利用球囊实现药物输送的装置、给药装置及微创医学系统的制作方法

本发明涉及医疗器械，尤其涉及一种利用球囊实现药物输送的装置、给药装置及微创医学系统。

背景技术：

1、近年来，为了改善产生于生物体管腔内的病变部(狭窄部)而使用球囊导管。球囊导管通常包括长条的轴部和设于轴部的前端侧且能向径向扩张的球囊，通过使收缩的球囊经由细生物体管腔到达体内的目的部位后扩张，由此能够扩开病变部。

2、最近，使用在球囊的外表面涂敷了用于抑制狭窄的药物的药物洗脱球囊(drugeluting balloon；deb)。药物洗脱球囊通过扩张而将涂敷于外表面的药物瞬时向病变部释放，能够使药物向生物体组织移动，由此，能够抑制再狭窄。然而，有限的释放时间使得药物有效释放率不到10％，药物的有效转移率低，也是这一技术有待改进的方向和难点。灌注球囊是一种多孔的球囊，以注射给药的方式通过微孔将药物注射在血管内壁表面，也是通过组织吸收的方式将药物转移至血管内壁以下。然而其存在以下缺点：1)球囊压力较小，扩张压力不够；2)药物的有效转移率仍然不高。此外，在药物治疗方面，药物注射入组织中之后，由于短时间内输入较多的药物，一方面，在高浓度高含量的药物下，不是组织的最佳治疗浓度，另一方面，药物治疗的时间段，治疗效果不佳。同时，由于现有的装置中，没有实现周向分布的结构，治疗时，对球囊方向的放置要求高，使得医生使用不变，降低了治疗效率。

3、因此，亟需开发出一种提高药物转载能力、实现可持续的治疗且操作方便的装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于解决上述问题而提供的一种利用球囊实现药物输送的装置、给药装置及微创医学系统。

2、为解决上述技术问题，本发明提供一种利用球囊实现药物输送的装置，包括：输送导管、多组穿刺组件以及球囊组件，其中：

3、所述输送导管具有近端部分和远端部分，所述输送导管包括互不连通的用于输送药物的第一通道和用于流通充泄压用的第二通道，至少在靠近远端部分的所述第一通道为多腔结构，所述多腔结构包含输送药物用的多个独立药物输送通道；

4、多组穿刺组件中，每一组穿刺组件包括至少一穿刺结构和给药腔体，所述穿刺结构包括穿刺部及释药孔，该组中所述释药孔连通所述给药腔体，所述给药腔体与对应的所述药物输送通道连通；

5、球囊组件：至少包含一球囊，所述球囊与所述第二通道的远端部分连通，并且所述球囊被配置为在折叠构型和展开构型之间变化，所述折叠构型下所述多组穿刺组件分别单独包附在所述球囊中；通过给所述第二通道充压作用于所述球囊膨胀使其处于所述展开构型，所述球囊的膨胀带动所述多组穿刺组件的穿刺部凸出，所述药物被配置为在外力作用下分别通过多个药物输送通道、每一药物输送通道对应的给药腔体、所述给药腔体连通的所述释药孔输送至目标区域。

6、可选地，所述球囊组件还包括导引导管，所述球囊的远端与所述导引导管连接，以密封所述球囊的远端，所述球囊的近端与所述导引导管密封或者不密封连接；所述球囊折叠形成多对折叠翼，其沿着所述导引导管周向设置，每对相对设置的折叠翼形成一折叠翼空间，该些组的所述穿刺组件分别容置在该些适配的所述折叠翼空间内；

7、优选的，所述给药腔体还包括一基座，所述基座的上表面和其它外周面形成相对固定的给药腔，所述基座的上表面沿着所述球囊的长度方向开设与所述释药孔连通的贯通孔，所述穿刺结构固定设置在所述基座的上表面上，所述释药孔通过所述贯通孔与所述给药腔连通；更优的，设置的所述折叠翼空间的高度h应不小于所述基座的高度h2和所述穿刺结构的高度h1之和；

8、优选的，所述基座采用硬质材料制成；优选的，所述基座采用金属材料制成；优选的，所述基座的上表面采用金属材质；

9、优选的，所述基座的横截面为空心圆形或者空心矩形；

10、优选的，所述给药腔体设置于所述球囊的外表面，所述基座其它外周面包含下表面，所述下表面固定于所述球囊的外表面，并且在展开构型时随着所述球囊的膨胀，带动所述基座向外运动，以此带动所述基座的上表面设置的所述穿刺部凸出；更优的，设置的所述折叠翼空间的高度应不小于凸设出所述球囊内表面的所述穿刺结构的凸伸高度；

11、优选的，所述基座与所述球囊粘贴或者等离子处理后焊接连接；

12、优选的，沿装置的轴向，穿刺结构两侧的折叠翼的端部距离穿刺结构的距离相等；

13、优选的，沿装置的周向，各个组的折叠翼对称设置，每组穿侧组件对称设置；优选的，每一组穿刺组件的所述穿刺结构为多个，且沿着所述基座的长度方向间隔设置，所述穿刺部的顶部呈尖部，所述穿刺部的端部围设成所述释药孔；优选的，每组所述穿刺组件中的每个穿刺结构等距分布；所述多组穿刺组件为三组或四组；

14、优选的，所述输送导管上还设置充泄压控制单元和输药控制单元，所述第二通道与所述球囊组成的流通充泄压用通道通过所述充泄压控制单元控制，第一通道与所述球囊通过所述输药控制单各自控制；所述第一通道设置第一鲁尔接口，第一鲁尔接口通过一导管分别连接多个药物输送通道所对应的导管腔；

15、优选的，沿所述第二通道的径向设置有凹槽，所述凹槽沿第二通道的轴向延伸设置，所述凹槽用于容纳所述第一通道，以使得所述装置的非球囊部分的径向尺寸更小；优选的，所述凹槽的半径不小于所述第一通道的外径；优选的，所述凹槽的深度可以不小于所述第一通道的外半径；

16、优选的，所述输送导管上还设置充泄压控制单元和输药控制单元，所述第二通道与所述球囊组成的流通充泄压用通道与所述药物输送通道分别通过所述充泄压控制单元和所述输药控制单各自控制。

17、可选地，所述穿刺部具有穿刺壁体、穿刺腔体以及穿刺面，所述穿刺面为所述穿刺部的顶部的面，即刺入组织时，产生刺入作用的面；所述穿刺面为一平面，所述穿刺面与垂直于所述穿刺结构的轴向的平面呈的角度a呈5～85°；

18、优选的，所述穿刺面为一圆锥面，所述圆锥面的角度a呈25～75°；

19、优选的，所述穿刺面为一凹面、凸面或者多棱柱面；

20、优选的，所述穿刺壁体的外部呈圆柱形、呈圆锥形、底部圆柱形顶部圆锥形、或者呈阶梯状，相适配的，所述穿刺腔体呈圆柱形、呈圆锥形或者阶梯状；

21、优选的，穿刺壁体的内部呈阶梯状，越靠近顶部，其内部的径向尺寸越小，进而能够呈阶梯式的增加药物输送的压力；

22、优选的，在所述穿刺壁体的内部，沿其轴向，其厚度不变化；

23、优选的，在所述穿刺壁体的内部，沿穿刺壁体的轴向，其厚度逐渐减小，厚度减小形成的锥度为0～10°；

24、优选的，所述穿刺壁体的内径向尺寸与外径向尺寸之比为0.2～0.8；

25、优选的，所述穿刺壁体的内径尺寸范围在约在2um-500um之间，更优的2um-200um，更优选为50-150um；

26、优选的，所述穿刺壁体的外部是沿球囊的轴向延展的面，所述穿刺腔体为沿着所述穿刺壁体形成一缝隙，所述穿刺壁体的横截面呈两个三角形相对的布设，所述穿刺壁体的中间呈所述穿刺腔体；所述释药孔是细长开口或者槽状开口；

27、优选的，所述释药孔沿所述穿刺部的轴向开口；

28、优选的，所述释药孔沿所述穿刺部的径向开口；

29、优选的，所述释药孔的开口朝向在轴向和径向之间的角度方向；

30、优选的，在同一个穿刺部上，所述释药孔为一个或者多个；

31、优选的，所述释药孔是圆形、椭圆形、矩形或者多边形形状；

32、优选的，所述穿刺部的材质为硬质材质；

33、优选的，所述给药腔体的横截面为圆形、椭圆形或者矩形；

34、优选的，所述穿刺部的高度h1在0.1～1.5mm之间，给药腔体的高度在0.1～0.5mm之间；优选的，所述给药腔体的壁厚t与外径d(横向尺寸w)之比为0.06～0.8，优选的，给药腔体的壁厚t与外径d(横向尺寸w)之比为0.05～0.45；优选的，所述穿刺部与给药腔体采用焊接或者粘接的方式连接；优选的，各个穿刺部之间的距离小于穿刺部的径向尺寸；优选的，各个穿刺部之间的距离为0.5～5mm；优选的，距离为1～2mm；

35、优选的，所述基座为一管体，呈圆柱形结构，所述基座为硬质材质制成；

36、优选的，所述基座为一板状结构，板状结构的长度小于所述球囊的轴向长度，所述板状结构的宽度不小于穿刺组件的给药腔体的直径，所述板状结构的厚度不小于穿刺组件的给药腔体的壁厚；

37、优选的，所述板状结构还具有弧度，所述板状结构与球囊接触的表面具有朝向球囊的弧度，进而使得板状结构能够与球囊的连接更加紧密；

38、优选的，板状结构朝向球囊的弧度的曲率与球囊的曲率一致。

39、优选的，沿所述球囊的轴向，穿刺组件的给药导管包括硬质导管与软质导管，硬质导管与软质导管分段间隔设置，穿刺结构设置于硬质导管上；

40、优选的，软质导管的数量比硬质导管的数量少一个；

41、优选的，软质导管能够发生弯曲，其能够在球囊的表面非轴向的延伸设置；

42、优选的，沿所述球囊的周向，前一段的硬质导管与后一段的硬质导管在球囊的周向方向不同，以形成错位布设；

43、优选的，所述给药腔体与第一通道连接；第一通道外径与给药腔体的内径适配；或者，第一通道的内径与给药腔体的外径适配；

44、优选的，所述第一通道采用软质材质或者硬质材质制成；

45、优选的，所述折叠翼之间不重叠；当球囊的直径在2～6mm时，所述折叠翼为3～5对；当球囊的直径在4～12mm时，所述折叠翼为5～6对；当球囊的直径在10～30mm时，所述折叠翼为6～12对；

46、优选的，所述基座的上表面与所述球囊内表面固定贴合设置，所述穿刺结构中至少部分结构凸设出所述球囊内表面，所述折叠构型下，凸设出来的所述穿刺结构设置在所述折叠翼形成的所述容置空间内；在所述展开构型下，随着所述球囊的膨胀，带动所述基座向外运动，带动所述凸设出来的所述穿刺结构伸出所述容置空间，所述容置空间变小或被膨胀消失；

47、优选的，每一组穿刺组件的所述穿刺结构为一对穿刺刀片，所述该对穿刺刀片沿着所述基座的长度方向设置，所述对穿刺刀片围设成一长条状的所述释药孔；

48、优选的，该对穿刺刀片沿着球囊的长度方向延伸设置；所述刀片呈底部宽上端窄的结构，刀头部分位于上端；所述刀片的横纵比为0.05～1；刀片的横纵比对0.1～0.25。

49、为解决上述技术问题，本发明还提供一种利用球囊实现药物输送的装置，包括：输送导管、至少一组药物释放组件以及球囊组件，其中：

50、所述输送导管具有近端部分和远端部分，所述输送导管包括互不连通的用于输送药物的第一通道和用于流通充泄压用的第二通道，至少在靠近远端部分的所述第一通道为多腔结构，所述多腔结构包含输送药物用的多个独立药物输送通道；

51、所述药物释放组件包括至少一释放结构和给药腔体，所述释放结构至少包括释药孔，该组中所述释药孔连通所述给药腔体；

52、球囊组件：至少包含一球囊，所述球囊通过一充泄压被配置为在折叠构型和展开构型之间变化；所述折叠构型下，所述药物释放组件分别单独被包附在所述球囊中；所述展开构型下，所述球囊的膨胀力带动所述药物释放组件运动至预先设定的目标区域，所述药物通过单独施加对应控制力，经过所述给药通道输送至目标区域。

53、可选地，所述药物释放组件为多组，该些组药物释放组件分别通过多个输药控制单元或同一个输药控制单元控制药物的运动；

54、优选的，所述给药腔体还包括给药腔和给药孔，所述第一通道与所述药物释放组件设置在球囊的内表面，所述释药孔位于所述球囊上，所述释药孔通过给药孔与给药腔连通；更优的，所述给药孔与所述释药孔的尺寸相同；

55、优选的，所述第一通道与所述药物释放组件设置在球囊的外表面，所述释药孔与给药腔连通；

56、优选的，所述给药腔的径向尺寸大于所述给药孔的直径；

57、优选的，所述给药腔的内径≥0.1mm；优选的，给药腔的内径≥0.3mm；更优的，给药腔的内径≥0.5mm，更优的，所述给药孔的内径尺寸范围在约在2um-500um之间，优选为2um-200um，更优选为50-150um；所述给药腔的内/外径之比为0.1～0.9，更优的，给药腔的内/外径之比为0.4～0.8；所述给药孔的内径小于所述给药腔的内径；优选的，给药孔的内径小于给药腔的内径的0.5倍，给药孔的内径甚至达到0.01mm以下；

58、优选的，所述药物释放组件是一空心丝线；

59、优选的，给药腔体的内径≥0.1mm；优选的，给药腔体的内径≥0.3mm；更优的，给药腔体的内径≥0.5mm；优选的，给药腔体的内/外径之比为0.1～0.9；更优的，给药腔体的内/外径之比为0.4～0.8；优选的，释药孔的内径小于给药腔体的内径，优选的，释药孔的内径小于给药腔体的内径的0.5倍；优选的，每个释药孔之间的间距为0.1～1mm，优选的，为0.25～0.75mm；优选的，所述给药腔体的横截面是圆形或者三角形的中空管材；当给药腔体是圆形时，所述给药腔体上的释药孔优选朝向所述球囊膨胀的方向；优选的，所述给药腔体上的释药孔与球囊膨胀的方向存在一定的夹角；优选的，在给药腔体的同一周向方向上，分别具有多个释药孔；

60、优选的，当给药腔体的横截面是三角形时，三角形柱体的两个侧面优选均具有释药孔；

61、优选的，释放结构还包括一基座，基座的上表面和其它外周面形成所述给药腔体，所述基座的上表面沿着所述球囊长度方向开设与释药孔连通的贯通孔，所述释药孔通过贯通孔与所述给药腔体连通。

62、为解决上述技术问题，本发明还提供一种给药装置，包括：

63、输送导管，所述输送导管具有近端部分和远端部分，所述输药导管包括充泄压腔体，所述药物释放组件包括给药腔体，所述给药腔体与充泄压腔体采用同一个腔室；

64、至少一组药物释放组件，所述药物释放组件包括至少一释放结构和给药腔体，所述释放结构包括释药孔，该组中所述释药孔连通所述给药腔体；

65、球囊组件：至少包含一球囊，所述球囊通过一充泄压被配置为在折叠构型和展开构型之间变化；所述折叠构型下，所述药物释放组件分别单独被包附在所述球囊中；所述展开构型下，所述球囊的膨胀力带动所述药物释放组件运动至预先设定的目标区域，所述药物通过单独施加对应控制力，经过所述给药通道输送至目标区域。

66、可选地，所述释放结构还包括穿刺部，所述腔室用于充盈药物的药物载体和/或药物的液体，所述液体被配置用于流通充泄压用和用于给药用，所述液体充满所述球囊来带动所述球囊膨胀，使所述球囊处于展开构型，所述液体通过单独施加对应控制力，通过所述给药通道实现给药；

67、优选的，释放结构还包括一基座，所述基座呈板状，所述穿刺部设置于所述基座上；优选的，基座与所有的释放结构一体成型；优选的，所述释放结构与基座的材质可由高分子聚合物、无机硅、金属等材料中的至少一种加工而成；优选的，释放结构的外径大于基座的内径，所述释放结构的内径小于基座的内径；优选的，所述基座位于所述球囊的外表面或者所述球囊的内表面；

68、优选的，所述穿刺部的顶部呈尖部，端部围设成所述释药孔，所述穿刺部为多个，且沿着所述基座的长度方向间隔设置；

69、优选的，所述穿刺部为一对穿刺刀片，所述该对穿刺刀片沿着所述基座的长度方向设置，所述对穿刺刀片围设成一长条状的所述释药孔。

70、优选的，所述球囊组件还包括导引导管，所述球囊密封附接在所述导引导管上，所述球囊折叠形成多个折叠翼，其沿着所述导引导管周向设置，每对相对设置的折叠翼形成一折叠翼空间，所述该些药物释放组件分别容置在该些适配的所述折叠翼空间内；

71、优选的，所述该些药物释放组件被配置为所述将药物植入所述目标区域或注射入所述目标区域。

72、可选地，所述给药装置上涂覆一层结构，优选的，所述涂层是药物涂层，优选的，所述药物涂层与所述给药装置中输送的药物为同一种药物或者不同种药物。

73、为解决上述技术问题，本发明还提供一种药物系统，所述药物系统包括药物颗粒和/或药物载体，所述药物颗粒和/或所述药物载体能够与一溶液混合形成药液，药液被输送至目标组织位置；

74、优选的，所述药物颗粒为药物晶体，所述药物晶体被输送至组织中能够实现药物缓释，所述药物颗粒的粒径为1～1000um，优选的，所述药物颗粒的粒径为1～150um，更优选的，所述药物颗粒的粒径为1～50um；所述药物晶体的缓释周期在一周至6个月；

75、优选的，所述药物载体为可降解高分子材料与药物混合制成药物缓释微球，所述药物缓释微球的直径在1～1000um，优选的，所述药物缓释微球的直径为1～150um，更优选的，所述药物缓释微球的直径为1～50um；所述缓释周期在1周至6个月；

76、优选的，所述药物载体具有孔隙，所述孔隙中容载药物，所述药物从孔隙中缓释，所述药物载体的直径在1～1000um，优选的，所述药物载体的直径为1～150um，更优选的，所述药物载体的直径为1～50um；所述缓释周期在1周至6个月。

77、优选的，所述药物载体中采用的高分子可降解材料包括：聚乳酸(pla)、聚乳酸-羟基乙酸共聚物(plga)、二氧化碳聚合物(ppc)、聚丁二酸丁二醇酯(pbs)、脂肪芳香聚酯ecoflex(pbat)、聚对苯二甲酸丙二醇酯(ppt)、聚β-羟基烷酸酯(pha)、聚ε-己内酯(pcl)、聚对二氧环己酮(ppdo)中的一种，或者是其中任意多种的聚合物的共聚物或者共混物；

78、优选的，所述药物系统为药物颗粒、或者药物载体、或者包含药物颗粒的药物载体或组合物，其包括一种或多种治疗物质、诊断物质、一种药物、一种治疗组合物、一种诊断组合物、生理活性剂、一种生物化学活性剂、一个或多个活细胞、dna、rna、核酸、用于将遗传物质递送到目标部位中的细胞载体、抗炎剂、一种抗再狭窄剂、一种细胞增殖抑制剂、平滑肌增生抑制剂、紫杉醇、雷帕霉素、依维莫司、血管活性剂、血管扩张剂、血管收缩剂、抗生素、抗凝剂、血小板凝集抑制剂、抗纤维化剂、α还原酶抑制剂、药学上可接受的载体、脂质基载体及其任意组合；

79、优选的，所述药物载体上设置一包覆层，药物设置在包覆层内，以形成缓释，包覆层能够被溶解；所述缓释周期在1周至6个月。

80、优选的，所述药物载体为球状、棒材或者片材；优选的，所述药物晶体为球状、多边形状、棒材或者片材。

81、为解决上述技术问题，本发明还提供一种医学微创系统，包括如上的任一项装置，以及包括如上所述的药物系统；优选的，所述装置包括输药控制单元，所述输药控制单元可配置加载到所述药物的输送力大小，以控制所述药物通过所述药物输送通道输送至所述目标区域；优选的，所述释药孔的直径大于所述药物系统的直径。

82、与现有技术相比，本发明有以下优点：

83、1、高效的药物转载能力：和涂药球囊(dcb)相比，药物不会在导管输送的过程中损失，且药物的注射是可以精准剂量的、多次的。

84、2、可持续的治疗效果：除单一药物以外、载药物微球有持续地药物释放功能。其释放周期可达1周至6个月之久，并持续可控。

85、3、手术操作简便：微针的周向分布结构，无方向性。这使医生在手术过程中无需调整导管的位置。药物可以在血管壁上被均匀地吸收，达到预期临床效果。