DE69416603T2

DE69416603T2 - Vorrichtung zur Arzneimittelverabreichung in Blutgefässen

Info

Publication number: DE69416603T2
Application number: DE69416603T
Authority: DE
Inventors: Richard Goodin
Original assignee: Schneider USA Inc
Current assignee: Schneider USA Inc
Priority date: 1993-12-07
Filing date: 1994-10-14
Publication date: 1999-09-09
Anticipated expiration: 2014-10-15
Also published as: WO1995015782A1; US5397307A; AU682896B2; AU7791494A; EP0732958B1; CA2176753C; EP0732958A1; CA2176753A1; DE69416603D1; JP2874800B2; ATE176761T1; JPH09500312A

Description

Diese Erfindung betrifft allgemein ein System zur Abgabe eines Arzneimittels ins Gefäßsystem eines Patienten nach Durchführung eines perkutanen transluminalen Koronarangioplastie(PTCA)- - Verfahrens, und insbesondere ein verbessertes System, umfassend eine Katheteranordnung, welche die Abgabe eines Arzneimittels an einen Behandlungsort in einem Blutgefäß und seine Konzentration an diesem erleichtert.
Ein perkutanes transluminales Koronarangioplastie(PTCA) - Verfahren besteht gewöhnlich darin, einen Katheter mit einem einzigen aufpumpbaren Ballon in das Gefäßsystem eines Patienten einzuführen und den Ballon nahe einer zu behandelnden stenotischen Läsion zu positionieren. Wenn sich der Ballon in Nebeneinanderstellung in Bezug zu der Verstopfung oder dem Verschluss befindet, wird ein Aufpumpfluid durch ein Lumen des Katheters zugeführt und dazu gebracht, den Ballon aufzupumpen, um den Ballon gegen die Verstopfung aufzuweiten und das verschlossene Blutgefäß zu dehnen oder zu öffnen. Dieser Katheter wird dann entfernt, und ein zweiter Katheter wird in das Gefäßsystem eingeführt. Anschließend wird ein Arzneimittel durch den zweiten Katheter zu dem Ort zugeführt, um die stenotische Läsion zu behandeln, um eine Blutplättchen- Aggregation an dem Ort zu verhindern. Dieses Verfahren wird in der modernen Medizin überall verwendet und ist weit weniger traumatisch als frühere koronare Bypass-Operationsverfahren.
Man hat gefunden, dass zum Verlangsamen einer Restenose gewisse Arzneimittel wirkungsvoller sind als andere. Diese Arzneimittel tragen dazu bei, die Notwendigkeit einer Wiederholung des PTCA- Verfahrens zu verringern. Zum Beispiel gibt es Arzneimittel, die eine Tendenz zur Hemmung des Wachstums von glatten Muskelzellen zeigen. Weil diese Arzneimittel unerwünschte Nebenwirkungen haben können, ist es nicht wünschenswert, dass sie als Bolusdosis in eine periphere Vene injiziert werden und man sie lediglich vom Blutstrom zum Ort der stenotischen Läsion transportieren läßt. Wenn aber, und entsprechend der vorliegenden Erfindung, dieses Arzneimittel unmittelbar zu der Läsion verabreicht werden kann, können eine wesentlich kleinere Dosis verwendet und die Nebenwirkungen minimiert werden.
Heparin ist ein solches bekanntes Arzneimittel zum Verhindern einer Gerinnung, das durch Injektion als Bolus abgegeben werden kann, von dem jedoch bekannt ist, dass es Nachteile aufweist. Zum Beispiel sind einige Patienten, wie beispielsweise Patienten mit Magengeschwüren oder Patienten mit hohem Blutdruck kontraindiziert, was die Verabreichung von solch großen Mengen an Heparin betrifft. Andere Arzneimittel, wie beispielsweise Aspirin oder Persantin, sind dahingehend wirksam, eine Blutplättchen-Aggregation an einem behandelten Ort zu verhindern und somit eine Restenose zu verhindern. Koagulationshemmende Arzneimittel und Arzneimittel, die angepasst sind, um geschädigte Arterien zu behandeln und Thromben aufzulösen, werden ebenfalls bevorzugt nach dem PTCA- Verfahren abgegeben.
Ein bestimmtes intravaskuläres Arzneimittelabgabesystem mit einem Dilatationskatheter, das für ein PTCA-Verfahren ideal geeignet ist, ist dasjenige, das in dem an den Assignee der vorliegenden Erfindung übertragenen U. S. Patent 4,994,033 offenbart ist. Dieser besondere Katheter umfasst konzentrisch angeordnete flexible Kunststoff-Aufweitelemente mit einem zwischen deren Wänden gebildeten Zwischenraum zur Aufnahme eines flüssigen Arzneimittels. Eine Mehrzahl von kleinsten Öffnungen sind durch die äußeren Aufweitelemente hindurch ausgebildet. Wenn beide Aufweitelemente aufgepumpt werden, wird bewirkt, dass das Arzneimittel aus den winzigen Poren des äußeren Aufweitelements und gegen das angrenzende Gewebe des Blutgefäßes ausgestoßen wird. Unter Verwendung dieser Vorrichtung kann eine wesentlich kleinere Dosis verwendet werden, um eine stenotische Läsion direkt zu behandeln. Dies vermindert die Nebenwirkungen des jeweiligen Arzneimittels. Während der Anwendung des Arzneimittels befindet sich das äußere Aufweitelement in direktem Kontakt mit der Blutgefäßinnenwand und liegt dichtend gegen diese an, um ein Hindurchströmen von Blut durch die Grenzfläche zu beschränken. Somit wird das Arzneimittel nicht leicht über den gesamten Körper verteilt.
Ein System mit einem Ballonkatheter zur Abgabe therapeutischer Mittel ist im U. S. Patent 5,049,132 offenbart. Dieser Ballonkatheter umfasst einen ersten Ballon, der von einem zweiten Ballon umgeben ist, wobei der zweite Ballon eine Mehrzahl von Öffnungen aufweist, die durch ihn hindurch gebildet sind, um ein Arzneimittel, wie beispielsweise Heparin, lokal auf eine stenotische Läsion oder eine geschädigte Koronararterie aufzubringen. Dieser aufpumpbare äußere Ballon ist ebenfalls angepasst, um für einen kurzen Zeitraum gegen eine Blutgefäßinnenwand abzudichten, während das Arzneimittel auf diese aufgebracht wird. Diese Vorrichtung verwendet das Arzneimittel als Ballonaufpumpfluid. Das Arzneimittel wird in einem Volumen und mit einem vorbestimmten Druck verabreicht, so dass der Ballon trotz des Austritts von Arzneimittel durch die Öffnungen in der Ballonwand mit einer gewünschten Geschwindigkeit aufgeweitet wird.
Beide dieser früheren PTCA-Arzneimittelabgabekatheter umfassen zwei konzentrische Ballons anstatt ein Paar von Ballons, die entlang des Katheterschafts in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind. Der Arzneimittelabgabebereich bei jeder Vorrichtung wird durch die äußere Wand des äußeren Ballons festgelegt, und ist somit gegen die Blutgefäßwand positioniert, in enger Übereinstimmung mit dieser. Beide dieser Vorrichtungen sind angepasst, um eine langsame Absorption des Arzneimittels durch eine Blutgefäßwand in der Nähe des Ballons zu ermöglichen, und sind nicht angepasst, um eine große Dosis eines Arzneimittels an einem Behandlungsort vorbeizuschwemmen, um den Ort zu baden.
Es wird angenommen, dass sich der relevanteste Stand der Technik in der Internationalen Veröffentlichung WO 90/01969 findet (deren Offenbarung die Grundlage für den Oberbegriff liefert, der dem kennzeichnenden Teil im Hauptanspruch hierzu vorangeht). Insbesondere sieht dieses Dokument ein System vor, das einen Dilatationskatheter mit zwei in Längsrichtung im Abstand angeordneten Ballons einschließt, mit einem Bereich zwischen den Ballons, in den ein Polymer (aus einem inneren Lumen des Katheters) zugeführt werden kann, um inneres Gewebe eines Blutgefäßes zu beschichten. Um diese Beschichtung zu erreichen, kann einer der Ballons eine in Längsrichtung gerippte oder anders profilierte äußere Oberfläche aufweisen, wodurch das System für ein Extrudieren des Polymers über die profilierte Oberfläche des Ballons sorgt, um ein vorbestimmtes inneres Profil auf der Polymerhülse zu bilden, die im Blutgefäß bereitgestellt wird. Obwohl er dazu dient, eine Polymerhülse in einem Blutgefäß zu formen, kann der Katheter auch therapeutische Lösung in das Blutgefäß abgeben.
Wir würden auch auf die Patentveröffentlichungen EP-A-80 438 und EP-A-362 146 aufmerksam machen, von denen beide Systeme offenbaren, wo Dilatationskatheter mit zwei in Längsrichtung im Abstand angeordneten Ballons dazu dienen, durch Aufpumpen der Ballons ein Blutgefäß an im Abstand angeordneten Stellen zu verschließen, und wo zwischen diesen Stellen aus einem inneren Lumen des Katheters therapeutische Flüssigkeit zugeführt werden kann.
Es ist ein hauptsächliches Ziel der vorliegenden Erfindung, einen verbesserten Dilatationskatheter bereitzustellen, durch den in einem intravaskulären Arzneimittelabgabesystem eine Reihe von Arzneimitteln direkt zu einem Behandlungsort injiziert werden kann.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein intravaskuläres Arzneimittelabgabesystem bereitgestellt, umfassend:
einen Dilatationskatheter, der einen langgestreckten, flexiblen, röhrenförmigen Katheterschaft mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende aufweist;
ein erstes, zweites und drittes Lumen, die sich jeweils entlang des Schafts erstrecken, wobei der Schaft einen proximalen und einen distalen aufpumpbaren Ballon aufweist, die nahe dem distalen Ende in Längsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind, sowie mit einem zwischen den Ballons angeordneten Arzneimittelabgabebereich;
wobei das erste und zweite Lumen mit dem proximalen bzw. distalen Ballon in Fluidverbindung stehen, sowie mit jeweiligen Einrichtungen in der Nähe des proximalen Endes des Katheters, die ein Aufpumpfluid liefern;
wobei das dritte Lumen mit dem Arzneimittelabgabebereich in Fluidverbindung steht, sowie mit einer Einrichtung, die ein Arzneimittel liefert, das intravaskulär abgegeben werden soll;
wobei der distale Ballon eine profilierte Außenseite aufweist, die so angeordnet ist, dass wenn der Ballon in einem Blutgefäß eines Patienten durch das Aufpumpfluid aufgepumpt wird, um mit dem Blutgefäß in Berührung zu treten, entlang der Außenseite des distalen Ballons mit dem Blutgefäß ein Fluidströmungspfad aus dem Arzneimittelabgabebereich geschaffen wird, und wobei der proximale Ballon eine Außenseite aufweist, die so angeordnet ist, dass wenn der proximale Ballon in einem Blutgefäß eines Patienten durch das Aufpumpfluid aufgepumpt wird, er dieses Blutgefäß verschließen kann;
wobei das dritte Lumen 34 mit dem Arzneimittelabgabebereich in Fluidverbindung steht, durch eine Mehrzahl von Poren oder Öffnungen, durch die das Arzneimittel zwischen die aufgepumpten Ballons abgegeben wird.
Wenn es sich im Gebrauch befindet, kann man durch das System der vorliegenden Erfindung ein Arzneimittel in den Zwischenraum zwischen den aufgepumpten Ballons abgeben, und man kann es angrenzend an den aufgepumpten distalen Ballon langsam am Gewebe der Blutgefäßwand vorbei fließen lassen, um den behandelten Ort wirksam mit dem Arzneimittel zu baden. Der proximale Ballon kann aufgepumpt werden, um das Blutgefäß proximal und in Strömungsrichtung vor dem Behandlungsort vollständig zu verschließen, während der distale Ballon aufgepumpt wird, um die Strömung im Blutgefäß einzuschränken, um einen Austritt von Arzneimittel daran vorbei und angrenzend an die Blutgefäßwand zuzulassen. Falls gewünscht, könnte der aufgepumpte distale Ballon so aufgeweitet werden, dass er das Blutgefäß dehnt, während das Arzneimittel daran vorbei strömt. Eine Saugöffnung steht mit dem Arzneimittelabgabebereich in Verbindung, so dass der zwischen den beiden aufgepumpten Ballons begrenzte Zwischenraum vor und nach der Abgabe des Arzneimittels gespült und leer gesaugt werden kann, um die Wirksamkeit des Arzneimittels zu vergrößern, beispielsweise während oder nach dem PTCA-Verfahren.
Bei der bevorzugten Ausführungsform weist der distale Ballon in aufgepumptem Zustand eine Mehrzahl von Ausbuchtungen auf, so dass der Fluidpfad zwischen jedem Paar von benachbarten Ausbuchtungen begrenzt wird. Mit vier Ausbuchtungen werden im Zusammenwirken mit der Innenwand des Blutgefäßes vier längsverlaufende Fluidpfade geschaffen, wobei sich jeder Kanal entlang der Rinne zwischen den gebildeten Ausbuchtungen erstreckt. Jedoch können auch andere Formen realisiert werden, bei denen ein Teil des distalen aufpumpbaren Ballons mit der Blutgefäßwand in Eingriff tritt, während ein anderer Teil im Abstand von der Blutgefäßwand angeordnet ist, um dazwischen einen oder mehrere Kanäle zu begrenzen. Selbstverständlich können die Konturen des distalen Ballons so gestaltet werden, dass sich entweder große oder kleine, wenige oder viele, gerade, gekrümmte oder schraubenförmige Fluidpfade ergeben, wenn der distale Ballon aufgepumpt ist. Die Kanäle können geschaffen werden, indem die Dicke der Wände des distalen Ballons selektiv gewählt wird, wobei die Wände nahe den Scheiteln der Ausbuchtungen dünner sind und nahe den Talsohlen dicker, so dass die Scheitel dazu neigen, sich mehr als die Talsohlen zu dehnen, wenn der Ballon aufgepumpt wird.
Alternativ kann der distale Ballon Wände von gleichförmiger Dicke aufweisen, bei denen die Außenseite mit einer Textur versehen ist und eine rauhe Oberfläche aufweist, oder eine Mehrzahl sich nach außen erstreckender, im Abstand angeordneter Vorsprünge einschließt.
Fig. 1 zeigt einen in einem Blutgefäß angeordneten stark vergrößerten, teilweise geschnittenen Doppelballon-Katheter bei einem intravaskulären Arzneimittelabgabesystem gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
Fig. 2 ist eine stark vergrößerte, teilweise geschnittene Ansicht des Katheters in Fig. 1, welche die verschiedenen Lumina, Ballons und den Arzneimittelabgabebereich veranschaulicht;
Fig. 3 ist eine Querschnittsansicht des proximalen Ballons entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, welche die mehreren, durch den Katheter verlaufenden Lumina veranschaulicht;
Fig. 4 ist eine Querschnittsansicht des aufgepumpten profilierten distalen Ballons entlang der Linie 4-4 in Fig. 1 in einer Koronararterie und eine Mehrzahl von Fluidkanälen begrenzend;
Fig. 5 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie 3-3 in Fig. 1, wo Aufpumplumina 30 und 32 miteinander in Fluidverbindung stehen;
Fig. 6 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, wo der distale Ballon eine mit einer Textur versehene Außenseite aufweist; und
Fig. 7 ist eine Schnittansicht entlang der Linie 4-4 in Fig. 1, wo der distale Ballon eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Vorsprüngen umfasst.
Andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann durch die Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform, die Ansprüche und die Zeichnungen ersichtlich, in denen sich gleiche Bezugsziffern auf gleiche Elemente beziehen.
Nunmehr Bezug nehmend auf die Fig. 1 und 2, weist ein intravaskuläres Arzneimittelabgabesystem, das eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfaßt, einen allgemein mit 10 angezeigten Dilatationskatheter auf. Man sieht, dass er ein erstes, zweites und drittes langgestrecktes, flexibles, röhrenförmiges Kunststoffelement einschließt, die konzentrisch oder koaxial angeordnet und durch die Ziffern 12, 14 bzw. 16 gekennzeichnet sind. Die drei Schläuche oder Rohre können gewöhnlich etwa 135 cm lang sein, und das äußerste Rohr 12 ist so bemessen, dass es mühelos durch denjenigen Teil des Gefäßsystems proximal vom Behandlungsort passt. Die Anordnung ist insofern als ein Führungsdrahtsystem dargestellt, als man es über einen langgestreckten Führungsdraht treten lassen kann, sobald dieser Führungsdraht durch einen Führungskatheter (nicht dargestellt) gelegt worden ist, wobei das distale Ende des Führungsdrahts durch den Ort der Läsion oder den Behandlungsort hindurchtritt und darüber hinaus reicht.
Am distalen Ende des äußersten Rohrs 12 befindet sich ein Paar aufpumpbare Ballons, die als ein proximaler Ballon 20 und ein distaler Ballon 22 dargestellt sind. Wie dargestellt, ist der proximale Ballon 20 in aufgepumptem Zustand allgemein länglich und zylindrisch geformt. Der distale Ballon 22 ist besonders dadurch gekennzeichnet, dass er im aufgepumpten Zustand nichtkreisförmig und mit einem Profil versehen ist, so dass eine Mehrzahl von Ausbuchtungen gebildet wird, die sich in gleichem Abstand radial erstrecken. Alternativ kann der Umriss des distalen Ballons mit einer Textur versehen sein und eine rauhe Oberfläche (Fig. 8) aufweisen, oder eine Mehrzahl von Vorsprüngen (Fig. 9) umfassen, die sich nach außen erstrecken. Beide Ballons können als nicht-dehnbare Kunststoffelemente aus PET gefertigt werden, oder als dehnbare Kunststoffelemente aus Silikon, Nylon oder Polyethylen, wobei sie jeweils in geeigneter Weise mit dem Katheterkörper 12 verbunden sind, wie dargestellt. Die Ausbuchtungen werden geschaffen, indem man die Dicke der Ballonwand bei der Herstellung steuert (vergleiche Fig. 4). Speziell sind die Wände in einigen Teilbereichen elastischer und dünner, um in aufgepumptem Zustand die Scheitel der Ausbuchtungen zu bilden, und im Verhältnis dicker in anderen Abschnitten, welche sich in aufgepumptem Zustand weniger dehnen, um Täler zu bilden. Alternativ kann das Maß der Dehnbarkeit des Ballons in verschiedenen Zonen verändert werden, indem man das Kunststoffmaterial in geeigneter Weise bestrahlt, um das Ausmaß der Vernetzung der Moleküle zu beeinflussen. In aufgepumptem Zustand wird zwischen benachbarten Ausbuchtungen eine Längsrinne 24 begrenzt, die als Fluidpfad entlang des distalen Ballons 22 dient, wenn er innerhalb eines Blutgefäßes aufgepumpt ist (vergleiche Fig. 4). Alternativ kann der Ballon 22 in aufgepumptem Zustand mit einer Textur versehen sein, um einen Fluidstrom daran vorbei zuzulassen, wie in Fig. 8 dargestellt, oder eine Mehrzahl von Vorsprüngen umfassen, die sich im Abstand voneinander nach außen erstrecken, um einen Fluidpfad daran vorbei zu bilden, wie in Fig. 9 dargestellt.
Zwischen dem proximalen Ballon 20 und dem distalen Ballon 22 wird ein Arzneimittelabgabebereich 26 entlang des äußersten Rohrs 12 gebildet, wobei das Rohr 12 in diesem Bereich eine Mehrzahl von Poren oder Öffnungen 28 zur Abgabe von Arzneimittel und/oder zum Absaugen von Fluid enthält, das zwischen den aufgepumpten Ballons vorhanden ist, sobald der Katheter in ein Blutgefäß eingeführt worden ist. Wie man aus dem teilweise weggebrochenen und geschnittenen Teil aus den Fig. 1 und 2 sehen kann, steht ein erstes Lumen 30 an einer Öffnung 31 mit dem Inneren des proximalen Ballons 20 in Fluidverbindung. Ein zweites Lumen 32 erstreckt sich über die Länge des röhrenförmigen Elements 12 und steht mit dem distalen Ballon 22 an einer Öffnung 33 in Fluidverbindung und endet an dieser. Ein drittes Lumen 34, das sich ebenfalls über die ganze Länge des röhrenförmigen Elements 12 erstreckt, steht mit dem Arzneimittelabgabebereichs 26 und folglich mit den Öffnungen 28 in Fluidverbindung. Ein weiteres Lumen 36 erstreckt sich durch die Mitte des Rohrs 16 und nimmt, wie dargestellt, den Führungsdraht 18 verschiebbar auf.
Das erste und zweite Aufpumplumen 30 und 32 sind voneinander getrennt, wie in Fig. 3 dargestellt, so dass sowohl der proximale Ballon 20 und der distale Ballon 22 unabhängig aufgepumpt werden können, indem man ein Aufpumpfluid durch Anschlüsse am Katheteransatzstück 44 zuführt. Jedoch soll erkannt werden, dass die Ballonaufpumplumina 30 und 32 miteinander in Fluidverbindung stehen könnten, wie in Fig. 5 dargestellt, so dass beide Ballons 20 und 22 gleichzeitig von einer einzigen Fluidquelle aufgepumpt werden. Ein zusätzliches Lumen 40 ist in Fluidverbindung mit den Lumen 34 vorgesehen, um Fluid aus dem durchströmten Bereich 26 abzusaugen. Jedoch könnten die Lumina 34 und 40 ebenso voneinander getrennt sein, wobei das Lumen 40 von einem speziell dafür vorgesehenen Anschluss am Griff aus zugänglich ist, so dass Fluid über beide Lumina getrennt injiziert und/oder abgesaugt werden kann.
Zweckmäßigerweise ist am proximalen Ende der Kathetereinheit ein geformtes Kunststoffansatzstück 44 angebracht, das drei Anschlüsse 46, 48 und 50 aufweist, die jeweils einzeln mit den Lumina 30, 32 und 34 kommunizieren. Die Anschlüsse 46, 48 und 50 können Luer-Verbindungsstücke sein, um das Anbringen eines Aufpumpinstruments zu erleichtern, wie beispielsweise einer Spritze von der Art, wie in dem an den Assignee der vorliegenden Erfindung übertragenen U. S. Patent Nr. 4,723,938 dargestellt.
Auf dem proximalen Ende des Ansatzstücks 44 ist ein Stutzen 52 angeordnet, der eine Bohrung aufweist, die mit dem Lumen 36 des innersten Rohrs 16 zur Aufnahme des Führungsdrahts 18 verbunden ist. Wenn der Führungsdraht entfernt ist, kann das Lumen 36 des innersten Rohrs benutzt werden, um Blut nach distal vom Behandlungsort zu leiten, um in Strömungsrichtung hinter diesem eine Blutleere zu verhindern, oder um ein Kontrastmittel zuzuführen. Alternativ kann das Lumen 36 als Weg zum Messen des Drucks am Behandlungsort benutzt werden.
Die konzentrischen Katheterkörper 12, 14 und 16 können aus einer Reihe von Materialien hergestellt werden, die jetzt gewöhnlich bei der Fertigung von Angioplastie- und Angiographie-Kathetern verwendet werden. Übliche Materialien sind PVC, Nylon und Polyurethan. Der Führungsdraht 18 kann ebenfalls entsprechend wohlbekannten Techniken in der Patentliteratur aus nichtrostendem Stahl gefertigt werden.
Bezug nehmend auf Fig. 1, würde im Gebrauch der Führungsdraht 18 in üblicher Weise durch eine Einführvorrichtung oder einen Führungskatheter (nicht dargestellt) und über die Läsion oder den zu behandelnden Ort im Blutgefäß 54 hinweg gelegt werden. Im Anschluss daran wird das distale Ende des innersten Rohrs 16 über das proximale Ende des Führungsdrahts geschoben und dann entlang des Führungsdrahts vorwärts bewegt, bis der mit Ausbuchtungen versehene distale Ballon 22 neben und nahe dem zu behandelnden Ort angeordnet ist. Der proximale Ballon 22 wird dann in Strömungsrichtung davor (proximal) angeordnet sein. Fig. 1 zeigt den proximalen Ballon 20 und den distalen Ballon 22 in ihrer aufgepumpten Gestalt innerhalb des Blutgefäßes 54, wobei sich von selbst versteht, dass diese Ballons während des Legevorgangs entleert und eng zusammengewickelt wären, um der Außenseite des röhrenförmigen Elements 12 zu entsprechen.
Sobald das distale Ende des Katheters 10 mit Hilfe eines röntgenstrahlenundurchlässigen Markierungsbandes 56 in angemessener Weise positioniert worden ist, wird als nächstes ein Aufpumpfluid durch den proximalen Anschluss 46 und somit durch das Lumen 30 injiziert, um den proximalen Ballon 20 vollständig aufzupumpen, womit das Blutgefäß, beispielsweise eine Koronararterie, verschlossen wird. Wenn jedoch eine Perfusion erwünscht ist, kann der erste Ballon 20 nur teilweise aufgepumpt werden, so dass er im Blutgefäß schwimmt und den Strom begrenzt, wobei er wie der distale Ballon 22 aus einem profilierten Ballon besteht, wenn er aufgepumpt ist, oder insgesamt weggelassen wird, wie unter Bezugnahme auf Fig. 6 kurz erörtert wird. Als nächstes wird ein Aufpumpfluid durch den Anschluss 48 und somit durch das Lumen 32 und ins Innere des mit Ausbuchtungen versehenen distalen Ballons 22 injiziert, bis dieser Ballon mindestens teilweise aufgepumpt und nahe der Gefäßwand angeordnet ist, um das Hindurchströmen einzuschränken, und kann oder kann nicht mit der Blutgefäßinnenwand in Eingriff treten. Vorzugsweise wird der distale Ballon 22 vollständig aufgepumpt und tritt am Ort der Läsion mit der Blutgefäßwand in Eingriff, um mit der Läsion in Eingriff zu treten (vergleiche Fig. 4, 8 und 9). Sobald er aufgepumpt ist, wird von den Tälern der mit Ausbuchtungen versehenen Bauart eine Mehrzahl von Fluidpfaden oder -kanälen 60 gebildet, einer zwischen jedem Ausbuchtungstal 62 und der Blutgefäßwand 64, wie in Fig. 4 dargestellt.
In aufgepumptem Zustand tritt der Scheitel jeder Ausbuchtung 62 mit der inneren proximalen Wand des Blutgefäßes 54 in Eingriff und in dichte Anlage. Jedoch bleibt die Mehrzahl von Fluidpfaden 60 offen, um eine Fluidverbindung über die Oberfläche des Ballons hinweg zuzulassen, wie in den Fig. 1 und 4 dargestellt. Als nächstes wird ein ausgewähltes Verdünnungsmittel, wie beispielsweise Heparin oder ein anderes geeignetes Arzneimittel, das eine Flüssigkeit zur Verhinderung der Bildung eines Thrombus enthält, oder Aspirin oder Persantin zur Verhinderung einer Blutplättchen-Aggregation am Behandlungsort, durch den distalen Luer-Anschluss 50 und durch das Lumen 34 in die Grenzen des Arzneimittelabgabebereichs 26 zugeführt und so durch die Öffnungen 28 in den zwischen den aufgepumpten Ballons 20 und 22 begrenzten Hohlraum abgegeben. Sobald dieser Hohlraum mit Arzneimittel gefüllt ist, bewirkt eine zusätzliche Injektion von Arzneimittel in den Hohlraum, dass das Arzneimittel mit einer entsprechenden und steuerbaren Geschwindigkeit am aufgepumpten distalen Ballon 22 vorbei durch die von den längsverlaufenden Rinnen 24 und der Blutgefäßinnenwand begrenzten Fluidkanäle 60 geschwemmt wird, in innigem Kontakt mit dem Behandlungsort, wie in Fig. 1 durch die Strömungsmuster veranschaulichenden Pfeile dargestellt. Der erste aufgepumpte Ballon verschließt das Blutgefäß 45 in Strömungsrichtung vor dem Behandlungsort, so dass das Arzneimittel nicht zu schnell am Arzneimittelbehandlungsort vorbei weggespült wird, und stellt weiter sicher, dass nur das Arzneimittel am Arzneimittelbehandlungsort vorbei fließt.
Durch Auswahl einer geeigneten Tiefe der Rinnen 24 zwischen benachbarten Ausbuchtungen 62 kann die Geschwindigkeit ausgewählt werden, mit der dieses abgegebene Arzneimittel an dem aufgeweiteten distalen Ballon 22 vorbei fließt. Je flacher die Rinne 24 ist, um so langsamer ist dementsprechend die Geschwindigkeit, mit der das Arzneimittel daran vorbei gedrückt wird. Entsprechend kann auch die Anzahl der gebildeten Rinnen 24 ausgewählt werden, um die Geschwindigkeit zu steuern, mit der Arzneimittel daran vorbei fließt. Zum Beispiel kann der distale Ballon 22 so gestaltet sein, dass er (in aufgepumptem Zustand) nur ein Paar Ausbuchtungen aufweist und ein entsprechendes Paar Rinnen 24 zur Aufnahme des Fluidstroms. Falls gewünscht, können die längsverlaufenden Rinnen 24 statt linear nicht-linear, gekrümmt oder schraubenförmig sein, um die Geschwindigkeit und das Muster, mit dem das Arzneimittel daran vorbei fließt, selektiv zu verändern. Alternativ kann der distale Ballon 22 mit einer Textur versehen sein und eine rauhe Oberfläche aufweisen, wenn er aufgepumpt ist (vergleiche Fig. 8) oder eine Mehrzahl von Ausbuchtungen oder Vorsprüngen einschließen (vergleiche Fig. 9), so dass der Ballon 22 in aufgepumptem Zustand das Blutgefäß 54 nur teilweise verschließt, womit es dem Arzneimittel ermöglicht wird, langsam daran vorbei zu fließen.
Dementsprechend besteht ein Schlüsselmerkmal der vorliegenden Erfindung darin, dass der distale Ballon 22 in aufgepumptem Zustand einzigartig profiliert ist, um sich in einem Teilbereich dichtend gegen einen Teil des Blutgefäßes 54 anzulegen, der jedoch in anderen, mit Rinnen versehenen Teilbereichen desselben im Abstand von der Blutgefäßwand bleibt, um nahe einem Behandlungsort eine Verbindung und einen Austritt eines abgegebenen Arzneimittels daran vorbei zuzulassen. Jedoch kann der distale Ballon 22 auch in einer schwimmenden Anordnung nur teilweise aufgepumpt und nahe der Gefäßinnenwand, jedoch im Abstand von dieser, angeordnet sein, um das Vorbeifließen von Arzneimittel daran einzuschränken. Der Umriss des distalen Ballons 22 in aufgepumptem Zustand wird durch eine richtige Beachtung der Wandstärke zum Zeitpunkt der Herstellung festgelegt, wie in Fig. 4 dargestellt. Alternativ kann die Wand eine gleichförmige Dicke aufweisen, die jedoch eine mit einer Textur versehene Außenseite besitzt (Fig. 6), oder die eine Mehrzahl von im Abstand angeordneten Vorsprüngen einschließt, die sich nach außen erstrecken (Fig. 7). Eine röntgenstrahlenundurchlässige Markierung 56 kann benutzt werden, um den distalen Ballon 22 angrenzend an einen zu behandelnden Ort oder in Strömungsrichtung geringfügig davor zu positionieren.
Vor der Injektion eines Arzneimittels können die Öffnungen des Arzneimittelabgabebereichs 26 in Kombination mit dem Lumen 34 und/oder 40 benutzt werden, um den Hohlraum zwischen den aufgepumpten Ballons zu fluten und zu spülen, sowie dieses und andere Fluide abzusaugen, die sich dazwischen befinden können. Wenn anschließend über den Arzneimittelabgabebereich 26 ein Arzneimittel in diesen Hohlraum injiziert wird, wird das Arzneimittel somit nicht verdünnt, und kann so an der zu behandelnden Blutgefäßwand konzentriert werden und diese baden. Spülfluide, wie beispielsweise Kochsalzlösungen, werden üblicherweise verwendet. Somit kann die Blutgefäßwand dann wirksam mit dem Arzneimittel beaufschlagt werden.
Nach dem PTCA-Verfahren kann das Blutgefäß, wie beispielsweise eine Koronararterie, nur für einen kurzen Zeitraum verschlossen werden, z. B. eine Minute. Während dieses Zeitraums können koagulationshemmende Arzneimittel oder zum Auflösen von Blutgerinnseln geschaffene Arzneimittel unter Verwendung der vorliegenden Vorrichtung und des vorliegenden Verfahrens injiziert werden. Die Kombination aus den beiden in Längsrichtung im Abstand angeordneten Ballons mit einem dazwischen begrenzten Arzneimittelabgabebereich, bei welcher der distale Ballon in aufgepumptem Zustand profiliert ist, hat sich bei der Schaffung einer lange anhaltenden Durchgängigkeit für das behandelte Blutgefäß oder die Koronararterie als wirkungsvoll erwiesen. Die Größe und die Formen der Fluidpfade 60 können durch passend gestaltete Ausbuchtungen 62 und Kanäle 24 individuell angepasst werden, so dass sie nicht leicht verstopfen, und so dass die Fluidströmungsgeschwindigkeit des daran vorbei fließenden Arzneimittels besonders gewählt werden kann. Somit besteht ein Schlüsselmerkmal der vorliegenden Erfindung daran, dass die Geschwindigkeit, mit der ein Arzneimittel an einem Behandlungsort vorbeifließen kann, ausgewählt werden kann, indem man einen besonders gestalteten distalen Ballon 22 verwendet. Obwohl dies rein beispielhaft ist, können die Arzneimittel Aspirin oder Persantin zur Verhinderung einer Blutplättchen-Aggregation an dem Ort, Heparin oder Prostaglandin zur Verhinderung einer Gerinnung oder andere Arzneimittel einschließen, die man bei der Verhinderung des Wachstums von glatten Muskelzellen als wirksam befunden hat.
Während vier Ausbuchtungen, beispielsweise eine Kleeblattform, der Umriss des bevorzugten distalen Ballons 22 ist, soll auch erkannt werden, dass andere Umrisse, wie beispielsweise Vorsprünge oder Texturen, die sich nach außen erstrecken, welche in funktioneller Hinsicht den gerundeten Ausbuchtungen, wie dargestellt, äquivalent sind, für die vorliegende Erfindung ebenfalls geeignet sind. Die sich ergebenden Vertiefungen bilden in Kombination mit der Blutgefäßinnenwand einen Fluidpfad, wenn der profilierte Ballon aufgepumpt ist, so dass Arzneimittel mit einer gesteuerten Geschwindigkeit daran vorbei austreten kann. Dementsprechend läßt nichts auf Einschränkungen im Hinblick auf die besondere Formgebung des Fluidpfades schließen. Darüber hinaus kann die Menge des in den distalen Ballon 22 injizierten Aufpumpfluids, über den Anschluss 48, ebenfalls selektiv gesteuert werden, so dass dieser Ballon selektiv und steuerbar aufgepumpt werden kann, um auch die Querschnittsöffnung von Pfaden 60 selektiv zu steuern. Somit kann die Geschwindigkeit, mit der Arzneimittel nahe am Behandlungsort am distalen Ballon 22 vorbei strömt, unter Verwendung einer einzigen Vorrichtung, beispielsweise des in Fig. 1 dargestellten distalen Ballons 22, selektiv gesteuert werden.

Claims

1. Intravaskuläres Arzneimittelabgabesystem, umfassend:

einen Dilatationskatheter (10), der einen langgestreckten, flexiblen, röhrenförmigen Katheterschaft (12) mit einem proximalen Ende und einem distalen Ende aufweist;

ein erstes, zweites und drittes Lumen (30, 32, 34), die sich jeweils entlang des Schafts (12) erstrecken, wobei der Schaft (12) einen proximalen und einen distalen aufpumpbaren Ballon (20),(22) aufweist, die in Längsrichtung im Abstand voneinander nahe dem distalen Ende angeordnet sind, und mit einem Arzneimittelabgabebereich (26), der zwischen den Ballons (20, 22) angeordnet ist;

wobei das erste und zweite Lumen (30, 32) mit dem proximalen bzw. distalen Ballon (20, 22) in Fluidverbindung stehen, sowie mit jeweiligen Einrichtungen (46, 48) in der Nähe des proximalen Endes des Katheters (10), die ein Aufpumpfluid liefern;

wobei das dritte Lumen (34) mit dem

Arzneimittelabgabebereich (26) in Fluidverbindung steht, sowie mit einer Einrichtung (50), die ein Arzneimittel liefert, das intravaskulär abgegeben werden soll;

wobei der distale Ballon (22) eine profilierte Außenseite aufweist, die so angeordnet ist, dass wenn der Ballon in einem Blutgefäß (54) eines Patienten durch das Aufpumpfluid aufgepumpt wird, um mit dem Blutgefäß in Berührung zu treten, entlang der Außenseite des distalen Ballons (22) mit dem Blutgefäß (54) ein Fluidströmungspfad aus dem Arzneimittelabgabebereich (26) geschaffen wird, und wobei der proximale Ballon (20) eine Außenseite aufweist, die so angeordnet ist, daß wenn der proximale Ballon in einem Blutgefäß eines Patienten durch das Aufpumpfluid aufgepumpt wird, er dieses Blutgefäß verschließen kann,

DADURCH GEKENNZEICHNET, DASS das dritte Lumen (34) mit dem Arzneimittelabgabebereich (26) in Fluidverbindung steht, durch eine Mehrzahl von Poren oder Öffnungen (28), durch die das Arzneimittel zwischen die aufgepumpten Ballons (20, 22) abgegeben wird.

2. Arzneimittelabgabesystem nach Anspruch 1, bei dem der distale Ballon (22) in aufgepumptem Zustand eine Mehrzahl von Ausbuchtungen umfasst, wobei zwischen jedem Paar von benachbarten der besagten Ausbuchtungen ein längsverlaufender Fluidpfad vorhanden ist.

3. Arzneimittelabgabesystem nach Anspruch 2, bei dem der distale Ballon (22) eine Ballonwand mit einer variierenden Dicke aufweist, um in aufgepumptem Zustand die Ausbuchtungen zu bilden.

4. Arzneimittelabgabesystem nach Anspruch 2 oder Anspruch 3, bei dem die Fluidpfade in gleichen Winkelabständen voneinander angeordnet sind, um einen gleichförmigen Hindurchtritt von abgegebenem Arzneimittel aus dem Arzneimittelabgabebereich (26) entlang der Außenseite des distalen Ballons (22) zu erleichtern.

5. Arzneimittelabgabesystem nach Anspruch 1, bei dem die Außenseite des distalen Ballons (22) in aufgepumptem Zustand mit einer Textur versehen ist, um den Fluidströmungspfad zu schaffen.

6. Arzneimittelabgabesystem nach Anspruch 1, bei dem die Außenseite des distalen Ballons (22) in aufgepumptem Zustand eine Mehrzahl von sich nach außen erstreckenden Vorsprüngen einschließt, um den Fluidströmungspfad zu schaffen.

7. Arzneimittelabgabesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Ballon (22) aus einem dehnbaren Material besteht.

8. Arzneimittelabgabesystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem der distale Ballon (22) aus einem nicht-dehnbaren Material besteht.

9. Arzneimittelabgabesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem das erste und zweite Lumen (30, 32) miteinander in Fluidverbindung stehen, um ein gleichzeitiges Aufpumpen des proximalen und des distalen Ballons (20, 22) zu erleichtern.

10. Arzneimittelabgabesystem nach einem der vorangehenden Ansprüche und umfassend ein vom proximalen Ende bis zum distalen Ende hindurchverlaufendes viertes Lumen zur Aufnahme eines Führungsdrahts (18) durch dieses hindurch.