專利名稱：等離子體處理過的透析導管封套的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫學導管，尤其是涉及包括具有增強的組織內生長特性的等離子體處理過的封套的導管。
背景技術：
在某些醫學處理中，為了將流體實施到體內和/或為了從體內移除體液以用于凈化、測試、監測或處理的目的，期望的是建立通往體內特定所需部位的長期血管通道。
特別是在長時間連續或周期性地將流體實施到體內或從體內移除流體的情況下， 在醫療領域已知使用“永久”導管插入技術，該技術采用皮下植入的設備(諸如血液透析導管和隧道式靜脈導管(CVCs))以持續數周到數年。在US專利7，141，035和7，777，605中找到這種皮下植入以及相關的醫療設備的示例，所述專利的整個內容通過參考并入。需要這種長期連續或周期性接近體內特定位置的治療方案的示例包括腸胃外飼法、化學療法、 實施抗生素、透析等。
典型的，導管是管狀柔性的醫療設備，其具有一個或多個內腔，例如兩個內腔或三個內腔。多內腔導管有助于流體在兩個方向上流動，由此例如一個內腔執行血液的撤出而另一個內腔將處理過的血液再引入血管。在示例的血液透析手術中，將多內腔導管插入體內，血液通過導管的動脈內腔撤出。這些血液被供給到血液透析單元，該血液透析單元透析或凈化血液以移除垃圾和多余的水。透析過的血液通過導管的靜脈內腔返回患者。典型的， 靜脈內腔與動脈內腔通過稱為隔膜的內部導管壁隔開。
在某些級別的醫學導管設備(例如腹膜透析導管)中，促進表皮組織圍繞設備的封套或唇狀物生長能提供很多益處。表皮既是人體抵抗感染的天然屏障，也是導致導管相關感染的微生物最大容器的棲息地。表皮的傷口(例如導管插入體內所需的切口)在運轉中設定旨在愈合傷口以及重建皮膚防止感染的能力的一系列生理機制。深入了解這些天然機制，并在切口部位處裝備具有封套技術的導管以助于成功完成這些天然防御機制，提供了有效策略來降低與導管相關的發病率以及成本。因此，希望提供具有改進的組織內生長性能的導管封套。發明內容
本發明提供一種導管。該導管包括限定縱向軸線和一個或多個內腔的細長管狀主體，所述管狀主體具有遠端和近端。該導管還包括圍繞管狀主體布置的封套，所述封套構造為接觸組織，所述封套由等離子體處理過的材料制成。
在實施例中，還公開了一種用于等離子體處理導管封套的方法。該方法包括將氧氣和至少一種烴氣的混合物供應至等離子體腔中；點燃混合物以形成等離子體；以及引導等離子體到導管封套上。
在其它實施例中，還公開了一種用于等離子體處理導管封套的方法。該方法包括以從大約15sCCm到大約40sCCm的組合流速將氧氣和甲烷的混 合物供應至等離子體腔中；點燃混合物以形成等離子體；以及引導等離子體到導管封套上大約I分鐘到大約5分鐘。


在此參照附圖描述本發明的多種實施例，其中
圖1示出了根據本發明的導管部分截面的立體圖2示出了沿圖1的剖面線2-2的截面正視圖3示出了植入了圖1的導管的老鼠的照片；
圖4示出了 7天后來自植入老鼠的導管的等離子體處理過的導管封套和未處理的導管封套的截面切片的照片；
圖5示出了滲透到圖4的導管封套內的細胞滲透的柱狀圖6示出了在圖4的導管封套內的細胞密度的柱狀圖7示出了在圖4的導管封套內膠原生成的柱狀圖8示出了圖4的導管封套的組織粘合力的柱狀圖；以及
圖9不出了圖4的導管封套的組織內生長隨時間的圖表。
具體實施方式
所公開的導管和使用方法的示例性實施例是依據用于實施(撤出、引入等)流體進入和/或離開人體的醫學導管來討論的。導管有利地構造為有助于流體在其內腔之間可逆的流動。預想的是，本發明可與一系列導管一起使用，例如血液透析、腹膜、輸注、PICC、 CVC、以及端口、以及包括對對象的疾病和身體病痛進行手術治療、診斷治療和相關治療的導管應用場合。還可以預想的是，關于所公開的導管的原理包括采用各種導管相關的手術， 例如血液透析的、心臟的、腹部的、泌尿的、和腸的慢性和急性應用場合中。
在接下來的討論中，術語“近”指的是一個結構的靠近醫師的部分，而術語“遠”指的是遠離醫師的部分。在此處使用的，術語“對象”指的是人類患者或其它動物。依照本發明，術語“醫師”指的是醫生、護士或其他護理提供者并可包括輔助人員
現在參照附圖，其中在多個視圖中類似的組件采用類似的附圖標記，圖1圖釋了依照本發明原理的示例性的血液透析導管組件10。導管組件10包括具有各自的遠端12a 和近端12b的導管套節12，從導管套節12向遠端延伸的細長導管構件14，從導管套節12 向近端延伸的第一和第二延伸管16，18。導管組件10可以設有與導管構件14 一體形成的套節12。或者，套節12可構造為在醫師將導管置入患者體內后附接到導管構件14。導管組件10還包括可圍繞延伸管16，18定位的一對鉗夾20。每個鉗夾20可從打開位置移到基本上閉合的位置以壓縮相應的延伸管16，18，并且由此禁止流體流過延伸管16，18。每個延伸管16，18包括用于在近端處聯接到血液透析裝置的連接器74。
導管套節12構造為且尺 寸設計為被醫師抓住，并包括鄰近延伸管16，18定位的近側(尾部)殼體段22，以及鄰近導管構件14定位的遠側(前部)殼體段24。近側殼體段 22適于分別以固定的關系接收第一和第二延伸管16,18。例如，延伸管16,18可通過米用過盈配合或摩擦配合、接合劑、粘合劑或其它任何合適的方式固定在導管套節12的各自延伸導管(未示出)內。導管套節12的遠側殼體段24限定中心開口(未示出)，所述中心開口構造為且尺寸設計為以固定的關系接收導管構件14，例如通過采用過盈配合或摩擦配合、接合劑、粘合劑或其它任何合適的方式。
圖1圖釋的導管組件10的實施例中，導管套節12還包括從導管套節12向外懸垂的一對相對的翼26。翼26用作一個或多個縫合線(未示出)可以圍繞固定的表面，以相對于患者固定導管套節12?；蛘?，翼26或導管套節12可在其外表面中包括環形槽(未示出)，該環形槽構造為且尺寸設計為接收縫合線，這樣，縫合線可定位在環形槽中，并隨后固定到患者。
參見圖1和圖2，導管構件14包括外壁28，并限定縱向軸線“X”?？梢灶A想的是， 如果需要或期望的話，導管構件14的外壁28可包括加強材料來增大其穩定性和剛性。如圖2所示，在本發明的一個實施例中，導管構件14可采用雙內腔構造，該雙內腔構造包括由隔膜壁34分隔開的各自第一和第二內腔30，32，該隔膜壁34可沿導管構件14的長度延伸或不沿導管構件14的長度延伸。在該實施例中，各自的第一和第二縱向內腔30，32均構造為且尺寸設計為在導管構件14的近端和遠端之間流體連通，并可包括適合用于該計劃目的的任何截面構造，包括但不限制橢圓形、腎形、D形、環形、餅形等。然而，可預想的是，內腔 30或32可起到引入(動脈)內腔或返回(靜脈)內腔的作用，在所有下面的討論中，內腔 30指的是靜脈內腔，內腔32指的是動脈內腔。盡管圖2中圖示為并排定向，但是內腔30， 32還可以是同軸地定位。
導管構件14還包括前(遠)端38，導管尖端構件40與前(遠)端38整體形成或安裝于前(遠)端38上，導管尖端構件40有利地構造為且尺寸設計為幫助最初插入人體組織中。在實施例中，尖端構件40可以是在共同擁有的美國專利7，141，035和7，777，605 中所公開的閉塞抵抗尖端，所述專利的整個內容通過引用在此并入。
參見圖1，導管構件14還包括圍繞導管構件14布置的封套72。封套72在導管構件14植入患者內的部位處提供用于組織的皮下內生長，以將導管組件10長期固定在留置位置中。封套72中和圍繞封套72的組織內生長將導管構件14物理地固定在患者體內，并提供抗感染的額外保護。無需由任何特定理論限制，可以相信的是，圍繞封套72的纖維組織的形成作為阻擋細菌和其他外來材料以及生物體進入植入部位的的屏障。因此，期望圍繞封套72的組織快速內生長。
封套72可以采用堪薩斯州威奇托的Invista所出售的名為DACRON 的聚對苯二甲酸乙二醇酯來制造。然而，封套72也可以采用包括可吸收或不可吸收材料的任意合適的生物相容性材料來制造。如本文中所使用的，術語“可吸收”包括可生物降解和可生物吸收的材料并且表示在人體條件下分解或失去結構整體性(例如，酶性降解、水解)的材料或者在體內生理條件下被(物理地或化學地)破壞(例如，溶解)的材料，以使得降解產物可由人體排出或吸收。
合適的可吸收材料可以包括聚合物，諸如脂族聚酯；聚酰胺；聚胺；聚亞烷基草酸酯；聚(酐)；聚酰氨基酯；共聚(醚-酯)；包括酪氨酸衍生的碳酸酯的聚(碳酸酯)；諸如聚(羥基丁酸)的聚(羥基鏈烷酸酯)；聚(羥基戊酸)和聚(羥基丁酸酯)；聚酰亞胺碳酸酯；諸如聚(雙酚A-亞氨基碳酸等的聚(亞氨基碳酸酯)；聚原酸酯；聚氧雜酯，包括含有胺基的那些；聚氨酯；以及其組合。
其他合適的可生物降解聚合物可以包括但不限于 聚(氨基酸)，包括諸如膠原 (I，II和III)、彈性蛋白、纖維蛋白、纖維蛋白原、絲和白蛋 白的蛋白質；肽，包括層粘連蛋白和纖連蛋白(RGD)的序列；多糖，諸如透明質酸(HA)、右旋糖酐、藻酸鹽、幾丁質、殼聚糖和纖維素；糖胺多糖；內臟；以及其組合。
本發明中可采用的合適不可吸收材料可以包括聚烯烴，諸如聚乙烯(包括超高分子量聚乙烯)和聚丙烯，包括無規立構、全同立構、間同立構、和它們的混合物;聚乙二醇；硅樹脂橡膠，硅樹脂和聚硅氧烷，諸如聚二甲基硅氧烷和聚二苯基硅氧烷；聚乙烯氧化物；超高分子量聚乙烯；聚乙烯和聚丙烯的共聚物；聚異丁烯和乙烯-α-烯烴共聚物；氟化聚烯烴，諸如氟乙烯、氟丙烯、氟代聚乙二醇、以及聚四氟乙烯；聚酰胺，諸如尼龍、尼龍6、尼龍6，6、尼龍6，10、尼龍11、尼龍12以及聚己內酰胺；聚胺；聚亞胺；聚酯,諸如聚乙烯對苯二甲酸、聚萘二甲酸乙二醇酯、聚三亞甲基對苯二甲酸、和聚丁烯對苯二甲酸；聚醚； 聚丁酯；聚四亞甲基醚二醇；1，4_ 丁二醇；聚氨基甲酸乙酯；丙烯酸類聚合物；甲基丙烯酸酯；乙烯基鹵化物的聚合物和共聚物，諸如聚氯乙烯；聚乙烯醇；聚乙烯基醚，諸如聚乙烯基甲基醚；聚偏二鹵化物，諸如聚偏二氟乙烯和聚偏二氯乙烯；聚氯氟乙烯；聚丙烯腈；聚芳醚酮；聚乙烯基酮；聚乙烯基芳族化合物，諸如聚苯乙烯；聚乙烯酯，諸如聚乙酸乙烯酯； 乙烯基單體彼此和烯烴的共聚物，諸如乙烯-甲基丙烯酸甲酯共聚物；丙烯腈-苯乙烯共聚物；ABS樹脂；乙烯-乙酸乙烯酯共聚物；醇酸樹脂；聚碳酸酯；聚甲醛；聚磷腈；聚酰亞胺； 環氧樹脂；芳族聚酰胺；粘膠；粘膠三乙酸酯；氨綸；硅氧烷；以及其共聚物和組合。
在一些實施例中，可吸收材料和不可吸收材料均可用于制造封套72。封套72可包括交替的可吸收材料和不可吸收材料的多層結構。在其它實施例中，封套72可由無紡材料 (例如類似氈)或多孔材料制成。
本發明提供了一種用于使用等離子體處理封套72的系統和方法，以改變封套72 的材料從而使封套72更易于組織的更快內生長。在此使用的術語“等離子體”指的是其基本部分是電離的并且呈氣態形式的任何物質。
在實施例中，可使用輸送至可電離介質的電能來產生等離子體。可以使用適當的發電機、電極和天線以從約O.1MHz到約2，450MHz的頻率以及在另一實施例中從約IMHz到約160MHz的頻率、以連續模式或脈沖模式、以交流(AC)電的形式傳輸電能。傳輸到可電離介質的平均能量可以從大約10瓦特(W)到大約1000W，在實施例中可以從大約50W到大約 200W。
可電離介質可以是任何合適的組成物，其可以是電離時形成等離子體的氣態、液態或固態。液態或固態物體可以采用噴霧器、微流體設備、壓電泵、超聲蒸發器等來霧化或噴霧。合適的可電離介質的示例包括但不限于氬、氦、氖、氪、氙、氡、二氧化碳、氮、氫、氧、烴氣(諸如甲烷、乙烷、丙烷、丁烷)以及它們的組合。
可電離介質可以以從大約I標準立方厘米每分鐘(sccm)到大約IOOsccm的流速、 在實施例中可以是從大約5sccm到大約35sccm的流速輸入等離子體腔中。如果使用多種氣體,則可以通過為每種氣體改變流速來以任何所需的比率傳輸每種氣體。等離子體腔中的壓力可以是從大約50毫托(mTorr)到大約2000mTorr,在實施例中可以是從大約500mTorr 到大約IOOOmTorr。在實施例中，等離子體可以施加到封套72上大約10秒到大約20分鐘， 在實施例中大約I分鐘到大約5分鐘?；蛘撸A想其它的等離子體施加時間。
在實施例中，可通過電離氧氣和一種或多種烴氣的混合物來形成等離子體?？梢詮拇蠹sIsccm到大約IOsccm的流速、在實施例中可以是從大約3sccm到大約6sccm的 流速來提供氧氣?？梢詮拇蠹s15sccm到大約30sccm的流速、在實施例中可以是從大約20sccm 到大約25sccm的流速來提供烴氣。氧氣和烴氣的組合流速可以是從大約15sccm到大約 40sccm,實施例中可以是從大約20sccm到大約35sccm。在其它實施例中，可以任意合適的流速來提供氣體，以使得氧氣與一種或多種烴氣的比率是從大約1:1到大約1: 10，在實施例中該比率是從大約1: 4到大約1: 5。
無需拘泥于任何特定理論，可以相信的是，基于氧氣和烴氣的等離子體的應用通過使封套72更親水改變了封套72的化學特性，從而促進組織的更快內生長。尤其是，等離子體的應用通過在封套72的材料表面上加入氧化組(例如羥基、乙醚、酯、羰基等)導致封套72的材料被氧化。等離子體處理過的封套72提供增強的組織內生長特性，包括組織穿透(即深度)、細胞密度、膠原生成以及組織粘合強度。
列出下列的示例來解釋本發明的實施例。這些示例旨在僅僅解釋而非限制本發明的范圍。而且，如果沒有另外指明，部分和百分比以重量計。在這里使用的“室溫”或“環境溫度”指的是大約20°C到大約25°C的溫度。
示例
示例1-DACRONim導管封套的等離子體處理
采用來自馬薩諸塞州比爾里卡AST Products的PJ等離子體表面處理器來處理 DACRON 封套。使用以大約5SCCm流速提供的氧氣和以大約25sCCm流速提供的甲烷來生成等離子體。等離子體腔內的壓力大約是430mTorr。供給的能量大約為100W。封套處理大約5分鐘。
還使用以大約IOsccm流速提供的氧氣和以大約25sccm流速提供的甲燒來生成等離子體。等離子體腔內的壓力大約是465mTorr。供給的能量大約為120W。封套處理大約 5分鐘。
還使用以大約5sCCm的流速提供的氧氣和以大約20sCCm流速提供的甲烷來生成等離子體。等離子體腔內的壓力大約是388mT0rr。供給的能量大約為100W。封套處理大約5分鐘。
示例2-血液誘析導管的皮下棺入
將導管皮下植入老鼠體內，每個動物兩個(2)血液透析導管(例如控制和測試導管)以比較不同導管封套材料的組織內生長。每只老鼠植入具有典型DACRON 封套作為控制器的第一導管，以及包括示例I的等離子體處理過的封套的第二導管。如圖3所示，導管植入到動·物的背部內大約七(7)天(組I)和大約二十八(28)天(組II)。
七(7)天后首先取出導管中的一組，而第二組導管在植入后二十八(28)天取出。 獲取封套的橫向切片并在大約200X放大率的顯微鏡下觀察。
圖4圖釋了七(7)天后取出的由示例I的等離子體處理過的DACRON 制成的封套以及由未處理過的DACRON 材料制成的封套的圖像。在圖5的柱狀圖中記錄組織滲透的觀察結果，圖5基于以微米(μ m)計的組織厚度來圖釋組織滲透。未處理和處理過的DACR0N 封套在七(7)天后顯示類似的組織滲透。
也為每個導管測量圖4圖釋的組織內生長的細胞密度。在圖6的柱狀圖中記錄組織內生長的觀察結果，圖6基于所測量的細胞密度(每單位面積的細胞數量(cells/mm2)) 來圖釋組織滲透。相比較未處理過的封套，在細胞密度和組織厚度測量方面，示例I的等離子體處理過的DACRON 封套在植入七(7)天后顯示出最大的細胞密度。
除了評估組織厚度和細胞密度，還比較了不同封套的膠原的生成。圖7圖釋了基于膠原生成的組織滲透(覆蓋百分比)。同樣，相比較未處理過的封套，等離子體處理過的 DACRON 封套在植入七(7)天后顯示出更大的膠原密度。
還通過測量封套的組織粘合強度(例如移除導管所需的拉力)來測試組織內生長的效果。在圖8的柱狀圖中記錄組織粘合的觀察結果，圖8以牛頓(N)測量的拉力方面來圖釋組織粘合。相比較未處理過的封套，等離子體處理過的DACRON 封套在植入七(7)天后顯示出更大的組織粘合。
圖5-8的柱狀圖結果匯總在圖9的圖表中，圖9圖釋了隨時間的組織生長。如圖 9中的圖表所示，等離子體處理過的DACRON 封套比未處理的DACRON 封套以更快的比率到達更高的組織內生長水平。因此，發現等離子體處理過的DACR0N 封套提供可以更快比率達到的更大量組織內生長。
盡管在此唯一地討論了由DACR0N 制成的導管封套，但是相信的是，其它材料(包括但不限于聚乳酸-羥基乙酸共聚物、硅橡膠和殼聚糖)同樣能夠在增強組織內生長特性方面受益于等離子體處理。
另外，盡管在此結合雙內腔血液透析導管討論了等離子體處理過的封套的使用， 但是可預見的是，在此公開的關于等離子體處理過的封套的優點可應用到各種導管(包括單內腔導管和多內腔導管)，所述導管可受益于在長期導管插入中封套的使用。因此，盡管在此參考附圖描述了本發明圖釋的實施例，但是上述描述、公開以及附圖不解釋為限制，而僅僅是特定實施例的范例。因此，可以理解的是，本發明不受限于那些明確的實施例，并且本領域的技術人員在不脫離本發明的范圍或精神的情況下能夠對其進行各 種其他改變和變形。
權利要求
1.一種導管，其包括細長管狀主體，所述細長管狀主體限定縱向軸線和至少一個內腔，所述管狀主體具有遠端和近端；以及圍繞所述管狀主體布置的封套，所述封套構造為接觸組織，所述封套由等離子體處理過的材料形成。
2.如權利要求1所述的導管，其中所述導管是構造為植入組織內的血液透析導管。
3.如權利要求1所述的導管，其中所述封套由可吸收材料形成。
4.如權利要求1所述的導管，其中所述封套由不可吸收材料形成。
5.如權利要求4所述的導管，其中所述不可吸收材料是聚對苯二甲酸乙二醇酯。
6.如權利要求1所述的導管，其中所述封套包括多個層，其中至少一個層由可吸收材料形成，而至少一個另外的層由不可吸收材料形成。
7.如權利要求1所述的導管，其中所述封套由電離的氧氣和至少一種烴氣的等離子體進行處理，所述烴氣選自由甲烷、乙烷、丙烷、丁烷及其組合構成的組。
8.一種用于等離子體處理導管封套的方法，該方法包括將氧氣和至少一種烴氣的混合物供給到等離子體腔中；點燃混合物以形成等離子體；以及引導等離子體到導管封套上。
9.如權利要求8所述的方法，其中所述等離子體腔中的壓力保持在大約50mTorr到大約2000mTorr，以及氧氣與所述至少一種烴氣的比率為從大約1: 4到大約1: 5。
10.如權利要求8所述的方法，其中引導步驟發生從大約10秒至大約20分鐘的時間周期。
11.如權利要求8所述的方法，其中所述封套由選自下列組的材料形成，所述組由聚乳酸羥基乙酸共聚物、聚對苯二甲酸乙二醇酯、硅橡膠、殼聚糖及其組合構成。
12.一種用于等離子體處理導管封套的方法，其包括以從大約15sccm到大約40sccm的組合流速將氧氣和甲燒的混合物供給到等離子體腔中；點燃混合物以形成等離子體；以及引導等離子體到導管封套上大約I分鐘到大約5分鐘。
13.如權利要求12所述的方法，其中所述等離子體腔中的壓力保持在大約SOmTorr到大約2000mTorr，以及氧氣與甲烷的比率為從大約1: 4到大約1: 5。
14.如權利要求12所述的方法，其中點燃步驟包括將具有從大約IOW到大約1000W平均能量的電能供給到氧氣和甲烷的混合物。
15.如權利要求12所述的方法，其中所述封套由聚對苯二甲酸乙二醇酯形成。
全文摘要
本發明公開了一種導管。該導管包括限定縱向軸線并延伸到其遠端的細長管狀主體，所述管狀主體具有至少一個內腔以及圍繞管狀主體布置的封套，所述封套構造為接觸組織，所述封套由具有增強的組織內生長特性的等離子體處理過的材料制成。
文檔編號A61M25/00GK103055404SQ201210448729
公開日2013年4月24日 申請日期2012年9月28日 優先權日2011年9月29日
發明者M-S·謝烏 申請人:泰科保健集團有限合伙公司