Устройства и способы получения рентгеноконтрастных медицинских баллонов
Изобретение относится к рентгеноконтрастным баллонам для выполнения медицинских процедур. Способ изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью включает введение дорна и рентгеноконтрастного материала в медицинский баллон или в заготовку. Затем расширяют дорн в медицинском баллоне или в заготовке. Причем дорн наносит рентгеноконтрастный материал на внутреннюю поверхность медицинского баллона или заготовки на стадии расширения. Техническим результатом изобретения является повышение точности процесса оперативной процедуры. 9 н. и 32 з.п. ф-лы, 44 ил.
В настоящей заявке испрашивается конвенционный приоритет по дате подаче временной патентной заявки US 61/870,913, содержание которой вводится в настоящую заявку посредством отсылки.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится в целом к баллонам для выполнения медицинских процедур, таких как ангиопластические процедуры, и более конкретно к баллонам, которые по меньшей мере частично являются рентгеноконтрастными, и к способам для формирования таких баллонов.
ПРЕДПОСЫЛКИ СОЗДАНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Баллоны используют при выполнении стандартных процедур для разрешения проблем, связанных с сужениями сечения потока или даже с полной закупоркой трубчатых органов в организме, таких как, например, артерии или вены. Во многих клинических случаях сужения вызываются твердыми образованиями, такими как обызвествленные бляшки, и в этом случае требуется применение высоких давлений для уплотнения таких блокирующих образований. При изготовлении баллонов, имеющихся на рынке, используются сложные технологии, которые обеспечивают работу баллонов в условиях высоких давлений без ухудшения точности выдерживания профиля баллона. Кроме требований по выдерживанию высокого давления баллоны должны также удовлетворять требованиям прочности в отношении проколов, простоты отслеживания их положения, а также низкого профиля, особенно при их использовании для ангиопластики.
В клинической практике баллоны, используемые при ангиопластике, расширяют из сдутого, сложенного состояния в раздутое состояние внутри сосуда для обработки требуемого участка, такого как часть круговой внутренней стенки I кровеносного сосуда V, как показано на фигурах 1 и 2. Раздувание обычно выполняется с использованием рентгеноконтрастного вещества, обеспечивающего хорошую различимость при рентгеновском или ином просвечивании в процессе проведения оперативной процедуры, как показано на фигурах 3 и 4. Обычно для раздувания баллона при проведении ангиопластической процедуры используется смесь контрастного вещества и физиологического раствора, взятых в отношении 70/30.
Вообще говоря, желательно сократить времена раздувания и сдувания баллона без ухудшения характеристик его профиля, особенно в случае баллона большого объема, для которого требуется до двух минут на цикл раздувания/сдувания баллона контрастным веществом. В связи с относительно высокой вязкостью контрастного вещества желательно исключить его использование или по меньшей мере снизить его количество для целей раздувания/сдувания баллона. Использование контрастного вещества увеличивает время раздувания/сдувания баллона, а также представляет риск для пациентов, чувствительных к йоду. В этой связи вместо контрастного вещества может использоваться вещество, прозрачное для просвечивающих лучей, такое как, например, физиологический раствор или углекислый газ, однако они не видны при рентгеновском просвечивании и, соответственно, не обеспечивают возможность получения изображение баллона в процессе процедуры.
Кроме того, врач, выполняющий ангиопластическую процедуру, должен иметь возможность определения точного положения нераздутого баллона, чтобы он мог обеспечить его нахождение в нужном месте, когда его начинают раздувать. Обычно это достигается путем прикрепления маркерных полосок к шафту катетера в зоне, соответствующей рабочей части баллона. Под "рабочей частью" баллона понимается поверхность баллона, которая используется для достижения желаемого эффекта лечения, такой как поверхность, контактирующая с кальцифицированной бляшкой, причем такая часть, имеющая конические или суживающиеся секции на проксимальном и дистальном концах, обычно имеет протяженность в целом цилиндрической части баллона.
Смещение маркерных полосок на шафте катетера от заданного положения может приводить к тому, что они не будут точно соответствовать протяженности рабочей части баллона, как это показано на фигуре 4, где между маркерными полосками М на шафте S и рабочей частью W баллона 12 имеется смещение, причем на дистальном конце шафта установлен рентгеноконтрастный кончик Р. Даже если соблюдается особая аккуратность при позиционировании маркеров на шафте для их точного совмещения с предполагаемыми границами рабочей части баллона, при его раздувании возможны смещения под действием нескольких возможных факторов. Один такой фактор заключается в суммировании допусков, что является результатом фиксации баллона на дистальном конце шафта катетера. Баллоны также имеют тенденцию расширения в продольном направлении при их раздувании, особенно в случаях больших и особенно длинных баллонов. Другой фактор заключается в тенденции части шафта катетера внутри баллона изгибаться в процессе раздувания баллона. Все это может приводить к расхождению между рентгеноконтрастными маркерами, прикрепленными к шафту, и рабочей частью баллона.
Возникающие расхождения, независимо от их причины, могут помешать врачу точно определить местонахождение рабочей поверхности баллона при выполнении оперативной процедуры. Это может приводить к неправильной установке (или к "промаху") запланированного контакта между целевым участком Т и рабочей частью W баллона 12 (см. фигуру 2). Такая ситуация особенно нежелательна, когда баллон предназначен для доставки полезной нагрузки, такой как лекарственное средство и/или стент, или рабочего элемента в определенное место системы сосудов, так как промах может затянуть процедуру, например, может потребовать повторного введения баллона 12 или использования другого баллонного катетера в случае баллона, покрытого лекарственным средством.
При сдувании баллон может сплющиваться. В этом случае баллон 12 складывается с формированием "блина", как показано на фигуре 5. В результате при наблюдении хода процедура с использованием средств рентгеноскопии баллон может быть виден как находящийся в раздутом состоянии, так как в этом случае может наблюдаться полная ширина баллона. Таким образом, врач может сделать вывод о том, что баллон остается в раздутом состоянии, что не соответствует действительности.
Соответственно, существует потребность в баллоне, рабочая поверхность которого может определяться в процессе оперативной процедуры с повышенной точностью.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
В настоящем изобретении предлагается способ формирования медицинского баллона, включающий формирование медицинского баллона, содержащего рентгеноконтрастную и рентгенопроницаемую части, получаемые с использованием совместной экструзии. Например, стадия формирования может включать использование вращающейся формы для получения медицинского баллона. Стадия формирования может включать получение заготовки баллона с использованием вращающейся формы. Стадия формирования может также дополнительно содержать раздувание заготовки в форме для получения медицинского баллона.
В изобретении также предлагается медицинский баллон, содержащий надувную основную часть с рентгеноконтрастным нетканым материалом. Рентгеноконтрастный нетканый материал может быть ламинирован на стенке надувной основной части. Баллон может содержать суживающиеся концевые секции, и рентгеноконтрастный нетканый материал может соответствовать концевым секциям. Баллон может содержать цилиндрическую часть, и рентгеноконтрастный нетканый материал может соответствовать этой цилиндрической части.
Соответствующий способ формирования вышеописанного медицинского баллона может включать нанесение рентгеноконтрастного нетканого материала на трубку. Затем трубка может быть экструдирована для формирования заготовки, которая может быть затем раздута в форме для получения баллона. Соответствующий способ может также включать нанесение рентгеноконтрастного нетканого материала на баллон с последующим ламинированием этого материала на баллоне.
В изобретении также предлагается способ обеспечения медицинского баллона или заготовки для формирования медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью. Способ может включать введение дорна и рентгеноконтрастного материала в медицинский баллон или в заготовку и расширение дорна.
В одном из вариантов рентгеноконтрастный материал представляет собой пленку, введенную в заготовку перед введением дорна. Способ может включать также извлечение дорна после его расширения. Дорн может быть приспособлен для нанесения рентгеноконтрастного материала на внутреннюю поверхность медицинского баллона или заготовки на стадии расширения дорна. Дорн может быть частично упругим. Дорн может содержать расширяемые переплетенные прутья. Дорн может содержать деформируемый баллон.
Способ может включать также стадию раздувания заготовки в форме для получения медицинского баллона после стадии расширения дорна. Способ может включать также стадию нанесения на дорн раствора, содержащего рентгеноконтрастный материал, перед стадией введения дорна. Способ может включать стадию расширения заготовки для формирования медицинского баллона перед стадиями введения и расширения дорна.
Рентгеноконтрастный материал может содержать одно или несколько рентгеноконтрастных волокон, соединенных с дорном. Стадия расширения дорна может выполняться для соединения рентгеноконтрастных волокон с заготовкой или с медицинским баллоном. Способ может включать также прикрепление волокон к внутренней поверхности заготовки или медицинского баллона. Это прикрепление может осуществляться с помощью клеящего материала.
Рентгеноконтрастный материал может также представлять собой решетку, и способ включает соединение решетки с заготовкой или с медицинским баллоном. Способ может включать также введение решетки в заготовку или в баллон с использованием дорна. Это может быть осуществлено после сжатия дорна.
В изобретении также предлагается устройство, содержащее комбинацию медицинского баллона или заготовки для формирования медицинского баллона и дорна с решеткой, содержащей рентгеноконтрастный материал, приспособленного для введения в медицинский баллон или в заготовку с последующим расширением.
Соответствующий способ обеспечения заготовки для формирования медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью включает введение рентгеноконтрастного материала в заготовку и раздувание заготовки в форме. Рентгеноконтрастный материал может представлять собой пленку, и способ включает также стадию прикрепления пленки к заготовке. Рентгеноконтрастный материал может представлять собой решетку, и способ включает соединение решетки с заготовкой или с медицинским баллоном. Способ может включать также уплотнение решетки с последующим введением ее в заготовку или в баллон с использованием дорна.
В изобретении также предлагается способ обеспечения заготовки для формирования медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью. Способ включает введение решетки, содержащей рентгеноконтрастный материал, в заготовку и раздувание заготовки в форме. Способ может включать также уплотнение решетки с последующим введением ее в заготовку или в баллон с использованием дорна.
В изобретении также предлагается способ обеспечения медицинского баллона или заготовки для формирования медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью. Способ включает присоединение рентгеноконтрастного материала к внутренней поверхности медицинского баллона или заготовки. Стадия присоединения может включать нанесение клеящего материала на внутреннюю поверхность медицинского баллона или заготовки и нанесение рентгеноконтрастного материала на клеящий материал. Стадия присоединения может включать нанесение клеящего материала, содержащего рентгеноконтрастный материал, на внутреннюю поверхность баллона или заготовки. В любом случае рентгеноконтрастный материал может представлять собой порошок.
В изобретении также предлагается способ обеспечения медицинского баллона или заготовки для формирования медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью. Способ включает введение вставки, содержащей рентгеноконтрастный материал, в медицинский баллон или в заготовку и перенос рентгеноконтрастного материала со вставки на медицинский баллон или на заготовку. Способ может включать также расширение вставки. Рентгеноконтрастный материал может быть нанесен таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности, или проходя по другим частям баллона.
В изобретении предлагается также медицинский баллон или заготовка для формирования медицинского баллона и дорн с решеткой, содержащей рентгеноконтрастный материал, приспособленный для введения в медицинский баллон или в заготовку с последующим расширением. Размер решетки в продольном направлении может соответствовать рабочей поверхности баллона.
В изобретении предлагается также медицинский баллон или заготовка для формирования медицинского баллона и дорн, содержащий рентгеноконтрастный нетканый материал. Дорн приспособлен для введения в медицинский баллон или в заготовку с последующим расширением. Дорн может содержать множество радиально расположенных рентгеноконтрастных волокон.
В изобретении предлагается также медицинский баллон, содержащий клеящий материал вдоль внутренней поверхности и рентгеноконтрастный материал, присоединенный к баллону с помощью клеящего материала. Рентгеноконтрастный материал может быть выбран из группы, состоящей из решетки, волокна, порошка и их комбинаций. Может обеспечиваться дорн для переноса рентгеноконтрастного материала. Клеящий материал может представлять собой рентгеноконтрастный клеящий материал.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фигуры 1-9 - иллюстрации известных конструкций;
фигура 10 - вид медицинского баллона по первому варианту осуществления настоящего изобретения;
фигуры 11, 11а и 12, 12а - виды, на которых иллюстрируется способ изготовления баллона, показанного на фигуре 10;
фигуры 13, 14 - дополнительные иллюстрации способа изготовления баллона;
фигура 15 - вид баллона по другому варианту осуществления настоящего изобретения;
фигуры 16, 17 - виды еще одного варианта баллона по настоящему изобретению;
фигуры 18-21 - виды других вариантов баллона по настоящему изобретению;
фигуры 22, 22а - виды сбоку и с торца сечений другого варианта баллона по настоящему изобретению;
фигура 23 - вид сбоку сечения баллонного катетера, сформированного по одному из вариантов осуществления настоящего изобретения;
фигуры 24, 25 - виды еще одного варианта баллона по настоящему изобретению;
фигуры 26-35 - виды других вариантов баллона по настоящему изобретению.
ВАРИАНТЫ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Если не указано иное, нижеприведенное описание вместе с прилагаемыми фигурами относится ко всем вариантам, и признаки, общие для всех вариантов, показаны аналогичным образом и указаны одинаковыми ссылочными номерами.
В изобретении предлагается катетер 10 с дистальной частью 11, и на трубке 14 катетера установлен баллон 12. Как показано на фигурах 6, 7 и 8 баллон 12 имеет среднюю секцию 16 или "цилиндр" и концевые секции 18, 20. В одном из вариантов концевые секции 18, 20 имеют суживающуюся форму для присоединения средней секции 16 к трубке 14 катетера, и, соответственно, части 18, 20 обычно указываются как конусы или конические секции. Баллон 12 уплотнен на своих концах (проксимальный конец 15а и дистальный конец 15b) по коническим секциям 18, 20 для обеспечения возможности раздувания баллона 12 через один или несколько просветов 17, проходящих внутри трубки 14 катетера и сообщающихся с внутренним пространством баллона 12.
Трубка 14 катетера также содержит удлиненный трубчатый шафт 24, формирующий просвет 23 для проводника 26, который направляет проводник через катетер 10 вдоль дистального конца, у которого может быть расположен баллон 12. Как показано на фигуре 8, этот проводник 26 может проходить через проксимальный конец катетера 10 и первый порт 25 соединителя 27 в просвет 23 для обеспечения системы доставки по проводнику ("over the wire"), однако может также обеспечиваться конфигурация быстрой замены ("rapid exchange"), в которой проводник 26 выходит из бокового отверстия 14а ближе к дистальному концу (см. фигуру 9) или же пропускается через кончик на дистальном конце баллона 12 (не показан). С катетером 10 может быть также связан второй порт 29, например, через соединитель 27, для подачи текучей среды (например, рентгеноконтрастного вещества и/или физиологического раствора) во внутреннее пространство баллона 12 через просвет 17 раздувания баллона.
Баллон 12 может иметь однослойную или многослойную стенку 28, формирующую внутреннее пространство баллона для поступающей текучей среды раздувания. Баллон 12 может иметь недеформируемую конструкцию, в которой стенка 28 сохраняет свою форму и свой размер в одном или нескольких направлениях, когда баллон раздувают. Примеры таких недеформируемых баллонов можно найти в патенте США №6,746,425 и в публикациях заявок США №№2006/0085022, US 2006/0085023 и 2006/0085024, содержание которых вводится здесь ссылкой. В таком случае баллон 12 также имеет заданную площадь поверхности, которая остается постоянной в процессе раздувания и после него, а также имеет заданную длину и заданный диаметр, которые по отдельности или вместе остаются постоянными в процессе раздувания и после него. Однако в зависимости от конкретного применения баллон 12 может слабо деформируемым или деформируемым.
Чтобы улучшить возможность обнаружения баллона 12 при выполнении оперативной процедуры он может иметь модифицированную часть, обеспечивающую рентгеноконтрастность. В одном из вариантов такая рентгеноконтрастность обеспечивается таким образом, что врач может сравнительно легко и с высокой точностью отличать одну часть баллона 12 от другой, например, цилиндрическую часть 16 с рабочей поверхностью W от конических секций 18, 20. Это помогает врачу обеспечить точное позиционирование баллона 12, и в особенности части или всей рабочей поверхности W, на определенном участке проведения лечения, что особенно желательно при доставке на рабочей поверхности W лекарственных средств, как это описано ниже более подробно.
В одном из вариантов, который иллюстрируется на фигуре 10, рентгеноконтрастность обеспечивают путем нанесения одной или нескольких по меньшей мере частично рентгеноконтрастных меток 30. Метка или метки 30 могут быть обеспечены вдоль баллона 12 для формирования некоторой части рабочей поверхности, рентгеноконтрастной по сравнению со всей длиной L баллона. Например, метка 30 может проходить по баллону 12 в продольном направлении вдоль его цилиндрической части 16, охватывая всю рабочую поверхность W. В других вариантах метка 30 может проходить только по части рабочей поверхности W или же может проходить по совсем другой части баллона 12, такой как, например, конические секции 18, 20, как это описывается ниже.
Метка 30 может обеспечиваться в процессе формирования баллона 12, имеющего необходимую форму, создаваемую многослойной стенкой 28. В частности может использоваться конструкция баллона, в которой первая трубка 50 из тонкого слоя материала, такого как полимер, может быть введена во вторую трубку 52 для формирования заготовки 54, как показано на фигурах 11 (вид в перспективе) и 11а (вид поперечного сечения). Вторая трубка 52 может содержать совместимый полимерный материал, но также может быть сформирована из другого материала, такого как металл, возможно, в форме пленки. Вторая трубка 52 содержит одну или несколько рентгеноконтрастных меток 30, длины которых могут соответствовать длине цилиндрической части 16 готового баллона, как показано на фигуре 11, однако вторая трубка может проходить по всей длине баллона 12, как это описано ниже и иллюстрируется внутренней трубкой 62 на фигуре 18. Затем первая, внутренняя трубка 50 может быть расширена для формирования многослойного баллона 12 (фигура 12) со второй, внешней трубкой 52, формирующей рентгеноконтрастную внешнюю оболочку, как это можно видеть на поперечном сечении баллона, показанном на фигуре 12а.
На фигуре 13 показано, что такое формирование баллона может быть осуществлено с использованием выдувной формы 54, состоящей из разделяемых частей, формирующих полость 56, форма которой соответствует требуемой форме баллона. Внешняя трубка 52 может быть заранее точно установлена в полости 56 формы, внутри соответствующей выемки, сформированной вдоль одной или нескольких внутренних поверхностей формы 55. Затем внутренняя трубка 50 может быть расширена с использованием тепла и давления для формирования баллона 12, имеющего необходимую форму, с прикрепленной к нему внешней трубки 52.
На фигуре 14 показано, что вместо одной трубки 52 на внутренней трубке 50 могут быть обеспечены две разнесенные трубки, такие как рентгеноконтрастные кольца 52а, 52b для получения разнесенных меток 30 на готовом баллоне 12 (см. фигуру 19). Подобно трубке 52 эти кольца 52а, 52b могут быть предварительно установлены в полости 56 формы, чтобы они охватывали внутреннюю трубку 50. Так же, как и в случае трубки 52, кольца 52а, 52b могут быть выполнены из тонкого гибкого материала, например из полимера, такого как нейлон, совместимого с материалом, например полимером, таким как нейлон, прилегающего слоя, формируемого трубкой 50, однако это могут быть и другие материалы, такие как металлическая фольга. После расширения внутренней трубки 50 кольца 52а, 52b прочно прикрепляются к ней для формирования баллона 12 с разнесенными кольцевыми метками, которые в результате их предварительного размещения в определенных местах полости 56 формы, могут быть точно совмещены с кромками рабочей поверхности W.
Метки 30 могут быть обеспечены на трубке 52 (или на трубках 52а, 52b) разными способами. Например, метки 30 могут быть обеспечены путем нанесения рентгеноконтрастного материала на трубку 52 в нужном месте для получения любой формы, включая, например, цифро-буквенные обозначения для обеспечения информации, которая может быть считана при просвечивании, например, длина, диаметр, логотип, товарный знак, номинальное давление разрыва или тип баллона. Нанесение может быть осуществлено с использованием печати, распыления или окрашивания рентгеноконтрастным материалом поверхности трубки 52, возможно, с использованием маски, и в этом случае для формирования необходимого покрытия могут использоваться способы погружения в рентгеноконтрастный материал или нанесения материала валиком. В других вариантах метка 30 может быть вделана в трубку 52, включая, например, обеспечение ее как части пленки или нетканого материала, или в склеивающем веществе, используемом для скрепления слоев материалов для формирования трубки 52 (см., например, публикацию заявки США №2011/0160661, содержание которой вводится здесь ссылкой). Метка 30 может быть обеспечена в процессе изготовления трубки 52, например, в процессе совместной экструзии. Примеры таких технологий описаны в международной заявке PCT/US13/29974, содержание которой вводится здесь ссылкой.
Как лучше всего можно видеть на фигурах 15 и 16, полость формы может быть выполнена для формирования баллона 12 любой необходимой формы и внешнего вида, а также для формирования плечиков 12а на готовом баллоне 12. Эти плечики 12а могут помогать удерживать внешнюю трубку 52, обеспечивающую модифицированную часть баллона 12, от перемещения в продольном направлении и, таким образом, трубка 52 будет оставаться в нужном положении (в одном из вариантов, трубка 52 совмещена с полной длиной рабочей поверхности W). Дополнительно или вместо этого, как показано на фигуре 17, внутренняя поверхность внешней трубки 52 может быть выполнена для фрикционного взаимодействия с внешней поверхностью трубки 50, например, путем обеспечения шероховатой или текстурированной поверхности 58.
Дополнительно или вместо этого, может использоваться клеящее вещество для улучшения сцепления между трубками 50, 52. Это клеящее вещество может быть обеспечено на любой из трубок перед выдувным формированием баллона. Клеящее вещество может также дополнительно содержать рентгеноконтрастное вещество для улучшения рентгеноконтрастности баллона 12 (см., например, публикацию заявки США №2011/0160661).
В другом варианте баллон 12 формируют с модифицированной частью путем выдувания в форме многослойной заготовки, в которой по меньшей мере один слой содержит рентгеноконтрастный материал. Таким образом, заготовка 60 в этом варианте может включать внутренний слой, содержащий рентгеноконтрастную пленку 62, и внешний слой 64, представляющий собой обычную пленку без добавки рентгеноконтрастного вещества. Процесс раздувания в форме обеспечивает расширение заготовки 60 для формирования баллона 12, обладающего рентгеноконтрастностью, соответствующей длине внутреннего слоя, содержащего рентгеноконтрастный материал, которая может быть равна полной длине L баллона 12.
Баллон может быть сформирован путем растягивания полимерной трубки, имеющей однородную толщину стенки, до нужной или предпочтительной формы, причем диаметр цилиндрической части больше диаметра остальных частей, которыми могут быть конические секции или плечики готового баллона. Такой процесс может быть осуществлен путем помещения заготовки баллона в форму и изменения характеристик физической среды, например, повышения температуры и/или действующего давления текучей среды (газа или жидкости), в результате чего заготовка будет принимать необходимую форму.
Баллоны 12, содержащие покрытия с лекарственными средствами, которые должны быть применены к стенкам сосуда, также могут быть изготовлены с использованием вышеописанного способа. Например, как показано на фигуре 19, баллон 12, имеющий заданную рабочую поверхность W с рентгеноконтрастными метками 30 на переходах между цилиндрической частью 16 и коническими секциями 18, 20, может содержать часть, покрытую, например, лекарственным средством D, обеспечивающим необходимое терапевтическое действие при нанесении на внутренние стенки сосуда. Рентгеноконтрастные метки 30 могут также соответствовать расположению на баллоне 12 лекарственного средства D, например, по длине всей рабочей поверхности W или только по части этой длины. Лекарственное средство D может быть нанесено на раздутый баллон в производственном процессе, перед складыванием баллона для введения в кровеносный сосуд. Таким образом, врач может использовать рентгеновский аппарат для определения точного положения рабочей поверхности W перед раздуванием баллона 12 в кровеносном сосуде для доставки лекарственного средства D в нужное место и обеспечения необходимого режима лечения.
Метки 30 могут быть также обеспечены в форме одной или нескольких продольных полосок 66, которые не охватывают всю окружность баллона 12, как показано на фигурах 20 и 21. Этого можно достичь путем обеспечения одного или нескольких слоев 62, 64 или трубки рентгеноконтрастным материалом, соответствующим полоскам 66, например, с использованием процесса совместной экструзии. Дополнительную информацию можно получить в документах PCT/US13/29959, PCT/US13/29967, РСТ/ЕР13/54748 и PCT/US13/29977, содержание которых вводится здесь ссылкой. Использование нескольких разнесенных меток 30 может также помогать отличать состояние раздутого баллона, в котором метки разнесены, и состоянием баллона, сдутого надлежащим образом, поскольку метки будут ближе друг к другу, когда баллон сложен.
В другом варианте формование раздуванием может использоваться для получения баллона 12 с различными типами модифицированного слоя. Например, как показано на фигуре 22, может быть обеспечена модифицированная вставка 52, внешняя поверхность которой текстурирована или протравлена, и соединена с внутренней трубкой 50. Дополнительно вставка 52 может быть выполнена частично или полностью рентгеноконтрастной (см., например, фигуру 10). В одном из вариантов многослойная вставка 52 может обеспечиваться внешним рентгеноконтрастным слоем 51а и внутренним опорным слоем 51b, не содержащим рентгеноконтрастный материал, причем во внешнем слое травлением выполняют отверстия 53, проходящие до поверхности внутреннего слоя (см. фигуру 22а). В результате в рентгеновских лучах можно видеть определенный рисунок, который может обеспечивать возможность определения мест на баллоне 12, на которых присутствует лекарственное средство (на вытравленных участках или между ними, которые как и в предыдущих случаях могут соответствовать рабочей поверхности W).
В любом случае при раздувании в соответствующей форме 55 заготовки 54 (см. фигуры 13 и 14) может быть сформирован баллон 12, содержащий слой 28а с текстурированной или протравленной поверхностью стенки 28 баллона. Этот слой 28а может проходить вдоль всей рабочей поверхности W, как показано на фигуре 23, или вдоль любой ее части. В случае травления, текстурирования или другой обработки поверхности материал, формирующий вставку 52, должен иметь достаточно высокий показатель текучести расплава, так чтобы сформированные шероховатости поверхности не исчезали под действием тепла или давления, используемых в процессе раздувания в форме.
В другом варианте получения баллона 12 с модифицированным слоем во вставке 52 обеспечивают одно или несколько отверстий. Например, как показано на фигуре 24, вставка 52 может быть выполнена как решетчатая или ячеистая структура, например, выполнена из сетки или из решетки, состоящей из множества пересекающихся элементов 57, формирующих отверстия 53. Структура 52 может иметь трубчатую форму, как показано на фигуре 24, и может состоять из нескольких частей, аналогичных кольцам 52а, 52b. Как и в предыдущих случаях, материал, формирующий вставку 52, должен иметь достаточно высокий показатель текучести расплава, чтобы сформированные шероховатости поверхности не исчезали под действием тепла или давления, используемых в процессе раздувания в форме.
Когда вставку 52 помещают в форму, то после раздувания заготовки в форме, вставка 52 прикрепляется к внутренней трубке 50 и формирует внешний слой готового баллона 12. В случае рассматриваемой вставки 52 отверстия 53 проходят до поверхности стенки 28 баллона, которая может использоваться для модифицированного слоя, например, содержащего рентгеноконтрастный материал. Вставка 52 может проходить вдоль всей рабочей поверхности W, и дополнительно может быть полностью или частично рентгеноконтрастной.
В других вариантах вставка 52 может быть снабжена покрытием, например, в форме лекарственного средства или средства, повышающие скольжение.
Также можно модифицировать форму 55 для обеспечения обработки поверхности готового баллона 12. Например, как показано на фигуре 25, внутренние поверхности полости 56 формы могут быть обработаны с использованием травления, гравировки или другого способа, в результате чего формируется упорядоченное множество выступов, отходящих внутрь формы. Такие обработанные части внутренних поверхностей соответствуют рабочей поверхности W баллона 12, например, его цилиндрической части. Затем, когда заготовку 54, которая может содержать один слой материала, раздувают в полости 56 формы (фигура 26), поверхность полученного баллона будет покрыта оттисками множества выступов внутренних поверхностей формы 55. Иначе говоря, выступы, формирующие упорядоченное множество 56а в форме, формируют оттиски на внешней поверхности стенки 28 баллона.
Дополнительно в этом варианте в полости 56 может помещаться материал для частичного или полного заполнения любых пространств или углублений в упорядоченной конфигурации 56а, например, рентгеноконтрастным материалом 59. Как показано на фигурах 27 и 28, баллон 12, полученный в результате раздувания в форме 55 с этим типом конфигурации 56а поверхности с заполнителем, будет иметь поверхностный слой, модифицированный таким образом, чтобы он содержал выбранный материал заполнителя, так что в случае рентгеноконтрастного материала 59 поверхность будет частично рентгеноконтрастной, как показано затемненными частями стенки 28 баллона на фигуре 28. Помещение материала внутрь формы 59 может быть осуществлено путем его подачи через отверстие внутреннего прохода внутри полости 56, перед или в процессе формования баллона, включая, например, напыление материала заполнителя внутри полости 56 формы, например, когда сопрягающиеся части, формирующие форму 56 разделяют, и открывается конфигурация 56а выступов на стенках формы.
Баллонный катетер 10 может быть сформирован путем формирования заготовки баллона с дискретными рентгеноконтрастными сегментами, полученными с использованием совместной экструзии. Процесс совместной экструзии может включать использование вращающей формы (см., например публикацию заявки №2003/0100869, содержание которой вводится здесь ссылкой) для формирования внутри трубки дискретных сегментов одного или нескольких материалов, включая рентгеноконтрастный материал. Затем заготовка может быть раздута для формирования баллона, в стенки которого вкраплен рентгеноконтрастный материал, например, между концами рабочей поверхности, вдоль всей рабочей поверхности, вдоль одной или обеих концевых секций или конусов (см., например, фигуры 19-21), и во всех случаях обеспечивается частичное или полное покрытие соответствующих поверхностей.
Метки 30 могут быть также введены в баллон 12 путем нанесения рентгеноконтрастного нетканого материала. Прикрепление рентгеноконтрастного нетканого материала 72 к заготовке 70 баллона (фигура 29) может обеспечивать возможность точной идентификации каждой зоны баллона, например, путем указания части, содержащей рабочую поверхность, относительно других частей. Как показано на фигуре 30, рентгеноконтрастный нетканый материал 72 может быть также нанесен на внешнюю поверхность сформированного баллона 12, после чего дополнительно может осуществляться вспомогательный процесс, такой как ламинирование пленкой 74, для фиксации нетканого материала. В другом варианте, как показано на фигуре 31, рентгеноконтрастный нетканый материал 72 может быть нанесен на экструдированную трубку 76, после чего может осуществляться вспомогательная стадия экструзии, например, кабельное покрытие, для фиксации нетканого материала. В этом случае двухслойная трубка может быть затем сформирована в баллон 12 с использованием раздувания в форме или других аналогичных способов, известных в технике.
Как показано на фигуре 32, рентгеноконтрастный материал может быть также нанесен на внутренние стенки заготовки 80 баллона или полностью сформированного баллона 12 с использованием раздвижного дорна 82. Например, дорн 82 может содержать жесткую часть 82а с дистально прикрепленной раздвижной частью 82b, которая может находиться в сложенном или в раздвинутом состоянии. Дистальная часть дорна может иметь такие размеры, чтобы она полностью заполняла внутреннее пространство заготовки 80 баллона в раздвинутом состоянии, и могла проходить через проксимальный или дистальный концы в сложенном состоянии. Дистальный конец дорна 82 должен быть выполнен из материала, который может выдерживать давление газа и/или жидкости, например, это может быть деформируемый баллон.
Дорн 82 может быть также выполнен из противолежащих и/или переплетенных элементов, расположенных таким образом, чтобы расширение дорна достигалось при его сокращении (например, оплетка со спиральной намоткой, такая как намотка по двум направлениям, в которой уменьшение угла между основой и утком в точках их пересечения приводит к уменьшению радиального расстояния между противолежащими сторонами) или из противолежащих элементов, соединенных в середине и на концах, действие которых осуществляется поворотным шарниром (например, пантографический механизм).
Рентгеноконтрастный материал или его часть могут быть также введены в заготовку баллона перед раздуванием в форме. Например, рентгеноконтрастный материал в форме пленки или нетканого материала, содержащего рентгеноконтрастное вещество (например, вольфрам, барий, тантал, золото, платина) с добавлением полимеров для обеспечения структурной матрицы, а также дополнительно стабилизаторов и/или пластификаторов, может быть нанесен на заготовку перед формованием баллона. Свертывание или складывание рентгеноконтрастного материала обеспечивает возможность заполнения им внутреннего пространства заготовки, когда он расширяется после введения и перед/в процессе раздувания заготовки. Добавление клеящего вещества, нанесенного на внешнюю поверхность рентгеноконтрастного материала перед введением в заготовку, может дополнительно улучшить сцепление материала внутренним стенкам баллонного катетера. Специалистам в данной области техники будет понятно, что расширение дистальной части вышеописанного дорна может дополнительно способствовать прикреплению рентгеноконтрастного материала.
Метки 30 могут быть также введены в баллон 12 в форме раствора. Например, как показано на фигуре 33, раствор, содержащий рентгеноконтрастный материал 86 во взвешенном состоянии, возможно, с добавкой стабилизаторов, может быть нанесен на внешнюю поверхность раздвижного дорна 82. Затем дистальная часть раздвижного дорна может быть введена в заготовку баллона (см., например, вариант, показанный на фигуре 32) с оправкой в сложенном состоянии, например в сдутом состоянии в случае баллона). Затем дорн 82 может быть переведен в раздвинутое состояние для прилегания к внутренним стенкам заготовки и, аналогичным образом, будет наносить раствор на поверхность стенок, после чего заготовка будет использована для формования баллона 12. В другом варианте рентгеноконтрастный раствор может быть нанесен раздвижной оправкой после полного формования баллона.
Метки 30 могут также содержать рентгеноконтрастные волокна. Волокна, содержащие рентгеноконтрастный материал, такой как вольфрам, тантал, платина и им подобные, могут быть получены с использованием полимерной матрицы и дополнительно сформированы с помощью экструзии. Затем волокна могут быть введены в баллон с помощью вышеописанного раздвижного дорна 80. Размеры дорна 82 могут быть выбраны таким образом, чтобы в сложенном состоянии его можно было ввести через проксимальный или дистальный концы заготовки 80 баллона, и чтобы он полностью покрывал внутренние стенки заготовки в его раздвинутом состоянии. Как показано на фигуре 34, волокна 88 могут быть расположены радиально вокруг дорна 82 перед его введением в заготовку 80. После расширения дорна 82 волокна могут быть помещены на поверхность внутренних стенок заготовки 80, после чего дорн может быть сложен и извлечен из заготовки. Волокна могут быть приклеены к поверхности внутренних стенок с использованием клеящего вещества, которое затем дополнительно отверждается с использованием УФ-излучения, тепла или испаряющихся растворителей.
Метка 30 может быть введена в баллон 12 в форме решетки или матрицы 90 рентгеноконтрастного материала, как это показано на фигуре 35. Пластичные полимеры, вкрапленные в рентгеноконтрастный материал, могут быть сформированы с помощью экструзии, после чего резанием может быть сформирована решетка, в результате чего уменьшается площадь поверхности для повышения гибкости изделия. Внешний диаметр решетки или матрицы 90 может быть выбран таким образом, чтобы она прилегала к поверхности внутренних стенок заготовки 80 баллона, и длину решетки выбирают, чтобы она соответствовала длине цилиндрической части баллона и/или конических секций или плечиков. Решетка может быть сжата для уменьшения диаметра, чтобы ее можно было ввести в заготовку 80 через открытые концы, соответствующие проксимальной или дистальной коническим секциям. Дополнительно может быть введено клеящее вещество для содействия прикрепления решетки к внутренним стенкам.
Метки 30 могут быть также введены в баллон 12 в форме порошка. Прикрепление рентгеноконтрастного порошка может быть обеспечено выборочным нанесением клеящего вещества на поверхность внутренних стенок заготовки баллона. Через один конец заготовки может быть введена вставка (например, типа hypotube), которая может быть снабжена аппликатором, например, тампоном или губкой на дистальном конце, который быть выдвижным, для контакта с поверхностью внутренних стенок заготовки. Затем тампон или губка может использоваться для выборочного взаимодействия с конической секцией баллона с последующим введением через вставку клеящего вещества. В результате клеящее вещество будет выборочно нанесено губкой на поверхность внутренних стенок. Затем баллон быть приведен во вращение для более равномерного распределения клеящего вещества. Затем вставку можно извлечь и при необходимости повторить процедуру с другого конца баллона. После нанесения клеящего вещества на поверхность внутренних стенок может быть нанесен рентгеноконтрастный материал, например, в форме порошка, с последующим потряхиванием или вращением заготовки. Затем порошок, не приклеившийся к стенкам, может быть удален перед введением шафта катетера. В других вариантах порошок может быть соединен с клеящим веществом с последующим нанесением на поверхность внутренних стенок с использованием различных технологий, таких как нанесение кистью, распыление или орошение и заполнение.
Пример
Рентгеноконтрастный (РК) порошок взвешивали в стеклянной пробирке объемом 20 мл, и затем к порошку добавляли клеящее вещество 208-CTH-F Dymax (г. Торрингтон, штат Коннектикут), отверждаемое УФ-излучением. Процентные содержания указанных компонентов в сумме составляли 100%. Смесь РК-покрытия тщательно перемешивали и набирали в шприц из полипропилена объемом 3 мл, который помещали в шприцевой насос для нанесения покрытия. К шприцу прикрепляли иглу EFD, которую вводили внутрь суживающейся части баллона для покрытия внутренней поверхности, причем покрытие наносили только в области конической секции баллона. Скорость нагнетания устанавливали равной 0,5 мл/мин. Как только смесь РК-покрытия достигала линии перехода плечико-цилиндрическая часть, смесь откачивали обратно в шприц для завершения цикла покрытия. Нанесенное покрытие отверждали с использованием оборудования Dymax Blue Wave 200. Процесс нанесения покрытия повторяли и для другой конической части баллона.
На фигурах 35а-35е приведены рентгенограммы, полученные для различных РК-материалов.
Примеры рентгеноконтрастных материалов включают (без ограничения): тонкоизмельченный вольфрам, тантал, висмут, трехокись висмута, хлороксид висмута, основной углекислый висмут, другие соединения висмута, сульфта бария, серебро, соединения серебра, оксиды редкоземельных элементов и многие другие соединения, обычно используемые для поглощения рентгеновского излучения. Полимер, используемый для изготовления пленки, возможно с рентгеноконтрастным материалом, может быть любым полимерным материалом, который может быть насыщен рентгеноконтрастным материалом и сформирован в достаточно тонкую пленку. В качестве таких полимеров могут использоваться, например, термопластичные и термоотверждающиеся полимеры. Некоторые примеры термопластичных полимеров включают (без ограничения): полиуретаны, полиамиды (нейлон-11, нейлон-12), полиэфир-полиамидные сополимеры, такие как РЕВАХ, полиэтилентерефталат или другие сложные полиэфиры, поливинилацетат, поливинилхлорид и многие другие термопластичные материалы, которые могут использоваться для изготовления пленок. Некоторые примеры термоотверждающихся полимеров включают (без ограничения): сшитые полиуретаны, полимочевины, эпоксидные смолы, акриловые полимеры, силиконы и многие другие термоотверждающиеся материалы, из которых могут быть получены тонкие структуры, включая пленки. Любые прилегающие структуры, которые могут быть приклеены, такие как трубки 50, 52 или слои 62, 64, могут быть сформированы из совместимых материалов, в результате чего могут быть исключены дополнительные стадии обработки или добавление агентов, улучшающих совместимость, или соединительных слоев и т.п.
В настоящем описании для иллюстрации основных идей изобретения рассматриваются некоторые варианты его осуществления, однако возможны различные модификации и изменения рассмотренных вариантов без выхода за рамки объема и сущности изобретения, которые определяются прилагаемой формулой. Например, любые численные величины и их диапазоны, указанные в разных вариантах, могут варьироваться в связи с производственными допусками, с изменениями характеристик окружающей среды и качества материалов, а также в связи с модификациями конструкции и формы баллона, и, соответственно, могут считаться примерными, и термин "примерно" означает, что соответствующая величина может как минимум варьироваться из-за указанных факторов. Соответственно, необходимо понимать, что настоящее изобретение не ограничивается описанными вариантами, и его полный объем определяется пунктами прилагаемой формулы и их эквивалентами.
1. Способ изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью, включающий:
введение дорна и рентгеноконтрастного материала в медицинский баллон или в заготовку; и
расширение дорна в медицинском баллоне или в заготовке,
причем дорн наносит рентгеноконтрастный материал на внутреннюю поверхность медицинского баллона или заготовки на стадии расширения.
2. Способ по п. 1, в котором рентгеноконтрастный материал представляет собой пленку, введенную в заготовку перед введением дорна.
3. Способ по п. 1, включающий также извлечение дорна после его расширения.
4. Способ по п. 1, в котором дорн является частично упругим.
5. Способ по п. 1, в котором дорн содержит расширяемые переплетенные прутья.
6. Способ по п. 1, в котором дорн содержит деформируемый баллон.
7. Способ по п. 1, включающий также стадию раздувания заготовки в форме для получения медицинского баллона после стадии расширения дорна.
8. Способ п. 1, включающий также стадию нанесения на дорн раствора, содержащего рентгеноконтрастный материал, перед стадией введения дорна.
9. Способ по п. 1, включающий также стадию расширения заготовки для формирования медицинского баллона перед стадиями введения и расширения дорна.
10. Способ по п. 1, в котором рентгеноконтрастный материал содержит одно или несколько рентгеноконтрастных волокон, соединенных с дорном, и стадия расширения дорна выполняется для соединения рентгеноконтрастных волокон с заготовкой или с медицинским баллоном.
11. Способ по п. 1, в котором рентгеноконтрастный материал содержит одно или несколько рентгеноконтрастных волокон, и способ включает прикрепление волокон к внутренней поверхности заготовки или медицинского баллона с использованием приклеивания.
12. Способ по п. 1, в котором рентгеноконтрастный материал содержит одно или несколько рентгеноконтрастных волокон, и способ включает прикрепление волокон к заготовке или медицинскому баллону с использованием приклеивания.
13. Способ по п. 1, в котором рентгеноконтрастный материал представляет собой решетку, и способ включает соединение решетки с заготовкой или с медицинским баллоном.
14. Способ по п. 13, который включает также:
уплотнение решетки; и
введение решетки в заготовку или в баллон с использованием дорна.
15. Способ по любому из пп. 1-14, в котором рентгеноконтрастный материал наносят таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности или проходя по другим частям баллона.
16. Устройство для изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью, содержащее:
медицинский баллон; и
дорн, содержащий рентгеноконтрастный материал и приспособленный для введения в медицинский баллон с последующим расширением.
17. Устройство по п. 16, в котором рентгеноконтрастный материал нанесен таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности или проходя по другим частям баллона.
18. Способ изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью, включающий:
обеспечение заготовки,
введение рентгеноконтрастного материала в заготовку; и
раздувание заготовки в форме.
19. Способ по п. 18, в котором рентгеноконтрастный материал представляет собой пленку, и способ включает также стадию прикрепления пленки к заготовке.
20. Способ по п. 18, в котором рентгеноконтрастный материал представляет собой решетку, и способ включает соединение решетки с заготовкой или с медицинским баллоном.
21. Способ по п. 20, который включает также:
уплотнение решетки; и
введение решетки в заготовку или в баллон с использованием дорна.
22. Способ по любому из пп. 18-21, в котором рентгеноконтрастный материал наносят таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности или проходя по другим частям баллона.
23. Способ изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью, включающий:
обеспечение заготовки,
введение в заготовку рентгеноконтрастного материала в форме решетки; и
раздувание заготовки в форме.
24. Способ по п. 23, который включает также:
уплотнение решетки; и
введение решетки в заготовку или в баллон с использованием дорна.
25. Способ по любому из пп. 23, 24, в котором рентгеноконтрастный материал наносят таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности или проходя по другим частям баллона.
26. Способ изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью, включающий:
присоединение рентгеноконтрастного материала к внутренней поверхности медицинского баллона или заготовки для формирования медицинского баллона.
27. Способ по п. 26, в котором стадия присоединения включает:
нанесение клеящего материала на внутреннюю поверхность медицинского баллона или заготовки; и
нанесение рентгеноконтрастного материала на клеящий материал.
28. Способ по п. 26, в котором стадия присоединения включает нанесение клеящего материала, содержащего рентгеноконтрастный материал, на внутреннюю поверхность баллона или заготовки.
29. Способ по п. 26, в котором рентгеноконтрастный материал представляет собой порошок.
30. Способ по любому из пп. 26-29, в котором рентгеноконтрастный материал наносят таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности или проходя по другим частям баллона.
31. Способ изготовления медицинского баллона с рентгеноконтрастной частью, включающий:
введение вставки, содержащей рентгеноконтрастный материал, в медицинский баллон или в заготовку; и
перенос рентгеноконтрастного материала со вставки на медицинский баллон или на заготовку.
32. Способ по п. 31, который включает также расширение вставки.
33. Способ по любому из пп. 31, 32, в котором рентгеноконтрастный материал наносят таким образом, чтобы он указывал рабочую поверхность медицинского баллона, путем определения кромок рабочей поверхности, проходя вдоль рабочей поверхности или проходя по другим частям баллона.
34. Комбинация для формирования медицинского баллона, содержащая заготовку для формирования медицинского баллона и дорн, содержащий решетку, содержащую рентгеноконтрастный материал, и приспособленный для введения и расширения в медицинском баллоне или заготовке для формирования медицинского баллона.
35. Комбинация по п. 34, причем размер решетки в продольном направлении соответствует рабочей поверхности баллона.
36. Комбинация для формирования медицинского баллона, содержащая заготовку для формирования медицинского баллона и дорн, содержащий рентгеноконтрастный нетканый материал и приспособленный для введения и расширения в медицинском баллоне или заготовке для формирования медицинского баллона.
37. Комбинация по п. 36, в которой дорн содержит множество радиально расположенных рентгеноконтрастных волокон.
38. Медицинский баллон с рентгеноконтрастной частью, содержащий клеящий материал вдоль внутренней поверхности и рентгеноконтрастный материал, присоединенный к баллону с помощью клеящего материала.
39. Баллон по п. 38, в котором рентгеноконтрастный материал выбирают из группы, состоящей из решетки, волокна, порошка и их комбинаций.
40. Баллон по п. 38, содержащий также дорн для переноса рентгеноконтрастного материала.
41. Баллон по п. 38, в котором клеящий материал представляет собой рентгеноконтрастный клеящий материал.
