JP7322017B2 - 薬物送達システムおよび方法 - Google Patents

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Description

開示の内容
本出願は、２０１６年１２月２１日に出願された米国仮特許出願第６２／４３７，１６８号に関し、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。
（例えば、対象の脳または脊椎の脳脊髄液（ＣＳＦ）またはくも膜下空間への髄腔内送達を介して）対象に薬物を送達するためのシステムおよび方法が本明細書に開示される。
患者に薬物を送達することが望ましい可能性がある実例が多く存在する。本明細書で使用される場合、「薬物」という用語は、ホルモン、幹細胞、遺伝子治療、化学物質、化合物、小分子および大分子、染料、抗体、ウイルス、治療薬剤などを含む、ヒトまたは動物の対象に送達され得る任意の機能薬剤を指す。
薬物の送達は、全身的な様態で行うことができるか、または特定の位置もしくは特定の分布パターンを標的とすることができる。しかしながら、意図された送達標的がアクセス可能ではないか、または最小侵襲的な様態ではアクセス可能ではないという実例が多く存在するので、標的薬物送達は困難であり得る。
患者の自然の生理機能もまた、薬物送達の課題を提示し得る。例えば、髄腔内送達を介して所望のまたは最適な薬物分布を達成することは、少なくとも部分的には、正味の流れがほとんどなく振動性および拍動性である傾向がある、患者内のＣＳＦの自然な流れのために困難であり得る。髄腔内空間に大量の薬物を送達すること、および薬物を分布させるために自然拡散に頼ることを伴う従来の技術は、非効率的であり、患者にとって有害であり得る。
改善された薬物送達システムおよび方法に対する継続的な必要性が存在する。
薬物送達システムおよび方法が本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、薬物送達システムは、患者の生理学的パラメータ（例えば、患者の自然脳脊髄液（ＣＳＦ）拍動または患者の心拍数もしくは呼吸数）と調和させて薬物を患者に送達するように構成され得る。いくつかの実施形態では、薬物送達システムは、患者への薬物の送達を制御するために、注入と吸引の組み合わせを使用するように構成され得る。上記のシステムで使用するためのカテーテル、コントローラ、および他の構成要素も開示されており、かかるシステムを使用する様々な方法も同様である。
いくつかの実施形態では、薬物送達システムは、少なくとも１つの流体管腔を有するカテーテルと、カテーテルを通して流体を注入するように構成されたポンプと、患者の生理学的パラメータを測定するように構成されたセンサと、カテーテルを通る薬物の注入をセンサによって測定された生理学的パラメータと調和させるようにポンプを制御するコントローラとを含む。
コントローラは、センサによって測定されるように、注入頻度を患者の自然な髄腔内拍動の周波数と同期させ得る。コントローラは、センサによって測定されるように、注入位相を患者の自然な髄腔内拍動の位相と同期させ得る。コントローラは、センサによって測定されるように、患者の自然な髄腔内拍動の正弦波近似を確立し得る。コントローラは、注入を正弦波近似の上昇波と同期させ得る。コントローラは、注入を正弦波近似の下降波と同期させ得る。センサは、髄腔内圧力を測定するように構成され得る。センサは、髄腔内圧力を測定するように構成された第１のセンサと、心拍数を測定するように構成された第２のセンサとを含み得る。コントローラは、注入が遂行されず、第１および第２のセンサの出力に基づいて、コントローラが心拍数と髄腔内圧力との間の相関関係を確立する学習モードと、第２のセンサの出力に基づいて、コントローラがカテーテルを通る薬物の注入を患者の髄腔内拍動と調和させる注入モードとで動作可能であり得る。このシステムは、カテーテルと流体連通する埋め込み型注入ポートと、注入ポートと嵌合するように構成された体外式注射器とを含み得る。カテーテルは、第１および第２の流体管腔を含み得る。コントローラは、センサによって測定された生理学的パラメータと調和させて、第１の流体管腔を通して流体を吸引することと、第２の流体管腔を通して流体を注入することとを交互に行うようにポンプを制御するように構成され得る。センサは、心拍数、髄腔内圧力、髄腔内拍動数、呼吸数、肺活量、胸部拡張、胸部収縮、胸腔内圧力、および腹腔内圧力のうちの少なくとも１つを測定するように構成され得る。
いくつかの実施形態では、患者に薬物を送達する方法は、患者の髄腔内空間にカテーテルを挿入することと、センサを使用して患者の生理学的パラメータを測定することと、コントローラを用いて、カテーテルを通る薬物の注入をセンサによって測定された生理学的パラメータと調和させるようにポンプを制御することとを含む。
この方法は、センサによって測定されるように、注入頻度を患者の自然な髄腔内拍動の周波数と同期させることを含み得る。この方法は、センサによって測定されるように、注入位相を患者の自然な髄腔内拍動の位相と同期させることを含み得る。この方法は、センサによって測定されるように、患者の自然な髄腔内拍動の正弦波近似を確立することと、注入を正弦波近似の上昇波と同期させることとを含み得る。この方法は、センサによって測定されるように、患者の自然な髄腔内拍動の正弦波近似を確立することと、注入を正弦波近似の下降波と同期させることとを含み得る。センサは、髄腔内圧力を測定するように構成され得る。センサは、髄腔内圧力を測定するように構成された第１のセンサと、心拍数を測定するように構成された第２のセンサとを含み得る。この方法は、注入が遂行されていないときに第１および第２のセンサの出力に基づいて、心拍数と髄腔内圧力との間の相関関係を確立することと、第２のセンサの出力に基づいて、カテーテルを通る薬物の注入を患者の髄腔内拍動と調和させることとを含み得る。カテーテルは、第１および第２の流体管腔を含み得、この方法は、センサによって測定された生理学的パラメータと調和させて、第１の流体管腔を通して流体を吸引することと、第２の流体管腔を通して流体を注入することとを交互に行うようにポンプを制御することを含み得る。センサは、心拍数、髄腔内圧力、髄腔内拍動数、呼吸数、肺活量、胸部拡張、胸部収縮、胸腔内圧力、および腹腔内圧力のうちの少なくとも１つを測定するように構成され得る。カテーテルが患者の脊髄に沿って延在し、カテーテルの少なくとも一部分が患者の脊椎の頸部領域に配設され、カテーテルの少なくとも一部分が患者の脊椎の腰部領域に配設されるように、カテーテルを挿入することができる。この方法は、カテーテルを通して複数の異なる薬物を送達することを含み得、薬物の各々はカテーテルのそれぞれの流体管腔を通して送達される。この方法は、コントローラを用いて、カテーテルを通して流体を吸引するようにポンプを制御することを含み得る。カテーテルは、カテーテルの長さに沿って頭尾方向に隔置された複数の出口ポートを含み得、この方法は、カテーテルの第１のポートを通して薬物を注入することと、カテーテルの第２のポートを通して流体を吸引することとを含み得、第２のポートは、第１のポートに対して頭側である。患者の脊椎の頸部領域に配設されたカテーテルのポートを通して薬物を注入して、注入された薬物を頭蓋腔に進ませることができる。この方法は、患者からある量のＣＳＦを吸引することと、カテーテルの第１の近位ポートを通して薬物を注入しながら、カテーテルの第２の遠位ポートを通してＣＳＦを吸引して、第１のポートと第２のポートとの間に薬物のボーラスを形成することと、ボーラスに近位の位置に以前に抽出されたＣＳＦを注入してボーラスを遠位方向に促すこととを含み得る。患者から吸引されるＣＳＦの量は、患者の総ＣＳＦの約１０体積％であり得る。カテーテルは、患者の経皮的腰部穿刺を通して挿入され得る。注入は、薬物の第１の量を注入することと、薬物の第２の量を吸引することとを交互に行うことを含み得、第２の量は第１の量未満である。薬物を標的領域に送達することができ、標的領域は、患者の髄腔内空間、患者の軟膜下領域、患者の小脳、患者の歯状核、患者の後根神経節、および患者の運動神経細胞のうちの少なくとも１つである。薬物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド、立体的に純粋な（ｓｔｅｒｅｏｐｕｒｅ）核酸、ウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、非ウイルス遺伝子治療、ベキソソーム（ｖｅｘｏｓｏｍｅ）、およびリポソームのうちの少なくとも１つを含み得る。この方法は、薬物を送達することによって遺伝子治療を遂行すること、薬物を送達することによって遺伝子編集を遂行すること、薬物を送達することによって遺伝子スイッチを遂行すること、および薬物を送達することによって非ウイルス遺伝子治療を遂行することのうちの少なくとも１つを含み得る。この方法は、患者の総ＣＳＦ量を判定することと、総ＣＳＦ量に基づいて注入を調整することとを含み得る。
いくつかの実施形態では、患者に薬物を送達する方法は、患者の髄腔内空間にカテーテルを挿入することと、コントローラを用いて、カテーテルを通して薬物を注入するようにポンプを制御することと、コントローラを用いて、カテーテルを通して流体を吸引するようにポンプを制御することと、患者内の標的部位への薬物の送達を標的とするように当該注入および当該吸引を制御することとを含む。
注入は、薬物を標的部位に向かって促すために、患者の自然ＣＳＦ拍動を無効にし得る。注入は、患者の自然ＣＳＦ拍動と調和して、薬物を標的部位に向かって促すことができる。注入は、薬物のボーラスを送達することと、次いで、ボーラスの後ろの流体の拍動性送達を遂行してボーラスを標的部位に向かって促すこととを含み得る。流体は、薬物、緩衝剤溶液、およびカテーテルを通して患者から吸引されたＣＳＦのうちの少なくとも１つを含み得る。カテーテルの少なくとも一部分を標的領域に配設することができる。注入および吸引のうちの少なくとも一方を患者の生理学的パラメータと調和させることができる。生理学的パラメータは、心拍数、髄腔内圧力、髄腔内拍動数、呼吸数、肺活量、胸部拡張、胸部収縮、胸腔内圧力、および腹腔内圧力のうちの少なくとも１つであり得る。カテーテルは、第１および第２の流体管腔を含み得、この方法は、第１の流体管腔を通して流体を吸引することと、第２の流体管腔を通して流体を注入することとを交互に行うようにポンプを制御することを含み得る。カテーテルが患者の脊髄に沿って延在し、カテーテルの少なくとも一部分が患者の脊椎の頸部領域に配設され、カテーテルの少なくとも一部分が患者の脊椎の腰部領域に配設されるように、カテーテルを挿入することができる。この方法は、患者からある量のＣＳＦを吸引することと、カテーテルの第１の近位ポートを通して薬物を注入しながら、カテーテルの第２の遠位ポートを通してＣＳＦを吸引して、第１のポートと第２のポートとの間に薬物のボーラスを形成することと、ボーラスの近位の位置に以前に抽出されたＣＳＦを注入してボーラスを遠位方向に促すこととを含み得る。この方法は、薬物の第１の量を注入することと、薬物の第２の量を吸引することとを交互に行うことを含み得、第２の量は第１の量未満である。標的部位は、患者の髄腔内空間、患者の軟膜下領域、患者の小脳、患者の歯状核、患者の後根神経節、および患者の運動神経細胞のうちの少なくとも１つであり得る。薬物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド、立体的に純粋な核酸、ウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、非ウイルス遺伝子治療、ベキソソーム、およびリポソームのうちの少なくとも１つを含み得る。この方法は、薬物を送達することによって遺伝子治療を遂行すること、薬物を送達することによって遺伝子編集を遂行すること、薬物を送達することによって遺伝子スイッチを遂行すること、および薬物を送達することによって非ウイルス遺伝子治療を遂行することのうちの少なくとも１つを含み得る。この方法は、患者の総ＣＳＦ量を判定することと、総ＣＳＦ量に基づいて注入および／または吸引を調整することとを含み得る。
いくつかの実施形態では、薬物送達カテーテルは、第１の流体ポートまで延在する第１の流体管腔、第２の流体ポートまで延在する第２の流体管腔、およびガイドワイヤ管腔を有する先端と、ハブと、先端の第１の流体管腔と流体連通する第１の流体管腔を画定する第１の流体管、先端の第２の流体管腔と流体連通する第２の流体管腔を画定する第２の流体管、先端のガイドワイヤ管腔内に配設された遠位端を有するガイドワイヤ、および少なくとも１つの内部チャネルを画定するシースを有する本体とを含み、少なくとも１つの内部チャネルの中にはガイドワイヤと、第１および第２の流体管とが配設されており、シースは、ハブの遠位端から先端の近位端まで延在する。
先端は、テーパ状遠位端を有し得る。第１および第２の流体ポートは、先端の中心長手方向軸からずれていてもよい。第１および第２の流体ポートのうちの少なくとも一方を、先端の中心長手方向軸に対して直角に、またはそれに対して斜角に向けることができる。第１および第２の流体管は、ハブを通って途切れることなく延在し得る。第１および第２の流体管は、近位延長管が選択的に連結され得るそれぞれのコネクタにおいてハブ内で終端し得る。ガイドワイヤは、ハブを通って途切れることなく延在し得る。第１および第２の流体管は、それらの近位端にそれぞれの流体コネクタを有し得る。第１および第２の流体管のうちの少なくとも一方は、溶融シリカから形成され得る。第１および第２の流体管のうちの少なくとも一方は、収縮配管でコーティングされ得る。シースは、ポリウレタンから形成され得る。シースは、内部に形成された、第１および第２の流体管のうちの少なくとも一方の流体ポートと流体連通する開口部を含み得る。第１および第２のポートのうちの少なくとも一方は、螺旋状内部を有し得る。第１および第２のポートのうちの少なくとも一方は、ポートの遠位端に向かってテーバー状をなす内部を有し得る。第１の流体ポートは、第２の流体ポートの近位であり得る。カテーテルは、カテーテル内に回転可能に装着されたオーガを含み得る。カテーテルは、カテーテル内に配設された圧電変換器を含み得る。
いくつかの実施形態では、経皮的針装置は、内部に少なくとも１つの管腔を画定する細長いシャフトと、細長いシャフトの遠位端に配設されたセンサと、細長いシャフトに装着された、センサの出力を表示するように構成されたディスプレイと、細長いシャフトの近位端に配設された、少なくとも１つの管腔と流体接続をするためのコネクタとを含む。
装置は、針の管腔と流体連通する流体リザーバおよび平らなドームを含み得、平らなドームの作動は、リザーバから針の管腔を通して流体をポンピングするのに有効である。
いくつかの実施形態では、カテーテルは、内部に形成された１つ以上の流体管腔を有する細長い本体と、カテーテルの壁に形成された螺旋状スリットによって画定される流体ポートとを含む。
カテーテルは、実質的に球形の球状部によって画定された非外傷性遠位先端を含み得る。カテーテルは、第２の遠位向き流体ポートを含み得る。螺旋状スリットは、カテーテルの縮径部分の側壁に形成され得る。カテーテルは、カテーテルの主本体とカテーテルの縮径部分との間にテーパ状移行部を含み得る。
いくつかの実施形態では、患者固有の注入方法は、患者の総ＣＳＦ量を判定することと、判定された患者の総ＣＳＦ量に基づいて、患者からある量のＣＳＦを吸引することと、患者の髄腔内空間に薬物を注入することとを含む。
本方法は、薬物を注入した後に、患者の吸引されたＣＳＦを注入して、髄腔内空間内の所望の方向に薬物を押し込むことを含み得る。総ＣＳＦ量は、患者の中枢神経系の術前画像から判定され得る。吸引されたＣＳＦの量は、患者の総ＣＳＦ量の約１％～約２０％の範囲にあり得る。ＣＳＦの量が吸引されている間に薬物が注入され得る。
薬物送達システムの概略図である。 図１のシステムと共に使用され得るカテーテルの斜視図である。 図２のカテーテルの先端の斜視図である。 図２のカテーテルの先端の断面図である。 図２のカテーテルの先端の一連の設計図である。 図２のカテーテルの本体の断面図である。 図２のカテーテルのハブの斜視図であり、ハブの一部分が透明なものとして示されている。 図５のハブの断面図であり、一体型コネクタと共に示されている。 図５のハブの端面図であり、一体型コネクタと共に示されている。 図２のカテーテルのガイドワイヤの第１の屈曲プロファイルの平面図である。 図２のカテーテルのガイドワイヤの第２の屈曲プロファイルの平面図である。 図２のカテーテルのガイドワイヤの第３の屈曲プロファイルの平面図である。 図２のカテーテルと共に使用され得る先端の斜視部分透視図である。 図８Ａの先端のプロファイル部分透視図である。 図２のカテーテルの本体の斜視部分透視図であり、側面出口ポートと共に示されている。 図２のカテーテルと共に使用され得る先端の斜視図および端面図である。 図２のカテーテルと共に使用され得る先端の斜視図および端面図である。 図１のシステムと共に使用され得るカテーテルの詳細な部分的に透明な挿入図を伴う斜視図である。 図１のシステムと共に使用され得るカテーテルの詳細な部分的に透明な挿入図を伴う斜視図である。 図１のシステムと共に使用され得るカテーテルの詳細な部分的に透明な挿入図を伴う斜視図である。 図１のシステムと共に使用され得るカテーテルの詳細な部分的に透明な挿入図を伴う斜視図である。 図１のシステムと共に使用され得る集束超音波システムの概略図である。 図１のシステムのコントローラの概略ハードウェア図である。 図１７のコントローラの機能ブロック図である。 図１７のコントローラによって実装され得るグラフィカルユーザインターフェースのスクリーンキャプチャである。 患者に埋め込まれた図１のシステムのカテーテルの斜視図であり、注入ポートと共に示されている。 図２０Ａのカテーテルおよび患者の概略斜視図である。 図２０Ａのカテーテルおよび患者の斜視図であり、注入ポート、注射器、およびコントローラと共に示されている。 図２０Ａのカテーテルの遠位流体ポートの斜視図である。 図２０Ａのカテーテルの中間または近位流体ポートの斜視図である。 感知された生理学的パラメータを用いてポンプの制御を調整する、図１のシステムのコントローラを例証する図である。 薬物の送達を患者の自然ＣＳＦ拍動の上昇波と同期させるための、図１のシステムの使用を例証する図である。 薬物の送達を患者の自然ＣＳＦ拍動の下降波と同期させるための、図１のシステムの使用を例証する図である。 スマート腰部穿刺針を有する薬物送達システムの概略図である。 手動ポンプを用いた薬物送達システムの概略図である。 薬物送達システムの概略図である。 図２４Ａのシステムの針、ハブ、およびカテーテルの斜視図である。 図２４Ａのシステムの針、ハブ、およびカテーテルの斜視図であり、カテーテルが針の外側にある状態で示されている。 図２４Ａのシステムの針、ハブ、およびカテーテルの斜視図であり、カテーテルが針を通して挿入された状態で示されている。 図２４Ａのシステムの針から突出している、図２４Ａのシステムのカテーテルの斜視図である。 図２４Ａのシステムの針から突出している、図２４Ａのシステムのカテーテルの斜視図である。 図２４Ａのシステムの針から突出している、図２４Ａのシステムのカテーテルの斜視図である。 螺旋状流体ポートを有するカテーテル先端の側面図である。 図２５Ａの螺旋状ポートの幾何形状の概略表現である。 図２５Ａのカテーテル先端の斜視図である。 図２５Ａのカテーテル先端の別の斜視図である。 図２５Ａのカテーテル先端を使用して達成された例示的な分布パターンの写真である。 患者と共に図２４Ａのシステムを使用する例示的な方法の概略図である。 患者固有注入の例示的な方法の概略図である。 薬物送達システムの概略図である。 図２８Ａのシステムの針の先端の側面図である。 図２８Ａのシステムと共に使用され得る別の針の先端の側断面図である。 図２８Ａのシステムと共に使用され得る別の針の先端の概略図である。 図３０Ａの針先端の概略図であり、膨張可能な部材がその針先端から展開されている。 図３０Ａの針先端の概略図であり、流体が膨張可能な部材を通して注入されている。 遠位ポートおよび放射状ポートを有する脊椎針の側面および断面の概略図である。 遠位ポートおよび放射状ポートを有する別の例示的な脊椎針の断面図である。 放射状ポートを有する別の例示的な脊椎針の側面および断面の概略図である。 遠位ポートを有する別の例示的な脊椎針の断面図である。 脊椎針の例示的な接続の概略図である。 例示的なパルサカテーテルおよびポンプシステムと、市販のカテーテルを用いて注入された手動ボーラスとの間の図式的な比較である。 前臨床研究からのデータの概略図である。 例示的な埋め込み型ポートを有する例示的な埋め込み型カテーテルの概略図である。 例示的な埋め込み型ポートを有する例示的な埋め込み型カテーテルの概略図である。 例示的なカテーテルの概略図である。 例示的なカテーテルの概略図である。 例示的なカテーテルの概略図である。 他の例示的なカテーテルの概略図である。 他の例示的なカテーテルの概略図である。 他の例示的なカテーテルの概略図である。 他の例示的なカテーテルの概略図である。 他の例示的なカテーテルの概略図である。 他の例示的なカテーテルの概略図である。 例示的なカテーテル出口および先端構成の概略図である。 例示的なカテーテル出口および先端構成の概略図である。 例示的なカテーテル出口および先端構成の概略図である。 カテーテルの例示的な放射状ポートの概略図である。 例示的な円弧状カテーテルの概略図である。 材料を分散させるための例示的なカテーテル出口およびポートの概略図である。 材料を分散させるための例示的なカテーテル出口およびポートの概略図である。 材料を分散させるための例示的なカテーテル出口およびポートの概略図である。 材料を分散させるための例示的なカテーテル出口およびポートの概略図である。 材料を分散させるための例示的なカテーテル出口およびポートの概略図である。 例示的な操縦可能なワイヤの概略図である。 拡張可能な特徴を有する例示的なカテーテルの断面図である。 可撓性コアを有する例示的なカテーテルの概略図である。 カテーテルの例示的な補強層の概略図である。 例示的なカテーテル保持装置の概略図である。 カテーテルを挿入するための例示的な針の概略図である。 例示的な配管セット構成の概略図である。 針またはカテーテルの例示的な延長ラインの概略図である。 針またはカテーテルの例示的な延長ラインの概略図である。 多層構造を有する例示的なカテーテルの断面図である。 多層複合カテーテルの概略図である。 埋め込み型ポートおよびコネクタの概略図である。 カテーテルの長さを拡張するための例示的な埋め込み型ポートおよびアクチュエータの概略図である。 カテーテルの長さを拡張するための例示的な埋め込み型ポートおよびアクチュエータの概略図である。 カテーテルのための例示的な保持機能の概略図である。 カテーテルのための例示的な保持機能の概略図である。 カテーテルのための例示的な保持機能の概略図である。 カテーテルのための例示的な保持機能の概略図である。 カテーテルのための例示的な保持機能の概略図である。 カテーテルのための例示的な保持機能の概略図である。 例示的な拡張可能なカテーテルの概略図である。 リアルタイム３Ｄマッピングまたは位置決めのための特徴を有する例示的なカテーテルの断面図である。 ブランケット注入のための例示的なカテーテルの概略図である。 例示的なアンカ付きガイドワイヤの概略図である。 例示的なカテーテルおよびアンカ付きガイドワイヤシステムの概略図である。 長手方向のチャネルを有する例示的なカテーテルの概略図である。 長手方向のチャネルを有する例示的なカテーテルの概略図である。 長手方向のチャネルを有する例示的なカテーテルの概略図である。
薬物送達システムおよび方法が本明細書に開示されている。いくつかの実施形態では、薬物送達システムは、患者の生理学的パラメータ（例えば、患者の自然脳脊髄液（ＣＳＦ）拍動または患者の心拍数もしくは呼吸数）と調和させて薬物を患者に送達するように構成され得る。いくつかの実施形態では、薬物送達システムは、患者への薬物の送達を制御するために、注入と吸引の組み合わせを使用するように構成され得る。上記のシステムで使用するためのカテーテル、コントローラ、および他の構成要素も開示されており、かかるシステムを使用する様々な方法も同様である。
本明細書に開示される方法、システム、および装置の構造、機能、製造、および使用の原理の全体的な理解を提供するために、ある特定の例示的な実施形態をこれから説明する。これらの実施形態のうちの１つ以上の例が添付の図面に図示されている。当業者であれば、本明細書で具体的に記載され、添付の図面に図示される方法、システム、および装置は非限定的な例示的な実施形態であることを理解するであろう。１つの例示的な実施形態に関連して図示または記載されている特徴部を他の実施形態の特徴部と組み合わせることができる。かかる修正例および変形例は、本開示の範囲内に含まれることが意図されている。
いくつかの実施形態では、自然ＣＳＦ流と調和させて薬物を患者の中枢神経系に注射するか、または別の方法で送達するシステムおよび方法が提供されている。例えば、薬物を、自然ＣＳＦパルスと位相および／または周波数が同期した複数の段階で注射することができる。本明細書のシステムおよび方法は、従来の技術の場合よりも効率的に患者に薬物を送達することを可能にし得る。例えば、より少量の薬物を送達してもなお標的の目的地に到達することができ、それによって、コストおよび／または大量の薬物を送達することによって起こり得る副作用を低減することができる。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、意図された送達標的にアクセス可能ではないか、または最小侵襲的な様態ではアクセス可能ではないが、代わりに意図された送達部位と直接流体連通する、より容易にアクセス可能で安全な注射部位が存在する用途で使用され得る。例えば、薬物を患者の脊椎内の注射部位（例えば、腰部領域、胸部領域、頸部領域など）を介して患者の髄腔内空間に送達することができ、注射部位に対して頭側の標的位置（例えば、脳または脊椎のより頭側の領域）に髄腔内空間を介して輸送することができる。他の実施形態では、薬物を注射部位に対して尾側の位置に輸送することができる。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、例えば、心拍数、ＣＳＦ圧力、ＣＳＦ拍動数、呼吸数、肺活量、胸部拡張および収縮、胸腔内圧力、腹腔内圧力など、患者の生理学的パラメータのリアルタイム監視によって同期され得る完全にプログラム可能なカスタマイズされた注射および／または吸引プロファイルを含み得る。これは、エンドユーザが、１サイクルあたりの注射／吸引の用量、各微量注射の時間の長さおよびプロファイル、微量注射の相対的なタイミング（または位相）、ならびに他のパラメータを微調整することを可能にし得る。本明細書に開示されるシステムおよび方法は、薬物送達効率を推定し、かつ患者の安全性を確実にするためのリアルタイムインライン圧力感知を含み得る。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、様々な管腔量、管腔サイズ、ポート配置位置、および他の特性を有する特注カテーテルを含み得る。カテーテルは、効率的な混合のために、および／またはそれらが特定の解剖学的構造のために適合されるように指向性最適化され得る。
図１は、例示的な薬物送達システム１００の概略図である。示されるように、システム１００は、カテーテル１０２、コントローラ１０４、ポンプまたはアクチュエータ１０６、および１つ以上のセンサ１０８を含み得る。ポンプ１０６は、カテーテル１０２を通って患者１１０内に（例えば、患者の髄腔内空間に）薬物または薬物含有流体をポンピングするように構成され得る。ポンプ１０６はまた、患者から流体を吸引するように構成され得る。ポンプ１０６は、薬物の送達および／または流体の吸引を、センサ１０８によって測定され得る患者の生理学的パラメータと同期させるか、または別様に調和させるようにコントローラ１０４によって制御され得る。例示的な生理学的パラメータとしては、心拍数、ＣＳＦ圧力、ＣＳＦ拍動数、呼吸数、肺活量、胸部拡張および収縮、胸腔内圧力、腹腔内圧力などが挙げられ得る。
システム１００と共に使用され得る例示的なカテーテル１０２を図２に示す。カテーテル１０２は、先端部分１１２、本体１１４、およびハブ１１６を含み得る。本体１１４の第１の部分１１４ｄは、先端１１２とハブ１１６の遠位端との間に延在し得る。本体１１４の第２の部分１１４ｐは、ハブ１１６から、カテーテル１０２をシステム１００に連結するため、例えば、カテーテルをポンプ１０６に取り付けるための１つ以上のコネクタ１１８または他の特徴部まで近位に延在し得る。カテーテル１０２は、約１メートルの全長を有し得る。
カテーテル１０２の先端１１２を図３Ａ～３Ｃにより詳細に示す。先端１１２は、円錐状、弾丸状、またはテーパ状の先端を有する略円筒形の本体を含み得る。先端１１２は、組織を通して、または髄腔内空間などの患者の管腔を通してカテーテル１０２をトンネリングするのを容易にするための非外傷性導入面を提供し得る。先端１１２は、内部に形成された１つ以上の流体管腔と、対応する１つ以上の流体ポートとを含み得、その１つ以上の流体ポートを通って流体が流体管腔からカテーテルの外部に連通され得、逆の場合も同様である。図示の実施形態では、先端１１２は、第１の流体鞘１２２Ａを有する第１の流体管腔１２０Ａと、第２の流体ポート１２２Ｂを有する第２の流体管腔１２０Ｂとを含むが、先端は、任意の数の流体管腔（例えば、０個、１個、２個、３個、４個、５個、６個以上など）と、任意の数の流体ポート（例えば、０個、１個、２個、３個、４個、５個、６個以上など）とを含み得ることが理解されるであろう。示されるように、流体ポート１２２Ａ、１２２Ｂは、実質的に遠位方向に向けられていてもよく、先端１１２の中心長手方向軸からずれていてもよい。他の実施形態では、流体ポート１２２Ａ、１２２Ｂを、横方向、例えば、先端１１２の中心長手方向軸に対して実質的に直角な方向に向けることができる。流体ポートを中心からわずかにずらすか、または横方向に向けることにより、カテーテル１０２の挿入または使用中にポートが閉塞される危険性を有利に低減することができる。
カテーテル１０２は、患者内でのカテーテルの遠隔位置決めを容易にするための操縦機構を含み得る。例えば、カテーテル１０２は、それを通してガイドワイヤ１２４を受容して、カテーテルをガイドワイヤ上に挿入すること、またはガイドワイヤによって操縦することを可能にするように構成され得る。図示の実施形態では、先端１１２は、ガイドワイヤ管腔１２６を含む。ガイドワイヤ管腔１２６は、示されるように閉鎖された止まり孔であり得るか、または先端１１２の外部に対して開口し得る。代替的にまたはさらに、カテーテル１０２は、先端１１２で終端する１つ以上の操縦ワイヤ（図示せず）を含み得る。ワイヤは、カテーテル１０２の先端１１２から近位端まで近位方向に延在することができ、ワイヤを選択的に引っ張って患者内でカテーテルの先端を操縦することができる。例えば、カテーテル１０２は、それを通って長手方向に延在し、先端の外周の周りで直径方向に対向する位置で先端１１２に固着される第１および第２の操縦ワイヤを含み得る。操縦ワイヤは、カテーテル１０２の本体１１４内のそれぞれのスリーブまたは管を通って、張力を選択的に加えてカテーテルの先端１１２を操縦することができるカテーテルの近位端まで延在し得る。
先端１１２は、生体適合性材料、ステンレス鋼、チタン、セラミック、ポリマーなどを含む様々な材料から形成され得る。先端１１２は、放射線不透過性であり得るか、または蛍光透視法もしくは他の撮像技術の下での可視化を容易にするための１つ以上の放射線不透過性マーカを含み得る。
先端１１２は、約３フレンチ～約５フレンチの外径を有し得る。先端１１２は、約１ｍｍ～約３ｍｍの外径を有し得る。
図４は、カテーテル本体１１４の遠位部分１１４ｄの断面図である。示されるように、本体１１４は、内部チャネル１３０を画定する外側シース１２８を含み得る。１つ以上の流体管１３２Ａ、１３２Ｂを内部チャネル内に配設することができ、各流体管はそれぞれの流体管腔１３４Ａ、１３４Ｂを画定する。内部チャネル１３０はまた、ガイドワイヤ１２４または１つ以上の操縦ワイヤ（図示せず）を含有し得る。図示の実施形態では、遠位本体部分１１４ｄは、先端１１２の第１の流体管腔１２０Ａと流体連通する管腔１３４Ａを有する第１の流体管１３２Ａと、先端の第２の流体管腔１２０Ｂと流体連通する管腔１３４Ｂを有する第２の流体管１３２Ｂと、ガイドワイヤ１２４とを含む。
シース１２８は、様々な断面プロファイルを有し得る。例えば、シース１２８は、示されるような単一の内部チャネル１３０を画定する円形の横断面を有し得る。さらなる例として、シース１２８は、複数の内部チャネルを有し得る。流体管１３２Ａ、１３２Ｂの各々をそれ自体のシース１２８の独立したチャネル内に配設することができるか、またはシース自体が流体管を画定し得る。ガイドワイヤ１２４をそれ自体のシース１２８の独立したチャネル内に配設することができ、流体管１３２Ａ、１３２Ｂをシースの別個のチャネル内に配設することができる。ガイドワイヤチャネルは円形の断面を有し得、流体管チャネルは三日月形またはＤ字形の断面を有し得る。
流体管１３２Ａ、１３２Ｂは、溶融シリカ、ポリウレタンなどを含む様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。溶融シリカの使用は、溶融シリカの流体管にウイルスが付着しにくい可能性があるため、システム１００を使用してウイルスを送達するときに有利であり得る。いくつかの実施形態では、薬物送達に使用される流体管は溶融シリカから形成され得、薬物送達に使用されない流体管（例えば、緩衝剤送達管または吸引管）はポリウレタンなどの溶融シリカ以外の材料から形成され得る。流体管１３２Ａ、１３２Ｂを収縮配管または外側シースでコーティングして、流体管に応力およびひずみの軽減を提供することができる。シース１２８は、ポリウレタンを含む様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。流体を連通するための流体管１３２Ａ、１３２Ｂの使用が本明細書に概して記載されているが、流体管を生検プローブもしくは他の器具の挿入、またはセンサ１０８の挿入などの他の目的のために使用することもできる。
流体管１３２Ａ、１３２Ｂは、約０．００５インチ～約０．０５０インチの内径を有し得る。流体管１３２Ａ、１３２Ｂは、約０．０１０インチ～約０．０２０インチの内径を有し得る。本体１１４は、約３フレンチ～約５フレンチの外径を有し得る。本体１１４は、約１ｍｍ～約３ｍｍの外径を有し得る。
例示的なハブ１１６が図５に示されている。ハブ１１６は、第１の流体管１３２Ａ、第２の流体管１３２Ｂ、およびガイドワイヤ１２４を受容するためのそれぞれのチャネルを含み得る。各チャネルは、近位および遠位開口部を含み得る。チャネルは、各々が共通の遠位開口部を共有するようにハブ１１６の本体内で合流し得る。遠位本体部分１１４ｄのシース１２８は、ハブ１１６の遠位開口部を通ってハブのガイドワイヤチャネル内に受容され得る。流体管１３２Ａ、１３２Ｂは、ハブ１１６の本体内でシース１２８の側壁を貫通し得る。したがって、ハブ１１６は、シース１２８と流体管１３２Ａ、１３２Ｂとの間にシールを形成し、流体管およびガイドワイヤ１２４を支持し、これらの構成要素を遠位本体部分１１４ｄのシースの内部チャネル（複数可）１３０内に誘導し得る。
ハブ１１６は、図５に示されるように、第１および第２の流体管１３２Ａ、１３２Ｂが途切れることなく完全にハブを通って延在する「通過」型ハブであり得る。代替的に、図６Ａおよび６Ｂに示されるように、第１および第２の流体管１３２Ａ、１３２Ｂは、それぞれのコネクタポート１３６Ａ、１３６Ｂにおいてハブ内で終端し得る。コネクタポート１３６Ａ、１３６Ｂは、近位本体部分１１４ｐ（例えば、近位延長管）の第１および第２の流体管１３２Ａ、１３２Ｂへの選択的な連結および分離を可能にし得る。ガイドワイヤ１２４は、途切れることなくハブ１１６を完全に通って延在し続けることができ、または近位のガイドワイヤ延長部を選択的に連結することができるコネクタにおいてハブ内で終端することもできる。テキサス州ヒューストンのＶａｌｃｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏ．Ｉｎｃ．から入手可能なゼロデッドボリュームマイクロコネクタまたはフィッティングを含む、様々なタイプのコネクタのうちのいずれかを使用して、流体管を近位延長管に連結することができる。
近位本体部分１１４ｐは、遠位本体部分１１４ｄと同様のシースを含み得るか、またはハブ１１６から近位方向に延在する流体管１３２Ａ、１３２Ｂによって、もしくはハブ１１６で流体管１３２Ａ、１３２Ｂに連結された１つ以上の延長管により形成され得る。カテーテル１０２の近位端は、カテーテルの流体管１３２Ａ、１３２Ｂと流体接続するための１つ以上のコネクタ１１８を含み得る。例えば、図２に示されるように、流体管１３２Ａ、１３２Ｂ（または場合によっては近位延長管）は、それらの近位端にコネクタ１１８を含み得る。テキサス州ヒューストンのＶａｌｃｏ Ｉｎｓｔｒｕｍｅｎｔｓ Ｃｏ．Ｉｎｃ．から入手可能なゼロデッドボリュームマイクロコネクタまたはフィッティングを含む、様々なタイプのコネクタのうちのいずれかを使用することができる。
ガイドワイヤ１２４は、カテーテル１０２内に配設することができ、患者へのカテーテルの挿入を誘導、操縦、または別様に制御するために使用することができる。
ガイドワイヤ１２４は、円筒形であり得、実質的に真っ直ぐなプロファイルを有し得る。ガイドワイヤ１２４は、カテーテル１０２を完全に通って延在することができ、またはカテーテルの先端１１２に形成された止まり孔１２６で終端することができる。使用時には、ガイドワイヤ１２４を最初に患者に挿入して標的部位に誘導し、次にカテーテル１０２をガイドワイヤの上に挿入してカテーテルの一部分を標的部位に位置決めすることができる。他の実施形態では、カテーテル１０２をガイドワイヤ１２４の前またはそれと同時に挿入することができ、ガイドワイヤを使用してカテーテルを操縦または誘導することができる。
例えば、図７Ａ～７Ｃに示されるように、ガイドワイヤ１２４は、ガイドワイヤの遠位端またはその近くで直線から外れる静止構成を有し得る。図７Ａでは、ガイドワイヤ１２４は、遠位部分の中心長手方向軸が近位部分の中心長手方向軸に対して斜角に延在するように、湾曲した肘部によって接合された真っ直ぐな遠位部分１２４ｄと真っ直ぐな近位部分１２４ｐとを有する。図７Ｂでは、ガイドワイヤ１２４は、遠位部分の中心長手方向軸が近位部分の中心長手方向軸に対して斜角に延在するように、真っ直ぐな近位部分１２４ｐに接合された湾曲した遠位部分１２４ｄを有する。図７Ｃでは、ガイドワイヤ１２４は、遠位部分の中心長手方向軸が近位部分の中心長手方向中心軸に対して斜角に延在するように、角度を付けた屈曲部で交わる真っ直ぐな遠位部分１２４ｄと真っ直ぐな近位部分１２４ｐとを有する。
使用時には、ガイドワイヤ１２４を使用して、ガイドワイヤの近位端を捻って屈曲遠位部分を回転させ、それによって、カテーテルを操縦または向けることによって、患者を通してカテーテル１０２をナビゲートすることができる。単一のガイドワイヤ１２４が示されているが、カテーテル１０２は任意の数のガイドワイヤおよび／またはガイドワイヤ管腔を含み得ることが理解されよう。ガイドワイヤ１２４は、ニチノールなどの形状記憶金属を含む様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。
本明細書に開示されるカテーテルのうちのいずれも操縦可能であり得る。例えば、操縦機構を設けて、挿入中または別の所望の時点でカテーテル１０２の遠位端を誘導することを可能にすることができる。いくつかの実施形態では、カテーテル１０２は、カテーテルの遠位先端１１２に連結された第１の端部とカテーテルの近位端の第２の端部とを有する１つ以上の操縦ワイヤを含むことができ、第２の端部を通して張力を操縦ワイヤに選択的に付加して、所望の方向にカテーテルの先端を方向付けるかまたは操縦することができる。操縦ワイヤは、カテーテル１０２の側壁に埋め込まれても、またはカテーテルの管腔を通して延在してもよい。
いくつかの実施形態では、カテーテル１０２は、それを通って延在する同軸操縦カテーテル（図示せず）を含み得る。操縦カテーテルの遠位端は、操縦カテーテルが一次カテーテル１０２の先端から遠位方向に展開されるときに一次カテーテルを操縦カテーテルの曲線に沿って操縦または誘導することができるように、湾曲した形状に向かって湾曲または付勢され得る。次いで、操縦カテーテルを一次カテーテル１０２内に戻して後退させ、湾曲した誘導を中断することができる。操縦カテーテルは、操縦カテーテルが一次カテーテル１０２内に後退したときの実質的に直線の構成と、一次カテーテルから展開されたときの褶曲または湾曲した構成との間で変形可能であるように形状記憶材料もしくは弾性材料から形成され得るか、またはそれらを含み得る。操縦カテーテルは、展開および後退を可能にするために、一次カテーテル１０２に対して長手方向に並進可能であり得る。
本明細書に開示されるカテーテルのうちのいずれかは、カテーテルと一体型であり得るか、またはカテーテルの作業チャネルを通して挿入され得るカメラまたは撮像装置を含み得る。本明細書に開示されるカテーテルのうちのいずれかは、蛍光透視法、ＣＴ、ＭＲＩ、またはかかる技術を使用して捕捉された画像内でカテーテルを視覚化することを可能にする他の撮像技術の下で可視のマーキングを含み得る。
カテーテル１０２は、高い内部圧力に耐えるように構成され得る。カテーテル１０２は、少なくとも約１００ｐｓｉ、少なくとも約２００ｐｓｉ、および／または少なくとも約５００ｐｓｉの圧力に耐えるように構成され得る。
上述のカテーテル１０２に対するいくつかの変形例が可能であることが理解されよう。例えば、流体ポートのうちの１つ以上を、それらがカテーテルの横方向の側壁から出るように側面に向けることができる。図８Ａおよび８Ｂは、側面向きポートを有する例示的なカテーテルの先端を図示している。示されるように、先端１１２は、遠位向きポート１２２Ａまで延在する第１の流体管腔１２０Ａを含む。遠位向きポート１２２Ａは、先端１１２の角度を付けた、またはスラッシュカットされた遠位面に形成され得る。先端１１２はまた、側面向きポート１２２Ｂまで延在する第２の流体管腔１２０Ｂを含む。先端１１２はまた、ガイドワイヤ１２４の遠位端を受容するためのガイドワイヤ管腔を含み得る。いくつかの実施形態では、シース１２８の中心チャネル１３０は、例えば、緩衝剤を送達するため、または薬物を送達するための流体管腔として作用し得る。先端１１２は、シース１２８の中心チャネル１３０と流体連通する側面向きポート１２２Ｃを含み得る。
カテーテル１０２は、カテーテルの先端部分１１２の近位に形成された、例えば、カテーテルの本体１１４内に形成された１つ以上の流体ポートを含み得る。図９は、側面向きポート１２２Ｂを有する例示的なカテーテル本体１１４を図示している。示されるように、本体１１４のシース１２８を通って延在する流体管１３２Ａ、１３２Ｂのうちの１つ以上は、本体内で終端し得るか、または別様に本体内に配設された流体ポートを有し得る。シース１２８は、流体管から出る流体がシース内の開口部を通って流れ得るように、または流体がシースを通って流体管のポート内に流れ得るように、流体管１３２Ｂのポートと位置合わせされたスリットまたは開口部１２２Ｂを有し得る。カテーテル１０２は、流体を内部に形成された開口部またはスリット１２２Ｂを通してシースから誘導するか、または到来する流体を管の流体ポート内に誘導する代わりに、流体管１３２Ｂを出入りする流体がシース内を近位方向および／または遠位方向に流れるのを防止するための、シース１２８のチャネル１３０内に配設された１つ以上のプラグ１３８を含み得る。プラグ１３８は、剛性材料、接着剤、シリコーン、または他の様々な材料から形成され得る。
カテーテルの流体管腔は、それを通して送達される流体の送達パターンを制御または方向付けるための様々な内部幾何形状を有し得る。図１０は、流体管腔１２０Ａのうちの１つが螺旋状または「コルク抜き」の形状を画定するように内部の内部表面上に形成されたねじ山を有する例示的なカテーテルの先端１１２を図示している。流体管腔１２０Ａの螺旋状の形状は、そこからの流体の乱流を促進して、流体の分散または均一な分布を助長し得る。流体管腔のうちの２つ以上は螺旋状の先端を有し得ることが理解されよう。図１１は、流体管腔１２０Ａのうちの１つがノズルを作り出すように遠位端に向かってテーパ状をなすかまたは狭くなる例示的なカテーテルの先端１１２を図示している。このノズルは、ジェット流効果を作り出し、注入剤が送達されるにつれて注入剤の速度を増加させることができる。流体管腔のうちの２つ以上がノズル先端を有し得ることが理解されよう。図１０および１１にも示されるように、流体管腔のうちの１つ以上は、単純な円筒形の先端を有し得る。
上記のように、カテーテル１０２は、それを通って延在する任意の数の管腔を含み得る。いくつかの実施形態では、二重管腔カテーテルを使用することができる。二重管腔カテーテルは、注入管腔および圧力センサ管腔、注入管腔および吸引管腔、２つの注入管腔などを含み得る。他の実施形態では、三重管腔カテーテルを使用することができる。三重管腔カテーテルは、注入管腔、吸引管腔、および圧力センサ管腔、２つの注入管腔および吸引管腔、３つの注入管腔などを含み得る。図１０は、注入管腔１２０Ａ、吸引管腔１２０Ｂ、および圧力センサ管腔１２０Ｃを有する例示的な三重管腔カテーテルを図示している。図１１は、例示的な二重管腔カテーテル、注入管腔１２０Ａおよび吸引管腔１２０Ｂを図示している。
カテーテルは、それを通って流れる流体の方向を制御するための弁システムを含み得る。例えば、弁システムは、吸引内腔への注入およびその逆への注入を防止するために、各管腔に一方向弁を含むことができる。弁システムは、流体を注入および回収するための単一のシリンジまたは他のポンプの使用を容易にし得るか、または単一の管腔を通る注入および吸引を容易にし得る。
以下でさらに論じられるように、センサ１０８は、カテーテル１０２に装着され、カテーテルと一体的に形成され、カテーテルの管腔に通して螺合されることなどが可能である。例えば、カテーテル１０２は、カテーテルの先端部分１１２に埋め込まれたセンサ１０８を含み得るか、またはカテーテルの専用のセンサ管腔に通して螺合されたセンサを含み得る。
カテーテルを通る流体管腔のうちの１つ以上は、カテーテルの他の管腔の流体ポートから長手方向にずれている流体ポートを有し得る。例えば、図１２に示されるように、カテーテル１０２は、カテーテルの終端遠位端に形成された流体ポート１２２Ａまで延在する第１の流体管腔１２０Ａを含み得る。カテーテル１０２はまた、カテーテルの遠位端から近位方向に距離Ｄだけ離間された流体ポート１２２Ｂまで延在する第２の流体管腔１２０Ｂを含み得る。示されるように、第２の流体管腔１２０Ｂは、１つ以上の側面向きポート１２２Ｂを含み得る。他の実施形態では、第２の流体管腔１２０Ｂは、遠位向きポートを含み得る。使用中、流体管腔１２０Ａ、１２０Ｂのうちの一方を使用して薬物または他の流体を送達することができ、他方の流体管腔を使用して患者から流体を吸引することができる。したがって、カテーテル１０２を使用して標的部位に「プッシュプル」効果を作り出すことができ、薬物は、カテーテルの遠位端に第１の流体管腔１２０Ａを介して注入され、次いで第２の流体管腔１２０Ｂを通って吸引される流体の流れによってカテーテルの近位端に向かって引き戻される。反対の配置を使用することもができ、薬物は、近位ポート（複数可）を通して注入され、遠位ポート（複数可）を通して吸引される。カテーテル１０２の近位端は、第１および第２の流体管腔１２０Ａ、１２０Ｂにそれぞれ対応する第１および第２のコネクタ１１８Ａ、１１８Ｂを有し得る。ずれた流体ポート１２２Ａ、１２２Ｂを使用して、送達を自然ＣＳＦ流などの患者の生理学的パラメータと調和させることができる。外部蠕動ポンプまたは他の装置を使用して注入および／または吸引を駆動することができる。示されるように、本体１１４の外側シース１２８は、第２の管腔１２０Ｂの終端後に第１の管腔１２０Ａに向かって内向きにテーパ状をなし得る。
カテーテル１０２は、カテーテルを通る流体の送達を制御するための特徴部を含み得る。例えば、図１３に示されるように、カテーテル１０２は内部オーガ１４０を含み得る。オーガ１４０は、カテーテル１０２を通ってカテーテルの近位端まで延在する細長い可撓性シャフト１４２を有することができ、そこでオーガの回転を駆動するためのモータに連結することができる。モータは、コントローラ１０４の一部であり得るか、または別個の構成要素であり得る。コントローラ１０４は、オーガ１４０の回転を開始および停止することができ、ならびに／またはオーガが配設された流体管腔１２０を通る流体の送達を制御するようにオーガの回転スピードもしくは方向を制御することができる。オーガ１４０は、カテーテル１０２のシース部分１２８を通って延在する流体管１３２内に配設され得る。オーガ１４０は、オーガシャフト１４２が流体管を通って延在する状態で、流体管１３２の終端遠位端の遠位に配設することもできる。したがって、オーガ１４０は、カテーテル１０２のシース１２８内に配設され得るが、カテーテルの流体管１３２の遠位に配設され得る。オーガ１４０は、カテーテル１０２を通る流体の送達を有利に制御し、カテーテルからより乱流の流体を生成することができる。カテーテルの近位端は、第１および第２の流体管腔にそれぞれ対応する第１および第２のコネクタ１１８Ａ、１１８Ｂと、第３のポートまたはコネクタ１１８Ｃとを有し得、第３のポートまたはコネクタ１１８Ｃを通ってオーガシャフト１４２が延在し得る。オーガ１４０を使用して、送達を自然ＣＳＦ流などの患者の生理学的パラメータと調和させることができる。
さらなる例として、図１４に示されるように、カテーテル１０２は、内部の往復運動するピストンまたは内部管１４４を含み得る。カテーテル１０２は、固定された外管１２８と、外管内に同軸に配設された摺動可能な内管１４４とを含み得る。内管１４４は、外管１２８に対して長手方向に並進するように構成され得る。内管１４４は、例えば、その内管の終端遠位端において弁１４６を含み得る例示的な弁としては、一方向弁、ダックビル弁、ばね付勢逆止弁などが挙げられる。シールは、内管１４４と外管１２８との間、例えば、カテーテル１０２の近位端に形成され得る。使用時には、内管１４４に薬物含有流体を充填することができる。次いで、内管１４４を外管１２８に対して近位方向に引っ張って、一方向弁１４６を通して、薬物含有流体を外管の遠位端に流すことができる。次いで、内管１４４を遠位方向に押し、一方向弁１４６を閉鎖して、薬物含有流体を外管１２８の遠位端から患者の中に放出することができる。並進運動する管１２８、１４４は、内管１４４の往復運動ごとに、薬物含有注入剤の一定量または所定の量を送達することを可能にすることができる。外管１２８および内管１４４の近位端は、例えば、外管および内管に流体を供給するためのコネクタ１１８Ａ、１１８Ｂを含み得る。往復運動する内管１４４を使用して、送達を自然ＣＳＦ流などの患者の生理学的パラメータと調和させることができる。
別の例として、図１５に示されるように、カテーテル１０２は、カテーテルを通る薬物の送達を制御するのを助けるために、圧電変換器などの変換器１４８を含み得る。変換器１４８は、カテーテル１０２の流体ポート１２２に隣接して配設されたフレックス回路または他の基板上に形成され得る。変換器１４８は、そこからカテーテル１０２を通ってコントローラ１０４まで近位方向に延在する導電性のリード線またはワイヤ１５０を含み得る。使用時には、変換器１４８に電位を印加して変換器の振動または他の移動を誘発することができる。この移動はカテーテル１０２からの薬物の分布を制御することができる。例えば、変換器１４８は、注入剤がカテーテル１０２から出るときに注入剤が流れる方向を制御することができ、カテーテルの流体ポート１２２の開閉を制御することができ、および／またはカテーテルから出る注入剤の量を制御することができる。カテーテル１０２の近位端は、第１および第２の流体管腔にそれぞれ対応する第１および第２のコネクタ１１８Ａ、１１８Ｂと、第３のポートまたはコネクタ１１８Ｃとを有し得、第３のポートまたはコネクタ１１８Ｃを通って変換器１４８の導電体１５０が延在し得る。変換器１４８を使用して、送達を自然ＣＳＦ流などの患者の生理学的パラメータと調和させることができる。
システム１００は、集束超音波を患者に送達するための１つ以上の変換器を含み得る。図１６に示されるように、集束超音波システム１５２は、薬物含有注入剤１５４がカテーテル１０２から出る位置に向けて超音波を向けることができる。集束超音波は、薬物の分散を向上させ、かつ／または薬物が分散する方向および程度を制御することができる。集束超音波を使用して、送達を自然ＣＳＦ流などの患者の生理学的パラメータと調和させることができる。集束超音波を使用して、拍動性送達なしに薬物分布を向上させるかまたは方向付けることもできる。
図１７は、コントローラ１０４の例示的な実施形態の物理的構成要素のブロック構成を図示している。例示的なコントローラ１０４が本明細書に示され説明されているが、これは一般性および便宜のためであることが理解されよう。他の実施形態では、コントローラ１０４は、本明細書に示され説明されたものとはアーキテクチャおよび動作が異なり得る。コントローラ１０４は、タブレットコンピュータ、モバイル装置、スマートフォン、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、クラウドベースのコンピュータ、サーバコンピュータなどとすることができる。コントローラ１０４の１つ以上の部分を患者に移植することができる。送達制御ソフトウェアをコントローラ１０４上で実行することができる。ソフトウェアは、ローカルハードウェア構成要素（例えば、タブレットコンピュータ、スマートフォン、ラップトップコンピュータなど）上で実行することも、遠隔で（例えば、コントローラと通信連結しているサーバまたはクラウド接続型コンピューティング装置上で）実行することもできる。
図示のコントローラ１０４は、例えば、埋め込まれたソフトウェア、オペレーティングシステム、装置ドライバ、アプリケーションプログラムなどを実行することによってコントローラ１０４の動作を制御するプロセッサ１５６を含む。プロセッサ１５６は、プログラム可能な汎用もしくは特殊用途のプロセッサおよび／または様々な専用もしくは市販の単一または複数のプロセッサシステムのうちのいずれかを含む、任意のタイプのマイクロプロセッサまたは中央処理ユニット（ＣＰＵ）を含み得る。本明細書で使用される場合、プロセッサという用語は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、ＡＳＩＣ、ＦＰＧＡ、ＰＩＣ、内部もしくは外部のメモリまたはレジスタからプログラム命令を読み取り、解釈するプロセッサなどを指すことができる。コントローラ１０４はまた、メモリ１５８を含み、メモリ１５８は、プロセッサ１５６によって実行されるコードまたはプロセッサによって処理されるデータのための一時的なもしくは恒久的なストレージを提供する。メモリ１５８は、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）、フラッシュメモリ、１つ以上の様々なランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、および／またはメモリ技術の組み合わせを含み得る。コントローラ１０４の様々な構成要素は、任意の１つ以上の別個のトレース、物理的バス、通信線などを介して相互接続することができる。
コントローラ１０４はまた、通信インターフェースまたはＩ／Ｏインターフェースなどのインターフェース１６０を含み得る。通信インターフェースは、コントローラ１０４がネットワークまたは通信バス（例えば、ユニバーサルシリアルバス）を介して遠隔装置（例えば、他のコントローラまたはコンピュータシステム）と通信することを可能にすることができる。Ｉ／Ｏインターフェースは、１つ以上の入力装置と、１つ以上の出力装置と、コントローラ１０４の様々な他の構成要素との間の通信を容易にし得る。例示的な入力装置としては、タッチスクリーン、機械式ボタン、キーボード、および指示装置が挙げられる。コントローラ１０４はまた、ストレージ装置１６２をも含み得、そのストレージ装置は、不揮発性および／または非一時的な様態でデータを格納するための任意の従来の媒体を含み得る。したがって、ストレージ装置１６２は、データおよび／または命令を持続状態で保持し得る（すなわち、コントローラ１０４への電力の中断にもかかわらず、値は維持される）。ストレージ装置１６２は、１つ以上のハードディスクドライブ、フラッシュドライブ、ＵＳＢドライブ、光学ドライブ、様々な媒体のディスクもしくはカード、および／またはそれらの任意の組み合わせを含むことができ、コントローラ１０４の他の構成要素に直接接続され得るか、またはそれらに通信インターフェースなどを介して遠隔接続され得る。コントローラ１０４は、ディスプレイ１６４も含むことができ、その上に表示される画像を生成することができる。いくつかの実施形態では、ディスプレイ１６４は、真空蛍光ディスプレイ（ＶＦＤ）、有機発光ダイオード（ＯＬＥＤ）ディスプレイ、または液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）であり得る。コントローラ１０４はまた、電源１６６と、適切な規制および調整回路とを含み得る。例示的な電源としては、ポリマーリチウムイオン電池などの電池、またはコントローラ１０４をＤＣもしくはＡＣ電力源に連結するためのアダプタ（例えば、ＵＳＢアダプタもしくは壁アダプタ）が挙げられる。
コントローラ１０４によって遂行される様々な機能は、１つ以上のモジュールによって遂行されるものとして論理的に記載され得る。かかるモジュールをハードウェア、ソフトウェア、またはそれらの組み合わせで実装することができることが理解されよう。ソフトウェアで実装される場合、モジュールは単一のプログラムまたは１つ以上の別個のプログラムの一部とすることができ、（例えば、埋め込まれたソフトウェアパッケージ、オペレーティングシステム、装置ドライバ、スタンドアロンアプリケーション、および／またはそれらの組み合わせの一部として）様々な状況で実装することができることがさらに理解されよう。加えて、１つ以上のモジュールを具現化するソフトウェアは、１つ以上の非一時的なコンピュータ可読ストレージ媒体上に実行可能なプログラムとして格納され得る。特定のモジュールによって遂行されるものとして本明細書に開示されている機能を他の任意のモジュールまたはモジュールの組み合わせによって遂行することもでき、コントローラは、本明細書に示され説明されたものよりも少ないかまたは多いモジュールを含むことができる。図１８は、コントローラ１０４の１つの例示的な実施形態のモジュールの概略図である。
図１８に示されるように、コントローラ１０４は、センサ（複数可）１０８から情報を受信するように構成されたセンサ入力モジュール１６８を含み得る。センサ入力モジュール１６８は、例えば、プロセッサの汎用入出力ピンを介して、センサ１０８からプロセッサ１５６に供給される出力信号を読み取り、解釈することができる。センサ入力モジュール１６８は、周波数検出、位相検出、デバウンシング、アナログ－デジタル変換、フィルタリングなど、センサ信号に対する様々な処理を任意選択で遂行することができる。
コントローラ１０４はまた、患者から流体を注入もしくは吸引するようにポンプまたはアクチュエータ１０６を制御し、かつ／またはカテーテル１０２を制御するように構成された送達制御モジュール１７０（例えば、オーガ、ピストン、変換器、超音波システムなど）を含み得る。例えば、「注入」命令が発行されると、送達制御モジュール１７０は、カテーテル１０２を通して注入剤をポンピングし始めるように電力をポンプ１０６に供給させるか、または圧力下で格納された注入剤がカテーテルと流体連通して設置され、それを通って流れるように電子作動弁を開放させることができる。いくつかの実施形態では、送達制御モジュール１７０は、システム内の圧力が所定の閾値量に到達したことを圧力センサが示したときにポンプ１０６への電力を遮断するかまたは弁を閉鎖するように構成され得る。「吸引」命令が発行されると、送達制御モジュール１７０は、カテーテル１０２から流体をポンピングし始めるように電力をポンプ１０６に供給させることができる。
コントローラ１０４は、例えば、インターフェース１６０を介してユーザによって供給される１つ以上のユーザ入力を受信するように構成されたユーザ入力モジュール１７２を含み得る。例示的なユーザ入力としては、以下でさらに論じられるように、注入パラメータ、患者情報、処置プロトコルなどが挙げられ得る。
コントローラ１０４はまた、グラフィカルまたはテキストのユーザインターフェース、メニュー、ボタン、命令、および他のインターフェース要素などの様々な情報をディスプレイ１６４上でユーザに表示するように構成された表示モジュール１７４を含み得る。表示モジュール１７４は、命令、警告、エラー、測定、および計算を表示するように構成することもできる。
図１９は、表示モジュール１７４によってユーザに表示され得る例示的なグラフィカルユーザインターフェース１７６を図示しており、それを介してユーザは、ユーザ入力モジュール１７２に情報を供給することができる。図示のインターフェース１７６は、カテーテル１０２に注入剤を送達するため、およびカテーテルから流体を回収または吸引するためにそれぞれのシリンジポンプに力を付加するように動作することができる第１および第２のモータまたはリニアアクチュエータを含むポンプシステム１０６と共に使用するために構成されている。
ユーザインターフェース１７６は、モータに関連する様々な情報を表示するためのモータ通信パネル１７８を含み得る。この情報は、モータの接続状態、モータのＩＰまたは他のソフトウェアアドレス、およびモータの通信周波数または更新時間を含み得る。ユーザは、モータ通信パネル１７８と対話して、モータアドレスおよび更新時間を選択または変更することができる。
ユーザインターフェース１７６は、様々なモータ設定を調節し、現在の設定をユーザに表示するためのモータ設定パネル１８０を含み得る。モータ設定パネル１８０は、モータ速度、モータ加速度、モータ段の関数としてのシリンジ移動距離、現在のモータ位置、注入頻度、注入振幅、注入割合、注入位相などの制御を含み得る。
コントローラ１０４は、様々な注入および／または吸引パラメータを制御して、カスタマイズされた送達を達成するように構成され得る。これにより、治療用途に基づいて送達を調整することが可能になり得る。コントローラ１０４によって制御され得る例示的なパラメータとしては、注入タイプ、注入割合、注入量、注入間の時間、振動数、注入と回収の割合、注入位相タイミング、吸引タイプ、吸引割合、吸引間の時間、吸引量などが挙げられる。
ポンプまたはアクチュエータシステム１０６は、薬物または薬物含有流体をカテーテル１０２に供給し、かつ／またはカテーテルから流体を吸引するように構成され得る。システム１０６は、１つ以上のポンプを含み得る。例えば、システム１０６は、各々がカテーテル１０２の対応する管腔と関連付けられて流体連通する複数のポンプを含み得る。ポンプはまた、ある量の流体を保持するために、それぞれのリザーバと関連付けられて流体連通することができる。いくつかの実施形態では、システム１０６は、コントローラ１０４から受信した制御信号に応答してシリンジポンプのプランジャを前進または後退させるように構成された電子リニアアクチュエータに連結された第１および第２のシリンジポンプを含み得る。いくつかの実施形態では、システム１０６は、蠕動ポンプ、オーガポンプ、ギアポンプ、ピストンポンプ、ブラダーポンプなどを含み得る。システム１０６の１つ以上の部分を患者に移植することができる。システム１０６は、様々な埋め込み型または体外式ポンプのうちのいずれかを含み得る。いくつかの実施形態では、システム１０６は、完全埋め込み型のプログラム可能なポンプと、システムを使用して送達される流体を含有する完全埋め込み型の流体リザーバとを含み得る。いくつかの実施形態では、システム１０６全体を、例えば、慢性処置の方法を容易にするために埋め込み型にすることができる。
センサ１０８は、単一のセンサであっても、複数のセンサであってもよい。例示的なセンサとしては、圧力センサ、心電図センサ、心拍数センサ、温度センサ、ＰＨセンサ、呼吸数センサ、呼吸量センサ、肺活量センサ、胸部拡張および収縮センサ、胸腔内圧力センサ、腹腔内圧力センサなどが挙げられる。センサ１０８のうちの１つ以上を患者に移植することができる。センサ１０８のうちの１つ以上をカテーテル１０２上に装着すること、それを通して挿入すること、またはその内もしくはその上に形成することができる。センサ１０８はまた、カテーテル１０２から離れていてもよい。いくつかの実施形態では、センサ１０８は、カテーテル１０２内またはその上に配設された、カテーテルに隣接してＣＳＦ圧力を測定するための圧力センサと、患者の心拍数を測定するためのＥＣＧセンサとを含み得る。センサ１０８は、（有線接続を介してまたは無線接続を介して）コントローラ１０４のセンサ入力モジュール１６８に接続され得る。
上記のように、送達システム１００の１つ以上の構成要素、およびいくつかの実施形態では、送達システムのすべての構成要素を患者に移植することができる。送達システム１００の一部または全部を移植することは、非侵襲的または外来処置を介して（例えば、数日間、数週間、数ヶ月間、または数年間にわたる）慢性または長期薬物送達を容易にすることができる。
図２０Ａおよび２０Ｂは、患者に完全に移植されたカテーテル１０２を図示している。示されるように、カテーテル１０２は、患者の髄腔内空間内に位置決めするように構成され得、脊柱の実質的に全長にわたってまたはその任意の部分に沿って延在し得る。カテーテル１０２は、１つ以上の流体管腔を含み得る。カテーテル１０２はまた、１つ以上の流体ポートを含み得る。いくつかの実施形態では、カテーテル１０２は、複数の流体管腔を含み得、複数の流体管腔の各々は、それ自体のそれぞれの流体ポートを有する。図示の実施形態では、カテーテル１０２は、３つの流体管腔と３つのそれぞれの流体ポート１２２Ｐ、１２２Ｍ、および１２２Ｄとを含む。カテーテル１０２はまた、１つ以上のセンサ１０８（例えば、圧力センサ）を含み得る。図示の実施形態では、流体ポート１２２Ｐ、１２２Ｍ、１２２Ｄの各々は、それに隣接してまたは近接して装着されたセンサ１０８Ｐ、１０８Ｍ、１０８Ｄを含む。カテーテル１０２の近位端は、完全に埋め込まれた経皮式または体外式注入ポート１８２に結合され得、その注入ポートを通して流体がカテーテルの様々な管腔に送達され（またはそこから除去され）得、またその注入ポートを通してカテーテル上の１つ以上のセンサ１０８が、コントローラ１０４または他の装置に結合され得る。クイックコネクタシステム１８４を使用してカテーテル１０２を注入ポート１８２に連結することができる。マイクロコネクタ１８４は、空気および／または細菌フィルタを含むことができ、ゼロデッドボリュームコネクタとすることができる。ポンプ１０６およびコントローラ１０４は、注入ポート１８２と嵌合するように構成された注射器１９０に連結され得る、図２０Ｃに示されるようなシャーシまたはハウジング１８８内に一緒に装着され得る。注射器１９０は、注射器が皮下注入ポート１８２に対して正確に位置合わせされることを確実にするための磁気位置合わせ特徴部１８６を含み得る。
図２０Ｄに示されるように、カテーテル１０２の遠位または頭側／頸部先端は、それを通る乱流を助長する修正された形状を有し得る（例えば、上記のような螺旋状またはコルク抜きの形状の管腔または流体ポート１２２Ｄ）。他の様々な形状のうちのいずれも使用することができる。他のポート１２２Ｍ、１２２Ｐも同様に構成することができ、図２０Ｅに示されるように単純な円形断面を有することができるか、または本明細書に記載される他の任意の構成を有することができる。
図２０Ａ～２０Ｅに図示されるシステム１００は、様々な方法のうちのいずれかで急性および／または慢性用途に使用することができる。
例えば、カテーテル１０２を使用して、３つの異なる薬物（例えば、カテーテルの各異なる管腔を通して１つの薬物）を送達することができる。
さらなる例として、カテーテル１０２は、脊椎の異なる区域への異なる薬物の局所送達のために使用され得る。
さらに別の例として、カテーテル１０２を使用して、脊柱全体に沿って実質的に瞬的分布で同じ薬物を送達することができる。
別の例では、注入された流体を脊柱管を通して汲み出すために、カテーテル１０２の１つのポートを、別のポートが注入するために使用されている間に、吸引するために使用することができる。いくつかの実施形態では、流体を下部腰部ポート１２２Ｐを通して注入することができ、流体を頸部ポート１２２Ｄを通して吸引して注入された流体を脊柱まで「引っ張る」ことができる。
別の例では、流体を患者の脊椎の頸部領域に配設されたポート１２２Ｄを通して注入して、注入された薬物を頭蓋腔に進ませることができる。
さらなる例として、カテーテル１０２を使用して、注入された薬物を脊椎の所与の区域に実質的に収容することができる。いくつかの実施形態では、流体は、下部腰部ポート１２２Ｐを通して注入され得、流体は、中間腰部ポート１２２Ｍから回収されて、注入された薬物を患者の脊椎の腰部領域の２つのポート１２２Ｐと１２２Ｍとの間に保つことができる。
例示的な方法では、多重管腔およびポートを介した注入および吸引を段階的に行うかまたは順番に組み合わせて、改善されて制御された都合のよい割合でかなりのボーラスを作り出して前進させることができる。この方法は、意図的に隔置されたポート間の同時の吸引／注入を含み得る。ボーラスを前進させるときの後の手技段階で置き換えられる安全な量のＣＳＦを除去する調製段階によって送達を向上させることができる。この方法は、同期された拍動性注入の最終段階を含み得る。この方法は、大きなボーラスがより迅速に形成されることを可能にすること、制御された投与を可能にすること、および／またはボーラスが脳または他の標的部位により近く送達されることを可能にすることができる。この方法は、近位端から遠位端に向かってテーパ状をなすカテーテルを使用して遂行され得る。カテーテルの直径が各ポートの遠位方向で低減するテーパ状のカテーテルのプロファイルは、カテーテルをより長くすることを可能にし、導入／ナビゲートすることをより容易にし、装置を標的部位のかなり近くに到達させることを可能にすることができる。ポートの設計と位置は、投与量および他の要因に基づいて最適化され得る。カテーテルから出るときに注入剤の乱流を促進するために、ポートから出る流体が患者の解剖学的構造（例えば、管腔盲端（ｂｌｉｎｄ ｌｕｍｅｎ ｅｎｄ）、管腔側壁、または管腔狭窄）に対して流れるようにカテーテルを設置することができる。初期段階では、患者ＣＳＦのある量をカテーテルの１つ以上のポートを通して吸引することができる。例示的な実施形態では、患者のＣＳＦの約１０体積％をカテーテルを通して吸引し、リザーバに格納することができる。吸引されるＣＳＦの量は、臨床的に判定された安全なレベルに基づき得る。後続の送達ステップでは、ＣＳＦはカテーテル１０２の遠位流体ポート１２２Ｄを通して患者から吸引され、同時に薬物はカテーテルの中間ポート１２２Ｍを通して患者に注入される。これにより、薬物のボーラスを中間ポート１２２Ｍと遠位ポート１２２Ｄとの間に形成することができる。ポートは、ボーラスサイズまたは投与量を画定するようにカテーテルの長さに沿って位置し得る。前進ステップでは、薬物のボーラスを患者内で前進させることができる。これは、以前に吸引されたＣＳＦをリザーバから患者にカテーテル１０２の近位ポート１２２Ｐを通して注入することによって達成され得る。この注入は、ボーラスを標的部位に向かって遠位方向に促すことができ、正常または安全なＣＳＦ圧力が患者内で到達されるまで続けることができる。上記の例ではボーラスを前進させるために以前に吸引されたＣＳＦが使用されているが、その代わりにまたはそれに加えて、薬物含有流体などの他の流体を使用することができる。ボーラスの前進前、前進中、または前進後に、患者の１つ以上の生理学的パラメータと調和させて、ＣＳＦおよび／または薬物含有流体の注入を拍動的な様態で遂行することができる。上記の方法を近位ポート１２２Ｐおよび遠位ポート１２２Ｄのみを使用して遂行することもできる。近位ポート１２２Ｐ、中間ポート１２２Ｍ、および遠位ポート１２２Ｄは、図２０Ａに示されるように脊柱の長さに沿って隔置すること、または脊椎の別々の領域（例えば、頸部脊椎、胸部脊椎、腰部脊椎など）にすべて収容することもできる。
本明細書に開示されているシステムは、様々な薬物送達方法のいずれにも使用することができる。
例示的な方法では、注入ポンプ１０６は、カテーテル１０２を通って患者内に（例えば、患者の髄腔内空間に）薬物または薬物含有流体をポンピングするように構成され得る。様々な位置のうちのいずれかでカテーテル１０２を患者に挿入することができる。例えば、経皮的穿刺は、針を使用して患者内に形成され得る。穿刺は、脊椎の腰部領域に、または脊椎の任意の他の領域、例えば、Ｃ１とＣ２間の頸部領域に形成され得る。針は、カテーテル１０２を脊髄と平行になるように操縦するのを助ける屈曲遠位先端を有し得る。カテーテル１０２は、針を通して挿入され、脊髄に沿って髄腔内空間を通って誘導され得る。注入は、経皮的穿刺に近接して遂行され得るか、またはカテーテル１０２が患者内でいくらか前進され得る。いくつかの実施形態では、カテーテル１０２を腰部脊椎に挿入し、頸部脊椎または大槽に前進させることができる。注入は、カテーテル１０２の長さに沿った任意の点で遂行され得る。流体をカテーテル１０２の遠位端から（例えば、脊椎の頸部領域に）注入することができ、カテーテルを近位方向に回収することができ、さらに注入をより尾側の位置で（例えば、脊椎の腰部領域において）遂行することができる。
ポンプ１０６をコントローラ１０４によって制御して、薬物の送達を患者の自然ＣＳＦ流れもしくは拍動と、または患者の他の生理学的パラメータ（例えば、心拍数、呼吸数、肺活量、胸部拡張および収縮、胸腔内圧力、腹腔内圧力など）と同期させるか、または別様に調和させることができる。注入プロファイルは、注入剤を標的部位まで駆動させるために、自然ＣＳＦ拍動を無効にするように調整され得る。代替的にまたは追加的に、注入プロファイルは、注入剤を標的部位に向かって移動させるために、自然ＣＳＦ拍動と調和させて、それを活用するように調整され得る。
圧力センサ１０８からの読み取り値は、患者のＣＳＦ流の様々な特性（例えば、位相、割合、大きさなど）を判定するためにセンサ出力に対して信号処理を遂行し得るコントローラ１０４によって受信され得る。次いで、コントローラ１０４は、これらの測定された特性に基づいてポンプ１０６を制御して、自然ＣＳＦ流と調和させて薬物を送達し、任意選択でリアルタイムで送達を同期させることができる。例えば、図２１Ａの上部に示されるように、コントローラ１０４は、測定されたＣＳＦの拍動性の流れを正弦波近似に変換することができる。次いで、コントローラ１０４は、図２１Ａの下部に示すように、ＣＳＦ拍動と連携して注入ポンプ１０６を駆動するためのポンプ制御信号を出力することができる。
場合によっては、圧力センサ１０８によって感知された圧力は、カテーテル１０２を通る注入によって影響を受ける可能性がある。したがって、ＣＳＦ流を検出または推定する別の方法があることが望ましい場合がある。したがって、いくつかの実施形態では、システム１００は、（例えば、コントローラと通信連結しているＥＣＧセンサ１０８によって検出されるときに）注入が行われず、コントローラ１０４がＣＳＦ拍動と心拍数との間の相関関係を確立する「学習」モードで最初に動作させることができる。概して、ＣＳＦ拍動は、わずかな遅延を伴って心拍数を追跡する。一旦相関関係が確立されると、システム１００は、注入剤がカテーテル１０２を通って送達され、ＣＳＦ拍動が（圧力センサ１０８の出力に基づいてＣＳＦ拍動を検出もしくは推定するのではなく、またはそれに加えて）測定された心拍数に基づいて検出または推定される「注入」モードで動作され得る。言い換えれば、システム１００は、必ずしも圧力センサの出力に頼ることなく、ＥＣＧ出力に基づいてＣＳＦ流を補間または推定することができる。これにより、圧力センサを注入圧力の監視などの他の目的のために使用して、コントローラ１０４が送達を標的とする圧力または圧力範囲まで自動的に規制することを可能にすることができる。
本明細書に記載されるシステムの使用の一例では、薬物は、次に脊柱に沿って緩徐に正確に拡散する単純なボーラス注入（ある量の流体の急速注入）を介して髄腔内空間に送達され得る。
別の例では、ボーラス注入を遂行して薬物を送達した後に、自然ＣＳＦパルスを無効にし、標的位置（例えば、脳）に向かってボーラスをより迅速に移動させるために、システムを使用して、振動数／拍動数を変化させることによってボーラスの後ろに拍動を作り出すことができる。ある量のＣＳＦを繰り返し回収または吸引し、次いでその同じ量を患者内に再度ポンピングしてパルスを作り出すことによって拍動を作り出すことができる。
別の例では、薬物自体の注入を使用して拍動効果を作り出して、薬物を髄腔内空間に沿って促すことができる。この例では、第１の量の薬物（例えば、０．１ｍｌ）を注入することができ、次いで、第２の、より少ない量（例えば、０．０５ｍｌ）を回収することができる。これを繰り返して、各サイクルで正味注入を伴うパルスを作り出すことができる。所望の投与量が送達されるまでプロセスを繰り返すことができる。２：１の注入対回収の割合が上で論じられているが、任意の割合が使用され得ることが理解されよう。加えて、注入と回収の割合は、標的位置（例えば、脊柱の頂部）に向かって流体のバーストを作り出すように（例えば、迅速に注入し、緩徐に回収することによって）制御され得る。
本明細書に開示される装置および方法では、注入および／または吸引を患者の１つ以上の生理学的パラメータ（例えば、自然ＣＳＦ流、心拍数、呼吸数など）と調和させることができる。
ＣＳＦ流のタイミングに対して薬物が送達されるタイミングに基づいて、髄腔内標的部位における薬物分布の方向を少なくともある程度制御することができる。例えば、図２１Ｂに示されるように、ＣＳＦ流の上昇波と同期している注入は、頭側の方向により大きな程度に分布され得るが、図２１Ｃに示されるように、ＣＳＦ流の下降波と同期している注入は、脊柱管の尾側の方向により大きな程度に分布され得る。
いくつかの実施形態では、二重管腔または多重管腔カテーテルを交互の反復注入および吸引のために使用することができ、それによって薬物分布をさらに向上させることができる。
本明細書に開示されるシステムおよび方法は、脊柱管または脳の遠隔部分に効率的に到達しない（仮にあったとしても）伝統的な腰部ボーラス注入と比較して、薬物を髄腔内空間に送達するための改善された手段を提供し得る。
上記の実施例には髄腔内送達が概して記載されているが、本明細書のシステムおよび方法は、当業者によって理解されるように、サイズまたは他のパラメータの適切な修正を伴って他の用途で使用され得ることが理解されよう。例えば、本明細書に開示されるシステムおよび方法は、動脈内または静脈内送達に使用され得る。かかるシステムおよび方法は、患者の１つ以上の生理学的パラメータ（例えば、自然ＣＳＦ流、心拍数、呼吸数など）と調和した注入および／または吸引を含み得る。
いくつかの実施形態では、薬物は、非拍動的な様態で、および／または必ずしも送達を患者の生理学的パラメータと調和させることなく送達され得る。例えば、交互の、または別様に調和された吸引および注入を使用して、薬物を標的部位に送達することができる。さらなる例として、薬物を注入し、次いで緩衝剤を薬物の後ろに注入して分布を向上させるか、または薬物を標的部位に向かって移動させることができる。
例示的な方法は、カテーテルの少なくとも一部分を患者に挿入することと、薬物を患者の標的領域に送達することとを含み得る。カテーテルの少なくとも一部分を標的領域に配設することができる。薬物は、拍動的な様態で送達することができる。薬物は、患者の生理学的パラメータ（例えば、患者の自然ＣＳＦ流および／または患者の心拍数）と調和させて送達することができる。
標的領域は、患者の髄腔内空間であり得る。標的領域は、患者の軟膜下領域（例えば、脊髄の軟膜下領域および／または脳の軟膜下領域）であり得る。標的領域は、患者の小脳であり得る。標的領域は、患者の歯状核であり得る。標的領域は、患者の後根神経節であり得る。標的領域は、患者の運動神経細胞であり得る。薬物は、アンチセンスオリゴヌクレオチドを含み得る。薬物は、立体的に純粋な核酸を含み得る。薬物は、ウイルスを含み得る。薬物は、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）を含み得る。薬物は、非ウイルス遺伝子治療を含み得る。薬物は、ベキソソームを含み得る。薬物は、リポソームを含み得る。この方法は、薬物を送達することによって（例えば、ＡＡＶなどのウイルスを送達することによって）遺伝子治療を遂行することを含み得る。この方法は、薬物を送達することによって（例えば、ＡＡＶなどのウイルスを送達することによって）遺伝子編集を遂行することを含み得る。この方法は、薬物を送達することによって（例えば、ＡＡＶなどのウイルスを送達することによって）遺伝子スイッチを遂行することを含み得る。この方法は、薬物を送達することによって（例えば、ベキソソームおよび／またはリポソームを送達することによって）非ウイルス遺伝子治療を遂行することを含み得る。
いくつかの実施形態では、この方法は、患者の総ＣＳＦ量を判定することと、総ＣＳＦ量に基づいて送達を調整することとを含み得る。例えば、コントラストの有無にかかわらず、ＭＲＩまたは他の撮像技術を使用して、患者の全ＣＳＦ量を評価することができる。次いで、測定された量に基づいて薬物の送達を調整することができる。例えば、より大きな総ＣＳＦ量を有する患者にはより大きな量の緩衝剤を使用することができ、より小さな総ＣＳＦ量を有する患者にはより小さな量の緩衝剤を使用することができる。さらなる例として、注入振幅、注入速度、吸引量、吸引振幅、および他のパラメータは、測定された総ＣＳＦ量に従って変化し得る。
注入量は、約０．０５ｍＬ～約５０ｍＬの範囲であり得る。注入割合は、約０．５ｍＬ／分～約５０ｍＬ／分の範囲であり得る。
以下は、本明細書に開示されるシステムを使用して遂行され得る例示的な薬物送達方法である。
実施例Ａ：
薬物（ポンプ１）と緩衝剤／生理食塩水（ポンプ２）の交互の拍動性注入
薬剤の総量：２．２ｍＬ
緩衝剤の総量：４．４ｍＬ
両ポンプの注入割合：１５ｍＬ／分
サイクル数：腰部で１０サイクル、その後、大槽で１０サイクル
サイクル間の時間：１００ミリ秒
注入の説明：腰部において、ポンプ１は、１５ｍＬ／分で０．１１ｍＬを注入し、１００ｍｓの休止、ポンプ２は、１５ｍＬ／分で０．２２ｍＬを注入し、１００ｍｓの休止（サイクル１）。これを腰部で合計１０サイクル繰り返す。カテーテルは大槽まで螺合する。ポンプ１は、１５ｍＬ／分で０．１１ｍＬを注入し、１００ｍｓの休止、ポンプ２は、１５ｍＬ／分で０．２２ｍＬを注入し、１００ｍｓの休止（サイクル１）。これを大槽で合計１０サイクル繰り返す。
実施例Ｂ：
薬物（ポンプ１）と緩衝剤／生理食塩水（ポンプ２）の交互の拍動性注入
薬物総量：３ｍＬ
緩衝剤総量：２０ｍＬ
両方のポンプの注入速度：４ｍＬ／分
サイクル：胸部で１３サイクル
ポンプ１とポンプ２とを交互する間の時間：１０００ミリ秒
サイクル間の時間（ポンプ２からポンプ１まで）：５０００ミリ秒
注入の説明：腰部において、ポンプ１は、４ｍＬ／分で０．２３１ｍＬを注入し、１０００ｍｓの休止、ポンプ２は、４ｍＬ／分で２．０ｍＬを注入し、５０００ｍｓの休止（サイクル１）。これを胸部領域で合計１３サイクル繰り返す。
実施例Ｃ：
薬物（ポンプ１）と緩衝剤／生理食塩水（ポンプ２）の交互の拍動性注入
薬剤の総量：５ｍＬ
緩衝剤の総量：８ｍＬ
ポンプ１の注入割合：３７ｍＬ／分
ポンプ２の注入割合：２０ｍＬ／分
サイクル：胸部領域で５サイクル
サイクル間の時間：１０ミリ秒
注入の説明：腰部において、ポンプ１は、３７ｍＬ／分で１ｍＬを注入し、１０ｍｓの休止、ポンプ２は、３０ｍＬ／分で１．６ｍＬを注入し、１００ｍｓの休止（サイクル１）。これを胸部領域で合計５サイクル繰り返す。
図２２は、腰部穿刺針２９２を含む薬物送達システム２００を図示している。針２９２は、針の遠位先端に隣接して装着されたセンサ２９４（例えば、圧力センサ）を含み得る。したがって、針２９２を患者２１０に挿入すると、センサ２９４は患者のＣＳＦの圧力または他の特性を測定することができる。針２９２はまた、センサ２９４の出力をユーザに表示するための一体型または遠隔ディスプレイ２９６を含み得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイ２９６は、針２９２の長さに沿って、針の近位ルアーまたは他のコネクタ２９８の遠位に装着され得る。針本体２９２は、鋭利なまたは角度を付けた先端を有する管状金属シャフトであり得る。流体配管は、例えば、近位コネクタ２９８を介して針２９２に、かつプログラム可能なポンプ１０６に連結され得る。上記のタイプのコントローラ１０４は、例えば、患者の生理学的パラメータと調和させて拍動的な様式で、針２９２を通して流体を送達するようにポンプ１０６を制御するようにプログラムされ得る。針２９２を使用して、薬物を送達すること、緩衝剤を送達すること、および／または流体を吸引することができる。いくつかの実施形態では、上記のタイプのカテーテル１０２を針２９２を通して挿入することができ、流体送達または吸引をカテーテルを通して遂行することができる。
図２３に示されるように、図２２に示されるプログラム可能なポンプ１０６およびコントローラ１０４の代わりにまたはそれに加えて、手動ポンプ２０６を設けることができる。示されるように、針２９２（または針を通して挿入されたカテーテル１０２）の第１の流体管腔は、第１のリザーバおよび第１の平らなドームを含む第１のポンプ２０６Ａに連結され得る。同様に、針２９２（または針を通して挿入されたカテーテル１０２）の第２の流体管腔は、第２のリザーバおよび第２の平らなドームを含む第２のポンプ２０６Ｂに連結され得る。ユーザは、第１および第２の平らなドームに手の指で圧力を及ぼして、第１および第２のリザーバに収容された流体を患者に選択的に押し込むことができる。したがって、ユーザの手動の作動率および作動圧力は、注入頻度および量を指示することができる。したがって、ユーザは手動で送達をパルス化することができる。平らなドームは、ドームの各連続作動が一定の所定の量の流体を送達するように構成され得る。例えば、平らなドームの各押し込みは、０．１ｍｌの流体を送達するように構成され得る。いくつかの実施形態では、リザーバのうちの一方を緩衝剤溶液で充填し、他方のリザーバを薬物含有溶液で充填することができる。
図２４Ａ～２４Ｇは、針３０２と、針を通して挿入可能なカテーテル３０４とを含み得る薬物送達システム３００を図示している。針３０２は、腰部穿刺針であり得る。カテーテル３０４は、単一管腔カテーテルまたは多重管腔カテーテルであり得る。例えば、示されるように、カテーテルの近位部分で分岐する二重管腔カテーテルを使用することができる。流体配管３０６は、例えば、１つ以上の近位コネクタ３０８を介してカテーテル３０４に、かつプログラム可能なポンプシステム３１０に連結され得る。針３０２またはカテーテル３０４をポンプシステム３１０に直接接続することもできる。
いくつかの実施形態では、ポンプシステム３１０は、カテーテル３０４のそれぞれの管腔を通して流体を注入および／または吸引するように構成された第１および第２のポンプを含み得る。図２４Ａに示されるタイプのリニアアクチュエータシリンジポンプを含む、様々なポンプのうちのいずれも使用することができる。上記のタイプのコントローラ１０４は、例えば、患者の生理学的パラメータと調和させて拍動的な様式で、カテーテル３０４を通して流体を送達するようにポンプシステム３１０を制御するようにプログラムされ得る。カテーテル３０４を使用して、薬物を送達すること、緩衝剤もしくは他の流体を送達すること、および／または流体を吸引することができる。いくつかの実施形態では、カテーテル３０４を省くことができ、流体を針３０２を通して直接注入すること、および／または針を通して直接吸引することができる。カテーテル３０４の代わりにまたはそれに加えて、流体接続のうちの１つ以上を針３０２と行うことができる。例えば、流体配管であって、それを通して薬物が送達される、流体配管をカテーテル３０４に直接連結してカテーテルを通して薬物を送達することができ、流体配管であって、それを通して緩衝剤、チェーサ、または他の流体が送達される、流体配管を針３０２に直接連結して針を通して流体を送達することができる。
針３０２は、カテーテルおよび／またはそれを通して流体を受容するように構成された中空管状本体によって画定され得る。針３０２は、腰部挿入点を通って髄腔内空間に挿入するようにサイズ決めされ、構成された腰部穿刺針であり得る。針３０２は、針が脊椎の腰部領域において患者に挿入されるときに針を髄腔内空間に自然に操縦するように構成された湾曲した遠位先端を有し得る。針３０２の遠位端に開口部を形成することができ、それを通って挿入カテーテル３０４が延在し得る。
針の近位端を流体ハブ３１２に連結することができる。図２４Ｂに示されるように、ハブ３１２を「Ｗ」ハブとすることができる。ハブ３１２は、複数のポートを含み得る。ハブ３１２は、針３０２を取り付けてハブと流体連通するように設置することができる遠位ポートを含み得る。ハブ３１２は、１つ以上の近位ポートを含み得る。近位ポートは、ハブ３１２を通して挿入されたカテーテル３０４を針３０２の中心管腔内に誘導することができる。近位ポートは、ハブ３１２をそれぞれの流体ラインに取り付け、ハブを当該流体ラインと流体連通するように設置することができる。流体ラインを使用して、流体をハブ３１２内に、かつそれに取り付けられた針３０２を通して方向付けることができる。ハブ３１２の近位ポートおよび遠位ポートは、ルアータイプのコネクタまたはゼロデッドボリュームコネクタであり得る。図２４Ｂに示されるように、ハブ３１２は、針３０２に取り付けられた遠位ポートと、近位ポートとを含むことができ、近位ポートを通して二重管腔カテーテル３０４を挿入して、針を通してカテーテルを誘導する。二重管腔カテーテル３０４は、例えば、薬物および緩衝剤を搬送するために、ハブ３１２の近位の位置で第１および第２の流体ラインにそれぞれ分割または分岐し得る。ハブ３１２は、１つ以上の追加のポートを含むことができ、それらを通して流体を針３０２内に導入するかまたはそこから回収することができる。カテーテル３０４を使用して行う代わりにまたは行うことに加えて、これらのポートを使用して、針３０２に薬物もしくは緩衝剤を送達するか、または針から流体を吸引することができる。
図２４Ｃおよび２４Ｄに示されるように、ハブ３１２を「Ｙ」ハブとすることができる。ハブ３１２は、針３０２に取り付けられた遠位ポートと、近位ポートとを含むことができ、近位ポートを通して二重管腔カテーテル３０４を挿入して、針を通してカテーテルを誘導する。二重管腔カテーテル３０４は、例えば、薬物および緩衝剤を搬送するために、ハブ３１２の近位の位置で第１および第２の流体ラインにそれぞれ分割または分岐し得る。ハブ３１２は、１つ以上の追加のポートを含むことができ、それらを通して流体を針３０２内に導入するかまたはそこから回収することができる。カテーテル３０４を使用して行う代わりにまたは行うことに加えて、これらのポートを使用して、針３０２に薬物もしくは緩衝剤を送達するか、または針から流体を吸引することができる。
いくつかの実施形態では、ハブを省くことができ、流体を針３０２に直接送達するかまたはそこから直接吸引することができる。例えば、針３０２が１つ以上の流体ラインを介してポンプシステム３１０に直接取り付けられ得るか、またはカテーテル３０４が１つ以上の流体ラインを介してポンプシステムに直接取り付けられ、近位ハブなしで針を通して挿入され得る。
システム３００は、システムを通る流体の流れを制御または制限するための１つ以上の弁を含み得る。例えば、システム３００は、ポンプシステム３１０から患者へのそれぞれの流体経路と直列に配設されて、これらの経路を一方向または両方向に互いに隔離するための逆止弁３１４を含み得る。例示的な配置では、システム３００は、第１および第２の独立した流体セクションまたはチャネルを含み得る。第１の流体セクションまたはチャネルは、第１の流体を第１の流体管およびカテーテル３０４の第１の流体管腔を通して送達するように構成された第１のポンプを含み得る。第２の流体セクションまたはチャネルは、第２の流体を第２の流体管およびカテーテル３０４の第２の流体管腔を通して送達するように構成された第２のポンプを含み得る。第１の弁、例えば、逆止弁をカテーテル、第１の流体管、または第１のポンプ内に配設して、第２のポンプによって注入または吸引された流体がシステムの第１の流体セクションに進入するのを防止することができる。同様に、第２の弁、例えば、逆止弁をカテーテル、第２の流体管、または第２のポンプ内に配設して、第１のポンプによって注入または吸引された流体がシステムの第２の流体セクションに進入するのを防止することができる。いくつかの実施形態では、第１および第２の流体チャネルのうちの一方だけが弁を含む。第１の流体セクションを使用して薬物を注入することができ、第２の流体セクションを使用して流体、例えば、薬物、緩衝剤、チェーサ、ＣＳＦ、人工ＣＳＦ、生理食塩水などを注入することができる。第１の流体セクションを使用して流体を注入することができ、第２の流体セクションを使用して流体を吸引することができる。
針３０２またはカテーテル３０４は、それらの遠位先端に隣接して装着されたセンサ３１４（例えば、圧力センサ）を含み得る。したがって、針３０２またはカテーテル３０４を患者に挿入すると、センサ３１４は患者のＣＳＦの圧力または他の特性を測定することができる。針３０２またはカテーテル３０４はまた、センサ３１４の出力をユーザに表示するための一体型または遠隔ディスプレイを含み得る。いくつかの実施形態では、ディスプレイは、針またはカテーテルの長さに沿って、近位ハブまたは他のコネクタに対して遠位に装着され得る。針本体は、鋭利なまたは角度を付けた先端を有する管状シャフトであり得る。針の遠位端は、１つ以上の平面において湾曲していてもよい。
図２４Ｅ～２４Ｇに示されるように、カテーテル３０４は、カテーテルの遠位端が針から突出するように、針３０２を通して挿入され得る。代替的に、カテーテルは、それが針の遠位端に対して陥没するように、または針およびカテーテルの遠位端が平らになるように挿入され得る。
針３０２は、約２インチ～約５インチの範囲の長さ、例えば、約３．５インチの長さを有し得る。ハブ３１２は、約１インチ～約３インチの範囲、例えば、約２インチの長さを有し得る。針３０２は、約２６ゲージ～約１０ゲージの範囲、例えば、約１７ゲージの外径を有し得る。カテーテル３０４は、約０．０２０インチ～約０．１２５インチの範囲の外径を有し得る。針３０２は、約０．０２０インチ～約０．２インチの範囲の内径を有し得る。カテーテル３０４は、カテーテルが針の遠位端から突出距離だけ突出するように針３０２を通して挿入することができる。突出距離は、約１ｍｍ～約５ｃｍの範囲、例えば、約１ｃｍであり得る。カテーテル３０４が針３０２から突出しないように、突出距離をゼロとすることができる。カテーテル３０４が針３０２から突出する程度を制限することは、有利には、髄腔内空間を通してカテーテルを螺合する必要性を排除することができる。これは、送達手技をより安全にし、および／またはより侵襲性を少なくし、かつシステム３００を使用するために必要とされるスキルのレベルを低減させ得る。
カテーテル３０４は、上記のカテーテルの特徴部のうちのいずれかを有し得る。図２５Ａ～２５Ｄは、システム３００で使用され得る例示的なカテーテル３０４を図示している。カテーテル３０４は、１つ以上の流体管腔３１８を画定する管状本体３１６を含み得る。カテーテル３０４は、カテーテルの内部流体管腔３１８をカテーテルの外部と流体連絡するように設置する１つ以上のポート３２０を含み得る。流体は、ポート３２０を通して注入または吸引され得る。図示のカテーテルは、螺旋形状のスリットの形態でポート３２０Ａを含む。図２５Ｂは、例示的な螺旋形状のスリットの幾何形状を三次元で概略的に例証している。スリット３２０Ａは、カテーテルの側壁、カテーテルの縮径の遠位部分の側壁、またはカテーテルの遠位端から張り出す内管の側壁に形成され得る。内管を含む実施形態では、内管は、カテーテルの全長にわたって、またはカテーテルの長さの一部分だけに沿って延在し得る。内管は、接着剤、音波溶接、または他の技術を使用してカテーテルに付着され得る。代替的に、内管は、例えば、成形または粉砕プロセスによって、カテーテルの主本体と一体的に形成され得る。カテーテルは、前面向きポート３２０Ｂを含み得る。前面向きポートは、カテーテル３０４の遠位向き端部壁に形成された円形開口部によって画定され得る。
螺旋形状のスリットが示されているが、カテーテル３０４は、代替的または追加的に他の形状のポートを有することができる。例示的なポート形状としては、円形の孔、カテーテルの周りに螺旋状のパターンで配置された複数の別々の孔、ケージ、またはメッシュタイプの開口部などが挙げられる。図２５Ｅに示されるように、螺旋形状のスリットポート３２０Ａは、カテーテル３０４を通して周囲の媒体に注入される流体の分散を有利に増加させることができる。
カテーテル３０４の遠位端は、非外傷性幾何形状を有し得る。例えば、示されるように、カテーテルは、その遠位端に実質的に球形または球状形状部分３２２を含み得る。カテーテル３０４が漸減または縮径部分を含む実施形態では、カテーテルは、異なる直径間を移行するためのフィレットまたはフランジ３２４を含み得る。例えば、図２５Ｃおよび２５Ｄに示されるように、カテーテルの縮小した遠位部分とカテーテルの拡大した近位部分との間にテーパ状移行部を形成することができる。テーパ状移行部は、円錐形であり得る。テーパ状移行部は、凸状または凹状に湾曲していてもよい。
カテーテル３０４の遠位部分は、放射線不透過性材料、磁性材料、または他の撮像可能な材料から形成され得るか、それらでコーティングされ得るか、またはそれらに含浸され得る。例えば、内部に流体ポートが形成された別個の内管をかかる材料から形成し、外側カテーテル本体に取り付けることができる。撮像可能な材料は、蛍光透視法、またはＭＲＩ、ＣＴ、ＰＥＴなどの他の撮像技術の下でのカテーテルの先端の視覚化および誘導を容易にすることができる。
カテーテル３０４は、様々な材料のうちのいずれかから形成され得る。例示的な材料としては、ポリイミド、ＰＥＥＫ、ポリウレタン、シリコーン、およびそれらの組み合わせが挙げられる。
薬物送達システム３００は、上記の薬物送達システムと類似のまたは同一の様態で使用され得る。図２６は、システム３００の例示的な使用方法を図示している。示されるように、針３０２は、例えば、標準的な腰部穿刺技術を使用して、患者の脊椎の腰部領域において患者に経皮的に挿入され得る。針３０２の湾曲した遠位端は、脊髄ＳＣを損傷することなく、針の遠位開口部を髄腔内空間ＩＳ内に誘導するのを助けることができる。針３０２をほんの少しだけ、例えば、髄腔内空間内に約１ｃｍ、髄腔内空間に挿入することができる。カテーテル３０４を針３０２を通して挿入して、カテーテルの遠位先端を髄腔内空間内に位置決めすることができる。上記のように、いくつかの実施形態では、カテーテル３０４は、針３０２からわずかな量、例えば、約１ｃｍだけ突出している。カテーテル３０４または針３０２の近位端は、カテーテルまたは針を通して流体を注入または吸引するためのポンプシステム３１０に連結され得る。いくつかの配置では、ポンプシステムは、別個の薬物チャネルおよび緩衝剤チャネルを含み、各々は、それぞれのポンプを有する。ポンプシステムは、例えば、カテーテルの分岐した近位部分で、カテーテルの二重管腔に連結され得る。他の配置では、ポンプシステムの第１のチャネルを針に連結し、ポンプシステムの第２のチャネルをカテーテルに連結することができる。他の配置では、カテーテルを省くことができ、ポンプシステムは、針に連結された単一のチャネルを含み得るか、または針に連結された複数のチャネルを含み得る。
コントローラ１０４、例えば、プログラム可能なコンピュータプロセッサ、またはユーザは、カテーテルおよび／または針を介して患者に対する流体の注入および／または吸引を行うようにポンプシステム３１０を制御することができる。
例示的な実施形態では、システム３００の第１の流体チャネルを通して薬物を注入することができ、かつその後に、システムの同じまたは異なる流体チャネルを通してチェーサを注入して、患者の髄腔内空間を通して薬物を押し込むことができる。例示的なチェーサとしては、薬物含有流体、緩衝剤流体、人工ＣＳＦ、患者から以前に吸引された自然ＣＳＦ、生理食塩水などが挙げられる。いくつかの実施形態では、チェーサは、患者から以前に吸引されたＣＳＦであり得、ＣＳＦは、ＣＳＦをシリンジから除去することなく、同じシリンジを使用し、それによって閉鎖された無菌システムを維持しながら吸引および注入され得る。
図２８Ａは、流体の髄腔内注入および／または吸引のために使用され得る例示的な薬物送達システム４００を例証している。システム４００は、上記のシステム３００と実質的に同様であるが、システム４００では、針を通してカテーテルを挿入することなく、流体が針４０２を通して直接送達または吸引される。針４０２は、その近位端でポンプシステム４１０に連結され得る。上記のシステムと同様に、ポンプシステム４１０は、複数の流体チャネル（例えば、薬物用の１つのチャネルとチェーサ用の別のチャネル）を有し得る。ポンプシステム４１０は、１つ以上の流体管によって針４０２に接続され得る。ハブを針４０２上に形成するかまたはそこに連結して、針を流体管に接続することができる。例えば、Ｙコネクタポートを使用してポンプシステム４１０を針４０２に接続することができる。針４０２は、様々な直径を有することができ、例示的な実施形態では、２２ゲージ針とすることができる。１つ以上の弁４１４を流体管内、針４０２内、またはポンプシステム４１０内に直列に配設することができる。弁４１４は、一方向弁、逆止弁などであり得る。
針は、内部に形成された様々な流体ポートのうちのいずれかを有し得る。例えば、図２８Ａおよび２８Ｂに示されるように、針４０２は、針の遠位先端に隣接して形成された螺旋状スリット流体ポート４２０Ａを含み得る。流体ポート４２０Ａは、レーザ切断することができる。別の例として、図２９に示されるように、針４０２Ａは、遠位流体ポート４２０Ｂに隣接して配設された螺旋状の内部管腔４１８を有し得る。螺旋形状の内部管腔４１８は、遠位流体ポートを通る注入剤の乱流を円滑にして流体をよりよく分散させることができる。針４０２は、鋭利な鉛筆状の先端を含み得る。別の例として、図３０Ａ～３０Ｃに示されるように、針４０２Ｂは、針の遠位端に配設された膨張可能な部材４２６、例えば、バルーンまたは膜を含み得る。針４０２は、鋭利な先端を含み得る。膨張可能な部材４２６を最初に針４０２の先端内に後退させることができ、鋭利な先端を使用して患者の硬膜Ｄまたは他の組織を穿刺して針の挿入を容易にすることができる。一旦針４０２の遠位先端が所望の位置、例えば、髄腔内空間内に位置決めされると、図３０Ｂに示されるように、膨張可能な部材４２６を針の外側に展開することができる。膨張可能な部材４２６の展開は、針４０２を通して流体を注入することによって達成され得る。膨張可能な部材４２６は、内部に形成された１つ以上の流体ポートを含み得、それを通して流体を注入または吸引することができる。例えば、図３０Ｃに示されるように、膨張可能な部材４２６は、内部に形成された螺旋状の流体ポート４２０Ａを含み得、それを通して流体を注入することができる。膨張可能な部材４２６は、膨張可能な部材が展開されたときに非外傷性先端を画定するように、柔らかい材料、例えば、針４０２を形成するのに使用される材料よりも柔らかい材料から形成され得る。膨張可能な部材４２６は、シリコーンなどの可撓性の生体適合性材料から形成され得る。
いくつかの実施形態では、ＣＳＦの量変位を使用して、注入された薬物を患者の髄腔内空間を通して移動させることができる。例えば、薬物注入前、注入中、または注入後に流体を髄腔内空間から吸引して、薬物を髄腔内空間内の所望の方向に促すことができる。かかる量変位のために使用される流体は、患者の総ＣＳＦ量の約１％～約２０％の範囲であり得る。流体は、患者から吸引され、次いで、その後に再注入され得る。
本明細書に開示されているシステムは、患者固有の注入のために使用され得る。例示的な患者固有の注入方法では、特定の患者のＣＳＦ量を、例えば、計算または推定することによって判定することができる。例えば、患者の術前または術中画像を捕捉することができる。画像は、患者の頭および脊椎ならびに／または中枢神経系全体の１つ以上のＭＲＩ画像であり得る。例えば、３Ｄ解剖学的モデルとの相関関係を有する画像処理ルーチンまたは手動の推定技術を使用して、患者の総ＣＳＦ量を計算または推定することができる。計算または推定されたＣＳＦ量を使用して、その特定の患者に対して注入および／または吸引プロファイルを調整することができる。例えば、計算または推定された総ＣＳＦ量の約１％～約２０％を患者から吸引し、注入された薬物の後ろに再注入して、薬物を所望の方向、例えば、患者の髄腔内空間内の頭側または尾側に促すことができる。
いくつかの実施形態では、方法は、磁気共鳴撮像または他の手段を使用してヒトの身体容積に対するＣＳＦのヘッドを測定することを含み得る。この方法は、患者の総ＣＳＦ量の０．５～２０％の除去および／または注入によって遂行される治療または薬物注入を含み得る。この方法は、薬物または治療の送達に関連して、人工ＣＳＦ、緩衝剤溶液、もしくは生理食塩水の除去および／または注入によって遂行される治療または薬物注入を含み得る。この方法は、約０．１ｍｌ／分～約３０ｍｌ／分の範囲の体積流量で薬物または治療を送達することを含み得る。本明細書に開示される拍動性送達、および／または本明細書に開示される生理学的パラメータに基づく拍動性送達を使用して、薬物および追加の量（例えば、吸引されたＣＳＦ、人工ＣＳＦ、緩衝剤など）を注入することができる。薬物および追加の量を連続的にまたは並行して注入することができる。量変位および／または患者固有の薬物もしくは治療注入は、注入された薬物のよりよい体内分布を有利に提供することができる。
本明細書に開示されるシステムの注入流量は、約０．００１ｍｌ／分～約５０ｍｌ／分の範囲であり得る。
脊椎針
いくつかの実施形態では、送達装置は、針、例えば、脊椎針とすることができ、または脊椎針を含むことができる。例示的な脊椎針は、本明細書では、「パルサ脊椎針（ＳＮ）」と称され得る。
図３１Ａ～３３は、例示的なパルサ脊椎針５００を例証している。針５００の本体５０１は、７～４０Ｇの範囲のゲージを有することができる。針５００は、ステンレス鋼、チタン、ニチノール、硬質プラスチック、３Ｄ印刷可能な材料および化合物、またはそれらの組み合わせなどの様々な材料から形成することができる。針５００は、１つ以上の先端出口５０２を含むことができる。先端出口５０２は、標準的な出口、螺旋状の出口、複数の軸方向の孔、複数の軸方向のスリット、または他の形状とすることができる。先端出口５０２は、針を出る流体の分散を強化するように成形することができる。針５００は、先端出口（複数可）５０２の代わりに、またはそれに加えて、１つ以上の出口孔５０４を有することができる。出口孔５０４は、図示のように円形および楕円形を含むサイズ、形状に設計され得、または軸方向の流れの周りに分配または「充填」する放射状の流れと組み合わされた遠方の標的に向かう方向、運動量を有する乱流で均一な軸方向注入を生成するように配置され得る。針５００は、針ハブ５０６を含むことができる。針ハブは、深さマーキング、先端出口５０２または他の出口ポート５０４の配向を示すためのマーキングなどを含むことができる。針５００は、例えば、針５００の近位端５１０への流体接続を行うための配管セット５０８を含むことができる。配管セット５０８は、例えば、内径が０．００５インチ～０．１インチのマイクロ管腔押出物５１２を含むことができる。配管セット５０８は、低もしくはゼロのデッドボリュームルアー５１４、または他のコネクタを含み得る。配管セット５０８は、例えば、シリンジポンプ中に装填された複数のシリンジに接続するための人間工学的に設計された取り付け具を有する分岐部を含むことができる。いくつかの実施形態では、配管セット５０８は、１～１０個のシリンジを収容することができる。分岐部は、１つ以上の弁を含むことができ、その弁は、分岐部での流体チャネルの混合を防止または制限するように構成することができる。針５００の外側、例えば、外面または外径は、例えば、薬物または他の注入剤の針５００への付着を防止または低減するために、コーティングまたは他の表面処理を含むことができる。いくつかの実施形態では、針５００の外面は、ＰＴＦＥでコーティングすることができる。そのようなコーティングまたは処理は、例えば、装置の引き込み時に針５００で薬物が除去されるのを防止するために、ＣＳＦ内の注入中に針表面への薬物付着を低減することができる。針５００は、多層複合材料として形成することができる。例えば、針５００は、主な溶融ストリーム（複数可）に加えてＣＳＦへの局所的な浸透、および組織への接触を可能にするための、親水性層またはナノ多孔質材料層と交互配置した穿孔のパターンを有する構造層の１つ以上を含む層を有する複合剛性針とすることができる。針５００は、外層間に配設されたリザーバを備えた構造層のサンドイッチ（穿孔のパターンを有する一方または両方の外面）として形成することができる。リザーバは、内部に親水性またはナノ多孔質材料を含むことができる。針５００は、親水性層またはナノ多孔質層を含むことができる。親水性層またはナノ多孔質層は、ＣＳＦとの接触時に解放する処理を含むことができ、または針５００は、装置の挿入前に処理材料を吸収するように浸漬することができる。針５００は、本明細書に開示された他の脊椎針または送達装置の特徴のうちのいずれかを含むことができる。
図３１Ｂは、例示的な脊椎針５００を例証する。図示された脊椎針５００は、脊椎針１または「ＳＮ１」と称され得る。針５００は、合計５つの孔、すなわち、片側で軸方向に整列された２つの孔５０２と、針５００の周縁の周りに離間したリング内の３つの追加の孔５０４とを有する非鋭利なペンシル先端５１６ ２２ Ｇａの針を含むことができる。一対の孔５０２は、硬膜の内側の脊椎の軸に沿って流れを方向付けるために、「上部上に」整列して挿入することができる。図示された針は、ヒツジモデルで効果的に使用されたが、他の設計は、例えば、先端の非鋭利さを少なくすることによって、より少ない労力しか必要とせず、曲がりにくくなる場合がある。針５００は、本明細書に開示された他の脊椎針または送達装置の特徴のうちのいずれかを含むことができる。
図３２Ｂは、別の例示的な脊椎針５００を例証する。図示された脊椎針５００は、脊椎針２または「ＳＮ２」と称され得る。針５００は、ＳＮ１の遠位先端よりも鋭い遠位先端５１８を含むことができる。針内面仕上げは、市販の針（コントロール針として使用されている）の仕上げが可能である。針５００の流体孔５０２は、遠位先端５１８のより近くに配置されて、漏れを最小限に抑え、孔５０２が小さな解剖学的構造の硬膜の内側にあるようにすることができる。これに加えて、比較的小さい孔５０２および放射配置は、漏れを最小限に抑えるのに効果的であり得る。ＳＮ１内の軸方向に整列した一対の孔５０２は、頭蓋／脳に向かって流れをさらに集中させるように、軸方向に細長いスロット５０２´に置き換えることができる。整列マークは、スロットと整列して、例えば、レーザーマーキングを介して、針５００上に形成され得る。スタイレットのロック調整機能はまた、スロット位置と一致または調整することもできる。針５００は、本明細書に開示された他の脊椎針または送達装置の特徴のうちのいずれかを含むことができる。
図３３は、他の２つの例示的な脊椎針５００を例証する。上部に示されている針は、先端５１６、５１８で開く独立した中間チャネル５２０を有する二重管腔針とすることができる。中間チャネル５２０は、周囲に複数の、例えば、２～４個の側面出口５０４を有する別のチャネル５２２によって囲まれ得る。下部上に示されている針５００は、先端５１６、５１８で開く独立した中間チャネル５２０を備えた三重管腔針であり得、その三重管腔針は、長手方向に互い違い配置されたサイドポート５０４を有する２つの他の独立したチャネル５２２によって囲まれている。針５００は、本明細書に開示された他の脊椎針または送達装置の特徴のうちのいずれかを含むことができる。
ねじ込み式／操縦可能なカテーテル
いくつかの実施形態では、送達装置は、カテーテル６００、例えば、ねじ込み式および／もしくは操縦可能なカテーテルであり得るか、またはそれを含み得る。例示的なカテーテル６００は、本明細書では、「パルサねじ込み式／操縦可能なカテーテル（ＴＣ／ＳＣ）」または「パルサカテーテル」と称され得る。
図３４は、例示的なパルサカテーテル、および本明細書に記載されたタイプの例示的なポンプシステム（パルサカテーテルシステムと総称され得る）と、市販のカテーテルで注入される手動ボーラスとの間の性能比較を示す。図示されているように、パルサカテーテルシステムを使用して注入された材料は、腰椎に向かって後方に漏れている比較カテーテルと比較して、頭蓋腔に向かってうまく拡散された。
図３５は、前臨床研究からのデータを示しており、その研究には、例示的なパルサカテーテルが示され、手動ボーラスと比較して、全体的な生体分布を有する標的化された髄腔内治療を提供していた。
図３６および３７は、埋め込み型ポート６０２を有する埋め込み型カテーテル６００と、ポート６０２とインターフェース接続するための使い捨て注射付属品６０６を有するポンプ６０４とを示している。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。代替として、手動シリンジまたは注射器６０７が、使用され得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図３７は、カテーテル６００が、取り外し可能なガイドワイヤ６０８（最初にガイドワイヤ６０８、その上にカテーテル６００）に通すことができ、またはスタイレット（スタイレットがカテーテルを押す）を使用して通すことができることを示す。カテーテル６００は、ガイドカテーテルを使用して通すことができる（ガイドカテーテルを最初に通すことができ、次に、可撓性埋め込み型カテーテル６００をガイドカテーテルに通して、次にガイドカテーテルを取り外すことができる）。カテーテル６００は、脊椎または他の解剖学的構造をナビゲートするために、操縦ワイヤ６１２（図４４）を有する組み込みの支柱強度部材（例えば、ワイヤ、コイル、ブレードなど）を使用して通され得る。カテーテル６００は、例えば、埋め込まれた骨アンカおよびロッドを使用して、脊椎固定または安定化が患者に適用される場合に特に有用であり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図３８Ａ～３８Ｃは、例示的なカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、０．０３０～０．１５インチのＯＤを有する本体６０１を備えたマイクロカテーテルであり得る。図３８Ａに示すように、カテーテル６００は、例えば、１～５個のような複数の管腔６１４を含むことができる。カテーテル６００は、画像化のために、例えばマーカバンドまたはプリントなどの放射線不透過性マーク６１６を含むことができる。マーク６１６は、先端６１８からおよび／またはサイドポートもしくは出口６２０からの特定のセットバック長で形成され得る。カテーテル管腔６１４の材料は、ペレタン、溶融シリカ、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、延伸ポリテトラフルオロエチレン（ｅＰＴＦＥ）、ポリアミド、および／またはそれらの組み合わせを含むことができる。図３８Ｂは、組み込みコアワイヤ６２２を備えたマルチ管腔カテーテル６００の断面図を示している。図３８Ｃは、様々な追加の特徴を備えた三重管腔カテーテル６００のレイアウトを示す。カテーテル６００は、ＣＳＦ内の注入中に標的組織ではなくカテーテル表面への薬物の付着を最小限にするための、ＰＴＦＥまたはカテーテルのＯＤの他のコーティングを含むことができる。表面コーティングはまた、装置の後退時にカテーテル６００で除去され得る薬物の付着を最小化することもできる。カテーテル６００は、各管腔６１４に対して独立した管腔延長管６２６を備えたハブ６２４を含むことができる。延長管６２６は、管腔６１４を他の好適な装置に流体的に結合するためのコネクタ６２８を含むことができる。カテーテル６００はまた、カテーテル本体６０１とハブ６２４との間の結合を保護するための張力緩和コーティングまたはカバー６３０を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図３９Ａ～３９Ｃは、例示的なカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、独特の先端、および互い違い配置された出口構成を有する三日月形または円弧形の流体チャネルまたは管腔６３２を含むことができる。例えば、カテーテル６００は、それぞれが遠位出口６３４を有する２つの管腔６１４を含むことができる。管腔６１４は、遠位出口６３４がカテーテル６００の長さに沿って互い違い配置されるように、異なる長さを有することができる。カテーテル６００は、外側管腔６１４と同軸の中央管腔６１４を有することができ、または最大４つの円弧状管腔６３２を有する中央管腔６１４を含むことができる。管腔６１４、６３２のうちの１つ以上は、マニホルド管６３６を含むことができ、管腔６１４、６３２のうちの一方は、内部に延在するコアワイヤ６２２を有することができる。円弧状の管腔６３２は、放射状または遠位ポート６２０、６３４を含むことができる。カテーテル６００は、より大きい管腔６１４、および２つのより小さな管腔６１４を含むことができ、それらのうちの１つは、コアワイヤ６２２に専用であり得る。別の例では、カテーテル６００は、並んだ円形および三日月形の管腔６１４、６３２を含むことができる。別の例では、管腔６１４は、一方が他方を中心として延在する軸と同軸であり得る。カテーテル６００は、側面または遠位ポート６２０、６３４およびマーカ６１６を含み得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４０Ａ～４０Ｃは、例示的なカテーテル６００を例証する。カテーテルは、カテーテル６００の長さに沿って互い違い配置された出口または流体ポート６３４を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。図４０Ｂは、出口構成が特定の患者、注入、疾患などに合わせてカスタマイズすることができることを示す。カテーテル６００の長さに沿った流体ポート６３４の位置は、例えば、カテーテル６００の１つ以上の他の層６１４に対して、カテーテル６００の１つ以上の層６１４を長手方向にスライドさせることによって、その場で調整することができる。図４０Ｃは、互い違い配置された出口６３４およびコアワイヤ６２２を備えたマルチ管腔カテーテル６００を例証している。
図４１Ａ～４１Ｃは、様々なカテーテル出口／先端構成を例証する。図４１Ａは、分散を最大化するのに役立ち得る３つの管腔６１４の出口６３４の螺旋状または螺旋形状の分布を伴うカテーテル６００を示す。出口６３４のうちの１つは、比較的小さい直径、および拡張するテーパ状の構成を有することができる。図４１Ｂは、カテーテル６００の遠位端６１８においてより良好な生体内分布を提供するのを助けることができる互い違いに分岐した先端設計６３８を有するカテーテル６００を示す。カテーテル６００は、通常の先端／互い違い配置されたポートカテーテルとして、髄腔内空間の中に挿入することができる。カテーテル端部６３８は、近位端６４２から制御ワイヤ６４０を回転させるか、さもなければ作動させることにより、その所望の位置に配置されると、分岐させることができる。図４１Ｃは、先端６１８の周りに延在する螺旋状カット６４４を有するカテーテル６００を示す。一例では、強化コイル６４６は、螺旋状カット６４４間の先端６１８の周りに延在することができる。先端６１８は、ポリイミドまたは他の様々な材料から形成することができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４２は、近位位置により小さい放射状の孔６２０を有し、遠位位置または遠位端６１８により大きい孔６３４を有する単一管腔カテーテル６００を示す。より小さい孔６２０は、例えば、カテーテル６００のＯＤ全体を取り囲むように、カテーテル６００の円周の周りに間隔を空けて配置することができる。例えば、孔６２０は、軸方向に整列したグループ、円周の周りのリング、または角度を付けた、もしくは螺旋状のグループに配設することができる。カテーテル６００の遠位／先端開口部６３４は、背圧が側孔６２０から流れを押し出すまで、先端６１８からの流れを付勢するのに効果的であり得る。側孔６２０は、より小さくすることができ、かつ／または遠位先端ポート６３４よりも小さい総断面積を有することができる。この構成により、側孔６２０と遠位孔６３４との間のカテーテル６００を通る治療流体の流れを分配する。例えば、側孔６２０の断面積が遠位孔６３４の断面積に等しい場合、流れは、側孔６２０と遠位孔６３４との間で均等に分配される。相対サイズは、必要に応じて、例えば、３０％～７０％、４０％～６０％、５０％～５０％、６０％～４０％、７０％～３０％などに構成することができる。カテーテル６００は、長さに沿ってまたは所望の位置に注入するための、様々なサイズ（例えば、近位から遠位に向かう小さなサイズから大きなサイズまで）を伴う、長さに沿った複数の出口孔６２０を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４３Ａは、実質的に平坦または円弧状の横断面を有する本体６４８を有するカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、センタリング、容易な押し込み能力、ＣＳＦ空間６５０の破壊の低減、および／または埋め込み後の座屈の問題の低減を促進することができる。さらに、カテーテル６００は、例えば、本体６４８の凹面上のシースまたは管腔６５０内にコアワイヤ６２２を含むことができる。カテーテル６００は、別の方法として、Ｉビーム構造を有することができる。カテーテル６００は、互い違い配置された出口ポート６３４を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４３Ｂ～４３Ｆは、カテーテル６００が、注入された材料６５２を分散させるために乱流を追加するため、かつ／または注入物の円周方向の広がりを強化するために含むことができる様々な特徴を示す。例えば、カテーテル６００は、側面出口６２０、６３４を有する盲端チャネル６１４またはブロック６５３を含むことができる。この例では、注入された材料６５２は、管腔６１４の盲端に衝突し、非常に乱流である状態で側面出口６２０、６３４を出る。別の例として、カテーテル６００は、側面出口６２０を有するケージ部材６５４を含むことができる。別の例として、カテーテル６００は、３６０度の放射状出口６２０を有するケージ部材６５６を含むことができる。別の例として、カテーテル６００は、いくつかの実施形態においては遠位端６１８に出口６３４を有する管腔６１４と協調して、最大の分散を提供することができる円弧、例えば２７０度の円弧における分散および注入を容易にするための出口として、側面管腔６１４に螺旋形状または螺旋状の切り込み６４４を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４４は、カテーテルの操縦および／またはナビゲーション機能を示している。カテーテル６００は、選択的に角度を付けるかまたは湾曲させることができる先端６５８を有する操縦可能なワイヤ６１２を含むことができる。操縦可能なワイヤ６１２は、カテーテル６００に組み込むことができる。カテーテル６００は、縫うように進んでいる間に脊椎空間を通ってナビゲートするための曲がったスタイレットまたはガイドワイヤ６０８を含むことができる。カテーテル６００は、専用のガイドワイヤ管腔として使用される比較的短い長さのカテーテル６００に沿って先端６１８から延在する特別な機能を備えた管腔６１４を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
本明細書のカテーテル６００は、例えば、カテーテルが埋め込まれた患者の成長と関連して、カテーテル６００が時間と共に「成長」または拡張することを可能にする特徴を含むことができる。図４５Ａは、患者が成長するにつれて経時的に患者と共に拡張することを可能にする特徴を有するカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、標準的なパルサカテーテル先端、ハイブリッド設計、または本明細書に開示された他の出口ポート構成を組み込んで治療的注入を可能にする内層６６０を含むことができる。複数の管腔６１４が、組み込まれ得る。１つ以上の管腔６１４を使用して、スタイレットまたはガイドワイヤ構成を走らせて、体腔通し能力、偏向能力、および／または操縦能力の向上を可能にすることができる。この内側ワイヤ６０８は、上述の特性のための様々な有益な形状のいずれかに事前形成することができる。カテーテル６００は、内層６６０または内腔に重なる別の層６６２を含むことができる。カテーテル６００は、互いに対する２つの層６６０、６６２の移動を可能にすることができ、軸方向の張力が加えられると、カテーテル６００の全長が増加することを可能にする。外層６６４は、カテーテル６００の全長をカバーして、先端６１８から、およびカテーテル６００の拡張可能な領域を形成する複数の層６６０、６６２の上に封止を形成することができる。カテーテル６００の拡張可能な領域は、軸方向の伸長を可能にするいくつかの層から作製され得る。ポート６２０、６３４は、カテーテル６００に沿った様々な場所において、および軸方向に伸長することができる異なる層に含まれ得る。外側シース６６４は、層６６４を束ねること６６６により、その最短の長さで事前形成することができ、層６６４を封止し、軸方向に引っ張ると拡張することができる。束状部分６６６は、２つの層６６０、６６２の重なり合う部分と整列させることができる。外側シース６６４は、ポリマーベースの薄い層であり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４５Ｂは、多層シース設計を用いた可撓性コア６６８を有するカテーテル６００を例証する。可撓性コア６６８は、可撓性または圧着構成の本体またはその一部分を有することができる。先端６１８は、可撓性コア６６８を使用して湾曲させることができる。カテーテル６００は、操縦および操縦性のために剛性構造からそらすように押すことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４５Ｃは、編組６７２および／またはコイル状６７４構造を有するカテーテル補強層６７０を例証する。構造６７２、６７４は、カテーテル６００の構造的および操縦可能な特性を改善することができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４６は、例えば、遠位先端６１８にバルーン６７６を有するカテーテル６００を例証する。バルーン６７６は、カテーテル６００を定位置に保持するために使用することができる。バルーン６７６は、第１の膨張状態６７７を有することができ、そこでは、バルーン６７６は、カテーテル６００が配設されている管腔または空洞内にカテーテル６００を中央に位置させ、なおかつ流体がバルーン６７６を通過して流れることを可能にする。例えば、バルーン６７６は、内腔または空洞を閉塞することなく直径を確立するように拡張することができる、図示のような４つなどの翼６７９を有することができる。バルーン６７６は、例えば、選択的注入のために使用することができるカテーテル６００が配設されている内腔または空洞を、バルーンが閉塞する第２の膨張状態６７８を有することができる。バルーン６７６は、カテーテル先端６１８に沿って注入周辺を拡大するように膨張または拡張することができる。これは、例えば、制限されていない薬物注入のための髄腔内空間が非常に鬱血している新生児または他の患者において有用であり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図４７は、カテーテルを挿入するために使用することができる針６８０を例証する。いくつかの実施形態では、トーヒ針を使用して、カテーテル６００を挿入することができる。
カテーテル６００は、例えば、カテーテル６００の近位端６４２への流体接続を行うための配管セット６８２を含むことができる。図４８Ａは、例示的な配管セット構成を例証する。配管セット６８２は、例えば、内径が０．００５インチ～０．１インチのマイクロ管腔押出物６８４を含むことができる。配管セット６８２は、低またはゼロのデッドボリュームルアーまたは他のコネクタを含み得る。配管セット６８２は、例えば、シリンジポンプに装填された複数のシリンジ６８８に接続するための人間工学的取り付け具を備えた分岐６８６を含むことができる。いくつかの実施形態では、配管セット６８２は、１～１０個のシリンジ６８８を収容することができる。分岐６８６は、弁制御され得る。
図４８Ｂは、単一の管腔針またはカテーテルのための例示的な延長ラインを例証する。
図４８Ｃは、三重管腔針またはカテーテルのための例示的な延長ラインを例証する。
図４９は、多層構造を有するカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、複数の流体管腔６１４を含むことができる。カテーテル６００は、（１）内側ライナー６９０、（２）編組／コイル層６９２、および（３）滑らかな外側ジャケット６９４のうちのいずれか１つ以上を含むことができる。この構造は、カテーテル６００の体腔通し能力および操縦能力を改善することができる。カテーテル本体６０１は、剛性、可撓性、および／またはカラム強度が変化する複数のセグメントから形成することができる。各セグメントの機能は、カテーテルの構成によって、および／または独自の素材を使用して、制御することができる。カテーテル６００は、（１）ガイドワイヤ６０８を覆う、（２）栓子を使用する、および／または（３）カテーテル６００自体によってのみ、を含むいくつかの手法を使用してねじ込み可能となり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５０は、多層複合カテーテル６００を示している。カテーテル６００は、主注入流（複数可）に加えて、ＣＳＦへの局所的浸透および組織との接触を可能にするために、親水性層またはナノ多孔質材料層７０４と交互の穿孔７０２のパターンを有する構造層７００を含み得る。穿孔７０２は、平行六面体、楕円形、円弧、円などを含む任意の好適な形状であり得る。親水性層またはナノ多孔質層７０４は、注入圧力で、ＣＳＦとの接触時に処理剤を解放するための処理剤を含み得るか、または装置が、装置挿入前に治療材料を吸収するように浸漬され得る。カテーテル６００は、間にリザーバ７０６が配設された構造層７００のサンドイッチ（穿孔７０２のパターンを有する一方または両方）を含むことができる。リザーバ７０６は、内部に親水性またはナノ多孔質材料を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５１は、例えば、本明細書に記載されたカテーテル６００との流体または他の接続を行うために使用され得る、埋め込み型ポート７０８を例証する。ポート７０８は、各管腔６１４に、または１つもしくはすべてのポートに独立して接続するための複数の隔壁７１０を含むことができる。ポート７０８は、使い捨て注射器システムと共に使用することができる。ポート７０８は、インライン細菌フィルタを含むことができる。ポート７０８は、閉塞の可能性を低減するために振動するか、またはそれ以外の方法では、カテーテル先端６１８を動かすように構成することができる。ポート７０８は、複数の別個のチャネル７１４（例えば、３つのチャネル）および針７１６を有するコネクタ７１２を含むことができる。中央整列ポート７１８とＯリング７２０との間の整列は、コネクタ７１２が適切に位置決めされることを確実にすることができる。一旦、所定の位置に配置されると、針７１６は、隔壁７１０内に配備され得る。
図５２Ａ～５２Ｂは、患者の成長を説明するための例示的な埋め込み可能かつ拡張可能なカテーテル６００を例証する。カテーテル６００の長さは、患者の成長に見合った程度だけ時間と共に手動でまたは自動的に増加させることができる。カテーテル６００の長さは、マルチ（例えば、三重）管腔ポート７２２の周りに巻かれ得る。初期の埋め込みの間、カテーテル６００の初期の長さ（使用可能な長さ）は、外科医によって設定され得る。患者が成長するにつれて、ポート７２２を回転させて、カテーテル６００の一部を巻き戻しまたは解放して、追加の使用可能なカテーテル長を提供することができる。
ポート７２２は、外部アクチュエータ７２４を使用して回転させることができる。アクチュエータ７２４は、磁気式であり得る。アクチュエータ７２４は、ポート７２２が所望のカテーテル長まで正確に回転されることを可能にするインターロック機構として形成され得る。ポート７２２およびアクチュエータ７２４は、カテーテルを拡張するために、所望の長さの単位に対応する所定の位置またはマーキングを有することができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
本明細書に開示されたカテーテル６００は、例えば、一旦埋め込まれるとカテーテル６００が外れることを防止するために、固定機構７２６を含むことができる。図５３Ａは、カテーテル６００を固定するために、および／または局所注入のための標的閉塞を可能にするために膨張または拡張され得るバルーン６７６を有するカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。図５３Ｂは、髄腔内空間または他の区域／腔を閉塞させるのに使用することができる膨張可能または拡張可能なバルーン６７６を有するカテーテル６００を例証している。バルーン６７６は、遠位に、すなわち遠位先端６１８に、または近位に、すなわち近位端６４２に配置して、いずれかの方向の流れを閉塞させることができる。遠位のバルーン６７６のみを膨張させて、近位方向の流れを制御または制限することができる。近位のバルーン６７６のみを膨張させて、遠位方向の流れを制御または制限することができる。両方のバルーン６７６を同時に膨張させて、バルーン６７６間の流れのみを制御もしくは制限するか、または治療薬を指定された位置に保持することができる。複数のポート６２０、６３４は、治療のための、遠位バルーン６７６の遠位、遠位バルーン６７６の近位、近位バルーン６７６の遠位、近位バルーン６７６の近位、またはそれらの任意の組み合わせを管理するために使用され得る。１つまたは２つ以上のバルーン６７６を同じ様態で利用して、例えば、カテーテル６００に組み込まれているのと同じ多くの数までの治療用管腔に対して、流れの位置、隔離、またはそれらの治療的組み合わせを制御することができる。遠位バルーン６７６は、通し、操縦、導入の最中、またはバルーン６７６の使用が治療薬の送達に有益であろう異なるときに、カテーテル先端６１８の内腔６１４の中に引き込み可能であり得る。近位バルーン６７６は、カテーテル６００の壁６９４に固定することができ、または外側シース上に配置することができ、その外側シースは、その外側シースの位置が遠位または近位にスライドして、使用するためのバルーン６７６を配置するのを可能にすることができる。バルーン６７６は、ポート６２０、６３４の前方または後方の異なる位置に配置されて、規定されたポート６２０、６３４へのアクセスを作動または非作動させることができる。ポート６２０、６３４の数は、カテーテル６００が治療薬を運ぶために必要とされるまたは規定される、最大ですべての管腔６１４であり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５４は、カテーテル６００またはその先端６１８を固定するための展開可能な特徴を有するカテーテル６００を例証する。特徴７２６は、カテーテル６００を先端６１８、またはカテーテル６００の長さに沿った他の位置に固定するように展開することができる。予め形成されたニチノールまたは形状記憶ワイヤ７２８は、挿入、通し、または他の必要な急性処置のステップ中に、カテーテル６００の内腔６１４の中に引き込まれ得る。一旦、カテーテル６００が固定されることが望まれると、ニチノールワイヤ７２８は、ニチノールワイヤがその予め形成された形状を取り、外向きに拡張する部分７３０を使ってカテーテル６００を固定することを可能にするように拡張され得る。ニチノールワイヤ７２８は、固定の所望の効果をもたらすのに有益な多くの異なる形状の単一のワイヤ、または２つ以上の方向でのその拡張可能な到達距離を増加させる二重のワイヤとすることができる。この固定機構７２６は、カテーテル６００の長さに沿って倍数単位で使用して、その固定効果を高めることができる。ニチノールワイヤ７２８は、外傷を起こさないように成形することができ、可撓性および剛性の最適な特性のために異なる直径のものとすることができる。予め形成されたワイヤ７２８は、その中に、および異なる方向に、いくつかの異なる屈曲部を有することができる。ニチノールワイヤ７２８はまた、偏向能力、操縦能力のために、または配置もしくは縫うように進む利点もしくは特性のための、屈曲の位置もしくはカテーテル６００の剛性を変更するために使用され得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５５は、図５４に示されているものと同様のカテーテル６００を例証している。ニチノールまたは形状記憶ワイヤ７２８は、螺旋／螺旋状のもの７３２、またはコルクスクリュー７３４の形状に形成されて、それが円運動で展開されて組織内に固定されることを可能にすることができる。ワイヤ７２８は、遠位先端６１８において、またはカテーテル６００の長さに沿って近位に配置することができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５６は、カテーテルから延在する固定機構７２６を有するカテーテル６００を例証する。固定機構７２６は、カテーテルから延在して、縫うように進むときにカテーテルを硬膜に固定する毛またはスピンドル７３６を含むことができる。このスピンドルは、十分な軸力が提供された場合にカテーテルを取り外すのに十分な柔軟性を有することができる。カテーテルは、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５７は、縫合糸７３８、タブ７４０、または固定具の形態の固定機構７２６を有するカテーテル６００を例証する。固定機構７２６は、カテーテル６００から展開されて、例えば、硬膜７４２の所定の位置にそれを固定することができる。これにより、回遊を防止または制限することができ、例えば、患者が動いたときにカテーテル６００が所定の位置に留まることを可能にする。カテーテル６００は固定されているので、カテーテル６００の遠位端６１８が患者の身長の増加に伴って動くにつれて、カテーテル６００の余分な長さは、巻かれて引っ張られ得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５８は、患者の成長を考慮するために、拡張するように構成されたカテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、格納式の遠位固定クリップ、スプライン、および／またはフックを含むことができる。カテーテル６００は、本体６０１の螺旋状に切り取られた部分７４４を伸ばすことによって選択的に拡張することができる。カテーテルは、磁気式「アンカ」装置を含むことができる。このアンカは、例えば、装置上のポートの様態で、患者の皮膚の下、または患者の皮膚上にあり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図５９は、リアルタイム３Ｄマッピングまたはカテーテル位置決めのための特徴を有するカテーテル６００を例証する。例えば、カテーテル６００は、マッピングシステムのためのジャンクションボックスに配線された受動電極リング７４６を含むことができる。マップは、ＭＲＩ、カテーテルスイープ、または他のアクセサリから生成され得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図６０は、カテーテル６００と、カテーテル６００が注入中に引き込まれる、関連するブランケット注入方法とを例証する。具体的には、第１のステップを使用して、頸部／脳（頭蓋内）送達のために注入することができ、次いで第２のステップを使用して、カテーテル６００が空間から引き込まれて髄腔内「ブランケット」注入を送達する間に、橈骨注入を含むことができる。例えば、カテーテル６００は、遠位先端６１８において出口６３４を有する中央管腔６１４を使って構成することができ、円弧状管腔６３２は、中央管腔６１４の周りに分布され得る。円弧状管腔６３２の各々は、１つ以上の放射状ポート６２０、６３４を含むことができる。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図６１および６１Ａは、１回のみの注入、または長期の使用のための、延伸可能な固定されたガイドワイヤ６０８を有するカテーテル６００を例証する。ガイドワイヤ６０８は、最小の流れ抵抗または解剖学的外傷でガイドワイヤ６０８を固定するために、図示のような螺旋などの外向きに延伸する形状を有する延長部分７４８を含むことができる。カテーテルは、パルサカテーテルであり得る。カテーテルは、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
図６１Ｂは、アンカ７５２を有するガイド７５２を含む、カテーテル６００およびアンカガイド（「ガイドワイヤ」）システム７５０を例証する。いくつかの実施形態では、システム７５０は、例えば、注入の流れの遮断を最小限に抑えながら脳に最も近い注入に対する、理想的なカテーテル先端６１８の位置決めを確実にすることを助けることができ、同時に、注入のため、かつカテーテルの直径を増加させることなく、すべての注入管腔６１４、ポート６３４、６２０などを特許に残すことができる。ガイド７５２およびカテーテル６００は、長期注入のために埋め込まれ得、単一の処置のために導入され得るか、またはガイド７５２は、注入治療のための複数の効率的なカテーテル交換／導入のために埋め込まれたままであり得る。ガイド７５２およびアンカ７５４は、適切なマイクロカテーテルを使用することによって配置することができる。アンカ７５４は、螺旋の形態であり得、先端注入を脳に向けて強化するために硬膜を脊髄から離れるように「引っ張る」ことによって、開放注入空間を作り出すことができる。ガイド／アンカ７５２、７５４全体またはその一部分は、機能性：潤滑性、治療、および埋め込み適合性のための表面コーティングを有することができる。ガイド７５２は、成形されたアンカ特徴７５４に隣接する物理的な「停止」特徴７５６を有して、カテーテル６００の最適な位置を確保し、カテーテル６００がアンカ特徴７５４を妨害（崩壊または移動）しないことを保証することができる。「停止」特徴７５６は、アンカ特徴７５４の、ガイド本体へのリンク、クリンプ、スプライス、または結合であり得、非常に「追跡可能」な、規格準拠の、「柔軟な」ガイド本体長である。ガイド埋め込み使用（カテーテルなし）の場合、例示的な規格準拠のガイド材料は、患者の成長を可能にするために腰椎下部領域に配置されたガイドのループを有することができる。ガイド７５２を単独で埋め込んで使用する場合、またはガイド７５２をカテーテルと共に埋め込んで使用する場合、ガイド７５２は、特別に設計されたポート７５８に固定することができる。ガイド７５２が埋め込まれてカテーテル６００が導入される場合、ガイド７５２は、ポート７５８から解放され得、たるんだ長さが、ピンと張って引っ張られ得、ガイド７５２は、カテーテル６００導入のための所望の延長の長さを機械的に取り付けることによって延長され得る。カテーテル６００の交換のため、または患者の成長のために、ガイド７５２は、一時的または永続的な使用のための選択された長さのガイド７５２を機械的に取り付けることによって延長され得る。ポート７５８は、カテーテルアンカ接続、注入隔膜、ガイドアンカ、および／またはカテーテル／ガイドの除去、調整、もしくは交換の提供を含むことができる。ガイドアンカおよび本体の材料には、例えば、超柔軟で強力な細い金属ワイヤ、ポリマーモノフィラメントまたはマルチフィラメント：ニチノール（加工されたアンカ、真っ直ぐな本体）、インコネル、モネル、ハスタロイ、ダクロン、ＰＥＥＫ、ＬＣＰ、特定高強度ＰＥ、ナイロンなどが含まれ得る。
マルチポート髄腔内カテーテルの設計は、文献に記載されており、注入範囲および到達範囲に関するそれらの設計上の利点のために開発され続けている。カテーテル先端に加えてカテーテルに沿って配置されたポートを有するカテーテル設計のためのいくつかの用途は、髄腔内空間内のカテーテルの外側の流れに依存している。図６２Ｂ～６２Ｃに示されているカテーテルは、特に限られた解剖学的構造で使用される場合、複数ポートねじ込み式髄腔内カテーテルの性能を潜在的に向上させることができる。ねじ込み式カテーテルを使用した最近のヒツジ動物の研究の中で、解剖学的構造（くも膜下腔）を十分に小さくし、その結果、カテーテルが脊髄および硬膜の両方に接触し得、これにより、本質的にカテーテル長に関して弾性的に封止し、テントを形成して、くも膜下腔に２つの小さな三角形の間質性開口部のみを残し、軸方向の注入のために残すことができることが観察された。これは、本質的に各ポート注入をある程度分離する。図６２Ａは、蛍光透視注入研究の観察から改作された、この「制約されたカテーテル注入」現象を概略的に例証している。
この場合、ＯＤが０．０４２インチの滑らかな丸い三日月内腔マルチ管腔押し出し管カテーテルをヒツジに使用して、髄腔内空間にオムニパック液を注入し、通常の生理食塩水「チェーサ」とのコントラストを追跡した。装置の片側の細くて高コントラストの線（造影剤の流れの重ねられた線の相加効果による）がある一方の蛍光透視図の場合であって、その図からの透視角度が９０度の場合は、より広く、より低コントラストの流れの画像が生成された。
図６２Ｂは、注入流の接触表面制約を最小化するための表面設計を有する例示的な「チャネル化」カテーテル６００を例証する。カテーテル６００は、カテーテル６００の露出面７６２上に長手方向のチャネル７６０を含み、弾性硬膜、脊髄、または他の解剖学的構造と接触しているときでさえ、カテーテル６００に沿った注入流を促進するために、組織接触にもかかわらずフローチャネルを作成することができる。カテーテル６００は、押し出しによって形成することができる。カテーテルは、密接した、比較的背の高い放射状リブ７６４、またはスプラインを有することができる。これらの突起７６４間の空間は、フローチャネル７６０を形成することができる。これらの機能の分離を小さく保つことにより、組織のたるみ、閉塞、またはチャネルへの進入を防止することができる。
カテーテル６００は、カテーテルの長さの一部またはすべてに沿って、スプラインまたはチャネル化することができる。図示した構成は、カテーテルシャフトの露出した「互い違い」の長さ、例えば、複数のポート６２０、６３４が長手方向に離間して配置されるカテーテルの長さ上にあるスプライン７６４を示す。実際の寸法および比率は、チャネルの容量、およびチャネル７６０の組織の広がりを含む様々な設計要件のバランスを取るように変更され得る。狭い、比較的深いチャネル７６０は、それらが開いたままであり得、チャネル７６０の数が比較的多くなり得るため、有利であり得る。スプライン押し出しＩＤは、先端ポート６３４用の管腔６１４とすることができ、これは、オーバーザワイヤガイドワイヤ管腔としても機能することができる。このスプライン管は、互い違いの長さ（先端ポート６３４からサイドポート６２０まで）内で露出することができる。スプライン管は、近位外側管７６６内に入れ子にすることができる。スプラインチャネル７６０は、互い違いのポート管腔としても使用することができる。滑らかな内面および／または外面を有する第２の外管７６６は、スプライン管に取り付けまたはそれを覆うことができる。図６２Ｃに示すように、この外管７６６の開口端は、「互い違いポート」となり得る。カテーテル６００は、パルサカテーテルであり得る。カテーテル６００は、本明細書に開示された他のカテーテルまたは送達装置の特徴のうちのいずれかを含み得る。
追加機能
様々な追加の特徴のうちのいずれかが、本明細書に開示された送達装置に含まれ、または組み込まれ得、それらの特徴は、様々なカテーテルおよび針を含む。装置は、ポンプまたは外部装置に接続され得るセンサを含むことができる。圧力センサは、ＣＳＦ圧力を測定するために、例えば、ＣＳＦの拍動性についてポンプを較正するために、かつ／または安全のために注入中の最大ＣＳＦ圧力を測定するために使用することができる。他のセンサは、薬物濃度、バイオマーカなどを測定するために使用することができる。装置は、マイクロカメラおよび光源を含むことができる。
本明細書に開示されたシステムは、様々な方法のいずれかに使用することができる。いくつかの実施形態では、対流分散法を使用して、薬物の後に、生理食塩水、もしくは患者自身の吸引ＣＳＦ、もしくは人工ＣＳＦ、もしくは薬物緩衝剤、または別の生体適合性流体を用いて、薬物を対流的に置換および分散させ、ならびに頭蓋骨を含むＣＳＦ空間での生体内分布を増強することができる。
いくつかの実施形態では、薬物および別の流体の交互の小さな拍動注入を使用することができる。これには、ＣＳＦの吸引、ならびにそれに続く薬物および別の流体の拍動／一定注入が含まれ得る。
いくつかの実施形態では、少量の別の流体が最初に注入され、続いて薬物が注入され得る。
いくつかの実施形態では、少量の別の流体が注入され、次に薬物が注入され、その後再び、別の流体が注入され得る。
いくつかの実施形態では、少量の別の流体が注入され、次に薬物および別の流体を交番パルスで注入され得る。
注入後、ＣＳＦ空間にパルスを与え（ＣＳＦを引き出し、注入することにより、例えば、０．１～１ｍＬのＣＳＦ、正味０ｍＬ）、ＣＳＦ空間にマイクロ拍動を発生させ、間質空間および他の小空間の薬物の取り込みを高めることができる。
多くの方法は、ねじ込み式カテーテルに特に有用であり得、以下のうちのいずれか１つ以上を含む：（ｉ）髄腔内空間の薬物分布を高めるために、遠位先端からのＣＳＦの同時吸引および注入吸引、ならびに互い違い配置された出口からの薬物注入、（ｉｉ）薬物および別の液体を遠位先端から注入して、水槽と頭蓋腔に押し込む、（ｉｉｉ）薬物を遠位先端から注入し、互い違い配置された出口から別の流体を注入する、（ｉｖ）いかなる注入の前に先端からＣＳＦを吸引する、（ｖ）１つまたは一連の互い違い配置された出口（複数可）からの注入と同期して、先端ポートからＣＳＦを吸引し、薬物を先端に向かって搬送し、特定の注入量で吸引を停止して薬物の吸引を防止し、互い違い配置されたポート、および／または先端もしくはその近くの遠位ポートからの注入を継続する、（ｖｉ）加速注入フローのための空間を作るために、これらの方法のいずれかを注入する前に、安全な範囲内でＣＳＦ互換性のある流体を注入する、（ｖｉｉ）ＩＣＰ／ＣＳＦ圧力を正常化するための、注入後のＴｏｕｈｙ針からの吸引、（ｖｉｉｉ）１つの出口から薬物を注入し、別の互い違い配置された出口からＣＳＦを吸引して、互い違い配置された出口に向かって薬物を対流させる、（ｉｘ）ポート間で局所化された薬物分布を保つために、互い違い配置されたポート間で薬物を再循環させる、（ｘ）Ｔｕｏｈｙ出口とカテーテル出口との間で、同期先端吸引／（針）注入を含めて、注入する、ことである。
本明細書のシステムは、患者が着用するセンサまたはベストに接続することができ、ベストは、拍動注入とタイミングを合わせて圧縮／減圧して、ＣＳＦ空間における薬物の広がりを高めることができる。
本明細書のシステムは、色を切り替えて患者に光で呼吸するように指示する光ガイドに接続することができ、注入パルスは、制御されかつ強化された広がりのための光にタイミングを合わせることができる。
本明細書のシステムのためのプライミング方法は、薬物粒子の付着を防止するために、生理食塩水、緩衝剤、ＣＳＦ、人工ＣＳＦ、ＨＡＳ、または他の流体を用いて管腔を前洗浄することを含み得る。
本明細書のシステムのためのプライミング方法は、追加の薬物粒子の付着を防止するように管腔をコーティングするために、薬物で管腔を事前に充填および浸漬することを含み得る。
本明細書のシステムは、注入の終わりに制御された様態でインライン空気の導入および注入を可能にし、薬物のデッドボリュームを最小限に抑えることができる。
本明細書のシステムは、埋め込み型カテーテルおよび／またはポンプを含むことができる。カテーテルは、本明細書に記載されたタイプの弁付きカテーテルであり得る。ポンプは、一定流量またはマイクロドージングのプログラム可能な埋め込み型、プログラム型、および補充型（任意選択）のポンプとすることができる。カテーテルは、カテーテル変位および／または閉塞を検出するために、カテーテルの遠位端にフローおよび／または圧力センサを含むことができる。ポンプは、カテーテルに取り付けられた二重または単一のリザーバ（一方のリザーバは、薬物を含み、もう一方は、人工ＣＳＦまたは薬物緩衝剤などの別の流体を含む）を有する埋め込み型チャンバポンプとすることができる。カテーテルを介した注入は、（ｉ）１つの管腔／出口、複数の管腔／出口、または同じ管腔／複数の互い違いにサイズ設計された出口を通してゆっくりと連続的に、（ｉｉ）拍動注入、（ｉｉｉ）薬物および薬物緩衝剤の連続注入、ならびに／または（ｉｖ）拍動を生み出すために、正味の正の注入を使用して注入／吸引する、ことを含むことができる。
本明細書のシステムは、ＣＳＦ空間にパルスを送り（少量を引き出し、かつ注入することによって）、ＣＳＦ空間に微小拍動性を生成して、間質空間および他の小空間の薬物摂取を増強することができる。
本明細書のシステムは、リアルタイムの薬物注入／圧力データを監視するための（無線アーキテクチャなどを介して）コンピュータに接続された埋め込み型ポンプを含むことができる。注入速度の低下、圧力の上昇、または他の検出されたパラメータは、介護者またはユーザに送信されるアラートを起動することができる。
本明細書のシステムおよび方法は、パーキンソン病、フリートライヒ運動失調症、キャナバン病、ＡＬＳ、先天性発作、ドラベ症候群、疼痛、ＳＭＡ、タウオパチー、ハンチントン病、脳／脊椎／ＣＮＳ腫瘍、炎症、ハンター、アルツハイマー病、水頭症（水頭症の治療法）、サンフィリポＡ型、同Ｂ型、てんかん、プレビジュアーゼてんかん、ＰＣＮＳＬ、ＰＰＭＳ、急性播種性脳脊髄炎、進行性パーキンソン病患者における運動変動のＲｘ、急性反復性発作、てんかん重積持続状態、ＥＲＴ、および／または腫瘍性髄膜炎を含む様々な状態または疾患のいずれかを治療するために使用することができる。
本明細書のシステムおよび方法は、アンチセンスオリゴヌクレオチド、アデノウイルス、遺伝子編集および遺伝子スイッチを含む遺伝子治療（ＡＡＶおよび非ＡＡＶ）、腫瘍溶解性免疫療法、モノクローナルおよびポリクローナル抗体、ステレオピュア核酸、小分子、メトトレキサート、エダバロン抱合体、コノトキシン、アボモルヒネ、プレドニゾロンヘミスクシナートナトリウム、カルビドパ／レボドパ、テトラベナジン、ＢＺＤ（ジアゼパムおよびミダゾラム）、アルファキサロンもしくは他の誘導体、シクロホスファミド、イデュルスルファーゼ（エラプレース）、イズロニダーゼ（アルドラザイム）、トポテカン、および／またはブスルファンを含む様々な薬物のいずれかを送達するために使用することができる。
自動注射器シリンジポンプ
本明細書のシステムは、髄腔内およびそれを越えて薬物を送達するという、満たされていないニーズに対処するために、カスタマイズされた薬物送達プラットフォームを提供することができる。これは、血液脳関門（ＢＢＢ）の存在が中枢神経系（ＣＮＳ）への薬物送達の主要な障害であるため、ＣＮＳに特に有用であり得る。ＢＢＢを回避することによって薬物をＣＮＳに送達する最も現実的な方法は、髄腔内空間を経由することである。ただし、現在の手動髄腔内送達技術は、最適ではなく、治療薬の送達には適していない。本明細書のシステムは、ＣＮＳ空間における治療の、改善された制御された再現可能な生体分布および広がりを提供することができる。例示的なシステムは、カスタムアルゴリズムを有するプログラム可能なマルチシリンジポンプを含むことができ、そのカスタムアルゴリズムは、治療法の制御された髄腔内送達を提供することができる。
例示的なシステムは、以下の特徴の任意の１つ以上を含むことができる。
駆動および動作条件：（ｉ）独立制御のトリプルドライブシステムシリンジポンプ。（ｉｉ）各ドライブは互いに通信することができる。（ｉｉｉ）各シリンジは、独立したプッシャーブロックで独立して操作することができる。各ドライブは、例えば、ＲＳ－２３２または他の接続を介して、ラップトップまたは他のコンピュータシステムを使用してプログラムすることができる。
ポンプ機能：（ｉ）ボーラスモード、（ｉｉ）拍動モード、（ｉｉｉ）ランプモード、（ｉｖ）可変流量モード、（ｖ）ターゲットボリューム、（ｖｉ）目標時間、（ｖｉｉ）流量、体積、サイクル数の変更、サイクル間の時間遅延の変更、圧力センサ入力への同期サイクルなどの機能変数、などのプログラムされたシーケンスで、各ドライブの注入／回収能力でプログラム可能である。
ソフトウェア：（ｉ）ポンプディスプレイおよび外部コンピュータシステムまたはラップトップの操作パラメータおよびステップをプログラミングする、（ｉｉ）複数（例えば、３つ）のドライブ間の通信、（ｉｉｉ）インライン圧力センサと相互作用する能力のための統合されたプログラム可能なソフトウェア。
クランプシステム：ポンプには、事前にプログラムされた時間に配管セットをクランプするための自動クランプシステムを含むことができる。クランプシステムは、複数の延長ラインをクランプおよびクランプ解除することができる。クランプシステムは、注入プロファイル設定に基づいて、または別のプログラムを使用してクランプすることができる。クランプシステムには、管腔および延長ラインのための明確に識別されたポートを含むことができる。
センサ：ポンプは、圧力センサ、１ＣＰセンサなどの組み込み／インラインセンサと通信することができる。
不揮発性メモリ：設定、薬物投与量プロファイル、シリンジプロファイル（カスタム入力を含む）、異なるシリンジタイプの許容可能な力の制限、および／または他の様々なデータが、不揮発性メモリを含むシステム内に格納することができる。
アラーム：システムは、流量、圧力、気泡、空のシリンジ、緊急停止、高ＩＣＰ圧力、高インライン圧力などに基づいて、可聴、視覚、触覚、または他のアラームを提供することができる。
人間工学：システムは、コンパクトなデザインを有し、持ち運びが可能であり、滑らかなエッジおよび特徴、ならびにカスタムアートワークおよび色を使用することができる。
ポンプシステムのドライブは、次の仕様の任意の１つ以上を有することができる。
ポンプの動作精度：±０．２５％
ポンプのフロー精度：±２％
再現性：±０．０５％
シリンジの互換性：２５０μｌ～５０ｍｌ
最小流量：１μｌ／分
最大流量：１００ｍｌ／分
ディスプレイ：あり
不揮発性メモリ：あり（すべての設定を格納するため）
コネクタ：ＵＳＢ；ＲＳ－４８５；ＲＳ－２３２
線形力（最大１００％力）：７５ｌｂｓ（調整可能な力）
ドライバモータ：０．９度のステッピングモータ制御（４００ステップ／回転に相当）、または１．８度のステッピングモータ制御（２００ステップ／回転に相当）。
モータ駆動制御：１／３２マイクロステップまたは１／１６マイクロステップのマイクロプロセッサ
最小プッシャー移動速度：約０．２４ｍｍ／分（２５０μｌシリンジ＝６０ｍｍおよび５０ｍｌシリンジ＝８１ｍｍのスケール長を想定）
最大プッシャー移動速度：約５１ｍｍ／分（２５０μｌシリンジ＝６０ｍｍおよび５０ｍｌシリンジ＝８１ｍｍのスケール長を想定）
ＡＣ／ＤＣアダプタ：標準
ストール検出：２つの独立したストール検出
ポンプシステム
本明細書のシステムは、ポンプシステムを含むことができる。ポンプシステムは、１～１０個の注射可能な薬瓶または注射器シリンジを保持するように構成することができ、各々は、別個のドライブ上または同期ドライブを介して独立して動作することができる。ポンプシステムは、ＣＳＦの吸引および注入に対して独立したシリンジまたは同じシリンジを使用することができる。注入プロファイルは、臨床の注入プロトコルに基づいて手動またはリモートでカスタマイズすることができる。リモートコントロール（ケーブル接続されたハンドモジュールまたはローカルワイヤレス）機能は、開始／停止、監視、またはプログラム／パラメータの設定に及び得る。注入／吸引プログラム／プロファイルは、事前に計画するか、参照用に媒体上に格納するか、または使用することができる。ポンプは、患者または環境の監視されたパラメータを組み込んで、表示、フィードバック、および／または注入／吸引制御のアルゴリズム入力のためのデータとして統合することができる。
システムは、プログラム可能な手動で、または薬物プロトコルごとの注入／吸引のための安全なクラウドアルゴリズムを介して、カスタマイズ可能なソフトウェアを含むことができる。このシステムは、対象の標的（ＴＯＩ）への薬物の濃度を上げる必要性に基づいてプログラム可能であり得る。ソフトウェアは、同じまたは異なる流量で同時に並行して注入および吸引するように構成することができる。ソフトウェアは、シリンジに関して選択可能で、同時にまたはシーケンス化させて、様々な装置ポートの位置から注入／吸引することができる。このソフトウェアは、体積、流量、吸引および注入、定率注入、パルス注入、ステップランプ注入、吸引のタイミング、ならびに注入遅延等の注入／吸引プロファイルの異なるモードの選択を可能にすることができる。
薬物注入プロトコルデータは、ポンプシステムに入力することができる。データは、手動またはリモートで（例えば、安全なクラウド経由で）入力され得、ＵＳＢで事前にプログラムされ得、他のいくつかのタイプのハードドライブ／ハードワイヤから入力され得、クラウドなどからダウンロードされ得る。
このシステムは、クラウドに注入データおよび患者データを格納することができる。システムは、ベッドサイドに置けるほどコンパクトであり得る。システムは、ＭＲと互換性があり得る。システムは、毎分呼吸（ＲＰＭ）入力、呼吸横隔膜運動入力、患者のＥＣＧのための電気入力、呼吸、ＣＳＦ圧力、動脈／静脈圧力、または他の生理学的パラメータを含むことができる。システムは、これらの患者変数を使用して、小さなパルス（例えば、０．１～１．０ｍＬ）で注入の時間を計り、薬物を望ましいプロファイルに広げることができる。
システムは、患者が、例えば、ベストなどの衣料品に配置または着用する１つ以上のウェアラブルセンサに接続することができ、そこでは、センサまたはベストは、拍動注入とタイミングを合わせて圧縮／減圧して、ＣＳＦ空間内の薬物の広がりを促進させることができる。
システムは、色を切り替えるライトガイドに接続して、患者に光で呼吸するように指示することができ、注入パルスは、制御された最大広がりのために光にタイミングを合わせることができる。
システムは、時間と共に処方された注入の間にインライン圧力測定システムに接続し、圧力データを分析してポンプを緊急停止するように指示することができる。
システムは、患者の異なる状態を監視するためのコンピュータおよびセンサへの無線接続能力を含むことができる。システムは、必要または望ましいときに、二次注入の自動送達を提供するように構成することができる。システムは、線量精度のための較正容量をリモートするように構成することができる。線量データは、二次計算ソフトウェアに送信されて、注入プロファイル対送達された線量をリアルタイムで監視して、線量の精度を確保することができる。システムは、ポンプ注入データが、いつでもどのコンピュータからでもアクセスされ、患者注入情報およびポンプデータ管理にアクセスすることができるように構成することができる。システムは、インライン空気を検出して排除する自動プライミング機能を含めることができる。プライミング瓶は、個別に選択でき、ポンプは、その瓶からの流体を使用して、システム内に空気が存在しなくなるまで、接続されたラインを装薬することができる。システムは、注入の終わりに制御された様態でインライン空気を導入して注入するように構成され、薬物のデッドボリュームを最小限に抑えることができる。
薬物送達システムは、少なくとも１つの流体管腔を有するカテーテルと、カテーテルを通して流体を注入するように構成されたポンプと、患者の生理学的パラメータを測定するように構成されたセンサと、カテーテルを通る薬物の注入を、センサによって測定された生理学的パラメータと調和させるためのポンプを制御するコントローラとを含む。
システムは、以下のうちの１つ以上を含むことができ、すなわち、コントローラは、注入頻度を、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の頻度と同期させること、コントローラは、注入フェーズを、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の位相と同期させること、コントローラは、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の正弦波近似を確立し、注入を正弦波近似の上昇波と同期させること、コントローラは、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の正弦波近似を確立し、注入を正弦波近似の下降波と同期させること、センサは、髄腔内圧力を測定するように構成されていること、センサは、髄腔内圧力を測定するように構成された第１センサと、心拍数を測定するように構成された第２センサと、を含むこと、コントローラは、以下において操作可能であり、すなわち、注入が実行されず、かつコントローラが心拍数と髄腔内圧力との相関を確立する学習モードが、第１および第２のセンサの出力、ならびに、コントローラがカテーテルを介した薬物の注入を、第２のセンサの出力に基づく、患者の髄腔内拍動と調和させる注入モードに基づいていること、カテーテルと流体連通している埋め込み可能型ポートと、注入ポートと嵌合するように構成された体外注射器と、をさらに含むこと、カテーテルは、第１および第２の流体管腔を含み、コントローラは、センサによって測定される生理学的パラメータと連携して、第１の流体管腔を通じて流体を交互に吸引し、第２の流体管腔を通じて流体を注入するためのポンプを制御するように構成されていること、または、センサは、心拍数、髄腔内圧力、髄腔内拍動率、呼吸数、肺活量、胸部拡張、胸部収縮、胸腔内圧力、および内腔内圧力のうちの少なくとも１つを測定するように構成されていること、である。
患者に薬物を送達する方法が開示されており、その方法は、患者の髄腔内空間にカテーテルを挿入することと、センサを使用して患者の生理学的パラメータを測定することと、コントローラを用いてカテーテルを通る薬物の注入を、センサによって測定された生理学的パラメータと調和させるためのポンプを制御することと、を含む。
この方法は、以下のうちの１つ以上を含むことができ、すなわち、注入頻度を、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の頻度と同期させること、センサによって測定された注入フェーズを、患者の自然髄腔内拍動のフェーズと同期させること、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の正弦波近似を確立し、注入を正弦波近似の上昇波と同期させること、センサによって測定された患者の自然髄腔内拍動の正弦波近似を確立し、注入を正弦波近似の下降波と同期させること、センサは、髄腔内圧力を測定するように構成されていること、センサは、髄腔内圧力を測定するように構成された第１のセンサと、心拍数を測定するように構成された第２のセンサと、を含むこと、注入が行われていないときの第１および第２のセンサの出力に基づいて心拍数と髄腔内圧力との間の相関を確立し、カテーテルを介した薬物の注入を、第２のセンサの出力に基づいて患者の髄腔内拍動と調和させること、カテーテルは、第１および第２の流体管腔を含み、方法は、センサによって測定される生理学的パラメータと連携して、第１の流体管腔を通して流体を交互に吸引し、第２の流体管腔を通して流体を注入するためのポンプを制御することを含むこと、センサは、心拍数、髄腔内圧力、髄腔内拍動率、呼吸数、肺活量、胸部拡張、胸部収縮、胸腔内圧力、および腹腔内圧力のうちの少なくとも１つを測定するように構成されていること、カテーテルは、患者の脊椎に沿って延在するように挿入され、少なくともカテーテルの一部分が患者の脊椎の頸部領域に配設され、少なくともカテーテルの一部分が患者の脊椎の腰部領域に配設されていること、カテーテルを介して複数の異なる薬物を送達し、各々の薬物は、カテーテルのそれぞれの流体管腔を介して送達されること、コントローラを使用してポンプを制御し、カテーテルを通して流体を吸引すること、カテーテルは、カテーテルの長さに沿って頭尾方向に離間して配置された複数の出口ポートを含み、方法は、カテーテルの第１のポートを通じて薬物を注入し、カテーテルの第２のポートを通じて流体を吸引することを含み、第２のポートは、第１のポートに対して頭部側であること、薬物は、患者の脊椎の頸部に配設されたカテーテルのポートを通して注入され、注入された薬物を頭蓋腔内に前進させること、患者からある量のＣＳＦを吸引すること、カテーテルの第１の近位ポートを介して薬物を注入しながら、カテーテルの第２の遠位ポートを介してＣＳＦを吸引して、第１のポートと第２のポートとの間に薬物のボーラスを形成すること、先に抽出されたＣＳＦをボーラスの近位の位置に注入して、ボーラスを遠位方向に促すこと、患者から吸引されたＣＳＦ量は、患者の総ＣＳＦ量に対して約１０％を占めること、カテーテルは、患者の経皮的腰椎穿刺を通して挿入されること、注入は、第１の量の薬物の注入と第２の量の薬物の吸引とを交互に行うことを含み、第２の量は、第１の量未満であること、薬物は、標的領域に送達され、標的領域は、患者の髄腔内、患者の軟膜下領域、患者の小脳、患者の歯状核、患者の後根神経節、および患者の運動ニューロンのうちの少なくとも１つであること、薬物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ステレオピュア核酸、ウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、非ウイルス遺伝子治療、ベキソソーム、およびリポソームのうちの少なくとも１つを含むこと、この方法は、薬物を送達することによる遺伝子治療の実施、薬物を送達することによる遺伝子編集の実施、薬物を送達することによる遺伝子スイッチングの実施、および薬物を送達することによる非ウイルス遺伝子治療の実施のうちの少なくとも１つを含むこと、患者の総ＣＳＦ量を判定し、総ＣＳＦ量に基づいて注入を調整すること、である。
患者に薬物を送達する方法が開示され、この方法は、患者の髄腔内空間にカテーテルを挿入することと、コントローラを用いて、カテーテルを通して薬物を注入するためのポンプを制御することと、コントローラを用いて、カテーテルを通して流体を吸引するためのポンプを制御することと、患者内の標的部位への薬物の送達を標的とするための当該注入および当該吸引を制御することとを含む。
この方法は、以下のうちの１つ以上を含むことができ、すなわち、注入は、患者の自然ＣＳＦ拍動を無効にして、標的部位に向けて薬物を促すこと、注入は、患者の自然ＣＳＦ拍動と協調して、標的部位に向けて薬物を促すこと、注入は、薬物のボーラスを送達し、次いでボーラスの背後にある流体のパルス状送達を実行して、ボーラスを標的部位に向かって促すことを含むこと、流体は、薬物、緩衝剤、およびカテーテルを通して患者から吸引されたＣＳＦのうちの少なくとも１つを含むこと、カテーテルの少なくとも一部分が標的領域内に配設されていること、注入および吸引の少なくとも一方は、患者の生理学的パラメータと調整されること、生理学的パラメータは、心拍数、髄腔内圧力、髄腔内拍動率、呼吸数、肺活量、胸部拡張、胸部収縮、胸腔内圧力、および腹腔内圧力のうちの少なくとも１つであること、カテーテルは、第１および第２の流体管腔を含み、方法は、第１の流体管腔を通じて流体を交互に吸引し、第２の流体管腔を通じて流体を注入するためのポンプを制御することを含むこと、カテーテルは、患者の脊椎に沿って延在するように挿入され、少なくともカテーテルの一部分が患者の脊椎の頸部に配設され、少なくともカテーテルの一部分が患者の腰部に配設されていること、患者からある量のＣＳＦを吸引し、カテーテルの第１の近位ポートを通じて薬物を注入しながら、カテーテルの第２の遠位ポートを通じてＣＳＦを吸引して第１と第２のポートとの間に薬物のボーラスを形成し、ボーラスの近位の位置で先に抽出されたＣＳＦを注入してボーラスを遠位方向に促すこと、第１の量の薬物の注入と第２の量の薬物の吸引とを交互に行い、第２の量は、第１の量未満であること、標的部位は、患者の髄腔内、患者の軟膜下領域、患者の小脳、患者の歯状核、患者の後根神経節、および患者の運動ニューロンのうちの少なくとも１つであること、薬物は、アンチセンスオリゴヌクレオチド、ステレオピュア核酸、ウイルス、アデノ随伴ウイルス（ＡＡＶ）、非ウイルス遺伝子治療、ベキソソーム、およびリポソームのうちの少なくとも１つを含むこと、薬物を送達することによる遺伝子治療を実施すること、薬物を送達することによる遺伝子編集を実施すること、薬物を送達することによる遺伝子スイッチングを実施すること、および薬物を送達することによる非ウイルス遺伝子治療を実施することのうちの少なくとも１つであること、患者の総ＣＳＦ量を判定し、総ＣＳＦ量に基づいて注入および／または吸引を調整すること、である。
薬物送達カテーテルが開示されており、このカテーテルは、第１の流体ポートまで延在する第１の流体管腔、第２の流体ポートまで延在する第２の流体管腔、およびガイドワイヤ管腔を有する先端と、ハブと、先端の第１の流体管腔と流体連通する第１の流体管腔を画定する第１の流体管、先端の第２の流体管腔と流体連通する第２の流体管腔を画定する第２の流体管、先端のガイドワイヤ管腔内に配設された遠位端を有するガイドワイヤ、および少なくとも１つの内部チャネルを画定するシースを有する本体とを含み、少なくとも１つの内部チャネルの中には、ガイドワイヤと、第１および第２の流体管とが配設されており、シースは、ハブの遠位端から先端の近位端まで延在する。
装置は、以下のうちの１つ以上を含むことができ、すなわち、先端は、テーパ状の遠位端を有すること、第１および第２の流体ポートは、先端の中心長手方向軸からオフセットされていること、第１および第２の流体ポートの少なくとも一方は、先端の中心長手方向軸に対して垂直に、またはそれに対して斜めの角度に向けられていること、第１および第２の流体管は、ハブを通して途切れることなく延在すること、第１および第２の流体管は、近位延長管が選択的に結合され得るそれぞれのコネクタにおいてハブ内で終端すること、ガイドワイヤは、ハブを通して途切れることなく延在すること、第１および第２の流体管は、その近位端においてそれぞれの流体コネクタを有すること、第１および第２の流体管のうちの少なくとも一方は、溶融シリカから形成されること、第１および第２の流体管のうちの少なくとも１つは、収縮管でコーティングされていること、シースは、ポリウレタンから形成されていること、シースは、第１および第２の流体管のうちの少なくとも一方の流体ポートと流体連通してその中に形成された開口部を含むこと、第１および第２のポートのうちの少なくとも一方は、螺旋状の内部を有すること、第１および第２のポートのうちの少なくとも一方は、ポートの遠位端に向かって先細になる内部を有すること、第１の流体ポートは、第２の流体ポートの近位にあること、カテーテル内に回転可能に取り付けられたオーガ、カテーテル内に配設された圧電トランスデューサ、である。
経皮的針装置が開示されており、その装置は、内部に少なくとも１つの管腔を画定する細長いシャフトと、細長いシャフトの遠位端に配設されたセンサと、細長いシャフトに装着された、センサの出力を表示するように構成されたディスプレイと、細長いシャフトの近位端に配設された、少なくとも１つの管腔と流体接続をするためのコネクタとを含む。
装置は、針の管腔と流体連通する流体リザーバおよび平らなドームを含み得、平らなドームの作動は、リザーバから針の管腔を通して流体をポンピングするのに有効である。
カテーテルが開示されており、そのカテーテルは、内部に形成された１つ以上の流体管腔を有する細長い本体と、カテーテルの壁に形成された、螺旋状スリットによって画定されている流体ポートと、を含む。
カテーテルは、以下のうちの１つ以上を含むことができ、それらは、実質的に球面体によって画定される非外傷性遠位先端、遠位に面する流体ポートを含むカテーテル、カテーテルの縮径部分の側壁に形成されている螺旋状スリット、カテーテルの本体とカテーテルの縮径部分との間にテーパ状移行部を含むカテーテルである。
患者固有の注入方法が開示されており、その注入方法は、患者の総ＣＳＦ量を判定することと、判定された患者の総ＣＳＦ量に基づいて、患者からある量のＣＳＦを吸引することと、患者の髄腔内空間に薬物を注入することとを含む。
この方法は、以下のうちの１つ以上を含むことができ、それらは、薬物を注入した後、患者の吸引されたＣＳＦを注入して、髄腔内の所望の方向に薬物を押し出すこと、ＣＳＦの総量は、患者の中枢神経系の術前画像から判定されること、ＣＳＦの吸引量は、患者の全ＣＳＦ量の約１％～約２０％の範囲であること、ＣＳＦの量を吸引しながら薬物を注入することである。
少なくとも１つの流体管腔を有する髄腔内カテーテルまたは針と、プログラムされた注入プロファイルに従ってカテーテルを通して流体を注入するように構成されたポンプと、を含む薬物送達システムが開示されている。ポンプは、複数のシリンジを含むことができる。
カテーテルを患者の髄腔内に挿入することを含む方法が開示されており、カテーテルは、患者の成長に伴って長さが増加するように構成されている。
この方法は、カテーテルの余剰の管腔が最初にポートと共に埋め込まれ、患者が成長するにつれて、カテーテルは、患者の成長に伴って長さが延長するように操作することができること、または、カテーテルの軸方向の張力が患者の成長に伴って長さを増加させるのを可能にするための遠位アンカ機構、のうちの１つ以上を含むことができる。
脊椎の腰部、胸部、および頸部領域、ならびに脳に標的注入を適用する方法が開示されている。この方法は、髄腔内の特定区域を標的とする注入プロファイル、および標的を支援する機構を使用することを含むことができる。
埋め込み中のカテーテルの回遊を回避するために、患者の脊柱内にカテーテルを固定する方法が開示されている。
患者の腰部領域から頸部領域にカテーテルを容易に埋め込む方法が開示されている。この方法は、そのような容易な埋め込みのために構成されたカテーテルを含むことができる。
注射中の最大分散のために構成された針が開示されている。この針は、薬物および緩衝剤の注入を同時にまたは独立して可能にする複数の管腔を含むことができる。
２０１５年５月１１日に出願された米国仮出願第６２／１５９，５５２号、２０１５年１０月１０日に出願された米国仮出願第６２／２３９，８７５号、２０１６年３月４日に出願された米国仮出願第６２／３０３，４０３号、２０１６年５月１１日に出願された米国出願第１５／１５１，５８５号、および２０１７年７月２８日に出願された米国出願第１５／６６２，４１６号は、すべてそれらの全体が参照により本明細書に組み込まれる。
特定の実施形態を参照して本発明を説明してきたが、説明した本発明の概念の趣旨および範囲内で多くの変更を行うことができることを理解されたい。したがって、本発明は記載された実施形態に限定されないことが意図される。
〔実施の態様〕
（１） 患者の体腔中に埋め込み可能であるカテーテルであって、
近位端と遠位端との間に延在する本体と、
前記本体内に延在する少なくとも１つの管腔と、
前記本体の前記遠位端における遠位出口と、
前記本体の長さに沿って互い違いに配置され、かつ前記本体の周縁の周りに配列された複数の放射状出口と、を備える、カテーテル。
（２） 前記複数の放射状出口が、前記遠位出口の断面積未満の総断面積を有する、実施態様１に記載のカテーテル。
（３） 前記遠位出口が、互い違いに分岐した遠位出口を備える、実施態様１または２に記載のカテーテル。
（４） 互い違いに分岐した遠位出口のうちの少なくとも１つに結合された制御ワイヤをさらに備え、前記制御ワイヤが、互い違い配置された遠位出口を原位置で分岐させるように作動可能である、実施態様３に記載のカテーテル。
（５） 前記少なくとも１つの管腔が、前記本体内に延在する複数の管腔を含む、実施態様１または２に記載のカテーテル。
（６） 前記遠位出口が、前記本体の前記遠位端において螺旋状に配設された、前記複数の管腔の複数の遠位出口を備える、実施態様５に記載のカテーテル。
（７） 前記複数の放射状出口が、変動する大きさを有する前記複数の管腔のうちの１つ以上の複数の放射状出口を備える、実施態様５または６に記載のカテーテル。
（８） 前記複数の放射状出口が、前記複数の管腔の側面管腔の１つ以上の円弧において螺旋状の切り込みを備える、実施態様５に記載のカテーテル。
（９） 前記複数の管腔のうちの少なくとも１つが、三日月形または円弧形の横断面を有する、実施態様５～８のいずれかに記載のカテーテル。
（１０） 前記複数の管腔のうちの１つが、取り外し可能なガイドワイヤを受容するように構成された専用ガイドワイヤ管腔を備える、実施態様５～９のいずれかに記載のカテーテル。
（１１） 前記本体内に延在する操縦可能なワイヤをさらに備える、実施態様１～９のいずれかに記載のカテーテル。
（１２） 前記本体が、前記遠位出口、前記複数の放射状出口の近位端、または前記複数の放射状出口の遠位端のうちの１つ以上に隣接して配設された放射線不透過性マークをさらに備える、実施態様１～１１のいずれかに記載のカテーテル。
（１３） 前記本体が、選択的に拡張可能な本体を備える、実施態様１～１２のいずれかに記載のカテーテル。
（１４） 前記選択的に拡張可能な本体が、第１の束状構成から第２の延伸構成に拡張可能である外側シースを含む、実施態様１３に記載のカテーテル。
（１５） 前記選択的に拡張可能な本体が、皮下ポートの周りに巻き付けられるように構成された近位部分を備え、そのため、前記ポートの回転が、前記本体を拡張させる、実施態様１３に記載のカテーテル。
（１６） 前記本体を前記体腔内の所望の位置に選択的に保持するための保持機構をさらに備える、実施態様１～１５のいずれかに記載のカテーテル。
（１７） 前記保持機構が、バルーンであって、前記バルーンが前記本体を前記体腔内の中央に位置し、流体の流れが前記バルーンを通過することを可能にする第１の膨張状態と、前記バルーンが前記体腔を閉塞する第２の膨張状態と、を有する、バルーン、を備える、実施態様１６に記載のカテーテル。
（１８） 前記バルーンが、遠位方向における流れを制御もしくは制限するように前記近位に、または近位方向における流れを制御もしくは制限するように前記遠位端に隣接して、前記本体に結合されている、実施態様１７に記載のカテーテル。
（１９） 前記バルーンが、前記バルーン間の流れを制御もしくは制限するか、または指定された場所に治療薬を保持するように、同時に膨張可能である複数のバルーンを含む、実施態様１７に記載のカテーテル。
（２０） 前記バルーンが、前記本体に固定されている、実施態様１７～１９のいずれかに記載のカテーテル。
（２１） 前記保持機構が、前記体腔内に本体を固定するように前記本体内の格納位置から事前形成された形状の保持位置まで延伸可能である形状記憶ワイヤを含む、実施態様１６に記載のカテーテル。
（２２） 前記本体が、内側ライナー層、補強層、および外側ジャケットを含む多層構造を含む、実施態様１～２１のいずれかに記載のカテーテル。
（２３） 前記補強層が、網目状またはコイル状の層を含む、実施態様２２に記載のカテーテル。
（２４） 前記補強層が、前記体腔内で前記本体をナビゲートするように構成された操縦ワイヤをさらに含む、実施態様２３に記載のカテーテル。
（２５） 前記多層構造が、局所的浸透を可能にする親水性層またはナノ多孔質層と交互に並ぶ穿孔パターンを有する構造層を含む、実施態様２２～２４のいずれかに記載のカテーテル。
（２６） 前記構造層が、層間にリザーバを画定する２つの構造層を含む、実施態様２５に記載のカテーテル。
（２７） 前記親水性層またはナノ多孔質層が、所定の流体または注入圧力と接触する際に解放されるように構成された処理法を含む、実施態様２５または２６に記載のカテーテル。
（２８） 前記本体が、流体チャネルを外側に作り出すように、前記本体の外面上に長手方向のチャネルを形成する、外側に延在する長手方向の隆起を含む、実施態様１～２７のいずれかに記載のカテーテル。
（２９） パーキンソン病、フリートライヒ運動失調症、キャナバン病、ＡＬＳ、先天性発作、ドラベ症候群、疼痛、ＳＭＡ、タウオパチー、ハンチントン病、脳／脊椎／ＣＮＳ腫瘍、炎症、ハンター、アルツハイマー病、水頭症、サンフィリポＡ型、同Ｂ型、てんかん、プレビジュアーゼてんかん、ＰＣＮＳＬ、ＰＰＭＳ、急性播種性脳脊髄炎、進行性パーキンソン病患者における運動変動のＲｘ、急性反復性発作、てんかん重積持続状態、ＥＲＴ、または腫瘍性髄膜炎のうちの１つ以上を治療するために使用される１回以上の投薬量をさらに含む、実施態様１～２８のいずれかに記載のカテーテル。
（３０） アンチセンスオリゴヌクレオチド、アデノウイルス、遺伝子編集および遺伝子スイッチを含む遺伝子治療（ＡＡＶおよび非ＡＡＶ）、腫瘍溶解性免疫療法、モノクローナルおよびポリクローナル抗体、ステレオピュア核酸、小分子、メトトレキサート、エダバロン抱合体、コノトキシン、アボモルヒネ、プレドニゾロンヘミスクシナートナトリウム、カルビドパ／レボドパ、テトラベナジン、ＢＺＤ（ジアゼパムおよびミダゾラム）、アルファキサロンもしくは他の誘導体、シクロホスファミド、イデュルスルファーゼ（エラプレース）、イズロニダーゼ（アルドラザイム）、トポテカン、またはブスルファンの１回以上の投薬量をさらに含む、実施態様１～２９のいずれかに記載のカテーテル。
（３１） 薬物送達システムであって、
少なくとも１つの流体管腔を有する髄腔内カテーテルまたは針と、
プログラムされた注入プロファイルに従って、前記カテーテルを通して流体を注入するように構成されたポンプと、を備える、薬物送達システム。
（３２） 前記ポンプが、複数のシリンジを含む、実施態様３１に記載のシステム。
（３３） 方法であって、
患者の髄腔内空間にカテーテルを挿入することであって、前記カテーテルが、前記患者の成長と共に長さが増加するように構成されている、挿入すること、を含む、方法。
（３４） 前記カテーテルの超過した管腔が、初期に、ポートと共に埋め込まれ、前記患者が成長するに従って、前記カテーテルが、患者の成長と共に長さが延伸するように操作され得る、実施態様３３に記載の方法。
（３５） 軸方向張力が、カテーテルの長さを患者の成長と共に増加させることができる遠位固定機構をさらに含む、実施態様３３に記載の方法。
（３６） 脊椎の腰部、胸部、および頸部領域、ならびに脳を標的にした注入を適用する方法。
（３７） 前記髄腔内の特定区域を標的にする注入プロファイル、および標的時に支援するための機構を使用することをさらに含む、実施態様３６に記載の方法。
（３８） 埋め込み中のカテーテルの回遊を回避するように、患者の脊柱内にカテーテルを固定する方法。
（３９） 患者の前記腰部領域から前記頸部領域にカテーテルを容易に埋め込む方法。
（４０） かかる容易な埋め込みのために構成されたカテーテルをさらに含む、実施態様３９に記載の方法。
（４１） 注射中の最大分散のために構成された針。
（４２） 前記針が、薬物および緩衝剤の注入を同時にまたは独立して可能にするための複数の管腔を含む、実施態様４１に記載の針。
（４３） 流体源への接続を確立するための配管セットをさらに備える、実施態様４１または４２に記載の針。
（４４） 多層複合構造を有する、実施態様４１～４３のいずれかに記載の針。
（４５） 前記多層複合構造が、
穿孔アレイを含む構造層と、
ナノ多孔質層または親水性層と、を備える、実施態様４４に記載の針。
（４６） 前記構造層と、前記ナノ多孔質層または親水性層との間にリザーバをさらに備える、実施態様４５に記載の針。
（４７） 複数の軸方向に整列された開口部またはスロットと、前記針の周縁の周りに配設された３つ以上の開口部のリングと、を有する、非鋭利なペンシルポイント先端をさらに備える、実施態様４１～４６のいずれかに記載の針。
（４８） 長手方向に互い違い配置された側面ポートをさらに備える、実施態様４１～４７のうちのいずれかに記載の針。

Claims (37)

  1. 患者の体腔中に埋め込み可能であるカテーテルであって、
    近位端と遠位端との間に延在する本体と、
    前記本体内に延在する少なくとも１つの管腔と、
    前記本体の前記遠位端における遠位出口と、
    前記本体の長さに沿って互い違いに配置され、かつ前記本体の周縁の周りに配列された複数の放射状出口と、を備え、
    記少なくとも１つの管腔が、前記本体内に延在する複数の管腔を含み、前記遠位出口が、前記本体の前記遠位端において半径方向に分散した螺旋状に配設された、前記複数の管腔の複数の遠位出口を備える、カテーテル。
  2. 前記複数の放射状出口が、前記遠位出口の断面積未満の総断面積を有する、請求項１に記載のカテーテル。
  3. 前記遠位出口が、互い違いに分岐した遠位出口を備える、請求項１または２に記載のカテーテル。
  4. 患者の体腔中に埋め込み可能であるカテーテルであって、
    近位端と遠位端との間に延在する本体と、
    前記本体内に延在する少なくとも１つの管腔と、
    前記本体の前記遠位端における、互い違いに分岐した遠位出口と、
    前記本体の長さに沿って互い違いに配置され、かつ前記本体の周縁の周りに配列された複数の放射状出口と、を備え、
    前記互い違いに分岐した遠位出口のうちの少なくとも１つに結合された制御ワイヤを備え、前記制御ワイヤが、互い違い配置された遠位出口を互いに離間させるように作動可能である、カテーテル。
  5. 前記複数の放射状出口が、変動する大きさを有する前記複数の管腔のうちの１つ以上の複数の放射状出口を備える、請求項１に記載のカテーテル。
  6. 前記複数の放射状出口が、前記複数の管腔の側面管腔の１つ以上の円弧において螺旋状の切り込みを備える、請求項１に記載のカテーテル。
  7. 前記複数の管腔のうちの少なくとも１つが、三日月形または円弧形の横断面を有する、請求項１～３および５～６のいずれか一項に記載のカテーテル。
  8. 前記複数の管腔のうちの１つが、取り外し可能なガイドワイヤを受容するように構成された専用ガイドワイヤ管腔を備える、請求項１～３および５～７のいずれか一項に記載のカテーテル。
  9. 前記本体内に延在する操縦可能なワイヤをさらに備える、請求項１～７のいずれか一項に記載のカテーテル。
  10. 前記本体が、前記遠位出口、前記複数の放射状出口の近位端、または前記複数の放射状出口の遠位端のうちの１つ以上に隣接して配設された放射線不透過性マークをさらに備える、請求項１～９のいずれか一項に記載のカテーテル。
  11. 前記本体が、選択的に拡張可能な本体を備える、請求項１～１０のいずれか一項に記載のカテーテル。
  12. 前記選択的に拡張可能な本体が、第１の束状構成から第２の延伸構成に拡張可能である外側シースを含む、請求項１１に記載のカテーテル。
  13. 前記選択的に拡張可能な本体が、皮下ポートの周りに巻き付けられるように構成された近位部分を備え、そのため、前記ポートの回転が、前記本体を拡張させる、請求項１１に記載のカテーテル。
  14. 前記本体を前記体腔内の所望の位置に選択的に保持するための保持機構をさらに備える、請求項１～１３のいずれか一項に記載のカテーテル。
  15. 前記保持機構が、バルーンであって、前記バルーンが前記本体を前記体腔内の中央に位置し、流体の流れが前記バルーンを通過することを可能にする第１の膨張状態と、前記バルーンが前記体腔を閉塞する第２の膨張状態と、を有する、バルーン、を備える、請求項１４に記載のカテーテル。
  16. 前記バルーンが、遠位方向における流れを制御もしくは制限するように前記近位に、または近位方向における流れを制御もしくは制限するように前記遠位端に隣接して、前記本体に結合されている、請求項１５に記載のカテーテル。
  17. 前記バルーンが、前記バルーン間の流れを制御もしくは制限するか、または指定された場所に治療薬を保持するように、同時に膨張可能である複数のバルーンを含む、請求項１５に記載のカテーテル。
  18. 前記バルーンが、前記本体に固定されている、請求項１５～１７のいずれか一項に記載のカテーテル。
  19. 前記保持機構が、前記体腔内に本体を固定するように前記本体内の格納位置から事前形成された形状の保持位置まで延伸可能である形状記憶ワイヤを含む、請求項１４に記載のカテーテル。
  20. 前記本体が、内側ライナー層、補強層、および外側ジャケットを含む多層構造を含む、請求項１～１９のいずれか一項に記載のカテーテル。
  21. 前記補強層が、網目状またはコイル状の層を含む、請求項２０に記載のカテーテル。
  22. 患者の体腔中に埋め込み可能であるカテーテルであって、
    近位端と遠位端との間に延在する本体と、
    前記本体内に延在する少なくとも１つの管腔と、
    前記本体の前記遠位端における遠位出口と、
    前記本体の長さに沿って互い違いに配置され、かつ前記本体の周縁の周りに配列された複数の放射状出口と、を備え、
    前記本体が、内側ライナー層、補強層、および外側ジャケットを含む多層構造を含み、
    前記補強層が、網目状またはコイル状の層を含み、
    前記補強層が、前記体腔内で前記本体をナビゲートするように構成された操縦ワイヤをさらに含む、カテーテル。
  23. 患者の体腔中に埋め込み可能であるカテーテルであって、
    近位端と遠位端との間に延在する本体と、
    前記本体内に延在する少なくとも１つの管腔と、
    前記本体の前記遠位端における遠位出口と、
    前記本体の長さに沿って互い違いに配置され、かつ前記本体の周縁の周りに配列された複数の放射状出口と、を備え、
    前記本体が、内側ライナー層、補強層、および外側ジャケットを含む多層構造を含み、
    前前記多層構造が、穿孔パターンを有する構造層または局所的浸透を可能にするナノ多孔質層を含む、カテーテル。
  24. 前記構造層が、層間にリザーバを画定する２つの構造層を含む、請求項２３に記載のカテーテル。
  25. 前記親水性層またはナノ多孔質層が、所定の流体または注入圧力と接触する際に解放されるように構成された処理材料を含む、請求項２３または２４に記載のカテーテル。
  26. 前記本体が、流体チャネルを外側に作り出すように、前記本体の外面上に長手方向のチャネルを形成する、外側に延在する長手方向の隆起を含む、請求項１～２５のいずれか一項に記載のカテーテル。
  27. パーキンソン病、フリートライヒ運動失調症、キャナバン病、ＡＬＳ、先天性発作、ドラベ症候群、疼痛、ＳＭＡ、タウオパチー、ハンチントン病、脳／脊椎／ＣＮＳ腫瘍、炎症、ハンター、アルツハイマー病、水頭症、サンフィリポＡ型、同Ｂ型、てんかん、プレビジュアーゼてんかん、ＰＣＮＳＬ、ＰＰＭＳ、急性播種性脳脊髄炎、進行性パーキンソン病患者における運動変動のＲｘ、急性反復性発作、てんかん重積持続状態、ＥＲＴ、または腫瘍性髄膜炎のうちの１つ以上を治療するために使用される１回以上の投薬量をさらに含む、請求項１～２６のいずれか一項に記載のカテーテル。
  28. アンチセンスオリゴヌクレオチド、アデノウイルス、遺伝子編集および遺伝子スイッチを含む遺伝子治療（ＡＡＶおよび非ＡＡＶ）、腫瘍溶解性免疫療法、モノクローナルおよびポリクローナル抗体、ステレオピュア核酸、小分子、メトトレキサート、エダバロン抱合体、コノトキシン、アボモルヒネ、プレドニゾロンヘミスクシナートナトリウム、カルビドパ／レボドパ、テトラベナジン、ＢＺＤ（ジアゼパムおよびミダゾラム）、アルファキサロンもしくは他の誘導体、シクロホスファミド、イデュルスルファーゼ（エラプレース）、イズロニダーゼ（アルドラザイム）、トポテカン、またはブスルファンの１回以上の投薬量をさらに含む、請求項１～２７のいずれか一項に記載のカテーテル。
  29. 薬物送達システムであって、
    請求項１～２８のいずれか一項に記載のカテーテルまたは請求項３１～３７のいずれか一項に記載された針と、
    プログラムされた注入プロファイルに従って、前記カテーテルを通して流体を注入するように構成されたポンプと、を備える、薬物送達システム。
  30. 前記ポンプが、複数のシリンジを含む、請求項２９に記載のシステム。
  31. 注射中の最大分散のために構成された針であって、
    前記針が、前記針の長手方向に垂直な方向に向かって積層されている多層複合構造を有する、針。
  32. 前記針が、薬物および緩衝剤の注入を同時にまたは独立して可能にするための複数の管腔を含む、請求項３１に記載の針。
  33. 流体源への接続を確立するための配管セットをさらに備える、請求項３１または３２に記載の針。
  34. 前記多層複合構造が、
    穿孔アレイを含む構造層と、
    ナノ多孔質層または親水性層と、を備える、請求項３１～３３のいずれか一項に記載の針。
  35. 前記構造層と、前記ナノ多孔質層または親水性層との間にリザーバをさらに備える、請求項３４に記載の針。
  36. 複数の軸方向に整列された開口部またはスロットと、前記針の周縁の周りに配設された３つ以上の開口部のリングと、を有する、非鋭利なペンシルポイント先端をさらに備える、請求項３１～３５のいずれか一項に記載の針。
  37. 長手方向に互い違い配置された側面ポートをさらに備える、請求項３１～３６いずれか一項に記載の針。
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