(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-23
(54)【発明の名称】管腔内送達カニューレ、アセンブリ、及び関連方法
(51)【国際特許分類】
A61M 5/158 20060101AFI20230616BHJP
A61M 25/06 20060101ALI20230616BHJP
【ＦＩ】
A61M5/158 500D
A61M5/158 500H
A61M25/06 550
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022563442
(86)(22)【出願日】2021-05-11
(85)【翻訳文提出日】2022-12-16
(86)【国際出願番号】 SE2021050443
(87)【国際公開番号】W WO2021235993
(87)【国際公開日】2021-11-25
(31)【優先権主張番号】2050580-6
(32)【優先日】2020-05-19
(33)【優先権主張国・地域又は機関】SE
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522408441
【氏名又は名称】スマートワイズ スウェーデン アーベー
(74)【代理人】
【識別番号】100079108
【弁理士】
【氏名又は名称】稲葉 良幸
(74)【代理人】
【識別番号】100109346
【弁理士】
【氏名又は名称】大貫 敏史
(74)【代理人】
【識別番号】100117189
【弁理士】
【氏名又は名称】江口 昭彦
(74)【代理人】
【識別番号】100134120
【弁理士】
【氏名又は名称】内藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】ホルミン，スタファン
(72)【発明者】
【氏名】クラーク，ジョナサン
(72)【発明者】
【氏名】ヨンソン，ステファン
(72)【発明者】
【氏名】ランドバーク，ヨハン
(72)【発明者】
【氏名】ムンター，ジョニー
【テーマコード（参考）】
4C066
4C267
【Ｆターム（参考）】
4C066AA07
4C066BB01
4C066CC01
4C066FF04
4C066KK02
4C066KK03
4C066KK05
4C066KK11
4C066QQ79
4C267AA17
4C267BB02
4C267BB04
4C267BB08
4C267BB12
4C267BB38
4C267BB63
4C267CC08
4C267CC19
4C267GG34
(57)【要約】
【課題】 血管系を介した体内のより遠隔の血管外の部位への確実なアクセスを可能にすることである。
【解決手段】 本発明は、ヒト又は動物の身体の血管系を介して血管外の標的部位に物質を送達するための管腔内送達カニューレであって、近位カニューレハブ、細長い近位、及び先端部を備えるカニューレに関する。先端は、組織を貫通するために尖鋭な先端が設けられることの好ましい遠位先端に向かってテーパ状を有する。尖鋭な先端は、少なくとも１つの一次ファセットと２つの二次ファセットとを備えてもよく、２つの二次ファセットは、上述の一次ファセットの近位に配置される。管腔内送達アセンブリは、上述のカニューレと、ヒト又は動物の身体の血管系内に挿入されるように適合された保護カテーテルと、カテーテルの近位端に設けられ、血管系を通じてカテーテルを案内するように係合された近位カテーテルハブと、を備える。
【選択図】 図５Ａ
【解決手段】 本発明は、ヒト又は動物の身体の血管系を介して血管外の標的部位に物質を送達するための管腔内送達カニューレであって、近位カニューレハブ、細長い近位、及び先端部を備えるカニューレに関する。先端は、組織を貫通するために尖鋭な先端が設けられることの好ましい遠位先端に向かってテーパ状を有する。尖鋭な先端は、少なくとも１つの一次ファセットと２つの二次ファセットとを備えてもよく、２つの二次ファセットは、上述の一次ファセットの近位に配置される。管腔内送達アセンブリは、上述のカニューレと、ヒト又は動物の身体の血管系内に挿入されるように適合された保護カテーテルと、カテーテルの近位端に設けられ、血管系を通じてカテーテルを案内するように係合された近位カテーテルハブと、を備える。
【選択図】 図５Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
ヒト又は動物の身体の血管系を介して、血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するための管腔内送達カニューレ（１）であって、前記カニューレ（１）は、前記身体の外側に残るように構成された近位端（２）と、前記血管系を介して前記身体内に挿入され、前記血管外又は心筋内の標的部位にアクセスするように構成された遠位端（３）と、を有し、前記カニューレ（１）は、前記近位端（２）から前記遠位端（３）まで縦方向全長（Ｌ１）を有し、前記カニューレ（１）は、
前記カニューレ（１）の前記近位端（２）に設けられたカニューレハブ（８）と、
縦方向長さ（Ｌ２）及び外径（Ｄ１）を有する細長い近位部（４）であって、前記外径（Ｄ１）は、前記カニューレが本質的に真っ直ぐであるときに測定すると、前記近位部（４）の本質的に全長に沿って一定である近位部（４）と、
前記近位部（４）の先端に配置され、前記近位部（４）から前記カニューレ（１）の遠位先端（６）まで延設される先端部（５）と、
前記近位部（４）及び前記先端部（５）を通じて前記カニューレの近位端（２）から前記遠位先端（６）まで延設され、前記カニューレ（１）の全長に沿って内径（Ｄ２）を有する連続管腔（７）と、を備え、
前記先端部（５）は、前記遠位先端（６）に一次開口（９）を有し、前記管腔（７）と前記カニューレ（１）の外部との間に連通を生じ、
前記先端部（５）は、任意で、外径（Ｄ３）が前記細長い近位部（４）の前記外径（Ｄ１）と本質的に同一となり、前記遠位先端（６）における外径（Ｄ４）が前記先端部（５）の近位端における前記外径（Ｄ３）より小さい状態で、前記先端部（５）の前記近位端に設けられることにより、前記遠位先端（６）に向かってテーパ状を有する、管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項2】
前記近位端（２）から前記遠位端（３）までの前記縦方向全長（Ｌ１）は、約３００ｍｍ～２５００ｍｍの範囲内である、請求項１に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項3】
前記先端部（５）は、外径（Ｄ３）が前記細長い近位部（４）の前記外径（Ｄ１）と本質的に同一であり、前記遠位先端（６）における外径（Ｄ４）が前記先端部（５）の前記近位端における前記外径（Ｄ３）より小さい状態で、前記先端部（５）の前記近位端に設けられることにより、前記遠位先端（６）に向かって前記先端部全体に沿ってテーパ状を有する、請求項１又は２に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項4】
前記テーパ状先端部（５）は、５ｍｍ～３００ｍｍの範囲内の縦方向長さ（Ｌ３）を有する、請求項１から３のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項5】
前記テーパ状先端部（５）は、少なくとも１００ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ～３００ｍｍの間、より好ましくは２００ｍｍ～２８０ｍｍの間の縦方向長さ（Ｌ３）を有する、請求項１から４のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項6】
前記遠位先端（６）における前記外径Ｄ４は、０．１０ｍｍ～０．２５ｍｍの範囲内、好ましくは０．１５ｍｍ～０．２２ｍｍの間である、請求項１から５のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項7】
前記先端部（５）及び／又は近位部（４）には、前記遠位先端（６）から事前に規定された距離に１つ又はいくつかの放射線不透過性マーカバンド（１１）が設けられる、請求項１から６のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項8】
前記先端部（５）には、１つ又はいくつかの突出深さ限定要素（１２）が設けられる、請求項１から７のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項9】
前記先端部（５）には、前記先端部（５）の少なくとも一部に沿って、１つ又はいくつかの側方開口（９’）が更に設けられる、請求項１から８のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項10】
前記カニューレハブ（８）には、内側縦方向チャネル（１０）と、その近位端に雌コネクタ（１３）とが設けられ、前記内側縦方向チャネル（１０）は、前記カニューレの前記連続管腔（７）と前記雌コネクタ（１０）との間に連通を生じるように構成され、前記内側縦方向チャネル（１０）及び前記雌コネクタ（１３）はともに、対応する雄コネクタが前記雌コネクタ（１３）の取り付けられるとき、０．４５ｍｌ未満の合計内容積を有する、請求項１から９のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項11】
前記先端部（５）は、組織を貫通するための遠位尖鋭先端セクション（１００）が設けられ、前記尖鋭先端セクション（１００）は、少なくとも１つの一次ファセット（Ｆ１）と２つの二次ファセット（Ｆ２、Ｆ３）とを備え、前記２つの二次ファセット（Ｆ２、Ｆ３）は、前記一次ファセット（Ｆ１）の近位に配置される、請求項１から１０のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項12】
前記遠位先端セクション（１００）は、中心縦軸（Ａ）に沿って配置される第１の面（Ｐ１）と、前記縦軸（Ａ）に沿って配置される第２の面（Ｐ２）と、であって、互いに直交する前記第１及び第２の面（Ｐ１、Ｐ２）と、
前記第１の面（Ｐ１）に対して角度シータ（θ）に位置決めされる第３の面（Ｐ３）であって、前記第２の面（Ｐ２）との関係で対称に配置される前記第３の面（Ｐ３）と、
２つの対称角度の組で配置される第４の面（Ｐ４）及び第５の面（Ｐ５）であって、前記角度は、前記第１及び第２の面（Ｐ１、Ｐ２）の各々との関係で対称である前記第４の面（Ｐ４）及び前記第５の面（Ｐ５）と、を有し、
前記対称角度は、前記第１の面（Ｐ１）における第２の面（Ｐ２）から測定した第１の角度ファイ（φ）、及び縦軸（Ａ）周りの回転角度である第２の角度オメガ（ω）を備える組み合わせ角度であり、
前記遠位先端セクション（１００）の前記一次ファセット（Ｆ１）は、前記第３の面（Ｐ３）に設けられ、
前記２つの二次ファセット（Ｆ２、Ｆ３）は、各々、前記第４及び第５の面（Ｐ４、Ｐ５）に設けられる、請求項１１に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項13】
前記２つの二次ファセット（Ｆ２、Ｆ３）は、前記先端セクション（１００）の外側マントル表面とともに遠位先端（６）を形成する、請求項１２に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項14】
前記角度ファイ（φ）は、前記角度シータ（θ）より大きい、請求項１２又は１３のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）。
【請求項15】
前記１つの一次ファセット（Ｆ１）及び２つの二次ファセット（Ｆ２、Ｆ３）には、１０．０～２０．０度の間の一次ファセット角度シータ（θ）と、１５．０～２０．０度の間の±ファイ（φ）の角度及び２５．０～９０．０度の間の±オメガ（ω）の角度で設けられる二次ファセットと、で設けられる、請求項１２から１４のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ。
【請求項16】
ヒト又は動物の身体の血管系を介して、血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するための管腔内送達アセンブリ（４００）であって、請求項１から１５のいずれか一項に記載の管腔内送達カニューレ（１）と、
ヒト又は動物の身体の前記血管系内に挿入するように適合された保護カテーテル（１５０）と、
前記アセンブリの遠位端は、意図された前記血管外又は心筋内の標的部位へのアクセスに好適な前記血管系内の位置へ案内されるように構成され、
前記保護カテーテル（１５０）の前記近位端に設けられ、前記血管系を通じて前記保護カテーテル（１５０）を案内するように適合された近位カテーテルハブ（１６０）と、を備え、
前記近位カテーテルハブ（１６０）は、前記管腔内送達カニューレ（１）がそれを通じて前記保護カテーテル（１５０）内に挿入されるように適合される、管腔内送達アセンブリ（４００）。
【請求項17】
前記カテーテルハブ（１６０）は、ロック状態とロック解除状態との間で可逆的に変更されるように適合されたロック手段（１６２）を更に備え、前記ロック手段（１６２）は、ロック状態において、前記保護カテーテル（１５０）と前記管腔内送達カニューレ（１）との間の軸方向の移動を防ぐように構成される、請求項１６に記載の管腔内送達アセンブリ（４００）。
【請求項18】
前記ロック手段（１６２）は、前記カテーテルハブハウジングの外側ねじ（１６５ｂ）と協働する内側ねじ（１６５ａ）を備えたロックホイール（１６４）を備え、前記ロック手段は、前記ロック手段が駆動されたとき、内側ロックガスケット（１６６）が前記管腔内送達カニューレの近位端を把持するように圧縮されるように適合される、請求項１７に記載の管腔内送達アセンブリ（４００）。
【請求項19】
ヒト又は動物の身体の血管系を介して、血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するための方法であって、ａ）請求項１６から１８のいずれか一項に記載のアセンブリを提供するステップと、
ｂ）前記血管外又は心筋内の標的部位付近の位置に前記保護カテーテルの遠位端をナビゲートするステップと、
ｃ）前記血管外又は心筋内の標的部位の一般的方向に沿って、血管壁に向かって前記保護カテーテルの前記遠位端を方向付けるステップと、
ｄ）前記管腔内送達カニューレの先端が心筋又は血管壁を貫通し、前記血管外又は心筋内の標的部位に到達するように、前記管腔内送達カニューレの遠位先端を前進させるステップと、
ｅ）前記血管外又は心筋内の標的部位内に前記物質を注入するステップと、
ｆ）前記管腔内送達カニューレの前記遠位先端を前記保護カテーテル内に後退させるステップと、を備える方法。
【請求項20】
少なくともステップｂ）及びｃ）の間に、ロック手段を可逆的にロックして、前記ガイドカテーテルと前記管腔内送達カニューレとによる軸方向変位が、互いとの関係において可逆的に防止されるようにするステップを更に備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記ロック手段は、カテーテルハウジングの外側ねじと協働する内側ねじが設けられたロックホイールを備え、前記ロック手段の駆動時、ガスケットが前記管腔内送達カニューレの近位端を把持するように圧縮される、請求項２０に記載の方法。
【請求項22】
前記管腔内送達カニューレは、１つ又はいくつかの外側突出深さ限定要素を備え、前記深さ限定要素は、血管又は心筋壁に達したとき、ユーザが感じる抵抗を提供する、請求項１９から２１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項23】
ステップｂ）～ｆ）の全部又は一部を反復するステップを更に備える、請求項１９から２２のいずれか一項に記載の方法。【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、管腔内送達デバイスに関し、特に、独立請求項のプリアンブルに記載の血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するための管腔内送達デバイスに関する。
【背景技術】
【0002】
医療分野において、体内の特定部位へのアクセス時、又はその治療時の低侵襲技術への傾向が高まっている。このような技術は、身体への外傷が少なく、結果として、合併症が減り、施術後の回復時間が短縮されるため、開腹手術よりも多くの利点がある。低侵襲技術は、多くの場合、カテーテル及び／又はガイダンスワイヤアセンブリを経皮的に、例えば、大腿動脈又は橈骨動脈を通じて挿入し、次いで血管造影画像のガイダンスの下で血管系を介して特定部位にステアリングすることで、身体の特定部位又は領域へのアクセスを行うのに血管系を使用する。しかしながら、体内の部位によっては、血管系の複雑さとサイジングのために、既知の技術を使用してアクセスすることが不能であるか又は困難である。
【0003】
体内の特定の局所的な標的部位に血管系を介して物質を投与するために、様々な技術及びデバイスが知られている。このような技術を使用した施術の例として、化学療法、様々な免疫学的症状の治療、及び幹細胞治療が挙げられる。
【0004】
例えば、米国特許第８，１５２，７５８号には、複数のチャネル及び拡張可能な遠位部を備えた送達カニューレを含むカテーテルアセンブリであって、２つのニードルがチャネルに通され、血管壁への物質の注入に使用されるカテーテルアセンブリが開示されている。
【0005】
米国特許第５，４６４，３９５号は、周囲組織内へのニードル注入の側方ポートを備えた注入バルーンカテーテルを示している。
【0006】
米国特許出願公開第２００８／０３１９３１４号には、ニードルがアセンブリを通されて、遠位先端から突出可能となるようにした、内側チャネル及び先端電極を備えた注入カテーテルが開示されている。注入ニードルを備えた他のカテーテルシステムが、例えば、米国特許第６，６１３，０１７Ｂ１号及び米国特許第６，７９６，９６３Ｂ１号に示されている。
【0007】
これらのシステム及び他の既知のシステムは、そのサイズ及び複雑さのために、遠隔の微小血管系へのアクセスに適合していない、又は相応しくない。
【0008】
したがって、本発明の発明者らは、特に、微小血管系を介した体内の遠隔の位置へのアクセスを向上し、血管外又は心筋内の標的部位への物質の送達の施術効率を向上する、改良管腔内送達デバイスのニーズを特定してきた。
【発明の概要】
【0009】
本発明の目的は、血管系を介した体内のより遠隔の血管外の部位への確実なアクセスを可能にする管腔内送達デバイスを提供することである。
【0010】
本発明の更なる目的は、血管外又は心筋内の標的部位への貫通及び送達の途中及び後に血管壁の穿刺部位での出血の問題を軽減する管腔内送達デバイスを提供することである。
【0011】
以上の目的は、独立請求項に係る本発明により達成される。好適な実施形態が従属請求項に記載されている。
【0012】
第１の態様によると、ヒト又は動物の血管系を介して血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するための管腔内送達カニューレが開示される。管腔内送達カニューレは、カニューレの近位端に設けられたカニューレハブと、外径を有する細長い近位部と、を備え、外径は、カニューレが本質的に真っ直ぐであるときに測定すると、近位部の本質的に全長に沿って一定である。更に、カニューレは、近位部の遠位に配置され、近位部からカニューレの遠位先端まで延設される先端部と、カニューレの近位端から近位部及び先端部を通じて遠位先端まで延設された連続管腔と、を備える。先端部は、遠位先端に開口を有し、管腔とカニューレの外部との間に連通を生じる。先端部は、外径が細長い近位部の外径と本質的に同一となり、遠位先端における外径が先端部の近位端における外径より小さい状態で、先端部の近位端に設けられることにより、遠位先端に向かってテーパ状を有することが好ましい。
【0013】
いくつかの態様において、管腔内送達カニューレは、組織を貫通するために尖鋭先端セクションを備えた遠位先端を有し、尖鋭先端セクションは、少なくとも１つの一次ファセット及び２つの二次ファセットを備え、２つの二次ファセットは、上述の一次ファセットの近位に配置される。
【0014】
更なる態様によると、ヒト又は動物の身体の血管系を介して血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するための管腔内送達アセンブリが開示される。このアセンブリは、管腔内送達カニューレと、ヒト又は動物の身体の血管系に挿入されるように適合された保護カテーテルと、を備え、アセンブリの遠位端は、意図された血管外又は心筋内の標的部位にアクセスするのに好適な血管系内の位置に案内されるように構成される。このアセンブリは更に、保護カテーテルの近位端に設けられ、血管系を通じてカテーテルを案内するように適合された近位カテーテルハブを備え、近位カテーテルハブは、管腔内送達カニューレがそれを通じて上述の保護カテーテル内に挿入されるように適合される。
【0015】
更に別の態様によると、ヒト又は動物の身体の血管系を介して血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達する方法が開示される。この方法は、
ａ）本明細書に開示のアセンブリを提供するステップと、
ｂ）血管外又は心筋内の標的部位付近の位置に保護カテーテルの遠位端をナビゲートするステップと、
ｃ）血管外又は心筋内の標的部位の一般的方向に沿って、血管壁に向かって保護カテーテルの遠位端を方向付けるステップと、
ｄ）管腔内送達カニューレの先端が心筋又は血管壁を貫通し、血管外又は心筋内の標的部位に到達するように、管腔内送達カニューレの遠位先端を前進させるステップと、
ｅ）血管外又は心筋内の標的部位に物質を注入するステップと、
ｆ）管腔内送達カニューレの遠位先端を保護カテーテル内に後退させるステップと、を備える。
ａ）本明細書に開示のアセンブリを提供するステップと、
ｂ）血管外又は心筋内の標的部位付近の位置に保護カテーテルの遠位端をナビゲートするステップと、
ｃ）血管外又は心筋内の標的部位の一般的方向に沿って、血管壁に向かって保護カテーテルの遠位端を方向付けるステップと、
ｄ）管腔内送達カニューレの先端が心筋又は血管壁を貫通し、血管外又は心筋内の標的部位に到達するように、管腔内送達カニューレの遠位先端を前進させるステップと、
ｅ）血管外又は心筋内の標的部位に物質を注入するステップと、
ｆ）管腔内送達カニューレの遠位先端を保護カテーテル内に後退させるステップと、を備える。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】本明細書に開示の管腔内送達アセンブリの使用の概要を示している。
【図2A】管腔内送達カニューレの第１の態様を示している。
【図2B】管腔内送達カニューレの第１の態様を示している。
【図3A】管腔内送達カニューレの更なる態様を示している。
【図3B】管腔内送達カニューレの更なる態様を示している。
【図4A】カニューレハブの横断面図を示している。
【図4B】カニューレハブの横断面図を示している。
【図5A】管腔内送達カニューレを備えたアセンブリの斜視図である。
【図5B】管腔内送達カニューレを備えたアセンブリの側面図である。
【図6A】管腔内送達カニューレを備えたアセンブリの特定の部品の横断面図を示している。
【図6B】管腔内送達カニューレを備えたアセンブリの特定の部品の横断面図を示している。
【図7A】カニューレ先端セクションの参照面及びニードル研削角度を示している。
【図7B】カニューレ先端セクションの参照面及びニードル研削角度を示している。
【図7C】カニューレ先端セクションの参照面及びニードル研削角度を示している。
【図7D】カニューレ先端セクションの参照面及びニードル研削角度を示している。
【図7E】カニューレ先端セクションの参照面及びニードル研削角度を示している。
【図8】カニューレ先端セクションの好適なニードル研削を判定するための実験中、結果として得られた様々なカニューレ先端の斜視図を示している。
【図9】カニューレ先端セクションの好適なニードル研削を判定するための実験中、結果として得られた様々なカニューレ先端の斜視図を示している。
【図10】カニューレ先端セクションの好適なニードル研削を判定するための実験中、結果として得られた様々なカニューレ先端の斜視図を示している。
【図11】好適なカニューレ先端セクションの斜視図、上面図、及び側面図を示している。
【発明を実施するための形態】
【0017】
次に、本発明の特定の実施形態について説明する。しかしながら、当業者には個々の特徴が異なるように組み合わせられてもよいこと、以下の開示は限定を意図するものでないことが明らかであろう。
【0018】
本明細書において使用される「近位」及び「遠位」という用語は、当技術分野において慣用のように使用され、すなわち、ユーザとの関係において、デバイス又はアセンブリの近位端は、ユーザに向かって方向付けられた端部であり、遠位端は、ユーザから離れるように方向付けられている。
【0019】
更に、「カニューレ」及び「ニードル」という用語は、本明細書中、相互に交換可能に使用され、ともに、好ましくは金属製の細長いチューブをいい、組織等を貫通するように適合された尖った先端を有し得る。
【0020】
図１は、血管３００内に配置されたときの、使用中における本明細書に開示の管腔内送達カニューレ１の概観を示している。カニューレ１は、保護カテーテル１５０とともにキット又はアセンブリ４００内に設けられ、ガイドカテーテルを介してヒト又は動物の身体の血管系に挿入されるように適合されることが好ましく、以下で更に詳細に説明する。
【0021】
送達処置を開始するために、ガイドカテーテル２００は、通常、血管系を介して規定の標的部位５００付近の位置に達するように使用される。このようなガイドカテーテル２００は、通常、血管アクセスのための標準介入カテーテルであり、本開示のカニューレ１及び保護カテーテル１５０とともに設けられてもよく、又は別のユニットとして設けられてもよい。図１の右側には、面Ｂに沿った横断面図が概略的に示されており、保護カテーテル１５０がカニューレ１の周囲に好ましくは同軸に配置され、ガイドカテーテル２００が血管３００内の保護カテーテル１５０の周囲に配置されるのが見て取れる。
【0022】
ガイドカテーテル２００は、例えば、大腿動脈又は橈骨動脈を介して血管系にアクセスするために、既知の技術により、例えば、セルディンガー手順又はその他の既知の技術を使用して、血管３００内に経皮的に挿入され得る。本明細書に記載のデバイス及びアセンブリは、身体内の遠隔の標的部位へのアクセスのため、すなわち、微小血管系内及び微小血管系を介したアクセスのために特別に適合されており、したがって、直径１ｍｍ以下程の非常に小さな血管をナビゲートして、これまで標準の技術ではアクセスすることのできなかった体内の部位に到達するように適合される。しかしながら、これらは、より大きなガイドカテーテルとのより大きな血管を介した使用にも対応している。本明細書に記載のデバイス、アセンブリ、及び方法は、血管外の標的部位への到達に関して説明するが、これらは心筋内送達のためにも同様に使用され得る。したがって、標的部位は、血管系を通じたナビゲーションを介してアクセスされ、血管壁の貫通（血管外部位の場合）又は例えば心臓の内部等からの心筋の貫通（心筋内標的部位の場合）のいずれかを介して到達され得る。
【0023】
本開示のデバイス及びアセンブリは、細胞、ＲＮＡ、組換えタンパク質、抗体、大量化学療法、放射線療法、又は腫瘍特異的療法のうちの１つ又は組み合わせの標的局所送達のために使用され得る。特定の標的部位５００は、腫瘍、臓器、体腔、又は特定組織又は身体部分の局所領域であり得る。更なる例として、本開示のデバイス及びアセンブリは、例えば、心臓、肝臓、及び腎臓を含む心臓代謝再生療法、及び直接腫瘍内注入のための、例えば、細胞又はＲＮＡ療法の送達のために使用され得る。
【0024】
ガイドカテーテル２００は、操作性及び操縦性を有するのが好ましいが、ガイドカテーテル２００の遠位先端２０１が所望の標的部位５００の付近となるように、血管系を介して挿入されたとき、カニューレ１及び保護カテーテル１５０がガイドカテーテル２００を介して挿入される。代替として、カニューレ１は、アセンブリを血管系に挿入するのに先立って、ガイドカテーテル内に挿入され得る。いずれの場合であっても、カニューレ１及び保護カテーテル１５０は、ガイドカテーテル２００を介して、患者の血管系を通じて標的部位５００付近の位置までナビゲートされるように適合される。カニューレ１及び保護カテーテル１５０は、図１に示される通り、血管壁３０１に向かって方向付けられる。いくつかの態様において、図１中には示されていないが、事前成形可能且つ事前屈曲された先端２０１を備えるガイドカテーテル２００が使用され、先端が標的部位の付近にあるとき、屈曲先端が血管壁３０１に向かってアセンブリを案内するのを更に補助してもよい。代替又は組み合わせとして、操縦可能な先端２０１も、注入方向の微調整を補助するように想定されている。
【0025】
ガイドカテーテル２００を通じて血管壁３０１に向かって挿入する間、保護カテーテル１５０及びカニューレ１は、近位端におけるロック機能により、互いとの関係で軸方向に変位することが防止されるが、以下で更に詳細に説明する。これは、カニューレ１の潜在的に尖った先端が、所望の位置へ達するのに先立ってガイドカテーテル又は血管を穿刺又は損傷するのを防ぐためである。
【0026】
図１に示される通り、カニューレ１の先端は、血管壁３０１の所望の部位に達すると、保護カテーテル１５０を出て、血管壁及び血管外組織を貫通し標的部位５００に達するように、血管壁及び更に遠位に前進される。いくつかの態様において、カニューレ１の先端には、以下で更に詳細に説明する通り、深さ限定要素が設けられ得る。先端の前進は、先端付近又は先端に１つ又はいくつかの放射線不透過性マーカを提供することによって観察されることが好ましく、先端が血管造影又はその他の撮像技術を使用した施術中に位置付けられるようにしてもよい。
【0027】
標的部位５００において、標的部位に注入される物質がシリンジにより、近位カニューレハブを介してカニューレ内に付与され、カニューレからカニューレ先端の遠位開口を介して排出される。いくつかの態様において、注入された物質は、遠位開口と、カニューレの遠位先端付近の側方開口との双方を介して排出され得る。物質の投与は、必要に応じて複数回反復され得る。更に、必要であれば、カニューレの先端は後退及び再配置され得る。投与が終了すると、カニューレの先端は血管壁から保護カテーテル内に後退して戻される。
【0028】
物質投与の代替又は追加として、アセンブリは、試料を標的部位からカニューレの先端を介して抽出するのに使用され得る。
【0029】
カニューレ及びその先端の特定の設計により、本質的には血管壁からの出血は見られない。先端の詳細について、以下で更に説明する。
【0030】
図２Ａは、本開示の管腔内送達カニューレ１の縦軸に沿った横断面図を概略的に示している。上述の通り、カニューレ１は、ヒト又は動物の身体の血管系を介して血管外又は心筋内の標的部位に物質を送達するように適合される。カニューレ１は、身体の外側に留まるように構成された近位端２と、血管外の標的部位にアクセスするために、血管系を介して体内に挿入されるように構成された遠位端３と、を有する。カニューレハブ８は、カニューレ１の近位端２に設けられることが好ましい。カニューレの縦方向長さＬ１の大部分は、細長い近位部４からなり、これは、近位部４の本質的に全長に沿って一定の外径Ｄ１を有する。特に、本明細書中の「一定の直径」とは、屈曲が直径に捩じれを生じ得るため、直径は、カニューレが細長い、又は本質的に真っ直ぐの構成であるときに測定されて一定であるという意味である。
【0031】
カニューレ１は、近位部４の遠位に配置され、近位部４からカニューレ１の遠位先端６まで延設された先端部５を更に有する。連続管腔７は、カニューレの近位端２におけるカニューレハブの内側縦方向チャネル１０から、近位部４及び先端部５を通じて遠位先端６まで延設される。先端部５は、遠位先端６に開口９を有し、管腔７とカニューレ１の外観との間に連通を生じる。
【0032】
図２Ａにおいて円で囲まれた先端部５は、拡大して示されており、図２Ｂにより詳細に図示されている。先端部５は、遠位先端６に向かってテーパ状を有するため、先端部５の近位端に外径Ｄ３と、遠位先端６に他のより小さな外径Ｄ４とを有する。外径Ｄ３は、細長い近位部４の外径Ｄ１と本質的に同一であり、外径Ｄ４は、外径Ｄ３よりも小さい。換言すると、漸進的テーパ状は、近位部４が遠位先端部５に移行する点から遠位端６まで遠位方向に設けられる。
【0033】
いくつかの態様において、先端部５及び／又は近位部４には、遠位端６から事前に規定された距離に１つ又はいくつかの放射線不透過性マーカバンド１１が設けられることが好ましい。そのような例の１つが図３Ａに概略的に示されており、いくつかの放射線不透過性マーカバンド１１が示されている。このようなマーカバンドは、手順中、血管造影画像を使用して鮮明に視認できるため、先端の正確な位置と標的部位への貫通深さを判定するのに使用される。図３Ａは、放射線不透過性マーカバンド１１を提供する概略的な例を１つのみ示している。実際には、バンドは、任意の事前に規定された構成において提供されてもよく、これらは先端の局在化、特に、ユーザを案内し、血管壁から標的部位までの貫通深さを判定するために使用され得る。
【0034】
更に、いくつかの態様において、図３Ａにも示される通り、先端部５には、例えば、周辺フランジ又は同様の構造の形態において、１つ又はいくつかの外側に突出した深さ限定要素１２が設けられてもよく、深さ限定要素１２が貫通時に血管壁に達するときにユーザが抵抗を感じられるようにする。一態様において、深さ限定要素は、先端部５及び近位部４からの移行に合致してもよい。カニューレ１は、放射線不透過性マーカ１１又は深さ限定要素１２のいずれか又は双方を有してもよい。
【0035】
図面及び本開示から理解される通り、遠位先端６の開口９は、管腔７とカニューレ１の外観との間の連通を生じることで、送達対象の物質がカニューレを出て標的部位に入るとき、その物質がこの遠位開口９を通じてカニューレを出るようにする。したがって、物質の送達が制御され、カニューレが方向付けられる方向に容易に方向付けられる。
【0036】
いくつかの態様において、図３Ｂに示される通り、カニューレには、遠位開口９付近と、ひいては放射線不透過性マーカ１１及び／又は深さ限定要素１２への遠位に、１つ又はいくつかの二次側方開口９’が設けられてもよい。このような側方開口により、物質が、遠位開口９及び１つ以上の側方開口９’を通じてカニューレを出られるようにし、図３Ｂにおいて破線矢印で示される通り、標的部位におけるより広範及び／又はより迅速な物質の分配ができるようにする。側方開口９’により、遠位開口９により提供される遠位方向の排出に加え、放射方向におけるカニューレの排出を可能にする。分配の意図に応じて、側方開口９’が特定パターン及び／又は開口サイズに応じて適合され得る。一態様において、１つ又はいくつかの側方開口９’が、先端部５の周辺に沿って設けられる。側方開口９’は、ランダムなパターン又は事前に規定されたパターンで設けられてもよい。いくつかの態様において、側方開口９’は、遠位開口９付近に配置される。したがって、図３Ａ及び図３Ｂとの相互関連において説明した態様は、組み合わせられてもよい。
【0037】
図２Ａに詳述され、本開示のすべてのカニューレに適用可能となるように、カニューレ１は、近位端２から遠位端３までの縦方向全長Ｌ１が約３００ｍｍ～２５００ｍｍの範囲内であってもよい。いくつかの態様において、主に成人患者への使用の場合、縦方向全長Ｌ１は、１２００ｍｍ～１９００ｍｍの間であることが好ましく、１６５０ｍｍ～１７５０ｍｍであることがより好ましい。しかしながら、例えば、小児用であれば、約３００ｍｍ～８００ｍｍの縦方向全長Ｌ１が好適である。
【0038】
近位部４の縦方向長さＬ２は、約１０００ｍｍ～２０００ｍｍの範囲内であり、好ましくは１２００ｍｍ～１７００の間であり、より好ましくは１４００ｍｍ～１５００ｍｍであってもよい。
【0039】
いくつかの態様において、テーパ状先端部５は、少なくとも５ｍｍ、好ましくは１００ｍｍ～３００ｍｍの範囲内、より好ましくは２００ｍｍ～２８０ｍｍの縦方向長さＬ３を有する。いくつかの態様において、テーパ状先端部５の縦方向長さＬ３は、５ｍｍ～５０ｍｍの範囲内であってもよく、他の態様において、縦方向長さＬ３は、５０ｍｍ～３００ｍｍの範囲内であってもよい。
【0040】
一態様において、カニューレ１の全長Ｌ１は、約１７００ｍｍであり、近位部４は、約１４５０ｍｍの縦方向長さＬ２を有し、先端部５は、約２５０ｍｍの縦方向長さＬ３を有する。
【0041】
他の態様において、カニューレ１の全長Ｌ１は、約１７００ｍｍであり、近位部４は、約１６９５ｍｍの縦方向長さＬ２を有し、先端部５は、約５ｍｍの縦方向長さＬ３を有する。したがって、このようなカニューレには、本質的に、テーパ部分がないか、又は最小限のテーパ部分を有する。
【0042】
更に他の態様において、カニューレ１の全長Ｌ１は、約５００ｍｍであり、近位部４は、約４２５ｍｍの縦方向長さＬ２を有し、先端部５は、約７５ｍｍの縦方向長さＬ３を有する。このようなサイズは小児用に有用である。
【0043】
カニューレ１の近位部４は、０．１５ｍｍ～０．５０ｍｍの範囲内、好ましくは０．２０ｍｍ～０．３５ｍｍの間、より好ましくは０．２５ｍｍ～０．２８ｍｍの間の一定な外径Ｄ１を有することが好ましい。
【0044】
内部管腔７は、カニューレ１の本質的に全長に沿って、すなわち、近位部４及び先端部５を通じて、一定の内径Ｄ２を有することが好ましい。当然のことながら、内径Ｄ２は、カニューレの好適な外径Ｄ１に適合されていなければならない。管腔の内径Ｄ２は、約０．０８ｍｍ～０．４０ｍｍの範囲内、好ましくは０．１０ｍｍ～０．２５ｍｍの間、より好ましくは０．１２ｍｍ～０．１６ｍｍの間であることが好ましい。
【0045】
既述の通り、近位部４の外径Ｄ１は、近位部４の本質的に全長に沿って本質的に一定であることが好ましい。更に、近位部４が先端部５に隣接するカニューレの部分は、細長い近位部４の外径Ｄ１と本質的には同一の外径Ｄ３を有する。換言すると、カニューレは、近位部４から先端部５までの外形が滑らかに移行することが好ましい。その後、先端は、遠位端６に向かって漸進的にテーパ状を有する先端を形成し、遠位端６における外径Ｄ４が外径Ｄ３及びＤ１よりも小さくなるようにする。このテーパは、遠位先端６における外径Ｄ４が好ましくは０．１０ｍｍ～０．２５ｍｍの間、より好ましくは０．１５ｍｍ～０．２２ｍｍの間となるように設けられることが好ましい。
【0046】
一態様において、近位部４の外径Ｄ１は約０．２５ｍｍであってもよく、管腔７の内径Ｄ２は約０．１３４ｍｍ、遠位端６における外径Ｄ４は０．１９０ｍｍである。
【0047】
漸進的テーパ状先端部５は、操作性と、追従性と、カニューレ先端の主に押し込み性とを向上し、より小さなサイズの遠位先端への漸進的な移行を提供する。先端のサイズが小さいほど、貫通の際、血管壁に与える外傷が小さくなり、先端の直径が小さいことにより、先端を取り出した後に血管壁がそれ自身で閉じて、送達後の出血を減らすようにする。したがって、先端部の構成により、血管壁の貫通部位の任意の別個の閉鎖ステップの必要性を軽減する。
【0048】
カニューレの細長い近位部４及び先端部５は、ステンレス鋼、ニチノールＦｅ－Ｃｏ－Ｎｉ－Ｔｉ合金等、超弾性を備えた任意の合金で作成されることが好ましい。一態様において、細長い近位部４及び先端部５は、全体的にニチノール又はその他のニッケル－チタン合金で作成される。他の態様において、先端部５は、ニチノールで作成され、近位部４は、ステンレス鋼で作成されてもよい。更なる態様において、先端部は、ニチノールで作成され、先端を好適なセラミック材料で作成されてもよい。ニチノールの超弾性は、結果として優れた可撓性を生じるが、小さく曲がりくねった血管を通じたナビゲーションを向上する。超弾性先端部にセラミック先端等、より剛性の高い遠位先端を有することにより、遠位先端の貫通を更に容易にする。
【0049】
図２Ａ及び図３に示される通り、カニューレ１には、近位カニューレハブ８が設けられる。このようなカニューレハブ８は、カニューレ１の遠位端における標的部位へと更に送達するために、シリンジから、又は他のアダプタ又はコネクタを介して、カニューレの内側管腔７に物質を送達するように適合される。本明細書に記載のデバイス及びアセンブリは、特に、非常に少量の様々な物質の送達に合わせて適合されている。以上で既に述べた通り、物質には、化学療法、幹細胞、ＲＮＡ、希少疾病用医薬品等が含まれてもよく、このような物質は通常、非常に高価である。したがって、送達中の分量損失を最小限にするように適合された送達システムを達成することには大きな価値がある。システム内でのデッドボリュームを最小限にする送達システムを提供する更なる利点として、気泡を標的部位に放出してしまうリスクを最少化し、身体内の場所によっては脳卒中や心停止を生じ得る、空気塞栓を低減する。
【0050】
カニューレハブ８の好適な態様に係る縦軸に沿った横断面図が図４Ａに示されている。特に、図４Ａ及び図４Ｂは、本質的に円筒形又は円錐形のカニューレハブの縦軸に沿った横断面図である。換言すると、カニューレハブ８は、図５Ａ及び図５Ｂにも示される通り、斜視図から、すべての放射方向において対称な円形状を有することが好ましい。図４Ａに見られる通り、カニューレハブ８の内側縦方向チャネル１０は、カニューレの近位部４の管腔７を、カニューレハブ８の近位端における雌コネクタ１３に接続する。雌コネクタ１３は、標準のルアー雌コネクタ又はその他の好適なコネクタであってもよい。物質の送達に使用するのに先立って、カニューレハブ８には、キャップ又はストッパ１４が設けられ、内側領域を清浄且つ汚染物質のない状態に保ってもよい。
【0051】
カニューレハブ８の内側空洞１５は、図４Ｂに示される通り、標準ルアーコネクタ１６の使用時には、送達中のデッドボリュームを最少化するように適合されることが好ましい。「デッドボリューム」とは、例えば、送達中にデバイスを出ない物質の分量、例えば、シリンジが雌コネクタ１３に押し込まれて物質１７がシリンジを介してカニューレに注入された後にカニューレハブ（又はシステム全体）に留まる分量を意味する用語として、本明細書中では使用される。換言すると、カニューレハブ８の内側空洞１５は、標準雄ルアーコネクタ１６がカニューレハブに接続されるとき、それが空洞１５の内壁に沿ってしっかりと嵌合し、雄コネクタ１６の遠位に存在する内容積が最小となるように構成される。内容積の形状は、図４Ａ及び図４Ｂに示される通りとすることが好ましい。したがって、カニューレハブ８の内容積は、雄コネクタ１６の遠位に向かう薄い円筒形ディスク、内側縦方向チャネル１０の円錐形状容積、及び狭い円筒形容積から形成され得る。カニューレハブ８の内容積によって形成されるデッドボリュームは、好ましくは０．４５ｍｌ未満であり、好ましくは０．２５ｍｌ～０．４５ｍｌの範囲内であり、より好ましくは０．３０ｍｌ～０．４０ｍｍの間である。
【0052】
全体としての送達システムのデッドボリュームには、上述の通り、カニューレハブ８の内容積とともに、カニューレ１の残りの箇所の内容積とが含まれる。雄ルアーコネクタが取り付けられたときに見られる通り、送達システムのデッドボリュームが小さければ、送達中の物質の損失が最少化されるが、これは高価及び／又は希少な物質の送達時に特に重要であり、空気塞栓を生じるリスクを低減する。したがって、好ましくは、カニューレハブ８とカニューレ１との合計内側デッドスペースは、０．５０ｍｌ未満であり、より好ましくは０．４０ｍｌ未満である。
【0053】
図４Ａ及び図４ｂに示される通り、カニューレハブの空洞の特定の内側容積形状の更なる効果として、すなわち、薄い円筒形ディスクが短い円錐形状を介して滑らかに内側縦方向チャネル１０に移行することにより、物質の注入時、溶液内に見られる乱流が少なくなる。これは、生細胞、例えば、幹細胞又はその他の不安定な細胞又は分子等を含有した溶液等、デリケートな物質を使用するときに特に重要である。
【0054】
カニューレ１及びカニューレハブ８は、保護カテーテル１５０及びカテーテルハブ１６０とともに使用されることが好ましい。そのようなアセンブリ４００の１つが図５Ａに斜視図として示されており、図５Ｂに側面図として示されている。保護カテーテル１５０は、カテーテルハブ１６０の遠位端にて、カテーテルハブ１６０と一体化されるか又はこれに取り付けられている。図５Ａ及び図５Ｂにおいて、保護カテーテル１５０は切断図で示されているものの、これはカニューレの遠位端までカニューレ１全体を被覆するように延設される。図６Ａは、カテーテルハブ１６０の縦軸に沿った横断面図を示している。図６Ｂは、カニューレ１の挿入された図６Ａに示されるカテーテルハブ１６０を示している。
【0055】
カニューレ１は、カテーテルハブ１６０の近位端から開口１６１を通じて挿入されるように適合される。ロック手段１６２は、保護カテーテル１５０へのカニューレの挿入後、且つ、送達手順の異なる段階中に、カニューレ１を定位置にロックするのに使用されるよう適合される。ロック手段１６２がロック状態にあるとき、保護カテーテル１５０とカニューレ１との間、ひいてはカニューレハブ８とカテーテルハブ１６０との間のあらゆる軸方向の移動が防止される。送達手順に先立って、カニューレ１は、ユーザによるか、又はアセンブリの製造中に、カテーテルハブ１６０を介してカテーテル１５０に挿入され、カニューレ１の遠位先端６が保護カテーテル１５０の遠位端に保護されるようにする（図示せず）。特に、図５Ａ及び図５Ｂにおいては、カニューレがカテーテル内部に配置されていることを示すため、保護カテーテルの遠位端は、図示されていない。更に、カニューレと保護カテーテル１５０との双方の短い近位部のみが図５Ａ及び図５ｂには示されている。
【0056】
図５Ａ及び図５Ｂに見られる通り、カテーテルハブ１６０は、側方ポート１７０を備えてもよく、これは、送達手順前、送達手順中、又は送達手順後に生理食塩水又はその他の好適な溶液でシステムを洗い流すために使用され得る。
【0057】
図６Ａの横断面図に示される通り、カテーテルハブ１６０は、近位開口１６１から縦軸に沿って、カテーテルハブ１６０の遠位端における保護カテーテル１５０内へと延設された内側チャネル１６３を備える。図６Ｂに見られる通り、内側チャネル１６３は、カニューレ１の挿入に合わせて適合される。
【0058】
ロック手段１６２は、カテーテルハブへの挿入時、カニューレを定位置にロックすることのできる任意の好適な機構を備えてもよい。好ましくは、ロック手段１６２は、ロック状態とロック解除状態とを可逆的に変更するように適合される。非限定的な例には、ねじロック、スナップロック、摩擦ロック、及びレバーベースロックが含まれる。図５Ａ及び図５Ｂと、図６Ａ及び図６Ｂとは、ロック手段１６２の一例を示している。カテーテルハブ１６０の近位端において、内側チャネル１６３の伸長を備えたロックホイール１６４が提供される。ロックホイール１６４には、内側ねじ１６５ａが設けられ、これがカテーテルハウジングの外側ねじ１６５ｂと協働するように適合される。ロックホイール１６４が遠位方向にねじ込まれるとき、内側ロックガスケット１６６が圧縮され、内側チャネル１６３がガスケット１６６内で圧縮される。したがって、図６Ｂに見られる通り、カニューレ１が内側チャネル１６３内に存在するとき、ガスケット１６６が圧縮されると、ガスケット１６６によって把持される。したがって、カニューレ１がガスケット１６６によって定位置に保持されることによって、カテーテルハブ１６０とカニューレ１との間の任意の相対的な軸方向の移動を妨げ、このようにすることで、カテーテル１５０とカニューレ１との間の任意の軸方向の移動も妨げる。ロックホイール１６４のねじを緩めることにより、カニューレ１が解放された後、再配置され、任意で再びロックされ得る。したがって、ロック手段１６２を使用することにより、カテーテル１５０との関係におけるカニューレ１の相対的な軸方向位置が調整され得る。更に、互いとの関係においてロックされるとき、アセンブリ全体が単一のユニットとして操縦及び操作され得る。
【0059】
以上で述べた通り、カテーテルハブ１６０の取り付けられた保護カテーテル１５０のアセンブリ４００と、カニューレハブ８の取り付けられたカニューレ１を採用することにより、ガイドカテーテルの遠位端が標的部位に可能な限り近付くように、ガイドカテーテルが大抵は血管内に配置される。図１に示される通り、アセンブリ４００がガイドカテーテル２００に挿入され、カテーテル１５０の遠位端がガイドカテーテル２００から突出するような位置へ押圧又は案内される。このステップ中、カニューレ１及び保護カテーテル１５０は、互いとの関係で軸方向の移動が防止されるようにロックされる。これは、カニューレ１の潜在的に鋭い先端が挿入中にガイドカテーテル２００を穿刺又は損傷することを阻害するもので、且つ、所望の位置に達する前に血管を損傷しないようにするものである。好ましくは、アセンブリ４００の遠位端は、カニューレ１の先端における縦軸が図示の通り、標的部位５００に向かって方向付けられるように位置決めされる。いくつかの態様において、これは、当分野で既知の通り、事前成形された屈曲先端及び／又は操縦可能な先端２０１を備えたガイドカテーテル２００を使用して達成され得る。
【0060】
遠位先端２０１が血管壁及び標的部位５００に向かって方向付けられると、アセンブリ４００は、ガイドカテーテル２００の遠位外側に前進させられる。この段階において、カニューレ１の遠位先端６は依然として、血管に意図しない損傷を与えるのを回避するために、保護カテーテル１５０内に収められている。
【0061】
その後、カテーテルハブ１６０のロック手段１６２が解放され、カニューレ１の先端が保護カテーテル１５０を出て血管壁に向かい、更に遠位に向かって前進して、血管壁及び血管外組織を貫通し、標的部位に到達する。この移動は、近位カニューレハブ８をカテーテルハブ１６０の近位端に近付けて移動させることにより、例えば、カテーテルハブ１６０を静止させたまま、カニューレハブ８を遠位に移動させることにより、実施される。
【0062】
いくつかの態様において、停止要素が設けられ、所望の位置に到達するのに先立って遠位先端が時期尚早に前進することを防いでもよい。そのような停止要素は、カニューレハブ８とカテーテルハブ１６０との間のカニューレ１周辺に設けられる停止リング又は同様の配置とすることができ、血管壁の貫通に先立って手動で取り外され得る。停止要素の代替、又はこれとの組み合わせとして、カニューレの遠位先端６が保護カテーテル１５０の遠位先端によって保護されるとき、カニューレハブ８とカテーテルハブ１６０のロック手段１６２との間に見て取ることができるような箇所において、マーカをカニューレ１に設けてもよい。このようなマーカにより、鋭い先端が保護カテーテル内の後退保護位置にあるときの視覚的視差をユーザに提供するもので、先端の初期位置決め中、及び管腔内送達デバイスの再位置決め時の双方において有用である。
【0063】
カニューレの先端がカテーテル先端から突出するとき等、物質の送達中の任意の所望の時点において、カニューレ１及びカテーテル１５０は、例えば、係合ロック手段１６２により、相対的な軸方向配置においてロックされ得る。送達後、又はカニューレの先端が再配置される場合、この手順を逆にすることで、カニューレの先端がカテーテルの先端によってもう一度保護されるようにし、その後、他の送達容量があれば任意で反復されるようにする。
【0064】
上述の通り、いくつかの態様において、遠位先端部５は、遠位先端６に向かって漸進的なテーパ状を有することが好ましい。
【0065】
更に、いくつかの態様において、カニューレの遠位先端部５には、少なくとも１つの一次ファセットＦ１と２つの二次ファセットＦ２及びＦ３によって形成される組織の貫通のために、尖鋭先端セクション１００が設けられることが好ましい。特に、本明細書中、このような先端セクションは、血管系を介して物質の送達を行うためのカニューレ１上に示されている。しかしながら、筋肉内又は皮内注入のためのマイクロニードル等、同様の用途のための他のデバイスの同様の尖鋭先端を使用することも考えられる。
【0066】
図７Ａから図７Ｅは、一次及び二次ファセットを形成するために使用される研削角度を示している。特に、図７Ａから図７Ｅ及び後続の図は、先端セクション１００の最後の約１～３ミリメートルのみを概略的に示しているため、同図中には、カニューレの遠位先端部５の漸進的なテーパ形状は見られない。更に、図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、及び図８から図１１において、斜視図又は側面図を示すとき、図の左側がほぼ遠位方向を向き、図の右側がほぼカニューレの近位端を向いている。図７Ｄにおいて、先端セクション１００の上面図が示されているが、図中の上方は、先端の遠位方向に対応している。図７Ｅにおいて、先端セクション１００は、縦軸Ａに沿って見たものである。
【0067】
ニードル研削、すなわち、中空の円筒形カニューレから鋭い先端を形成する状況において、カニューレの遠位端部は、研削されて、研削ホイール又はその他の研削媒体で砥がれる。通常、研削ホイールは静止しており、ニードル又はカニューレが研削面との関係において固定角度に付与される。結果として得られるファセット又はベベルは、従って、カニューレ自体のジオメトリとの関係において規定され得る１つ又はいくつかの面内に形成される。
【0068】
図７Ａは、任意のファセットを研削するのに先立つ、先端セクション１００の概略斜視図を示している。円筒形カニューレ先端セクション１００は、縦軸Ａに沿って配置された第１の面Ｐ１と第２の面Ｐ２として示された２つの参照面を有して示されており、第１及び第２の面Ｐ１、Ｐ２は、互いに直交している。これらの参照面Ｐ１、Ｐ２は、本明細書中、結果として生じる先端セクション１００のファセットを規定する面の角度及び配置を規定するために使用される。理解を容易にするために、第１の面Ｐ１は水平面と見なされてもよく、第２の面Ｐ２は垂直平面と見なされてもよい。
【0069】
図７Ｂは、ファセットの研削後における、図７Ａに示された先端セクション１００の側面図を示している。以下で詳細に説明する通り、先端セクション１００の斜視図が図７Ｃに示されており、参照面との関係でファセットを形成する面が示されている。第１の態様において、図７Ｂに最もよく示される通り、先端の一次ファセットＦ１は、第３の面Ｐ３におけるニードル研削によって形成され、第３の面Ｐ３は、第１の面Ｐ１に対して角度シータθで配置される。好ましくは、第３の平面Ｐ３は、第２の平面Ｐ２との関係において対称に配置されて、第３の平面Ｐ３が第２の平面Ｐ２と直交する伸長において、第１の平面Ｐ１と交差するようにする。換言すると、尖鋭先端６は遠位方向に形成される。第１の研削後に結果としてえられた先端の例が図８に示されており、以下で更に説明する。
【0070】
一次ファセットＦ１、２つの二次ファセットＦ２及びＦ３の形成後、図７Ｃに示される通り、第４及び第５の面Ｐ４及びＰ５にそれぞれ遠位先端のニードル研削によって研削を行う。第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５の配置については、図７Ｄ及び図７Ｅによって更に説明する。
【0071】
図７Ｄは、上面図、すなわち、第３の面Ｐ３における第１の研削後、先端セクション１００の面Ｐ１に直交する方向から見た図を示している。図７Ｅは、縦軸Ａに沿った遠位方向からの先端セクション１００を示している。
【0072】
第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５は、２つの対称組み合わせ角度の組で配置されており、第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５は、縦軸と、更には第１及び第２の面Ｐ１、Ｐ２との関係において対称に配置される。したがって、第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５の対称角度は、異なる面又は視点から測定した２つの組み合わせ角度からなる。図７Ｄに見られる通り、先端セクション１００が上面図から、又は面Ｐ２に沿って見られるとき、第１の角度ファイφは、第１の面Ｐ１における第２の面Ｐ２のいずれの側で測定されてもよい。
【0073】
図７Ｅに示される通り、第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５の配置の第２の構成要素は、縦軸Ａ周りの回転角度オメガωである。図７Ｅは、縦軸Ａに沿って見た先端セクション１００を示している。第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５は、参照面との関係において２つの反対方向に回転することによって規定されている。したがって、これらの２つの角度ファイφ及びオメガωはともに、第４及び第５の面Ｐ４、Ｐ５の配置を示しており、ひいては２つの二次ファセットＦ２及びＦ３を規定する角度を示している。異なる研削ステップを行った後に結果として得られるいくつかの先端の例が図９及び図１０に示されており、以下の実験セクションで更に説明する。
【0074】
以上から明らかであり図面から見て取れるように、２つの二次ファセットＦ２、Ｆ３が先端セクション１００の外側マントル表面とともに遠位先端６を形成する。したがって、遠位先端の鋭さは、ファイφ及びオメガωの双方によって制御されてもよく、これにより、鋭さを最適化する能力を発揮し、例えば、組織の最も効果的な貫通を見出すことができる。
【0075】
本発明者らは、ファイφがシータθよりも大きい場合、より好適なジオメトリが得られることを発見した。しかしながら、ファイφが４５度より大きい場合、この先端は鈍くなり過ぎる。
【0076】
更に、特に、上述の通り、角度シータθにおける１つの一次ファセットＦ１と、角度ファイφ及びオメガωにおける２つの二次ファセットＦ２及びＦ３を提供するとき、使用可能な先端を得るには、シータが低くなければならず、好ましくは３０度未満でなければならないことは明らかである。しかしながら、以下の実験において説明する通り、シータθが１０度未満である場合、先端の剛性は不十分となる。
【0077】
したがって、本発明者らは、結果として得られた先端の広範にわたる試験、計算、及び調査を通じて、外傷を最小に抑えて血管壁及び周辺組織を貫通し、ひいては取り除く際の出血を最少化するように改良された先端を多数の貫通手順に好適なニードル先端部とともに得るために、以下の指標が好適であるという結論に達している。１つの一次ファセットＦ１及び２つの二次ファセットＦ２及びＦ３を備えたニードル先端セクションは、１０．０～２０．０度の間の一次ファセット角度シータθと、１５．０～２０．０度の間の±ファイφ角度と２５．０～９０．０度の間の±オメガω角度とで設けられる二次ファセットで設けられることが好ましい。
【0078】
一例として、１２．５度のシータθ角度と、±１８．０度のファイφ角度と、±３０．０度のオメガ角度を有するニードル先端セクションが図１１に示されている。
【0079】
好適な先端セクションの他の例として、１５．０度のシータθ角度、±２０．０度のファイφ角度、±３０．０度のオメガ角度を有する先端である。
【0080】
このように、本発明者らは、本明細書に記載のファイφ及びオメガωの双方によってＦ２及びＦ３の間の交差を制御する複合効果で、結果として、最適な鋭さを備えた三角点を生じ、出血を最小にして、例えば、組織の効果的な貫通を生じる。
【0081】
先端セクション１００の上述の寸法及び構成は、カニューレ１の全体的にテーパ状を有した先端部５との組み合わせで作用して、血管壁の外傷を抑えた貫通を達成するようにしてもよく、貫通先端で血管壁に作った穴を閉鎖又は停止させる等、任意の特定の封止手段を提供する必要性を軽減する。
【0082】
実験
最適な剛性のために、ニードル先端の好適な形状を判定するために実験を実施した。
最適な剛性のために、ニードル先端の好適な形状を判定するために実験を実施した。
【0083】
ニードル先端（図８から図１１）を示す図は、カテーテルが、内径（ＩＤ）０．１４７ｍｍと、遠位端に外径（ＯＤ）０．１９０ｍｍとを有して、２５ｃｍの長さの研削によりテーパ状を有することに基づいている。カテーテルの寸法に基づき、最適な研削角度を数学的にモデル化して、ニードル先端の低い貫通力及び座屈、すなわち剛性を判定した。
【0084】
第１の研削角度シータ
第１の研削角度シータは、１０°～３５°の間の角度について評価を行った。図８に示される通り、これらの研削角度は、ソフトな丸先を生じ、これは垂直方向の剛性が低かったものの、横方向の剛性が良好であった。
第１の研削角度シータは、１０°～３５°の間の角度について評価を行った。図８に示される通り、これらの研削角度は、ソフトな丸先を生じ、これは垂直方向の剛性が低かったものの、横方向の剛性が良好であった。
【0085】
第２及び第３の研削ファイ
先端の鋭さを改善し、垂直方向の剛性を改善するために、図９に示される通り、カテーテル軸に対して角度ファイでの２つの対称研削を評価した。しかしながら、これらの研削中、先端には必然的に切断を行った。更に、特定角度においては、先端切断が０．３ｍｍより大きいとき、先端切断が三角点でなく、垂直縁部を備えた先端を生じる。これにより、鋭さを低減する。
先端の鋭さを改善し、垂直方向の剛性を改善するために、図９に示される通り、カテーテル軸に対して角度ファイでの２つの対称研削を評価した。しかしながら、これらの研削中、先端には必然的に切断を行った。更に、特定角度においては、先端切断が０．３ｍｍより大きいとき、先端切断が三角点でなく、垂直縁部を備えた先端を生じる。これにより、鋭さを低減する。
【0086】
０．１ｍｍの先端切断に対するシータ及びファイの複合効果
図１０に示される通り、最低限の先端切断を維持するために、０．１ｍｍの固定先端切断を設定することにより、シータ及びファイの効果を調べた。このようなモデルから、シータの値が低いほど、より多くの先端切断が許容されること、好適なジオメトリのためにはファイがシータより大きくなければならないことが見て取れる。また、使用可能な先端を作成するためには、シータが低くなければならない。３０°又は４５°の値は推奨できない。
図１０に示される通り、最低限の先端切断を維持するために、０．１ｍｍの固定先端切断を設定することにより、シータ及びファイの効果を調べた。このようなモデルから、シータの値が低いほど、より多くの先端切断が許容されること、好適なジオメトリのためにはファイがシータより大きくなければならないことが見て取れる。また、使用可能な先端を作成するためには、シータが低くなければならない。３０°又は４５°の値は推奨できない。
【0087】
先端切断を伴わない場合のシータ及びファイの複合効果
高精度の研削のオプションにより、先端切断を限定することができる。結果として、より好適なシータ及びファイの範囲のために理想的な状況について、シータ及びファイの効果を評価した。このモデル化において、すべてのニードルファセットが一点で合致するため、先端はすべて鋭くなる。ファイ≦シータであるとき、図９に示される通り、内径（ＩＤ）面は、ファセット２及び３によって切断され、薄い舌状部を生じる。しかしながら、ファイがシータより僅かに大きいと、ファセット２及び３は、内面と交差しないため、先端剛性、すなわち、上下方向における曲げ強度を向上する。
高精度の研削のオプションにより、先端切断を限定することができる。結果として、より好適なシータ及びファイの範囲のために理想的な状況について、シータ及びファイの効果を評価した。このモデル化において、すべてのニードルファセットが一点で合致するため、先端はすべて鋭くなる。ファイ≦シータであるとき、図９に示される通り、内径（ＩＤ）面は、ファセット２及び３によって切断され、薄い舌状部を生じる。しかしながら、ファイがシータより僅かに大きいと、ファセット２及び３は、内面と交差しないため、先端剛性、すなわち、上下方向における曲げ強度を向上する。
【0088】
オメガチルトの効果
図７Ｄに示される通り、ファセット２及び３は、角度オメガ分、カテーテルを回転させることによってチルト可能である。結果として、カテーテルは、ファセット２及び３を各々研削するとき、±オメガ分、回転させた。
図７Ｄに示される通り、ファセット２及び３は、角度オメガ分、カテーテルを回転させることによってチルト可能である。結果として、カテーテルは、ファセット２及び３を各々研削するとき、±オメガ分、回転させた。
【0089】
図１０に示される通り、ファセット１及び２と２及び３の間の隅部は、シータ及びファイが各々２０°及び３０°に設定されるとき、０，１ｍｍの先端切断でチルト研削することによっては除去できない。
【0090】
良好な設計の領域
ファセットが合致する隅部を限定するのに有益なジオメトリを判定するため、オメガを３０°に設定し、一連の異なるジオメトリを構築及び調査した後、良好な設計のドメインを特定することができた。シータ＜１０°では、ニードル先端が低剛性となった。ファイ＞４５°のとき、先端が鋭くならなかった。
ファセットが合致する隅部を限定するのに有益なジオメトリを判定するため、オメガを３０°に設定し、一連の異なるジオメトリを構築及び調査した後、良好な設計のドメインを特定することができた。シータ＜１０°では、ニードル先端が低剛性となった。ファイ＞４５°のとき、先端が鋭くならなかった。
【0091】
剛性の分析
次に、モデル化角度を研削されたニードル先端と比較すると、研削されたニードル先端の研削角度は、モデル化によって算出した意図された値に非常に近かった。Ｅ＝８０ＧＰａの弾性定数と０．３の値をポアソン比（大部分の金属で共通）に設定することにより、先端を撓ませるのに必要な力を算出した。２及び３（ファイ角度）を研削することによる先端切断が先端剛性に大きな影響を及ぼすことが発見された。
次に、モデル化角度を研削されたニードル先端と比較すると、研削されたニードル先端の研削角度は、モデル化によって算出した意図された値に非常に近かった。Ｅ＝８０ＧＰａの弾性定数と０．３の値をポアソン比（大部分の金属で共通）に設定することにより、先端を撓ませるのに必要な力を算出した。２及び３（ファイ角度）を研削することによる先端切断が先端剛性に大きな影響を及ぼすことが発見された。
【0092】
最適設計の発見
一連の計算を実施すると、カニューレの完全外径まで上方に最外先端を撓ませるのに必要な座屈力の輪郭線を構築するには、シータが１０°～２０°の間の範囲であり、ファイが１５°～２０°の間の範囲であり、オメガが３０°に設定され、先端切断が０．０～０．１ｍｍとなった。
一連の計算を実施すると、カニューレの完全外径まで上方に最外先端を撓ませるのに必要な座屈力の輪郭線を構築するには、シータが１０°～２０°の間の範囲であり、ファイが１５°～２０°の間の範囲であり、オメガが３０°に設定され、先端切断が０．０～０．１ｍｍとなった。
【0093】
最適剛性のための角度を見つけるため、最良の設計の限界を構築し、シータ＝１２．５°、ファイ＝１８°、オメガ＝３０°、及び０．１ｍｍの先端切断であることが分かった。以上で詳述した通り、提案した最適な設計は、図１１に示されている。
【0094】
本発明は、上述の好適な実施形態に限定されるものでない。様々な代替、変更、及び等価物も使用され得る。したがって、以上の実施形態は、本発明の範囲を限定するものとみなされてはならず、本発明の範囲は添付の請求項によって規定される。
【図1】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4A】
【図4B】
【図5A】
【図5B】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【図7C】
【図7D】
【図7E】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【国際調査報告】