JPH02283380A - 医薬投与カテーテル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は血管又は器官にアクセスするための内腔を有す
る血管又はその他の人体器官を薬剤等により治療するカ
テーテル及びその方法に関する。

（従来の技術及びその課題） 各種の病気の治療において、人体器官、血管等を高濃度
の薬剤にて治療することが望ましい場合か多い。治療し
ようとする部位に対して有効であるのに十分な投与量に
て毒性の虞れある薬剤を投与するため、人体は危険な程
多量の薬剤漬けになり、人体の他の部分に損傷を与え、
又は生命の危険性さえ生しるに至ることから、かかる方
法は望ましいにも拘らず、実現し得ないことが多い。例
えは、極めて高濃度のヘパリン（又ヘパリンの特定成分
）が血液循環中に注入されたならば、平滑筋細胞の増繁
が阻止される傾向を生しることが動物実験で実証されて
いる。Ｉ！ＩＢＯ年５月のサーキ３、レーン３ン・リザ
ーチ（Ｃｉｒｃｕｌａｔｉｏｎ　Ｒｅ５ｃａ「ｃｂ）Ｖ
ｏｌ、１６、Ｎｏ、５．６２５−６３３ページに掲載さ
れたジョン・アール・ギトン（Ｊｏｈｎ　Ｒ，Ｇｕｙｌ
ｏｎ）等の「ヘパリンによるラットの動脈の平滑筋細胞
の円滑な増殖の阻止」（ｒｌｎｈｉｂｉｌｉｏｎ　Ｏｆ
　Ｒａｔ　Ａｒｔｅｒｉａｌ　ＳｍｏｏｔｈＭｕｓｃｌ
ｅ　Ｃｅ１ｌ　Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏｎ　ｂｙ　ｌ
１ｅｐａ＋１ｎＪ）　、及び１９８７年のサーキュレー
ション（Ｃ１ｒｃｕｌａｔｉｏｎ）７５；Ｉｌ’Ｊ１３
に掲載されたジョン・「グイ・ゴートン（Ｊｏｈｎ　Ｖ
、Ｇｏｒｄｏｎ）等の［バルーン損傷後の血管平滑筋の
増殖は小分子量のヘパリン及びヒドロコルチゾンの相乗
効果により阻止されるＪ　　（ｒＶａｓｃｕｌａｒ　Ｓ
ｍｏｏｔｈ　Ｍｕｓｃｌｅ　Ｐｒｏｌｉｆｅｒａｔｉｏ
ｎ　ＦｏｌｌｏｗｉｎｇＢａｌｌｏｏｎ　１ｕｊｕ＋ｙ
　ｉｓ　Ｓｙｎｅｒｇｉｓｔｉｃａｌｌｙ　Ｉｎｈａｂ
ｉｔｅｄｂｙ　Ｌｏｗ　Ｍｏ１ｅｃｕｌａｒ　Ｗｅｉｇ
ｈｔ　１ｌｅｐａｒｉｎ　ａｎｄ　Ｈｙｄｒ。

ｃｏｒｊｉｓｏｎｅＪ）を参照するとよい。このことは
、動脈の狭窄部分を拡張させて動脈を通る血流を回復さ
ゼる皮下的内腔貫通血管形成法（Ｐｅｒｃｕｔａｎｅｏ
ｕｓＴｒａｎｓｌｕｍｉｎａｌ　Ａｎｇｉｏｐｌａｓｌ
ｙ　Ｐｒｏｃｅｄｕｒｅｓ）の場合、重大なことである
。血管形成法を実施する医者が現在直面する重要な問題
点の１つは、最初の血管形成後の狭窄症の再発率が高い
ことである（３０％程度）。狭窄症発生の重要なファク
タは動脈壁の平滑筋か増殖することにあると考えられて
ｌＪ−る。

１９８５年８月のンヤー−−ｊ−Ｊレアメリカンカレン
ジオご（ ブカーディオロジ（（Ｊｏｒｎａｌ　Ａｍｅｒｉｃａｎ
　ＣｏｌｌＣｏ１１ｅ　Ｃａｒｄｉｏｌｏｇｙ）　Ｖｏ
ｌ、６、Ｎｏ、２３６’９−３７５ページに掲載された
カース・イー・オースティン（Ｇａｒｌｈ、　Ｅ。

Ａｕ５ｌｉｎ）等の１皮下的内腔貫通冠状血動脈血管形
成後の冠状動脈狭窄症の再発を説明するための平滑筋細
胞の血管内膜の増殖Ｊ（ｒｌｎｔｉｍａｌ　Ｐｒｏｆｉ
ｌｅｒａｔｉｏｎ　ｏｆＳｍｏｏｔｈ　Ｍｕｓｃｌｅ　
Ｃｅ１ｌｓ　ａｓ　ａｎ　Ｅｘｐｌａｎａｌｉｏｎ　　
ｆｏｒ　　Ｒｅｃｕｒｒｅｎｔ　　Ｃｏｒｏｎａｒｙ　
　Ａｒｔｅｒｙ　　５ｆｅｎｏｓｉｓＡｆｔｅｒ　　Ｐ
ｅｒｃｔ口ａｎｃｏｕｓ　　Ｔｒａｎｓｌｕｍｉｎａｌ
　　ＣｏｒｏｎａｒｙＡｎｇｉｏｐｌａｓｌｙＪ）　’
ｃ参照すると良い。このように、有効投与量のヘパリン
が全身の循環系内に投与されたならは危険を生じる虞れ
かあるため、高濃度のヘパリンは血管形成法により処理
された動脈壁にだけ投与すると有利であろう。

薬剤を多量の投チ量にて動脈又はその他の人体血管の局
部的領域に投与することか望ましいことは認識されてい
た（１９８７年４月２１日付けの本出願人による共同米
国特許出願第０１２，５６９号及び１９８４年１月３日
イ；Ｊけでバー　トン（Ｂａｒｔｏｎ）に発行された米
国特許第（，４２３，７２５号を参照）か、許容し得な
い程多量の薬剤を患者の循環系から漏洩させることなく
、かかる高濃度の薬剤を投与するための改良されたカテ
ーテルが必要とされている。

本発明の全体的な目的は、高濃度の薬剤を人体血管の局
部的領域に供給し、多量の薬剤が全身の循環系に入るこ
となく、その薬剤が人体の血管内に浸透するようにして
かかる薬剤を圧力下にて投与する方法及びその装置を提
供することである。

本発明の目的は人体の他の部分が高濃度の薬剤の作用を
受けることなく、高濃度の薬剤により内腔を有する人体
の局部的治療を行うためのカテーテルを提供することで
ある。

本発明の別の目的は高濃度の薬剤により人体の血管の局
部的治療を行うための方法を提供することである。

本発明のさらに別の目的は流体かノ＜ル−ン壁を通って
浸透するのは許容するが、その流量が所定の最大流量以
下の僅かな量であるようにした有孔バルーンを備えるカ
テーテルを提供することである。

（課題を解決するための手段） 本発明は可視性で非弾性的な円筒状バルーンをその末梢
端に有する円筒状ハル−ンノＪ　戸−プルにして、薬剤
が制限された流量にて浸出するための等間隔に配設さね
た複数の微小孔かバルーンに形成されたカテーテルを使
用するものである。このバルーン内部はカテーテルシャ
フトを通って伸長する拡張内腔と連通ずる一方、カテー
テル基端の接続具と連通し、拡張内腔を注射器又はその
他の圧力注入手段に連通させる。バルーンの微小孔によ
り画成される流動面積はバルーン壁を通って浸出する流
量が典型的に数ｃｍ’／ｍ程度の極く少量であり、その
最大流量は供給される右足の薬剤いかんにより決まるよ
うに選択される。カテーテルは治療しようとする人体血
管内の内腔の直径に対応して選択し、バルーンの拡張し
たときの径か内腔の径より僅かに大きいようにする。こ
のため、バルーンが内腔内で拡張されたとき、ノ＼ルー
ンは人体内腔の表面に強固に押し付けられる。バルーン
が薬液により拡張されｌ；ならば、バルーン内部に連続
的に加えられる圧力により薬液は微小孔を通り、バルー
ンど人体血管の内腔表面との間に強制される。薬液はバ
ルーンと人体内腔どの間にて拡散し、薄い膜を形成する
。この膜はカテーテル及びバルーン内部の流体を連続的
に加圧することにより加圧状態下に維持され、これによ
り、薬液はバルー・ンの微小孔により許容される最大流
量以下の僅かな浸出流量にて流動する。膜に連続的に圧
力か加わることにより、高濃度の薬剤は余分な流体が患
者の循環系から放出される間に、人体内腔を画成する組
織の壁を浸透し、しかもその流量は人体の他の器官又は
循環系に悪影響を及ぼさないような僅かな量である。か
かる膜の圧力は数分間も維持することか可能であり、薬
剤は患者の循環系に大量に導入されることなく、組織に
望ましい程度に浸透することが出来る。

（実施例） 本発明の上記及びその他の目的並びに利点は添付図に関
する本発明の以下の詳細な説明から一層良く理解されよ
う。

第１図Ｊこは、本発明の実施に使用されるカテーテルか
図示されている。このカテーテルはポリエチレンのよう
な適当なプラスチック材料から押出し成形により形成す
ることの出来る細長い可撓性のンヤフト１０を備えてい
る。−例として、カテーテルを冠状動脈に使用しようと
する場合、このシャフトの長さは１８０　ｃｍ程度とし
、外径は０．０５１インチとすることが出来る。カテー
テルは基端１２及び末梢端１４を有している。全体とし
て、符号１６で示した拡張・収縮可能なバルーン１６が
カテーテルシャフト］０の末梢端１４に取り付けられる
。第２図に図示するように、カテーテルシャフト１０は
、シャフトの基端から伸長Ｌバルーン１６内部の開口部
２０内に端末かある拡張内腔１８を有している。カテー
テルシャフト１０の基端］２は接続具２２を担持してお
り、この接続具２２により拡張内腔１８は注射器（図示
せず）又はその他の圧力流体供給手段に接続することか
出来る。カテーテルシャフト１０は又、カテーテルシャ
７１〜１０の末梢先端の出口オリフィス２８まで伸長し
かつ該出口オリフィスに端末のあるガイドワイヤー内腔
２６を備えるように形成することが出来る。このカイト
ワイヤー内腔２６を利用して、患者の動脈系を通じて治
療しようとする部位までカテーテルを案内するためのガ
イドワイヤー２７を受は入れることか出来る。

バルーン１６は各種のポリマー材料にて形成することか
出来、薄く可撓性がありかつ非弾性的な壁を有すること
が望ましい。好適な材料はポリエチレンテレフタレート
であり、米国特許第４．４９０４２１号（レビイ）又は
１９８７年１月９日に出願された米国特許出願第００１
，７５９号（ザーブ（Ｓａａｂ））に記載されているよ
うｔ、：Ｏ，００１インチ以下の肉厚のバルーンを製造
することも可能である。−例として、冠状動脈に使用し
得るようにした本発明によるカテーテルは、長さが約２
Ｑ　ｍｍ以上で肉厚が０．００１インチ以下のバルーン
を備えることが出来る。比較的非弾性的なバルーンの場
合、カテーテルを使用しようとする適用例いかんにより
、幾つかの異なる（拡張）寸法のバルーンが必要とされ
ることか考えられる。例えは、冠状動脈の血管形成器具
として使用される場合、直径か１．Ｏｍｍ、　２．５ｍ
ｍ、３０ｍｍ及び３．５ｍｍのバルーンが適当であろう
。一般的に、動脈血管形成法において、本発明のバルー
ンは血管形成法に使用されるバルーンに適合するものを
選択する必要かあるが、上述の典型的なバルーン寸法か
一般に冠状動脈血管形成用カテーテルに採用されている
。

バルーン］６には、バルーン１６の周囲に沿って略等間
隔に配設された複数の微小孔２９が形成されている。例
えは、各々、直径２５μｍの約３０個の孔を列状に配設
したバルーンか満足すべき結果を提供することを確認し
ている。この孔は波長が２４８又け３Ｈｎｍのエキシマ
レーザからのレーザビームにより形成することが出来る
。かかるレーザは縁辺部に凹凸のない孔をバルーン材料
に形成し得ることか確認されている。第２図反び第３図
には、各々、５個の孔３０を存する列が縦方向に伸長す
る６列に形成された孔の満足し得るパターンが図示され
ている。これらの孔の列の一部は第２図に示すように相
互にずらすことが出来る。孔はバルーンをカテーテルシ
ャフトに取り付ける前に形成される。レーザビームを利
用して図示した所望のパターンにて孔２９か穿孔される
間、バルーンは第４図及び第５因に示すように平らであ
る。このパターンにおいて、孔はバルーン’７）　長す
約１２　ｍｍに互って伸長し、直径３．０　ｍｍのバル
ーンの場合、１．２　ｍｍの中心トに位置決めされる。

孔２９により画成される合計流動面積は予想される全体
的な拡張圧力の範囲内において、孔を通る液体の流量か
極めて少なく、性質上浸出程度であり、大気圧における
所定の最大流量を上廻らないように選択する必要がある
。孔の上記形態は広範囲な適用例において満足すべきも
のであるき考えられ、全部でないにしても殆どの薬剤の
投与が可能であるが、特定の薬剤はその粘度及び流動特
性のため、孔の変形を必要どすることがある。上記の孔
の列は食塩水（ヘパリンのような）ど同様の粘度及び流
動特性を有する流体薬剤に対して満足し得る流量を提供
するであろうと考えられる。

本発明によると、最大流量は２乃至５気圧程度の拡張圧
力の下、約２乃至１２　ｃｃ／分の範囲であろう。

さらに、孔２９は拡張内腔が吸気されたときにバルーン
が収縮し得る機能を損なうであろう程大きい流動面積を
画成しないようにすることか重要である。流動面積はバ
ルーンが拡張される支管に著しい流体の損失が生しる程
大きくてはならない。

このことは２つバルーンを有するカテーテルに伴う全て
の問題点が本発明により解決された後に１丁能となるも
のである。バルーンが患者の動脈系から引き抜くことか
出来るようにするためには、バルーンは収縮可能である
ことが必要である。

カブ−デルの使用方法及び該方法の実行は皮下的内腔貫
通冠状動脈血管形成法のような動脈血管形成法に示され
ている。典型的に、血管形成法は利用可能な各種の血管
形成力デルチルを使用して各種の技術により行われる。

説明の目的上、血管形成法はバルーンカテーテル、レー
リ゛カテーテル、又はその他の血管形成カテーテルによ
り狭窄部分を２．５　ｍｍの内腔径まで拡張さゼて行わ
れる。典型的に、動脈壁は血管形成後、ある程度の「反
動」を示し、このため、内腔の直径は２．５　ｍｍより
も僅かに小さくなるであろう。その後、動脈壁を濃縮ヘ
パリン（又は、増殖防止効果を自゛する隔離されたヘパ
リン成分）にて治療し得るように夛−るため、血管形成
カテーテルは患者から除去し、典型的に、カイトワイヤ
ーが適所に残るようにする。本発明のカテーテルは例え
ば、医者の操作により用意し、拡張及びバルーンンステ
ムから空気が抜けるように注意しなから、拡張内腔１８
及びバルーン内部に薬剤を充填する。次に、バルーンを
カテーテルシャフト１こ巻き付け、バルーンを収縮させ
て第６図に図示り−るような小さい外形どなるようにす
る。

これにより、バルーンは動脈（又は、治療しようとする
冠状動脈に達するカテーテル）を通じて導入することが
出来る。次に、カテーテルはカイトワイヤー上を進めら
れ、このツノイドワイヤーによりカテーテルは血管形成
部位まで案内される。カテーテルには、Ｊ又は２以上の
放射線不透過性のマーカバントを設け、このマーカバン
トにより、バルーンの位置がＸ線透過法により監視され
、カテーテルか治療しようとする部位にあることを確認
することか出来る。バルーンか一旦、血管形成部位内に
位置決めされたならば、注射器又はその他の拡張手段を
作用させて、カテーデル内腔及びバルーン内部を加圧し
、ハル・−ンを第７図に図示するように拡張させる。バ
ルーンの寸法を適正に選択することにより、バルーンは
拡張して、動脈内腔と緊密に接触する状態にて押し圧接
触する。

拡張手段（これは圧力計を備えることか出来る）により
圧力か連続的に加えられ、所望の略一定の圧力か加えら
れる。予想される圧力範囲は２乃至５気圧程度である。

このＩＥ力はバルーンを動脈の内腔表面に強固に圧迫す
るのに十分ではあるものの、薬剤かバルーンの穴３０を
通って浸出するのを防止する程に高圧てはない。薬剤は
孔から浸出すると、拡散してバルーン１６と動脈壁３４
間の略円筒状の膜３２を形成する。ノールーンは動脈壁
に密着する傾向かあるなめ、膜３２は圧力状態に維持さ
れ、動脈壁に圧迫されるであろう。流体か穴２９を通り
、かつバルーンと動脈壁間にて浸出するときに、流体圧
力かある程度低下するか、膜圧は十分に高く、このため
、薬剤は動脈組織を経て、徐々に拡散されるてあろう。

圧力及び流量は例えは、薬剤を所望の程度、動脈壁内に
浸透させるのに十分な程度、例えば、１乃至２分間とい
う所定の時間、維持される。孔２９はその孔２９の最端
部かバルーンの円錐形端部から幾分内方向に位置決めさ
れるようにすることか望ましい。これにより、バルーン
の各端には無孔である環状部分が形成され、この環状部
分は、部分的な密封効果があり、流体がバルーンと動脈
壁との間から浸出するのを遅らせる働きをする。次に、
バルーンは拡張／収縮内腔を通じて、吸気することｌこ
より、収縮されて萎む。次に、バルーンカテーテルを患
者の体内から引き出す。孔により画成される流動面積は
十分に微小であり、バルーン壁か十分な可視性を備え、
バルーンが吸気することにより収縮され得るようにする
。

一例として、本発明に従い行われた動物実験を基１：＋
、で、約１秒間の圧力状態下にて、ヘパリンか動脈を通
して以下の如く浸透するのが予想される。

２バール　　０−５０　ｍｍＨｇ１００μｍ　　　　　
！ｃｃ／ｍ１ｎ３バール　　１５０−３００ｍｍｔ１ｇ
　　２００μｍ　　　　　３　ｃ　ｃ／ｍ　ｉ　ｎ４バ
ール　　３００−５００ｍｍＨｇ　　３００−４００μ
ｍ　　　４ｃｃ／ｍ１ｎ５バール　　５００−１０００
ｍｍｌ１ｇ５００−７００μｍ　　　５ｃｃ／ｍｉｎこ
のようにして、過度の多量の薬剤を患者の循環器系に導
入することなく、薬剤を組織内に浸透させるのに十分な
圧力にて動脈のような人体の内腔表面に極めて高濃度の
薬剤を投与ざぜることか出来る本発明について説明した
。しかし、ヘパリン又はヘパリンの増殖防止成分により
動脈の血管形成後の治療について説明したが、本発明は
高濃度の薬剤をツノチーチルによりアクセス可能な内腔
を有する局部的な血管又は器官に投与することが望まし
いあらゆる病気の治療に適用可能であることを理解する
必要かある。本発明は濃縮した薬剤又は化学療法剤を罹
患器官ｌこ投与することか望ましい癌治療において、化
学療法剤を投与するために適用することか出来る。カテ
ーテルは器官内の内腔に、又は、ツノチーチルを受は入
れるという特別の目的のため、器官又は腫瘍に形成され
た内腔内にさえ挿入することが出来る。このため、当業
者には、本発明の精神から逸脱することなく、上記以外
の実施例及び変形例が明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施に利用されるバルーンカテーテル
の図、 第２図は第１図の線２−２に沿ったバルーン領域のカテ
ーテルの拡大縦方向断面図、 第３図はレーザにより画成可能な孔の位置を示す平らに
置かれたバルーンの図、 第４図は平坦にされたバルーンの一端から見た側面図、 第５図は列状の孔の円周方向の間隔を示ずバルンの断面
図、 第６図はバルーンを患者の動脈内に挿入する前における
収縮した状態のバルーンの区、第７図は動脈内にある拡
張した状態のバルーン部分の拡大図、 第８図はバルーン、流体膜及び動脈の境界領域を示す拡
大断面図である。 １０：可撓性ンヤ７＋−１２：基端 １４：末梢端　　　　　　１６・ハールンＪ８：内腔　
　　　　　　２０：開口部２２：接続具 ２６：カイドワイヤー内腔 ２７：ガイドワイヤー ２８：出口オリフィス　　３０・微小孔ｑ ＝６１８ 手 続 補 正 書 平成 ２年 ４月−Σ０［１ 平成２年特許願第２０３７７号 ２、発明の名称 医薬段り、カテ チル 補正をする者 事件との関係

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、人体の血管の内腔の表面に濃厚な医薬を投与しかつ
   該医薬を人体の血管内に浸透させるためのカテーテルで
   あって、 基端、末梢端、及びその基端からその末梢端まで伸長す
   る膨張内腔を有する細長い可撓性のシャフトと、 シャフトの末梢端に取り付けられたバルーンにして、可
   撓性を備えかつ略非弾性的であると共に、所定の最大流
   量よりも小さな浸出流量を提供し得るようにした複数の
   微小孔を有する前記バルーンと、を備え、 前記微小孔が拡張内腔に加えられる吸気の影響下、カテ
   ーテルシャフトの周囲にてバールンが萎むのに悪影響を
   及ぼさないように十分に小さい流動面積を画成すること
   を特徴とするカテーテル。 ２、前記孔を通る食塩液の最大流量が約５気圧のときに
   約１２ｃｃ／分であることを特徴とする請求項１記載の
   カテーテル。 ３、バルーンの肉厚が約０．００１インチ以上でないこ
   とを特徴とする請求項１又は２に記載のカテーテル。 ４、バルーンがポリエチレンテレフタレートから形成さ
   れることを特徴とする請求項３記載のカテーテル。 ５、バルーンには、該バルーンの周囲に沿って等間隔に
   て配設された各々が直径２５μｍ程度の約３０個の孔が
   設けられることを特徴とする請求項１記載のカテーテル
   。 ６、カテーテルが皮下的に挿入されかつ冠状動脈内に進
   め得るように寸法決めされることを特徴とする請求項５
   記載のカテーテル。 ７、バルーンが孔の存在しない各端に環状部分を有する
   円筒状の有孔部分を備えることを特徴とする請求項１乃
   至６の何れかに記載のカテーテル。