用于涂覆导管或气囊导管的方法和装置技术领域
本发明涉及一种用于有针对性地/有目的地涂覆导管或气囊导管的方
法和装置。
背景技术
对狭窄的治疗通过置入支架和/或通过使用所谓的气囊导管来进行,以
便将相应的脉管再次扩宽。近年来在这方面获得了显著的成果。由此,在
许多情况中,在开始梗阻之前可将脉管内径扩大到超过90%。
然而在过去,对于很多病人,在几个月之后仍重新发生梗阻(再狭窄)。
这主要由于尤其是平滑肌细胞的、由脉管壁的使用力的扩张所引发的过度
增殖而造成的。在损伤愈合之后,其增殖没有马上停止,并因此非常普遍
地导致再狭窄。这种结果可通过用抗再狭窄的活性物质涂覆支架和/或气囊
导管来抵抗。
通常,气囊导管和支架在到达脉管梗阻的位置之前在脉管内部必须行
经一段较长的路径。这里的问题是:要防止活性物质在到达目的位置之前
过早溶解以及要确保在脉管梗阻的位置处具有预先规定的量的活性物质以
供使用。
在仅使用气囊导管时,困难在于,在气囊扩张时气囊与脉管壁的接触
时间仅为几秒至几分钟。因此需要,尽可能完全利用通过均匀涂覆而生成
的接触面并且提供具有高的生物利用度的活性物质。
动脉的狭窄通常与坚实的钙化相关联。所涉及的脉管可以仅通过非常
高的压力被再次扩宽到原来的内径。为此目的,插入抗压的气囊,该气囊
通过膨胀形成一牢固的柱体,该柱体紧密地贴靠在脉管壁上并将被涂在外
部上的活性物质以相应的高的压力压在脉管壁上。
通过同样的方法也可在不必扩宽脉管的情况下实现局部的给药。这种
例子可在脉管壁的与再狭窄无关联的变化(例如易损斑块、沉积的血栓)
中找到。另外的例子为借助机械手段或借助热方法来治疗脉管。在这些情
况下,脉管壁的过度扩大以及与此相联系的损伤是不期望的。因此,所使
用的气囊也没有完全贴靠在不规则的脉管壁上并且活性物质被以较小的压
力压在脉管壁上。
在大量的公开文献中提出了一些要在使用支架的情况下防止活性物质
过早溶解的技术方案。一种可能的方案在于,将活性物质安置到小的空腔
中并通过保护性覆层来防止提早溶解(WO 2004/0071861A、WO
2003/035131A)。同样还描述了一种可能的方案,其中在活性物质层上涂
上一在膨胀时会破裂的无弹性的覆盖层(WO 2000/45744A1)。与此相比,
DE 102007010354A1描述了一种活性物质层与位于其上的可吸收的牺牲
层的组合体。
在气囊导管的情况中也描述了用活性物质进行的涂覆。然而,所述涂
覆由于较大的表面和(具有)褶皱的结构而较难被实现。另外,由于接触
时间短,因此需要将活性物质从导管马上输出到脉管壁上。
在WO 2002/076509A2中首次公开了一种可能方案,其中也在气囊导
管与血管短暂接触的情况下可靠地防止了再狭窄。为此,描述了一种气囊
导管,该气囊导管在与脉管壁接触时马上将活性物质以生物利用度高的形
式释放。
在现有技术的大量文献中描述了由各种材料组成的复杂组合体以及活
性物质,其适用于涂覆支架和/或气囊导管。
在EP 0519063B1中公开了一种用微胶囊——药理性的活性物质可包
含在所述微胶囊中——涂覆首先膨胀然后又收缩的(具有)褶皱的气囊的
可能方案。这种实施形式的缺点在于,在将气囊导管导入脉管中时绝大部
分微胶囊从气囊表面松脱,仅褶皱中的胶囊到达预定位置。在膨胀时可供
使用的微胶囊的量以及因此所提供的活性物质的量都是不可知的。
WO 2007/090385A2公开了一种旨在使气囊导管的褶皱配备有活性物
质的可能方案。在这种实施形式中,整个活性物质储存体到达预定位置。
在这两种前述实施形式(EP 0519063B1和WO 2007/090385A2)中,
活性物质仅通过一部分气囊表面传递到脉管壁上。通过这种方式不能确保,
使必需量的活性物质到达脉管壁的所有有关位置。
在WO 2004/006976中,亲脂药物通过喷射、浸渍或吸收被涂到膨胀
的气囊的具有某种结构的、尤其是粗糙的表面上。通过药物与气囊表面之
间的亲水层,活性物质的溶解应被减缓了。
大部分所描述的用于涂覆导管和气囊导管的技术方案都是从延缓活性
物质的释放的载体出发的。但在此,气囊表面与周围组织之间的接触时间
仍较短。
对此,DE 102007036685A1公开了这样涂覆气囊导管,使得至少一种
活性物质被马上释放。在此,示出了活性物质和运输介质的各种不同的成
分/组分。
在WO 2008/086794A2中一般性地公开了借助体积测量装置和输出装
置对导管气囊进行涂覆的方案。在此,对于涂覆使用了非常多的各种不同
的方法。然而已知的是,不是所有的在该文献中被描述的方法都造成具有
相同品质特性的表面。
在US 6,322,847B1中公开了一种可能方案,其中借助气体射束除去在
涂覆时出现的过多的份额。当然,更有利的是,在涂覆期间已经避免了这
种过多的份额,并因此不需要随后的处理。在利用气体射束进行的处理期
间不能完全避免对覆层的干燥。因此,系统的调准是非常复杂的,因为一
方面过弱的气流不再能除去变硬的层上的过多份额,另一方面过强的气流
会对所述层产生破坏,使得待被涂覆的物体不再完全被覆盖。
US 2006/0029720A1公开了一种通过将涂覆溶液施加到竖直安置的医
疗器材的上端部上来涂覆该医疗器材的方法。通过基于重力的流动作用实
现了分布/分配。这个发明的优点在于好的自动化的可能性。在医疗器材尤
其是支架中,所包含的活性物质在表面上的均匀涂覆以及尤其是非常均匀
的分布是非常重要的。然而,在这个方法中,涂覆溶液的均匀分布存在问
题。对于很强地具有某种结构的物体如支架或气囊导管,情况尤其如此。
流动技术在实践中不能防止悬挂物和滴状物的形成,必须使用附加的例如
根据US 6,322,847B1所述的方法。
US 6,406,754B2和US 6,254,921B1描述了一种用于涂覆管形的或线
状的医疗器械的设备和方法,其能够将不应得到涂覆的区域排除在外。通
过这种方法也能够在医疗器械的不同的区域上施加不同的覆层。为此目的,
使用一腔室,该腔室这样包围医疗器械的端部,使得涂覆溶液不能流出。
在此,通过将涂覆溶液输入和排出该腔室或者通过该腔室与医疗器械之间
的相对运动来进行涂覆。这种技术方案同样具有许多缺点。该腔室在端部
处的紧密密封在技术上是非常费事的,因为许多这种器械要么强烈地具有
某种结构、例如支架,要么自发地具有褶皱、例如气囊导管。在该腔室与
医疗器械的相对运动中,会由于紧密密封而破坏新的覆层、已存在的覆层
或者甚至破坏医疗器械本身。存在于腔室中的残余量以及在密封位置处的
覆层的破坏同样也在该腔室开口时产生问题。
在US 2007/0128343A1中公开了一种可借助两个喷头来施加两种不同
的涂覆溶液的可能方案。喷涂方法具有多个在当前的公开文献中没有被克
服的缺点。为了均匀涂覆,喷头和待涂覆的物体不仅必须相对于纵轴线进
行运动,而且必须进行该物体的转动或者该喷头的相应运动。施加到物体
上的物质的精确的量很难保证,因为通常在喷涂中一部分物质不能到达待
涂覆的物体上。然而,这在起医疗作用的部件中恰好非常重要。
在现有技术的文献中详细描述了涂覆溶液的可能的成分。用于涂覆的
方法首先是从有针对性地填充导管气囊的褶皱和/或施加确定量的涂覆溶
液的角度来表现的。
同样还公开了通过使其具有某种结构/结构化或通过附加的处理来构
造气囊表面的多种可能方案。
现有技术的文献的共同之处在于,没有充分考虑涂覆方法对所述表面
的结构和品质的影响。同样,仅不完全地表现了严重影响所述表面的品质
特性的其它工艺参数和环境条件。
发明内容
本发明的目的在于,研发出一种能够连续而均匀地涂覆导管和气囊导
管的方法和装置。在此使用的是市场上通用的、不需要进行特殊预处理的
导管。
本发明的用于涂覆导管或气囊导管的方法的突出之处在于,
i.利用一装置——该装置包含涂覆溶液的被量取出的量——以相同的
距离完全或几乎完全地弧形包围该导管;
ii.使涂覆溶液完全填满该导管与该装置之间的空间并因此使涂覆溶液
在轴向分部段上完全弧形地包覆该导管;
iii.使该装置在轴向方向上多次运动经过该导管的表面;以及
iv.在各个涂覆过程之间对已被涂覆的涂覆溶液进行针对性的部分干
燥。
随后,按照现有技术进行完全干燥。
附加地,可通过用于产生气体流动的装置沿与涂覆溶液的流动方向相
反的方向产生一气体流动,该气体流动阻止涂覆溶液的积聚和/或阻止例如
在导管的端点处形成滴状物。在气囊导管的情况中在气囊端部处使用这个
方法步骤是特别有利的。
所述气体流动由一气体或气体混合物形成,所述气体流动是均匀/稳定
的或在方向和强度上具有随时间的变化并且受到可随时间变化的热的影
响。
在各个涂覆过程之间对覆层的部分干燥以及对覆层的最终干燥都可通
过附加的第二空气流来促进/支持。通过该空气流的温度和强度,干燥的程
度可在一确定的时间单位内被调节并因此与涂覆过程的持续时间相适配。
另选地,也可通过改变压力条件来促进干燥过程。也能应用本领域技
术人员所常用的其它方法。
导管的涂覆(包括部分干燥和完全干燥在内)可多次重复地进行。在
此,能够实现涂覆溶液的更换。
在另一实施形式中,通过导管的运动、通过进行包围的装置的运动、
或通过导管和进行包围的装置这两者的运动来产生所述轴向的运动。导管
是固定不动的或围绕其纵轴线转动。
涂覆溶液以规定的成分/组分包含至少一种药理性活性物质、至少一种
溶剂、以及可选地,零种、一种或多种添加物。所述涂覆溶液连续地或不
连续地以规定的方式/规定的量被更新。
如果气囊导管被涂覆,则该气囊导管通过在涂覆过程之前和/或涂覆过
程期间的加热而部分地展开。所述加热均匀地以具有空间上的分配和/或具
有随时间的变化的方式通过对周围环境的加热、通过对保持装置的加热、
通过辐射热或通过经过气囊导管的被加热的气流来实现。通过这种部分展
开,涂覆溶液也到达褶皱的内侧上,包含在涂覆溶液中的活性物质在应用
气囊导管时可在整个表面上发挥该活性物质的作用。
根据本发明的装置完全或部分地以这样的方式弧形包围导管,使得在
导管与装置之间具有一相同的径向距离,该距离大得足以可靠防止导管表
面与装置之间的接触,但是该距离又是如此的小,使得对于涂覆所最少需
要的量的涂覆溶液可充满所述形成的空间。在轴向方向上,用于涂覆的所
述装置的尺寸与待涂覆物体的长度之比较小。
进行包围的装置实施为环、管或蛇形管/螺旋管。该进行包围的装置可
具有狭窄的缝隙以及可由金属的或非金属的材料制成。进行包围的装置的
表面配备有附加的结构和/或被涂覆。
导管借助保持件——该导管被推到该保持件上——固定在保持装置
中。所述(进行包围的)装置多次沿轴向运动经过该导管。在该导管的端
部处产生有用于防止涂覆溶液积聚和/或形成滴状物的气体流动。一被加热
的气流促进各个涂覆过程之间的部分干燥以及最终的干燥。
根据本发明的方法不仅适用于涂覆导管和气囊导管,而且适用于涂覆
所有其它的导管和其它的直径相等的、优选辊形的医疗设备。
优选的是,包含在装置中的涂覆溶液在涂覆——该涂覆可包括多个涂
覆过程和干燥过程——期间被完全消耗。因为在多个连续的涂覆中,涂覆
开始时借助涂覆溶液来对装置进行的湿润与涂覆结束时的湿润相对应,所
以从所消耗的涂覆溶液的量可以非常精确地确定所得到的覆层。而在从现
有技术已知的浸渍方法和喷涂方法中情况并非如此。对于较大的层厚度,
所述装置也可在涂覆过程期间重新被充入同样被精确计量的量的涂覆溶
液。
通过在各个涂覆过程之间对涂覆溶液进行部分干燥,已存在的覆层在
下一个过程中不会被接近或破坏。由此,获得了可在宽的范围内选择层厚
度的极均匀的覆层,这在其它方法(例如US 2006/0029720A1)中是不能
实现的。不必进行之后对多余涂覆溶液的去除(例如US 6,322,847B1)。
通过多个涂覆过程之间的部分干燥的程度,可调节,通过各个涂覆过
程产生的层是否又连接成一单个的层(干燥程度小)或各个层是否在横截
面上基本保持不变。
同样地,也能够借助其它的涂覆溶液来重复整个过程。在此有利的是,
在其时间中是部分干燥还是完全干燥,取决于所使用的涂覆溶液以及所希
冀的总层。
附图说明
下面借助附图更详细地阐明本发明。为此示出:
图1示出根据本发明的具有涂覆装置的技术方案,该涂覆装置没有完
全包覆导管;以及
图2示出根据本发明的具有保持装置和用于产生气体流动的装置的技
术方案。
具体实施方式
对应于图1的用于涂覆导管的装置2完全或部分地弧形包围导管1。
这里示出的是对导管1的不完全的包覆。在导管1与装置2之间设定有相
同的距离,从而装置2的内部径向尺寸大于例如(具有)褶皱的气囊的直
径。装置2可具有各种各样的实施形式,例如环、管、蛇形管或其它合适
的形式。装置2可由金属的或非金属的材料制成。相对于导管气囊的轴向
尺寸,装置2的宽度很小(图2)。
进行包围的装置2的表面、尤其是内侧的表面可配备有附加的结构和/
或被涂覆。
将规定量的涂覆溶液3填充入进行包围的装置2中,所述涂覆溶液在
涂覆期间通过同样也被规定的量来更新。该更新可以连续或不连续地进行。
涂覆溶液3以规定的成分/组分包含至少一种药理性活性物质、至少一种溶
剂以及可选地,一种或多种添加物。
涂覆溶液3与进行包围的装置2的尺寸相对应地弧形地完全包覆导管
1并且在轴向上运动经过导管1的表面,其中,规定量的涂覆溶液3被施
加。该轴向的运动要么由导管1运动穿过进行包围的装置2来产生,要么
由该进行包围的装置2运动经过导管1来产生。另外的可能方案是:导管
1和进行包围的装置2都运动。导管1也可围绕其纵轴线转动或者是固定
不动的。
在涂覆期间已经发生了部分干燥。这种工艺过程可通过加热而被加快。
在该示例中,各个涂覆过程之间的部分干燥通过从(鼓)风机8或其它合
适装置出来的被加热的空气9而被加快。
进行包围的装置2可多次地运动经过导管1,其中该气囊导管的气囊
被完全施加了一层。通过使所述层重复干燥和湿润,一方面防止已存在的
层在下个过程中被破坏,另一方面在涂覆结束时形成非常均匀一致的层。
在一种实施形式中,导管1是气囊导管(图2),其中,该气囊导管
的气囊4被涂覆。通过加热实现了褶皱气囊的部分膨胀。多种因素可用于
对气囊导管的加热:周围环境的加热、保持装置6的加热、辐射热、经过
气囊导管的被加热的气流或其它能用于加热的方法。加热可均匀地、以具
有空间上的分配和/或时间上的变化的形式来进行。
为了保证得到均匀的覆层,通过用于产生气体流动7的装置使用与涂
覆溶液的流动方向相反地流动的气体。该气流在方向和强度上具有随时间
的变化或者是均匀/稳定的。
通过装置2产生了具有较大均匀性的层,其中能以非常精确地重现的
方式确定被涂上的活性物质的量。
示例1-用药理性活性物质和结合剂来涂覆气囊导管的气囊
根据现有技术制出一溶液,该溶液包含:药理性活性物质、例如用于
防止再狭窄的介质;结合剂、例如虫胶;以及溶剂、优选轻微挥发的酒精/
乙醇。
所使用的气囊导管的导管1具有管的形式,所述管在前端部具有开口。
细的金属线5插入该开口中。随后,导管1这样夹紧在涂覆装置中,使得
气囊位于两个保持装置6之间。
通过来自风机8的热空气9来加热气囊的周围环境。也可应用所有现
有技术中已知的其它方法。在此,所选取的温度取决于涂覆溶液3的成分。
同时,通过加热,气囊的褶皱轻微地展开,由此能够实现整个表面的均匀
涂覆。
为了保证得到均匀的气囊覆层,通过用于产生气体流动7的装置从保
持装置6的两个端部朝向气囊中央的方向附加地各产生一股气流。
在这种情况下,进行包围的装置2是未完全闭合的环,从而在气囊导
管被夹紧时,该环可被推动经过导管、经过金属线或经过气囊(图1)。
这里该环被定位成,使得气囊位于环的中央。被精确量取出的量的涂覆溶
液3被输送至环中,从而围绕待涂覆的气囊形成了一均匀的薄层。该环在
气囊的两个端部之间均匀/稳定地往复移动。在此,通过摄像机来监控整个
过程。
通过供给的热空气实现了覆层的部分干燥,从而在每次又被弄湿时已
经被干燥的层被重新部分溶解。这样,一方面防止了已存在的层在下一个
过程中被破坏,另一方面在涂覆结束时形成一非常均匀一致的层。
如果溶液被消耗掉,则被精确计量的量的涂覆溶液3重新被添加,直
到活性物质的所希冀的量位于气囊表面上。为此所需的涂覆溶液3的量取
决于涂覆溶液3中的活性物质的所选取的浓度、处于展开状态中的气囊的
表面以及每单位面积所希冀的活性物质的量。
在涂覆之后,还需要几分钟来对气囊进行再干燥,并且根据已知的现
有技术来将气囊包装和消毒。
示例2-用亲水物质来涂覆气囊导管
制出一溶液,该溶液包含:亲水物质、例如虫胶;以及溶剂、优选轻
微挥发的酒精/乙醇。用根据现有技术的计量装置装入该溶液的为涂覆过程
所需的量。涂覆溶液3为此所需的量取决于溶液中亲水物质所选取的浓度、
气囊的表面以及每单位面积所希冀的该物质的量。
在这个示例中,进行包围的装置2是短的完整的管件(图2)。用于
涂覆的装置2从侧面开始被这样推动经过导管1,使得该导管大致位于该
管件的中央。导管1的周围环境通过热空气来加热。在此,所选择的温度
取决于涂覆溶液3的成分。管件在气囊的两个端部之间均匀/稳定地进行往
复移动。在此,持续地供给涂覆溶液3,直到先前量取出的量被消耗掉。
在此,通过摄像机来监控整个过程。
通过被供给的热空气实现了快速干燥,从而在每次又被弄湿时,已被
干燥的层重新部分溶解。因此,产生极其均匀的表面。
在涂覆之后,还可对导管进行再干燥并且随后根据已知的现有技术来
包装和消毒导管。