DE69132787T2

DE69132787T2 - Gerät zur Eindringung von Arzneimittel in inneres Gewebe

Info

Publication number: DE69132787T2
Application number: DE69132787T
Authority: DE
Inventors: Andrew Jonathan Feiring
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1990-05-07
Filing date: 1991-05-06
Publication date: 2002-08-01
Anticipated expiration: 2011-05-07
Also published as: US5236413A; EP0527920A4; JPH05508782A; US5236413B1; ATE207375T1; CA2081666A1; DE69132787D1; US20010001816A1; JP3372250B2; ATE196740T1; EP0527920A1; AU642020B2; US5669874A; DE69132438D1; EP1002554B1; US5549603A; US6195583B1; EP0527920B1; DE69132438T2; CA2081666C

Description

Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Vorrichtungen zum Induzieren der Permeation eines Medikaments und dergleichen in Blutgefäße sowie Organe des Körpers.

Hintergrund der Erfindung

Die Iontophorese wird seit vielen Jahren für die Medikamenteneinführung in den Körper eines Patienten verwendet, um verschiedene Leiden zu diagnostizieren und zu behandeln. Ein weiteres damit in Verbindung stehendes Verfahren, die Iontohydrokinese, ist für ähnliche Zwecke vorgeschlagen worden.
Zum Beispiel wird die Ionotophorese dazu verwendet, das Medikament Pilocarpin zur Diagnostizierung von Zystofibrose zu verabreichen, für die Permeation von Insulin durch die Haut, die Einbringung von Steroiden in Gelenke für die Behandlung von Arthritis, zur Anästhesierung des Trommelfells oder des Auges, zur Behandlung von Fußsohlenwarzen mit Natriumsalicylat, zur Behandlung von Mundschleimhautaphthen mit Steroiden, zur Behandlung der Peyronieschen Krankheit (fibröse Kavernitis) sowie zur Verabreichung von Prokainamid unter Durchlaufung des Herzens während der experimentellen Chirurgie an der offenen Brust von Hunden.
Die Iontophorese beinhaltet den Transport eines Medikaments in Form von natürlich geladenen oder ionischen Molekülen durch Erzeugung eines elektrischen Feldes, das als Antriebskraft wirkt, um die Moleküle zu veranlassen, sich in Richtung auf einen Pol mit entgegengesetzter Ladung voranzubewegen.
Genauer gesagt, es ist die Iontophorese in Steadman's Medical Dictionary definiert als die mittels elektrischen Stroms erfolgende Einleitung von Ionen löslicher Salze in das Körpergewebe für therapeutische Zwecke; alternativ der erleichterte Eintritt von elektrisch geladenen Medikamenten in das Oberflächengewebe unter Anlegung eines elektrischen Stroms.
Wenn zum Beispiel Fluid mit geladenen Molekülen auf der Haut eines Patienten plaziert wird und ein geeignet orientiertes elektrisches Feld aufgebaut wird, durchdringt das Fluid die Haut des Patienten. In Fällen, in denen die Moleküle normalerweise ungeladen sind, kann man sie dadurch ionisch machen, daß man den pH-Wert des Trägerfluids absenkt oder anhebt.
Das Prinzip ist ähnlich für die Iontohydrokinese, die dazu verwendet werden kann, ungeladene, nicht-polare Moleküle eines Medikaments zu verabreichen. Bei der Iontohydrokinese wird Wasser, das natürlich geladene Moleküle aufweist und ungeladene oder nicht-polare Moleküle eines Medikaments enthält, in das Gewebe eines Patienten transportiert. Indem die Mischung einem elektrischen Feld ausgesetzt wird, nehmen die Wassermoleküle die ungeladenen Partikel bei ihrer Strömung von dem einen Pol in Richtung auf den anderen Pol mit sich mit.
Typischerweise beinhaltet die Technik zum Aufbauen des elektrischen Feldes bei der Iontophorese oder der Iontohydrokinese die Plazierung sowohl einer positiven als auch einer negativen Elektrode außerhalb von dem Körper des Patienten oder außerhalb von dem speziellen Organ, das einer Behandlung unterzogen werden soll. Aus diesem Grund eignen sich die Techniken nicht für eine gezielte, lokale Behandlung von inneren Körperorganen.
Wenn es erwünscht war, das Verfahren lokal an einem inneren Organ anzuwenden, war es bisher im allgemeinen notwendig, das Organ durch einen chirurgischen Eingriff freizulegen. Sobald das Organ freiliegt, können die Elektroden auf gegenüberliegenden Seiten des Organs plaziert werden, wie dies bei der Verabreichung von Prokainamid während der vorstehend beschriebenen Operation am offenen Herzen der Fall ist. Eine solche chirurgische Technik für eine lokale Behandlung innerer Organe besitzt offensichtliche Nachteile, wie zum Beispiel ein beim Patienten hervorgerufenes Trauma, sowie die weiteren Nachteile und Risiken von chirurgischen Eingriffen im allgemeinen. Es wäre daher wünschenswert, eine weniger invasive Technik zum Zuführen einer wirksamen Konzentration eines Medikaments lokal zu einem inneren Organ zu schaffen.
Zum Beispiel wäre es wünschenswert, Konzentrationen ausgewählter Zusammensetzungen der Wand einer Arterie in Verbindung mit der Gefäßrekonstruktion zuzuführen, wobei es sich um einen Vorgang zum Vergrößern eines verengten (stenotischen) Bereichs einer Arterie durch Plazieren eines Ballons in dem Stenosebereich sowie Aufblasen des Ballons zum Dehnen des Stenosebereichs handelt, um auf diese Weise den Blutfluß durch die Arterie zu verbessern.
Ein wesentliches Problem bei der Gefäßplastik bzw. Gefäßrekonstruktion (Angioplastie) ist die relativ hohe Rate von Restenose (ca. 30%) nach der Durchführung eines anfänglichen gefäßplastischen Eingriffs. Es ist der Vorschlag gemacht worden, daß sich die Restenose dadurch kontrollieren oder möglicherweise verhindern läßt, daß ein geeignetes Medikament zu der Wand der Arterie in dem Bereich der Gefäßrekonstruktion zugeführt wird.
Zum Beispiel ist man der Ansicht, daß einer der Faktoren, die möglicherweise zum Auftreten von Restenose beitragen, die unkontrollierte Verteilung von glatten Muskelzellen in der Arterienwand als Folge der Gefäßrekonstruktion ist. In dieser Hinsicht ist vorgeschlagen worden, daß eine konzentrierte Dosis eines geeigneten Medikaments, wie zum Beispiel Heparin, auf einen lokalen Bereich einer Arterie aufgebracht wird und unter Druck in die Wand der Arterie hineingebracht wird.
Ein für diesen Zweck entwickelter Katheter ist im US-Patent 4 636 195, erteilt am 13. Januar 1987 für Wolinsky, offenbart. Das Wolinsky-Patent beschreibt einen Katheter, der ein Paar voneinander beabstandete Ballons aufweist, die an dem distalen Ende des Katheters angebracht sind. Der Katheter wird in die Arterien des Patienten eingeführt und zu dem Ort der Gefäßplastik navigiert.
Der Katheter wird derart positioniert, daß die Ballons den Bereich der Gefäßplastik umschließen. Ein geeignetes Medikament, wie zum Beispiel Heparin, wird dann unter Druck in den Raum zwischen den aufgeblasenen Ballons gepreßt, um das Medikament unter Druck in die Wand der Arterie zu zwängen.
Eines der Ziele der Erfindung besteht daher in der Angabe einer Vorrichtung, die eine minimal invasive Technik zum Verabreichen einer wirksamen Konzentration eines Medikaments oder dergleichen lokal zu einem inneren Organ des Patienten ermöglicht.

Kurzbeschreibung der Erfindung

Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Medikament oder dergleichen zur Permeation durch das Gewebe eines bestimmten inneren Ziel-Körperorgans unter Verwendung der Ionotophorese- oder der Iontohydrokinesetechnik veranlaßt. Die Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung beinhaltet die Plazierung von einer oder mehreren Elektroden außerhalb von sowie umfangsmäßig um den Patienten herum. Eine weitere Elektrode wird zum Beispiel durch einen Katheter in das Zielorgan oder einen ausgewählten Bereich des Organs eingeführt.
Während ein elektrisches Feld zwischen der inneren und der äußeren bzw. den äußeren Elektroden aufgebaut wird, kann dann ein Medikament mit geladenen oder polaren Molekülen (Iontophorese) oder mit ungeladenen Molekülen gekoppelt mit polaren Molekülen, wie zum Beispiel Wasser (lontohydrokinese), direkt zu dem inneren Organ an einer Stelle zwischen den inneren und den äußeren Elektroden zugeführt werden.
Das elektrische Feld verursacht eine Permeation des Medikaments von der inneren Elektrode radial nach außen in Richtung auf die äußeren Elektroden, so daß eine Permeation des Medikaments durch das Zielorgan hervorgerufen wird.
Die Erfindung ist in Anspruch 1 definiert, und die Ansprüche 2 bis 5 geben bevorzugte Ausführungsformen an.
Eine Vorrichtung, die zur Verwendung bei der Behandlung der Wand eines Blutgefäßes oder eines anderen Körperlumens ausgebildet ist, verwendet einen Ballon-Katheter, der in dem Blutgefäß plaziert und positioniert werden kann, indem der Ballon in dem speziellen, zu behandelnden Bereich aufgeblasen wird. Der Katheter trägt eine innere Elektrode, die in Form eines isolierten Drahts ausgebildet sein kann, der sich durch den Katheter hindurch erstreckt und in der freiliegenden Elektrode im Inneren des Ballons endet.
Der Ballon, der auch als Medikamentenreservoir wirkt, besitzt eine Vielzahl von regelmäßig voneinander beabstandeten, winzigen Poren. Das Innere des aufblasbaren Ballons kommuniziert mit einer Quelle eines flüssigen Medikaments, und zwar durch ein Lumen, das sich von dem proximalen Ende des Katheters, an dem das Lumen mit der Flüssigkeitsquelle verbunden werden kann, durch den Katheter hindurch erstreckt.
Das Medikament (ionisch oder gekoppelt mit einem geladenen Flüssigkeitsmolekül) wird dem Ballon zugeführt und sickert während der Erzeugung des elektrischen Feldes durch die winzigen Poren. Bei Verwendung in der Nähe des Herzens kann das elektrische Feld während einer Systole eingepulst werden, um das Risiko einer Verursachung von Herzrhythmusstörungen zu reduzieren.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann für das Induzieren der Permeation eines Medikaments zu einem ausgewählten inneren Organ oder Körpergewebe oder zum Behandeln eines Körperorgans mit einer beträchtlichen Konzentration einer Medizin oder eines Arzneimittels verwendet werden, ohne daß der Patient einer derartigen Konzentration systematisch ausgesetzt wird.
Ein weiteres Ziel der Erfindung besteht in der Angabe einer Vorrichtung für die Permeation der Wand einer Arterie mit einem geeigneten Medikament, um das Risiko der Restenose nach einer Gefäßplastik sowie einer primären Behandlung einer obstruktiven Coronararterienerkrankung zu reduzieren.
Eine weitere Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der selektiven Medikamentenzufuhr für innere Organe unter Verwendung der Prinzipien der Iontophorese und der Iontohydrokinese.
Noch eine weitere Verwendung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht in der Verwendung äußerer Elektroden sowie einer in einem Zielkörperorgan plazierten Elektrode zum Erzeugen eines elektrischen Feldes zum Induzieren der Permeation eines Medikaments in das Zielkörperorgan durch Iontophorese oder Iontohydrokinese.

Beschreibung der Zeichnungen

Die vorstehenden sowie weitere Ziele und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand der weiteren Beschreibung derselben unter Bezugnahme auf die Begleitzeichnungen noch deutlicher. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Systems zum Ausführen einer Ausführungsform der Erfindung, die einen Ballon-Katheter mit einem permeablen Ballon und einer "Antriebs"-Elektrode sowie einer äußeren "Rückführ"-Elektrode aufweist;
Fig. 2 eine Querschnittsdarstellung des Schafts des Katheters in einer Ausführungsform der Erfindung mit zwei Lumen;
Fig. 2A eine Querschnittsansicht des Schafts des Katheters bei einer Ausführungsform der Erfindung mit drei Lumen, wobei der Ballon mit zwei Lumen, die ein Einlaßlumen und ein Rückführlumen beinhalten, kommuniziert;
Fig. 3 eine vergrößerte schematische Darstellung des erfindungsgemäßen Katheters zur Erläuterung der Ballon- und der Elektrodenkonfiguration an dem distalen Ende des Katheters;
Fig. 3A eine der Fig. 3 ähnliche Ansicht zur Erläuterung des distalen Endes des Katheters einer drei Lumen aufweisenden Vorrichtung des in Fig. 2A dargestellten Typs; und
Fig. 4 eine schematische Darstellung eines Patienten, an dem mehrere Elektroden umfangsmäßig außen um den Körper herum plaziert sind.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

Fig. 1 zeigt eine Vorrichtung, wie sie bei der Ausführung der Erfindung verwendet werden kann. Die Vorrichtung weist einen Katheter 10 und eine äußere Rückführ-Elektrode 13 auf. Obwohl in Fig. 1 nur eine äußere Elektrode 20 dargestellt ist, werden vorzugsweise mehrere äußere Elektroden verwendet und umfangsmäßig um den Patienten herum angeordnet, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist.
Wie in Fig. 1 schematisch dargestellt ist, beinhaltet der Katheter einen langgestreckten flexiblen Schaft 12, der aus einem beliebigen einer Vielzahl verschiedener polymerer Materialien gebildet werden kann, die üblicherweise bei der Katheterherstellung verwendet werden.
Der Katheter 10 besitzt ein proximales Ende (in Fig. 1 links), das außerhalb von dem Patienten bleibt, sowie ein distales Ende (in Fig. 1 rechts), das in den Patienten eingeführt wird. Ein aufblasbarer und entleerbarer Ballon 14 ist an dem distalen Ende des Katheterschafts 12 angebracht.
Das proximale Ende des Katheterschafts kann in Form von zwei oder drei proximalen Schenkeln verzweigen, die einen Aufblas-/Entleerungsschenkel 16 und einen Führungsdraht- Schenkel 18 (bei der Ausführungsform mit zwei Schenkeln) sowie einen dritten Fluidrückführschenkel 20 (bei der Ausführungsform mit drei Schenkeln) beinhalten.
Es ist darauf hinzuweisen, daß bei der Ausführungsform mit zwei Schenkeln der Rückführschenkel 20 weggelassen ist, wobei in Fig. 1 alle drei Schenkel 16, 18, 20 aus Gründen der einfacheren Darstellung gezeigt sind. Der Katheter kann zwei oder drei Lumen aufweisen.
Fig. 2 zeigt in schematischer Weise die Querschnittskonfiguration des Katheterschafts 12 bei einer Ausführungsform mit zwei Schenkeln und zwei Lumen. Bei dieser Ausführungsform beinhaltet der Katheterschaft 12 ein Aufblaslumen 22 und ein Führungsdrahtlumen 24. Das Aufblaslumen 22 kommuniziert mit dem rohrförmigen Aufblasschenkel 16, der wiederum mit einer Aufblas-/Entleerungsvorrichtung 26 verbunden ist, bei der es sich um eine beliebige einer Vielzahl von verschiedenen solchen Vorrichtungen handeln kann, wie sie im Handel erhältlich sind.
Das distale Ende des Aufblaslumens 22 mündet in das Innere des Ballons 14, wie dies bei einer Öffnung 28 in Fig. 3 schematisch dargestellt ist. Somit kann der Ballon 14 durch den Betrieb der Aufblas-/Entleerungsvorrichtung 26 durch das Lumen 22 hindurch aufgeblasen und entleert werden. Wie noch ausführlicher beschrieben wird, ist der Ballon derart ausgebildet, daß er eine Vielzahl winziger Poren 30 beinhaltet, die im wesentlichen regelmäßig über die Oberfläche des Ballons 14 beabstandet sein können.
Die Poren 30 dienen zum Zuführen des Medikaments zu der Wand des zu behandelnden Organs. Das andere, größere Lumen 24 ist mit dem rohrförmigen Führungsdrahtschenkel 18 verbunden und dient zur Aufnahme eines Führungsdrahts 32. Das Führungsdrahtlumen erstreckt sich über die gesamte Länge des Katheterschafts und endet an einer distalen Austrittsöffnung 34.
Der Führungsdraht 32 kann somit distal über das distale Ende des Katheterschafts hinaus vorstehend angeordnet werden und derart manipuliert werden, daß die Plazierung des Katheters in dem Körperlumen vereinfacht wird, wie dies für den Fachmann erkennbar ist. Zum Beispiel kann es sich bei dem Führungsdraht um einen vom lenkbaren Typ handeln, wie er in dem US-Patent 4 545 390 (Leary) ausführlicher beschrieben ist.
Zum Aufbauen des elektrischen Feldes, das für die Iontophorese oder die Iontohydrokinese erforderlich ist, beinhaltet der Katheter einen Leiter, der sich von dem proximalen Ende des Katheters zu sowie in den Ballon 14 hinein erstreckt. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel liegt der Leiter in Form eines isolierten Drahts 36 vor, der in das Aufblas- /Entleerungslumen 22 an dem proximalen Ende des Katheters übergehen kann und sich distal durch das Lumen 22 hindurch sowie in den Ballon hinein erstrecken kann.
Der distale Bereich des Leiters 36, der in dem Inneren des Ballons 14 angeordnet ist, kann unisoliert sein, um die innere Antriebs-Elektrode zu bilden. Vorzugsweise ist die Antriebs-Elektrode schraubenlinienförmig um den Bereich des Schafts 12A herumgewickelt, der sich durch den Ballon 14 hindurcherstreckt. Die schraubenlinienförmige Konfiguration der Elektrode verbessert die gleichmäßige radiale Verteilung des elektrischen Feldes.
Bei alternativen Ausführungsformen kann der leitfähige Draht zu einer oder mehreren Metallbandelektroden geführt werden, die sich innerhalb des Ballons um den Schaft herum erstrecken, wie zum Beispiel zu einem in der Mitte des Ballons befindlichen Markierungsband 38. Alternativ hierzu kann die Elektrode in Form eines Drahtgitters vorliegen, das in dem Ballon um den Katheterschaft herum angeordnet ist.
Bei der dreischenkeligen Ausführungsform des Katheters beinhaltet der Katheter drei Lumen, wie diese in Fig. 2A dargestellt sind. Bei dieser Ausführungsform ist der Katheterschaft 12A derart ausgebildet, daß er ein Aufblaslumen 22A, ein Führungsdrahtlumen 24A und ein Rückführlumen 40 aufweist.
Das proximale Ende des Rückführlumens 40 ist an dem proximalen Ende des Katheters mit dem rohrförmigen Rückführschenkel 20 verbunden. Das distale Ende des Rückführlumens 40 öffnet sich an einer in Fig. 3A dargestellten Öffnung 42 in das Innere des Ballons.
Wie nachfolgend noch ausführlicher beschrieben wird, ermöglicht die dreischenkelige Ausführungsform eine kontinuierliche Strömung von Flüssigkeit in den Ballon 14 hinein und aus diesem heraus.
Die Größe des Ballons 14 ist derart gewählt, daß er im aufgeblasenen Zustand geringfügig größer ist als das Körperlumen, in das der Katheter eingeführt werden soll. Dies ist wünschenswert, damit der Ballon leicht gegen die Innenlumenfläche des Zielorgans gedrückt werden kann, so daß das Medikament, das von dem Ballon abgegeben wird, direkt und in enger Berührung an die Innenlumenfläche des Organs abgegeben werden kann.
Die winzigen Poren 30 können einen Durchmesser in der Größenordnung von 400 Angström bis 25 um aufweisen. Der Ballon 14 ist vorzugsweise aus einem unelastischen polymeren Material des Typs hergestellt, das bei Ballon-Kathetern für die Gefäßplastik verwendet wird, wie dies für den Fachmann bekannt ist.
Zum Beispiel kann der Ballon aus Polyethylenterephthalat gebildet sein. Die unelastische Ausbildung des Ballonmaterials dient zum Verhindern, daß die Poren 30 während des Aufblasens des Ballons zu groß werden, wodurch die Strömungsrate des Medikaments unerwünscht schwanken würde.
Die äußeren Rückführ-Elektroden 13 und die innere Antriebs- Elektrode sind an eine Gleichstromquelle 44 angeschlossen. Um das Risiko einer Störung des Herzrhythmus des Patienten zu vermindern, wenn sich die Elektroden im Bereich des Herzens befinden, wird der Strom zu den Elektroden vorzugsweise während der systolischen Phase des Herzpumpvorgangs "Ein"- gepulst und während der diatolischen Phase "Aus"-gepulst.
Im Gebrauch werden die äußeren Elektroden 20 umfangsmäßig um den Patienten herum angeordnet. Der Katheter 10 wird in den Patienten eingeführt und durch Manipulation zu der gewünschten Stelle des gewünschten Körperlumens gebracht. Der Katheter 10 kann durch ein beliebiges von zahlreichen allgemein bekannten Verfahren positioniert werden, wie zum Beispiel durch die Verwendung des Führungsdrahts 32.
Nachdem der Katheter 10 derart voranbewegt worden ist, daß sich der Ballon 14 in der gewünschten Position befindet, wird der Ballon 14 aufgeblasen, um das Körperlumen auszufüllen und den Ballon in dichter Weise und unter leichtem Druck in Anlage an der Innenfläche des Körperlumens anzuordnen.
Vorzugsweise wird der Ballon mit einem Druck beaufschlagt, der im wesentlichen nicht mehr als etwa 150 mmHg beträgt. Den Elektroden wird Energie zugeführt, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das von der inneren Antriebselektrode in Richtung auf die äußeren Rückführ-Elektroden 20 strahlt.
Aufgrund der aufgeladenen Eigenschaft des Medikaments oder des Wassers, mit dem das Medikament gemischt sein kann, fließt das Medikament entlang der Linien des elektrischen Feldes radial nach außen, wodurch es das Zielgewebe durchdringt, das sich radial außerhalb des Ballons 14 befindet. Das Medikament wird somit dem Zielorgan lokal verabreicht.
Die äußeren Elektroden werden in der in Fig. 4 gezeigten Weise außen um den Patienten herum angeordnet, so daß das Medikament in allen Richtungen radial nach außen strömt. Die auf jede Elektrode aufgebrachte Aufladung kann variiert werden, wenn die innere Elektrode nicht zentral in dem Patienten angeordnet ist, so daß das Feld über 360º eine gleichmäßige Stärke aufweist.
Die Stromstärke, die Dauer der Strombeaufschlagung sowie die Lage der äußeren Elektroden können variiert werden, um die Medikamentenströmung weiter zu fokussieren. Als äußere Elektroden können Patch-Elektroden verwendet werden, die in der Technik bekannt sind.
Auf diese Weise lassen sich die Richtung sowie die gleichmäßige Verteilung und Permeation des Medikaments steuern. Die Polarität der inneren Antriebs-Elektrode und der äußeren Rückführ-Elektrode wird in bezug auf die Richtung der ionischen Zusammensetzung ausgewählt, um eine Verteilung in einer radial nach außen gehenden Richtung zu gewährleisten.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung beinhaltet zahlreiche Vorteile. Unter Verwendung der Elektrodenkonfiguration der vorliegenden Erfindung können spezielle innere Stellen eines Patienten für eine Behandlung mit einem speziellen Medikament gezielt aufgesucht werden. Außerdem wird die Permeation des Medikaments in das außerhalb von dem Ballon gelegene Körpergewebe hinein durch die Erzeugung eines elektrischen Feldes und nicht durch Erhöhen des Drucks auf die Flüssigkeit in dem Ballon 40 induziert.
Als Ergebnis hiervon wird eine mechanische Beanspruchung des Körperlumens auf einem Minimum gehalten. Durch Einbringen des Medikaments in den Ballon und Ermöglichung, daß dieses nur durch die Ballonporen radial nach außen austritt, wird dem Patienten keine übermäßige Konzentration des Medikaments verabreicht.
Während die vorstehend beschriebene Vorrichtung bei einer großen Anzahl verschiedener Körperorgane und Lumen anwendbar ist, läßt sie sich insbesondere bei Blutgefäßen, wie Arterien, verwenden. Der in Fig. 1 gezeigte Katheter 10 kann bei der Primärbehandlung einer Läsion (Stenose) mit einem geeigneten Medikament verwendet werden, um die Größe der Läsion zu reduzieren oder eine Restenose nach einer Gefäßrekonstruktion zu verhindern.
Bei der Primärbehandlung einer Läsion wird der Katheter 10 in eine Arterie eingeführt, bis der Ballon 14 in Anlage an dem Bereich der erweiterten Stenose positioniert ist. Ein geeignetes flüssiges Medikament (ionisch oder gekoppelt an ein polares Trägermolekül) wird in den Ballon 14 infusiert, um den Ballon aufzublasen und diesen in dichter Anlage an der Lumenfläche anzuordnen.
Anschließend wird ein elektrisches Feld zwischen der inneren Antriebs-Elektrode und den äußeren Rückführ-Elektroden 13 aufgebaut, so daß das Medikament durch die Poren 30 des Ballons 14 radial nach außen sowie in die Arterienwand hinein strömt, um das stenotische Material aufzubrechen und eine Reduzierung der Größe der Stenose zu bewirken.
Bei Verwendung für die Behandlung einer Arterie nach einer herkömmlichen Gefäßrekonstruktion zur Verhinderung von Restenose wird ein Antirestenose-Medikament, wie zum Beispiel Heparin, zum Aufblasen des Ballons 14 verwendet. Sobald das elektrische Feld aufgebaut worden ist, fließt das Heparin oder ein anderes geeignetes Medikament nach außen und durchdringt die Arterienwand.
Das Ausmaß, in dem das Medikament die Wand durchdringt, läßt sich durch Variieren der Stärke des elektrischen Feldes und der Länge der Zeitdauer steuern, über die das elektrische Feld aufrechterhalten wird. Bei dem dargestellten Katheter führt das Aufblasen des Ballons 14 zu einem Absperren der Blutströmung durch die Arterie während des Behandlungsvorgangs.
Die vorliegende Verwendung der Erfindung kann bei einem Autoperfusions-Katheter des Typs erfolgen, wie er zum Beispiel in dem US-Patent 4 581 017 (Sahota) beschrieben ist, um eine Blutströmung durch den Katheter für die distale Perfusion der Arterie zu ermöglichen, während der Ballon aufgeblasen ist.
Wie in diesem Patent beschrieben ist, dessen gesamte Offenbarung durch Bezugnahme zu einem Bestandteil der vorliegenden Beschreibung gemacht wird, ist eine Öffnung in der Katheterschaftwand proximal von dem Ballon vorgesehen, um eine Perfusion von Blut durch den Katheter distal von dem Ballon zu ermöglichen.
Es kann manchmal passieren, daß die ionische Aufladung des Moleküls sich während des Vorgangs ändert, zum Beispiel, wenn sich der pH-Wert des Fluids verändert. Eine solche Veränderung des pH-Werts kann aufgrund einer Wechselwirkung der Flüssigkeit mit der Elektrode resultieren, wobei dies eine Funktion der Dauer des Vorgangs sein kann.
Um nachteilige Änderungen in dem pH-Wert zu vermeiden, kann die Flüssigkeit periodisch von dem Katheter angesaugt und durch neue Flüssigkeit ersetzt werden. Diese Verfahrensweise kann bei der vorstehend beschriebenen und in den Fig. 1 und 2 dargestellten Konfiguration mit zwei Lumen verwendet werden.
Bei der Ausführungsform mit drei Lumen, wie sie in Fig. 2A dargestellt ist, kann ein kontinuierlicher Fluß der Flüssigkeit durch den Ballon hindurch hergestellt werden, wobei der Fluß der Flüssigkeit durch das Aufblaslumen 22A in den Ballon hinein und durch diesen hindurch stattfindet sowie durch das Rückführlumen 40 aus dem Ballon heraus sowie von diesem weg stattfindet.
Der Rückführschenkel 20 an dem proximalen Ende des Katheters 10 ist vorzugsweise mit einem variablen Strömungswiderstand 46 versehen, durch den der Rückdruck der zurückkehrenden, ausströmenden Flüssigkeit gesteuert werden kann. Durch Betätigung der Aufblasvorrichtung und der variablen Begrenzungseinrichtung 46 können der im inneren des Ballons entwickelte Druck sowie die Rate der kontinuierlichen Strömung durch das System in der gewünschten Weise gesteuert werden.
Vorstehend ist eine Vorrichtung beschrieben worden, durch die ein Medikament selektiv einem inneren Zielorgan oder Körperlumen, wie zum Beispiel einer Arterie, zugeführt werden kann. Die Erfindung ist zwar im Hinblick auf die Behandlung von Gewebe beschrieben worden, das einem Körperlumen benachbart ist, jedoch kann die Erfindung an jeder beliebigen Stelle zum Einsatz kommen, wo die Zufuhr eines Medikaments zu einem Blutgefäß oder Körperorgan erwünscht ist, das ein durch einen Katheter zugängliches Lumen aufweist.
Zum Beispiel kann die Vorrichtung zum Behandeln des Herzens oder der Koronararterien verwendet werden. Der Katheter kann in ein Lumen in einem bestimmten Organ eingeführt werden, oder er kann sogar in ein Lumen eingeführt werden, das in einem Organ oder einem Tumor für den ausdrücklichen Zweck der Aufnahme des Katheters gebildet werden kann.
Es versteht sich, daß die vorstehende Beschreibung der Erfindung lediglich als Erläuterung derselben zu verstehen ist und daß sich dem Fachmann im Rahmen der Erfindung, wie sie in Anspruch 1 definiert ist, auch weitere Ausführungsformen, Modifikationen sowie entsprechende Ausbildungen erschließen.
Nachdem die Erfindung somit beschrieben worden ist, beanspruche ich nunmehr Patentschutz für den Gegenstand der nachstehenden Patentansprüche.

Claims

1. Vorrichtung zum selektiven Induzieren der Permeation einer Flüssigkeit zu einem Bereich einer Stenose in einem Blutgefäß im Körper eines Patienten, die folgendes aufweist:

mindestens eine äußere Elektrode (13) zur Anbringung an der Außenseite des Körpers eines Patienten; einen Katheter (10) mit einem langgestreckten flexiblen Schaft (12), der ein proximales Ende und ein distales Ende besitzt, wobei eine innere Elektrode (38) an dem distalen Ende des Katheters (10) getragen ist; einen Leiter (36), der sich durch den Schaft (12) des Katheters erstreckt und der elektrisch mit der inneren Elektrode (38) verbunden ist, wobei das proximale Ende des Leiters (36) an eine Quelle für elektrische Energie anschließbar ist; und eine Einrichtung (44) zum Aufbauen eines elektrischen Feldes zwischen der inneren Elektrode (38) und der mindestens einen äußeren Elektrode (13), so daß von dem distalen Ende des Katheters (10) abgegebene Flüssigkeit in einer Richtung fließen wird, die sich von der innen angeordneten Elektrode (38) nach außen zu der äußeren Elektrode (13) erstreckt,

dadurch gekennzeichnet,

daß der langgestreckte flexible Schaft (12) zum Einsetzen in das menschliche Gefäßsystem dimensioniert ist, so daß er in ein Blutgefäß eingeführt und in dem Bereich einer Stenose in dem Blutgefäß positioniert werden kann, wobei der Katheter (10) ein Lumen (22) besitzt, das sich längs des Schaftes erstreckt, um eine Flüssigkeit von dem proximalen Bereich zu dem distalen Bereich des Katheters zuzuführen, und wobei der Katheter ferner eine Einrichtung (26) aufweist, welche die Flüssigkeit enthält und zuführt, wobei die Flüssigkeit eine Zusammensetzung enthält, um den Bereich der Stenose zu behandeln oder um eine Restenose zu verzögern,

und daß die Einrichtung (44) zum Aufbauen eines elektrischen Feldes dazu ausgelegt ist, das elektrische Feld in Phase mit dem Herzrhythmus des Patienten pulsieren zu lassen.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die äußere Elektrode (13) dazu ausgelegt ist, daß sie sich in Umfangsrichtung um einen Bereich des Körpers des Patienten erstreckt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Katheter (10) ferner ein Lumen aufweist, das sich durch den Schaft (12) des Katheters erstreckt und in einem Auslaß distal jenseits eines Ballons (14) endet, und wobei der Katheter ferner eine Einrichtung aufweist, um eine Blutströmung durch das Lumen und aus dem distalen Auslaß herauszuführen, um ein distales Durchspülen des Blutes während des Aufblasens des Ballons zu

ermöglichen.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Katheter (10) ein zweites Lumen (40) für die Rückführung der Flüssigkeit von dem distalen Bereich zu dem proximalen Bereich des Katheters (10) aufweist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, die ferner einen variablen Strömungswiderstand (46) aufweist, um den Rückdruck der Flüssigkeit in dem zweiten Lumen (40) zu steuern.