JP5020821B2 - 形状記憶薄膜塞栓防止装置 - Google Patents

Description

開示の内容

〔関連出願に対するクロス−リファレンス〕
本出願は、２００４年９月１７日に出願された米国仮特許出願第６０／６１０，８９８号の優先権を主張している。

〔発明の背景〕
〔技術分野〕
本発明は、経皮的血管形成術およびステント導入、または、外科手術、による血管疾患の治療に関する。より詳しくは、本発明は、血管疾患の治療中のマクロな塞栓形成、およびミクロな塞栓形成を減少させるシステムに関する。さらにより詳しくは、本発明は、潰すことができるフィルター装置（collapsible filter device）であって、フィルター要素が形状記憶薄膜（shape memory thin film）を含む、フィルター装置に関する。

〔背景技術〕
さまざまな外科的血管形成手技、および非外科的血管形成手技が、血管から閉塞を除去するために開発されてきた。バルーン血管形成術は、バルーンが先端に設けられたカテーテル（balloon tipped catheter）を用い、そのカテーテルは血管の狭窄した領域中に挿入されてよい。バルーンを膨張させることによって、狭窄した領域が拡張される。ステント導入は、バルーンで拡張した後に、閉塞の領域に金属製の骨組（scaffold）を半永久的に植え込むことを伴う。ステントは、血管形成バルーンに被せられて送達されることが多く、バルーンが膨張されると配備される。もう一つの代替法は、注入カテーテルによる薬剤の局所的な送達である。アテレクトミー（粥種切除術）のような、別の方法も提案されてきた。アテレクトミーでは、回転ブレードが動脈壁からプラークをそり落とすために用いられる。最後に、組織切除（tissue ablation）のような、別の方法が、心拍（heart rhythm）の電気的な異常を解決するために実行される場合がある。外科手術は、動脈からプラークを除去すること、または、閉塞を引き起こしているプラークをバイパスするように動脈にグラフトを取り付けること、を伴う。

これらの方法のすべてに共通する一つの課題は、プラークまたは血栓の一部が、偶然に解放されて、塞栓を結果的に生じ、これらが血管系の別の場所で堆積する可能性があることである。そのような塞栓は、患者にとって危険なことがあり、抹消循環床（distal circulatory bed）での重篤な機能障害を引き起こすことがある。

治療される血管によっては、このような塞栓は、脳卒中、または、心筋梗塞、あるいは四肢の虚血（limb ischemia）、を引き起こすことがある。

患者の大静脈に植え込むための血管フィルターまたは塞栓トラップがよく知られており、例えば、米国特許第４，７２７，８７３号、および、同第４，６８８，５３３号、に例示されている。さらに、さまざまな構造の血管フィルターを記載し、それらの血管フィルターの臨床的かつ実験的な使用の結果を報告する大量の医学文献が存在する。例えば、アイヘルターおよびシェンク（Eichelter & Schenk）による文献「肺塞栓症の予防法（Prophylaxis of Pulmonary Embolism）」、アーカイブス・オブ・サージェリー（Archives of Surgery）、第９７巻、１９６８年８月、ｐ．３４８以下（Vol. 97, August 1968, pp. 348 et seq.）を参照されたい。さらに、グリーンフィールドら（Greenfield, et al.）による文献「連続的な血流および塞栓の溶解を可能にする新たな大静脈内フィルター（A New Intracaval Filter Permitting Continued Flow and Resolution of Emboli）」、サージェリー（Surgery）、第７３巻第４号、ｐ．５９９〜ｐ．６０６、１９７３年（Vol. 73, No. 4, pp. 599-606 (1973)）を参照されたい。

血管フィルターは、手術部位で発生した血栓によってもたらされた肺塞栓症に患者が遭遇するリスクが認められる場合に、手術後の期間に用いられることが多い。典型的には、血管フィルターは、大静脈内に配置されて、手術部位から肺へ向かって通過する大きな塞栓を捕捉する。

従来技術の血管フィルターは、通常は、患者の血管系に半永久的に植え込まれるので、血管フィルターの必要が少なくなった後でさえも、血管フィルターは、手術によって除去しない限り、患者の生涯に亘って所定の位置に留まり続ける。米国特許第３，９５２，７４７号は、経静脈的に下大静脈内に半永久的に植え込まれるステンレス鋼製のフィルタリング装置（filtering device）を記載している。そのフィルタリング装置は、再発性の肺塞栓症の治療を意図されている。米国特許第４，８７３，９７８号は、カテーテル本体の遠位の端部に取り付けられたストレーナ（strainer）を有するカテーテル本体を含むカテーテル装置を記載している。ストレーナは、ストレーナが血管の断面にわたってほぼ広がり、通過する塞栓を捕らえる開いた構成（opened configuration）と、カテーテルを除去する間にストレーナが捕らえられた塞栓を保持する閉じた構成（closed configuration）との間を移動可能である。カテーテル本体の近位端部（at proximate end）で作動可能な機構が、ストレーナの選択的な開閉を可能にしている。典型的には、ストレーナは、カテーテル本体の遠位端部から近位端部まで延在するワイヤに取り付けられた頂点を有する、潰れることができる円錐体（collapsible cone）である。

永久的な植え込みは、中程度に望ましくないとみなすことができるが、この永久的な植え込みは、血管フィルターが主に潜在的に生命に脅威を及ぼす状況に対して患者の体内に植え込まれるので、これまで行われてきた。したがって、血管フィルターの永久的な植え込みの潜在的な不利益は受け入れられることが多い。

前述の方法の有用性にもかかわらず、通常の外科手術およびインターベンション処置に関連する塞栓形成を防止する装置および方法が依然として必要とされている。特に、外科手術または血管形成術の間に剥がれたプラークおよび血栓の部分を収集および回収するための、血管系内に配置できる装置を提供することが望ましい。

〔発明の概要〕
本発明の形状記憶薄膜塞栓防止装置（shape memory thin film embolic protection device）は、現在用いられている装置に関連する不利益を解決する。

ある態様に基づけば、本発明は、除去可能な経皮的に送達されるフィルターシステムを指向している。この経皮的に送達されるフィルターシステムは、送達システムを含み、この送達システムは、シース、および、送達システムに動作可能に結合されたフィルター部分を含む。フィルター部分は、近位端部（proximal end）、および遠位端部を有する。近位端部は、少なくとも１つの開口であって、この開口を通って流体が流れることを可能にする、少なくとも１つの開口を有し、遠位端部は、複数の孔であって、これらの孔を通って流体が流れることを可能にし、かつ、所定の寸法の粒子を捕獲するための複数の孔を有する。フィルター部分は、形状記憶薄膜材料で形成されている。

本発明は、血管疾患の外科手術またはインターベンション治療で用いるのに有用な血管フィルターシステムを提供する。マクロな塞栓形成およびミクロな塞栓形成は、血管形成術のような経皮的処置の間に起こることがあり、塞栓の形成は、軽度の脳卒中または重度の脳卒中（minor or major stroke）のリスクを増加させる。マクロな塞栓形成およびミクロな塞栓形成を低減するための本発明のシステムは、脳卒中のリスクを防止することを補助するのに非常に有用である。しかし、このシステムは、任意の、経皮的血管形成術、ステント導入、血栓崩壊、または組織切除処置、あるいは、塞栓形成のリスクがある外科手術でも有用である。本発明の血管フィルターシステムは、塞栓症を減少させ、同時に、脳またはその他の遠位の組織での灌流を可能にすることができる。このフィルターは、病変の横断からステントの配備までの全体の処置の間に用いられることのできるガイドカテーテルを通して、目的の位置へ送達されてよい。

本発明の形状記憶薄膜塞栓防止システムは、容易な送達、さまざまな形状の血管に対する追従性（compliance）、薄い輪郭形状（low profile）、および高い放射線不透過性を含む、複数の利点を提供する。

本発明は、添付の図面と共に、以下の詳細な説明を考慮することによって、明らかとなり、添付の図面中では、参照符号は、全図面を通して、類似の部分を示している。

〔好ましい実施の形態の詳細な説明〕
本発明は、本明細書に詳細に記載されているように、経皮的血管形成術、およびステント導入、ならびに、その他の血管手術および非血管手術で用いるための血管フィルターシステムに関し、かつ、血管手術中の遠位の塞栓症（distal embolism）を防止する。さらに、本発明のフィルターシステムは、塞栓形成を防止しながら遠位の灌流を可能にする。

ある例示的な実施の形態に基づけば、本発明は、循環系の血管への医療処置の分野で用いるための、低侵襲性の潰すことができるフレーム無しフィルター（frameless filter）を指向している。しかし、当業者が容易に理解するように、その他の用途に用いることも可能である。本質的には、フレーム無しフィルターは、医療処置中に組織片が剥がれるリスクがある任意の器官で用いることができる。フレーム無しフィルターは、好ましくは、物理蒸着法、または任意のその他の適切なプロセスによって作られた、バルーンカテーテルの拡張したバルーンと類似の形状の、形状記憶薄膜で作製されている。この装置は、装置の近位位置（proximal location）に設けられた、血液の流入を可能にする複数の入口開口（inlet openings）と、凝血塊および塞栓材料を濾過し、同時に血液がフィルターから流出することを可能にする遠位位置（distal location）に設けられた、例えば一連の孔（pores）のような、出口開口（outlet openings）と、を有する。薄膜で作られたフィルターは、潰すことができるバスケット形のフィルターであり、内部の支持構造を含まないように作製されていてよい。しかし、代替の例示的な実施形態では、所望の場合に、潰すことができる支持フレームが、このフィルターと共に用いられてよい。カテーテルの拘束シース（constraining sheath）が配備の間に引き抜かれると、フィルターの形状記憶特性によって、フィルターは、例えば、血管内の塞栓材料を捕獲するためのそのプログラムされた形状に再形成できるようになる。血液の流れが、その装置（フィルター）の配備を補助し、壁がより完全に抵抗できるようにしてよい。本質的には、血液の流れの力が、フィルターのバスケットが開くことを容易にする。さらに、フィルターのバスケットのさまざまな形状が、この配備プロセスを最適化するために用いられてよい。言い換えれば、任意のさまざまな適切な構成が、その血管または管状の器官中でフィルターが用いられるさまざまな血管または哺乳動物の解剖学的構造によってもたらされるその他の管状の器官に適応するために、フィルターバスケットを構成するためおよびフィルターバスケットの配備を構成するために用いられてよい。

フィルター装置は、潰すことができる形状で血管系の中に挿入されてよく、ガイドカテーテルを通してフィルター装置が配置される位置に送達されてよい。配備されると、フィルターは血管の断面にわたって広がり、血管を通って流れる血液がフィルターを通って送達されるようにする。フィルターの近位の入口部分は、血液および塞栓材料がフィルターに入ることを可能にするための複数の入口開口を有し、フィルターの遠位の出口部分は、血液の通過を可能にし、同時に塞栓材料をフィルター内に保持するための複数の小さい出口開口（孔）を有する。

図１は、血管１０２内に配置された例示的な形状記憶薄膜塞栓防止システム１００を示している。形状記憶薄膜塞栓防止システム１００は、矢印１０８の向きで流れる血液中の塞栓材料または凝血塊１０６を捕獲するための一連の孔１０４をシステム１００の遠位端部に含んでいる。薄膜の孔１０４は、塞栓材料を捕獲するが、血液がその孔１０４を容易に通過することを可能にする。形状記憶薄膜塞栓防止システム１００は、また、血液がフィルター内に流れ込むことを可能にするための入口開口１１０をシステム１００の近位端部に含んでいる。入口開口１１０の寸法および形状は、用途に応じて任意の適切な構造を有していてよい。形状記憶薄膜塞栓防止システム１００は、任意のさまざまな手段によって、送達システムに結合されていてよい。図示された例示的な実施形態では、薄膜部分は、カテーテルシース１１４に動作可能に結合されたマイクロチューブ１１２に締結されている。そのような締結は、溶接を含む任意の適切な手段によって達成されてよい。図２は、血管内に配備されていないが、同じ装置を示している。

前述のような薄膜材料は、金属、ニチノールのような合金、織物（textile）、ポリマー、および、複合材（composite）、などを含む任意のさまざまな適切な生体適合性の材料から製造されてよい。材料および構造は、安全性および有効性を確実にするための変更を受けやすい。材料は、好ましくは、形状記憶材料から設計される。材料は、超弾性形状記憶材料またはマルテンサイト形状記憶材料を含んでもよく、好ましい実施形態では、材料は、約５０重量％〜約６０重量％のニッケルを含有するニッケルチタン合金を含む。構造の孔は、約５０μｍ〜約２００μｍの範囲内にある寸法の粒子状物質を捕獲するように設計されている。

形状記憶薄膜塞栓防止システムは、複数の利点を提供する。その装置は、好ましくは壁の抵抗を１００％まで増加する非追従性バルーン（non-compliant balloon）に類似の形状を有する。溝付きパターンを有し、かつ内部フレームワークが無い形状記憶薄膜によって、送達のための非常に薄い輪郭形状の構造が可能になる。溝付きパターンを有し、かつ内部フレームワークが無い形状記憶薄膜によって、送達シース内での柔軟性が増加される。出口開口は、より小さな捕獲のための輪郭形状（smaller capture profile）を可能にするために、より小さな寸法で設計されていてよい。装置の長さ方向の長さ（longitudinal length）の増加によって、バスケットの体積が増加される。放射線不透過性の増加は、より大きな表面積によって達成される。

図示され、記載された実施形態は、最も実用的であり、好ましい実施形態であると確信される実施形態であるが、記載され、図示された具体的な構造および方法からの発展がそれらの発展自体を当業者に示唆し、本発明の真髄および範囲を逸脱せずに用いられることは、明らかである。本発明は、記載され、図示された具体的な構造に限定されず、添付の特許請求の範囲内に包含されるすべての変更と首尾一貫するように構成されるべきである。

〔実施の態様〕
この発明の具体的な実施態様は以下の通りである。
（１）除去可能な経皮的送達フィルターシステムにおいて、
シースを含む送達システムと、
フレーム無しフィルター部分であって、
前記送達システムに動作可能に結合され、近位端部および遠位端部を有し、
前記近位端部は、少なくとも１つの開口であって、この開口を通って流体が流れることを可能にする、少なくとも１つの開口、を含み、
前記遠位端部は、複数の孔であって、これらの孔を通って流体が流れることを可能にし、かつ、所定の寸法の粒子を捕獲するための、複数の孔、を含み、
前記フィルター部分は、形状記憶薄膜材料から形成されている、
フレーム無しフィルター部分と、
を含む、除去可能な経皮的送達フィルターシステム。
（２）血管フィルターシステムにおいて、
シースを含むカテーテル送達システムと、
生体適合性材料からなる、潰すことができるフレーム無しフィルターであって、
前記フィルターは、前記シースが後退させられると、血管の内壁に対向するように配備時に拡張し、
前記フィルターは、その中に複数の開口を含む近位端部、および、その中に複数の開口を含む遠位端部を有し、
血液の流れが、前記フィルターの配備を補助する、
フレーム無しフィルターと、
を含む、血管フィルターシステム。
（３）実施態様（２）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記近位端部の前記複数の開口は、前記フィルター内への血液の流入を許容し、
前記遠位端部の前記複数の開口は、前記フィルターからの前記血液の流出を許容し、同時に塞栓材料またはその他の粒子状物質が前記フィルター内に捕獲される、
血管フィルターシステム。
（４）実施態様（３）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターの前記遠位端部の前記複数の開口の寸法は、前記フィルターの捕獲のための輪郭形状を決定する、血管フィルターシステム。
（５）実施態様（４）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターの前記遠位端部の前記複数の開口の前記寸法は、５０μｍ〜２００μｍの範囲内の塞栓材料または粒子状物質を捕獲する、血管フィルターシステム。
（６）実施態様（４）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターは、放射線不透過性である、血管フィルターシステム。
（７）実施態様（６）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターの表面積の増加は、前記フィルターの放射線不透過性を高める、血管フィルターシステム。
（８）実施態様（６）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターを構成する薄膜は、生体適合性のニチノールである、血管フィルターシステム。
（９）実施態様（６）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターを構成する薄膜は、金属、合金、織物、ポリマー、および、複合材、からなる生体適合性の材料の群のいずれかからなる、血管フィルターシステム。
（１０）実施態様（８）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターは、さらに、形状記憶材料からなる、血管フィルターシステム。

（１１）実施態様（１０）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターは、さらに、超弾性形状記憶材料、またはマルテンサイト形状記憶材料、からなる、血管フィルターシステム。
（１２）実施態様（１１）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターは、約５０重量％〜約６０重量％のニッケルを含有するニッケルチタン合金からなる、血管フィルターシステム。
（１３）実施態様（３）に記載の血管フィルターシステムにおいて、
前記フィルターの体積は、前記フィルターの長さ方向の長さを増加することによって、増加される、血管フィルターシステム。

血管内の、本発明に基づく形状記憶薄膜塞栓防止システムの模式図である。 本発明に基づく形状記憶薄膜塞栓防止システムの模式図である。

Claims (15)

1. 除去可能な経皮的送達フィルターシステムにおいて、
   シースを含む送達システムと、
   フレーム無しフィルター部分であって、
   前記送達システムに動作可能に結合され、近位端部および遠位端部を有し、
   前記近位端部は、複数の開口であって、この開口を通って流体が流れることを可能にする、複数の開口、を含み、
   前記遠位端部は、複数の孔であって、これらの孔を通って流体が流れることを可能にし、かつ、所定の寸法の粒子を捕獲するための、複数の孔、を含み、
   前記フィルター部分は、形状記憶薄膜材料から形成されている、
   フレーム無しフィルター部分と、
   を含み、
   前記フレーム無しフィルター部分は、血管内に配備されると、その形状記憶特性によってバルーンカテーテルの拡張したバルーンのような形状になり、これにより、前記近位端部の前記複数の開口が、前記フィルター部分内への流体の流入を可能にし、前記遠位端部の前記複数の孔が、前記フィルター部分からの前記流体の流出を可能にする、除去可能な経皮的送達フィルターシステム。
2. 血管フィルターシステムにおいて、
   シースを含むカテーテル送達システムと、
   生体適合性材料からなる、潰すことができるフレーム無しフィルターであって、
   前記フィルターは、前記シースが後退させられると、血管の内壁に対向するように配備時に拡張し、
   前記フィルターは、その中に複数の開口を含む近位端部、および、その中に複数の開口を含む遠位端部を有し、
   血液の流れが、前記フィルターの配備を補助する、
   フレーム無しフィルターと、
   を含み、
   前記フレーム無しフィルターは、形状記憶材料で構成されており、前記フレーム無しフィルターは、配備されると、その形状記憶特性によってバルーンカテーテルの拡張したバルーンのような形状になり、
   前記近位端部の前記複数の開口が、前記フィルター内への血液の流入を可能にし、
   前記遠位端部の前記複数の開口が、前記フィルターからの前記血液の流出を可能にし、同時に塞栓材料またはその他の粒子状物質が前記フィルター内に捕獲される、
   血管フィルターシステム。
3. 請求項２に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターの前記遠位端部の前記複数の開口の寸法は、前記フィルターの捕獲のための輪郭形状を決定する、血管フィルターシステム。
4. 請求項３に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターの前記遠位端部の前記複数の開口の前記寸法は、５０μｍ〜２００μｍの範囲内の塞栓材料または粒子状物質を捕獲する、血管フィルターシステム。
5. 請求項３に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターは、放射線不透過性である、血管フィルターシステム。
6. 請求項５に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターの表面積の増加は、前記フィルターの放射線不透過性を高める、血管フィルターシステム。
7. 請求項５に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターを構成する薄膜は、生体適合性のニチノールである、血管フィルターシステム。
8. 請求項５に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターを構成する薄膜は、金属、合金、織物、ポリマー、および、複合材、からなる生体適合性の材料の群のいずれかからなる、血管フィルターシステム。
9. 請求項７に記載の血管フィルターシステムにおいて、
   前記フィルターは、さらに、超弾性形状記憶材料、またはマルテンサイト形状記憶材料、からなる、血管フィルターシステム。
10. 請求項９に記載の血管フィルターシステムにおいて、
    前記フィルターは、約５０重量％〜約６０重量％のニッケルを含有するニッケルチタン合金からなる、血管フィルターシステム。
11. 請求項２に記載の血管フィルターシステムにおいて、
    前記フィルターの体積は、前記フィルターの長さ方向の長さを増加することによって、増加される、血管フィルターシステム。
12. 請求項２〜１１のいずれかに記載の血管フィルターシステムにおいて、
    前記シースに動作可能に結合されたマイクロチューブをさらに含み、
    前記フレーム無しフィルターは、前記マイクロチューブに締結されている、血管フィルターシステム。
13. 請求項２に記載の血管フィルターシステムにおいて、
    前記フィルターは、溝付きパターンを含む形状記憶薄膜材料から構成されている、血管フィルターシステム。
14. 請求項１に記載の除去可能な経皮的送達フィルターシステムにおいて、
    前記形状記憶薄膜材料は、溝付きパターンを含む、除去可能な経皮的送達フィルターシステム。
15. 請求項１に記載の除去可能な経皮的送達フィルターシステムにおいて、
    前記シースに動作可能に結合されたマイクロチューブをさらに含み、
    前記フレーム無しフィルター部分は、前記マイクロチューブに締結されている、除去可能な経皮的送達フィルターシステム。

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