JP2025541663A - 身体管腔内の流動を修正するための最適化されたデバイス - Google Patents
身体管腔内の流動を修正するための最適化されたデバイスInfo
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Abstract
本明細書に説明される最適化された短期および長期デバイスおよび方法は、上流ノズルと、下流拡散器とを含む身体管腔流体流動変調器を含む。流体流動変調器は、好ましくは、支流管腔からの追加の流体が、上流ノズルから下流拡散器に流動する流体流の中に巻き込まれ得る経路を提供する巻き込み領域を画定する1つ以上の開口部を含む。1つ以上の開口部は、下流構成要素の第1および第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延び得、第1の発散部分の平均発散角は、第2の発散部分の平均発散角より大きい。
Description
(関連出願の相互参照)
本願は、2023年3月20日に出願された米国仮特許出願第63/491,235号および2022年11月15日に出願された米国仮特許出願第63/383,884号の優先権の利益を主張し、それらの各々の全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
本願は、2023年3月20日に出願された米国仮特許出願第63/491,235号および2022年11月15日に出願された米国仮特許出願第63/383,884号の優先権の利益を主張し、それらの各々の全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる。
(発明の分野)
本発明は、概して、異なる障害または疾患を治療するために流体流動を向上させるために、他の管腔から分岐する管腔において流体の圧力差および/または巻き込みを生成するための最適化されたデバイスおよび方法等の身体管腔内の流動を修正するための短期および長期デバイスおよび方法に関する。
本発明は、概して、異なる障害または疾患を治療するために流体流動を向上させるために、他の管腔から分岐する管腔において流体の圧力差および/または巻き込みを生成するための最適化されたデバイスおよび方法等の身体管腔内の流動を修正するための短期および長期デバイスおよび方法に関する。
心不全は、心拍出量が身体および肺の必要性を満たすために不十分である生理学的状態である。いくつかの形態の心不全のうちのいずれかを患う患者は、身体内の流体が増加する傾向がある。鬱血性心不全(CHF)は、心拍出量が比較的に少なく、身体が流体が滞った状態になるとき、生じる。心筋梗塞、冠動脈疾患、弁膜疾患、および心筋炎を含むCHFの多くの可能な根本的原因がある。慢性心不全は、神経ホルモン活性化および自律神経調節の改変に関連付けられている。これらの代償神経ホルモン機構は、正常な生理学的状況下で心臓のための有益な支援を提供するが、それらは、CHFの発症および後続進行において基礎的な役割も果たす。例えば、CHFにおける減った血流のための身体の主要な代償機構のうちの1つは、腎臓によって保たれる塩分および水分の量を増加させることである。塩分および水分を尿中に排泄する代わりに、それを保つことは、血流中の血液の体積を増加させ、血圧を維持することに役立つ。しかしながら、より大きい体積の血液は、心筋を引き伸ばし、心腔、特に、心室を拡大させる。ある量の引き伸ばしにおいて、心臓の収縮は、弱くなり、心不全は、悪化する。別の代償機構は、動脈系の血管狭窄である。この機構は、塩分および水分保持のように、血圧を上昇させ、適正な灌流を維持することに役立つ。
腎臓が血液を濾過する率である糸球体濾過率(GFR)は、腎機能、その結果、患者における腎疾患の程度を定量化するために一般的に使用される。正常な腎機能を伴う個人は、少なくとも90mL/分のGFRを示し、腎障害のいかなる証拠も伴わない。腎疾患の進行は、低下するGFRによって示され、15mL/分を下回るGFRは、概して、患者が末期腎疾患(ESRD)を有することを示し、それは、腎臓が老廃物を除去することまたは尿を濃縮することが完全にできないことである。
合計身体塩分および水分の増加に加えて、内臓静脈血管の改変された容量が血液体積分布を変化させることも、見出されている。減少させられた静脈容量は、静脈貯血槽から有効循環体積/内臓循環への流体のシフトにつながり、したがって、充満圧を増加させ得る。これは、臨床心臓鬱血をもたらし得る。
限定ではないが、不適正な血流または慢性高血圧症等の心臓血管の問題は、腎臓における流体保持、慢性腎疾患、低下したGFR、腎不全、またはESRDにさえつながり得る。例えば、高血圧症は、腎不全に関する二番目に最もよく見られる原因(糖尿病に次ぐ)と考えられている。高血圧症が、ネフローゼ損傷を引き起こし、GFRを低下させると推定されている。
経頸静脈的肝内門脈体循環シャント(TIPSまたはTIPSS)は、流入門脈と流出肝静脈との間の連絡を確立する肝臓内の人工チャネルである。概して、撮像誘導下で、小さい金属ステントが、設置され、チャネルを開放した状態に保ち、チャネルが肝臓を回避しながら腸管から流れ出る血液を心臓に戻すことを可能にする。TIPSは、頻繁に腸出血、致死的な食道出血(食道静脈瘤)、および腹部内の流体の蓄積(腹水)につながる(多くの場合、肝硬変に起因する)門脈圧亢進症等の条件を治療するために使用され得、肝腎症候群を治療するために有効であることを示している。TIPSの欠点は、肝臓によって濾過されるはずの血液が、人工チャネルを介して肝臓を迂回し、それが、合併症を引き起こし得ることである。
したがって、疾患を予防し、身体機能性を改善し、および/または修正された身体流体流動から利益を享受するであろう条件を治療するために、血流を改善するための短期および/または長期装置および方法を提供することが、望ましいであろう。例えば、心不全を治療し、高血圧症を治療し、腎疾患を予防し、腎機能性を改善し、内臓循環の正常値を回復させ、肝機能性を改善し、TIPSを向上させ、または置換し、および/または脳卒中を予防するために、血餅が脳等の身体の敏感な部分に脈管を通して流動することを防止することが、望ましいであろう。
血流の広範囲に及ぶ効能を伴う流動変調器デバイスを提供することが、さらに望ましいであろう。
本発明は、身体管腔内の流動を改変するための短期および長期デバイスおよび方法を提供しようとする。例えば、異なる障害または疾患を治療するために流体流動を向上させる、または修正するために、他の管腔から分岐する管腔において圧力差および/または流体巻き込みを生成するためのデバイスおよび方法が、提供される。位置付けのために、デバイスは、身体管腔内に短期的または長期的に埋め込まれ得る。
本発明のデバイスおよび方法は、多くの用途を有する。例えば、デバイスは、圧力を減らし、流動を改善し、それによって、狭窄した身体管腔内の流動を改善するために使用され得る。それは、大動脈弓において、脳内のピーク収縮期圧を減らし、または塞栓子を身体の他の部分(例えば、脚)に方向転換させ、それによって、脳卒中のリスクを減らすためにも使用され得る。デバイスは、ピーク圧力勾配を減らすために、または非常に少ないエネルギー損失で塞栓子を方向転換させるために、分岐点において(例えば、腕頭血管内に)さらに据え付けられ得る。
本発明のデバイスおよび方法は、腎臓への、およびそれからの血流を治療することにおける特定の用途を有する。一実施形態によると、デバイスは、腎動脈のうちの1つの近傍に、または腎静脈へ向かう分岐部の近傍の下大静脈内に、または腎静脈のうちの1つにおいて据え付けられるように構成される。下大静脈内または腎静脈内に据え付けられるとき、デバイスは、(ベルヌーイ効果または他の因子に起因して)増加した血液速度および減圧を有する下大静脈内または腎静脈内の領域を生成することができる。このように、血液は、腎臓から腎静脈に、次いで、下大静脈に引き込まれ、それによって、腎機能性を改善し、腎臓への壊死性損傷を減らし得る。
腎静脈内またはその近傍に据え付けられるとき、本発明のデバイスは、糸球体毛細血管血圧-(血漿コロイド浸透圧+ボーマン嚢静水圧)、例えば、55mmHg-(30mmHg+15mmHg)=10mmHgである正味濾過圧を改善することによって、腎機能を改善し得る。本発明のデバイスおよび方法は、したがって、腎機能に対して有害効果を及ぼし得る、利尿剤(但し、本発明は、利尿剤に加えて使用されることができる)、アンジオテンシン変換酵素阻害薬(ACEI)、およびアンジオテンシン受容体拮抗薬(ARB)等の既存の療法に優る改善を提供する。利尿剤等の現在の治療モードと併せて使用されるとき、本発明のデバイスおよび方法は、利尿剤に関する応答を改善し、これらの既存の療法の不利点を伴うことなく、そのような以前から公知の療法の療法的利益を取得するために必要とされる用量を減らすことが予期される。
本発明のデバイスおよび方法は、少ないエネルギー損失で腎臓から下大静脈に流動を方向転換させるために使用され得る。例えば、圧力降下および他の流体因子に起因する小さいエネルギー損失を伴うと、血流のかなりより大きい増加が、達成され得る。血流を増加させるための少ないエネルギー損失での腎臓からの流動のこの方向転換は、心不全および/または高血圧症等の条件を治療することが予期される。
拡散器等のいかなる下流流動減速器も伴わない上流ノズルの使用との間にかなりの差異があることに留意されたい。上流ノズルのみが、流路内に設置される場合、流動の急激な拡張に起因して、ノズルの下流にかなりのエネルギー損失がある。しかしながら、拡散器等の下流流動減速器を使用することによって、エネルギー損失は、かなり減らされる。これは、別の利点につながり、エネルギー損失が、かなり減らされるので、巻き込み領域を通して流動する追加の流動が、上流流動加速器からの流動に効率的に追加される。
加えて、本発明は、下流流動減速器とともに使用されるとき、上流流動加速器のための最適な構造を提供することが予期される。例えば、上流流動加速器と下流流動減速器との間の巻き込み領域の長さは、出口と入口との間の巻き込み領域における圧力を減らすために、所定の長さ未満であるべきである。
腎動脈内に据え付けられるとき、デバイスは、腎臓に加えられる圧力を減らすことができる。任意の理論によって限定されるわけではないが、高血圧は、腎臓内の血管および濾過器官への損傷を引き起こし、身体からの老廃物の除去を困難にし得る。腎動脈内の圧力を減らすことによって、濾過率は、改善する。灌流圧の低減があり得るが、濾過率は、全体的腎機能がより効率的であるので、増加するであろう。
本発明の流体流動変調器が、ファン、モータ等の外部エネルギー源からのいかなる入力も伴わずに、かついかなる可動部分も伴わずに、流体流動を変調させ得ることに留意されたい。本発明のデバイスの構造は、流動エネルギー損失をほとんど伴わずに、1つの管腔流動から別の異なる管腔流動にエネルギーを伝達する。エネルギー損失の一部(圧力損失および/または減った体積の形態における)は、有益なこととして、心臓前負荷(すなわち、充満圧)を減らし得る。例えば、健康な患者では、フランク-スターリング機構は、前負荷の増加が、心拍出量を増加させるであろうことを決定付けるが、しかしながら、(多くの慢性および急性心不全患者の場合のように)障害のある収縮性の設定では、本関係は、逆転され、したがって、前負荷増加は、心拍出量の低減を引き起こし得る。したがって、心機能を改善するために、心不全患者における前負荷を減らすことが、望ましい。減った腎血流が、充満圧および腎鬱血の両方を増加させる流体蓄積につながるので、減った腎血流を伴う心不全患者における前負荷を減らすことが、特に望ましい。
本発明の一側面によると、支流管腔に結合された身体管腔を通した流体流動を改変するための流動変調器デバイスが、提供される。流動変調器は、上流構成要素と、下流構成要素と、上流構成要素の入口と下流構成要素の退出口との間の巻き込み領域とを含み得る。上流構成要素は、入口と、出口と、入口から出口に向かって収束する断面流動面積とを有し、ノズルを形成し得る。下流構成要素は、進入口と、退出口と、進入口から退出口に向かって発散する断面流動面積とを有し、拡散器を形成し得る。加えて、下流構成要素は、第1の発散部分の平均発散角が、第2の発散部分の平均発散角より大きいように、第1の発散部分と、第1の発散部分から下流の第2の発散部分とを含む。巻き込み領域は、下流構成要素の第1および第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延びている1つ以上の開口部を含み得る。故に、流動変調器デバイスは、ノズルが、上流構成要素を通して下流構成要素に向かって通過する流体流を加速させ、流体流が下流構成要素の中に進むにつれて、1つ以上の開口部を介して、流体流の中に追加の流体を巻き込む、巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させるように、身体管腔内に位置付けられるように構成され得る。
上流構成要素および下流構成要素は、フレームから形成され得、流動変調器デバイスは、1つ以上の開口部が、フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定され得るように、上流構成要素および下流構成要素の少なくとも一部の上にコーティングを含み得る。フレームは、複数のセルを画定し得る。下流構成要素の遠位部分のうちの少なくとも一部は、コーティングされず、遠位部分は、身体管腔と適合し、それによって、身体管腔内での流動変調器デバイスの遊走を防止するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、コーティングは、コーティングへの加力時に裂け、ノズルが、上流構成要素を通して下流構成要素に向かって通過する流体流を加速させ、流体流の中に追加の流体を巻き込む巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させる動作可能状態から、流動変調器デバイスの血行動態効果が事実上排除される動作不可能状態に流動変調器デバイスを遷移させるように構成され得る。例えば、コーティングは、切断ツール、穿刺ツール、または電力駆動ツールのうちの少なくとも1つを介した加力時に裂けるように構成され得る。故に、フレームは、動作可能状態におけるノズルと、拡散器とを備えている収縮砂時計構成と、流体流動が動作不可能状態における流動変調器デバイスを通してもはや変調されない拡張円筒形構成との間で遷移するように構成され得る。コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え得、1つ以上の裂け易いラインは、1つ以上の裂け易いラインへの加力時にコーティングの断裂を促進し、収縮砂時計構成から拡張円筒形構成へのフレームの遷移を促進するように構成される。いくつかの実施形態において、フレームは、流動変調器デバイスのシール区域間で捻じられ、収縮砂時計構成を形成し得、1つ以上の裂け易いラインは、シール区域間の捻じれに沿って配置される。
フレームは、第1のフレームが、コーティングを介して第2のフレームに結合され得るように、上流構成要素を形成する第1のフレームと、下流構成要素を形成する第2のフレームとを備え得る。第1および第2のフレームは、拡張円筒形構成に向かって付勢され得る。さらに、コーティングは、1つ以上の裂け易いラインへの加力時にコーティングの裂けを促進し、収縮砂時計構成から拡張円筒形構成への第1および第2のフレームの遷移を促進するように構成された1つ以上の裂け易いラインを備え得る。流動変調器デバイスは、第1および第2のフレームを収縮砂時計構成において維持するように構成された1つ以上の留め具をさらに含み得る。1つ以上の留め具は、1つ以上の留め具への加力時に破断し、収縮砂時計構成から拡張円筒形構成への第1および第2のフレームの遷移を促進するように構成され得る。例えば、1つ以上の留め具は、切断、アブレーション、分解、またはバルーン拡張のうちの少なくとも1つを介して、破断するように構成され得る。第1のフレームの遠位端は、1つ以上の留め具を受け取るように構成されたリングの第1の組を備え得、第2のフレームの近位端は、1つ以上の留め具を受け取るように構成されたリングの第2の組を備え得る。加えて、1つ以上の留め具は、第1のフレームの遠位端に結合されるように構成された第1の留め具と、第2のフレームの近位端に結合されるように構成された第2の留め具とを備え、それによって、第1および第2のフレームを収縮砂時計構成において維持し得る。1つ以上の留め具の破断時、1つ以上の留め具は、第1のフレームおよび/または第2のフレームに結合されたままであり、流動変調器デバイスの下流の1つ以上の留め具の塞栓子流動を防止するように構成され得る。
いくつかの実施形態において、コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、1つ以上の裂け易いラインは、1つ以上の裂け易いラインへの加力時にコーティングの裂けを促進するように構成され、1つ以上の裂け易いラインは、動作不可能状態において、1つ以上の裂け易いラインに沿った裂かれたコーティングが、流動変調器デバイスの血行動態効果を事実上排除するように構成された1つ以上のフラップ開口部を形成するような様式において、コーティング上に配置され得る。例えば、1つ以上の裂け易いラインは、フレームによって画定される1つ以上のセル内に配置され得る。代替として、1つ以上の裂け易いラインは、フレームによって画定される1つ以上のセルを横断して延び得る。
1つ以上の開口部は、巻き込み領域の周りに円周方向に間隔を置かれた複数の開口部を含み得る。下流構成要素は、第3の発散部分の平均発散角が、第2の発散部分の平均発散角を上回り得るように、第2の発散部分から下流の第3の発散部分を含み得る。流動変調器デバイスは、身体管腔内で折り畳まれた送達状態から拡張展開状態に遷移するように構成され得る。拡張展開状態において、上流構成要素の近位部分および下流構成要素の遠位部分は、身体管腔と適合するように構成され得る。いくつかの実施形態において、上流構成要素および下流構成要素は、フレームから形成され得、流動変調器デバイスは、アンカを備え得る。例えば、アンカは、フレームに結合されるように構成されたフレーム部分と、フレーム部分から、互いから離れるように上流方向に延びている下流部分と、下流部分から、互いに向かって上流方向に延びている上流部分とを備えている支柱の対と、支柱の対の間でフレーム部分から上流方向に軸方向および半径方向に外向きに延びているループ部分とを備え得る。ループ部分は、拡張展開状態において身体管腔に係合し、身体管腔内に流動変調器デバイスを固定するように構成され得る。故に、拡張展開状態から折り畳まれた送達状態への流動変調器デバイスの遷移時、支柱の対は、互いに向かって移動し、ループ部分が支柱の対を越えて半径方向に延びないように、ループ部分に半径方向に内向きに収縮させるように構成され得る。
流動変調器デバイスは、上流構成要素の入口から延び、流動変調器デバイスの上流端に向かって上流方向に収束する回収部分をさらに含み得る。回収部分は、流動変調器デバイスの回収を促進するように構成され得る。例えば、回収部分は、流動変調器デバイスの上流端におけるフックを含み、フックは、上流構成要素を折り畳むために引っ張られるように構成され得る。拡散器は、下流構成要素を通過する巻き込まれた追加の流体を有する流体流を減速させ得る。加えて、下流構成要素の長さは、上流構成要素の長さを上回り得る。さらに、上流構成要素の平均発散角は、下流構成要素の平均発散角を上回り得る。1つ以上の開口部は、流動変調器デバイスの最も幅の狭い部分の中に延び得る。
流動変調器デバイスは、調節器が、生体内で出口の内径を調節するように作動させられるように構成され得るように、上流構成要素の出口に隣接する上流構成要素の円周の周りに配置された調節器をさらに含み得る。例えば、調節器は、上流構成要素の出口に隣接する上流構成要素の円周の周りに配置された環状バルーンと、膨張ラインを介して環状バルーンに流体的に結合されたアクセスポートとを備え得る。故に、アクセスポートは、流体を受け取ることおよび排出することを行い、それによって、環状バルーンを膨張させることおよび縮小させることを行い、生体内で出口の内径を調節するように構成され得る。代替として、調節器は、上流構成要素の出口に隣接する上流構成要素の円周の周りに配置されたバンドと、バンドに動作的に結合されたモータと、モータに動作的に結合された外部制御ユニットとを備え得る。故に、外部制御ユニットは、モータを作動させ、バンドの直径を調節し、生体内で出口の内径を調節するように構成され得る。
本発明の別の側面によると、支流管腔に結合された身体管腔を通した流体流動を改変する方法が、提供される。方法は、流動変調器デバイスの上流構成要素が支流管腔の上流の身体管腔の第1の部分において位置付けられ、流動変調器デバイスの下流構成要素が、支流管腔の下流の身体管腔の第2の部分において位置付けられ、流動変調器デバイスの巻き込み領域が支流管腔の近傍に位置付けられるように、身体管腔内に位置付けられるように構成されている流動変調器デバイスを提供することであって、上流構成要素は、入口と、出口と、入口から出口に向かって収束する断面流動面積とを有し、下流構成要素は、進入口と、退出口と、進入口から退出口に向かって発散する断面流動面積とを有し、巻き込み領域は、下流構成要素の第1の発散部分および下流構成要素の第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延びている1つ以上の開口部を備え、第1の発散部分の平均発散角は、第2の発散部分の平均発散角より大きい、ことと、上流構成要素の入口を通して流体流を受け取ることと、上流構成要素を通して下流構成要素に向かって通過する流体流を加速させ、流体流が下流拡散器の中に進むにつれて、巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させ、流体流の中に支流管腔からの追加の流体を巻き込むこととを含み得る。
例えば、巻き込み領域が、腎静脈へ向かう分岐部の近傍にあり、それによって、腎静脈から血液を引き込み、腎機能性を改善するように、上流構成要素は、腎静脈へ向かう分岐部の上流の下大静脈内に位置付けられるように構成され得、下流構成要素は、腎静脈へ向かう分岐部の下流の下大静脈内に位置付けられるように構成され得る。さらに、腎静脈から血液を引き込み、腎機能性を改善することは、心不全を治療するために、過剰な流体をさらに減らし得る。流動変調器デバイスは、折り畳まれた送達状態において身体管腔に送達され、上流構成要素の近位部分が、身体管腔の第1の部分と適合し、下流構成要素の遠位部分が、身体管腔の第2の部分と適合するように、身体管腔内で折り畳まれた送達状態から拡張展開状態に遷移するように構成され得る。方法は、回収部分を引っ張り、流動変調器デバイスを折り畳まれた送達状態に向かって遷移させることをさらに含み、回収部分は、上流構成要素の入口から、流動変調器デバイスの上流端に向かって上流方向に延び得る。
本発明の別の側面によると、支流管腔に結合された身体管腔である身体管腔を通した流体流動を改変するための別の流動変調器デバイスが、提供される。流動変調器デバイスは、入口と、出口と、入口から出口に向かって収束する断面流動面積とを有し、ノズルを形成する上流構成要素と、進入口と、退出口と、進入口から退出口に向かって発散する断面流動面積とを有し、拡散器を形成する下流構成要素であって、上流構成要素および下流構成要素は、フレームから形成される、下流構成要素と、上流構成要素および下流構成要素の少なくとも一部上に配置されたコーティングと、上流構成要素の入口と下流構成要素の退出口との間の巻き込み領域とを備え得る。巻き込み領域は、フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定される1つ以上の開口部を備え得る。さらに、コーティングは、コーティングへの加力時に裂け、ノズルが、上流構成要素を通して下流構成要素に向かって通過する流体流を加速させ、流体流が下流構成要素の中に進むにつれて、1つ以上の開口部を介して、流体流の中に追加の流体を巻き込む、巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させる動作可能状態から、流動変調器デバイスの血行動態効果が事実上排除される動作不可能状態に流動変調器デバイスを遷移させるように構成され得る。
フレームは、フレームが複数のセルのうちの隣接するセル間の1つ以上の接合部における1つ以上のコネクタをさらに備え得るように、複数のセルを画定し得る。1つ以上のコネクタは、フレームが収縮砂時計構成から拡張円筒形構成に遷移するとき、1つ以上のコネクタに隣接するフレームの部分が、その全長を維持し得るように、収縮砂時計構成から拡張円筒形構成へのフレームの遷移を促進するように構成され得る。加えて、流動変調器デバイスは、上流構成要素の入口から延びている回収部分と、回収部分に結合されたフックとを含み得る。故に、フックは、上流構成要素を折り畳むために引っ張られ、流動変調器デバイスの回収を促進するように構成され得る。さらに、下流構成要素は、第1の発散部分と、第1の発散部分から下流の第2の発散部分とを備え、第1の発散部分の平均発散角は、第2の発散部分の平均発散角を上回り得、1つ以上の開口部は、下流構成要素の第1および第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延び得る。
本発明の別の側面によると、支流管腔に結合された身体管腔を通した流体流動を改変するための別の方法が、提供される。方法は、入口と出口と入口から出口に向かって収束する断面流動面積とを有する流動変調器デバイスの上流構成要素が支流管腔の上流の身体管腔の第1の部分において位置付けられ、進入口と退出口と進入口から退出口に向かって発散する断面流動面積とを有する流動変調器デバイスの下流構成要素が支流管腔の下流の身体管腔の第2の部分において位置付けられ、1つ以上の開口部を備えている流動変調器デバイスの巻き込み領域が支流管腔の近傍に位置付けられるように、身体管腔内に位置付けられるように構成されている流動変調器デバイスを提供することであって、上流および下流構成要素は、フレームから形成され、上流および下流構成要素の少なくとも一部は、1つ以上の開口部が、フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定されるように、コーティングを備えている、ことと、上流構成要素の入口を通して流体流を受け取ることと、流動変調器デバイスが動作可能状態にあるとき、上流構成要素を通して下流構成要素に向かって通過する流体流を加速させ、流体流が下流拡散器の中に進むにつれて、巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させ、流体流の中に支流管腔からの追加の流体を巻き込むこととを含み得る。さらに、コーティングは、コーティングへの加力時に裂け、動作可能状態から、流動変調器デバイスの血行動態効果が事実上排除される動作不可能状態に流動変調器デバイスを遷移させるように構成され得る。
方法は、コーティングに力を加え、コーティングを裂き、流動変調器デバイスを動作可能状態から動作不可能状態に遷移させることをさらに含み得る。フレームは、動作可能状態におけるノズルと、拡散器とを備えている収縮砂時計構成と、動作不可能状態における拡張円筒形構成とを備え得る。故に、コーティングに力を加え、コーティングを裂き、流動変調器デバイスを動作可能状態から動作不可能状態に遷移させることは、フレームを収縮砂時計構成において維持している1つ以上の留め具に力を加え、1つ以上の留め具を破断させることを含み得る。さらに、1つ以上の留め具に力を加え、1つ以上の留め具を破断させることは、切断、アブレーション、分解、またはバルーン拡張のうちの少なくとも1つを介して力を加えることを含み得る。いくつかの実施形態において、フレームは、1つ以上のシール区域間で捻じられ、収縮砂時計構成を形成し得る。故に、コーティングに力を加え、コーティングを裂き、流動変調器デバイスを動作可能状態から動作不可能状態に遷移させることは、コーティングに力を加え、1つ以上のシール区域上に配置された1つ以上の裂け易いラインに沿ってコーティングを裂くことを含み得る。
加えて、コーティングに力を加え、コーティングを裂き、流動変調器デバイスを動作可能状態から動作不可能状態に遷移させることは、コーティングに力を加え、コーティング上に配置された1つ以上の裂け易いラインに沿ってコーティングを裂き、流動変調器デバイスの血行動態効果を排除するように構成された1つ以上のフラップ開口部を形成することを含み得る。さらに、コーティングに力を加え、コーティングを裂くことは、切断ツール、穿刺ツール、または電力駆動ツールのうちの少なくとも1つを介して力を加えることを含み得る。方法は、生体内で上流構成要素の出口の内径を調節することをさらに含み得る。例えば、生体内で上流構成要素の出口の内径を調節することは、膨張ラインを介して環状バルーンに流体的に結合されたアクセスポートを介して、上流構成要素の出口に隣接する上流構成要素の円周の周りに配置された環状バルーンを膨張または縮小させることを含み得る。代替として、生体内で上流構成要素の出口の内径を調節することは、上流構成要素の出口に隣接する上流構成要素の円周の周りに配置されたバンドに動作的に結合されたモータを作動させ、バンドの直径を調節することを含み得る。
身体管腔内の流動を改変するためのデバイスおよび方法が、異なる障害または疾患を治療するために流体流動を向上させるために、または修正するために、圧力差を生成するために、および/または支流管腔からの流体巻き込みを誘発するために提供される。
図1を参照すると、本発明の原理に従って構築され、動作する流動変調器10が、提供される。流動変調器10は、例えば、PCT国際特許出願公開第WO2016/128983号、第WO2018/029688号、第WO2018/220589号、第WO2019/097424号、および第WO2020/109979号、第PCT/IB2022/060573号、米国特許第10,195,406号および第11,324,619号、および米国特許出願公開第2022/0039938号(それらの各々の全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる)に説明される流動変調器と同様に構築され得る。例えば、図1に示されるように、流動変調器10は、上流構成要素12と、下流構成要素16と、上流構成要素12と下流構成要素16との間に配置された巻き込み領域14とを有し得る。流動変調器10は、身体管腔内に埋め込まれるようにサイズおよび形状を決定され、送達(例えば、送達シース内での経皮的送達)のために圧縮され、展開時、拡張(例えば、送達シースの端部からの解放時に自己拡張する、またはバルーン拡張式)され得る。
巻き込み領域14は、図1に示されるように下流構成要素16において、または代替として、上流構成要素12において、または両方において一体的に形成され得る。巻き込み領域14は、上流構成要素12から下流構成要素16に流動する流体の流れの中に流体を巻き込むように設計された1つ以上の開口部18を含み得る。上流構成要素12および下流構成要素16は、巻き込み領域14の近傍により低圧の領域を生成し、それは、好ましくは、巻き込み領域14を横断して流動する流体の流れの中に流体を巻き込む。流体巻き込みは、剪断誘発乱流流束によって誘発される。本発明の原理によると、そのような巻き込みは、器官機能を改善するように、ある領域にまたはある領域から血液または他の体液を輸送することが予期される(例えば、腎臓のより良好な機能性を促進するために腎静脈から下大静脈へ、および/または肝機能を改善するために肝静脈から下大静脈へ、それによって、心不全等の障害および/または疾患を治療する)。
上流構成要素12は、入口11と、出口13とを有し、上流構成要素12の長さの一部または全てに沿って下流方向に(例えば、上流構成要素12から下流構成要素16に向かって)収束する断面流動面積を有し、それによって、ノズルを形成する。このように、上流構成要素12は、上流構成要素12を通した流体の流動を加速させる。下流構成要素16は、進入口15と、退出口17とを有し、下流構成要素16の長さの一部または全てに沿って下流方向に発散する断面流動面積を有し、それによって、拡散器を形成する。
図1に示されるように、下流構成要素16は、第1の発散部分16aと、第1の発散部分16aから下流の第2の発散部分16bと、第2の発散部分16bから下流の部分16cとを含み得る。第2の発散部分16bの平均発散角は、好ましくは、第1の発散部分16aの平均発散角より大きい。図1に示されるように、開口部18は、巻き込み領域14の発散角が開口部18に沿って一定であるように、例えば、下流構成要素16の最も幅の狭い部分に隣接して第1の発散部分16aの近位部分に沿って縦方向に延び得る。部分16cは、その拡張展開状態において身体管腔の壁に接触する近位シール区域と、シール区域の下流の遠位部分とを含み得、遠位部分は、血管を損傷させることなく血管に適合し、流動変調器10の遊走を防止し得る。下流構成要素16は、したがって、下流構成要素16を通した流体の流動を減速させる。巻き込み領域14の長さは、巻き込み領域14の近傍に低圧領域を発生させながら、圧力損失を最小化し、支流管腔からの流体流動(例えば、腎流動)に対する抵抗を減らすように選択され得る。
ここで図2A-2Cを参照すると、本発明の原理に従って構築され、動作する最適化された流動変調器が、提供される。流動変調器100は、流動変調器10と同様に構築され得る。例えば、図2Aおよび2Bに示されるように、流動変調器100は、上流構成要素102と、下流構成要素106と、上流構成要素102と下流構成要素106との間に、例えば、下流構成要素106の少なくとも近位部分上に配置された巻き込み領域104とを有し得る。流動変調器10のように、流動変調器100は、身体管腔内に埋め込まれるようにサイズおよび形状を決定され、送達(例えば、送達シース内での経皮的送達)のために圧縮され、展開時、拡張させられ得る(例えば、送達シースの端部からの解放時に自己拡張する、またはバルーン拡張式)。
巻き込み領域104は、図2A-2Cに示されるように下流構成要素106において、または代替として、上流構成要素102において、または両方において一体的に形成され得る。巻き込み領域104は、上流構成要素102から下流構成要素106に流動する流体の流れの中に流体を巻き込むように設計された1つ以上の開口部108を含み得る。上流構成要素102および下流構成要素106は、巻き込み領域104の近傍により低圧の領域を生成し、それは、好ましくは、巻き込み領域104を横断して流動する流体の流れの中に流体を巻き込む。流体巻き込みは、剪断誘発乱流流束によって誘発される。本発明の原理によると、そのような巻き込みは、器官機能を改善するように、ある領域に、またはある領域から血液または他の体液を輸送することが予期される(例えば、腎臓のより良好な機能性を促進するために腎静脈から下大静脈へ、および/または肝機能を改善するために肝静脈から下大静脈へ、それによって、心不全等の障害および/または疾患を治療する)。
上流構成要素102は、入口101と、出口103とを有し、上流構成要素102の長さの一部または全てに沿って下流方向に、例えば、上流構成要素102から下流構成要素106に向かって収束する断面流動面積を有し、それによって、ノズルを形成する。このように、上流構成要素102は、上流構成要素102を通した流体の流動を加速させる。下流構成要素106は、進入口105と、退出口107とを有し、下流構成要素106の長さの一部または全てに沿って下流方向に発散する断面流動面積を有し、それによって、拡散器を形成する。
図2Aおよび2Bに示されるように、下流構成要素106は、第1の発散部分106aと、第1の発散部分106aから下流の第2の発散部分160bと、第2の発散部分106bから下流の第3の発散部分106cと、第3の発散部分106cから下流の部分106dとを含み得る。第1の発散部分106aの平均発散角は、好ましくは、第2の発散部分106bの平均発散角より大きく、第3の発散部分106cの平均発散角は、好ましくは、第2の発散部分106bの平均発散角より大きい。例えば、図2Cに示されるように、第1の発散部分106aは、平均発散角αを有し、第2の発散部分106bは、平均発散角αより小さい平均発散角βを有する。第1の発散部分106aの平均発散角αは、例えば、10~75度の範囲内であり得、下流構成要素106の第2の発散部分106bの平均発散角βは、例えば、2~30度、例えば、3~10度の範囲内であり得る。図2Cでは、αは、約25度であり、βは、約4度である。
図2Cに示されるように、開口部108は、巻き込み領域104の発散角が、下流方向において平均発散角αから平均発散角βに遷移するように、例えば、下流構成要素106の最も幅の狭い部分に隣接して第1の発散部分106aの少なくとも一部、および第2の発散部分106bの少なくとも一部に沿って縦方向に延び得る。例えば、開口部108の上流端は、上流構成要素102の出口103のすぐ下流に(例えば、下流構成要素106の進入口105に)配置され得る。代替として、開口部108の上流端は、例えば、上流構成要素102の出口103の0~5mm下流に配置され得る。下でさらに詳細に説明されるように、第1の発散部分106aに沿って延びている開口部108の平均発散角αは、流体流動が流動変調器100を通して上流構成要素102から下流構成要素106まで加速されると、開口部108を通した巻き込まれる流体の追加の量を可能にする。
部分106dは、その拡張展開状態において身体管腔の壁に接触する近位シール区域と、シール区域の下流の遠位部分とを含み得、遠位部分は、例えば、血管直径の劇的な変化を引き起こし得る咳嗽または他の事象中、流動変調器100の遊走を防止するために、血管を損傷させることなく血管に適合し得る。下流構成要素106は、したがって、下流構成要素106を通した流体の流動を減速させる。巻き込み領域104の長さ、例えば、第1の発散部分106aに沿って延びている開口部108の長さおよび第2の発散部分106bに沿って延びている開口部108の長さは、巻き込み領域104の近傍に低圧領域を発生させながら、圧力損失を最小化し、支流管腔からの流体流動、例えば、腎流動に対する抵抗を減らすように選択され得る。本発明の原理による使用のために好適な他の収束および発散構造も、本明細書に説明される。加えて、本発明は、ストラトフォードランプノズル(例えば、ノズルを通した流動が、分離寸前の状態にあり、それが、拡散器に最良の長さ対効率比を与える)、ドラバルノズル(例えば、非対称砂時計形状)、可変断面積ノズルおよびベンチュリ、ランプ状ノズルおよびベンチュリ、およびその他等の他の種類の収束および発散構造を使用して実装され得る。
発散部分の中心軸は、収束部分の中心軸と一直線に、またはそれからオフセットして配置され得る。図2Aおよび2Bに示されるように、上流構成要素102および下流構成要素106は、共通の同一線上にある流動軸を共有する。代替として、上流構成要素102は、下流構成要素106に対して角度付けられ得る。上流構成要素102および下流構成要素106は、連続的に湾曲した経路に沿って位置し得る。
上流構成要素102および下流構成要素106は、グラフト、ステント(コーティングまたは非コーティング)、ステントグラフト(コーティングまたは非コーティング)等として構築され得、ステンレス鋼またはニチノール等の生体適合性材料から形成される。上流構成要素102および下流構成要素106のうちのいずれかの外側輪郭は、特定の用途に応じて、身体管腔の内壁に対して(それに対して拡張させられること等によって)シールされ得るか、または、代替として、シールされないこともある。これは、固定エリアと称され得る。
流動変調器100は、順行性または逆行性様式において身体管腔の中に挿入され得、同様に、順行性または逆行性に除去され得る。流動変調器100は、数時間/日後に除去されるべき短期デバイス、または、長期恒久的デバイスまたは長期の埋め込み後に回収され得るデバイスとして使用され得る。加えて、流動変調器100は、送達デバイスから切り離され、患者の身体からの回収および除去の前、例えば、1~5日、または好ましくは3日の間、患者内に留置され得る。短期デバイスとして使用されるとき、流動変調器100は、容易なデバイス送達および回収のために、短期の埋め込み全体を通して、送達/回収デバイス、例えば、シースおよび/またはワイヤ/シャフトに結合されたままであり得る。流動変調器100は、流動変調器100に隣接して生成される停滞した流動区域の周期的な洗い落としを可能にするために、身体管腔内に配置されている間、圧縮可能であり得る。例えば、流動変調器100は、停滞した流動区域を通した血流を可能にするために、身体管腔内で直径において部分的または完全に縮小され得る。
好ましくは、拡張時、流動変調器100は、身体管腔の内壁に接触し、管腔内に流動変調器100を定着させるようにサイズを決定される。具体的に、上流構成要素102は、その拡張展開状態において身体管腔内に上流構成要素102を定着させるためにサイズを決定された固定エリアを有し得る。例えば、上流構成要素102の固定エリアは、身体管腔の内壁に接触するようにサイズを決定され得、好ましくは、身体管腔の直径のサイズの直径またはそれよりわずかに大きい直径を有する。上流構成要素102の固定エリアは、身体管腔内に上流構成要素102を定着させるために好適な長さにわたって一定の直径を有し得る。同様に、下流構成要素106は、身体管腔の別の部分内に下流構成要素106を定着させるためにサイズを決定された固定エリアを有し得る。例えば、下流構成要素106の固定エリアは、下流構成要素106の第3の発散部分106cおよび/または非被覆部分106dの少なくとも一部を含み得る。下流構成要素106の固定エリアは、身体管腔の他の部分の内壁に接触するようにサイズを決定され得、好ましくは、身体管腔のその部分の直径のサイズの直径、またはそれよりわずかに大きい直径を有する。下流構成要素106の固定エリアは、身体管腔内に下流構成要素106を定着させるために好適な長さにわたって一定の直径を有し得る。好ましくは、上流構成要素102および下流構成要素106の固定エリアは、流体が、流動変調器100によって生成された流体チャネルの中にのみ流動し、上流構成要素102および下流構成要素106の固定エリアと血管壁との間に流動しないように、身体管腔内に流動変調器100をシールするように構成される。
本発明は、任意の理論によって制約されないが、簡略化された工学的解説が、ここで、上流構成要素102および下流構成要素106が巻き込み領域104において減圧を生成するように動作する方法を理解することに役立つために提供される。
ベルヌーイ式は、流体速度と圧力との間の関係を規定する(高低差を無視する)。
P=圧力
ρ=密度
V=速度
1=入口(上流構成要素102)における条件
2=巻き込み領域104における条件
質量保存(同一流量):
V1・A1=V2・A2
A=流動断面
Eloss=エネルギー損失
ρ=密度
V=速度
1=入口(上流構成要素102)における条件
2=巻き込み領域104における条件
質量保存(同一流量):
V1・A1=V2・A2
A=流動断面
Eloss=エネルギー損失
例えば、流動変調器100が、下大静脈内に上流構成要素102を伴って腎臓の近傍に据え付けられた場合、V1およびA1は、それぞれ、下大静脈における速度および流動面積である。
巻き込み領域における流速(V2)は、所望の圧力低減を達成するように設計される。例えば、0.5メートル毎秒速度および3倍の面積比に関して、約6~8mmHgの吸引が、達成されることができる。腎臓の近傍の展開の場合、この圧力差は、腎灌流圧を改善することによって、腎機能を改善することが予期される。圧力は、腎流動の改善に起因して、変化するであろう。
本出願人は、最大長の開口部108を使用し、第1の発散部分106a(第1の発散部分106aは、第2の発散部分106bに沿って延びている開口部108の部分の平均発散角より大きい平均発散角を有する)に沿って延びている開口部108の少なくとも一部を有することが、分岐血管における流量を比較的に低い圧力損失で改善するであろうことを発見した。過剰に大きい長さは、かなりの圧力損失を生成し、それは、実際には、腎静脈における誤った方向に流動を送出するであろう。加えて、下流構成要素の他の構造的特性(上流構成要素の出口における内径より大きい下流構成要素の進入口における内径、上流構成要素の収束エリアの長さより大きい下流構成要素の発散エリアの長さ、および/または上流構成要素の平均収束角より小さい下流構成要素の平均発散角等)が、低い圧力損失を伴って腎流動を改善する。
別の例では、流動変調器100は、分岐点から塞栓子を方向転換させるために、分岐点の近傍に据え付けられ得る。また別の例では、流動変調器100は、ピーク収縮期圧を減らすために、大動脈弓において展開され得る。
ここで図3を参照すると、流動変調器100が、支流管腔に結合された身体管腔内に配置されて示され、記号は、好ましい実施形態による流動変調器100の寸法を描写する。図3に関して提供される寸法は、下大静脈内での埋め込みのために好適な実施形態に関するものである。特に、上流構成要素102の入口101は、腎静脈へ向かう分岐部から上流に配置されるように構成され、下流構成要素106は、退出口107が腎静脈へ向かう分岐部から下流にあるように、下大静脈内に配置されるように構成され、巻き込み領域104は、腎静脈への分岐部の近傍にある。d1は、下流構成要素106の進入口105につながる上流構成要素102の出口103の直径である。d1は、所与のデバイス抵抗のための噴射速度を生成するように選択される。長期事例の例では、d1は、3.5~8mmの範囲内であり得る。短期事例では、d1は、好ましくは、3~7mmの範囲内である。d2は、展開拡張状態における入口101の直径であり、12~45mmの範囲内であり得る。l1は、上流構成要素102の固定エリアの長さであり、5~30mmの範囲内であり得る。l2は、上流構成要素102の全長であり、15~60mmの範囲内であり得る。
x1は、第1の発散部分106aに沿って延びている開口部108の長さであり、x2は、第2の発散部分106bに沿って延びている開口部108の長さであり、それによって、x1およびx2の合計は、巻き込み領域104の軸方向長である。巻き込み領域104の長さに関して、より短い長さは、下流構成要素106のためのより良好な性能を提供し得るが、腎静脈から下流構成要素106への流動に対するより大きい抵抗があるので、より低い腎流動をもたらすであろう。したがって、巻き込み領域104の長さは、好ましくは、圧力損失をほとんど伴わずに改善された腎流量を提供するように選択される。好ましくは、x2は、x1より大きい。例えば、x2:x1の比率は、1:1~5:1であり得る。
依然として図3を参照すると、L1は、下流構成要素106の固定エリアの長さであり、5~30mmの範囲内であり得る。L2は、下流構成要素106の全長である。L2は、好ましくは、発散形状が収束形状よりはるかに高い圧力損失を生成するので、l2より大きい。L2:l2の比率は、1:1~3:1であり得る。D1は、巻き込み領域104の下流端における下流構成要素106の直径であり、好ましくは、d1より大きい。したがって、上流構成要素102の出口103および下流構成要素106の進入口105における断面流動面積は、下流構成要素106の巻き込み領域104の下流端における断面流動面積より小さい。D1は、出口103から噴射される全ての流体のみならず、開口部108を通して巻き込まれる追加の流体も受け取るように選択される。D1:d1の比率は、1:1~3.5:1であり得る。加えて、D1は、上流構成要素102から噴射される流体の受け取りを確実にするために、より大きい長さの巻き込み領域104のためにより大きくあるべきである。D2は、展開拡張状態における退出口107の直径であり、12~45mmの範囲内であり得る。D2:d2の比率は、1:1~1.75:1であり得る。例えば、D2が30mmであるとき、d2は、20mmであり得る。
好ましくは、下流構成要素106における発散角は、上流構成要素102における収束角より小さく、下流構成要素106における発散角は、圧力損失を防止することを期待される。図3では、αは、下流構成要素106の第1の発散部分106aの平均発散角であり、例えば、10~75度の範囲内であり得、βは、下流構成要素106の第2の発散部分106bの平均発散角であり、例えば、2~30度、例えば、3~10度の範囲内であり得る。図3に示されるように、平均発散角αは、平均発散角βより大きい。第1の発散部分106aを横断する断面流動面積における迅速な変化が、第1の発散部分106aに沿って開口部108を通して巻き込まれる流体の追加の量を最大化するために好ましい。上で説明されるように、第1の発散部分106aに沿って延びている開口部108の長さは、第2の発散部分106bに沿って延びている開口部108の長さ以下であり得る。
加えて、下流構成要素106は、第2の発散部分106bに沿って、第1の発散部分106aに隣接したエリアおよびそれから下流のエリアにおいてゆっくりとした変化を有するべきである(いかなる追加の圧力損失も、下大静脈流量を減らし、したがって、デバイスの有効性を減らすであろう)。下流構成要素106の第2の発散部分106bにおける発散角は、下流構成要素106の長さに沿って一定であり得るか、または変化し得る。発散角が長さに沿って変化するとき、発散角は、好ましくは、第1の発散部分106aの下流端に隣接して最小(例えば、5~30度の範囲内)である。第2の発散部分106bに沿った断面流動面積のゆっくりとした変化は、断面流動面積が増加するにつれて流体速度が減少するので、流動分離を減らし、したがって、圧力損失を減らすために好ましい。
ここで図4Aおよび4Bを参照すると、流体変調器10を通した流体流動と比較された流動変調器100を通した流体流動が、提供される。図4Aに示されるように、IVC噴射流動Fが、流動変調器、例えば、流動変調器10または流動変調器100を通して、上流ノズルから下流拡散器を通して流動する。IVC噴射流動Fが、上流ノズルを通して加速され、下流拡散器を通して減速するにつれて、低圧領域が、巻き込み領域、例えば、巻き込み領域14または巻き込み領域104の近傍に発生され、低圧領域は、追加の流動、例えば、腎血流が巻き込み領域の1つ以上の開口部を通して巻き込まれ、下流拡散器に進入することを引き起こす。下流拡散器が、下流拡散器の進入口からその長さに沿って、例えば、巻き込み領域を横断して発散するにつれて、より多くの腎血流が、IVC噴射流動Fと空間に関して競合することなく、下流拡散器の中に進入することを可能にされる。
例えば、図4Aに示されるように、巻き込まれた腎血流F1は、IVC噴射流動Fと空間に関して競合することなく、巻き込み領域14における1つ以上の開口部を介して、流動変調器10の下流拡散器に進入する。流動変調器10の巻き込み領域14は、その長さに沿って一定の発散角を有するので、巻き込まれた腎血流F1は、下流拡散器に進入し、IVC噴射流動Fを囲繞し、ある幅、例えば、図4Bの幅w1を有する「リング」流動を生成し得、幅は、流動変調器10の下流拡散器の平均発散角と対応して、下流拡散器を通して徐々に増加する。
対照的に、流動変調器100の巻き込み領域104は、第1の発散部分106aに沿った第1の平均発散角と、第1の平均発散角より小さい第2の発散部分106bに沿った第2の平均発散角とを有するので、巻き込まれた腎血流F1およびF2は、IVC噴射流動Fと空間に関して競合することなく、巻き込み領域104における1つ以上の開口部を介して、流動変調器100の下流拡散器に進入する。巻き込み領域104の上流部分は、巻き込み領域104の下流部分の第2の平均発散角より大きい第1の平均発散角を有するので、第1の発散部分106aの下流端における流動変調器100の下流拡散器の直径は、図4Aに示されるように、流動変調器10の下流拡散器に沿った同じ縦方向点における直径より大きい。具体的に、流動変調器100の下流拡散器の直径は、図4Bに示されるように、開口部108を画定する非コーティング部分を有する下流構成要素106のコーティング部分によって画定される。さらに、第1の発散部分106aのより大きい発散角は、より大きい体積の側方流動(例えば、腎空洞から進入する腎血流)を受け取るための増加した表面積を提供し、それは、IVC噴射流動Fと空間に関して競合することなく腎血流が下流拡散器に進入するためのより大きい空間を生成する。故に、より高い腎血流量中、腎血流に関するより少ない抵抗があり、それによって、高腎血流条件においてより良好な流体力学的効能を可能にする。加えて、最高速度のIVC噴射流動Fに隣接する第1の発散部分106aにおける開口部108を横断する断面流動面積の迅速な変化は、流体面積と高速IVC噴射流動との間のより多くの相互作用を提供する。
第1の発散部分106aに沿った開口部108を通して巻き込まれる流体の追加の量を最大化することが、好ましい。
故に、巻き込まれた腎血流F1およびF2は、第1の発散部分106aおよび第2の発散部分106bの両方に沿った1つ以上の開口部108を介して、下流拡散器に進入し、IVC噴射流動Fを囲繞し、ある幅、例えば、図4Bの幅w1およびw2の和を有する「リング」流動を生成し得、幅は、流動変調器100の下流拡散器の第1の発散部分106aの第1の平均発散角と対応して、下流拡散器を通して徐々に、次いで、流動変調器100の下流拡散器の第2の発散部分106bの第2の平均発散角と対応して、下流拡散器を通して徐々に増加する。流動変調器10と比較して、より多くの巻き込まれた腎血流が流動変調器100の下流拡散器の所与の長さにわたって流動変調器100の下流拡散器に進入するので、流動変調器100の下流拡散器の長さは、流動変調器10に同じ量の血液を巻き込むための流動変調器10の下流拡散器の長さより短くあり得る。
流動変調器100は、1つ以上のフレームから形成され得、1つ以上の生体適合性材料を用いてコーティングされ得る。例えば、フレームは、金属(例えば、形状記憶金属)または合金またはそれらの組み合わせ(例えば、ステンレス鋼またはニチノールまたはコバルトクロムから作製されたステント)から形成され得る。いくつかの用途に関して、フレームは、編組ステントを含み得る。1つより多いフレームの場合、フレームは、溶接等の好適な技法によって一緒に接合され得る。例えば、上流構成要素102および下流構成要素106は、共通フレームまたは埋め込みに先立って接合され得る2つのフレームから形成され得る。
ここで図5を参照すると、流動変調器100は、単一のフレーム構造120から形成され得る。図5は、フレーム切断パターンを示すために、切断および平坦化されたフレーム120を図示する。例証的に、上流構成要素102および下流構成要素106は、フレーム120によって画定される。フレーム120は、好ましくは、金属管から形成され、金属管は、複数のセルを画定するようにレーザ切断され、次いで、流動変調器100の形状を形成するように処理(例えば、加熱)される。流動変調器100は、少なくとも部分的に、生体適合性材料122を用いてコーティングされ得る。例えば、流動変調器100のフレーム120は、最初に、生体適合性材料122を用いて完全にコーティングされ得、次いで、コーティングの選択された部分が、例えば、切断、融解、レーザ、化学物質等を介して除去され得る。図5に示されるように、流動変調器100は、生体適合性材料122を用いて部分的にのみ被覆され得、それによって、入口101の上流の複数のセル、非被覆部分106dを形成する複数のセル、および巻き込み領域104における複数のセルは、コーティングされないままである。
具体的に、上流構成要素102は、生体適合性材料122を用いてコーティングされ、上流構成要素102を通して流体流動チャネルを画定し得、それによって、身体管腔を通して流動する流体は、入口101に進入し、上流構成要素102の収束部分を通して加速し、出口103から外に退出し、下流構成要素106の進入口105の中に入り、開口部108(例えば、巻き込み領域104におけるフレーム120の非コーティング部分を)有する流体変調器100の巻き込み領域104を通る。低圧領域が、上流構成要素102および下流構成要素106の形状によって、巻き込み領域104において形成される。巻き込み領域104における支流管腔からの追加の流体が、巻き込み領域104における非コーティング部分によって形成される複数の開口部108を介して、上流構成要素102から下流構成要素106に通過する流体流の中に巻き込まれる。図5に示されるように、フレーム120は、流動変調器100の開口部108を形成するために、流動変調器100の巻き込み領域104の周りに円周方向に延びている均等に間隔を置かれた部分においてコーティングされないこともある。上で説明されるように、開口部108を形成するフレーム120の非コーティング部分は、少なくとも部分的に、第1の発散部分106aおよび第2の発散部分106bの両方に沿って延び得る。当業者によって理解されるであろうように、3つのみの開口部が、図5に示されるが、巻き込み領域104は、好ましくは、流動変調器100の巻き込み領域104の周りに円周方向に均等に間隔を置かれた3つを下回るまたは上回る開口部を有し得、例えば、2つの開口部、4つの開口部、5つの開口部、6つの開口部等を有し得る。
下流構成要素106も、下流構成要素106(例えば、第1の発散部分106a、第2の発散部分106b、および第3の発散部分106c)を通した流体流動チャネルを画定するために、生体適合性材料122を用いてコーティングされ得、それによって、出口103からの流体流は、巻き込み領域104における複数の開口部108を通過する追加の流体と一緒に下流構成要素106に進入し、下流構成要素106の発散部分を通して減速し、例えば、下でさらに詳細に説明されるようにコーティングされないままであり得る非被覆部分106dを横断して、退出口107から外に退出し、身体管腔の中に戻る。
生体適合性材料122は、布地および/または拡張ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、織成、編成、および/または編組ポリエステル、ポリウレタン、DACRON(ポリエチレンテレフタレート)、シリコーン、ポリカーボネートウレタン等のポリマー、またはウマ、ウシ、またはブタ原料からの心膜組織であり得る。生体適合性コーティングは、フレームに適用される場所で流体流動を妨げ得る(または、遮断し得る)。接合とコーティングプロセスとの順序は、コーティング前の接合、または接合前のコーティングであり得る。生体適合性材料122は、縫い付け、スプレーコーティング、カプセル化、エレクトロスピニング、浸漬成型、および/または異なる技法を介してフレームに結合され得る。いくつかの実施形態において、生体適合性材料122は、下でさらに詳細に説明されるように、少なくとも流動変調器100のいくつかの部分に沿って拡張可能であり、それによって、流動変調器100を横断する圧力勾配に応答して、流動変調器100を通した流路の断面積を調節し得る。
代替として、流動変調器100は、親水性血液適合性コーティング(ヘパリンコーティング等の活性または不活性)または薬物コーティングを用いてコーティングされ得る。加えて、流動変調器100は、異なるエリアにおいて選択的にコーティングされ得る。例えば、流動変調器100は、IVC壁への組織付着を防止するためのシール区域(組織に接触する流動変調器100の部分)上の薬物コーティングと、血栓形成を防止するための血液との一定の接触が存在する流動変調器100の部分上のヘパリンコーティングとを含み得る。
好ましい実施形態において、生体適合性材料122は、流体不浸透性である。しかしながら、いくつかの用途に関して、表面は、不浸透性である必要はないが、流動変調器100の内側表面によって画定される流動チャネルを通した以外の任意の流路を介して、血液が身体管腔の縦方向部分を通して流動することを実質的に防止するために十分に低い浸透性を有し得る。いくつかの用途に関して、表面はそれぞれ、0.25マイクロメートル未満(例えば、0~0.25マイクロメートル)の単位長あたりの浸透性を有し、単位長あたりの浸透性は、ダルシーの法則に基づく以下の式に基づいて定義される:k/Δx=Vμ/Δp、式中、kは、浸透性であり、Δxは、長さ(メートル単位)であり、Vは、平均速度(メートル毎秒単位)であり、μは、流体粘度(パスカル秒単位で測定される)であり、ΔPは、圧力差(パスカル単位で測定される)である。
図5に示されるように、フレーム120は、複数のセルを画定し得、フレーム120は、は、回収部分126、上流構成要素102、第1の発散部分106a、第2の発散部分106b、および第3の発散部分106c、および非被覆部分132を有する部分106dを形成するようにマンドレル上で熱固化され得る。図5に示されるように、回収部分126は、例証的に、上流構成要素102の上流のフレーム120の第1の複数のセルから形成され、例えば、アイレット124から上流構成要素102のシール区域までいかなる接合部も伴わず、それによって、流動途絶を防止する。例えば、フレーム120は、アイレット124から入口101に向かって延びているまっすぐな支柱を含み得、それらの間にいかなる接合部も伴わない。上流構成要素102は、例証的に、第2の複数のセルから形成され、下流構成要素106は、例えば、米国特許第11,324,619号に説明されるように、セルの追加の構成から形成され得る。
上流構成要素102の近位端における回収部分126は、流動変調器100の回収を促進するように構成され得る。回収部分126は、流動変調器100の上流端における収縮部分128を含み得、アイレット124は、拡張展開状態において一緒になっている。収縮部分128は、流動変調器100が送達システムに結合されたままであることを可能にする。拡張展開状態において、回収部分126の断面積は、入口101から収縮部分128まで収束し、そこで、回収部分126のアイレット124は、流路の中心の近傍で一緒に結合されている。回収部分126は、好ましくは、コーティングされず、それによって、流体流は、回収部分126を横断して、入口101を通して、上流構成要素102の中に流動する。また、非コーティング回収部分126は、随意に、例えば、血液中の血栓および/または塞栓子に対するフィルタとしての役割を果たし得る。上で説明されるように、下流構成要素106の全長は、好ましくは、上流構成要素102(回収部分126を含まない)の全長を上回る。したがって、上流構成要素102の入口101から出口103までの長さは、下流構成要素106の進入口105から退出口107までの長さ未満であり得る。
図5に示されるように、回収デバイス、例えば、フック130が、収縮部分128に結合され、下でさらに詳細に説明されるように、回収のために、送達シースに向かって回収部分126を引っ張り、送達シースの中に流動変調器100を圧縮し得る。フック130は、別個の構成要素として収縮部分128に結合され得、別個の構成要素は、フレーム120に対して、例えば、成型され、糊付けされ、圧縮され、溶接される等。方法において、回収器、例えば、フックまたはグースネック型輪縄デバイスが、フック130に結合され、フック130は、回収のために、送達シースに向かって回収部分126を引っ張り、シースの中に流動変調器100を圧縮し得る。加えて、フック130は、巻き込み領域104から離れる方向に引っ張られ、身体管腔内での流動変調器100の直径を部分的または十分に減らし得る。そのような低減は、流動変調器100に隣接して生成される任意の停滞した流動区域の洗い流しを可能にするであろう。流動変調器100は、次いで、完全に除去され、身体管腔内で再位置付けされ、拡張させられる得るか、または、身体管腔内での前の展開場所において拡張させられ得る。加えて、または代替として、流動変調器100は、例えば、頸静脈を介して、流動変調器100の回収を促進するために、下流構成要素106の遠位端における回収部分を含み得る。
有利なこととして、埋め込み後、可撓性領域は、血管直径の変化に応答して直径において変化することができる一方、ステント構造のより剛体の部分は、一定のままである。例えば、上流構成要素102および下流構成要素106の最大外径は、血管直径の変化に応答して直径において変化し得る一方、流動変調器100の上流構成要素102および/または中間部分(例えば、第1の発散部分106aおよび第2の発散部分106b)のノズルの出口の形状は、変化しない。このように、第1の発散部分106aおよび第2の発散部分106bの発散角は、血管のサイズが変化するにもかかわらず、変化しないままであり得る。血管における直径の変化は、例えば、流動変調器100上の(例えば、上流構成要素102および下流構成要素106のシール区域における)1つ以上のセンサ、蛍光透視等の撮像誘導、経時的な直径変化を評価するための超音波、および/または経時的な直径変化を測定するために使用され得る他の導出されたパラメータを測定するための他の外部送信機を用いて測定され得る。加えて、1つ以上のセンサおよび/または撮像誘導は、ノズルの直径および/または経時的なノズルを通した流体速度を測定するために使用され得る。
流動変調器100の中間部分の剛性を向上させるための追加のまたは代替方法として、中間部分におけるフレーム120の支柱は、米国特許第11,324,619号に説明されるように、より可撓性の部分におけるフレーム120の支柱より幅広く、および/または厚くあり得る。加えて、または代替として、フレーム120の支柱によって形成されるセルの長さは、短縮され得、および/または、フレーム120の所与の長さに関するセルの数は、剛性を高めるために減少させられ得る。本発明の別の側面によると、フレームの部分の間の相対的可撓性は、異なる形状のセル、例えば、菱形または六角形を使用して選択され得る。加えて、より大きい全体的隙間空間面積を有するセルは、より大きい全体的作業面積を有するセルより強くあり得る。
加えて、流動変調器100の非被覆部分132の下流端は、米国特許第11,324,619号に説明されるように、送達シースからの露出時にその折り畳まれた送達状態において下流構成要素106を維持することを支援するための1つ以上のアンカ134を含み得る。例えば、複数のアンカ134は、送達デバイスに結合され、送達デバイスのシースから身体管腔への露出時に折り畳まれた送達状態において下流構成要素106を維持し、身体管腔内での流動変調器100の再調節を促進するように構成される。加えて、複数のアンカ134は、流動変調器100が頸静脈から回収され得るように、上流構成要素102の回収部分に加えて、下流構成要素回収部分として機能し得る。
本発明の一側面によると、下流構成要素106の最下流部分(例えば、部分132)は、血管損傷およびデバイス圧着中の広がりを防止するために、および遠位端完全性を与えるために、流動変調器100の非外傷性端部を形成し得る。拡張展開状態において、部分132の非外傷性端部は、血管内壁から離れるように内向きに湾曲する。故に、下流構成要素106がその拡張展開状態になった後であっても、流動変調器100は、流動変調器100の遠位端に起因して、身体管腔の血管壁への傷害の低いリスクを伴って、身体管腔内で再調節され得る。本実施形態において、非外傷性端部に隣接する部分132を形成するフレーム120のセルは、好ましくは、流体流が流路の収束に起因する追加の加速を伴わずに下流構成要素106の退出口107を通して非外傷性先端の非コーティング裸金属フレームを横断して外に流動するように、図5に示されるように、コーティングされない。
流動変調器10は、国際PCT特許出願第PCT/IB2022/060573号(その全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる)に説明されるように、血管内に流動変調器100を固定するための1つ以上の種々のタイプの固定要素をさらに含み、それによって、血管内の流動変調器100の遊走を防止し得る。
さらに、本明細書に説明される流動変調器は、第WO2020/109979号(その全内容は、参照することによって本明細書に組み込まれる)に説明されるような外部ポンプおよび制御システムと併せて使用され得る。例えば、外部ポンプは、間欠的空気圧迫(IPC)または心臓強化外部対抗脈動(EECP)ポンプ(ACI Medical(San Marcos,California)によって入手可能なArtAssist(登録商標)デバイス等)であり得る。ポンプは、歩行時のふくらはぎおよび/または足の自然な圧送作用を模倣し、脚の深部静脈内の血液を移動させ、それによって、深部静脈血栓症形成を減らすようにプログラムされ得る。加えて、ポンプは、電力を流動変調器に提供し得る。外部ポンプおよび制御システムは、完全に移動性であり、および/またはバッテリ動作させられ得る。例えば、外部ポンプおよび制御システムは、患者によって、例えば、患者の脚の周りに装着され得る。
流動変調器100は、送達シースを使用して展開および回収され得る。例えば、流動変調器100は、流動変調器100が、血管内の所望の場所に送達され、そこに展開され得るように、血管内での設置に先立って、送達シース内に完全に含まれ得る。送達シースの遠位端が、所望の展開場所に位置付けられると、送達シースは、後退させられ、例えば、上流方向に引っ張られ得るが、流動変調器100は、血管に対して静止したままである。流動変調器100の除去/回収が、所望されるとき、流動変調器100は、例えば、フック130を介して回収部分126を引っ張ることによって、その折り畳まれた送達状態に向かって折り畳まれ得、送達シースは、前進させられ、例えば、流動変調器100の上を下流方向に押され、それによって、除去のために送達シース内で流動変調器100を折り畳ませ得る。流動変調器100が送達シース内で再び折り畳まれると、流動変調器100を含む送達シースは、血管内に再位置付けされ得るか、または、血管から除去され得る。
ここで図6を参照すると、流動変調器10および流動変調器100に応答する腎機能の改善を図示するグラフが、提供される。図6では、流動変調器10からもたらされる腎機能の改善は、KF1によって示され、流動変調器100からもたらされる腎機能の改善は、KF2によって示される。図6に示されるように、流動変調器10のために、非常に低いIVC流量のための腎血流(RBF)改善は、最大約45mL/分/1.73m2のGFRのために限定されたが;流動変調器100のために、類似するIVC流動条件において、RBF改善は、最大約80mL/分/1.73m2のGFRを伴って患者のために利用可能であった。故に、流動変調器100の使用は、最大で少なくとも80mL/分/1.73m2のGFRを有する患者を含むように患者母集団を増加させ得る。
図7は、種々のGFRを有する患者母集団に関する生存率の代表的研究を図示する(Hillege,Hans L.,et al.「Renal function,neurohormonal activation,and survival in patients with chronic heart failure.」 Circulation 102.2(2000):203-210)。図7では、患者の大部分は、45mL/分より高いGFRを有し、例えば、25%は、44mL/分未満を有し、25%は、44~58mL/分を有し、25%は、59~76mL/分を有し、25%は、76mL/分より大きいものを有していた。したがって、本明細書に説明される流動変調器がRBFを改善し得るGFR範囲を増加させることによって、低GFRを伴う患者が、疾病率および死亡率に関してより高いリスク、例えば、より低い生存率に直面するので、患者母集団は、かなり増加するであろう。
ここで図8Aおよび8Bを参照すると、図8Aは、流動変調器10および流動変調器100等の流動変調器を用いた治療に応答する尿排出量の改善のグラフを図示する。図8Aに示されるように、流動変調器は、24時間の治療期間の過程にわたって尿排出量を約690mL増加させるほど効果的であった。流動変調器が24時間の治療期間の終了時に除去された後、尿排出量は、治療前とほぼ同じレベルまで減少した。図8Bは、24時間の治療期間にわたる流動変調器を用いた治療に応答するナトリウム利尿(すなわち、腎臓によるナトリウム排泄)の改善を図示する。図8Bに示されるように、ナトリウム利尿は、流動変調器を用いた24時間の治療期間中に約46mmol増加した。しかしながら、流動変調器が除去された後、合計ナトリウム重量は、約95mmolまで減少し、約56mmol下落した。
例えば、流動変調器が、長期使用(例えば、1ヵ月、2ヵ月、6ヵ月、1年等)のために埋め込まれるが、所定の期間にわたってのみ動作可能である必要があり、流動変調器が、例えば、流動変調器を回収する必要性を回避するために、その後に身体管腔内に埋め込まれたままであるとき、身体管腔を通した流体流動の変調、例えば、本明細書に説明される流動変調器の血行動態効果を事実上排除することが、望ましくあり得る。本明細書に使用されるように、流動変調器が、意図されるように身体管腔を通してもはや流動を変調しないという意味で、流動変調器が動作不可能状態にあるとき、流動変調器の血行動態効果は、「事実上排除される」が、いくつかの事例では、最小量の血行動態効果、例えば、身体管腔内の抵抗が、流動変調器が動作不可能状態において身体管腔内に埋め込まれたままであることによって、依然として持続し得る。
ここで図9Aおよび9Bを参照すると、本開示の原理に従って動作する、代替例示的流動変調器が、提供される。流動変調器200は、流動変調器200が、下でさらに詳細に説明されるように、流体流動を変調するための砂時計構成と、流体流動変調がもはや要求され得ないときの長期埋め込みのために好適な拡張円筒形構成との間で遷移可能であり得ることを除き、流動変調器10および/または流動変調器100と同様に構築され得る。例えば、図9Aに示されるように、流動変調器200は、上流部分202と、下流部分206と、上流部分202と下流部分206との間に配置された巻き込み領域204とを有し得る。流動変調器10および流動変調器100のように、流動変調器200は、身体管腔内に埋め込まれるようにサイズおよび形状を決定され得、送達(例えば、送達シースを用いた経皮的送達)のために圧縮され、展開時、拡張(例えば、送達シースの端部からの解放時に自己拡張する、またはバルーン拡張式)され得る。さらに、上流部分202は、入口201と、出口203とを有し、上流部分202の長さの一部または全てに沿って下流方向に、例えば、上流部分202から下流部分206に向かって収束する断面流動面積を有し、それによって、ノズルを形成する。このように、上流部分202は、上流部分202を通した流体の流動を加速させる。下流部分206は、進入口205と、退出口207とを有し、下流部分206の長さの一部または全てに沿って下流方向に発散する断面流動面積を有し、それによって、拡散器を形成する。
巻き込み領域204は、上流部分202から下流部分206に流動する流体の流れの中に流体を巻き込むように設計された1つ以上の開口部208を含み得る。具体的に、上流部分202を通した下流部分206への流体流動は、巻き込み領域204の近傍により低圧の領域を生成し、それは、巻き込み領域204を横断して流動する流体の流れの中に流体を巻き込む。流体巻き込みは、剪断誘発乱流流束によって誘発される。本開示の原理によると、そのような巻き込みは、器官機能を改善するように、ある領域に、またはそれから血液または他の体液を輸送することを期待される(例えば、腎臓のより良好な機能性を促進するために腎静脈から下大静脈へ、および/または肝機能を改善するために肝静脈から下大静脈へ、それによって、心不全等の障害および/または疾患を治療する)。
図9Aに示されるように、開口部208は、下流部分206の少なくとも一部に沿って縦方向に延び得る(例えば、下流部分206の最も幅の狭い部分に隣接して始まり、下流部分206の少なくとも一部に沿って延びている)。例えば、開口部208の上流端は、上流部分202の出口203のすぐ下流に、例えば、下流部分206の進入口205に配置され得る。代替として、開口部208の上流端は、例えば、上流部分202の出口203の0~5mm下流に配置され得る。上流部分202は、その拡張展開状態において身体管腔の壁に接触する遠位シール区域と、例えば、血管直径の劇的な変化を引き起こし得る咳嗽または他の事象中の流動変調器200の遊走を防止するために、血管を損傷させることなく血管に適合し得るシール区域の上流の部分とを含み得る。下流部分206は、同様に、その拡張展開状態において身体管腔の壁に接触する近位シール区域と、シール区域の下流の部分とを含み得る。
流動変調器200は、グラフト、ステント、ステントグラフト等として構築され得、ステンレス鋼またはニチノール等の生体適合性材料から形成される。例えば、流動変調器200は、1つ以上のワイヤフレームと、高分子コーティングとから形成され得る。流動変調器10および流動変調器100と異なり、流動変調器200は、身体管腔を通した流体変調を提供するための砂時計構成(例えば、図9A)から、円筒形構成(例えば、図9B)に遷移するように構成され得、円筒形構成において、流動変調器200は、流動変調器200が配置される管腔を通した流体流動を妨害しないように、流動変調器200が配置される身体管腔の内径に適合するように拡張する。円筒形構成は、砂時計構成に関連付けられた巻き込みを排除し得る。これは、所定の期間の間動作可能であり、例えば、流動変調器を回収する必要性を回避するために、または、治療がもはや必要とされない場合にその後に身体管腔内に埋め込まれたままであるように構成される長期使用(例えば、1ヵ月、2ヵ月、6ヵ月、1年等)のために埋め込まれる流動変調器のために、有利であり得る。
例えば、図9Aおよび9Bに示されるように、流動変調器200は、上流部分202を形成する第1のフレーム部分210aと、下流部分206を形成する第2のフレーム部分210bとから形成され得、第2のフレーム部分210bは、第1のフレーム部分210aに直接結合されない。故に、図9Aおよび9Bに示されるように、流動変調器200を形成するフレームは、第1のフレーム部分210aと第2のフレーム部分210bとの間に間隙を含み得る。高分子コーティング212は、高分子コーティング212が第1のフレーム部分210aと第2のフレーム部分210bとの間の間隙を横断して延び、それによって、流動変調器200を形成するように、(開口部208を除いて)流動変調器200全体を被覆し得る。
例えば、第1のフレーム部分210aおよび第2のフレーム部分210bは、円筒形構成において形成され、例えば、円筒形構成において熱的に形状固化され、次いで、第1のフレーム部分210aがノズルを形成し、第2のフレーム部分210bが拡散器を形成する砂時計構成に補整され得る。高分子コーティング212は、次いで、流動変調器200が砂時計構成において維持されるように、砂時計構成における第1のフレーム部分210aおよび第2のフレーム部分210bに適用され得る。いくつかの実施形態において、流動変調器200は、1つ以上の留め具、例えば、留め具216a、216b(例えば、ワイヤまたはフィラメント)を介して砂時計構成において維持され得、1つ以上の留め具は、図9Aに示されるように、下流部分206の進入口205におけるステント接合部において、および/または上流部分202の退出口203におけるステント接合部において、高分子コーティング212の周りに(またはその中または内側に)配置され、それによって、留め具216a、21bの解放/破断時、第1のフレーム部分210aおよび第2のフレーム部分210bは、図9Bに示されるように、熱固化された円筒形構成に戻り得る。留め具216a、216bは、流動変調器200のノズル部分におけるステント接合部のうちの1つまたは全てに固定され得、それによって、留め具216a、216bの解放/破断時(例えば、バルーン膨張に起因する)、留め具が、第1のフレーム部分210aに取り付けられたままであり、それによって、下流で留め具216a、216bの塞栓子流動を防止し得る。代替として、流動変調器200は、、高分子コーティング212が流動変調器200を砂時計構成において維持するために単独で十分であり得るように、流動変調器200を砂時計構成において維持するために留め具を要求しないこともある。
高分子コーティング212は、円筒形構成への流動変調器200の拡張を促進するために、弱化点、例えば、裂け易いライン214も含み得る。高分子コーティング212は、円筒形構成のために好適な表面を有していないので、裂け易いライン214は、円筒形構成への拡張時、分離し得る(または、裂け得る)。例えば、留め具216a、216bの解放/破断時(例えば、流動変調器200の管腔内での切断、アブレーション、分解、バルーン拡張を介して)、高分子コーティング212は、裂け易いライン214に沿って裂け、流動変調器200が円筒形構成に遷移することを可能にし得る。代替として、裂け易いライン214は、留め具216a、216bが解放されると、流動変調器200が、円筒形構成に自然に拡張するように、留め具216a、216bを除去する前、手動で分離され得る(例えば、穿刺される、裂かれる、スライスされる等)。裂け易いライン214の数は、円周方向における第1のフレーム部分210aおよび第2のフレーム部分210bのセルの数、およびフレーム設計に基づいて選択され得る。例えば、高分子コーティング212は、セルごとに1つ以上の裂け易いライン、または代替として、円周方向において1つおきのセルごとに1つの裂け易いラインを含み得る。
流動変調器200の長さは、砂時計構成から円筒形構成への遷移時に変化し得る(例えば、流動変調器200の長さに沿った増加した直径に起因して)ので、高分子コーティング200は、第1のフレーム部分210aと第2のフレーム部分210bとを分離するように円周方向に割れ得、それによって、分離された構成要素は、上で説明されるように、それらのそれぞれのシール区域を介して身体管腔内で定位置に保持される。加えて、流動変調器200が砂時計構成から円筒形構成に遷移することにおける高分子コーティング212の大きい断裂に起因して、第1のフレーム部分210aおよび第2のフレーム部分210b上の残りの高分子コーティングは、分岐血管(例えば、腎静脈)から身体管腔(例えば、IVC)に進入する流体流動を遮断しないこともある。故に、流動変調器200が、円筒形構成においてIVC内に埋め込まれているとき、腎心門の大部分は、流動変調器200のフレーム上の残りの高分子コーティングによって遮断されないであろう。
ここで図10A-10Cを参照すると、第1のフレーム部分210aおよび/または第2のフレーム部分210bは、1つ以上のリングをさらに含み得、1つ以上のリングは、流動変調器200を砂時計構成において維持するための1つ以上の留め具を受け取り、それらを固定するように構成されている。例えば、図10Aに示されるように、第1のフレーム部分210aの下流端は、リング218aの第1の組を含み得、第2のフレーム部分210bの上流端は、リング218bの第2の組を含み得る。故に、リング218aおよびリング218bは、それぞれ、留め具216aおよび留め具216bを受け取り、それらを固定するように構成され得る。図10Bに示されるように、単一の留め具216が、リング218aおよびリング218bを介して第1のフレーム部分210aを第2のフレーム部分210bに固定するために使用され得、それによって、第1のフレーム部分210aと第2のフレーム部分210bとの間の間隙は、砂時計構成において、減らされ、または別様に排除される。故に、留め具216が解放/破断されると、流動変調器200は、図10Cに示されるように、砂時計構成から円筒形構成に遷移し得る。
ここで図11A-11Cを参照すると、埋め込まれた流動変調器の血行動態効果は、単一のフレームから形成される流動変調器に関して事実上排除され得る。例えば、流動変調器200は、単一のフレーム、例えば、フレーム210から形成され得る。図11Aに示されるように、高分子コーティング212は、流動変調器200の上流領域202および/または下流領域206の長さに沿って延びている1つ以上の裂け易いライン214を含み得、それによって、高分子コーティング212は、流動変調器200の砂時計構成を保持しながら、上で説明されるように、加力を介してフラップ開口部を生成するように裂け易いライン214に沿って裂け得る。裂け易いライン214は、高分子コーティング212内の複数の微小孔から形成され得る。加えて、または代替として、図11Bに示されるように、高分子コーティング212は、流動変調器200の上流領域202および/または下流領域206の1つ以上のセル内に延びている1つ以上の裂け易いライン214を含み得、それによって、高分子コーティング212は、血行動態効果を事実上排除するために、フラップ開口部を生成するように1つ以上のセル内で裂け易いライン214に沿って裂け得る。
図11Cに示されるように、流動変調器200は、上流部分202および下流部分206の一方または両方に沿った高分子コーティング212内の追加の開口部208を含み得る。例えば、孔/開口部は、切断または穿刺ツール、または代替として、例えば、熱、RFエネルギー等を介した電力駆動ツールを介して生成され得る。追加の開口部の存在は、流動変調器200が、ステントまたはステント様デバイスとしてのみ機能するように、血行動態効果、それに応じて、流動変調器200内の巻き込みを事実上排除し得る。
ここで図12A-12Cを参照すると、流動変調器200は、流動変調器200の上流端と下流端とにおけるシール区域間で捻じられ得る。図12Aに示される、捻じられた流動変調器200は、砂時計構成から円筒形構成への流動変調器200のより容易な拡張を可能にし得る。図12Bに示されるように、裂け易いライン214が、捻じれに沿った流動変調器200の中心に形成され得る。例えば、裂け易いライン214は、シール区域間の捻じれに沿って連続的に延びている1つ以上のセル内の高分子コーティング212上に配置され得る。砂時計構成から円筒形構成への遷移時、高分子コーティング212は、図12Cに示されるように、裂け易いライン214に沿って分離し、高分子コーティング212の増加した表面積を補償し得る。
ここで図13A-13Fを参照すると、流動変調器200はまた、流動変調器200の設置および/または除去を促進するために、上流部分202および/または下流部分206に取り付けられたフックアセンブリ220を含み得る。図13Aおよび13Dに示されるように、流動変調器200が形成されると、半径方向コネクタ222が、半径方向コネクタ222の遠位端が接続されないように、フレーム210から延び得る。図13Aに示されるように、半径方向コネクタ222のフック状端部は、流動変調器200のシール区域から突出していないことも、最小限にのみ突出していることもある。半径方向コネクタ222は、次いで、図13Bおよび13Cに示されるように、張力を受けながらフック224に固定され、フックアセンブリ220を形成し得る。代替として、いくつかの実施形態において、半径方向コネクタのフック状端部は、フック224に結合されるとき、フック224が流動変調器200の上流端におけるシール区域の下流に位置付けられ得るように、流動変調器200内で下流方向に少なくとも部分的に突出し得る。同様に、半径方向コネクタ222が、流動変調器200の下流端から延びているとき、それらは、フック224が流動変調器200の下流端におけるシール区域の上流に位置付けられ得るように、上流方向に少なくとも部分的に突出し得る。シール区域の半径方向剛性は、半径方向コネクタ222のそれをはるかに上回り得、したがって、フック224の組み立て時、流動変調器200の外径は、半径方向コネクタ222による張力荷重によってあまり改変されないこともある。故に、半径方向コネクタ222は、フックアセンブリ220が、例えば、シール区域直径の変化に応答して、流動変調器200の構造を別様に改変しないように、ばねのように機能し得る。この構成では、(例えば、過大なIVC内での展開からの)シール区域直径のいかなる低減も、シール区域に関連してフック場所を引き伸ばさず、フックの有効長は、一定のままであろう。例えば、フックアセンブリ220を有する上流部分202のシール区域は、半径方向コネクタ222が半径方向に内向きに収縮し、したがって、フック224がシール区域の平面内に留まるように、初期直径D1(図13E)から第2の直径D1(図13F)に縮小され得る。
代替として、いくつかの実施形態において、半径方向コネクタ222は、図14に示されるように、固定長を有し得る。故に、固定長を有する半径方向コネクタ222への追加の張力は、流動変調器200の伸張をもたらし得る。この伸張は、以下の式によって表される。
伸張を防止するために、半径方向コネクタ222は、張力下で長さを変化させ得る。例えば、半径方向コネクタ222は、張力下で伸ばされ、張力が解放されると、短縮され得る。これは、シール区域が管腔の内部表面と接触したままであるように、身体管腔内の流動変調器200の位置を維持するために必要である。
ここで図15A-15Cを参照すると、流動変調器200は、アンカ230も含み得る。図15Aに示されるように、アンカ230は、一体的に形成され得、フレーム部分232と、支柱部分234と、ループ部分236とを含み得る。フレーム部分232は、フレーム210の端点に取り付けられ得る。図15Bに示されるように、アンカ230がフレーム210に取り付けられると、各アンカ230の支柱部分234は、全てのアンカ230が単一の一体構造を形成するように、互いに向かって延び、互いに接続する。フレーム部分232は、フレーム210を張力下に置くことなく、フレーム210にアンカ230を固定するために効果的である。回収前、ループ部分236は、フレーム210から離れるように回収端に向かって延びている。上で説明されるように、流動変調器200を回収するために張力がフックアセンブリ220に加えられると、各アンカ230の支柱部分234は、図15Cに示されるように、互いに向かって移動し、したがって、ループ部分236を回収シース中心線に向かって低くし、ループ部分236がシャフト先端に干渉することを防止し得、それによって、流動変調器200は、回収シースの中に連続的に挿入され得る。
ここで図16Aおよび16Bを参照すると、送達シース240が、流動変調器200を展開するために提供され得る。流動変調器200は、送達中に送達シース240内に格納され得る。送達シース240は、流動変調器200が、送達シース240から部分的拡張状態に部分的に解放され得るように、流動変調器200の短縮を可能にするように構成され得、それは、流動変調器200の展開中に急激および/または制御不能な拡張を伴わずに、より均一な解放を可能にし得る。
ここで図17Aおよび17Bを参照すると、流動変調器200のノズルの直径は、生体内で調節され得る。図17Aに示されるように、環状バルーン250が、バルーン250の膨張がノズルの出口を半径方向に圧縮し、その内径を減少させるように、流動変調器200のノズルの円周の周りに(例えば、ノズルの出口に隣接して)配置され得る。図17Bに示されるように、バルーン250は、バルーン250の膨張/縮小のために、膨張ライン252を介して、アクセス点254、例えば、真皮下ポートに流体的に結合され得る。故に、流体が、アクセス点254を介してバルーン250に導入され得る。当業者によって理解されるであろうように、シャントサイズを調節するための他の公知の技法も、生体内でノズルサイズの直径を調節するために使用され得る。
ここで図18A-18Cを参照すると、環状バルーンの代わりに、流動変調器200は、生体内でノズルの出口の直径を調節するためのバンド260を含み得る。バンド260は、その上に配置されるモータ262を含み得る。モータ262は、モータ262がバンド260の直径を増加させ、または減らし、それによって、バンド260を拡張または収縮させるように作動させられ得るように、バンド260の少なくとも一部の周りに巻かれ得る。図18Bに示されるように、バンド260は、ノズルの出口に隣接して、流動変調器200の円周の周りに配置され得る。バンド260は、流動変調器200の上流および/または下流の1つ以上のセンサによって感知された流動データに基づいて、拡張または収縮するように構成され得る。例えば、図18Cに示されるように、バンド260の円周は、バンド260のモータ262に動作的に結合される外部制御ユニット264を介して、選択的に調節され得る。
ここで図19Aおよび19Bを参照すると、流動変調器200のフレームは、上で説明されるように、砂時計構成から円筒形構成への流動変調器200の拡張を促進するために、1つ以上のステント接合部に配置されたコネクタ270を含み得る。図19Aは、弛緩構成におけるコネクタ270を示す一方、図19Bは、拡張構成におけるコネクタ270を示す。故に、コネクタ270に隣接する支柱の部分は、流動変調器200が砂時計構成から円筒形構成に遷移するとき、その全長を維持し得る。コネクタ270は、例えば、流動変調器200のシール区域の接触の結果としての血管壁に対する張力および/または圧縮力を最小化し得る。
本発明の好ましい例証的実施形態が、上で説明されるが、種々の変更および修正が、本発明から逸脱することなく、その中で行われ得ることが、当業者に明白であろう。例えば、本明細書に説明される流動変調器は、肝静脈への分岐部における下大静脈内に据え付けられ得る。故に、追加の血液が、肝静脈からIVCの中に巻き込まれ、それによって、内臓循環を改善し得る。肝静脈に隣接するIVC内に流動変調器を短期的または長期的に埋め込むことは、肝機能を改善し得、および/またはTIPS手技の代わりに、またはそれと並行して使用され得る。有利なこととして、流動変調器は、下大静脈への肝流動を改善し、血液が(肝臓からの血液を迂回させるTIPS手技と対照的に)自然な濾過のために肝臓に進入することを可能にする。TIPS手技とともに、またはTIPS手技の代わりに使用されるかどうかにかかわらず、流動変調器は、頻繁に腸出血、致死的な食道出血(食道静脈瘤)、腹部内の流体の蓄積(腹水)、および/または肝腎症候群につながる、(多くの場合、肝硬変に起因する)門脈圧亢進症等の条件を治療することが予期される。
加えて、または代替として、本明細書に説明される流動変調器は、腎静脈および肝静脈の両方からの追加の血液を巻き込むために、下大静脈内に据え付けられ得る。例えば、下流構成要素の退出口は、肝静脈の下流にあり得る一方、上流構成要素の入口は、腎静脈の上流にある。ある研究では、下流腎静脈から肝静脈までの平均距離は、6cmであり、最上流腎静脈から最下流腎静脈までの平均距離は、2.5cmであり、したがって、上流構成要素102および下流構成要素106の固定エリアの間に8.5cmの全体的距離を有する流動変調器が、腎灌流および肝灌流の両方を同時に改善するために、IVC内に定着させられ得る。
また、本明細書に説明される流動変調器は、動脈瘤部位における圧力を低下させ、動脈瘤がサイズにおいて増加するリスク、または破裂するであろうリスクを減らすために、動脈瘤内に据え付けられ得、さらには動脈瘤をサイズにおいて減少させ得る。この場合、流動変調器は、動脈瘤に対してシールすることすらなく、有益な効果を提供することが予期される。加えて、動脈瘤部位に、またはその近傍に1つ以上の側枝管腔がある場合、デバイスは、圧力を減らすだけではなく、血液が側枝に流動することも可能にするであろう。本用途では、本発明のデバイスは、側枝を不利に遮断し得る以前から公知の円形ステントグラフトと比較して、有意な利益を提供する。いかなる側枝もない場合、デバイスは、血流を増加させることなく圧力を減らすことが予期される。随意に、フィルタが、塞栓性破片が動脈瘤から他の血管に流動することを防止するために、流動変調器とともに使用され得る。
本発明のデバイスの前述の実施形態のうちのいずれかは、塞栓子または他の破片を方向転換させる役割を果たし得、したがって、余分な濾過デバイスを使用するいかなる必要性もない。一例は、塞栓子または他の破片を方向転換させるために、頸動脈において、またはその近傍で上流構成要素または下流構成要素を使用する。
本発明の好ましい例証的実施形態が、上で説明されるが、種々の変更および修正が、本発明から逸脱することなく、その中で行われ得ることが、当業者に明白であろう。添付される請求項は、本発明の真の精神および範囲内に該当する全てのそのような変更および修正を網羅することを意図している。
Claims (75)
- 身体管腔を通した流体流動を改変するための流動変調器デバイスであって、前記身体管腔は、支流管腔に結合され、前記流動変調器デバイスは、
入口と、出口と、断面流動面積とを有する上流構成要素であって、前記断面流動面積は、前記入口から前記出口に向かって収束するノズルを形成する、上流構成要素と、
進入口と、退出口と、断面流動面積とを有する下流構成要素であって、前記断面流動面積は、前記進入口から前記退出口に向かって発散し、拡散器を形成し、前記下流構成要素は、第1の発散部分と、前記第1の発散部分から下流の第2の発散部分とを備え、前記第1の発散部分の平均発散角は、前記第2の発散部分の平均発散角より大きい、下流構成要素と、
前記上流構成要素の前記入口と前記下流構成要素の前記退出口との間の巻き込み領域と
を備え、
前記巻き込み領域は、前記下流構成要素の前記第1および第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延びている1つ以上の開口部を備え、
前記流動変調器デバイスは、前記身体管腔内に位置付けられるように構成され、それによって、前記ノズルは、前記下流構成要素に向かって前記上流構成要素を通過する流体流を加速させることによって、前記巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させ、前記低圧領域は、前記流体流が前記下流構成要素の中に進むにつれて、前記1つ以上の開口部を介して、前記流体流の中に追加の流体を巻き込む、流動変調器デバイス。 - 前記上流構成要素および前記下流構成要素は、フレームから形成され、前記流動変調器デバイスは、前記上流構成要素および前記下流構成要素のうちの少なくとも一部上のコーティングを備え、前記1つ以上の開口部は、前記フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定される、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、複数のセルを画定する、請求項2に記載の流動変調器デバイス。
- 下流構成要素の遠位部分のうちの少なくとも一部は、コーティングされず、前記遠位部分は、前記身体管腔と適合し、それによって、前記身体管腔内での前記流動変調器デバイスの遊走を防止するように構成されている、請求項2に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、前記ノズルが前記巻き込み領域の前記近傍における前記流体流の中に追加の流体を巻き込む前記低圧領域を発生させるために前記下流構成要素に向かって前記上流構成要素を通過する前記流体流を加速させる動作可能状態から、前記流動変調器デバイスの血行動態効果が事実上排除される動作不可能状態に、前記流動変調器デバイスを遷移させるために、前記コーティングへの加力時に裂けるように構成されている、請求項2に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、前記動作可能状態における前記ノズルと前記拡散器とを備えている収縮砂時計構成と、前記流体流動が前記動作不可能状態における前記流動変調器デバイスを通してもはや変調されない拡張円筒形構成との間で遷移するように構成されている、請求項5に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、前記上流構成要素を形成する第1のフレームと、前記下流構成要素を形成する第2のフレームとを備え、前記第1のフレームは、前記コーティングを介して前記第2のフレームに結合されている、請求項6に記載の流動変調器デバイス。
- 前記第1および第2のフレームを前記収縮砂時計構成において維持するように構成された1つ以上の留め具をさらに備え、前記1つ以上の留め具は、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記第1および第2のフレームの遷移を促進するために、前記1つ以上の留め具への加力時に破断するように構成されている、請求項7に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記1つ以上の裂け易いラインへの加力時に前記コーティングの断裂を促進し、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記第1および第2のフレームの遷移を促進するように構成されている、請求項8に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の留め具は、前記第1および第2のフレームを前記収縮砂時計構成において維持するために、前記第1のフレームの遠位端に結合されるように構成された第1の留め具と前記第2のフレームの近位端に結合されるように構成された第2の留め具とを備えている、請求項8に記載の流動変調器デバイス。
- 前記第1のフレームの遠位端は、リングの第1の組を備え、前記リングの第1の組は、それらを通して前記1つ以上の留め具を受け取るように構成され、前記第2のフレームの近位端は、リングの第2の組を備え、前記リングの第2の組は、それらを通して前記1つ以上の留め具を受け取るように構成されている、請求項8に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の留め具は、切断、アブレーション、分解、またはバルーン拡張のうちの少なくとも1つを介して、破断するように構成されている、請求項8に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の留め具の破断時、前記1つ以上の留め具は、前記第1のフレームおよび/または前記第2のフレームに結合されたままであり、前記流動変調器デバイスの下流への前記1つ以上の留め具の塞栓子流動を防止するように構成されている、請求項8に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記1つ以上の裂け易いラインへの加力時における前記コーティングの断裂を促進し、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記フレームの遷移を促進するように構成されている、請求項6に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、前記収縮砂時計構成を形成するために前記流動変調器デバイスのシール区域間で捻じられており、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記シール区域間の捻じれに沿って配置されている、請求項14に記載の流動変調器デバイス。
- 前記第1および第2のフレームは、前記拡張円筒形構成に向かって付勢されている、請求項7に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記1つ以上の裂け易いラインへの加力時における前記コーティングの断裂を促進するように構成され、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記動作不可能状態において、前記1つ以上の裂け易いラインに沿った前記裂かれたコーティングが1つ以上のフラップ開口部を形成するような様式において、前記コーティング上に配置され、前記1つ以上のフラップ開口部は、前記流動変調器デバイスの血行動態効果を事実上排除するように構成されている、請求項5に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の裂け易いラインは、前記フレームによって画定される1つ以上のセル内に配置されている、請求項17に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の裂け易いラインは、前記フレームによって画定される1つ以上のセルを横断して延びている、請求項17に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、切断ツール、穿刺ツール、または電力駆動ツールのうちの少なくとも1つを介した加力時に裂けるように構成されている、請求項5に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の開口部は、前記巻き込み領域の周りに円周方向に間隔を置かれた複数の開口部を備えている、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記下流構成要素は、前記第2の発散部分から下流の第3の発散部分を備え、前記第3の発散部分の平均発散角は、前記第2の発散部分の平均発散角より大きい、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記流動変調器デバイスは、前記身体管腔内で折り畳まれた送達状態から拡張展開状態に遷移するように構成されている、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記拡張展開状態において、前記上流構成要素の近位部分および前記下流構成要素の遠位部分は、前記身体管腔と適合するように構成されている、請求項23に記載の流動変調器デバイス。
- 前記上流構成要素および前記下流構成要素は、フレームから形成され、前記流動変調器デバイスは、アンカを備え、前記アンカは、
前記フレームに結合されるように構成されたフレーム部分と、
支柱の対であって、前記支柱の対は、前記フレーム部分から、互いから離れるように上流方向に延びている下流部分と、前記下流部分から、互いに向かって前記上流方向に延びている上流部分とを備えている、支柱の対と、
前記支柱の対の間で前記フレーム部分から前記上流方向に軸方向および半径方向に外向きに延びているループ部分と
を備え、
前記ループ部分は、前記拡張展開状態において前記身体管腔に係合し、前記身体管腔内に前記流動変調器デバイスを固定するように構成され、
前記拡張展開状態から前記折り畳まれた送達状態への前記流動変調器デバイスの遷移時、前記支柱の対は、互いに向かって移動し、前記ループ部分が前記支柱の対を越えて半径方向に延びないように、前記ループ部分に半径方向に内向きに収縮させるように構成されている、請求項23に記載の流動変調器デバイス。 - 前記上流構成要素の前記入口から延び、前記流動変調器デバイスの上流端に向かって上流方向に収束する回収部分をさらに備え、前記回収部分は、前記流動変調器デバイスの回収を促進するように構成されている、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記回収部分は、前記流動変調器デバイスの前記上流端におけるフックを備え、前記フックは、前記上流構成要素を折り畳むために引っ張られるように構成されている、請求項26に記載の流動変調器デバイス。
- 前記拡散器は、前記下流構成要素を通過する前記流体流を減速させ、前記流体流は、前記巻き込まれた追加の流体を有する、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記下流構成要素の長さは、前記上流構成要素の長さを上回る、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記上流構成要素の平均集束角は、前記下流構成要素の平均発散角より大きい、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の開口部は、前記流動変調器デバイスの最も幅の狭い部分の中に延びている、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の円周の周りに配置された調節器をさらに備え、前記調節器は、生体内で前記出口の内径を調節するように作動させられるように構成されている、請求項1に記載の流動変調器デバイス。
- 前記調節器は、
前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の前記円周の周りに配置された環状バルーンと、
膨張ラインを介して前記環状バルーンに流体的に結合されたアクセスポートと
を備え、
前記アクセスポートは、前記環状バルーンを膨張させることおよび縮小させることを行い、生体内で前記出口の前記内径を調節するために、流体を受け取ることおよび排出することを行うように構成されている、請求項32に記載の流動変調器デバイス。 - 前記調節器は、
前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の前記円周の周りに配置されたバンドと、
前記バンドに動作的に結合されたモータと、
前記モータに動作的に結合された外部制御ユニットと
を備え、
前記外部制御ユニットは、前記モータを作動させ、前記バンドの直径を調節し、生体内で前記出口の前記内径を調節するように構成されている、請求項32に記載の流動変調器デバイス。 - 支流管腔に結合された身体管腔を通した流体流動を改変する方法であって、前記方法は、
流動変調器デバイスを提供することであって、前記流動変調器デバイスは、前記流動変調器デバイスの上流構成要素が前記支流管腔の上流の前記身体管腔の第1の部分において位置付けられ、前記流動変調器デバイスの下流構成要素が前記支流管腔の下流の前記身体管腔の第2の部分において位置付けられ、前記流動変調器デバイスの巻き込み領域が前記支流管腔の近傍において位置付けられるように、前記身体管腔内に位置付けられるように構成され、前記上流構成要素は、入口と、出口と、前記入口から前記出口に向かって収束する断面流動面積とを有し、前記下流構成要素は、進入口と、退出口と、前記進入口から前記退出口に向かって発散する断面流動面積とを有し、前記巻き込み領域は、前記下流構成要素の第1の発散部分および前記下流構成要素の第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延びている1つ以上の開口部を備え、前記第1の発散部分の平均発散角は、前記第2の発散部分の平均発散角より大きい、ことと、
前記上流構成要素の前記入口を通して流体流を受け取ることと、
前記下流構成要素に向かって前記上流構成要素を通過する前記流体流を加速させることによって、前記巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させ、前記流体流が前記下流拡散器の中に進むにつれて、前記流体流の中に前記支流管腔からの追加の流体を巻き込むことと
を含む、方法。 - 前記上流構成要素は、腎静脈へ向かう分岐部の上流の下大静脈内に位置付けられるように構成され、前記下流構成要素は、前記腎静脈へ向かう前記分岐部の下流の前記下大静脈内に位置付けられるように構成され、それによって、前記巻き込み領域は、前記腎静脈へ向かう前記分岐部の近傍にあり、それによって、前記腎静脈から血液を引き込み、腎機能性を改善する、請求項35に記載の方法。
- 前記腎静脈から血液を引き込み、腎機能性を改善することは、心不全を治療するために、過剰な流体をさらに減らす、請求項36に記載の方法。
- 前記流動変調器デバイスは、折り畳まれた送達状態において前記身体管腔に送達され、前記上流構成要素の近位部分が前記身体管腔の前記第1の部分と適合し、前記下流構成要素の遠位部分が前記身体管腔の前記第2の部分と適合するように、前記身体管腔内で前記折り畳まれた送達状態から拡張展開状態に遷移するように構成されている、請求項35に記載の方法。
- 前記流動変調器デバイスは、前記上流構成要素の前記入口から前記流動変調器デバイスの上流端に向かって上流方向に延びている回収部分をさらに備え、前記方法は、前記回収部分を引っ張り、前記流動変調器デバイスを前記折り畳まれた送達状態に向かって遷移させることをさらに含む、請求項38に記載の方法。
- 前記上流構成要素および前記下流構成要素は、フレームから形成され、前記流動変調器デバイスは、前記上流構成要素および前記下流構成要素のうちの少なくとも一部上のコーティングを備え、前記1つ以上の開口部は、前記フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定される、請求項35に記載の方法。
- 身体管腔を通した流体流動を改変するための流動変調器デバイスであって、前記身体管腔は、支流管腔に結合され、前記流動変調器デバイスは、
入口と、出口と、断面流動面積とを有する上流構成要素であって、前記断面流動面積は、前記入口から前記出口に向かって収束し、ノズルを形成する、上流構成要素と、
進入口と、退出口と、断面流動面積とを有する下流構成要素であって、前記断面流動面積は、前記進入口から前記退出口に向かって発散し、拡散器を形成し、前記上流構成要素および前記下流構成要素は、フレームから形成される、下流構成要素と、
前記上流構成要素および前記下流構成要素のうちの少なくとも一部上に配置されたコーティングと、
前記上流構成要素の前記入口と前記下流構成要素の前記退出口との間の巻き込み領域と
を備え、
前記巻き込み領域は、前記フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定される1つ以上の開口部を備え、
前記コーティングは、前記ノズルが前記下流構成要素に向かって前記上流構成要素を通過する流体流を加速させることによって前記流体流が前記下流構成要素の中に進むにつれて前記1つ以上の開口部を介して前記流体流の中に追加の流体を巻き込む前記巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させる動作可能状態から、前記流動変調器デバイスの血行動態効果が事実上排除される動作不可能状態に、前記流動変調器デバイスを遷移させるために前記コーティングへの加力時に裂けるように構成されている、流動変調器デバイス。 - 前記フレームは、前記動作可能状態における前記ノズルと前記拡散器とを備えている収縮砂時計構成と、前記流体流動が前記動作不可能状態における前記流動変調器デバイスを通してもはや変調されない拡張円筒形構成との間で遷移するように構成されている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、前記上流構成要素を形成する第1のフレームと、前記下流構成要素を形成する第2のフレームとを備え、前記第1のフレームは、前記コーティングを介して前記第2のフレームに結合されている、請求項42に記載の流動変調器デバイス。
- 前記第1および第2のフレームを前記収縮砂時計構成において維持するように構成された1つ以上の留め具をさらに備え、前記1つ以上の留め具は、前記1つ以上の留め具への加力時に破断し、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記第1および第2のフレームの遷移を促進するように構成されている、請求項43に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記1つ以上の裂け易いラインへの加力時における前記コーティングの断裂を促進し、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記第1および第2のフレームの遷移を促進するように構成されている、請求項44に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の留め具は、前記第1のフレームの遠位端に結合されるように構成された第1の留め具と、前記第2のフレームの近位端に結合されるように構成された第2の留め具とを備え、それによって、前記第1および第2のフレームを前記収縮砂時計構成において維持する、請求項44に記載の流動変調器デバイス。
- 前記第1のフレームの遠位端は、リングの第1の組を備え、前記リングの第1の組は、それらを通して前記1つ以上の留め具を受け取るように構成され、前記第2のフレームの近位端は、リングの第2の組を備え、前記リングの第2の組は、それらを通して前記1つ以上の留め具を受け取るように構成されている、請求項44に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の留め具は、切断、アブレーション、分解、またはバルーン拡張のうちの少なくとも1つを介して、破断するように構成されている、請求項44に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の留め具の破断時、前記1つ以上の留め具は、前記第1のフレームおよび/または前記第2のフレームに結合されたままであり、前記流動変調器デバイスの下流への前記1つ以上の留め具の塞栓子流動を防止するように構成されている、請求項44に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記1つ以上の裂け易いラインへの加力時における前記コーティングの断裂を促進し、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記フレームの遷移を促進するように構成されている、請求項42に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、前記収縮砂時計構成を形成するために前記流動変調器デバイスのシール区域間で捻じられ、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記シール区域間の捻じれに沿って配置されている、請求項50に記載の流動変調器デバイス。
- 前記第1および第2のフレームは、前記拡張円筒形構成に向かって付勢されている、請求項42に記載の流動変調器デバイス。
- 前記フレームは、複数のセルを画定し、前記フレームは、前記複数のセルのうちの隣接するセル間の1つ以上の接合部における1つ以上のコネクタを備え、前記1つ以上のコネクタは、前記1つ以上のコネクタに隣接する前記フレームの部分が、前記フレームが前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成に遷移するとき、その全長を維持するように、前記収縮砂時計構成から前記拡張円筒形構成への前記フレームの遷移を促進するように構成されている、請求項42に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、1つ以上の裂け易いラインを備え、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記1つ以上の裂け易いラインへの加力時における前記コーティングの断裂を促進するように構成され、前記1つ以上の裂け易いラインは、前記動作不可能状態において、前記1つ以上の裂け易いラインに沿った前記裂かれたコーティングが1つ以上のフラップ開口部を形成するような様式において、前記コーティング上に配置され、前記1つ以上のフラップ開口部は、前記流動変調器デバイスの血行動態効果を事実上排除するように構成されている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の裂け易いラインは、前記フレームによって画定される1つ以上のセル内に配置されている、請求項54に記載の流動変調器デバイス。
- 前記1つ以上の裂け易いラインは、前記フレームによって画定される1つ以上のセルを横断して延びている、請求項54に記載の流動変調器デバイス。
- 前記コーティングは、切断ツール、穿刺ツール、または電力駆動ツールのうちの少なくとも1つを介した加力時に裂けるように構成されている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。
- 前記流動変調器デバイスは、前記身体管腔内で折り畳まれた送達状態から拡張展開状態に遷移するように構成されている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。
- アンカをさらに備え、前記アンカは、
前記フレームに結合されるように構成されたフレーム部分と、
支柱の対であって、前記支柱の対は、前記フレーム部分から、互いから離れるように上流方向に延びている下流部分と、前記下流部分から、互いに向かって前記上流方向に延びている上流部分とを備えている、支柱の対と、
前記支柱の対の間で前記フレーム部分から前記上流方向に軸方向および半径方向に外向きに延びているループ部分と
を備え、
前記ループ部分は、前記拡張展開状態において前記身体管腔に係合し、前記身体管腔内に前記流動変調器デバイスを固定するように構成され、
前記拡張展開状態から前記折り畳まれた送達状態への前記流動変調器デバイスの遷移時、前記支柱の対は、互いに向かって移動し、前記ループ部分が前記支柱の対を越えて半径方向に延びないように、前記ループ部分に半径方向に内向きに収縮させるように構成されている、請求項58に記載の流動変調器デバイス。 - 前記上流構成要素の前記入口から延びている回収部分と、
前記回収部分に結合されたフックと
をさらに備え、
前記フックは、前記上流構成要素を折り畳むために引っ張られ、前記流動変調器デバイスの回収を促進するように構成されている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。 - 前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の円周の周りに配置された調節器をさらに備え、前記調節器は、生体内で前記出口の内径を調節するように作動させられるように構成されている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。
- 前記調節器は、
前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の前記円周の周りに配置された環状バルーンと、
膨張ラインを介して前記環状バルーンに流体的に結合されたアクセスポートと
を備え、
前記アクセスポートは、流体を受け取ることおよび排出することを行い、それによって、前記環状バルーンを膨張させることおよび縮小させることを行い、生体内で前記出口の前記内径を調節するように構成されている、請求項61に記載の流動変調器デバイス。 - 前記調節器は、
前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の前記円周の周りに配置されたバンドと、
前記バンドに動作的に結合されたモータと、
前記モータに動作的に結合された外部制御ユニットと
を備え、
前記外部制御ユニットは、前記モータを作動させ、前記バンドの直径を調節し、生体内で前記出口の前記内径を調節するように構成されている、請求項61に記載の流動変調器デバイス。 - 前記下流構成要素は、第1の発散部分と、前記第1の発散部分から下流の第2の発散部分とを備え、前記第1の発散部分の平均発散角は、前記第2の発散部分の平均発散角より大きく、
前記1つ以上の開口部は、前記下流構成要素の前記第1および第2の発散部分の両方のうちの少なくとも一部を横断して延びている、請求項41に記載の流動変調器デバイス。 - 支流管腔に結合された身体管腔を通した流体流動を改変する方法であって、前記方法は、
流動変調器デバイスを提供することであって、前記前記流動変調器デバイスは、入口と出口と前記入口から前記出口に向かって収束する断面流動面積とを有する前記流動変調器デバイスの上流構成要素が前記支流管腔の上流の前記身体管腔の第1の部分において位置付けられ、進入口と退出口と前記進入口から前記退出口に向かって発散する断面流動面積とを有する前記流動変調器デバイスの下流構成要素が前記支流管腔の下流の前記身体管腔の第2の部分において位置付けられ、1つ以上の開口部を備えている前記流動変調器デバイスの巻き込み領域が前記支流管腔の近傍に位置付けられるように、前記身体管腔内に位置付けられるように構成され、前記上流および下流構成要素は、フレームから形成され、前記上流および下流構成要素のうちの少なくとも一部は、前記1つ以上の開口部が前記フレームのうちの1つ以上の非コーティング部分によって画定されるように、コーティングを備えている、ことと、
前記上流構成要素の前記入口を通して流体流を受け取ることと、
前記流動変調器デバイスが動作可能状態にあるとき、前記下流構成要素に向かって前記上流構成要素を通過する前記流体流を加速させることによって、前記巻き込み領域の近傍において低圧領域を発生させ、前記流体流が前記下流拡散器の中に進むにつれて、前記流体流の中に前記支流管腔からの追加の流体を巻き込むことと
を含み、
前記コーティングは、前記動作可能状態から前記流動変調器デバイスの血行動態効果が事実上排除される動作不可能状態に前記流動変調器デバイスを遷移させるために、前記コーティングへの加力時に裂けるように構成されている、方法。 - 前記コーティングに力を加え、前記コーティングを裂き、前記流動変調器デバイスを前記動作可能状態から前記動作不可能状態に遷移させることをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 前記フレームは、前記動作可能状態における前記ノズルと前記拡散器とを備えている収縮砂時計構成と、前記動作不可能状態における拡張円筒形構成とを備えている、請求項66に記載の方法。
- 前記コーティングに力を加え、前記コーティングを裂き、前記流動変調器デバイスを前記動作可能状態から前記動作不可能状態に遷移させることは、前記フレームを前記収縮砂時計構成において維持している1つ以上の留め具に力を加え、前記1つ以上の留め具を破断させることを含む、請求項67に記載の方法。
- 前記1つ以上の留め具に力を加え、前記1つ以上の留め具を破断させることは、切断、アブレーション、分解、またはバルーン拡張のうちの少なくとも1つを介して力を加えることを含む、請求項68に記載の方法。
- 前記フレームは、前記収縮砂時計構成を形成するために前記流動変調器デバイスのシール区域間で捻じられており、前記コーティングに力を加え、前記コーティングを裂き、前記流動変調器デバイスを前記動作可能状態から前記動作不可能状態に遷移させることは、前記コーティングに力を加え、前記シール区域間の捻じれに沿って配置された1つ以上の裂け易いラインに沿って前記コーティングを裂くことを含む、請求項67に記載の方法。
- 前記コーティングに力を加え、前記コーティングを裂き、前記流動変調器デバイスを前記動作可能状態から前記動作不可能状態に遷移させることは、前記コーティングに力を加え、前記コーティング上に配置された1つ以上の裂け易いラインに沿って前記コーティングを裂き、前記流動変調器デバイスの血行動態効果を事実上排除するように構成された1つ以上のフラップ開口部を形成することを含む、請求項66に記載の方法。
- 前記コーティングに力を加え、前記コーティングを裂くことは、切断ツール、穿刺ツール、または電力駆動ツールのうちの少なくとも1つを介して力を加えることを含む、請求項66に記載の方法。
- 生体内で前記上流構成要素の前記出口の内径を調節することをさらに含む、請求項65に記載の方法。
- 生体内で前記上流構成要素の前記出口の内径を調節することは、膨張ラインを介して環状バルーンに流体的に結合されたアクセスポートを介して、前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の前記円周の周りに配置された前記環状バルーンを膨張または縮小させることを含む、請求項73に記載の方法。
- 生体内で前記上流構成要素の前記出口の内径を調節することは、前記上流構成要素の前記出口に隣接して前記上流構成要素の前記円周の周りに配置されたバンドに動作的に結合されたモータを作動させ、前記バンドの直径を調節することを含む、請求項73に記載の方法。
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