血管闭塞设备及其制造和使用方法与流程

发明领域本公开总体上涉及医疗设备和血管内医疗程序，并且更具体地，涉及用于闭塞血管缺陷(例如动脉瘤)的设备以及用于制造和使用这样的设备的方法。

背景技术：

0、背景

1、血管闭塞设备或植入物的使用原因各种各样(包括血管内动脉瘤的治疗)。动脉瘤是脉管(vessel)(例如血管(blood vessel))的扩张，这可能会由于破裂、凝血或剥离而对患者的健康构成风险。例如，患者大脑中的动脉瘤破裂可能会导致中风，并导致大脑损伤和死亡。脑动脉瘤可以在患者身上检测到(例如在癫痫发作或出血后)，并且可以通过应用血管闭塞设备来治疗。

2、常用的血管闭塞设备包括通过将铂(或铂合金)线股缠绕在“初级”心轴周围而形成的柔软的螺旋缠绕的线圈。然后将线圈围绕更大的“次级”心轴缠绕，并进行热处理以赋予次级形状。例如，颁发给ritchart等人的第4,994,069号美国专利(该美国专利通过引用被完全并入本文，如同被完全阐述一样)描述了一种血管闭塞设备，该血管闭塞设备在被拉伸以放置穿过递送导管的管腔时呈现线性、螺旋形的初级形状，并且在从递送导管释放并放置在脉管系统中时呈现折叠、盘绕的次级形状。为了更好地框定和填充动脉瘤，可以赋予血管闭塞设备复杂的三维次级形状，并且可以修改血管闭塞设备的刚度/柔韧性。

3、为了将血管闭塞设备递送到脉管系统中的期望部位(例如动脉瘤囊内)，已知的是，首先使用导丝在该部位定位小轮廓递送导管或“微导管”。典型地，微导管的远端端部由主治医生或制造商提供有选定的预成形弯曲(例如45°、26°、“j形”、“s形”)或其他弯曲形状，这取决于患者的特定解剖结构，使得一旦导丝被抽出，微导管的远端端部就将保持在期望的位置以将一个或更多个血管闭塞设备释放到动脉瘤囊中。然后将递送或“推动器”组件或“线”穿过微导管，直到耦合到递送组件的远端端部的血管闭塞设备从微导管的远端端部开口伸出并进入动脉瘤囊中。一旦在动脉瘤囊中，则血管闭塞设备的部分可以变形或弯曲，以允许更有效且完全的填充。然后将血管闭塞设备从递送组件的远端端部释放或“分离”，并且递送组件穿过微导管被抽回。根据患者的特殊需要，可以将一个或更多个附加的血管闭塞设备推动穿过微导管并释放到同一个动脉瘤囊中。

4、荧光镜检查(fluoroscopy)通常用于在递送到动脉瘤期间可视化血管闭塞设备，而磁共振成像(mri)通常用于在手术后(例如，在动脉瘤的初始治疗后几周)可视化治疗部位，以确保动脉瘤囊被适当闭塞。因此，重要的是，血管闭塞设备以这样的方式来构造：使得血管闭塞设备能够在动脉瘤治疗期间具有辐射不透性，同时最小化在手术后mri期间产生的任何可视化模糊伪影(即，是mri兼容的)。还优选的是，这样的血管闭塞设备是“柔软的”(即，是横向柔性的或顺应形的)，并且因此是无创伤的，以防止动脉瘤的脆弱组织破裂。

5、同样重要的是，这样的血管闭塞设备长期保持在动脉瘤内。然而，具有较大口的动脉瘤(通常被称为“宽颈动脉瘤”)在动脉瘤囊内放置和保持血管闭塞设备方面存在困难，特别是对于小且相对细的血管闭塞线圈，这种线圈无论它们被放置得多么精巧都缺乏足够的机械强度来保持它们在这样的动脉瘤囊内的位置。例如，小动脉瘤(例如，直径小于约7mm或甚至更小(例如小于约5mm)的动脉瘤)通常具有宽颈部和短穹窿的特征。更具体地，与动脉瘤的尺寸相比，小动脉瘤通常具有相对宽的颈部(即，与较大动脉瘤的颈部宽度与动脉瘤直径的比例相比，对于小动脉瘤来说动脉瘤的颈部宽度与动脉瘤直径的比例通常较大)。由于颈部相对较宽，小动脉瘤(以及通常的宽颈部动脉瘤)在放置和保持期间具有更大的线圈疝入载瘤血管(parent vessel)的风险。图1描绘了血管闭塞线圈的一部分在植入后从动脉瘤中疝出。为了减轻放置期间的线圈形成疝，已经开发了几种放置技术。一种这样的放置技术(称为“监禁技术(jailing technique)”)利用在动脉瘤的颈部区域附近的血管中部署的球囊或支架来防止血管闭塞线圈离开动脉瘤囊。图2描绘了使用球囊激活导管的监禁技术。球囊激活导管用于在动脉瘤的颈部区域附近部署球囊。当球囊被植入动脉瘤时，球囊防止线圈从动脉瘤中形成疝。然而，如图2中所描绘的，这种技术产生了球囊将导管末梢推入动脉瘤的穹隆并使动脉瘤破裂的风险。图3描绘了使用支架的监禁技术。支架围绕动脉瘤的颈部放置并扩展，以阻止线圈离开动脉瘤囊。类似于球囊激活导管，支架技术也有支架将导管末梢推入动脉瘤的穹隆并使动脉瘤破裂的风险。图4描绘了另一种用于植入血管闭塞设备的放置技术(称为“再交叉(recrossing)”)。在这种技术中，递送导管延伸穿过支架中的开口。支架防止线圈疝出动脉瘤囊。然而，由于穿过支架的开口定位递送导管的固有不可预测性，所以会存在操纵递送导管以引导和定位递送导管可能导致导管末梢推入穹隆从而使动脉瘤破裂的风险。

6、为了解决这些形成疝和植入问题，已经开发出了血管闭塞线圈，其提供更多的颈部覆盖和形状稳定性来有效地“框定”动脉瘤。然而，当前的血管闭塞设备的三维形状要么不利于框定，要么在部署到动脉瘤中期间容易形成疝。小动脉瘤最好用尽可能少的线圈来治疗，并且当前的血管闭塞设备不能作为独立的单元来平衡形状稳定性和柔软性。事实上，当前血管闭塞设备的形状和构型导致形状稳定性和柔软性之间的正比关系。换句话说，设备越柔软(即，对外力变形的抵抗力越小)，设备越不稳定，反之亦然(即，设备越不柔软，血管闭塞设备的形状就越稳定)。因此，较柔软的线圈不太可能使动脉瘤破裂，但是不能保持其形状，使得在部署和/或保持期间更容易疝出动脉瘤。相反，较硬的线圈能够更好地保持其形状并框定动脉瘤，但是对动脉瘤壁施加更高的应力，产生使动脉瘤破裂的高风险(尤其是具有高破裂风险的小动脉瘤)。此外，特别在当前设计采用的向外复杂形状的情况下，初始远端环(例如，第一环和第二环)由于随后的环在部署期间将它们推出而具有更高的疝出动脉瘤的可能性。

7、因此，需要这样的血管闭塞设备，其可以减轻在放置和保持期间形成疝的问题，并提供对动脉瘤的有效框定，并且同时具有足够柔软且柔韧的结构，该结构将不会使动脉瘤(特别是小的宽颈部的动脉瘤)破裂。

技术实现思路

0、概述

1、根据本公开的医疗设备和血管内医疗程序的一个方面，血管闭塞设备包括长形的血管闭塞设备(例如，长度为0.5cm至100cm)，其被配置成用于植入动脉瘤囊中。本文公开的血管闭塞设备不限于被配置和用于治疗小的宽颈部的动脉瘤，而是它们特别适合于这种配置和使用。血管闭塞设备通常具有在被限制在递送导管内时的递送构型(具有初级形状)和在从递送导管释放到动脉瘤囊中时的部署构型(具有不同于初级形状的次级形状)。

2、血管闭塞设备包括具有处于约束条件下的初级构型的线。例如，当线被约束在递送导管内时，初级构型可以是线的形状(例如螺旋形的线圈形状、线性形状等)。线还被配置成在松弛的、不受约束的条件下形成次级构型(例如当线从递送导管释放而没有外力施加在线上时)。

3、线的次级构型提供了形状稳定性和柔软性之间的平衡解决方案，使得血管闭塞设备具有稳定的形状，该形状防止在部署和保持期间形成疝，并提供对动脉瘤的有效框定，同时还具有足够的柔软性/柔韧性以避免使动脉瘤破裂。锥体形状具有有效地消散施加到其顶点的力的固有能力，从而降低在动脉瘤壁上施加可能使动脉瘤破裂的过度力的风险。因此，次级构型包括锥体部分，该锥体部分包括由线缠绕的多个远端线圈。每个远端线圈包括形成大于360°的闭合环的绕组，其中该绕组具有从锥体部分的内部向外成锥度的周边。例如，对于螺旋形线圈形状的绕组，线圈的直径向外成锥度，使得线圈的环的内部部分比线圈的环的外部部分具有更小的直径。每个远端线圈还包括在远端线圈之间的并将每个远端线圈连接到一个或更多个相邻远端线圈的线的过渡段。

4、多个远端线圈以锥体形状布置，使得每个线圈平行于锥体形状的不同侧向面并位于锥体形状的不同侧向面中。为了清楚起见，在锥体形状的基部(base)没有远端线圈。例如，锥体形状可以是具有基部的四面体，该基部具有连接到顶点的3条边，每个基部边和顶点形成三角形，其中每个三角形限定3个侧向面中的一个。下面描述的主体部分可以形成锥体形状的基部部分。

5、次级构型还具有在锥体部分的近端的主体部分。主体部分包括由线形成并从锥体部分向近端延伸的线圈。例如，主体部分可以从锥体形状的基部的位置向近端延伸。

6、在另一方面，锥体形状是由具有n条边的多边形基部和n个连接到顶点的侧向面形成的多面体形状，例如四面体形状(三角形基部和3个侧向面，也称为三棱锥)、五面体形状(四边形基部和4个侧向面，也称为正方形或矩形棱锥)、六面体形状(五边形基部和5个侧向面，也称为五棱锥)等。

7、在还有的另一个方面，远端线圈中的每一个包括至少1又2/3个环或匝(600°的绕组)，或者1又2/3个环到2又2/3个环(的绕组)。在还有的另一个特征中，远端线圈在从一个远端线圈到相邻远端线圈的过渡中重叠。换句话说，当过渡段从一个远端线圈延伸到后一个相邻的线圈时，过渡段与线圈重叠。

8、在另一方面，初级构型包括长形的螺旋形线圈。螺旋形线圈具有外部直径(od)，该外部直径被配置成安装在用于部署导管的合适的递送导管的管腔内。通常，长形的螺旋形线圈在线圈的每个环之间具有零节距，这提供了最紧凑的线圈。可选地，长形的螺旋形线圈可以具有非零节距，或者甚至具有变化的节距。

9、在血管闭塞设备的另一方面，线可以由形状记忆材料形成，并且通过将线缠绕在心轴上并热处理缠绕在心轴上的线来设置次级构型。

10、在另一方面，远端线圈中的每一个的线圈直径(每个远端线圈的最内环的直径)在该设备设计用于治疗的动脉瘤直径的10％至90％之间，或者可选地，线圈直径(每个远端线圈的最内环的直径)在该设备设计用于治疗的动脉瘤直径的55％至85％之间。

11、在血管闭塞设备的另一方面，初级形状具有1至70厘米的纵向长度。

12、还公开了制造本文所述的任何血管闭塞设备的方法以及用于制造血管闭塞设备的心轴。在使用心轴制造血管闭塞设备的一种方法中，提供了用于形成血管闭塞设备的心轴。心轴包括中心球形元件。多个远端线圈柱从中心球形元件延伸。远端线圈柱围绕球形元件成角度间隔开。每个远端线圈柱具有横截面直径，该横截面直径随着远端线圈柱从球形元件延伸而向外成锥度。每个远端线圈柱还具有纵向轴线，该纵向轴线被定向成使得垂直于每个相应纵向轴线的相应平面具有相交部，该相交部形成锥体形状，该锥体形状在远端线圈柱的远端处具有顶点。

13、心轴还具有从球形元件延伸的主体柱。典型地，主体柱从球形元件向近端延伸。

14、然后，围绕心轴缠绕具有初级构型的线。线可以由形状记忆材料形成。初级构型可以是约束的条件下(例如在护套或递送导管内)的线的构型，并且可以具有任何合适的形状，例如螺旋形线圈。

15、线在第一方向上围绕多个远端线圈柱中的第一远端线圈柱缠绕，并朝向第一远端线圈柱和球形元件的交叉部向内缠绕，并围绕第一远端线圈柱形成至少360°或至少1又2/3个第一环(600°)。如本文所使用的，缠绕“方向”是相对于沿着缠绕轴线朝向缠绕柱附接到中心球形元件或其他中心结构的位置向内观察的。在将线围绕第一远端线圈柱缠绕之后，线在第一过渡段中沿着球形元件行进(traverse)，到达多个柱中的紧邻第一远端线圈柱的下一个远端线圈柱。然后，线从下一个远端线圈柱与球形元件的交叉部开始、在与第一方向相反的第二方向上围绕下一个远端线圈柱缠绕，围绕下一个远端线圈柱形成至少1又2/3个下一个环，然后在下一个过渡段中沿着球形元件行进，到达紧邻前一个远端线圈柱的后一个远端线圈柱。对于每个远端线圈柱，重复以下过程：将线以与前一个远端线圈柱交替的缠绕方向(alternating winding direction)围绕每个远端线圈柱缠绕并过渡到后一个远端线圈柱。在将线围绕最后一个远端线圈柱缠绕之后，线沿着球形元件过渡到主体柱。然后将线围绕主体柱缠绕至少一个环。

16、在制造血管闭塞设备的方法的另一方面，围绕心轴缠绕的线被热处理以设置血管闭塞设备的次级构型。在又另一方面，次级构型是线的松弛的、不受约束的构型。

17、在制造血管闭塞设备的方法的还有的另一方面，次级构型包括锥体部分和在锥体部分的近端的主体部分。锥体部分包括由线缠绕在相应远端线圈柱上的多个远端线圈。每个远端线圈包括形成大于360°的闭合环或至少1又2/3个环的绕组，其中绕组具有从锥体部分的内部向外成锥度的周边。还具有在每个远端线圈之间并且连接每个远端线圈的线的过渡段。多个远端线圈以锥体形状布置，使得每个线圈位于锥体形状的不同侧向面。主体部分位于锥体部分的近端、并且包括由缠绕在主体柱上的线形成的线圈、并且从锥体部分向近端延伸。

18、在该方法的另一方面，锥体形状是由具有n条边的多边形基部和连接到顶点的n个侧向面形成的多面体形状，例如四面体形状(三角形基部和3个侧向面，也称为三棱锥)、五面体形状(正方形/四边形基部和4个侧向面，也称为正方棱锥)、六面体(五边形基部和5个侧向面，也称为五棱锥)等。

19、在又一个方面，远端线圈中的每一个包括至少1又2/3个环或匝，或者从1又2/3个环到2个环。在另一方面，每个过渡段跨过过渡段从其过渡的环的至少一部分，使得远端线圈在从一个远端线圈到相邻远端线圈的过渡中重叠。换句话说，当过渡段从一个远端线圈延伸到后一个相邻的线圈时，过渡段与线圈重叠。

20、在另一方面，初级构型包括长形的螺旋形线圈。螺旋形线圈具有外部直径(od)，该外部直径被配置成安装在用于部署导管的合适的递送导管的管腔内。通常，长形的螺旋形线圈在线圈的每个环之间具有零节距，这提供了最紧凑的线圈。可选地，长形的螺旋形线圈可以具有非零节距，或者甚至具有变化的节距。

21、在该方法的又一方面，每个柱可以具有随着柱以大约5至15度或大约1至30度的角度远离球形元件延伸而向外成锥度的横截面直径。

22、在本文公开的设备的另外的方面，本文公开的血管闭塞设备可以是包括血管闭塞组件和递送组件的血管闭塞系统的一部分。例如，血管闭塞组件可以包括本文描述的血管闭塞设备中的任何一个以及可分离地耦合到血管闭塞设备的近端端部的推动器构件。推动器构件被配置成允许临床医生沿着递送导管穿过患者的脉管系统将血管闭塞设备推进到目标部位(例如正在用血管闭塞设备治疗的动脉瘤)，并且将血管闭塞设备推出到递送导管的远端端部之外以部署血管闭塞设备。

23、在还有的另一个方面，血管闭塞组件还可以包括将推动器构件可分离地耦合到血管闭塞设备的分离设备。例如，分离设备可以包括电解分离、机械连接器、热激活分离、溶解分离等。递送组件可以包括递送导管，血管闭塞设备可以以其紧凑的递送构型安装在递送导管中。递送组件还可以包括用于将递送导管引导至患者脉管系统内的目标植入部位(例如动脉瘤)的导丝。然后移除导丝，并通过递送导管将血管闭塞设备推进到目标植入部位。

24、在本公开的又一方面，本文公开的设备不限于血管闭塞设备，而是可以是包括本文公开的血管闭塞设备的相同或相似结构的任何医疗设备。例如，医疗设备可以是任何合适的血栓切除术设备、支架回收器、栓塞过滤器、支架递送系统、其他植入设备、导丝、血管内设备或其他医疗设备。

25、还公开了将本文公开的任何血管闭塞设备或其他医疗设备部署到解剖腔(例如动脉瘤)中的方法。在一种方法中，使用递送导管部署血管闭塞设备。首先将递送导管插入患者的脉管系统，并在脉管系统中推进，以将递送导管的远端端部定位在目标插入部位。在这个示例中，目标插入部位是动脉瘤。应当理解，目标插入部位可以是待部署血管闭塞设备的脉管系统内的任何合适的解剖部位或解剖腔。如果使用导丝，则首先将导丝插入到患者的脉管系统，并将导丝穿过脉管系统推进到动脉瘤的部位。然后，递送导管沿着导丝推进到动脉瘤，然后将导丝移除。

26、然后将血管闭塞设备以其紧凑的递送构型插入递送导管中，并沿着递送导管推进，直到血管闭塞设备的远端端部定位在目标插入部位。然后将血管闭塞设备向远端推出递送导管，例如通过使用可分离地附接到血管闭塞设备的近端端部的推动器构件。处于其紧凑的递送构型中的血管闭塞设备的包括血管闭塞设备的远端线圈的部分(例如，螺旋形线圈)首先从递送导管中推出并进入动脉瘤囊中。在包括远端线圈的这些部分离开递送导管并进入动脉瘤时，这些部分呈现包括远端线圈的次级构型。当血管闭塞设备继续被推出递送导管时，主体部分也推进到动脉瘤囊中。一旦整个血管闭塞设备被插入动脉瘤囊中，则血管闭塞设备就可以与推动器构件分离(例如通过致动或激活分离设备)。处于其次级构型的血管闭塞设备具有带有面向内的环的稳定的形状。由于向外成锥度的直径(taperingdiameter)，远端线圈中的每一个的环或匝面向内。换句话说，环的表面朝向锥体部分的锥体形状的几何内部面向内。面向内的环倾向于避免在部署和保持期间疝出动脉瘤，并且远端线圈的锥体构型还提供了形状稳定性，其有效地框定动脉瘤，同时还表现出柔软且柔韧的结构，该结构避免了在壁上施加可能使动脉瘤破裂的过度力。

27、在一些情况下，单个血管闭塞设备可能足以填充和闭塞动脉瘤。如果需要多个血管闭塞设备，则可以重复该过程以递送足够数量的血管闭塞设备来填充和闭塞动脉瘤。

28、因此，需要这样的血管闭塞设备，其可以减轻在放置和保持期间形成疝的问题，并提供动脉瘤的有效框定，并且同时具有足够柔软且柔韧的结构，该结构将不会使动脉瘤(特别是小的宽颈部的动脉瘤)破裂。

29、鉴于附图，从随后的详细描述中，所公开的发明的实施例的其他和另外的方面和特征将变得明显。