[发明专利]具有偏心研磨头的旋磨装置

说明书

本发明提供了一种旋磨装置，在各种实施方案中，该旋磨装置具有附接了偏心研磨头系统的弹性的、细长的、可旋转的驱动轴。系统中的偏心增大研磨头的至少一部分具有组织清除表面‑通常是研磨表面。在某些实施方案中，研磨头可以是至少部分中空的。优选地，偏心增大研磨头具有从驱动轴的旋转轴线径向隔开的质心，促进偏心研磨头系统一起工作以打开狭窄病变到直径基本上大于增大研磨头在高速下运行时的外静止直径的能力。因此，某些实施方案包括具有不平衡的质心的系统从而不仅刺激更大的旋转直径并且以使得碎屑清除的推进效应发生的方式布置。可选地，其他实施方案可以包括具有带有平衡的质心的研磨头的系统。

发明人

马修D.康布罗纳，居住在明尼苏达州的Mounds View的美国公民。

本发明的背景

发明领域

本发明涉及用于从人体通道清除组织的装置和方法，如利用高速旋磨装置从动脉清除动脉粥样硬化斑块。

相关技术的说明

已经开发了各种技术和仪器用于清除或修复动脉和类似的人体通道中的组织。这些技术和仪器的常见目标是清除病人动脉中的动脉粥样硬化斑块。动脉粥样硬化的特征是病人的血管的内膜层(内皮下)中的脂肪沉积(动脉粥样化)的积聚。随着时间的推移，最初作为相对软的、富含胆固醇的动脉粥样硬化物质沉积的物质硬化成钙化动脉粥样硬化斑块。这种动脉粥样化限制了血液的流动，因此通常被称为狭窄性病变或狭窄，阻塞物质被称为狭窄物质。如果不加以治疗，这种狭窄能引起心绞痛、高血压、心肌梗死、中风等。

旋磨术已成为一种用于清除这种狭窄物质的常见技术。这种手术最经常地用于引起冠状动脉中的钙化病变的打开。很多时候旋磨术不单独使用，而紧接其后的是气囊血管成形术，继而，紧接气囊血管成形术的通常是支架的放置以帮助保持打开的动脉的通畅。对于非钙化病变，气囊血管成形术很多时候单独用于打开动脉，并且经常放置支架以保持打开的动脉的通畅。但是，研究已经表明显著百分比的已经经历过气囊血管成形术并且具有放置在动脉中的支架的患者遭受支架再狭窄-即支架的阻塞，支架的阻塞最经常随着时间的推移作为支架内的瘢痕组织过度生长的结果而发展。在这种情况下旋磨手术是从支架清除过量的瘢痕组织的优选手术(气囊血管成形术在支架内不是很有效)，从而恢复动脉的通畅。

已经开发了用于试图清除狭窄物质的几种旋磨装置。在一种类型的装置中，诸如美国专利第4,990,134号(Auth)所示，在弹性驱动轴的远端处携带由起研磨作用的研磨材料(如金刚石颗粒)覆盖的磨头(burr)。该磨头以高速旋转(典型地，例如，在约150,000-190,000rpm的范围内)，同时该磨头行进穿过狭窄。但是，该磨头在清除狭窄组织的同时阻塞血液流动。一旦磨头已经行进穿过狭窄，动脉将被打开成等于或仅稍大于该磨头的最大外部直径的直径。通常必须利用超过一种尺寸的磨头以打开动脉到所需的直径。

美国专利第5,314,438号(Shturman)公开了另一种具有驱动轴的旋磨装置，该驱动轴的截面具有增大的直径，该增大的表面的至少一段由研磨材料覆盖以限定该驱动轴的研磨段。当以高速旋转时，研磨段能够从动脉清除狭窄组织。美国专利第5314438号的公开内容在此通过引用以其整体并入。

美国专利第5,681,336号(Clement)提供了一种偏心组织清除磨头，该偏心组织清除磨头具有通过合适的粘合剂固定至其外表面的一部分上的研磨颗粒涂层。但是，由于如Clement在第3栏第53-55行所解释的，该不对称磨头在“比与高速消融装置一起使用时低的“较低速度”下旋转以补偿热或不平衡”，这种构建受到了限制。也就是说，考虑到固体磨头的尺寸和质量，以旋磨术中使用的高速(即20,000-200,000rpm)旋转磨头是不可行的。本质上，在该现有技术的装置中，质量的中心从驱动轴的旋转轴线偏移将导致显著离心力的发展，对动脉壁施加过大的压力并且产生过多的热量和过大的颗粒。