一種介入用的液態光傳導裝置的製作方法

2023-05-02 19:09:16 1

本發明涉及醫學領域中的介入放射學技術領域，具體涉及一種介入用的液態光傳導裝置。

背景技術：

1953年，seldinger氏首先報導了用穿刺針經皮股動脈穿刺插入導管的方法。這種閉式插管技術不阻斷插入血管(動脈或靜脈)的血流，出血少,使局部合併症由8％降到1.3％，從而使導管技術在診斷放射學及介入放射學，即手術放射學的不同領域裡發揮丁廣泛的作用。例如目前廣泛採用的頸外動脈插管術，在頭頸部惡性腫瘤術前可以採用化學藥物治療，給藥途徑以動脈插管直接推注藥物到腫瘤區，或採用有抗腫瘤藥物的微球，自動脈推置於腫瘤部位，而後緩慢釋放藥物，則其療效更佳。待腫瘤局限或縮小後，則可進一步行手術切除。

光動力療法(photodynamictherapy，pdt)是利用光動力效應進行疾病診斷和治療的一種新技術。其作用基礎是光動力效應。這是一種有氧分子參與的伴隨生物效應的光敏化反應。其過程是，特定波長的雷射照射使組織吸收的光敏劑受到激發，而激發態的光敏劑又把能量傳遞給周圍的氧，生成活性很強的單態氧，單態氧和相鄰的生物大分子發生氧化反應，產生細胞毒性作用，進而導致細胞受損乃至死亡。相比傳統療法，光動力療法的優勢有：1.創傷很小：藉助光纖、內窺鏡和其他介入技術，可將雷射引導到體內深部進行治療，避免了開胸、開腹等手術造成的創傷和痛苦。2.治療區域的選擇性：pdt療法的主要攻擊目標是光照區的病變組織，對病灶底部和周邊的正常組織無損傷，這種選擇性殺傷行為是其他常規手段所無法做到的。由於光敏劑只被病變細胞吸收並保留，無全身毒性，作用光波不為正常組織吸收，所以治療只針對病變組織而保證正常組織細胞無損傷。3.有效性：光動力作用能引起的血管損傷及由此導致的病變組織局部的缺血缺氧，最終殺滅病變部位。並且由於治療過程基於較強的藥物定位效應。自動產生於所有腫瘤、病毒疣、皰疹、增生血管以及眼底黃斑等部位，與此同時又能增強機體本身的免疫機制，防止復發或轉移，治療徹底、無復發，可以徹底根治。4.無耐藥、毒副作用：由於製劑本身無毒，進入人體後很快被代謝，不在體內產生蓄積，機體也不會對光敏製劑產生耐藥抗藥性。因此，光動力療法可以反覆使用。5.靈活性：光動力療法不受其他治療方法限制，可以完全獨立使用也可以與其他療法聯合使用。6.無創性：對發病器官上皮結構和膠原支架的損傷小，使創面癒合後保持器官外形和功能的完整性。治療無需手術，無需病人住院，治療時間短、無創傷，無痛苦。

由於光動力療法主要波長集中於600多納米的紅光波段，此波段在人體內吸收損耗大，一般只能傳輸幾毫米至數十毫米量級，對於一些深層腫瘤，無法起到有效的光動力治療作用；同時，光敏劑藥物通過靜脈注射進入血液循環系統，在到達病變部位之前通過血液循環遍及全身，在腫瘤補位富集程度較小且對正常組織易具有副作用。本發明提出了一種介入用液態光傳導系統，通過seldinger動脈插管技術將雷射和液體藥物引入動脈直達病變部位，雷射通過金屬包裹的液體藥物導管傳導，藥物及雷射從腫瘤內部的血管通道抵近治療，能夠使光敏劑及雷射直接作用於深部腫瘤，增強治療效果，減輕毒副作用。

技術實現要素：

有鑑於此，針對seldinger動脈插管技術的導管無法傳遞光能，以及光動力治療無法抵近體內病變部位的不足，本發明提出一種介入用的液態光傳導裝置，構成光能和藥物同時輸送的管道，藥物及雷射從腫瘤內部的血管通道抵近治療，能夠使光敏劑及雷射直接作用於深部腫瘤，增強治療效果，減輕毒副作用。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現：

一種介入用的液態光傳導裝置，包括內部為一空腔的導管，其所述導管的一端設有尾鞘，導管的另一端設有能夠注射液體介質和傳導雷射的液體-雷射耦合器；所述尾鞘上設有出口；所述導管內壁上鍍有金屬反射層，所述導管內能夠傳輸液體介質，雷射能夠在金屬反射層包裹的液體中進行傳輸，並通過尾鞘傳出。

進一步地，所述尾鞘為具有弧度的彎曲狀結構，且該尾鞘由與導管連接的一端至自由端逐漸變細，即從封閉端到自由端，其呈彎曲收縮形狀，外徑越來越小；

彎曲狀的所述尾鞘的凹面所在的一側(即收縮側或內側)設有能夠釋放液體介質和傳出雷射的出口；

彎曲狀的所述尾鞘的向外凸出的一側(即外側或延伸側，)為平滑的曲面。

進一步地，所述尾鞘採用能夠傳遞光的、透明的柔性高分子材料製成，如透明的高分子聚合物等，則使得光不僅能夠從出口導出，同時也能夠從整個透明的尾鞘導出。

進一步地，所述導管的外圍設有包裹該導管、並能夠減少血液阻力的親水層。

進一步地，所述親水層的材料為高分子聚合物，該高分子聚合物包括聚四氟乙烯。

進一步地，所述導管的外壁切割有花紋結構以增強所述導管的柔性，該花紋結構包括螺旋狀花紋或縱向條形花紋。

進一步地，所述液體-雷射耦合器上設有雷射入口、液體入口以及與所述導管連接的對接口，所述雷射入口與所述對接口在同一軸線上；

所述雷射入口與能夠發射雷射的雷射器連接。

進一步地，所述液體入口的開口方向與所述雷射入口和對接口所在的軸線垂直。

進一步地，所述雷射入口與所述對接口之間設有能夠將雷射輸送至對接口處的雷射通道，雷射再通過對接口進入所述導管中進行傳輸；

所述液體入口與所述對接口之間設有能夠將液體介質輸送至對接口處的液體通道，液體介質再通過對接口進入所述導管中。

進一步地，所述雷射通道上沿著雷射傳遞方向設有透明介質封閉層和能夠聚焦雷射的透鏡。

進一步地，所述導管為由金屬製成的金屬導管或由非金屬材料製成的非金屬導管，所述非金屬材料包括聚合物和石英等。

進一步地，所述金屬反射層為銀層。

進一步地，所述液態光傳導裝置的長度為0.5m-2m，其直徑為0.2mm-1mm，所述導管的內徑為0.25～0.35mm，所述導管外壁所切割的花紋深度小於0.2mm。

本發明至少具有以下有益效果：

本發明給出了一種介入用的液態光傳導裝置，通過seldinger動脈插管技術將雷射和液體藥物引入動脈直達病變部位，雷射通過金屬反射層包裹的液體藥物導管傳導，藥物及雷射從腫瘤內部的血管通道抵近治療，能夠使光敏劑及雷射直接作用於深部腫瘤，增強治療效果，減輕毒副作用。且該光傳導裝置整體可彎曲、旋轉，方便在內體傳遞。

附圖說明

圖1是本發明實施例所述的液態光傳導裝置的整體結構示意圖；

圖2是本發明實施例所述的液態光傳導裝置的橫截面示意圖；

圖3是本發明實施例所述的液態光傳導裝置末端的結構示意圖；

圖4是本發明實施例所述的液態光傳導裝置末端的剖面示意圖；

圖5是本發明實施例所述的含有縱向條形花紋的導管的部分結構示意圖；

圖6是本發明實施例所述的含有縱向條形花紋的光傳導裝置的部分結構示意圖；

圖7是本發明實施例所述的含有縱向條形花紋的光傳導裝置的部分結構示意圖；

圖8是本發明實施例所述的液體-雷射耦合器的立體結構示意圖；

圖9是本發明實施例所述的液體-雷射耦合器的剖面示意圖；

圖10是本發明實施例所述的液體-雷射耦合器的另一個剖面示意圖；

圖11是本發明實施例所述的液體-雷射耦合器省略部分結構的剖面示意圖；

圖12是本發明實施例所述的尾鞘位於血管內部的示意圖。

1、導管，2、尾鞘，3、液體-雷射耦合器，4、親水層，5、空腔，6、金屬反射層，11、縱向條形花紋，21、外側，22、內側，31、雷射入口，32、液體入口，33、對接口，34、雷射通道，35、液體通道，100、血管，101、血管壁，221、出口，341、透明介質封閉層，342、透鏡。

具體實施方式

下面對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。以下提供的本發明的實施例的詳細描述並非旨在限制要求保護的本發明的範圍，而是僅僅表示本發明的選定實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通方法人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。

實施例1

如圖1～11所示，一種介入用的液態光傳導裝置，包括導管1、尾鞘2和液體-雷射耦合器3，其主體為採用金屬製成的導管1，如採用不鏽鋼材料製成；該導管1內部為一空腔5結構，該空腔5內可傳遞液體介質和雷射，液體介質可為生理鹽水、光敏劑等；導管1的內壁鍍有金屬反射層6，減小雷射在導管1內傳輸的損耗，則該導管內能夠傳輸液體介質，雷射能夠在金屬反射層6包裹的液體中進行傳輸，並通過尾鞘2釋放至患病處。所述導管的外圍設有包裹該導管的親水層4，該親水層4能夠增強該裝置的血液通過性，減少血液阻力；所述親水層4的材料為高分子聚合物，如採用聚四氟乙烯等高分子聚合物。

所述導管的一端設有尾鞘2，導管的另一端設有能夠注射液體介質和傳導雷射的液體-雷射耦合器3；

如圖3～4所示，所述尾鞘2為具有弧度的彎曲狀結構，其彎曲度為形成了大約1/5～2/5個圓，且該尾鞘2由與導管連接的一端至自由端逐漸變細，即從封閉端到自由端，其呈彎曲收縮形狀，外徑越來越小，則尾鞘2的最末端呈一小尖；該彎曲收縮的構型有利於通過血管分叉。

彎曲狀的所述尾鞘2的向外凸出的一側(即外側21或延伸側，)為平滑的曲面；而在彎曲狀的所述尾鞘2的凹面所在的一側(即收縮側或內側22)設有一切口，即為能夠釋放液體介質的出口221，該出口221同時也能傳出部分雷射。

所述尾鞘2採用能夠傳遞光的、透明的柔性高分子材料製成，如透明的高分子聚合物等，如聚四氟乙烯聚合物等，該材料柔軟且透明，使尾鞘2在使用過程中，可在原有基礎上發生變形，如彎曲變形等。且透明的高分子聚合物使得雷射不僅能夠從出口221導出，同時也能夠從整個透明的尾鞘2導出。在光傳導裝置的尾端設置透明的柔性高分子材料尾鞘，能夠有效保護導管的尾端和血管內壁。

如圖3～7所示，為了增強所述導管的柔性或柔軟度，可通過雷射加工方式在該導管的外壁進行花紋切割，即切割花紋結構，使得整個光傳導裝置可以通過人體內較為曲折的血管。該花紋結構包括螺旋狀花紋(即環形螺旋)或縱向條形花紋11，螺旋狀花紋如圖3～4所示，縱向條形花紋11如圖5～7所示，其中，為了更清楚顯示縱向條形花紋11，圖5隻有導管1結構，省略了其他結構層。

如圖8～11所示，其中，圖11中省略了透明介質封閉層341和透鏡342，液體-雷射耦合器3設置於液態光傳導裝置的最外端，即設置於留在體外的一端，所述液體-雷射耦合器3上設有雷射入口31、液體入口32以及與所述導管連接的對接口33，所述雷射入口31與所述對接口33在同一軸線上，則方便光的直線傳遞。

所述雷射入口31與能夠發射雷射的雷射器連接，所述雷射入口31與所述對接口33之間設有能夠將雷射輸送至對接口33處的雷射通道34，雷射再通過對接口33進入所述導管中進行傳輸；雷射通道34為直線通道，方便光的傳遞；所述雷射通道34上沿著雷射傳遞方向設有能夠封閉雷射入口31的透明介質封閉層341和能夠聚焦雷射的透鏡342。則使用時，雷射器發射雷射，雷射進入雷射通道34中，經過透明介質封閉層341後再通過透鏡342聚光，然後傳輸到導管的空腔5中進行傳遞，最後從尾鞘2出傳出液態光傳導裝置。透鏡342和透明介質封閉層341的材料可以為k9玻璃、樹脂(丙烯基二甘醇碳酸酯)材料等。透明介質封閉層341能夠隔斷液體和雷射通道，杜絕了液體進入雷射通道中，同時能夠透光。

所述液體入口32從側面引入，即液體入口32的開口方向與所述雷射入口31和對接口33所在的軸線垂直。所述液體入口32與所述對接口33之間設有能夠將液體介質輸送至對接口33處的液體通道35，該液體通道35為一個微通道，液體介質從液體入口32引入，再經過液體通道35進入所述導管中進行傳輸。

雷射入口31和液體入口32互不影響，可獨立工作也可同時工作。通過該液體-雷射耦合器3可以同時將液體和雷射引入導管。

所述導管內的液體介質的折射率約為1.33。

所述液態光傳導裝置的長度為0.5m-2m，其直徑為0.2mm-1mm，所述導管的內徑為0.25～0.35mm，整體可彎曲、旋轉，所述導管外壁所切割的花紋深度小於0.2mm。

作為進一步優選的實施方式，所述金屬反射層6為銀反射層，即導管內壁鍍有銀膜。

作為進一步優選的實施方式，所述尾鞘2上的切口或出口221所在的面垂直於該切口或出口221處彎曲狀尾鞘的切線。

實施例2

實施例1中的導管還可以由非金屬材料製成非金屬導管，如採用聚合物或石英等製成。

具體實施時，可採用內徑為0.3mm，外徑為0.5mm的306不鏽鋼導管作為主體，內壁鍍銀膜，外壁切割為環形螺旋狀花紋切割，切割深度小於0.2mm；導管空腔5內液體折射率為1.33，雷射在液體及導管內壁反射下傳輸至尾鞘。尾鞘採用透明熱縮型聚合物材料緊密包裹於導管外壁，尾鞘彎曲並逐漸變細，尾鞘與導管可一體成型；所述尾鞘的尖端，即最外側的自由端的直徑可以與所述導管內空腔5的直徑一致，甚至更小，具體根據實際情況而定；該結構的尾鞘起到保護導管和血管的作用；尾鞘透明可透過雷射並具有藥物輸出的出口221。且尾鞘2整體看呈「c」型，在有利於在血管內選擇方向性示意，並在遇到血管100分叉時通過旋轉選擇方向，柔軟的尾鞘2會在原有基礎上進行適當的彎曲變形起到對整體的引導作用，如圖12所示，圖中灰色陰影部分為血管壁101。採用液體-雷射耦合器3作為體外接入端，該液體-雷射耦合器3的雷射入口具有封閉液體的透明介質密封層傳輸雷射，通過透鏡342進行聚焦耦合；液體通過側面微通道引導進入導管內。

具體使用時，該液態光傳導裝置的整體可彎曲、旋轉，通過seldinger動脈插管技術，在尾鞘的引導下進入血管抵達病變部位。具體地，在血管內光動力腫瘤治療中，例如引入光敏劑和紅色雷射進入肝臟腫瘤內血管，首先通過本裝置連接藥物注射裝置和紅色雷射器，通過經皮穿刺血管並在臨床影像引導下，將光纖導管插至病變部位。光敏劑藥物通過液體通道35進入導管中進行傳導，最終通過尾鞘的出口引入至腫瘤部位，紅色雷射通過液體及導管內壁反射下傳輸，通過透明的尾鞘照射在已注射光敏藥物的腫瘤瘤體，使瘤體內的光敏藥物發生光化學反應產生單態氧繼而引發腫瘤瘤體的壞死及凋亡，從而達到治療腫瘤的目的。

以上所述僅為本發明的優選實施例，並不用於限制本發明，對於本領域技術人員而言，本發明可以有各種改動和變化。凡在本發明的精神和原理之內所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。