前記出口ポートに配置される、請求項1に記載のカテーテル。
4. 前記ストレーナーが、すべての種類の血液成分を通過させるのに十分な粗さである、請求項1に記載のカテーテル。
5. 前記ストレーナーが、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える、請求項1に記載のカテーテル。
6. 前記目標動脈が左胃動脈であり、前記カテーテルの前記遠位端および前記バルーンが、左胃動脈への挿入用に構成される、請求項1に記載のカテーテル。
7. 塞栓粒子を患者の目標動脈へ送達するための、遠位端と近位端と側壁とを有するカテーテルであって、
   粒子が、前記カテーテルの前記近位端と前記カテーテルの前記遠位端との間で流れるための経路を提供する第1のルーメンと、
   前記カテーテルの前記遠位端の近くに位置付けられ、膨張されるとき、血液が前記目標動脈を通って流れるのを防止するように構成されるバルーンと、
   前記バルーンを膨張するために使用され、前記バルーンの内部と流体連通している遠位端を有する膨張ルーメンと、
   前記カテーテルの前記側壁を貫く前記第1のルーメンへの開口であって、前記バルーンの近位に位置付けられる開口と、
   前記開口に配置され、前記粒子が前記開口を介して前記第1のルーメンから出て行くのを防止するように構成されるストレーナーと、
   を備え、
   前記カテーテルの前記遠位端が前記目標動脈に位置決めされるとき、前記患者の体における動脈からの血液が、前記開口へ流れ、前記第1のルーメンを通って前記目標動脈へ流れることができるような位置に前記開口が配置される、カテーテル。
8. 前記ストレーナーが、すべての種類の血液成分を通過させるのに十分な粗さである、請求項7に記載のカテーテル。
9. 前記ストレーナーが、150ミクロンから250ミクロンの間のメッシュ間隔を有するメッシュを備える、請求項7に記載のカテーテル。
10. 前記目標動脈が左胃動脈であり、前記カテーテルの前記遠位端および前記バルーンが、左胃動脈への挿入用に構成される、請求項7に記載のカテーテル。