CN115999024A - 一种药物释放控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及医疗器械的技术领域，且公开了一种药物释放控制装置，包括球囊导管，所述球囊导管的球囊外部包裹有可膨胀的隔离层，所述隔离层的表面开设有多个开口，所述开口的初始尺寸小于药物涂层的药物颗粒的尺寸，所述球囊在膨胀状态下带动外部的所述隔离层膨胀，所述开口的扩张尺寸允许药物颗粒穿过所述开口进入到目标位置；所述球囊导管的内部设置有药物释放控制元件。该装置可控制药物的精准释放，提高药物利用率，减少浪费；避免大颗粒药物或载体容易进入血管造成血栓；防止球囊在输送过程中损失大量药物，药物利用率低；能够进行靶向治疗，防止药物进行非靶血管；隔离层吸收多余能量，避免血管损伤。

Description

一种药物释放控制装置

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，尤其涉及一种药物释放控制装置。

背景技术

球囊扩张术是介入手术领域中一项重要的技术手段，已经被研究并广泛应用与冠心病、脑血管、下肢动脉硬化等疾病的治疗。球囊作为球囊扩张导管及支架输送***的重要组件，在面对更加复杂、困难的病变时，被赋予了更多的功能性要求。

随着科技的进步，冠状动脉和外周血管介入治疗技术得到了蓬勃迅猛发展。从最初的经皮球囊扩张导管成形术，到置入裸金属支架和药物洗脱支架，患者获益巨大。然而，新问题也随之产生。尽管药物洗脱支架显著降低了支架内再狭窄的发生率，但仍无法完全避免，且一旦出现药物洗脱支架再狭窄，治疗更困难。此外，药物洗脱支架导致的血管内皮愈合延迟、支架晚期贴壁不良、支架内血栓形成、新发动脉粥样硬化等成为影响临床预后的新问题。近年出现的新技术--药物球囊扩张导管实现了既治疗严重病变、改善冠脉外周血管供血和血管功能，又不在血管中留下永久性置入物，避免了因置入支架引起的一系列问题，也为病变血管接受再治疗提供了可能性。

目前贝朗医疗、美敦力、巴德、贝朗医疗、北京先瑞达和辽宁垠艺医疗等公司先后开发了药物涂层球囊，由于现有的球囊的表面结构使得球囊表面药物转载率较低，在球囊输送及扩张过程中，药物的损失达80％以上，渗透到血管的药物量将直接影响着治疗效果，药物涂层内所含有的药量越少，影响产品有效性，同时若脱落的微粒数量多，脱落的微粒很容易引起远端比较细小的腔体或管体闭塞、栓塞等并发症，严重者会导致截肢。血管及血流对药物球囊的影响的主要影响因素包括：血流对药物球囊涂层的冲刷，药物球囊在血管中的摩擦作用，这几个因素对应球囊的主要性质是涂层的牢固度。同时，药物球囊导管撤出体外时球囊上还有残余的药物，真正释放至人体的药物不足10%。

现有的公开号为CN 113117220A提供的一种药物球囊导管、药物球囊导管***及其控制方法做出了改进，但其控制不了脱落下来的物质颗粒大小，冲击波能量小，药物涂层不脱落或以大块的形式脱落，大的颗粒容易造成血栓；能量大，药物涂层粉碎性脱落，不会造成血栓，但能量过高容易损伤血管。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供如下技术方案：

包括球囊导管，所述球囊导管的球囊外部包裹有可膨胀的隔离层，所述球囊的外表面设置有药物涂层，所述药物涂层处于所述球囊与所述隔离层之间；

所述隔离层的表面开设有多个开口，所述开口的初始尺寸小于药物涂层的药物颗粒的尺寸，所述球囊在膨胀状态下带动外部的所述隔离层膨胀，所述开口的扩张尺寸允许药物颗粒穿过所述开口进入到目标位置；

所述球囊的内部设置有药物释放控制元件，所述药物释放控制元件用于促进药物的释放；

所述隔离层在药物释放过程中用于缓冲所述药物释放控制元件的能量并减少对血管损伤；

所述药物释放控制元件与外部的药物缓释控制机构相连接；

在初始状态下，所述球囊为折叠状态，所述隔离层套置于所述球囊的外部，所述隔离层的两端分别连接所述球囊的两端。

作为上述技术方案的进一步描述，所述扩张尺寸不大于所述药物颗粒的尺寸，所述扩张尺寸大于所述药物颗粒分散成的小颗粒的尺寸。

作为上述技术方案的进一步描述，所述隔离层为弹性阻尼材料，所述隔离层的膨胀率为100%-1000%。

作为上述技术方案的进一步描述，所述隔离层的材料选自硅胶、TPU、TPE、PVC或者乳胶。

作为上述技术方案的进一步描述，所述药物涂层为活性药物，所述药物涂层通过赋形剂粘附于所述球囊表面。

作为上述技术方案的进一步描述，所述球囊表面形成有多个凹坑结构，用于粘附药物颗粒。

作为上述技术方案的进一步描述，所述药物涂层由结晶性药物颗粒涂覆于所述球囊表面形成。

作为上述技术方案的进一步描述，所述药物涂层表面的药物颗粒包裹在水凝胶微球中，并通过赋形剂涂覆在所述球囊表面。

作为上述技术方案的进一步描述，所述药物涂层表面的药物颗粒通过生物粘性的水凝胶片涂覆与所述球囊的外表面。

作为上述技术方案的进一步描述，所述药物释放控制元件为震波发生器或光束发射器，对应的所述药物缓释控制机构为高压发生器或控制光源。

有益效果

与现有技术相比，本发明提供了一种药物释放控制装置，具备以下有益效果：

1、本发明通过在球囊的表面设置有药物涂层，而在药物涂层的外部包裹有隔离层，隔离层的表面开设有微孔和/或微缝，球囊在血管中输送时，隔离层可隔离开血管与药物涂层。

2、本发明通过震波发射器释放对球囊表面的药物层进行作用，可将载药层分散成细小颗粒，载药颗粒的尺寸小于所述孔或缝的尺寸时，载药颗粒可通过所述孔或缝进入血管内壁进行作用，此时，载药层可起到筛子的作用，防止大颗粒进入血管引起血栓等并发症，此时可通过控制设备的输入能量来控制药物的分散效率，及控制药物释放效率，同时震波的能量及释放频率还可提高药物进入血管内壁的穿透性，促进血管吸收，还可通过根据病变情况对所述控制设备进行独立控制部分震波发射器释放脉冲，避免药物释放至非靶病变；

3、本发明通过根据病变情况控制所述控制设备的能量输入时，为避免震波发射元件释放的脉冲能量伤害血管，所述隔离层具有吸收部分能量、保护血管的作用。

附图说明

图1为本发明提供的实施例一的结构示意图；

图2为本发明提供的实施例一的球囊膨胀后的结构示意图；

图3为本发明球囊膨胀前球囊、药物涂层与隔离层配合的截面图；

图4为本发明球囊膨胀后球囊、药物涂层与隔离层配合的截面图；

图5为本发明隔离层表面开设的微孔示意图；

图6为本发明隔离层表面开设的微缝示意图；

图7为本发明的药物颗粒粘附在球囊表面的示意图；

图8为本发明的药物颗粒粘附在球囊表面的另一种示意图；

图9为本发明的药物颗粒粘附在球囊表面的另一种示意图；

图10为本发明实施例二的结构示意图；

图11为本发明实施例二中的球囊膨胀后的结构示意图。

图中：1、球囊导管；101、外管；102、内管；2、球囊；3、隔离层；31、微孔；32、微缝；4、药物涂层；401、赋形剂；402、药物颗粒；403、凝胶微球；404、凝胶片；7、药物释放控制元件；8、线材；9、药物缓释控制机构；10、显影环；11、连接座。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-图9，本发明提供的一种实施例：一种药物释放控制装置，包括球囊导管1，球囊导管1的球囊2外部包裹有可膨胀的隔离层3，隔离层3的两端固定在球囊2的两端，用于吸收多余震波能量，而隔离层3与球囊2的连接方式可以为胶粘、热焊接或者激光焊接中的一种，可根据实际情况选择，球囊2在未膨胀状态下为折叠状态，折叠的翼数根据球囊2的直径大小而不同。球囊导管1包括内管102与外管101，而在在球囊2内部的内管102的两端固定有显影环10，通过显影环10可辅助识别球囊2所处的位置，球囊2的外表面设置有药物涂层4，药物涂层4处于球囊2与隔离层3之间；

参照图5-图6，在隔离层3的表面开设有多个开口，开口可为微孔31和/或微缝32，其中微孔31可以是圆孔、椭圆孔或者方形孔等，而微缝32可以为横向或者纵向开设，微孔31和/或微缝32的初始尺寸小于药物涂层4的药物颗粒402的尺寸，球囊2在充液膨胀状态下带动外部的隔离层3膨胀，微孔31和/或微缝32的尺寸大于药物颗粒402的尺寸，也可小于药物颗粒402的尺寸，只需保证微孔31/微缝32的尺寸大于分散后的药物颗粒402的尺寸即可，药物颗粒402穿过微孔31和/或微缝32进入到目标位置，隔离层3为弹性阻尼材料组成，可以为硅胶、TPU、TPE、PVC或者乳胶等材料，使得当球囊2在通过间隙进入的液体或气体发生膨胀扩张时，外部的隔离层3也可以一起扩张，而当隔离层3扩张后，其表面的微孔31和/或微缝32的尺寸由原先的小于药物涂层4颗粒的尺寸扩张为大于药物颗粒402的尺寸，从而通过隔离层3的收缩与扩张实现有效控制药物涂层4离子的释放和起到过滤药物颗粒402的作用；同时球囊2在血管中输送时，可通过隔离层3将血液与药物涂层4隔离开，避免药物在输送过程中的损失；震波作用下，加速药物碎化、药物释放至病变并渗透至病变的同时，隔离层3可吸收部分药物释放控制元件7发出的能量，避免震波发射法神元件释放的脉冲能量伤害血管，起到保护血管的作用。

为了使球囊2保持较小的通过外径，在产品加工时，药物球囊2折叠后安装隔离层3，如图3所示。如图8所示，药物涂层4上的药物颗粒402可以为活性药物，在强赋性剂的作用下，牢固的粘附在球囊2表面，且控制药物颗粒402尺寸大于隔离层3上孔和/或缝膨胀前的尺寸，小于隔离层3膨胀扩张后的孔和/或缝的尺寸，由于隔离层3的存在，可减少器械在输送过程中的药物损失，器械置入病变位置时，球囊2扩张膨胀后，药物在震波作用下从球囊2表面脱落，并进入病变，在震波的作用下，可以加速药物的传递及病变血管对药物的吸收；或者活性药物做成结晶型颗粒，直接涂覆在球囊2外表面，如图9所示，药物颗粒402尺寸大于隔离层3扩张前孔的尺寸，球囊2经过膨胀后，隔离层3上的孔径变大，合适尺寸的药物可直接是释放至病变血管。震波的作用下，一方面可以促进释放至病变处药物的吸收，一方面可以使大颗粒的药物粉碎，从而进入病变血管，被组织吸收，同时由于药物被碎化，药物的尺寸减小，球囊无需膨胀至过大的尺寸使表面的微孔31和/或微缝32可通过较大尺寸颗粒，也可提高球囊在狭小血管中的通过性，减少对于狭小血管的损伤。或者活性药物与药物载体形成结晶混合物涂覆在球囊2表面；或者药物包裹在水凝胶微球403中，在赋形剂401的作用下涂覆在球囊2表面如图7所示；再或者分别对球囊2或药物表面改性，形成氢键，使药物牢固的粘附在球囊2表面，这种方式可以使药物涂层4比较牢固的固定在球囊2表面，药物不容易释放，在震波的作用下可以达到缓释的目的。为了使药物均匀的进行扩散分布，同时避免药物在输送过程中，被血液溶解和冲刷带走，优选赋形剂401是具有疏水性和生物相容性的甘油三酯、三乙酸甘油三酯、葵酸甘油三酯或辛酸甘油三酯，进一步优选为甘油三酯，从而使得球囊2药物涂层4整体呈现为疏水性。药物优选是大环内酯类免疫抑制剂、大环内酯类抗生素、雷帕霉素、雷帕霉素的结构衍生物和功能类似物、依维莫司、依维莫司的结构衍生物和功能类似物、紫杉醇、紫杉烷类、坦罗莫司化合物、唑罗莫司、依维莫司、西罗莫司、比奥莫司、myolimus、deforolimus、他克莫司或坦罗莫司或坦罗莫司化合物的结构。微球为水凝胶，为聚乙烯醇、聚乳酸等形成的三维网络结构，可以有效的包裹活性药物。为了增加药物与球囊2表面的牢固度，球囊2表面可以为凹坑结构。

为了说明球囊2具有较小的通过外径，对此进行进一步地阐述，本发明直接将隔离层3套设在折叠状态下的球囊2的外部，在相同规格下（即隔离层3以及球囊2的厚度与现有技术中的外层球囊以及内层球囊的厚度相同，隔离层3对应外层球囊，球囊2对应内层球囊），本发明中初始状态下球囊截面尺寸小于现有技术中初始状态下的球囊的截面尺寸，具体原理为：当内外层球囊一起折叠时的厚度必然是大于单个内层球囊折叠后的尺寸，而在单个折叠后的球囊2的外表面套设有未折叠的隔离层3，由于隔离层3未折叠，其舒展状态下的厚度必然是小于现有技术中折叠后的外层球囊的厚度，因此使本发明中的初始状态下球囊2的截面尺寸是小于现有技术中初始状态下的球囊的截面尺寸，可使得本申请中的球囊在初始状态下相较于现有技术的球囊具有更佳的血管通过性能，这使本申请中的球囊能够进入更细小的血管中进行治疗操作，应用的范围更广泛全面，而现有技术如果想要进入更狭小的血管中，只能够改变内外层球囊的厚度来减小从而实现折叠后球囊截面尺寸可相适应的减小，但是改变内外层球囊的厚度势必会改变球囊膨胀性能，这对于后续的使用造成影响。

参照图10-图11，在球囊2的内部的内管102上固定的药物释放控制元件7，而药物释放控制元件7通过线材8与外部的药物缓释控制机构9电性连接，在本实施例中药物释放控制元件7为震波发射元件，而线材8为带有绝缘皮的导线，药物释放控制机构为高压发生器，具体的震波发射元件由电极对和非导电间隙组成，震波发射元件可以由一组或多组电极组成，经过组装连接后，震波发射元件只留有沿径向放电的通道，并通过导线连接至药物缓释控制设备（高压发生器），震波发射元件的每组电极的两个电极可通过生理盐水和/或造影剂等导电溶液在径向上联通，震波发射元件可由药物缓释控制设备（高压发生器）控制进行运行，在使用生理盐水和/或造影剂等溶液扩张球囊2后，在控制设备（高压发生器）控制下，震波发射元件的每组电极通过径向上的通道在导电介质向球囊2平直段表面进行释放脉冲。震波导管通过延长线或控制手柄连接至药物缓释控制设备（高压发生器），可通过控制手柄上按钮或脚踏开关来控制脉冲的释放。

而在一起其他的可实现的实施例中，药物释放控制元件7可以为光束发射器，线材8为光纤，而对应的药物缓释控制机构9为控制光源，所述药物缓释控制元件为光纤束的一端，另一端从连接座11伸出，可连接至控制光源。近红外光由光纤传递到球囊2内，球囊2外表面有药物层，所述药物层由包裹活性药物的具有光热响应性材料的微球和赋形剂401组成如图7所示，光热响应性材料具有近红外响应性，可将光转化为热，促进凝胶微球403的融化，从而促进药物的释放。或者如图8所示，活性药物通过生物粘性的水凝胶片404涂覆在球囊2上，所述生物粘性的凝胶片404可通过近红外进行控制，活性药物脱附后释放至病变位置。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种药物释放控制装置，包括球囊导管，其特征在于：所述球囊导管的球囊外部包裹有可膨胀的隔离层，所述球囊的外表面设置有药物涂层，所述药物涂层处于所述球囊与所述隔离层之间；

所述隔离层的表面开设有多个开口，所述开口的初始尺寸小于药物涂层的药物颗粒的尺寸，所述球囊在膨胀状态下带动外部的所述隔离层膨胀，所述开口的扩张尺寸允许药物颗粒穿过所述开口进入到目标位置；

所述球囊的内部设置有药物释放控制元件，所述药物释放控制元件用于促进药物的释放；

所述隔离层在药物释放过程中用于缓冲所述药物释放控制元件的能量并减少对血管损伤；

所述药物释放控制元件与外部的药物缓释控制机构相连接；

在初始状态下，所述球囊为折叠状态，所述隔离层套置于所述球囊的外部，所述隔离层的两端分别连接所述球囊的两端。

2.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述扩张尺寸不大于所述药物颗粒的尺寸，所述扩张尺寸大于所述药物颗粒分散成的小颗粒的尺寸。

3.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述隔离层为弹性阻尼材料，所述隔离层的膨胀率为100%-1000%。

4.根据权利要求3所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述隔离层的材料选自硅胶、TPU、TPE、PVC或者乳胶。

5.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述药物涂层为活性药物，所述药物涂层通过赋形剂粘附于所述球囊表面。

6.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述球囊表面形成有多个凹坑结构，用于粘附药物颗粒。

7.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述药物涂层由结晶性药物颗粒涂覆于所述球囊表面形成。

8.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述药物涂层表面的药物颗粒包裹在水凝胶微球中，并通过赋形剂涂覆在所述球囊表面。

9.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述药物涂层表面的药物颗粒通过生物粘性的水凝胶片涂覆与所述球囊的外表面。

10.根据权利要求1所述的药物释放控制装置，其特征在于：所述药物释放控制元件为震波发生器或光束发射器，对应的所述药物缓释控制机构为高压发生器或控制光源。

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