微-宏血管内闭塞装置和方法
阅读说明：本技术 微-宏血管内闭塞装置和方法 (Micro-macro endovascular occlusion devices and methods ) 是由 J·S·德梅里特 于 2019-01-31 设计创作，主要内容包括：血管塞包括可从塌缩的经皮插入构型扩展到扩展的部署或使用构型的上部结构。上部结构包括初级和次级三维形状,允许通过不成比例的小递送导管闭塞从小到大的各种血管尺寸。塞包括形状记忆元件,用于产生径向力和产生目标血管闭塞所需的更大的次级三维扭曲或螺旋状的上部结构。(The vascular plug includes a superstructure that is expandable from a collapsed percutaneous insertion configuration to an expanded deployed or use configuration. The superstructure comprises primary and secondary three-dimensional shapes allowing occlusion of various vessel sizes from small to large through disproportionately small delivery catheters. The plug includes shape memory elements for generating radial forces and creating a larger secondary three-dimensional twisted or helical superstructure required for the target vessel occlusion.)
技术领域
本公开一般地涉及用于在多种病理条件下闭塞动脉和静脉血管的装置和方法。
背景技术
存在许多用于闭塞血流的血管内装置，包括线圈、可拆卸球囊和最近的可扩展机械闭塞装置，其具有或不具有不透血流的覆盖物。线圈可以用纤维覆盖或用诸如水凝胶的材料涂覆以增强凝块形成。尽管有这些特征，通常需要许多线圈来闭塞血流，增加了手术时间和潜在成本。在部署后，线圈在其几何形状和血管空间填充特性方面也可能不可靠。此外，在肺或身体其他部位的诸如动静脉瘘的高流动条件下，线圈和/或凝块可能容易向远端迁移。通过线圈闭塞的血管可以重新打开或再通，如在肺动静脉瘘中所报道的。可拆卸球囊可能难以穿过血管，并且可能会过早脱离。球囊过早脱离可能导致迁移和正常血管的闭塞，导致并发症。球囊可以随时间而收缩，导致治疗后的血管病变复发，如在颈动脉海绵体瘘中所报道的。最近开发了可拆卸的未覆盖和膜覆盖的可扩展机械闭塞装置，试图更快、更持久并以更高的空间精度闭塞血流；通常称为血管塞。这些包括未覆盖的可拆卸Amplatzer血管塞，其由自扩展镍钛诺网制成，通过不同尺寸的导管或护套递送，引起血管血栓形成。该装置可能不会立即导致血栓形成，特别是对于需要使用多于一个装置的凝血障碍患者。该装置可能难以递送和精确部署。此外，该装置可能无法提供长期闭塞，特别是在肺动静脉瘘中已报道过这种情况。在早期研究中，诸如MVP微塞的覆盖装置可以提供立即闭塞和良好的长期闭塞。MVP是唯一可以通过微导管递送的覆盖塞，在穿过曲折的解剖结构和较小的血管时特别有利。最大的MVP微导管可递送的覆盖塞只能治疗直径不超过5mm的血管，这是一个明显的缺点。较大的MVP覆盖塞根据目标血管尺寸需要通过4或5F(French)的导管递送；这些较大的导管通常太大且太硬，无法容易地穿过期望的脉管系统。使用这些较大的4和5F的导管来靶向更远端的脉管系统会导致技术故障、血管痉挛和血管损伤。利用MVP装置，不超过7mm的血管可通过4F的导管进行治疗，而不超过9mm的血管可通过的5F的导管进行治疗。考虑其小的占用面积和血管锚定能力，该装置可能不适合可能迁移的高流动情况。相对于目标血管的精确测量或尺寸调整很重要。长度相对较小的刚性镍钛诺框架最适合直血管部段或水平部署区域。
期望用覆盖塞通过微导管闭塞大于5mm的血管，而目前可用的装置(例如MVP)无法做到这一点。微导管通常制造有两种不同尺寸的内径，即0.021英寸(标准)和0.027英寸(高流动)。较大的4F和5F的诊断导管通常分别具有0.040英寸和0.046英寸的内径。5F的诊断血管造影导管通常用于在颈部、胸部、腹部、骨盆和下肢起源的大分支血管的起源或近端插入导管；并且可以适合标准和高流动微导管二者。这些较大的5F的诊断导管通常难以更远地推进到初级或次级主动脉分支血管中，例如肝动脉、脾动脉、肾动脉、颈内动脉和腹下动脉等等。能够用通过5F的血管造影导管推进的微导管可递送的覆盖血管塞闭塞大于5mm的血管在临床上是有利的。用于闭塞的目标血管通常大于5mm，因此无法通过目前的手段和方法使用微导管进行血管塞递送。此外，微导管有利于穿过曲折的解剖结构，使用较大的5F的导管通常很难或不可能。静脉栓塞通常需要闭塞比动脉更大口径的血管，通常需要更大的引导导管或护套用于装置递送，例如未覆盖的Amplatzer塞。
在许多情况下，优选在相对于给定的动脉或静脉血管病变的上游侧和下游侧闭塞血管，即机械地闭塞血管部段。使用当前可用的装置来实现这可能是困难和/或繁琐的。例如，可能希望在两侧闭塞梭状动脉瘤或血管的异常膨胀，因为仅在动脉上游闭塞后，动脉瘤可能仍会充满或保持开放。梭状动脉瘤呈纺锤形或足球形；其在血管的所有侧面隆起或膨胀。在通过血管塞仅在上游闭塞之后，血流可以通过相对于梭状动脉瘤的动脉下游部分的侧支填充而逆流，从而保持动脉瘤的开放。相对于梭状动脉瘤在血管下游部分的初始闭塞可导致动脉瘤中流动和压力增加，从而导致破裂。在这些情况下，通常更安全的是仅在近端流动和压力控制(流动停滞)的条件下才在远端闭塞，以防止可能的血管破裂。
通常希望主要闭塞囊状颅内或外周囊状动脉瘤，同时保护其起源的载瘤血管(parent vessel)。囊状动脉瘤是一种盲端血管外翻或囊，仅从血管的一侧出现。囊状动脉瘤的闭塞或封闭通常是通过将多个不同形状和尺寸的线圈直接放置在动脉瘤囊内来实现的。在使用当前方法时，尽管有效，但此过程可能很麻烦，特别是对于较大的动脉瘤，需要多个线圈来填充动脉瘤囊。此外，线圈会随着动脉瘤复发而压紧，这通常发生在动脉瘤颈或与载瘤血管的连接部位。如果动脉瘤颈较宽，线圈也可能脱出到载瘤血管中。已经表明，即使使用未覆盖的多孔或网状动脉瘤内空间填充装置(通常称为流动干扰器)，也可以实现导致血栓形成的盲端动脉瘤囊内的流动中断。期望一种动脉瘤内空间填充闭塞装置，该装置可以通过单个或有限数量的装置来近似囊状动脉瘤的典型球体或椭圆体形状，以便更快速、有效且可能更永久地闭塞动脉瘤囊。
发明内容
本发明旨在提供解决了上述问题的改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法。具体地，本发明考虑了改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其能够通过微导管进行血管塞的部署，所述血管塞可以呈现更大的形状，从而用通过微导管递送的相同装置闭塞小、中或大血管。这对于当前的装置来说是不可能的。
本发明还旨在提供改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其允许闭塞小于和大于5mm的血管，5mm是微导管可递送塞的当前上限。优选地，相同的设计可用于4和5F的可递送装置，以闭塞甚至更大的动脉、静脉、动脉瘤或精索静脉曲张。
本发明进一步考虑了改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其中闭塞性血管塞允许与递送导管直径成比例的非常大的空间填充能力，从而有利于大血管或大动脉瘤闭塞，目前使用当前装置是不可能实现的。
本发明还涉及改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其中血管血栓形成在一段时间后逐渐发生，从而防止装置在高流动情况下移动，使操作者有时间产生稳定的血管内构造。
本发明还寻求提供改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其使得能够在患者的血管系统中完全跨越给定的部段性血管病变例如梭状动脉瘤部署或安装一个或多个血管闭塞装置或塞，同时相对于给定血管病理闭塞下游和上游。
本发明包括改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其允许对囊状颅内或外周动脉瘤进行初步治疗。
本发明包括改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其中由初级和次级装置结构施加的累积径向力比目前可用的微导管可递送血管塞有所改善。
本发明旨在提供改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其中该装置容易在弯曲的血管部段中部署和构造。
更具体地，本发明旨在提供用于闭塞例如与肠、胆管或输尿管相关的病理性非血管空间的空间填充装置和/或相关的手术方法。
本发明总体上考虑了改进的血管闭塞装置和/或相关的微创手术方法。
本发明涉及可塌缩的管状结构，其自扩展以呈现管状形式并且进一步自构造以呈现更大的次级螺旋(spiraling)上部结构。这种闭塞医疗装置旨在解决通过微导管闭塞大动脉和静脉时的问题。卷曲或螺旋线形状记忆元件被并入在另外的柔性且适形(conformable)的管状塞体中以将塞体形成为大空间填充次级螺旋状的(helical)或扭曲的形状。根据目标血管的尺寸，可能需要两个连续放置的平行或互锁装置来用于完全血管闭塞，例如形成双螺旋构型。使用直径4和5F的导管可递送血管塞，可以使用相同的装置来闭塞甚至更大的血管，但代价是较低的通行性和更大的外部递送导管直径。次级塞构型本质上是混合塞-线圈设计，从而形成螺旋式三维管状螺旋状的上部结构。
管状结构或塞体通常设有外部覆盖物或膜，其可以是不可渗透的或部分可渗透的。随着膜中的穿孔被血栓以取决于孔径的速率阻塞和封闭，部分可渗透膜提供逐渐闭塞。
在根据本发明的自扩展闭塞医疗装置的另一种形式中，栓体未覆盖，任选地涂覆有多种血栓形成材料，例如小纤维或水凝胶，以在部署后通过三维螺旋上部结构或支架进行血管血栓。
管状结构由自扩展网络的形状记忆线制成，其中所述线选择性地相对于彼此滑动。这种自扩展或通过球囊机械示例性地扩展的笼子或格子结构在血管领域是众所周知的。
根据本发明的血管塞或医疗闭塞装置包括可从塌缩的插入构型扩展到扩展的部署或使用构型的上部结构。插入构型足够小以能够经皮引入到患者的血管系统中。扩展的部署或使用构型足够大以延伸穿过目标血管并接合这种血管的内皮表面。上部结构通过附接到部署线的微导管或更大的导管推进。闭塞装置具有初级和次级形状。初级形状是管状覆盖或未覆盖的塞，具有由弹簧加载的或形状记忆材料(例如镍钛诺或其他金属合金)的股(strands)或线制成的格子状外壁。次级形状是初级管状形状的三维螺旋或螺旋状的构型，由并入到另外的柔性且适形的塞体中的额外内部形状记忆元件或线产生。线的额外形状记忆元件具有卷曲的基础(无应力)构型并施加足够强的形状记忆力以将管状结构或塞扭转成螺旋或螺旋状的构型。管状结构或塞可以附接到操纵系绳或线的末端，并根据目标血管尺寸在形成初级形状和任选的次级形状之后通过机械分离机构或其他方式从其释放。
根据本发明的血管闭塞装置可以覆盖有不可渗透的膜、未覆盖或替代地涂覆有多种血栓形成材料，例如小纤维或水凝胶，以在部署后通过三维螺旋上部结构或支架引起血栓形成。可选择未覆盖的塞壁或塞体的孔隙率以促进血栓形成；可以改变支架体的编织图案或设计以降低塞壁的孔隙率，从而增加其致促凝性(throbogenicity)。对于低孔隙率装置，通过它的流动最小；零孔隙率装置不可渗透流动。具有可能最低孔隙率同时仍保持期望的初级和次级塞特性和形状的塞壁是理想的。相对于甚至覆盖很薄的塞，未覆盖的低孔隙率塞可具有整体较低的轮廓。
根据本发明的血管塞或医疗闭塞装置的壁的孔隙率可以根据不同的临床和病理状况进行调整。极低孔隙率的塞比更高孔隙率的塞更容易形成血栓，而高孔隙率的塞在高流动条件下比低孔隙率的塞更不容易发生迁移，使操作者能够使用一个或多个未覆盖的较高孔隙率塞产生初始稳定构造或支架，随后放置一个或多个覆盖的或非常低孔隙率的装置以完成血管闭塞。
给定的闭塞装置或塞的塞内孔隙率也可以从塞的上游部分到下游部分变化。塞的上游部分可以具有低孔隙率以促进淤滞和血栓形成，而下游部分可以具有更高的孔隙率以允许血液流入和流出塞的内腔，便于在最终塞部署之前装置的重新定位或移除。可以在塞的下游端设置部分多孔的覆盖塞膜以获得类似的结果：通过塞体的瞬时有限流动以减少随后血栓形成时的迁移机会。
未覆盖的塞可以涂覆有膨胀水凝胶材料，其在部署后与血液接触后会被激活，从而随着时间的推移而降低塞壁的孔隙率，引起塞内和目标血管血栓形成。水凝胶涂覆的塞可能在高流动环境中有用，允许在组装的结构体不可渗透流动之前有时间部署两个稳定的互锁塞装置。两个塞或闭塞装置可以通过穿过单个较大的引导导管的两个递送导管同时插入，或者通过一个导管连续插入，从而减少装置迁移的机会。换句话说，水凝胶涂层的使用将允许产生在初始部署后会随着时间降低其孔隙率的闭塞塞，其可用于更容易地治疗高流动病理状况。
初始部署后的机械塞压紧可用于通过压缩塞壁中的编织图案来降低未覆盖塞的孔隙率，从而降低塞壁孔隙率。
本发明提供了膜覆盖或未覆盖的血管闭塞装置，其可通过微导管递送至目标部位或甚至是4或5F导管可递送的，并且能够闭塞或填充比目前可能的更大的血管容积。根据本发明的闭塞装置对于治疗包括但不限于出血血管、动脉瘤、静脉瘤和静脉曲张的多种血管病变具有很大的临床益处。通过将两个或更多个连续部署的血管内亚单元交织或互锁而原位组装装置，可以实现甚至更大的空间填充能力。因此，根据本发明的第一部署的闭塞装置在部署在大血管或空间中时可以呈现具有中央通道的螺旋管状构型，该通道通过将第二闭塞装置插入在其中并扩展而堵塞，所述第二闭塞装置优选地具有相同或相似的螺旋管状构型。本发明的这种变型相对于当前方法对于在心房颤动的情况下闭塞大血管、动脉瘤或病理性血管空间(例如左心耳)是有用的。
因此，本发明考虑了由多个单独的闭塞装置或塞原位形成闭塞组件。更具体地，该方法需要组装或交织两个或更多个连续部署的装置或血管内亚单元。部署的装置或血管内亚单元的至少第一个在从塌缩的插入构型扩展后具有螺旋管状构型。这个第一部署装置或血管内亚单元扩展以接合目标血管或器官的内皮。在扩展的第一部署装置或血管内亚单元具有通道或通路的情况下，至少一个第二部署装置或血管内亚单元以至少部分塌缩的形式插入通道或通路中并扩展以填充和堵塞通道或通路。第二部署装置或血管内亚单元可以变得与第一部署装置或血管内亚单元互锁，可能变得位于第一部署装置或血管内亚单元的螺旋槽或匝间间隙或裂口中。有时，使用第三部署装置或血管内亚单元可能是有益的或必要的，该第三部署装置或血管内亚单元插入到可能存在于第一和第二部署装置或血管内亚单元的组件中的腔或凹部中。
为了治疗部段性血管病变，特别是长部段血管疾病，例如细长的梭状动脉瘤，本发明考虑了细长的微导管可递送的血管塞或闭塞装置，其可不同程度地扩展以完全跨越小血管和大血管中的节段性血管病变。这种方法几乎同时闭塞了梭状动脉瘤的下游和上游部分，最大限度地降低了塞部署过程中血流动力学改变和动脉瘤破裂的风险，而且还防止了继发于流动逆转的下游动脉瘤逆行重建。更安全地治疗部段性血管病变问题，特别适用于长节段血管疾病(例如细长的梭状动脉瘤)的改进的解决方案是以策略性方式放置连续装置(血管内捕获)，两个这样的装置通过同一导管部署以同时闭塞病变(例如梭状动脉瘤)的近端和远端。第一近端闭塞装置被放置以减少向病变的流入，并具有被设计为由同一递送导管穿过的通道或孔(例如，螺旋塞构型的甜甜圈孔)，用于相对于血管病变放置一个或多个下游闭塞装置。随后撤回并重新定位导管以放置第二近端装置以封闭近端塞孔。或者，一个或多个远端闭塞装置和随后一个或多个近端闭塞装置可以通过经由5F的充气球囊导管放置的微导管递送，该微导管位于血管病变的近端，以消除或降低血流和血管内压力(流动停滞)。因此，通过5F的球囊导管同轴放置的微导管可递送闭塞装置也可以解决这个问题，因为一个或多个闭塞装置可以在流动停滞的情况下在远端然后在近端放置。微导管可递送闭塞装置或通过5F球囊导管放置的装置(在流动停滞的情况下)也可用于在高流动的情况下产生稳定的血管内闭塞结构，如在动静脉瘘的情况下可能看到的那样。
本发明考虑了具有多种扩展模式的医疗闭塞装置，由此闭塞装置可以呈现多种形状，每个形状都具有相应的外径。扩展模式由不同的结构元件推动或提供动力。例如，根据本发明的闭塞装置可呈现管状的初级形状，其中闭塞装置具有自扩展结构，通常由形状记忆合金丝以常规血管支架的方式编织成可重构的格子。初级管状形状可在进一步扩展时呈现次级形状，例如螺旋或螺旋状构型，示例性地在由专用形状记忆构件(例如设置在管状结构内部或部分内部的线)施加的力下。
本发明考虑了可扩展血管塞，该塞包含设置在未覆盖的塞支架、未覆盖的部分多孔的塞壁编织物或网、或半透性覆盖物或塞膜上的血栓形成材料。血栓形成材料在初始部署后随着时间的推移而将塞壁的孔隙率从高变为低。可替代地或另外地，可扩展血管塞可设有水凝胶涂层或在与血液接触时膨胀或扩展的类似材料。
本发明提供了改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其允许以策略性的方式放置连续的装置以便更好和更安全地治疗长部段性血管病变，例如细长的梭状动脉瘤(血管内捕获)。该方法需要放置初始近端闭塞装置以减少向病变的流入。初始近端闭塞装置具有通道或通路或塞孔，其可以用相同的递送导管穿过，以相对于血管病变放置一个或多个下游次级闭塞装置。在部署第一闭塞装置远端的次级闭塞装置后，导管被撤回并用于放置最终近端装置以封闭近侧塞孔，从而在彼此间隔开的两侧的两端闭塞血管部段。
本发明提供了改进的血管闭塞装置和/或相关的手术方法，其允许对囊状颅内或外周动脉瘤进行初步治疗。两个覆盖的或未覆盖的互锁或互相缠绕的装置可组装在动脉瘤囊内以产生动脉瘤闭塞，从而保护载瘤血管。动脉瘤囊的闭塞可替代地使用单个改进的扩展闭塞装置来完成，该装置在两端逐渐变细，基本上呈现出沿闭塞装置的前端和后端的锥形管状螺旋形(corkscrew)设计，从而近似于动脉瘤囊的典型球体或椭圆体形状。用于此目的的装置外壁可以是未覆盖的、覆盖有微孔膜或覆盖有不可渗透的膜。
附图说明
附图是根据本发明的血管闭塞装置的各种实施例的示意图，其可替代地用于执行根据本发明的方法。
图1A是根据本发明的血管闭塞装置的示意性侧视图，示出了血管闭塞装置的扩展的部署或使用构型。与图1B相比，血管闭塞装置的扩展的部署或使用构型具有轴向或纵向分开或间隔开的环或线圈。
图1B是图1A的血管闭塞装置的示意性侧视图，示出了血管闭塞装置的另一个扩展的部署或使用构型。与图1A相比，图1B的扩展的部署或使用构型具有轴向压缩的环或线圈。
图2是图1A和1B的血管闭塞装置的侧视图，其呈管状、延伸和略微卷曲的构型，适于塌缩并插入到部署微导管中。
图3是图1A和1B的血管闭塞装置中包括的形状记忆螺旋成形线元件的侧视图。
图4是根据本发明的血管闭塞装置的一部分的放大侧视图，示出了并入到管状体的壁中或内腔内的形状记忆线圈。
图5是与1A和1B基本上相同的血管塞或闭塞装置的侧视图，示出了在示意性描绘的血管内的装置。
图6是图4装置的端视图。
图7A和7B是根据本发明的血管塞或闭塞装置的示意性侧视图，示出了螺旋体构件由于其不同长度而导致的不同匝数。
图8是根据本发明处于扩展构型的具有最少螺旋匝数的短血管塞的示意性侧视图。
图9以不同的取向示出了图8的塞。
图10是根据本发明的一对交织和互锁的短血管塞的示意性侧视图。
图11A是处于略微卷曲的构型的图1A和1B的血管闭塞装置的侧视图。
图11B是处于部分扩展和部分螺旋构型的血管闭塞装置的部分侧视图，存在于太小而不允许完全扩展的血管中。
图12是处于双螺旋构型的一对部分扩展的血管闭塞装置的部分侧视图，其被部署以充分闭塞大于初级装置直径但小于完全扩展的次级直径的血管。
图13A和13B是一对塞或血管闭塞装置的侧视图，类似于图12，其被串联部署以闭塞太小以致不允许塞或装置完全扩展的血管。图13B示出了图13A中未描绘的内部形状记忆元件。
图14A、14B和14C分别是根据本发明的血管塞或闭塞装置的侧视图，示出了次级扩展或扭曲的不同状态或程度，如通过塞或闭塞装置部署在其中的血管内腔的尺寸或直径确定的。
图15是锥形螺旋塞或改进的螺旋形设计的侧视图，其最小化或消除完全形成的塞的开放中央通道。
图16A是临床使用的传统纤维线圈。
图16B是根据本发明的完全形成的覆盖塞螺旋的端视图，该螺旋塞包含中央血栓形成纤维以促进开放中央通道或“甜甜圈孔”的闭合。
图16C是完全形成的未覆盖塞螺旋的端视图，其中血栓形成纤维通过塞的空隙分布。
图17A是临床使用的覆盖有膨胀水凝胶的线圈。
图17B是根据本发明的未覆盖的螺旋血管塞或闭塞装置。
图18A-18D描绘了在根据本发明特征的方法中，利用根据本发明的血管塞或闭塞装置来隔离梭状动脉瘤的外科手术中的连续阶段。
图19A是具有从其产生的囊状动脉瘤的血管的示意性纵向横截面图，描绘了在动脉瘤囊内一个部署的塞或闭塞装置。
图19B是具有从其产生的囊状动脉瘤的血管的示意性纵向横截面图，描绘了动脉瘤囊内两个部署的互锁或互相缠绕的塞或闭塞装置。
图20A是具有从其产生的囊状动脉瘤的血管的示意性纵向横截面图，其包含较长的单个部署的改进的螺旋形的锥形闭塞装置以阻塞具有更多椭圆形状的囊状动脉瘤。
图20B是具有从其产生的囊状动脉瘤的血管的示意性纵向横截面图，其包含较短的单个部署的改进的螺旋形的锥形闭塞装置以阻塞具有更多球形形状的囊状动脉瘤。
图21是心脏的左心耳的示意性纵向横截面图，其包含两个连续部署的互锁或互相缠绕的血管闭塞装置，以便根据本发明以根据本发明特征的方法闭塞或阻塞左心耳。
图22是心脏的左心耳的示意性纵向横截面图，其包含单个部署的改进的闭塞装置，以便根据本发明以根据本发明特征的方法闭塞或阻塞左心耳。改进的闭塞装置在两端逐渐变细，基本上为沿着闭塞装置的前端和后端的锥形管状螺旋形设计，从而近似于心脏左心耳的典型圆锥或椭圆形状。
具体实施方式
本发明的血管闭塞装置或塞，例如塞20(图1A和1B)可通过微导管18递送，其可闭塞从小到大的各种血管尺寸，而利用目前可用的微导管递送装置是不可能实现的。该设计允许闭塞小于和大于5mm的血管，5mm是当前微导管可递送塞的上限。
在如图1A和1B所示的扩展的部署构型中，自扩展和自构造血管塞或闭塞装置20采用三维螺旋管状结构22的扩展形式，任选地覆盖有不可渗透或部分可渗透的膜23，其允许通过微导管18闭塞大血管，而目前可用的装置是不可能实现的。
图1A示出了塞或闭塞装置20的卷曲部段或绕组(windings)19的相对分开或分离，而图1B示出了塞的卷曲部段或绕组19的相对压紧，这可以通过缩回或推进或部署线21来实现。微导管(例如微导管18)是小的递送导管，通常制造成具有两种不同尺寸的内径，即0.021英寸(标准)和0.027英寸(高流动)。更大的4F和5F的递送导管也可用于递送更大直径的血管塞，通常分别具有0.040英寸和0.046英寸的内径。因此，相同的设计可用于更大的4和5F的可递送装置，以闭塞甚至更大的动脉、静脉或动脉瘤。
血管塞或闭塞装置20包括自扩展管状结构22形式的初级亚单元(在图2中开始以螺旋示出)，其设计用于优化柔韧性、适形性和可压缩性。自扩展管状结构22由形状记忆材料(如镍钛诺或其他金属合金)构造。更特别地，管状结构22是形状记忆金属线或股17的网格、网络或格子，它们相互连接并选择性地相对于彼此滑动以使得管状构件22的构型能够从当限制在递送导管18内时的紧密拉伸的近线性构型(未示出)改变为图2所示的扩展的管状形式。这种格子在医疗行业中是众所周知的，因为支架通常由这种结构制成。
塞或闭塞装置20还包括一个或多个次级亚单元，它们是由更硬的卷曲金属合金(例如镍钛诺)制成的细长形状记忆成形线24(图1A、1B、3)。每根成形线24纵向穿过初级覆盖的管状亚单元或结构22，以将管状亚单元22形成或迫使其形成螺旋或螺旋状的构型92(图1A、1B)，其固有地具有比初级亚单元或管状结构22(图2)更大的直径，并提供增强的或增加的向外径向力，用于将初级亚单元或管状结构22压靠在内皮表面，并将塞或闭塞装置20保持在期望或目标血管位置。
装置20将自身形成为亚单元22的初级管状形状(图2)和次级螺旋或螺旋状的构型92(图1A、1B)的能力允许使用单个装置治疗各种尺寸的血管。镍钛诺合金独特的形状记忆和超弹性非常适合产生次级螺旋或螺旋状的构型92(图1A、1B)和产生足以将血管塞或闭塞装置20锚定到目标血管的内皮上的向外径向力，其与植入期间施加在装置上的下游定向力相反，这部分取决于覆盖装置的任何膜23的渗透性。
卷曲的镍钛诺成形线或线24可以完全并入塞或闭塞装置20的壁26中，例如，与线或股17一起编织到管状结构22的网格或格子中，或自由地漂浮在其内腔中或在两个或多个间隔点处部分地并入或附接到管状结构22的格子壁26。示例性地，每根成形线24可以连接到管状结构22的端部或封闭点25和27。在其自身的内力下，管状结构22的主体或壁26施加足够的径向力以保持初级管状形状但足够柔韧以呈现螺旋或螺旋状的构型92，以响应一根或多根并入的卷曲镍钛诺成形线或脊(spines)24的更强的弹簧力。
优选地，装置20包括单根成形线24，其形成螺旋或螺旋状的构型92的内或小直径曲线(见图1B和6)。一根成形线24优选地在端部25和27处附接到管状结构22并且编织或部分编织到管状壁26的格子中，或者任选地在管状结构22的内腔内游离。壁26的内部弹簧力将管状结构22保持在开口管形式并与成形线24一起保持螺旋或螺旋状的次级构型92。除了形成次级形状(即螺旋或螺旋状的构型92)之外，并入到塞或闭塞装置20中的镍钛诺成形线24基本上有助于产生装置锚固所需的向外径向力。
如果目标血管对于自扩展管状亚单元22形成较大的次级螺旋或螺旋状的构型92(图1A、1B)来说太小，则至少一个内部螺旋线或弹簧记忆元件24仍然起到关键作用，即，增加施加在装置20的管状结构22上的径向力以用于更好的血管锚定。需要初级自扩展管状亚单元或结构22的柔韧性和适形性以产生管状次级设计结构的螺旋、扭曲或螺旋状的构型92。管状亚单元或结构22在基本上圆柱体或最小卷曲构型(图2)或扩展或次级螺旋或状的构型92(图1A、1B)中的可压缩性是希望的，以适应不同的血管尺寸。
管状结构22的主体或壁26可由镍钛诺管激光切割而成，或者从由镍钛诺或其他合适的金属合金(包括但不限于钴-铬合金)制成的编织或织造线股17产生。由织造在一起的线股17构成的编织塞外壁26可以包括铂钨合金以增加装置的射线不透性，这对于鉴定装置可能根据血管直径呈现的初级和次级形状至关重要(图14A-C)。
塞壁26的编织设计允许增加的柔韧性、适形性和可压缩性以促进次级塞形状、螺旋或螺旋状的构型92(图4)的产生。除了塞体构造和设计的方法之外，可以选择构成塞体和特别地其外壁26的合金以优化相同的特性。与在塞内腔游离的替代设计相反，编织的塞本体或壁26还可有助于将卷曲的镍钛诺成形线24直接部分或完全地并入到塞壁26的织造或编织物中。成形线材可以是固定的，或者能够相对于其在塞壁内的附接或锚固点或沿着其内表面移动或滑动。
在血管塞或闭塞装置20包括膜覆盖物23的情况下，该膜可由但不限于PTFE、TecoThane、尼龙、PET、Carbothane(Bionate)、含氟聚合物、SIBS和PGLA制成。除了允许血液进入和离开塞体的未覆盖的下游末端外，初级管状塞亚单元或结构22优选地覆盖有不可渗透膜23，从而在最终机械脱离之前促进塞重新定位或移除。塞覆盖物23的上游部分优选地是不可渗透流动的，而塞或闭塞装置20的末端下游部分可以是多孔的或未被覆盖的。
在另一个血管塞或闭塞装置120中，塞体壁126未被覆盖(图17B)。血管塞或闭塞装置120的上游部分112具有低孔隙率以促进淤滞和血栓形成，而下游部分114具有较高孔隙率以允许血液流入和流出塞腔(未指定)，从而能够在其最终部署之前重新定位或移除装置120。
本文公开的具有非常低孔隙率的任何塞或闭塞装置20更容易形成血栓，而具有更高孔隙率的塞或闭塞装置20在高流动条件下不易迁移；更高的孔隙率使操作者能够利用一个或多个未覆盖的塞20产生初始稳定的构造或支架，随后放置一个或多个覆盖的或非常低孔隙率的装置20以完成血管闭塞。改变塞壁26中的织造图案或利用多孔塞覆盖物或膜23可以改变塞壁26的孔隙率。
在另一种血管塞或闭塞装置220(见图16B、16C、17A)中，塞体壁226未覆盖有不可渗透膜，而是涂覆有多种血栓形成材料，包括但不限于小纤维71(图16B)或水凝胶75(图17A)以引起血管血栓形成。如图16C所示，血栓形成纤维171可以分布在未覆盖的塞172的壁174中的整个空隙中，以促进血管血栓形成。
图17A中描绘了覆盖有水凝胶75的线圈73。如图17B所示，塞或闭塞装置120的编织或织造线117可以以类似方式涂覆有水凝胶119。涂覆有水凝胶119或类似物质的未覆盖塞120在高流动情况下可能是有价值的，以防止一段时间后装置随着血管血栓形成的发生而迁移。水凝胶涂覆的塞20或120可能在高流动环境中有用，从而允许在组装构造体变得不可渗透流动之前，有时间部署两个稳定的互锁装置20或120，装置20或120通过两个递送导管同时插入或通过一个导管连续插入，水凝胶119降低了装置迁移的机会(图9、10、11、12、13)。市售的水凝胶涂层可在三分钟内膨胀80％，并在与血液接触20分钟后达到最大膨胀。水凝胶75的膨胀导致传统线圈73的有效尺寸相对于基线增加3-4倍(图17A)。
血管塞或闭塞装置20的管状结构22以塌缩形式(图2)利用锥形导引器(未示出)插入递送导管18(图1A、1B)的近端(未示出)中，并且用推进线21推进通过导管。在导管就位之后执行该程序，远端尖端(未指定)位于或靠近目标装置部署位置，并且移除了常规导丝(未示出)。一旦塞或闭塞装置20到达递送导管18的远端，就将塞脱鞘，例如通过在固定或保持推进线21的同时拉回递送导管18。用于将塞或闭塞装置20插入导管18并从导管18中弹出的这种方法适用于本文所述的任何塞或闭塞装置。
可设置或利用许多公知的机构(例如螺纹或互锁)或电解分离机构中的其中一种，以在形成希望的初级或次级形状之后释放塞20。这种用于将塞或闭塞装置20可拆卸地联接到推进线21的方法适用于本文所述的任何塞或闭塞装置。塞或闭塞装置20可以在最终分离之前出于任何原因被撤回和移除，包括但不限于尺寸不合适。
塞或闭塞装置20可以根据临床目的或血管病变制成多种直径和长度。塞或闭塞装置20的完全形成的螺旋或螺旋状的构型(图1A、1B、5)的总直径可以为圆柱体塞亚单元或管状结构22直径的两倍(图2)。例如，当完全形成卷曲或螺旋形状(图1A、1B、5)时，4mm直径的管状塞22将具有大于8mm的总外径，可能在至少10mm的范围内。完全形成的螺旋或螺旋状的构型92(图1A、1B)的塞或闭塞装置的外径等于亚单元或管状结构20的两个直径加上中央开放通道或通路28的宽度(图6)，其优选地小于单个初级管状亚单元或结构22的直径。开放中央通道28的形成和直径根据载瘤血管尺寸、初级装置直径和整个塞构型的可压缩性而变化。
可以基于临床适应症提供不同长度的塞或闭塞装置20，或处于其展开构型的初级亚单元或管状结构22(图2)。闭塞部段性血管病变或大梭状动脉瘤将受益于较长的装置20a(图7A)。在其他应用中，指示了较短装置20b(图7B)。实现完全形成的次级螺旋或螺旋状的形状的最小长度由塞或闭塞装置20c形成单个360度螺旋所需的长度决定(图8)。
在初始部署之后(在释放之前)，闭塞装置20的压紧(或本文描述的其任何修改)可以通过递送线21实现，其根据载瘤血管尺寸从部分扭曲构型产生完全形成的次级形状。递送线21在远端方向上将螺旋或螺旋状的构型92的近端定位的线圈或匝向更远端定位的线圈或匝推动。图1A和1B中描绘了处于完全扩展的螺旋或螺旋状的构型92的装置20的不同压紧程度。开放中央通道或“甜甜圈孔”通路28可以由设有覆盖物或膜23的完全形成的卷曲或螺旋塞20(见图6)产生，其中目标血管足够大。潜在的中央通道或“甜甜圈孔”通路28可以用第二塞或闭塞装置20'闭塞，从而产生甚至更稳定的闭塞组件(图10)。或者，根据剩余流动和开放中央通道或通路28(图6)的尺寸，将线圈用于此目的。
在血管塞或闭塞装置220的另一种形式中(图16B)，血栓形成纤维71并入塞壁26的外表面以帮助封闭开放中央通道或“甜甜圈孔”通道28。血栓形成纤维71可以附接到螺旋镍钛诺线圈或并入到塞壁26中的次级亚单元24中，形成螺旋或螺旋状的构型92的内部曲线(参见图1A和1B)，将纤维71策略性地定位到中央通道或通路28(图6)中，促进内腔血栓形成(图16B)。
中央通道或通路28的存在在高流动情况下是有利的，以允许产生更稳定的最终上部结构或组件，防止第一插入的血管塞或闭塞装置20在用第二装置20'进行最终闭塞之前移动(图10；也参见图12、13A、13B)。将装置20放置在比初级亚单元或管状结构22的直径稍大的血管中会导致部分扭曲或螺旋的次级形状30(图11B)，这可能导致装置周围的一些残余流动。通过使用相同的递送微导管18穿过第一部署的塞30(参见图1A、1B)并放置与第一装置30互锁的第二平行的部分螺旋塞或闭塞装置32以产生双螺旋构型34(图12)来实现完全闭塞。
图13A和13B描绘了上述类型的两个相互缠绕的血管塞或闭塞装置36、38，每个具有形状记忆线或脊元件40、42(图13B)，其趋于将相应装置形成为螺旋或螺旋状的构型。装置36和38具有相同或不同的直径d1和d2并且连续部署，优选地通过相同的微导管，以实现血管44的闭合，血管44大于装置36、38中的任一个的直径d1、d2，但太小以致不能形成尺寸足以闭塞血管的最大次级螺旋形状。
或者，如果目标血管TBV小于初级塞或闭塞装置47的展开管状结构46(图14A)，则部分卷曲(图14B)和完全扩展的扭曲形状(图14C)均不能形成，并且仅通过初级血管塞或闭塞装置47的展开或基本直线的构型来实现闭塞。因此在部署的闭塞状态下的整体装置构型取决于植入部位处的目标血管尺寸。在将塞或闭塞装置47部署在直径小于初级塞或闭塞装置47的直径d3的血管中时，初级管状形状或结构46保持为基本线性或直线形式(图14A)。血管塞或闭塞装置47响应于由塞壁54内或装置的内腔内的形状记忆镍钛诺线或脊52施加的向外力而偏置以获得扭曲或螺旋状的构型50(图14C)。部分扩展的血管塞或闭塞装置47(图14B)的次级构型48的扭曲和弯曲范围使得该装置非常适合放置在弯曲的血管或血管部段中，在那里其符合整体血管形状和路线。在大于血管塞或闭塞装置47的直径d3(图14A)但小于或等于直径d3的两倍的血管中，自然地形成血管塞或闭塞装置47的部分扭曲或部分扩展的螺旋构型48，可能需要第二平行装置47(以产生双螺旋构型)或线圈放置以消除任何残余流动(图14B)。在比直径d3的两倍稍大的血管中，形成血管塞或闭塞装置47的完全形成的螺旋或螺旋状的构型50(图14C)，并且可能需要第二居中放置的装置或线圈47以消除任何残余流动，这种偶然性描绘在图10中，其示出了两个塞或闭塞装置20和20'，其中装置20部署和扩展成如图所示的螺旋或螺旋状的形式，并且塞20'随后插入到延伸穿过部署的装置20的螺旋构型的中央的通道(未指定)的孔内。
应当注意，血管塞或闭塞装置154可被设计成具有如图15中所示在相对端156和158处逐渐变细的完全扩展的螺旋或螺旋状的构型，其逐渐变细最小化或消除了开放中央通道或“甜甜圈孔”。因此，在完全扩展的螺旋或螺旋状的构型中，血管塞或闭塞装置154具有近端和远端匝160和162，其外径小于装置154的纵向中点或中央匝164。在相对端，装置的外壁166逐渐变细到封闭点或端点168和170。形状记忆螺旋成形线或脊169在其相对端连接到封闭点或端点168、170。与本文描述的血管塞或闭塞装置的其他形式一样，塞或装置154可设有覆盖物或外膜172，取决于应用，覆盖物或外膜172可部分或全部不可渗透或部分可渗透。塞或闭塞装置154包括螺旋成形线或脊169，在其完全形成的螺旋构型中，螺旋成形线或脊169具有相对于中间部分或中间绕组169c直径减小的末端部分或绕组169a和169b。
在治疗部段性血管病变时，特别可用于长部段血管疾病，例如细长的梭状动脉瘤77(图18A-18D)，考虑以策略方式(例如血管内捕获)放置连续的血管塞或闭塞装置72、76、78、80；这通过放置如图18A所示具有螺旋或螺旋状的扩展构型的初始近端闭塞装置72来实现，以减少流入动脉瘤或病变77。可能的递送导管79包括：内径为0.021英寸(标准)和0.027英寸(高流动)的微导管，以及用于部署甚至更大直径的血管塞的更大的4F和5F递送导管，其通常分别具有0.040英寸和0.046英寸的内径。闭塞装置72被设计成利用相同的递送导管79或第二递送导管74(图18B和18C)穿过塞孔、通道或通路28(开放中央通道或围绕部分扭曲装置的空间，如图6所示)，用于相对于血管病变或动脉瘤77放置一个或多个下游闭塞装置76和78。随后，导管79或74通过第一放置的近端闭塞装置72的塞孔、通道或通路28撤回，并用于放置最后的第二近端装置80以封闭近端闭塞装置的孔、通道或通路28(图18D)。血管塞或闭塞装置72、76、78、80都可以具有螺旋或螺旋状的扩展构型(未单独指定)和内部脊24(参见图1A、1B等)，其在导管79或74内的相应塞或闭塞装置72、76、78、80的塌缩构型中是直线的，并且将扩展中的管状外壁26成形为螺旋或螺旋状展开的使用构型92(图1A、1B)。虽然塞或闭塞装置72、76、78、80被描绘为在扩展的螺旋或螺旋状的构型(未单独指定)中具有少于两个完整(360°)的匝或绕组，但应理解，任何装置可能有更多的匝或绕组。例如，装置72和76可具有三个完整匝而装置76和78具有两个匝。
如图19A、19B、20A、20B所示，一种或另一种形式的血管塞或闭塞装置20也允许对囊状动脉瘤82进行初步治疗。代替载瘤血管闭塞，一个或可能两个(覆盖或未覆盖)的互锁或互相缠绕的闭塞装置20可以在动脉瘤囊82内组装(图19B)，导致动脉瘤闭塞，从而保护载瘤血管。图19A示出了在囊状动脉瘤82内具有大约单个360°绕组或匝的单个装置20的部署。图19B示出了第二相互缠绕的装置20”的附加部署，使得两个装置20和20”一起闭塞或封闭动脉瘤囊82。如图20A所示，动脉瘤囊82的闭塞也可以用塞或闭塞装置154(也参见图15)来完成，如图15和20A所示，塞或闭塞装置154在两端168和170处逐渐变细。基本上，塞或闭塞装置154沿着闭塞装置154的前端170和后端168呈现锥形管状螺旋形设计，并且因此也可以根据囊的长度近似为动脉瘤囊82的典型球体或椭圆体形状。图20B中描绘的较短装置154'更接近于球形，而如图20A中描绘的较长装置154更接近于椭圆形。装置通过导管74递送通过穿过患者的血管系统的适当血管，并射入囊状动脉瘤82中，在那里通过塞或闭塞装置154、154'的交织且相对滑动的形状记忆合金线或股152、152'的内部弹簧应力自动实现扩展。
如图21中所描绘，两个装置20和20'可彼此组装以形成互锁或互相缠绕的单元以在图21的心房颤动的临床环境中闭塞大血管空间，例如左心耳84。或者，左心耳的闭塞可以用逐渐变细或螺旋形的闭塞装置154完成，如图22所示。在两端68和70处逐渐变细的装置154接近于心脏左心耳的锥形或椭圆形。
本文描述的是用于闭塞血管的覆盖的自扩展血管塞20、20'。塞设计表明能够形成管状初级形状和构型92的扩展的螺旋或螺旋状的次级形状，允许通过微导管闭塞从小到大的各种尺寸的血管；这是利用当前的微导管可递送塞设计不可能实现的。当前，可通过微导管可递送塞闭塞的最大直径血管为5mm。本文描述的具有产生大的次级形状即螺旋或螺旋状的构型92(也是改进的闭塞装置120、154的特性)的能力的螺旋设计具有闭塞直径远大于目前利用微导管的血管的潜力。如上文参考图19A、19B、20A、20B所讨论的，一个或多个装置20、20'、154也可以直接放置在囊状动脉瘤82的内腔内，闭塞其内腔的同时保护载瘤血管。
除了塞的最下游部分之外，血管塞或闭塞装置20优选地覆盖有薄的不可渗透膜23，以允许血液流入或流出装置，从而能够在部署之前重新定位或移除装置。在装置20的另一种形式中，塞体未覆盖有不可渗透膜(未覆盖的)，覆盖有多孔膜或涂覆有多种血栓形成材料，例如小纤维或水凝胶，以在部署后通过三维螺旋上部结构或支架引起血栓形成。后一种设计(未覆盖、覆盖有多孔膜、覆盖有纤维或覆盖有水凝胶)可能在高流动情况下有价值，以防止初始装置在一段时间后随血管血栓形成而迁移。改变塞壁编织图案以改变塞孔隙率或塞覆盖多孔膜，可以获得类似的结果。
一个或多个装置20、20'、120、154可以根据需要通过相同的微导管18部署以产生稳定的互锁亚单元或构造(图12、13A、13B、14A、18C、18D、19B)，以闭塞大血管或动脉瘤44、77、82。螺旋或螺旋状的构型92允许安全治疗梭状动脉瘤77，其通过利用单个长装置跨越整个动脉瘤长度的初始完全部段的闭塞来实现，或通过连续闭塞来实现，首先用近端塞72减少向梭状动脉瘤的流入，然后通过开放通道或塞孔28用递送导管74穿过第一塞，然后用一个或多个塞76、79在远端闭塞，然后在撤回递送导管并放置最终互锁塞80后完成近端闭塞(图18A-18D)。
通常用于临床实践的微导管具有0.021英寸或0.027英寸的内腔直径。微导管的使用允许在曲折的血管中通进，而利用较大的4和5F外径递送导管通常是不可能的，其内径通常分别为0.040英寸和0.046英寸。然而，相同的螺旋状的塞设计20、92可用于通过这些更大的内腔导管递送甚至更大的闭塞装置。本螺旋管状设计的独特的大空间填充能力可用于通过小型微导管闭塞大动脉、静脉和动脉瘤，与当前方法相比具有明显优势。根据总体目标血管尺寸的需要，从初级亚单元形成更大的次级形状的能力是创新的关键。可以部署多个装置20以形成互相缠绕或互锁结构或组件(图12、13A、13B、14A、18C、18D、19B)，其完成血管闭合并闭塞甚至更大的血管横截面积和体积。具有如图15、图20A和20B所示的具有锥形端部68和70的改进装置154提供镜面对称的螺旋形设计，其消除了存在于闭塞装置20的非锥形形式的螺旋或螺旋状的构型92中的开放中央通道或通路28。改进的锥形或螺旋形设计154对于放置在囊状动脉瘤82中或闭塞左心耳84也可能是理想的，从而产生球体或椭圆体形状。闭塞装置20可以制成各种长度(例如，将图1A和1B与图7A、7B、8、9相比)，取决于对由目标载瘤血管尺寸决定的次级扭曲或完全形成的螺旋状的形状的预期需要。初级亚单元或管状结构22的长度和直径可以变化以使装置适应不同的适应症。最小装置长度部分取决于形成完全形成的次级形状以产生一个360度的匝的需要，这是闭塞较大血管的重要考虑因素。更长的长度可用于治疗长部段性血管病变或填充大血管空间，如可能在大动脉瘤77、82中看到的。
虽然一根或多根第二成形线可以示例性地沿着螺旋构型92的外曲线以螺旋形延伸，靠近在装置20部署时接合血管内皮的外壁26的螺旋部分(未指定)，但是应当理解，由这种成形线产生的向外力可以通过操纵管状结构22的线或股17的内部形状记忆力而产生。此外，血管塞或闭塞装置20(或20'、20”、120、154等)的次级螺旋或螺旋状的构型92的大体积或横截面面积自然地阻碍装置迁移。内皮组织自然地插入装置的相邻匝或绕组19之间的连续细长间隙或凹槽(未标记)中，从而阻止装置的下游移动。这种插入的内皮组织可能会被夹紧在或楔入相邻的匝或绕组19之间，例如在压紧装置20(或20'、20”、120、154等)期间，即在从图1A的构型变化到图1B的构型期间。这种夹紧或楔入进一步有助于将螺旋或螺旋状的构型92锚定在目标血管中的选定部署部位处。装置20(或20'、20”、120、154等)的物理尺寸限制了产生过度径向力的要求，因为该装置将粘附到血管(44)的内皮壁上。
本发明的塞或闭塞装置20(或20'、20"、120、154等)可用于闭塞与肠、胆管或输尿管相关的病理性非血管空间。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：用于软组织的修复、重建和再生的复合支架