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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Gebiet der
Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Kathetersystem zum
kombinierten Injizieren einer flüssigen
embolischen Zusammensetzung und eines embolischen Verfestigungsmittels,
und insbesondere ein Kathetersystem umfassend einen Mehrfachöffnungs-Katheter zum
Injizieren einer flüssigen
embolischen Zusammensetzung durch eine erste Öffnung sowie eines embolischen
Verfestigungsmittels durch eine zweite Öffnung. Das Kathetersystem
wird zur Zufuhr der embolischen Zusammensetzung in einer kontrollierten
Weise zum Embolisieren von Blutgefäßen verwendet.
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Stand der
Technik
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In zahlreichen klinischen Situationen
ist es wünschenswert,
Blutgefäße selektiv
zu verschließen, und
zwar für
eine Vielzahl von Zwecken, wie z. B. die Kontrolle oder Vermeidung
von Blutungen, die Verhinderung von Blutzufuhr zu Tumoren, und das
Blockieren des Blutflusses innerhalb eines Aneurisma. Die Embolisation
von Blutgefäßen wurde
durchgeführt
durch Verwenden bestimmter Polymerzusammensetzungen und/oder Partikel
enthaltender Silikonballone, Metallspulen, PA-Partikel, Gelatine, Sklerosematerial
und dergleichen, um den Blutfluss in den Blutgefäßen selektiv zu blockieren.
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Intrakranielle Aneurismen treten
bei zwischen 1 und 9% der Bevölkerung
und eine Ruptur mit einer Rate von mehr als 50.000 pro Jahr in Nordamerika
auf. Intrakranielle Aneurismen sind abnormale blutgefüllte Dilationen
einer Blutgefäßwand, die
brechen kann, was beträchtliche
Blutungen und Schaden an umgebendem Gehirngewebe oder den Tod verursachen
kann. Traditionell wurden intrakranielle Aneurismen chirurgisch
abgeklemmt, um das Risiko einer Ruptur zu verringern, indem man
eine Metallklemme um den Hals des Aneurismas plazierte, um weiteren
Blut zufluss zum Aneurisma abzuschneiden und zu vermeiden. Zahlreiche
Aneurismen können jedoch
nicht chirurgisch behandelt werden, und zwar entweder wegen des
Ortes und der Gestalt des Aneurismas, oder da der Zustand des Patienten
keine Gehirnchirurgie zulässt.
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Wenn Aneurismen nicht chirurgisch
behandelt werden können,
oder wenn ein chirurgischer Eingriff als zu riskant oder invasiv
erscheint, können
Aneurismen mit Spulen endovaskular behandelt werden. Die Spulen
werden in den Aneurisma plaziert, indem man einen Katheter endovaskular
an die Stelle des Aneurisma ausdehnt und einzelne oder oft mehrere
Platin- oder Wolframspulen durch den Katheter in den Aneurisma hineinbringt.
Die in den Aneurisma hineinplazierten Spulen erzeugen einen Thrombus, der
den Aneurisma verschließt
und weiteren Blutzufluss zum Aneurisma verhindert. Die Behandlung
von intrakraniellen Aneurismen mit Spulen isoliert den Aneurisma
von der Arterienzirkulation und hilft dabei, vor einer Ruptur und
einem weiteren Wachstum des Aneurisma zu schützen. Der Einsatz von Platinspulen
zur Behandlung intrakranieller Aneurismen kann jedoch keine permanente
Lösung
darstellen, da sich das Blutgerinnsel um die Spulen herum wegen
der dynamischen Natur der Blutgerinnungsfunktion losreißen oder
auflösen
kann. Wenn sich ein in einem Aneurisma um die Spulen herum gebildetes
Gerinnsel losreißt,
kann die Spule ihre Funktion des Verschließens des Aneurisma nicht länger erfüllen. Außerdem können die
Spulen verschoben werden und in den Blutstrom des Patienten gelangen,
was Blockagen an anderen Stellen innerhalb des Vaskularsystems verursachen
kann.
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Ein weiterer mit der Verwendung von
Spulen zum Verschließen
eines Aneurisma zusammenhängender
Nachteil ist, dass die Spulen im Verlauf der Zeit bekanntlich schrumpfen,
was Hohlräume
für ein nachfolgendes
Wachstum des Aneurisma lässt. Wenn
eine anschließende
chirurgische Klemmprozedur vorgesehen ist, kann es außerdem schwierig sein,
die Klemme über
die Spulenmasse zu plazieren.
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Aneurismen mit breiten Hälsen können durch
chirurgisches Abklemmen oder durch Spulen nicht leicht behandelt
werden, da der Aneurismenhals eine Form aufweisen kann, die chirurgisch
nicht vollständig
abgeklemmt werden kann, und da die Spulen dazu neigen können, vom
Aneurisma verschoben zu werden, wenn der Hals besonders breit ist.
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Eine minimal invasive Prozedur zum
Behandeln von intrakraniellen Aneurismen, die die Probleme mit chirurgischen
Klemm- und Spulentechniken vermeidet, basiert auf der endovaskularen
Injektion einer flüssigen
embolischen Zusammensetzung, die sich im Aneurisma verfestigt, um
den Aneurisma zu verschließen.
Die flüssige
embolische Zusammensetzung enthält
im Allgemeinen ein wasserunlösliches
biokompatibles Polymer sowie ein biokompatibles Lösungsmittel.
Wenn die flüssige
embolische Zusammensetzung in den Aneurisma injiziert ist, löst sich
das biokompatible Lösungsmittel
ins Blut, und das Polymer verfestigt sich, um den Blutfluss durch den
Aneurisma zu verschließen.
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Typischerweise enthalten flüssige embolische
Zusammensetzungen ein wasserunlösliches, biokompatibles,
biologisch nicht abbaubares Polymer, das in einem biokompatiblen
Lösungsmittel
gelöst
ist, und vorzugsweise enthalten diese Zusammensetzungen ein radioopakes
Material, das es dem Arzt erlaubt, die Embolisationsprozedur durch
Fluoroskopie zu betrachten. Vor der Zufuhr der embolischen Zusammensetzung
zum Aneurisma werden der Aneurisma und die Zufuhrvorrichtung vorzugsweise
derart positioniert, dass die flüssige
embolische Zusammensetzung durch Schwerkraft in den Aneurisma zugeführt und
im Aneurisma verbleiben wird (wobei der Aneurismenhals nach oben
zeigt). Wenn die embolische Zusammensetzung zum Aneurisma zugeführt ist,
löst sich
das Lösungsmittel
vom Polymermaterial, was dazu führt,
dass sich das Polymermaterial innerhalb des Aneurisma verfestigt.
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Abhängig von der Rate, mit der
das flüssige embolische
Material in das Blutgefäß injiziert
wird, und der vorhandenen Blutflussmenge, kann das Polymer während einer
Zeitdauer in flüssiger
Form bleiben, während
sich das Lösungsmittel
im Blutstrom auflöst.
Zudem kann das Lösungsmittel
von einem Zentrum der Polymermasse nicht vollständig aufgelöst werden, was zu einer Masse
mit einer festen Außenschale
und einem flüssigen
Inneren führt.
Außerdem
kann die Lösungsmittelkonzentration
am Injektionspunkt bis zu einem Punkt ansteigen, wo sich schmale
Streifen nicht verfestigten Polymermaterials von der Polymermasse
lösen und
im Blutstrom davongetragen werden können, wo es eine unerwünschte Vaskularstelle
verschließen
kann. Da das Lösungsmittel
im Allgemeinen eine größere Dichte als
Wasser oder Blut aufweist, kann die Schwerkraft das Lösungsmittel
im Aneurisma halten und die Verfestigung des Polymers verhindern.
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Es wäre daher wünschenswert, ein Verfahren
zum Kontrollieren der Verfestigung des Polymermaterials während der
Injektion bereitzustellen. Ferner wäre es wünschenswert, ein Verfahren
zum Füllen
eines Aneurisma vorzuschlagen, der nicht so positioniert ist, dass
die Schwerkraft eingesetzt werden kann, um die embolische Zusammensetzung
in den Aneurisma hineinfließen
und verbleiben zu lassen, da eine anatomische Patientenposition
nicht immer in einer schwerkraftabhängigen Position sein kann.
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Wie in der Patentanmeldung
US 5,830,178 offenbart,
umfasst die Embolisation eines Blutgefäßes mit einer flüssigen embolischen
Zusammensetzung im Allgemeinen einen Vorbereitungsschritt des Spülens eines
Zufuhrkatheters, durch den die flüssige embolische Zusammensetzung
zugeführt
werden soll, mit dem biokompatiblen Lösungsmittelmaterial, um jegliches
wässeriges
Material aus dem Katheter zu entfernen. Das Entfernen jeglichen
wässerigen Materials
aus dem Katheter verhindert die Verfestigung der embolischen Zusammensetzung
innerhalb des Katheters während
der Zufuhr. Dieser vorherige Schritt des Spülens mit dem Lösungsmittel
muss bei einer niedrigen Flussrate erfolgen, um Schaden am Blutgefäß zu vermeiden,
der durch hohe Konzentrationen des Lösungsmittels verursacht wird,
welches toxisch sein kann und Vaskularspasmen verursachen kann.
Es wäre
jedoch wünschenswert,
die vorherige Spülung
des Zufuhrkatheters durchführen
zu können,
ohne die Verursachung von Gewebeschaden befürchten zu müssen.
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Das Dokument US-A-5 443 454 offenbart
einen Embolektomiekatheter, der eine Öffnung für das Einbringen einer flüssigen Substanz
umfasst und am distalen Ende desselben eine Spinneinrichtung zum Extrudieren
der flüssigen
Substanz in der Form eines filamentösen embolischen Materials aufweist.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung
umfasst ein Kathetersystem zur kontrollierten Zufuhr von Polymerzusammensetzungen
einen Mehrfachöffnungs-Katheter
mit einer ersten Öffnung
und einer zweiten Öffnung
zur Zufuhr von Fluid. Ein erster Fluidzufuhranschluss führt Fluid
zur ersten Öffnung
zu, und eine Flüssigkeitsversorgung
ist zur Zufuhr einer flüssigen
embolischen Zusammensetzung durch die erste Öffnung an den ersten Fluidzufuhranschluss angeschlossen.
Ein zweiter Fluidzufuhranschluss führt Fluid zur zweiten Öffnung zu,
und eine Verfestigungsmittelversorgung ist zur Zufuhr eines Verfestigungsmittels
durch die zweite Öffnung
an den zweiten Fluidzufuhranschluss angeschlossen, um die Verfestigung
der durch die erste Öffnung
zugeführten flüssigen embolischen
Zusammensetzung zu verstärken.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung umfasst ein Katheter zur kontrollierten Zufuhr embolischer
Zusammensetzungen ein aus einem DMSO-kompatiblen Material gebildetes
erstes Rohr, ein an das erste Rohr angeschlossenes zweites Rohr sowie
ein Betätigungselemente
zum Verschieben des ersten Rohrs in Längsrichtung relativ zum zweiten
Rohr. Ein erster Fluidzufuhranschluss ist an eine Öffnung des
ersten Rohrs angeschlossen zur Zufuhr einer flüssigen embolischen Zusammensetzung,
die eine in DMSO gelöste
biokompatible, wasserunlösliche
Polymerzusammensetzung enthält.
Ein zweiter Fluidzufuhranschluss ist an eine Öffnung des zweiten Rohrs angeschlossen
zur Zufuhr eines Verfestigungsmittels, das das Auflösen des
DMSO und die Verfestigung der Polymerzusammensetzung begünstigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
Erfindung umfasst ein Verfahren zum Embolisieren einer Vaskularstelle,
wie z. B. eines Aneurismas, mit einer flüssigen embolischen Zusammensetzung
die Schritte des endovaskularen Einsetzens eines Mehrfachöffnungs-Katheters
an einer Vaskularstelle, des Injizierens einer flüssigen embolischen
Zusammensetzung durch eine erste Öffnung des Mehrfachöffnungs-Katheters an der
Vaskularstelle, und des Steuerns der Verfestigung der flüssigen embolischen
Zusammensetzung innerhalb der Vaskularstelle durch Injizieren eines
Verfestigungsmittels durch eine zweite Öffnung des Mehrfachöffnungs-Katheters
an der Vaskularstelle.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Reduzieren toxischer
Effekte eines intravaskular zugeführten nicht-wässrigen
Lösungsmittels
das Positionieren eines Mehrfachöffnungs-Katheters
in eine Vaskularstelle eines Säugetiers,
das Injizieren einer ein nicht-wässriges
Lösungsmittel
enthaltenden Zusammensetzung durch eine erste Öffnung des Mehrfachöffnungs-Katheters an der
Vaskularstelle, und ein Injizieren einer wässrigen Lösung durch wenigstens eine
zweite Öffnung
des Mehrfachöffnungs-Katheters
an der Vaskularstelle, um das nicht-wässrige Lösungsmittel zu verdünnen und
toxische Effekte des nicht-wässrigen
Lösungsmittels
auf umgebendes Gewebe zu reduzieren.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der
vorliegenden Erfindung umfasst ein System zur gesteuerten Zufuhr
in vivo einer flüssigen
embolischen Zusammensetzung eine flüssige embolische Zusammensetzung
und einen Mehrfachöffnungs-Katheter zur
Zufuhr von flüssiger
embolischer Zusammensetzung durch eine erste Öffnung und Zufuhr eines Verfestigungsmittels
durch eine zweite Öffnung.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Die Erfindung wird detaillierter
mit Bezug zu den beigefügten
Zeichnungen beschrieben werden, in denen gleiche Elemente gleiche
Bezugszeichen haben, und in denen:
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1 eine
Seitenansicht des erfindungsgemäßen Kathetersystems
ist;
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2 eine
Explosions-Seitenansicht des Kathetersystems aus 1 ist;
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3 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Mehrfachöffnungs-Katheters
entlang der Linie 3-3 in 1 ist;
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4 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Mehrfachöffnungs-Katheters
entlang der Linie 4-4 in 1 ist;
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5 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
Mehrfachöffnungs-Katheters
entlang der Linie 5-5 in 1 ist;
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6 eine
vergrößerte Seiten-Querschnittsansicht
eines Aneurismas ist, der mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens
behandelt wird;
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7 eine
vergrößerte Seiten-Querschnittsansicht
eines Aneurismas ist, die die Abgabe einer embolischen Masse aus
dem Katheter zeigt;
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8 eine
vergrößerte Perspektivansicht
eines distalen Endes eines Katheters gemäß einer ersten alternativen
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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9 eine
vergrößerte Perspektivansicht
eines distalen Endes eines Katheters gemäß einer zweiten alternativen
Ausführungsform
der Erfindung ist;
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10 eine
vergrößerte Querschnittsansicht des
distalen Endes eines Katheters gemäß einer dritten alternativen
Ausführungsform
der Erfindung ist; und
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11 eine
vergrößerte Querschnittsansicht eines
distalen Endes eines Katheters gemäß einer vierten alternativen
Ausführungsform
der Erfindung ist.
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Detaillierte
Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Das Kathetersystem in 1 umfasst einen Katheter
mit wenigstens zwei Öffnungen
zur Zufuhr einer flüssigen
embolischen Zusammensetzung durch eine erste Öffnung und Zufuhr eines Verfestigungsmittels
durch eine zweite Öffnung.
Die flüssige embolische
Zusammensetzung und das Verfestigungsmittel werden den zwei Öffnungen
durch ein Katheteranschlusselement zugeführt, das die Einstellung der
relativen Längspositionen
der zwei Öffnungen
erlaubt. Das Kathetersystem wird eingesetzt, um Vaskularstellen
durch kontrollierte Verfestigung der embolischen Zusammensetzung
innerhalb solcher Stellen zu embolisieren.
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Das Kathetersystem 10 umfasst
ein Innenrohr 12, ein Außenrohr 14, und ein
auch als Y-Anschlusselement oder Y-Fitting bezeichnetes Proximalendenanschlussele ment 16 zum
Anschließen
von Fluidversorgungen an das Innen- und das Außenrohr. Das Außenrohr 14 ist
koaxial um das Innenrohr 12 herum positioniert, was eine
Ringöffnung
zwischen dem Innen- und dem Außenrohr
und einen Ringauslass des Außenrohrs
bildet. Das Innenrohr 12 ist mittels eines Betätigungselements 18 innerhalb des
Außenrohrs 14 bewegbar
und kann an seinem Ort relativ zum Außenrohr durch einen Sperrmechanismus 20 gesperrt
werden.
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Das Verfahren, bei dem die vorliegende
Erfindung verwendet werden kann, umfasst das Einsetzen des Mehrfachöffnungs-Katheters
des Kathetersystems 10 endovaskular in eine Vaskularstelle,
wie z. B. einen Aneurisma, und das Injizieren einer flüssigen embolischen
Zusammensetzung durch eine erste Öffnung, während ein Verfestigungsmittel
durch eine zweite Öffnung
injiziert wird, um die Verfestigung der flüssigen embolischen Zusammensetzung
zu steuern. Die gesteuerte Verfestigung der flüssigen embolischen Zusammensetzung
erlaubt das genauere und schnellere Verfüllen der Vaskularstelle, selbst
wenn der Aneurisma derart lokalisiert ist, dass die Schwerkraft
nicht zu einem Verbleiben der flüssigen
embolischen Zusammensetzung in solchen Stellen führt.
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Vor der weiteren detaillierten Diskussion
der vorliegenden Erfindung werden die nachfolgenden Begriffe definiert:
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Der Begriff "embolische Zusammensetzung" bezeichnet eine
Fluidzusammensetzung, die in ein Blutgefäß injiziert wird und sich verfestigt,
um die Vaskularstelle vollständig
oder teilweise zu verschließen.
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Der Begriff "embolisieren" oder "Embolisation" bezeichnet einen Prozess, bei dem eine
Fluidzusammensetzung in ein Blutgefäß injiziert wird, die beispielsweise
im Fall von Aneurismen den Aneurismensack auffüllt oder verstopft und/oder
die Bildung eines Gerinnsels begünstigt,
so dass der Blutfluss in den Aneursma und der Druck im Aneurisma
nachlässt,
und die im Fall von arterialvenösen
Fehlbildungen (AVMs) und arterialvenösen Fisteln (AVFs) einen Pfropf
oder ein Gerinnsel bildet, um den Blutfluss zu kontrollieren/umzulenken,
um eine korrekte Gewebeperfusion zu ermöglichen.
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Embolisation kann verwendet werden,
um Blutungen aufgrund von Läsionen
zu verhindern/kontrollieren (beispielsweise Organblutung, Gastrointestinalblutung,
Vaskularblutung sowie Blutungen in Verbindung mit einem Aneurisma).
Außerdem
kann Embolisation eingesetzt werden, um krankhaftes Gewebe zu entfernen
(beispielsweise Tumore etc.), indem man ihre Blutversorgung unterbricht.
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Der Begriff "biokompatibles Polymer" bezeichnet Polymere,
die bei den verwendeten Mengen nicht toxisch, chemisch inert und
im Wesentlichen nicht-immunogen sind, wenn sie intern im Patienten verwendet
werden, und die im Wesentlichen nicht löslich in Blut und anderen wässrigen
Lösungen
sind, jedoch in der Fluidzusammensetzung in dem Maße löslich sind,
wie es zur Bildung einer festen Masse in vivo erforderlich ist.
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Der Begriff "Kontrastmittel" bezieht sich auf wasserunlösliche und
wasserbasierte Kontrastmittel, die mittels Röntgen, Fluoroskopie, CT-Scans,
MRI oder dergleichen sichtbar sind.
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Der Begriff "biokompatibles Lösungsmittel" bezeichnet Lösungsmittel, die in der Lage
sind, das ausgewählte
biokompatible Polymer aufzulösen
und die in wässrigen
Zusammensetzungen (z. B. Blut) mischbar oder löslich sind. Geeignete biokompatible Lösungsmittel
umfassen Ethanol, Dimethylsulfoxid (DMSO), Ethyllaktat, Azeton und
dergleichen sowie wässrige
Mischungen daraus mit nicht mehr als ungefähr 30% Wasser. Wenn mit diesem
Niveau eingesetzt, ist die Wassermenge ausreichend klein, damit das
gelöste
Polymer bei Kontakt mit dem Blut ausfällt. Vorzugsweise ist das biokompatible
Lösungsmittel
wasserfrei, und noch bevorzugter ist das biokompatible Lösungsmittel
wasserfreies Dimethylsulfoxid (DMSO).
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Der Begriff "Verfestigungsmittel" bezeichnet eine flüssige Zusammensetzung, die,
wenn sie in der Nähe
der flüssigen
embolischen Zusammensetzung ist, die Rate erhöht, mit der sich die flüssige embolische
Zusammensetzung verfestigt. Beispiele solcher Verfestigungsmittel
umfassen steriles Wasser, sterile Kochsalzlösung, 5% Dextrose in Wasser
(D5W), Ringer-Laktat-Lösung,
Kontrastmittel und dergleichen.
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Der Begriff "Katheter" umfasst sowohl Katheter als auch Mikrokatheter.
Die Katheter und Mikrokatheter sind zum Einsatz in den sehr kurvigen
Blutgefäßen des
Körpers
bestimmt, beispielsweise intrakraniellen Blutgefäßen. Mit sehr kurvig meinen
wir die typische Kurvigkeit, die man im vaskularen Weg von einer
entfernten Zugangsstelle, wie z. B. der Femoralarterie, zu Zielstellen
tief innerhalb der Koronar-, Renal- und Cerebralvaskulatur antrifft.
Spezielle Ausführungsformen
können
zum Zugang zu Zielstellen konstruiert sein, die pathologisch kurvige
Blutgefäße beinhalten,
und mit pathologischer Kurvigkeit meinen wir, dass der vaskulare
Weg von einer entfernten Zugangsstelle, wie z. B. der Femoralarterie,
zu den Zielstellen Kurven von mehr als 90° enthält, wenn man von einem Blutgefäß in ein
anderes Blutgefäß abbiegt
(Wege, die vom Ausbreitungs-Gefäß unter
Winkeln größer als
ein rechter Winkel abzweigen), und wo die Gesamtweglänge innerhalb
des Zielgewebes wenigstens ungefähr
5 cm beträgt,
und der ferner dadurch charakterisiert ist, dass er durch einen
Draht mit 0,018 Inch oder kleiner zugänglich ist, jedoch zu fein
und/oder kurvig zum Zugang mit einem Draht beträchtlich größeren Durchmessers ist.
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Die 1 und 2 zeigen das erfindungsgemäße Kathetersystem 10,
durch welches die flüssige embolische
Zusammensetzung und das Verfestigungsmittel in eine Vaskularstelle
injiziert werden, um eine kontrollierte Verfestigung der flüssigen embolischen
Zusammensetzung innerhalb des Blutgefäßes zu erreichen. Wie in der
Explosionsansicht von 2 gezeigt
ist, verläuft
ein proximales Ende des Innenrohrs 12 durch ein starres
Rohr 22, welches das proximale Ende des Innenrohrs stabilisiert.
Die proximalen Enden des starren Rohrs 22 und des Innenrohrs 12 sind
an das Betätigungselement 18 angeschlossen.
Das Betätigungselement 18 ist
auf einer ersten Luer-Nabe 24 positioniert und umfasst
einen im Wesentlichen flachen rechteckigen Manipulator, der vom Arzt
ergriffen wird, um das Innenrohr 12 in Längsrichtung
innerhalb des Außenrohrs 14 zu
bewegen. Das starre Rohr 22 ist innerhalb des Anschlusselements 16 positioniert,
wobei ein Anschlag 26 des starren Rohrs zwischen entsprechenden
ersten und zweiten Anschlägen 28, 30 innerhalb
des Anschlusselements 16 angeordnet ist. Der erste und
zweite Anschlag 28, 30 des Anschlusselements 16 greifen
am Anschlag 26 des starren Rohrs 22 an, um die
Längsbewegung des
Innenrohrs 12 relativ zum Außenrohr 14 begrenzen.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform wird
die proximale Bewegung des Betätigungselements 18 und
des Innenrohrs 12 durch Eingriff des Anschlags 26 am
zweiten Anschlag 30 begrenzt. Die Distalbewegung des Innenrohrs 12 relativ
zum Außenrohr 14 wird
durch den Eingriff des Betätigungselements 18 mit
dem Sperrmechanismus 20 begrenzt.
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Die erste Luer-Nabe 24 ist
proximal vom Betätigungselement 18 positioniert
und weist Anschlussmittel zum Anschließen einer (nicht gezeigten)
Spritze auf, die mit der flüssigen
embolischen Zusammensetzung gefüllt
ist. Obwohl die flüssige embolische
Zusammensetzung im Allgemeinen dem Katheter durch eine Spritze in
einer Menge zugeführt würde, die
durch den Arzt kontinuierlich kontrolliert werden kann, kann sie
auch durch andere Mittel, wie z. B. einen Hochdruckinjektor oder
eine Pumpe injiziert werden.
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Das Katheteranschlusselement 16 umfasst einen
Y-Arm 32 mit einer zweiten Luer-Nabe 34, die Anschlussmittel
zum Anschließen
einer Verfestigungsmittelversorgung bereitstellt. Der Y-Arm 32 erstreckt
sich von einer Seite des Hauptkörpers
des Anschlusselements 16 zur Zufuhr des Verfestigungsmittels
in das Innere des Anschlusselements. Vom Inneren des Anschlusselements 16 gelangt
das Verfestigungsmittel in die Ringöffnung zwischen dem Außenrohr 14 und
dem Innenrohr 12. Das Außenrohr 14 ist mittels
eines distalen Enddeckels 46 des Anschlusselements an das
Anschlusselement 16 angeschlossen. Das Außenrohr 14 kann
durch eine Rohrverschraubung angeschlossen werden, indem man das
proximale Ende des Rohrs zwischen dem Anschlusselement 16 und
dem Enddeckel 46 durch eine Schraubverbindung festklemmt.
Das Außenrohr 14 kann
an das Anschlusselement auch durch eine Haftverbindung, durch Einsetzformen
und dergleichen ange schlossen werden. Das Verfestigungsmittel kann
dem Außenrohr 14 durch
den Y-Arm 32 aus
einer Vielzahl von Quellen zugeführt
werden, beispielsweise einem schwerkraftbetriebenen Kochsalzbeutel,
einer Pumpe, einem Hochdruckinjektor, oder einer Spritze.
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Ein Antiknick-Merkmal der vorliegenden
Erfindung ist vorgesehen, um ein Knicken des Innenrohrs 12 zu
vermeiden, wenn es distal innerhalb des Außenrohrs 14 verschoben
wird. Das Antiknick-Merkmal umfasst ein starres Außenrohr 48, welches
innerhalb des Anschlags 28 eingepresst ist. Der Anschlag 28 wiederum
ist innerhalb des Hauptkörpers
des Anschlusselements 16 eingepresst. Das starre Innenrohr 22 ist
innerhalb des etwas größeren starren
Außenrohrs 48 verschiebbar,
um das Innenrohr 12 ohne Knicken innerhalb des Außenrohrs 14 zu
führen.
Wenn das starre Innenrohr 22 proximal bewegt worden ist,
bis der Anschlag 26 des starren Rohrs am Anschlag 30 angreift,
bleibt ein Ende des starren Innenrohrs innerhalb des starren Außenrohrs 48.
Ohne die starren Rohre 22, 48 wäre es nicht
möglich,
das Innenrohr 12 in das Außenrohr 14 zu schieben,
da sich das flexible Innenrohr innerhalb des Anschlusselements 16 auffalten
würde.
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Das starre Außenrohr 48 erstreckt
sich vom Anschlag 28 bis zum distalen Enddeckel 46.
Das starre Außenrohr 48 endet
allerdings vor einem proximalen Ende des Außenrohrs 14, was zu
einer Lücke
führt.
Dementsprechend strömt
das durch die Luer-Nabe 34 injizierte Fluid um das starre
Außenrohr 48,
durch die Lücke
zwischen dem starren Außenrohr und
dem Außenrohr 14,
und in das Außenrohr
hinein.
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Der Sperrmechanismus 20 zum
Sperren der relativen Längspositionen
des Innenrohrs 12 und des Außenrohrs 14 ist am
besten in der Explosionsansicht der 2 gezeigt.
Der Sperrmechanismus 20 umfasst ein Außengewinde-Ende 36 des
Anschlusselements 16, einen drehbaren Deckel 38 mit
einem Innengewinde, sowie ein elastisches Dichtungselement 40.
Wenn das Anschlusselement 16 mit dem innerhalb des Außenrohrs 14 positionierten
Innenrohr 12 zusammengebaut wird, ist das, Dichtungselement 40 um
das starre Rohr 22 herum positioniert, das an das innere
Kathetenohr 12 angeschlossen ist. Das Dichtungselement 40 hat
eine Form, die eine ringförmige
verjüngte
Oberfläche
an jedem Ende und eine Durchgangsbohrung zum Aufnehmen des starren Rohrs 22 umfasst.
Die gegenüberliegenden
ringförmigen
verjüngten
Oberflächen
des Dichtungselements 40 greifen an entsprechend verjüngten Oberflächen 42, 44 innerhalb
des Anschlusselements 16 bzw. innerhalb eines distalen
Endes des drehbaren Deckels 38 an. In einer bevorzugten
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung ist das Dichtungselement 40 ein
Dichtungstyp, der als Tuohy-Borst-Dichtung bezeichnet wird.
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Das starre Rohr 22 ist innerhalb
des Anschlusselements 16 derart plaziert, dass das Innenrohr 12 innerhalb
des Außenrohrs 14 verschiebbar ist,
und das starre Rohr 22 ist innerhalb des Anschlusselements
und des starren Rohrs 48 verschiebbar. Da der drehbare
Deckel 38 auf das Gewindeende 36 des Anschlusselements 16 befestigt ist,
wird das Dichtungselement 40 zwischen der verjüngten Innenoberfläche 42 des
Anschlusselements 16 und der verjüngten Innenoberfläche 44 des
Deckels komprimiert. Wenn das Dichtungselement 40 in Längsrichtung
komprimiert wird, dehnt es sich radial nach innen und radial nach
außen
aus, um die Position des starren Rohrs 22 innerhalb des
Anschlusselements 16 zu sperren und eine Fluiddichtung
zwischen den Innenoberflächen
des Anschlusselements und der Außenoberfläche des starren Rohrs zu bewirken.
Auf diese Weise fixiert der Sperrmechanismus 20 die Enden
des inneren und des äußeren Rohrs 12, 14 relativ
zueinander.
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Das innere und das äußere Rohr 12, 14 zur Verwendung
in der vorliegenden Erfindung sind besonders gestaltet, um eine
ausreichende Festigkeit zu haben, damit sie mit einem oder ohne
einen Führungsdraht
an eine Stelle innerhalb eines Blutgefäßes für die Embolisierung eingesetzt
werden können, und
damit sie am distalen Ende eine ausreichende Flexibilität aufweisen,
um Gewebeschaden zu vermeiden. Um diese Ziele der Festigkeit am
proximalen Ende und der Flexibilität am distalen Ende zu erreichen,
kann das innere und das äußere Rohr 12, 14 jeweils
aus zwei zusammengefügten
Segmenten mit unterschiedlicher Flexibilität gebildet sein. Die Verbindungen
zwischen dem distalen und dem proximalen Segment des inne ren und
des äußeren Rohrs sind
in Längsrichtung
versetzt, was zu drei verschiedenen Querschnitten des in den 3 bis 5 gezeigten Katheters führt. Obwohl
die Erfindung so beschrieben wird, dass sie durch Verbindungen miteinander
verbundene Kathetersegmente verwendet, können die Kathetersegmente mit
unterschiedlichen Querschnitten und Flexibilitäten gemeinsam einstöckig extrudiert
werden, um die Notwendigkeit von Verbindungen zu vermeiden. Alternativ
können
das innere und das äußere Rohr 12, 14 entlang
ihrer Längen
kontinuierlich veränderliche
Flexibilitäten
aufweisen.
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Wie in 3 gezeigt,
ist ein proximales Segment 12a des Innenrohrs 12 aus
einem Material mit einem bevorzugten Durometer von ungefähr 40 Shore
D bis 90 Shore D gebildet, bevorzugter ungefähr 60 Shore D bis 80 Shore
D, und mit einem Durchmesser D1. Ein proximales Segment 14a des Außenrohrs 14 ist
aus einem Material mit einem bevorzugten Durometer von ungefähr 40 Shore
D bis 90 Shore D, bevorzugter ungefähr 60 Shore D bis 80 Shore
D, gebildet, und einem Durchmesser D2.
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Das proximale Segment 14a des
Außenrohrs 14 mit
dem Durchmesser D2 ist an ein in 4 gezeigtes
distales Segment 14b des Außenrohrs mit einem kleineren
Durchmesser D3 geschmolzen. Das distale Segment 14b des
Außenrohrs 14 hat
einen Durometer, der kleiner als jener des proximalen Segments 14a ist.
Vorzugsweise ist der Durometer des distalen Segments 14b ungefähr 40 Shore
A bis 45 Shore D, noch bevorzugter ungefähr 80 Shore A bis 100 Shore
A. Der Übergang
zwischen den Segmenten 14a, 14b des Außenrohrs 14 erfolgt
zwischen der Schnittlinie 3-3 und der Schnittlinie 4-4 in 1. Der Übergang zwischen dem distalen
und dem proximalen Segment 14a, 14b des Außenrohrs 14 ist
entlang der Länge
des Katheters so lokalisiert, wie es erforderlich ist, um einen
Verlauf des Katheters entlang eines kurvigen Wegs zu ermöglichen,
vorzugsweise ist der Übergang
zwischen 15 und 20 cm vom distalen Ende des Katheters entfernt.
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Das proximale Segment 12a des
Innenrohrs 12 ist an ein in 5 gezeigtes
distales Segment 12b des Innenrohrs hingeschmolzen. Das
proximate und das di stale Segment 12a, 12b des
Innenrohrs haben vorzugsweise den gleichen Durchmesser D1, sind
jedoch aus verschiedenen Materialien mit verschiedenen Flexibilitäten gebildet.
Das distale Segment 12b des Innenrohrs 12 hat
vorzugsweise einen Durometer von ungefähr 40 Shore A bis 45 Shore
D, noch bevorzugter ungefähr
80 Shore A bis 100 Shore A.
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Ein Beispiel eines in der vorliegenden
Erfindung verwendeten Mehrfachöffnungs-Katheters hat eine
nutzbare Länge
von ungefähr
150 cm, einen proximalen Bereich des Außenrohrs, der ungefähr 1,2 mm
(3,6 French) beträgt,
und einen distalen Bereich des Außenrohrs, der ungefähr 0,87
mm (2,6 French) beträgt.
Die Wandstärken
des Innen- und des Außenrohrs
variieren von ungefähr
0,003 Inch (0,008 cm) bis ungefähr
0,005 Inch (0,013 cm), wobei der proximale Bereich des Außenrohrs
die größte Wandstärke hat.
Die proximalen Bereiche des inneren und des äußeren Rohrs sind aus hochdichtem Polyethylen
mit einem Durometer von etwa 70 Shore D gebildet. Die flexibleren
distalen Bereiche des inneren und des äußeren Rohrs sind aus ungefähr 40% Polyethylen
mit geringer Dichte und ungefähr
60% Engage von Dow (Polyolefin) mit einem Durometer von ungefähr 35 Shore
D gebildet. Diese Katheterkonfiguration ist nur als ein Beispiel
beschrieben worden.
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Katheter mit einer Größe zwischen
ungefähr 0,5
und 1,67 mm (1,5 und 5,0 French) können zur Behandlung von Aneurismen
verwendet werden, und andere Größen können auch
für andere
Typen von Behandlungen vaskularer Stellen eingesetzt werden. Die
Katheter können
auch umflochten oder spulenverstärkt
und aus einer breiten Vielzahl von Materialien gebildet sein. Umflochtene
oder auf andere Weise verstärkte
Katheter bieten Knickfestigkeit, Stauchfestigkeit und Steuerbarkeit.
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Das Innenrohr 12 ist bewegbar
von einer ausgefahrenen Position, in der das Innenrohr ungefähr 30 mm über das
distale Ende des Außenrohrs 14 übersteht,
in eine zurückgezogene
Position, in der das distale Ende des Innenrohrs auf gleicher Höhe mit oder
innerhalb des distalen Endes des Außenrohrs 14 ist. Eine
Bewegung des Betätigungselements 18 in
der Richtung des Pfeils A in 1 bewirkt
eine entsprechende Bewegung des distalen Endes des Innenrohrs 12 in
der Richtung des Pfeils B. Vorzugsweise erfahren das innere und
das äußere Rohr 12, 14 eine
minimale Verlängerung
oder Stauchung, so dass der Hubweg des Betätigungselements 18 im
Wesentlichen gleich dem Hubweg des distalen Endes des Innenrohrs 12 ist
Die Katheterspitze wird vorzugsweise vor Benutzung durch den Arzt
in eine gewünschte
Form für
die besondere Stelle und Konfiguration der zu behandelnden Vaskulatur gebracht.
Die Katheterspitze wird geformt, indem man einen spitzen Formungsdorn
in die Öffnung
des Innenrohrs 12 einsetzt. Ferner kann eine Hülse in die Öffnung zwischen
dem Außenrohr 14 und
dem Innenrohr 12 während
des Formens eingesetzt sein, um das Außenrohr zu stützen. Die
Katheterspitze mit dem Dorn und der Hülse wird dann durch den Arzt
in eine gewünschte
Krümmung
geformt und nachfolgend dampferhitzt, um die Krümmung beizubehalten, wenn der
Dom und die Hülse
zurückgezogen
sind.
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Das Verfahren umfasst das Injizieren
eines Verfestigungsmittels zur Steuerung der Verfestigung der embolischen
Zusammensetzung innerhalb eines Blutgefäßes. Das Verfestigungsmittel
erlaubt eine schnelle kontrollierte Verfestigung der embolischen Zusammensetzung
und gibt dem Arzt eine bessere Kontrolle der Embolisationsprozedur.
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Ein Beispiel einer flüssigen embolischen
Zusammensetzung zum Embolisieren von Aneurismen umfasst ein biokompatibles,
wasserunlösliches
Polymer, ein Kontrastmittel, und ein biokompatibles Lösungsmittel,
wie z. B. Dimethylsulfoxid (DMSO). Beispiele solcher Embolisationszusammensetzungen sind
beschrieben in US-Patent
Nr. 5,667,767 vom 16. September 1997, US-Patent Nr. 5,580,568 vom
03. Dezember 1996, und der zugelassenen US-Patentanmeldung mit dem
Aktenzeichen 08/688,050, die hiermit jeweils vollständig in
Bezug genommen werden.
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6 zeigt
die Verwendung des Verfahrens und des erfindungsgemäßen Geräts zum Verschließen eines
Aneurismas 70 mit einem verhältnismäßig breiten Hals 72,
der sich an einer Abzweigung in einem Blutgefäß 74 gebildet hat.
Der Aneurisma 70 wird behandelt, indem man den Mehrfachöffnungs-Katheter
aus 1 endo vaskular einführt, bis ein
distales Katheterende innerhalb oder nahe dem Aneurisma oder dem
Hals 72 des Aneurismas positioniert ist.
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Die Position der Katheterspitze wird
abhängig
von der Form, Größe und dem
Strömungsmuster des
Aneurisma variieren. Ein im Innenrohr 12 positionierter
(nicht gezeigter) Führungsdraht
kann wohl oder nicht verwendet werden, um den Katheter durch die
Blutgefäße zu führen. Andere
Verfahren zum Verfolgen des Katheters zum Aneurisma umfassen lenkbare
Systeme, in denen die Katheterspitze gelenkt wird, flussgerichtete
Systeme, oder mantelgerichtete Systeme, in denen der Katheter durch
einen Mantel zugeführt
wird. Das Einsetzen des Katheters erfolgt im Allgemeinen in einer
bekannten Weise unter fluoroskopischer Visualisierung.
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Wie in 6 gezeigt,
weisen die distalen Enden des Innen- und des Außenrohrs 12, 14 jeweils
einen radioopaken Marker 50 bzw. 52 auf, um dem
Arzt die Betrachtung der Relativpositionen der distalen Enden der
zwei Katheterrohre und der Position der Kathetenohre relativ zum
Aneurisma 70 zu erlauben. Die radioopaken Marker 50, 52 können an
den Innen- oder den Außendurchmessern
der Rohre 12, 14 gebildet sein. Beim Lenken des
Katheters durch einen typischen kurvigen Weg kann das Innenrohr
12 vom Ende des Außenrohrs 14 ausgefahren
sein, um die Flexibilität
und das Lenken des distalen Katheterendes zu verbessern.
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Vor der Zufuhr der flüssigen embolischen
Zusammensetzung zum Aneurisma 70 wird die Öffnung 62 des
Innenrohrs 12 vorzugsweise mit einem Sperrfluid gespült, um jegliches
wässriges
Material, wie z. B. Blut, Kochsalzlösung oder Kontrastmittel aus
dem Innenrohr zu entfernen, welches zu einer Verfestigung der embolischen
Zusammensetzung innerhalb des Katheters führen und den Katheter blockieren könnte. Der
Katheter muss nicht vollständig
mit dem Sperrfluid beschichtet werden, solange die Sperrfluidsäule eine
ausreichende Länge
hat, um einen Kontakt zwischen der flüssigen embolischen Zusammensetzung
und jeglichem wässrigen
Material im Katheter zu verhindern. Das Sperrfluid kann das biokompatible
Lösungsmittel
oder ein anderes Fluid sein, das eine Sperre zwischen wässrigen
Fluiden und der flüssigen
embolischen Zusammensetzung bewirkt.
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Wenn organische Lösungsmittel wie z. B. DMSO,
Ethanol und andere in hohen Konzentrationen als Sperrfluide verwendet
werden, können
sie für Gewebe
toxisch sein und Vaskularspasmen verursachen. Um die hohen Lösungsmittelkonzentrationen, die
für Gewebe
toxisch sind, zu vermeiden, wird eine Verdünnungsflüssigkeit durch die Ringöffnung 60 zwischen
dem Innen- und dem Außenrohr 12, 14 während der
Injektion des Sperrfluids injiziert. Die Verdünnungsflüssigkeit kann die gleiche Flüssigkeit wie
das Verfestigungsmittel sein, z. B. Kochsalzlösung, oder kann eine andere
Flüssigkeit
sein.
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Die Injektion eines Verdünnungsmittels
minimiert den Effekt der Toxizität
eines organischen Lösungsmittels
und erhöht
beträchtlich
die Flussrate der Lösungsmittelinjektion,
die sicher verwendet werden kann. Vorzugsweise wird das Verdünnungsmittel durch
die Öffnung 60 des
Außenrohrs 14 injiziert,
bevor oder sobald das Lösungsmittel
die Innenöffnung 62 zu
verlassen beginnt, bevor die embolische Zusammensetzung injiziert
worden ist. Das Verdünnungsmittel
führt dazu,
dass das Lösungsmittel
im Gefäßbehandlungsbereich
mit viel größerer Rate
diffundiert, und daher wird die Konzentration des mit dem Gewebe
in Kontakt stehenden Lösungsmittels stark
verringert. Als das Verdünnungsmittel
kann ein Kontrastmittel verwendet werden, um bei der Visualisierung
von Flusseigenschaften des Aneurismas und der Bestimmung der optimalen
Katheterplazierung innerhalb des Aneurismas zu helfen.
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Gemäß dem in 6 erläuterten
Verfahren wird der Aneurisma 70 durch Injektion der flüssigen embolischen
Zusammensetzung in den Aneurisma 70 durch die Öffnung 62 des
Innenrohrs 12 mittels einer Spritze oder eines anderen
Zuführmechanismus behandelt,
der an den Luer-Anschluss 24 angeschlossen ist. Das Verfestigungsmittel,
beispielsweise Kochsalzlösung,
wird durch die Öffnung 60 des Außenrohrs 14 gleichzeitig
oder unmittelbar anschließend
an die Injektion der flüssigen
embolischen Zusammensetzung injiziert. Das Verfestigungsmittel kann
kontinuierlich oder pulsweise injiziert werden. Das Verfestigungsmittel
wäscht
den Aneurismabereich frei von mit Lösungsmittel gesättigtem
Blut und ersetzt es mit frischem Verfestigungsmittel. Die Waschwirkung
des Verfestigungsmittels wird verwendet, um Blut und andere viskose
Fluide im Aneurisma zu entfernen, die sonst schwer zu entfernen
sind. Außerdem
bietet das Verfestigungsmitteln ein Diffusionsbett aus Verfestigungsmittel
und erhöht
den Diffusionsgradienten, was die Diffusion des Lösungsmittels
von der embolischen Zusammensetzung verbessert, wenn sich die Zusammensetzung zu
einer kohärenten
Masse verfestigt.
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Ohne die Verwendung des Verfestigungsmittels
nimmt der Lösungsmittelkonzentrationsgradient zwischen
der injizierten flüssigen
embolischen Zusammensetzung und dem umgebenden Blut ab, wenn sich
das Lösungsmittel
aus der embolischen Zusammensetzung ausbreitet, was die Rate verlangsamt,
mit der das Lösungsmittel
aus der embolischen Zusammensetzung diffundiert. Das Verfestigungsmittel
wird verwendet, um den Lösungsmittelkonzentrationsgradienten
zu erhöhen,
was einen Anstieg der Lösungsmitteldiffusionsrate
bewirkt.
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Gemäß einer alternativen Ausführungsform der
Erfindung werden die flüssige
embolische Zusammensetzung und das Verfestigungsmittel alternierend
statt gleichzeitig injiziert. Die Injektion der flüssigen embolischen
Zusammensetzung alleine wird eine nahezu kugelförmige Gestalt bilden. Die Injektion
der flüssigen
embolischen Zusammensetzung kann dann unterbrochen werden, während das
Verfestigungsmittel injiziert wird, um die kugelförmige Masse
der flüssigen
embolischen Zusammensetzung zu verfestigen. Die Zeitpunkte der Injektion
der flüssigen
embolischen Zusammensetzung und des Verfestigungsmittels können variiert
werden, um verschiedene Ergebnisse zu erzielen.
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Das Innenrohr 12 ist innerhalb
des Außenrohrs 14 verschiebbar,
so dass die Spitze des Innenrohrs auf verschiedene Längen über das
distale Ende des Außenrohrs
hinaus ausgefahren werden kann, um die Verfestigung der embolischen
Zusammensetzung abhängig
von der Größe, Form
und Flusseigenschaften des Aneurismas weiter zu kontrollieren. Die Injektion
eines Fluids durch den Ring zwischen dem inneren und dem äußeren Rohr 12, 14 kann
auch verwendet werden, um die Bewegung des Innenrohrs innerhalb
des Außenrohrs
zu unterstützen,
indem eine sich bewegende Fluidsäule
gebildet wird, welche die Reibung zwischen den Rohren verringert. Die
Verwendung von Fluid als ein reibungsreduzierender Mechanismus kann
besonders nützlich
sein, wenn der Katheter durch einen typischerweise kurvigen Weg
gesteuert worden ist, beispielsweise jenem, der durch die Blutgefäße des Gehirns
gebildet ist.
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Wenn die Embolisation des Aneurismas
beendet oder aus einem anderen Grund angehalten ist, dient das Außenrohr 14 als
eine Lippe, um die embolische Masse vom Katheter abzulösen, indem
man das Innenrohr 12 in das Außenrohr zurückzieht. Die Trennung einer
kohärenten
festen Masse der embolischen Zusammensetzung E vom Ende des Katheters
ist in 7 gezeigt. Ohne
den durch das bewegliche Innenrohr 12 bereitgestellten
Ablösemechanismus
kann es für
den Arzt schwierig sein, die embolische Masse E vom Katheter zu
trennen; ohne dem umgebenden Gewebe ein Trauma zuzufügen. Das Ablösen kann
durch einen oder mehrere der folgenden Schritte bewirkt werden:
1) Zurückziehen
des Innenrohrs 12 in das Außenrohr 14; 2) Vorwärtsbewegen
des Außenrohrs über das
Innenrohr; oder 3) Injizieren von Verfestigungsmittel zum Ablösen der
embolischen Masse vom Außenrohr.
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Zur Visualisierung des Flusses im
behandelten Gebiet, einschließlich
des Flusses in den Aneurisma hinein und aus ihm heraus, kann das
Verdünnungsmittel
und/oder das Verfestigungsmittel mit einem Kontrastmittel kombiniert
und vor der Injektion der flüssigen
embolischen Zusammensetzung alleine injiziert werden. Ferner kann
ein Auswaschen visualisiert werden durch Injektion von Kontrastmittel durch
die innere Öffnung,
während
Verfestigungsmittel durch die Ringöffnung zwischen dem inneren
und dem äußeren Rohr 12, 14 injiziert
wird.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
so beschrieben worden ist, dass sie einen Koaxialkatheter mit koaxialen Öffnung einsetzt,
kann die vorliegende Erfindung auch andere Typen von Mehrfachöffnungs-Kathetern
verwenden, wie z. B. die in den 8 bis 11 gezeigten. Andere Mehrfachöffnungs-Katheterkonfigurationen
als die gezeigten können
ebenfalls verwendet werden, einschließlich Kathetern mit mehreren Öffnungen
zur Zufuhr der flüssigen
embolischen Zusammensetzung, und Kathetern mit mehreren Öffnungen
zur Zufuhr des Verfestigungsmittels. Ferner können zwei unabhängige Katheter
zur getrennten Zufuhr der flüssigen
embolischen Zusammensetzung und des Verfestigungsmittels verwendet
werden, um die kontrollierte Verfestigung der flüssigen Zusammensetzung gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren
zu erzielen.
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Ein in 8 gezeigter
Mehrfachöffnungs-Katheter 80 hat
eine erste Öffnung 82 und eine
zweite Öffnung 84,
die nebeneinander positioniert sind. In dieser Nebeneinander-Ausführungsform wird
die flüssige
embolische Zusammensetzung durch die erste Öffnung 82 injiziert,
während
das Verfestigungsmittel durch die zweite Öffnung 84 injiziert wird.
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Wie in 9 gezeigt,
können
die Auslässe der
zwei Öffnungen 82a, 84a in
Längsrichtung
versetzt sein, so dass das durch die zweite Öffnung 84a injizierte
Verfestigungsmittel den Auslass der ersten Öffnung 82a umspült, die
die embolische Zusammensetzung zuführt. Außerdem können die Nebeneinander-Ausführungsformen
der 8 und 9 Mittel zum Einstellen der
Längsposition
einer der Öffnungen
relativ zur anderen Öffnung
umfassen.
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10 zeigt
eine andere alternative Ausführungsform
eines Mehrfachöffnungs-Katheters 90 mit einem
Innenrohr 92 und einem das Innenrohr koaxial umgebenden
Außenrohr 94.
Das Außenrohr 94 umfasst
einen distalen verjüngten
Bereich 96 und eine Mehrzahl von Öffnungen 98 oder Seitenlöchern. Die flüssige embolische
Zusammensetzung wird durch das Innenrohr 92 zugeführt, während das
Verfestigungsmittel durch das Außenrohr 94 zugeführt wird und
sowohl aus dem Ende des Außenrohrs
als auch aus den Öffnungen 98 austritt.
Der verjüngte
Bereich 96 des Außenrohrs 94 führt zur
Injektion des Verfestigungsmittels mit einer erhöhten Geschwindigkeit entlang
des Innenrohrs 92 und wäscht
die flüssige embolische
Zusammensetzung, wenn sie vom Innenrohr injiziert wird. Die Größe und Zahl
der Öffnungen 98 und
der Verjüngungsgrad
können
variiert werden, um verschiedene Flussmengen durch das Ende des
Außenrohrs 94 und
durch die Öffnungen
bereitzustellen.
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11 zeigt
eine weitere alternative Ausführungsform
eines Mehrfachöffnungs-Katheters 100,
in der ein äußeres Koaxialrohr 104 an
einem distalen Ende des Katheters an ein inneres Koaxialrohr 102 angeschmolzen
ist. Eine oder mehr Öffnungen 106 oder
Seitenlöcher
sind in einer Seitenwand des Außenrohrs 104 zur
Zufuhr des Verfestigungsmittels vorgesehen. Die Öffnungen 106 können besonders gestaltet
sein, um das Verfestigungsmittel in einem gewünschten Zufuhrmuster durch
Variation der Zahl, Größe und Stelle
der Öffnungen
zuzuführen.
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Obwohl die vorliegende Erfindung
detailliert zur Verwendung bei der Behandlung von Aneurismen beschrieben
worden ist, kann sie auch in einer Vielzahl anderer Anwendungen
verwendet werden, wo die kontrollierte Verfestigung einer flüssigen embolischen
Zusammensetzung gewünscht
wird. Beispielsweise kann die vorliegende Erfindung verwendet werden,
um ein Blutgefäß zu verschließen, um den
Blutfluss zu einem Tumor zu blockieren, um Tumorgewebe abzulösen. Die
vorliegende Erfindung kann verwendet werden, um eine Blutung in
Blutgefäßen durch
Verschließen
eines Blutgefäßes zu kontrollieren.
Ferner kann die vorliegende Erfindung verwendet werden, um die Verfestigung
eines biokompatiblen Polymers zu kontrollieren, welches zur reversiblen
Sterilisation verwendet wird, oder zum Aufquellen von Geweben zur
Behandlung von Harninkontinenz.
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Die Injektion des Verfestigungsmittels
zur Kontrolle der Verfestigung der embolischen Zusammensetzung gemäß der vorliegenden
Erfindung ist besonders in Situationen nützlich, wo hohe Flussraten
die flüssige
embolische Zusammensetzung von der Embolisationsstelle wegtragen
können,
bevor sie zu einer Masse verfestigt ist, beispielsweise einem AVF,
und bei Situationen, wo die Position der mit der embolischen Zusammensetzung
zu füllenden
Formation es nicht erlaubt, dass die flüssige embolische Zusammensetzung
aufgrund von Schwerkraft in der Formation bleibt. Die Erfindung
kann ferner besonders nützlich
in Situationen sein, wo der Fluidfluss sehr gering ist und das Lösungsmittel
nicht weggetragen wird, wenn es sich aus der embolischen Zusammensetzung
ausbreitet.
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Der Katheter zur Verwendung in der
vorliegenden Erfindung, insbesondere das Innenrohr 12, und
auch das Anschlusselement 16 und das Betätigungselement 18,
sind aus lösungsmittelkompatiblen Materialien
gebildet. Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung, bei der das Lösungsmittel
DMSO ist, sind die Katheterelemente, die in Kontakt mit dem Lösungsmittel
gelangen können,
DMSO-kompatibel.
Beispiele von DMSO-kompatiblen Materialien und einige der bevorzugten
Durometer dieser Materialien zur Verwendung in einem Katheter umfassen
Polyolefine, wie z. B. Polyethylen (80A–80D), Polyester-Polyether-Blockcopolymere (30D–80D),
Alcryn (chloriniertes Polyolefin) (60A–80A), Pebax (Polyamid-Polyether-Blockcopolymer) (25D–70D);
Fluoropolymere wie z. B. PTFE (z. B. Teflon), ETFE und SEBS (Styrol-Ethylen-Butadien-Stryol);
Silikone; verschachtelte Silikonnetzwerke; und Nylonmaterialien
(6/6, 6/10 und 6/12); sowie Polyimide.
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Das innere und äußere Rohr (12, 14)
sind vorzugsweise mit Schmierbeschichtungen beschichtet, und zwar
sowohl an ihren Innen- als auch Außendurchmessern. Insbesondere
unterstützt
eine Schmierbeschichtung am Außendurchmesser
des Außenrohrs 14 das
Einführen
des Katheters, während
Schmierbeschichtungen am Innendurchmesser des Außenrohrs und am Außendurchmessers
des Innenrohrs 12 die Längsbewegung
des Innenrohrs innerhalb des Außenrohrs
verbessern. Eine Schmierbeschichtung am Innendurchmesser des Innenrohrs 12 wird
eine Führungsdrahtbewegung
innerhalb des Katheters verbessern. Die Schmierbeschichtung am Innendurchmesser
des Innenrohrs 12 sollte kompatibel mit dem biokompatiblen
Lösungsmittel
sein.
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Das innere und äußere starre Rohr 22, 48 innerhalb
des Anschlusselements 16 der vorliegenden Erfindung können ebenfalls
einen Keilschlitz umfassen, der sich im Wesentlichen entlang ihrer
Längen erstreckt,
um die Relativdrehung des inneren und des äußeren Rohrs 12, 14 an
ihrem proximalen Ende zu verhindern. Bei spielsweise kann das starre
innere Rohr 22 eine äußere Längsrille
umfassen, die eine innere Längsrippe
des starren äußeren Rohrs 48 aufnimmt.
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Geeignete biokompatible Polymere
zur Verwendung in der flüssigen
embolischen Zusammensetzung der vorliegenden Erfindung umfassen
beispielsweise biologisch nicht abbaubare Polymere, wie z. B. Zelluloseacetate
(einschließlich
Zellulosediacetat), Ethylenvinylalkohol-copolymere, Hydrogele (z.
B. Acryl), Polyacrylonitril, Polyvinylacetat, Zelluloseacetatbutyrat,
Nitrozellulose, Copolymere aus Urethan/Karbonat, Copolymere aus
Styrol/Maleinsäure, und
Mischungen daraus. Andere geeignete biokompatible Polymere umfassen
beispielsweise biologisch abbaubare Polymere, wie z. B. geradkettige
Polymere, wie z. B. Polyakide, Polyglycolide, Polycaprolaktone,
Polyanhydride, Polyamide, Polyurethane, Polyesteramide, Polyorthoester,
Polydioxanone, Polyacetale, Polyketale, Polykarbonate, Polyorthokarbonate, Polyhydroxybutorate,
Polyhydroxyvalerate, Polyalkylenoxalate, Polyalkylensuccinate, Poly(maleinsäuren), Poly(aminosäuren), Polyhydroxyzellulose,
Chitin, Chitosan, sowie Copolymere, Terpolymere und Kombinationen
daraus.
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Vorzugsweise verursacht das biokompatible Polymer
beim Einsatz in vivo keine widrigen Brennreaktionen.
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Das verwendete besondere biokompatible Polymer
wird relativ zur Viskosität
der resultierenden Polymerlösung,
der Lösbarkeit
des biokompatiblen Polymers im biokompatiblen Lösungsmittel und dergleichen
ausgewählt.
Solche Faktoren sind im Stand der Technik bekannt.
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Bevorzugte biokompatible Polymere
umfassen Zellulosediacetate und Ehtylenvinylalkohol-copolymer. Zellulosediacetat-Polymere
sind entweder gewerblich erhältlich,
oder können
durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. In
einer bevorzugten Ausführungsform
beträgt
das teilchengemittelte Molekulargewicht, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie,
der Zellulosediacetat-Zusammensetzung von ungefähr 25.000 bis ungefähr 100.000,
bevorzugter davon ungefähr 50.000
bis 75.000, und noch bevorzugter von ungefähr 58.000 bis 64.000. Das gewichtsgemittelte
Molekulargewicht der Zellulosediacetat-Zusammensetzung, bestimmt durch Gelpermeationschromatographie,
beträgt
vorzugsweise ungefähr
50.000 bis 200.000 und noch bevorzugter ungefähr 100.000 bis ungefähr 180.000.
Wie dem Fachmann klar ist, werden dann, wenn alle anderen Faktoren
gleich sind, Zellulosediacetat-Polymere mit einem geringeren Molekulargewicht
der Zusammensetzung eine geringere Viskosität verleihen als Polymere mit
höherem Molekulargewicht.
Dementsprechend kann eine Einstellung der Viskosität der Zusammensetzung
durch reine Einstellung des Molekulargewichts der Polymerzusammensetzung
leicht erreicht werden.
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Ethylenvinylalkohol-Copolymere umfassen Reste
sowohl von Ethylen als auch von Vinyl-Alkohol-Monomeren. Kleine
Mengen (z. B. weniger als 5 Molprozent) von zusätzlichen Monomeren können in der
Polymerstruktur enthalten sein oder aufgepfropft werden, vorausgesetzt,
dass solche zusätzlichen Monomere
die Embolisationseigenschaften der Zusammensetzung nicht verändern. Solche
zusätzichen
Monomere umfassen rein beispielhaft Maleinanhydrid, Styrol, Propylen,
Acrylsäure,
Vinylacetat und dergleichen.
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Ethylenvinylalkohol-Copolymere sind
entweder gewerblich erhältlich
oder können
durch im Stand der Technik bekannte Verfahren hergestellt werden. Vorzugsweise
ist die Ethylenvinylalkohol-copolymer-Zusammensetzung derart gewählt, dass
eine Lösung
von 6 Gew.-% des Ethylenvinylalkohol-copolymers, 25 Gew.-% Tantal-Kontrastmittel in
DMSO eine Viskosität
kleiner oder gleich 60 Centipoise bei 20°C hat. Wie dem Fachmann klar
ist, werden dann, wenn alle anderen Faktoren gleich sind, Copolymere mit
einem geringeren Molekulargewicht der Zusammensetzung eine geringere
Viskosität
verleihen als Copolymere mit höherem
Molekulargewicht. Dementsprechend kann eine Einstellung der Viskosität der Zusammensetzung,
wie sie für
die Katheterzufuhr erforderlich ist, durch reine Einstellung des
Molekulargewichts der Copolymer-Zusammensetzung leicht erreicht
werden.
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Wie ebenfalls klar ist, beeinträchtigt das
Verhältnis
von Ethylen zu Vinylalkohol im Copolymer die gesamte Hydrophobizität/Hydrophilizität der Zusammensetzung,
die wiederum die relative Wasserlöslichkeit/-unlöslichkeit
der Zusammensetzung ebenso wie die Ausfällungsrate des Copolymers in
einer wässerigen
Lösung
(z. B. Blut) beeinflusst. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform
umfassen die hierin verwendeten Copolymere einen Molprozentanteil
von Ethylen von ungefähr
25 bis ungefähr
60 sowie einen Molprozentanteil von Vinylalkohol von ungefähr 40 bis
ungefähr
75. Diese Zusammensetzungen liefern die benötigten Ausfällungsraten, die zur Verwendung
beim Embolisieren von Blutgefäßen geeignet
sind.
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Während
die Erfindung detailliert mit Bezug zu einer bevorzugten Ausführungsform
derselben beschrieben worden ist, wird es dem Fachmann klar sein,
dass zahlreiche Änderungen
und Abwandlungen innerhalb des Umfangs der Ansprüche vorgenommen werden können.