Устройство для фотодинамической терапии

Группа изобретений относится к катетерному устройству для использования при проведении фотодинамической терапии мочевого пузыря, набору и способу фотодинамической терапии. Группа изобретений обеспечивает требуемые длины волн и интенсивность света, компактность и гибкость катетерного устройства для того, чтобы можно было использовать только местную анестезию, а не общую анестезию (которая является необходимой при использовании более крупных и более жестких устройств). 3 н. и 20 з.п. ф-лы, 5 ил.

 

Данное изобретение относится к устройству для использования при проведении фотодинамической терапии полости тела или полого органа тела, такого как, например, мочевой пузырь, и к использованию такого устройства при проведении фотодинамической терапии аномалий, патологических нарушений или заболеваний внутренних поверхностей указанной полости тела или полого органа.

Фотодинамическая терапия (ФДТ) представляет собой относительно новую технику для лечения предраковых патологических состояний, раковых заболеваний и нераковых заболеваний, таких как инфекции и воспаление. ФДТ включает введение фотосенсибилизатора или его исходного вещества в представляющую интерес область. Фотосенсибилизатор или его исходное вещество вводят в клетки, где исходное вещество фотосенсибилизатора превращается в фотосенсибилизатор. Непосредственно после воздействия света на область, которая представляет интерес, фотосенсибилизатор возбуждается, как правило, из основного синглетного состояния до возбужденного синглетного состояния. Затем он подвергается межсистемному пересечению и переходит к более долгоживущему возбужденное триплетному состоянию. Одним из немногих химических веществ, присутствующих в тканях с основным триплетным состоянием, является молекулярный кислород. В тех случаях, когда фотосенсибилизатор и молекула кислорода находятся в непосредственной близости, может произойти перенос энергии, который обеспечивает возможность фотосенсибилизатору возвратиться до его основного синглетного состояния и создать кислородную молекулу в возбужденном синглетном состоянии. Синглетный кислород представляет собой очень агрессивное химическое соединение и очень быстро реагирует с любыми расположенными поблизости биомолекулами.

В конечном счете, эти деструктивные реакционные смеси будут убивать клетки за счет использования апоптоза или некроза, в результате чего, например, раковые клетки избирательно уничтожаются. Механизмы являются до сих пор еще не полностью понятными, но исследования дают основание предположить, что клинический результат, например, избирательность в отношении раковых клеток не является обусловленной селективным поглощением раковыми клетками. Скорее всего, существуют аналогичные уровни поглощения во всех типах клеток, но процессы конверсии и элиминации в злокачественных клетках являются различными и, как правило, в метаболически активных клетках, таких как, например, воспаленные или инфицированные клетки, что приводит к градиенту концентрации между раковыми и нормальными тканями.

В данной области являются известными и описанными различные фотосенсибилизаторы и исходные вещества фотосенсибилизаторов.

Типичные фотосенсибилизаторы включают в себя красители, такие как гиперицин и PVP-гиперицин, псоралены, порфирины, такие как гематопорфирины, протопорфирины, уропорфирины, копропорфирины, бензопорфирины или дейтеропорфирины, в частности Photofrin® (порфимер натрия), фотосан III или вертепорфин; хлорины, в том числе бактериохлорины и изохлорины, такие как хлорин Е6, талапофин или темопорфин, и фталоцианины, такие как фталоцианины алюминия и кремния.

Типичные исходные вещества фотосенсибилизаторов включают в себя 5-аминолевулиновую кислоту (5-ALA) и некоторые ее производные, например, N-производные 5-ALA или эфиры 5-ALA. Такие соединения представляют собой внутриклеточные превращенные протопорфирины, такие как, например, протопорфирин IX (PpIX), которые являются фотосенсибилизаторами. В настоящее время в клиническом применении для ФДТ используются несколько фармацевтических продуктов, содержащих эфиры 5-ALA или 5-ALA. Одним из них является Metvix®, дермальный продукт для местного применения в виде крема, содержащего 5-ALA метиловый эфир (Galderma, Швейцария) для фотодинамической терапии актинического кератоза и базально-клеточной карциномы. Другим известным продуктом является Levulan Kerastick® (DUSA Pharmaceuticals, Канада), раствор для фотодинамической терапии актинического кератоза, который содержит 5-ALA.

Известно, что 5-ALA эфиры используют клинически для выявления рака в мочевом пузыре. В известной технике Hexvix® (Photocure ASA, Норвегия) в мочевой пузырь вводили раствор, содержащий сложный гексиловый эфир 5-ALA, и поверхность мочевого пузыря подвергалась воздействию синего света. В ответ PpIX отображает обнаруженную красную флуоресценцию. Раковые клетки показывают более высокую флуоресценцию, чем нормальные клетки, и в связи с этим могут быть обнаружены раковые патологические изменения. Эта методика является известной как, например, фотодинамическая диагностика (ФДД).

5-ALA и сложный гексиловый эфир 5-ALA, а также несколько других фотосенсибилизаторов, таких как, например, Photofrin® были использованы экспериментально в доклинических и клинических исследованиях для фотодинамической терапии рака мочевого пузыря (в целях ознакомления: N. Yavari и др., Can J Urol. 2011 г., 18(4), 5778-86). Оказание медицинской помощи при поверхностных раковых поражениях в мочевом пузыре является сложной задачей: в тех случаях, когда они считаются слабо агрессивными, болезнь может продолжаться в течение многих лет и приводить к прогрессирующей потере функции мочевого пузыря; в то время как в тех случаях, когда они считаются агрессивными, они могут прогрессировать до инвазивной опухоли и привести к смерти до одной трети случаев. Стандартные способы лечения основаны на резекции раковых поражений с помощью трансуретральной резекции (TUR) мочевого пузыря и/или разрушения тканей всех видимых опухолей в сочетании с различными формами локальной химиотерапии или иммунотерапии, т.е. препаратами, которые вводятся в мочевой пузырь, такими как, например, митомицин С или бацилла Кальмета-Герена (БЦЖ). Тем не менее, у некоторых пациентов такая терапия является неудачной и поэтому существует потребность в альтернативном лечении, таком как ФДТ.

Внутренняя поверхность мочевого пузыря, то есть стенки мочевого пузыря, не является гладкой, но в тоже время состоит из ряда гребней, известных как руги, которые образуются путем складывания стенки мочевого пузыря. Функция руги состоит в том, чтобы обеспечивает возможность расширения мочевого пузыря в тех случаях, когда это является необходимым. В тех случаях, когда мочевой пузырь не заполнен, руги представляют собой складки в тканях. Тем не менее, в связи с тем, что мочевой пузырь заполняется мочой, он расширяется, при этом руги разворачиваются. Когда мочевой пузырь снова становится пустым, он снова складывается, а руги увеличиваются до прежнего размера. Для выполнения ФДД мочевого пузыря эти руги представляют собой проблему в силу того, что должна быть подвергнута воздействию света вся стенка мочевого пузыря таким образом, чтобы не были пропущены никакие раковые поражения.

В некоторых техниках предшествующего уровня техники эта проблема была решена следующим образом: либо мочевой пузырь был заполнен достаточным объемом физиологического раствора для получения гладкой стенки мочевого пузыря (R. Skyrme и др., BJU Int., 2005 г., 95 (5), 1206-1210) или непрерывное орошение с использованием физиологического раствора поддерживали в течение всей процедуры ФДТ при давлении промывки, которое было достаточным для растягивания мочевого пузыря без образования складок (A. Johansson и др., Proc, SPIE, Vol.7380, 73801S1-S9, 2009 г. ).

Обе процедуры являются довольно проблематичными в связи с тем, что размер/объем мочевого пузыря варьируется от пациента к пациенту, а объем для наполнения или давление промывки для непрерывной ирригации должны быть определены для каждого пациента до процедуры ФДТ, и объем мочевого пузыря должен контролироваться в течение ФДТ, как правило, при помощи проведения надлобкового ультразвукового исследования (см., например, R. Waidelich и др., Urology 2003 г., 61 (2), 332-337). Кроме того, сложность оборудования увеличивается с наличием одного или более просветов для введения или циркуляции физиологического раствора в мочевом пузыре, и по этой причине пациенты могут нуждаться в проведении общей анестезии во время ФДТ (см. R. Waidelich, ранее) или спинальной анестезии (R. Skyrme и др., BJU Int., 2005 г., 95 (5), 1206-1210).

В некоторых случаях были предложены новые медицинские устройства. У R. Waidelich, ранее, катетер оснащен баллоном Фолея для закрепления катетера в мочевом пузыре, а оптическое волокно подает свет на рассеивающий стержень, который предназначен для распределения света по всей внутренней поверхности во время ирригации физиологического раствора для того, чтобы поверхность была гладкой. Другое предложение (W. Beyer, Journal of Photochemistry and Photobiology B: Biology 36 (1996 г.) 153-156) использует световой аппликатор для ФДТ мочевого пузыря с использованием двух концентрических прозрачных баллонов. Наружный баллон, наполненный водой, заполняет мочевой пузырь и соприкасается с наружной стенкой, растягивая ее до состояния гладкой поверхности. Внутренний баллон заполнен жировой эмульсией в качестве рассеивающей среды и распределяет свет от оптического волокна с коническим концом.

В устройствах предшествующего уровня техники, описанных выше, источник света снаружи тела используется со светом, который передается к точке внутри тела через оптическое волокно, при этом он затем распространяется или рассеивается через конец оптического волокна и/или через дополнительное устройство в виде рассеивателя. С такими типами систем является трудным достичь простой конструкции для равномерного распределения света. В дополнение к этому, требование для относительно мощного и высокоинтенсивного источника света за пределами тела означает, что для обеспечения медицинского персонала для выполнения необходимой ФДТ требуется специальное оборудование и дополнительная подготовка.

Свет, проходящий через оптические волокна предшествующего уровня техники, всегда будет перемещаться в основном вдоль продольной оси катетера в прямом направлении, то есть в дистальном направлении вдоль направления продольной оси. В результате этого проецирование света во всех направлениях для обеспечения покрытия по всей внутренней поверхности полости тела или полого органа, которое требует относительно сложного перераспределения направления света и освещения внутренней поверхности у входа в полость тела или полый орган, является трудно достижимым. В противоположность этому, с предложенным выше устройством, посредством размещения источника света внутри тела и путем использования множества светоизлучающих элементов, которые расположены в разных областях, в дальнейшем становится возможным направлять свет во всех требуемых направлениях, в том числе к входу в полый орган или полость тела, с очень равномерным распределением и при этом с относительно простой конструкцией. Неожиданно было обнаружено, что светоизлучающие элементы, размещенные внутри тела таким образом, могут легко обеспечить требуемые длины волн и интенсивность света, в то время как они остаются очень компактными и по этой причине могут использоваться с катетерным устройством даже в тех случаях, когда используется относительно небольшой катетер, например, для лечения мочевого пузыря и при получении доступа через уретру. Устройство также может иметь достаточно малые размеры и может быть гибким для того, чтобы можно было использовать только местную анестезию, а не общую анестезию (которая является необходимой при использовании более крупных и более жестких устройств).

В предшествующем уровне техники, который описан выше, источник света, необходимый для генерации требуемых длин волн с необходимой интенсивностью посредством передачи вдоль оптического волокна, как правило должен представлять собой, например, лазер или мощную ксеноновую лампу с короткой дугой. Как отмечалось выше, это является относительно сложным элементом оборудования и часто не может быть легко доступным для медицинского персонала, а также требует дополнительной подготовки, мер предосторожности и/или средств обеспечения безопасности.

В соответствии с первым аспектом данное изобретение представляет катетерное устройство для использования при проведении фотодинамической терапии полости тела или полого органа тела, при этом катетерное устройство содержит: дистальную концевую часть, имеющую продольную ось и предназначенную для введения в полость тела или полый орган, при этом дистальная концевая часть содержит: расширяемый и позиционируемый баллон для расширения внутри полости тела или полого органа и, посредством этого, растяжения наружной стенки полости тела или полого органа, и источник света, расположенный на дистальной концевой части для того, чтобы находиться внутри полости тела или полого органа при использовании катетерного устройства; при этом источник света содержит множество светоизлучающих элементов, выполненных таким образом, чтобы испускать свет вперед в дистальном направлении вдоль направления продольной оси от первой области дистального конца, испускать свет наружу от продольной оси от второй области дистального конца, причем вторая область по меньшей мере частично находится внутри расширяемого и позиционируемого баллона, и испускает свет вокруг точки входа катетерного устройства в полость тела или полый орган от третьей области дистального конца, при этом третья область находится ближе к точке входа катетерного устройства в полость тела или полый орган, чем вторая область; и дистальная концевая часть также содержит второй баллон для удержания дистального конца внутри полости тела или полого органа, при этом второй баллон расположен на расстоянии от расширяемого и позиционируемого баллона и центрируется в местоположении ближе к проксимальному концу катетерного устройства, чем центр расширяемого и позиционируемого баллона.

Если вести речь о предложенной выше конструкции, то в связи с тем, что источник света содержится внутри устройства, не требуется в таком случае специализированное оборудование вне устройства. Вместо этого является необходимым только источник питания, и это может быть легко обеспечено вместе с катетерным устройством. Преимущественно было обнаружено, что излучатели света внутри тела могут обеспечить требуемую интенсивность и время лечения даже в тех случаях, когда питание происходит от батарей, что дополнительно увеличивает лечебную эффективность предлагаемых систем по сравнению с устройствами на основе оптического волокна, которые являются известными на предшествующем уровне техники. Неожиданно было обнаружено, что использование светоизлучающих элементов в полом органе или полости тела не приводит к чрезмерно высоким температурам и может легко обеспечить систему, которая не нагревает ткани тела выше безопасных температур для лечения тела, например, систему, температура которой остается ниже 43°С. В некоторых примерах такие безопасные температуры могут поддерживаться просто на основе доступного поглощения тепла внутри представляющих интерес полости тела или полого органа, и рассеивания тепла для остальной части тела, которые являются возможными. В качестве альтернативы, или в дополнение к этому, нагревание может быть необязательно аннулировано с помощью катетерного устройства, например, путем обмена жидкостей с внешней поверхностью тела, и/или до обработки может быть обеспечено охлаждение, например, с использованием текучей среды при температуре ниже температуры тела для того, чтобы расширить расширяемый и позиционируемый баллон.

В патенте WO 2015/006309 устройство описано прежде всего в контексте света, который передается через оптическую волоконную систему, но сделано также упоминание о возможном использовании излучателей света внутри тела, таких как светодиоды, хотя без каких-либо описаний уточнений, изложенных в данном документе. Устройство или патент WO 2015/006309 могут включать в себя один баллон для наполнения с целью размещения элементов подачи света на минимальном расстоянии от целевой ткани. Тем не менее, устройство в соответствии с первым аспектом изобретения, изложенным выше, значительно отличается от устройства в патенте WO 2015/006309 по причине использования конкретной конструкции светоизлучающих элементов в разных областях с особыми целями и посредством их комбинации с использованием двух баллонов, при этом расширяемый и позиционируемый баллон по меньшей мере частично содержит вторую область светоизлучающих элементов, а отдельный второй баллон представлен для удержания устройства внутри полости тела или полого органа.

Если вести речь о предлагаемом устройстве, то расширяемый и позиционируемый баллон предпочтительно обеспечивает возможность для правильного позиционирования устройства внутри полости тела или полого органа и подходящего расстояния между тканями тела и светоизлучающими элементами, в то время как отдельный второй баллон может удерживать дистальный конец внутри полости тела или полого органа с наполнением расширяемого и позиционируемого баллона, или без него. А значит из этого следует, что предлагаемое устройство может эксплуатироваться в различных режимах, включая наполненный только второй баллон или наполненные оба баллона, такие как для промывки полости тела или полого органа до или после лечения, инстилляции фотосенсибилизатора, фото динамической терапии и так далее, как более подробно описано ниже. Расширяемый и позиционируемый баллон может быть расположен таким образом, чтобы центрировать устройство по отношению к расширенной форме полого органа или полости тела, в результате чего может быть необходима минимальная световая доза для всех частей внутренней части полого органа или полости тела, и при необходимости равномерная световая доза во всех их частях. Расширяемый и позиционируемый баллон может также действовать в качестве предохранительного устройства, обеспечивая достаточное расстояние между светоизлучающими элементами и тканями тела и предотвращая перегрев и/или передозировку света.

По этой причине считается, что предлагаемое устройство может обеспечить улучшенный ФДТ за счет лучшего распределения света, а также увеличить легкость в использовании и уменьшить неудобства для пациента. На самом деле стало возможным, чтобы устройство могло использоваться медицинским персоналом с обычным обучением при использовании катетеров и в амбулаторных условиях, например, в урологической клинике для обработки мочевого пузыря. Как было отмечено выше, требуется только местная, а не общая анестезия.

Термин «дистальный» относится к направлению в сторону от врача (или от другого медицинского персонала, который использует устройство), что представляет собой также направление введения устройства внутрь организма. Термин «проксимальное» направление в этом контексте представляет собой направление в сторону врача и направление к противоположному концу устройства в сторону дистального конца. Дистальный конец, как правило, может иметь, в целом, цилиндрический корпус с источником света и расширяемым и позиционируемым баллоном, который располагается внутри цилиндрического корпуса или на цилиндрическом корпусе вместе с другими частями устройства. Продольная ось дистального конца предлагаемого устройства, как правило, может быть расположена по одной линии или на одной прямой с продольной осью катетера и, таким образом, в целом проходит тангенциально от трубчатой структуры тела, через которую катетерное устройство вводится в полость тела или полый орган, например, уретры при обработке мочевого пузыря. Тем не менее, при этом необходимо отметить, что катетерное устройство может представлять собой управляемое катетерное устройство и/или может иметь изогнутый конец для улучшения доступа к органу полости тела, представляющему интерес. В этом случае продольная ось дистального конца может отличаться от продольной оси катетера. Например, для облегчения доступа к мужскому мочевому пузырю за предстательной железой может использоваться конструктивное исполнение в виде катетера Coude.

В соответствии с первым аспектом изобретения множество светоизлучающих элементов источника света выполнены с возможностью испускать свет вперед в дистальном направлении вдоль направления продольной оси от первой области дистального конца; испускать свет наружу от продольной оси от второй области дистального конца; и испускать свет вокруг точки входа катетерного устройства в полость тела или полый орган от третьей области дистального конца. В примерах реализации изобретения множество светоизлучающих элементов могут содержать один или более светоизлучающий элемент (светоизлучающих элементов), которые расположены в первой области, второй области и/или третьей области. Свет, который излучается от первой, второй и/или третьей области, может испускаться светоизлучающими элементами, расположенными в других участках на дистальном конце, с использованием световодных устройств, таких как линзы и/или отражатели, предназначенных для направления света в требуемую область (области) и проецирования света в требуемом направлении (направлениях). В предпочтительном примере, как поясняется дополнительно ниже, множество светоизлучающих элементов содержат по меньшей мере один светоизлучающий элемент в каждой из следующего: первой области, второй области и третьей области, при этом светоизлучающий элемент (элементы) расположены в каждой области, обеспечивая при этом свет от этой области.

Термин «полость тела/полый орган» относится к таким полостям/органам, которые имеют негладкие поверхности или руги. Это включает влагалище, желудок, кишечник, мочевой пузырь и желчный пузырь, и предпочтительно относится к мочевому пузырю. Термин «полость тела/полый орган» предпочтительно следует понимать, как исключающий кровеносные сосуды, и, в связи с этим, в предпочтительных вариантах реализации изобретения устройство не предназначено для обработки кровеносных сосудов.

Предполагается, что данное устройство будет особенно эффективным при обработке мочевого пузыря. Предлагаемое устройство устраняет необходимость в жидкости (например, физиологическом растворе) для растяжения стенки мочевого пузыря при ФДТ, а также для улучшения распределения света и облегчения обработки мочевого пузыря. В связи с этим в предпочтительном варианте реализации изобретения устройство предназначено для обработки мочевого пузыря. Физиологический раствор все еще может быть введен в мочевой пузырь (или другой орган тела) для целей охлаждения или для «смазывания» в том отношении, что солевой раствор может уменьшить трение между баллоном и стенкой мочевого пузыря, но для растяжения мочевого пузыря физиологический раствор не нужен.

Использование источника света, предоставляемого как часть катетерного устройства и используемого внутри организма, и в связи с этим исключение необходимости в подготовке специалистов и/или обеспечении оборудования за пределами организма означает, что катетерное устройство может быть сконструировано в виде устройства для одноразового использования, при этом все части, которые находятся в контакте с пациентом являются одноразовыми. В связи с этим, в предпочтительном варианте реализации изобретения катетерное устройство представляет собой одноразовое устройство для однократного применения. Это может относиться не только к дистальной концевой части устройства с описанными выше конструктивными особенностями, но также и к частям проксимального конца катетерного устройства, таким как, например, источник питания, цепь управления и/или жидкостные муфты и жидкостные двигательные устройства, как описано более подробно ниже.

Источник света, как правило, будет с электрическим питанием, при этом питание подается через электрические провода вдоль катетера от источника питания, который находится за пределами тела. Является предпочтительным, чтобы источник света питался от батареи или источника питания низкого напряжения, которые находятся за пределами тела.

Множество светоизлучающих элементов могут представлять собой любые пригодные светоизлучающие элементы, которые способны вырабатывать свет с требуемой интенсивностью и длиной волны для представляющей интерес ФДТ. Спектры поглощения фотосенсибилизаторов, известных в данной области, являются доступными в литературе, например, спектр поглощения PpIX, фотосенсибилизатора, который является результатом клеточной конверсии исходных веществ, таких как 5-ALA или производных 5-ALA, таких как сложные эфиры 5-ALA, описан, например, в патенте США 6645230, Фиг. 9. N. Yavari и др., Can J Urol 18 (4), 2011 г., 5778-5786 представили в таблице 1 обзор основной длины волны активации различных фотосенсибилизаторов и исходных веществ фотосенсибилизаторов. Для исходных веществ, таких как, например, 5-ALA или производных 5-ALA, таких как сложные эфиры 5-ALA, было обнаружено, что особенно эффективное облучение осуществляется с длиной волны света в диапазоне 300-800 нм, например, 400-700 нм и 500-700 нм, и в связи с этим светоизлучающие элементы могут быть выбраны для света при этих длинах волн.

Известно, что красный свет (600-670 нм) хорошо проникает внутрь тканей, и использование красного света в процедуре ФДТ может в связи с этим быть полезным для разрушения аномалий, например, неопластической ткани, в более глубоких слоях тканей. Для разрушения поверхностных повреждений может использоваться синий свет (400-500 нм), который, как правило, используется при фотодинамической диагностике или может быть использован зеленый свет (500-560 нм).

В качестве альтернативы для эффективного разрушения поверхностных и более глубоких поражений могут использоваться различные длины волн. Например, при проведении ФДТ мочевого пузыря использовалось облучение белым светом с исходными веществами, такими как 5-ALA или производными 5-ALA, такими как сложные эфиры 5-ALA (см., например, A. Johansson и др., Ргос.of SPIE Vol. 7380, 73801S1- S9, 2009 г. или R. Waidelich и др., Urology 2003 г., 61 (2), 332-337).

В части, касающейся обработки мочевого пузыря и при аналогичных режимах ФДТ ожидается, что красный свет будет наиболее полезным, и, в связи с этим, светоизлучающие элементы могут быть расположены для получения света с длиной волны в диапазоне 600 -670 нм, например, с длиной волны около 635 нм.

Источник света может испускать свет на стенки представляющих интерес полого органа или полости тела с плотностями потока не более 100 мВт/см² и, при необходимости 50 мВт/см² или менее, такими как плотность потока в диапазоне 10-35 мВт/см², например, плотность потока, составляет, возможно, около 15-25 мВт/см². Временные режимы обработки могут быть установлены для того, чтобы обеспечить световую дозу от 10 Дж/см² до 100 Дж/см². Такие типы плотности потока и световых доз могут обеспечивать эффективное проведение ФДТ для мочевого пузыря и подобных органов.

В предпочтительных вариантах реализации изобретения в качестве светоизлучающих элементов источника света используются светоизлучающие диоды (LED, СИД, светодиоды). Светодиоды могут обеспечить дешевый и эффективный источник света для таких типов длин волн и интенсивностей, которые являются необходимыми для безопасного и эффективного проведения ФДТ, а также они являются доступными в достаточно малых размерах. В одном примере используются светодиоды с площадью основания 0,3 мм² или менее. Использование светодиодов такого типа с малыми размерами, предпочтительно в комбинации с гибкой печатной платой (РСВ), по меньшей мере для центральной части матрицы, позволяет устройству быть достаточно гибким для того, чтобы его можно было проводить в требуемое положение внутри тела. К примеру, если рассматривать случаи, касающиеся устройства для обработки мочевого пузыря у мужчин, то в данных обстоятельствах дистальный конец должен маневрировать вокруг предстательной железы. В качестве альтернативы могут использоваться другие светоизлучающие элементы, такие как светоизлучающие конденсаторы, лампы, созданные на основе технологии индуцированных полем электролюминесцентных полимеров, или другие подобные технологии. Важным для работы катетерного устройства является длина волны и интенсивность света, способность иметь множество светоизлучающих элементов малого размера в источнике света и предотвращение чрезмерного нагрева. Устройство может использовать любые светоизлучающие элементы, которые обеспечивают требуемые возможности, но в настоящее время предпочтительными являются светодиоды, хотя бы только по соображениям экономии.

Предпочтительно каждый из светоизлучающих элементов излучает свет по объему, имеющему форму сферического сектора, например, сферический сектор с углом 140 градусов на его вершине является типичным. Для фокусировки или рассеивания света могут быть использованы линзы или покрытие с рассеивающими частицами. Каждый из светоизлучающих элементов источника света может располагаться рядом с дополнительными светоизлучающими элементами в каждой из трех областей, в результате чего свет от каждого светоизлучающего элемента перекрывается светом от рядом расположенных светоизлучающих элементов.

Светоизлучающие элементы могут быть расположены в матрице, которая имеет множество частей, включая частично или полностью первую дистальную часть, расположенную в первой области для испускания света вперед в дистальном направлении, вторую центральную часть, расположенную во второй области для испускания света наружу от продольной оси дистального конца катетерного устройства и третью проксимальную часть, расположенную в третьей области для испускания света вокруг точки входа катетерного устройства в полость тела или полый орган. Является предпочтительным, чтобы третья область находилась за пределами расширяемого и позиционируемого баллона, а вторая область находилась по меньшей мере частично внутри или полностью внутри расширяемого и позиционируемого баллона. Первая область может находиться за пределами расширяемого и позиционируемого баллона, и предпочтительно находится на противоположной к третьей области стороне баллона.

Одна или более из трех частей матрицы светоизлучающих элементов могут предпочтительно также испускать свет в других направлениях. В частности, свет, испускаемый из различных частей матрицы, может перекрываться или по меньшей мере формировать полный объем испускаемого света для прохождения по всей внутренней поверхности стенки полости тела или полого органа. Таким образом, множество светоизлучающих элементов может быть выполнено с возможностью испускания света изнутри полости тела или полого органа на примерно сферическую поверхность без теней или неосвещенных областей, за исключением, само собой разумеется, области отверстия в полость тела или полый орган (например, по всему поперечному сечению уретры, в тех случаях, когда обрабатывается мочевой пузырь), в том месте, где будет присутствовать основная часть катетера, и по понятным причинам освещение является невозможным, а также и не требуется.

Первая дистальная часть матрицы может быть выполнена с возможностью испускания света вперед в дистальном направлении, а также в объеме, охватывающем по меньшей мере конусный или сферический сектор, центрированный на продольной оси дистального конца и расширяющийся в диаметре в дистальном направлении. Первая часть матрицы может испускать свет на большую часть сферы, центрированной на продольной оси дистального конца, включая испускание некоторого света кнаружи под прямым углом к продольной оси и, при необходимости, назад в проксимальном направлении, то есть по всему объему с формой сферы без сферического сектора. Таким образом, тень в свете, испускаемом первой частью, может представлять собой конус (или сферический сектор), который центрирован на продольной оси дистального конца и расширяется в диаметре в проксимальном направлении.

Вторая центральная часть матрицы может быть выполнена с возможностью испускания света наружу от продольной оси дистального конца, то есть в направлениях, проходящих под прямым углом к оси. Вторая часть может быть выполнена с возможностью испускания света, как под прямым углом к оси, так и в объемах, проходящих вперед и назад вдоль дистального и проксимального направлений, тем самым освещая объем формы цилиндра или сферы, центрированной на продольной оси дистального конца с коническими тенями/неосвещенными областями на обоих концах цилиндра и центрированными на продольной оси.

Третья проксимальная часть матрицы может быть выполнена таким образом, чтобы испускать свет аналогично второй части, но из третьей области, которая расположена ближе к входу в полый орган или полость тела, чем вторая область. Третья часть может испускать свет в объеме, который охватывает цилиндр или сферу с двумя коническими тенями/неосвещенными областями на обоих концах цилиндра и центрированными на продольной оси. В связи с тем, что всегда необходимо, чтобы катетерное устройство для части катетера проходило через трубчатую структуру тела, которая образует вход в полость тела или полый орган, то в таком случае, как упомянуто выше, всегда будет тень на отверстии в полость тела или полый орган в том месте, где освещение является невозможным. При использовании второй части с местоположением во второй области и дополнительной третьей части с местоположением в третьей области, которая находится ближе к точке входа, чем вторая область, то в таком случае эффект «тени» от корпуса катетера сводится к минимуму и может быть достигнуто полное и эффективное освещение внутренней части полого органа или полости тела.

Следует понимать, что в некоторых случаях протяженность второй области и протяженность третьей области могут быть такими, что эти две области будут встречаться. Таким образом, матрица светоизлучающих элементов может содержать объединенную вторую и третью части, проходящие по второй и третьей областям. Тем не менее считается, что равномерное распределение света при требуемой интенсивности может быть достигнуто, если существует разделение между второй областью и третьей областью, которое в таком случае может обеспечить преимущества в конструкции устройства, например, в отношении пространства для выпускных отверстий для текучей среды и/или точки соединения для расширяемого и позиционируемого баллона, как более подробно описано ниже.

Первая часть матрицы может находиться на наконечнике дистального конца катетерного устройства и предпочтительно содержит по меньшей мере один светоизлучающий элемент на наконечнике, обращенный в дистальном направлении, а также при необходимости дополнительные светоизлучающие элементы, расположенные вокруг наконечника и обращенные наружу от направления продольной оси дистального конца, то есть под прямым углом к нему, и/или обращенные в направлениях под углом от прямого угла к продольной оси до дистального направления. Может быть кластер светоизлучающих элементов на наконечнике, обращенных в дистальном направлении. Является предпочтительным, чтобы все светоизлучающие элементы в первой части были расположены таким образом, чтобы свет от каждого светоизлучающего элемента перекрывался светом от одного или более расположенных рядом светоизлучающих элементов в первой части.

Вторая часть матрицы может быть полностью внутри расширяемого и позиционируемого баллона, и предпочтительно вторая область проходит через центр расширяемого и позиционируемого баллона и/или через местоположение, которое находится в центре полости тела или полого органа, когда устройство используется. Вторая часть матрицы может содержать множество светоизлучающих элементов, которые расположены вокруг и вдоль продольной оси дистального конца, например, вокруг цилиндрической формы, центрированной на продольной оси. В примерах реализации изобретения имеется множество колец светоизлучающих элементов с по меньшей мере тремя светоизлучающими элементами в каждом кольце, и по меньшей мере три кольца, которые расположены рядом друг с другом вдоль продольной оси дистального конца. Например, могут быть четыре кольца, каждое из которых состоит из четырех светоизлучающих элементов. Является предпочтительным, чтобы все светоизлучающие элементы во второй части были расположены таким образом, чтобы свет от каждого светоизлучающего элемента перекрывался светом от одного или более расположенных рядом светоизлучающих элементов во второй части.

В предпочтительном конструктивном исполнении вторая часть матрицы содержит гибкую печатную плату, удерживающую светоизлучающие элементы, при этом гибкая печатная плата свертывается в цилиндрическую форму для того, чтобы сформировать в целом цилиндрическую форму, удерживающую светоизлучающие элементы центральной части. Светоизлучающие элементы на гибкой печатной плате могут быть расположены так, чтобы образовывать спираль вокруг цилиндрической формы центральной части.

Третья часть матрицы может иметь одинаковую форму со второй частью, но как правило она будет иметь в меньшей степени протяженность в направлении вдоль продольной оси дистального конца. Третья часть матрицы может в связи с этим содержать множество светоизлучающих элементов, которые расположены вокруг и вдоль продольной оси дистального конца, например, вокруг цилиндрической формы, центрированной на продольной оси. В примерах реализации изобретения имеется по меньшей мере одно кольцо светоизлучающих элементов с по меньшей мере тремя светоизлучающими элементами в кольце, и по меньшей мере одно или более колец, которые расположены рядом друг с другом вдоль продольной оси дистального конца. Например, могут быть два кольца, каждое из которых состоит из четырех светоизлучающих элементов. Является предпочтительным, чтобы все светоизлучающие элементы в третьей части были расположены таким образом, чтобы свет от каждого светоизлучающего элемента перекрывался светом от одного или более расположенных рядом светоизлучающих элементов в третьей части.

В приводимых в качестве примера вариантах реализации изобретения, при условии, что катетерное устройство предназначено для обработки мочевого пузыря, то в таком случае проксимальная часть преимущественно может обеспечивать эффективное освещение мочепузырного треугольника, что является невозможным в устройствах предшествующего уровня техники. Таким образом, катетерное устройство для обработки мочевого пузыря может иметь источник света, содержащий третью часть, расположенную в третьей области дистального конца, при этом при использовании третья область располагается рядом и/или внутри мочепузырного треугольника для того, чтобы освещать стенки треугольника.

Питание для каждой части матрицы светоизлучающих элементов может подаваться от одного и того же источника питания, и для обеспечения питания для всех светоизлучающих элементов предпочтительно используется одна пара проводов. Источник света может содержать схему для соединения всех светоизлучающих элементов с источником питания. Светоизлучающие элементы могут быть просто соединены последовательно, но предпочтительно в схеме используются как параллельные, так и последовательные соединения, принимая во внимание, что параллельные соединения используются для того, чтобы поддерживать низкое напряжение, а последовательные соединения используются для того, чтобы избежать возможности использования одного неисправного светодиода, который потребляет весь ток. Если бы все светоизлучающие элементы были одинаковыми, то это привело бы в результате к получению одной и той же интенсивности света от каждого из светоизлучающих элементов. Тем не менее может быть преимущественным обеспечивать возможность для различной интенсивности света от различных светоизлучающих элементов, и в частности для светоизлучающих элементов в различных областях. В связи с этим, для того, чтобы получить требуемое распределение интенсивности света в различных областях в некоторых примерах используются различные типы светоизлучающих элементов, или светоизлучающие элементы одного и того же типа, но обеспечивающие свет с различной интенсивностью. В некоторых примерах схема для соединения светоизлучающих элементов с источником питания может иметь три канала питания (например, схемы драйвера светодиодов) для трех областей/трех частей матрицы. Это обеспечивает возможность для индивидуальной настройки каждого канала для достижения требуемого распределения света. Схема для соединения светоизлучающих элементов с источником энергии может содержать наружный светоизлучающий элемент, соединенный со светоизлучающими элементами дистального конца, в результате чего во всех случаях, когда светоизлучающие элементы дистального конца испускают свет, тогда наружный светоизлучающий элемент также испускает свет. Такой наружный светоизлучающий элемент, который, например, может представлять собой светодиод, может обеспечить простое обозначение того, что в текущий момент времени проводится фотодинамическая терапия.

Расширяемый и позиционируемый баллон обеспечивает минимальное расстояние между светоизлучающими элементами и стенкой мочевого пузыря. Таким образом это ограничивает максимальную световую дозу и обеспечивает надежную высокую степень однородности минимальной световой дозы. Расширяемый и позиционируемый баллон и, при необходимости, второй баллон могут действовать в качестве пассивного фильтра для некоторых или всех областей баллона и, в связи с этим, ограничивать проходящий свет в этих областях для того, чтобы способствовать равномерности света, испускаемого на стенку мочевого пузыря. По меньшей мере один из следующих: расширяемый и позиционируемый баллон или второй баллон может иметь оболочку, содержащую ослабляющую свет среду, в результате чего ослабление света, проходящего через оболочку баллона, изменяется в зависимости от уровня наполнения баллона для того, чтобы обеспечить возможность регулирования световой дозы в зависимости от уровня наполнения баллона. Таким образом, уровень наполнения баллона может регулировать световую дозу для тканей тела за пределами баллона. Это может обеспечивать автоматическое регулирование световой дозой таким образом, чтобы установить взаимосвязь с минимальным расстоянием до тканей тела от светоизлучающих элементов, что может определяться расстоянием между светоизлучающими элементами и наружной поверхностью баллона. Световая доза, полученная объектом, изменяется обратно пропорционально квадрату расстояния от источника света до объекта. При малых размерах полости тела или полого органа, например, в случае мочевого пузыря с размерами меньшими, чем среднестатистические, может возникнуть риск того, что расстояние между светоизлучающими элементами и тканями тела будет малым, и если весь свет будет передаваться через оболочку баллона, то будет получена чрезмерная световая доза. При использовании оболочки баллона с ослабляющей свет средой количество света, которое может проходить через баллон при меньшей наполнении, может быть ограничено по сравнению с количеством света при большем наполнении, и этот риск может быть предотвращен. При подходящей калибровке источника света и ослабляющей свет среды можно установить устройство для обработки в пределах диапазона размеров мочевого пузыря, при этом обеспечивается известный постоянный уровень интенсивности излучения на стенке мочевого пузыря, который не зависит от размера мочевого пузыря.

Ослабляющая свет среда может находиться внутри материала баллона или на поверхности баллона. Ослабляющая свет среда может содержать пигмент или краситель, которые могут быть смешаны с материалом оболочки баллона во время производства или нанесены на поверхность оболочки баллона. В качестве альтернативы или дополнительно, ослабляющая свет среда может содержать частицы, такие как, например, микрочастицы, наночастицы или волокна, такие как, например, микроволокна. А значит из этого следует, что ослабляющая свет среда может генерировать эффект ослабления света путем отражения или преломления света при помощи таких частиц. В одном примере частицы располагаются внутри оболочки таким образом, что в тех случаях, когда баллон расправляется, промежутки между частицами являются малыми или частицы перекрываются, но в тех случаях, когда баллон расширяется, то в таком случае промежутки между частицами увеличиваются по размеру. Другая возможность заключается в том, что ослабляющая свет среда содержит плазменные частицы, такие как, например, наночастицы золота. Такие частицы имеют сильное взаимодействие со светом на определенных длинах волн, с помощью которого электроны на поверхности подвергаются коллективным колебаниям, известным как поверхностный плазмонный резонанс (SPR). Это может быть использовано для управления поглощением и рассеиванием света.

Расширяемый и позиционируемый баллон может представлять собой оболочку вдоль и вокруг части дистального конца в тех случаях, когда он находится в нерасширенной форме. В некоторых примерах реализации изобретения эта оболочка охватывает вторую область и, таким образом, она может полностью или частично охватывать вторую часть матрицы светоизлучающих элементов. Оболочка может быть расположена в виде одного слоя, или она может быть по меньшей мере частично в виде множества слоев с одной или более разворачивающейся складкой (складками), при этом оболочка свертывается назад вокруг своей оси. Сложенная оболочка может обеспечить возможность для использования баллона большего размера с меньшей упругой деформацией баллона во время расширения. В некоторых случаях баллон может расширяться во время использования как эластично, так и пластично, и в этом случае баллон может иметь больший размер в тех случаях, когда он уже опустошен после использования, чем перед опустошением. В связи с этим нерасширенная форма баллона может различаться до и после расширения. В одном примере баллон может представлять собой однослойную оболочку перед расширением, но может по меньшей мере частично образовывать множество слоев вокруг дистального конца в тех случаях, когда он после использования опустошается. Дистальный конец может иметь более узкое поперечное сечение на наконечнике, чем внутри расширяемого и позиционируемого баллона для того, чтобы двойная толщина оболочки баллона могла удерживаться вокруг наконечника без увеличения общего поперечного сечения. Следует понимать, что во время извлечения дистального конца из полости тела или полого органа любой свободный материал баллона будет скользить в направлении наконечника, и обеспечение более узкого поперечного сечения на наконечнике означает, что сложенная часть баллона может быть расположена в пределах максимального диаметра, сохраняя в то же время общее поперечное сечение дистального конца.

Расширенная форма расширяемого и позиционируемого баллона предпочтительно выполнена для расширения соответствующей полости тела или полого органа с целью получения гладкой стенки на их внутренней поверхности. Расширяемый и позиционируемый баллон может, например, иметь при расширении, в целом, сфероидальную форму, включая сжатый у полюсов или вытянутый сфероид. Расширенная форма расширяемого и позиционируемого баллона может иметь пустоты на своем наружном конце в том месте, где баллон соединяется с дистальным концом катетерного устройства. Таким образом, расширяемый и позиционируемый баллон может быть расположен таким образом, чтобы выступать наружу в дистальном и/или в проксимальном направлении вдоль продольной оси дистального конца, в результате чего расширяемый и позиционируемый баллон имеет большую протяженность вдоль направления продольной оси в тех случаях, когда он расширяется, чем когда он находится в нерасширенном состоянии. Принимая во внимание данное обстоятельство расширяемый и позиционируемый баллон может иметь форму сфероида с углублениями на одном или на обоих концах, например, форму, похожую на яблоко, которая может представлять собой тороидальную форму, включая роговидный профиль или шпиндельный профиль, а также аналогичные тороиды на основе эллипсов или других форм, но не на основе кругов.

Преимущественно первая область, которая может содержать первую часть матрицы светоизлучающих элементов, может быть расположена за пределами баллона на дистальном конце расширяемого и позиционируемого баллона. В этом случае расширяемый и позиционируемый баллон предпочтительно имеет дистальную полость на дистальном конце в тех случаях, когда он расширяется, при этом первая область находится в пределах дистальной полости. Это означает, что первая область может излучать свет непосредственно в направлении стенки отверстия тела или полого органа за пределы дистального конца катетерного устройства и что светоизлучающие элементы в первой области могут находиться на наконечнике дистального конца, а также в непосредственной близости к стенке, тогда как в то же время расширяемый и позиционируемый баллон будет действовать для того, чтобы предотвратить контакт наконечника и/или светоизлучающих элементов со стенкой. Таким образом, расширяемый и позиционируемый баллон в тех случаях, когда он находится в расширенном состоянии, предпочтительно проходит вдоль направления продольной оси дистального конца по меньшей мере до первой области и/или наконечника дистального конца. Может быть важным избегать контакта светоизлучающих элементов и/или наконечника дистального конца со стенкой полости тела или полого органа в связи с тем, что эти части могут быть относительно твердыми и, в силу этого, могут повредить ткани стенки, а также потому, что светоизлучающие элементы также могут выделять тепло, которое приводит к другому риску повреждения тканей стенки.

Размер и объем расширяемого и позиционируемого баллона будут зависеть от полости тела или полого органа, которые представляют интерес. В части, касающейся обработки мочевого пузыря расширяемый и позиционируемый баллон может быть выполнен с возможностью расширения до сфероидальной или тороидальной формы с расширенным диаметром и/или высотой от 40 мм до 100 мм, например, около 60 мм. Это обеспечивает возможность для расширения стенки мочевого пузыря без необходимости заполнения мочевого пузыря полностью баллоном в обязательном порядке, в результате чего остается еще свободное место для накопления мочи в мочевом пузыре и движения текучей среды в мочевом пузыре и вокруг него, например, как следствие функций организма, для очистки или промывки мочевого пузыря и/или для транспортировки фармацевтических композиций в мочевой пузырь, таких как фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора.

Второй баллон может преимущественно представлять собой баллон Фолея для расширения в точке входа катетерного устройства в полость тела или полый орган для того, чтобы предотвратить поток текучей среды через трубчатую структуру тела, через которую вставлено катетерное устройство, и для того, чтобы закрепить дистальный конец катетерного устройства в требуемом месте внутри полости тела или полого органа. Третья область дистального конца может находиться частично или полностью внутри баллона Фолея, тем самым гарантируя, что при использовании третья область будет находиться в известном положении относительно точки входа катетерного устройства в полость тела или полый орган. Это означает, что свет, испускаемый из светоизлучающих элементов в третьей части матрицы в третьей области, будет надежно освещать стенку полости тела или полого органа вокруг точки входа. В части, касающейся обработки мочевого пузыря, использование баллона Фолея является хорошо известным, и баллон Фолея катетерного устройства для обработки мочевого пузыря может быть аналогичным по форме обычным баллонам Фолея. Например, в тех случаях, когда катетерное устройство предназначено для использования с мочевым пузырем, баллон Фолея может иметь диаметр от 15 мм до 25 мм, например, диаметр около 20 мм.

Форма или расположение баллона Фолея и расширяемого и позиционируемого баллона могут быть такими, что в тех случаях, когда оба баллона расширяются, имеется пространство или канал для потока текучей среды между двумя баллонами в направлении продольной оси дистального конца. В одном примере это может быть достигнуто путем обеспечения того, чтобы расстояние между баллонами не могло быть перекрыто баллонами даже при полном расширении. В качестве альтернативы один или оба баллона могут быть снабжены контурированной формой или наружным элементом, прикрепленным к баллону, даже когда оба баллона являются полностью расширенными и находятся в контакте с другим, то в таком случае пространство или канал остается для потока текучей среды между баллонами в направлении продольной оси дистального конца.

Материал баллона (баллонов) может представлять собой любой эластичный материал, пригодный для медицинского использования и имеющий соответствующую степень прозрачности для длин волн, необходимых для обработки и излучаемых светоизлучающими элементами. Предпочтительно материал баллона является полностью эластичным и, в связи с этим, после его расширения он возвращается к первоначальным нерасширенным размерам и форме. Для материала баллона могут быть использованы латекс, силикон, ПВХ или резина. Преимущественно баллон и катетер могут быть изготовлены из одного и того же материала. Наличие катетера и баллона из одного и того же материала имеет особенную практическую значимость в связи с тем, что в таком случае их легче скреплять друг с другом.

Баллон (баллоны) может быть сформирован на оправке путем погружения, а затем позднее соединен с основной частью дистального конца. Баллон (баллоны) может быть представлен в виде оболочки вокруг основной части дистального конца в тех случаях, когда он имеет нерасширенную форму. Это может быть простая цилиндрически трубчатая оболочка, или она может иметь более сложную форму для того, чтобы воспроизвести предназначенную форму баллона после его расширения. В одном примере расширяемый и позиционируемый баллон имеет нерасширенную форму, которая представлена в виде трубки с переменным диаметром, имеющей центральную цилиндрическую секцию с первым диаметром, расположенные по бокам две секции с уменьшающимся диаметром, и два конца со вторым диаметром, который является меньшим чем первый диаметр. Диаметр может уменьшаться по линейному закону в двух секциях с уменьшающимся диаметром.

Дистальный конец катетерного устройства предпочтительно снабжен по меньшей мере одним впускным/выпускным отверстием для текучей среды в расширяемом и позиционируемом баллоне и аналогичным образом в баллоне Фолея, в тех случаях, когда он присутствует. Баллон (баллоны) может быть расширен путем нагнетания текучей среды внутрь баллона через катетерное устройство. Например, текучая среда может представлять собой физиологический раствор. В тех случаях, когда внутри баллона имеются светоизлучающие элементы, текучая среда может при необходимости содержать рассеивающий свет ингредиент, например, растворенный ингредиент или суспензию частиц. Тем не менее предполагается, что в целом диффузия света с использованием текучей среды не будет являться необходимой для достижения требуемого равномерного распределения света, и поэтому, как правило, текучая среда будет прозрачной для длин волн света, которые представляют интерес. В приводимых в качестве примера вариантах реализации изобретения катетерное устройство имеет единственный канал для текучей среды, как для подачи текучей среды, так и для удаления текучей среды из баллона (или каждого баллона). Это минимизирует пространство, требуемое на основной части дистального конца, а также минимизирует количество просветов, которые необходимы в катетере для транспортировки текучей среды к баллону (баллонам). В качестве альтернативы может быть одно впускное отверстие и одно выпускное отверстие вместе с соответствующей парой просветов для одного или обоих баллонов. Это может обеспечить циркуляцию текучей среды через баллон (баллоны) для того, чтобы удалить тепло, выделяемое светоизлучающими элементами во время освещения, которое необходимо для проведения ФДТ.

Основная часть дистального конца предпочтительно снабжена впускным отверстием для текучей среды и выпускным отверстием для текучей среды для связи с внутренним пространством полого органа или полости тела. Это обеспечивает возможность циркуляции текучей среды внутри полого органа или полости тела за пределами баллона (баллонов), например, для промывки мочевого пузыря, а также обеспечивает возможность для удаления текучей среды из полого органа или полости тела, или для введения текучей среды внутрь полого органа или полости тела.

Например, при работе в мочевом пузыре может потребоваться удаление мочи и/или крови из мочевого пузыря. В связи с тем, что кровь поглощает свет, присутствие крови может повлиять на процедуру ФДТ, и, по этой причине, может возникнуть необходимость отмыть мочевой пузырь (или другой орган) от крови при помощи введения жидкости, например, физиологического раствора, в мочевой пузырь, и последующего дренирования мочевого пузыря. Кроме того, может иметь особенную практическую значимость обеспечение органа жидкостью, например, буфером или физиологическим раствором, до того, как расширяется расширяемый и позиционируемый баллон. Жидкость будет действовать как материал для заполнения во время растяжения органа во время расширения баллона и может обеспечить смазывающий эффект. Как отмечено выше, в предлагаемом устройстве для растяжения органа нет необходимости использовать физиологический раствор или подобную текучую среду.

Катетерное устройство обычно содержит удлиненный корпус катетера, проходящий от дистального конца до проксимального конца катетерного устройства. Этот удлиненный корпус катетера может содержать просветы для транспортировки текучей среды к различным выпускным отверстиям и из них, и, при необходимости, для прохода электрических проводов, например, для обеспечения питания источника света. В качестве альтернативы корпус катетера может содержать просветы для прохода текучей среды и проводов, встроенных в стенки корпуса катетера. Последнее конструктивное исполнение может обеспечить меньший диаметр корпуса катетера, что уменьшает дискомфорт пациента в тех случаях, когда структура, которая соединяет полость тела или полый орган с наружной поверхностью тела, имеет узкий диаметр, например, уретра в случае мочевого пузыря. В дополнение к проводам для обеспечения питания источника света, корпус катетера может также содержать дополнительные провода, например, провода, соединенные с датчиками на дистальном конце, как описано ниже. Корпус катетера может также содержать оптическое волокно для передачи света изнутри кнаружи от пациента в качестве индикатора о том, что на дистальном конце катетерного устройства имеется освещение.

Наружный диаметр корпуса катетера может, в целом, зависеть от его использования, и как правило, будет сопоставим с аналогичными катетерами в данной области техники: катетерами для использования в довольно крупных органах, таких как желудок (т.е. введение в пищевод и, в конечном счете, в желудок), при этом катетер может иметь больший наружный диаметр, чем для введения через мочеиспускательный канал в мочевой пузырь. Наружный диаметр является предпочтительно достаточно малым для того, чтобы входить в ту часть тела, в которую он вставлен (пищевод, уретра), и чтобы содержать внутренние компоненты и просветы.

В предпочтительных вариантах реализации изобретения корпус катетера содержит гибкий пластмассовый или полимерный материал, который является пригодным для медицинского применения в целом и для корпусов катетера, в частности. Соответствующие материалы могут включать силиконы, латекс, каучуки, полиуретаны и комбинации этих материалов. В зависимости от его использования корпус катетера может иметь антисептическое покрытие для предотвращения бактериальной инфекции полости тела/полого органа или других тканей тела, с которыми он контактирует, например, с уретрой, или анальгезирующее покрытие, например, покрытие с лидокаином или аналогичными местными анестетиками.

Проксимальный конец корпуса катетера может быть соединен с одним или более наружными элементами катетерного устройства, например, с источником питания, одним или более резервуаром (резервуарами) для текучей среды для наполнения баллона (баллонов) и/или для введения текучей среды в отверстие тела или полый орган, емкостью для приема текучих сред, вымытых из отверстия в теле или полого органа, и/или блоком управления. Наружные элементы катетерного устройства остаются за пределами тела пациента во время использования устройства.

Устройство может содержать один или более резервуар (резервуаров) для текучей среды для наполнения баллона (баллонов), при этом такой резервуар (резервуары) для текучей среды предпочтительно представлены в виде шприцев или других устройств с ручным управлением, таких как инфузионный пакет для подачи текучей среды в баллон (баллоны). Если используется инфузионный пакет, то в таком случае поток текучей среды из пакета в корпус может быть остановлен с помощью клипсы/зажима и открыт путем удаления клипсы/зажима. Текучая среда будет проходить в мочевой пузырь под воздействием силы тяжести. Данное описание представляет типичные конструктивные исполнения для обычного баллона Фолея. В результате этого устройство может эксплуатироваться любым, кто имеет необходимую подготовку для использования обычного катетера, оборудованного баллоном Фолея, и в любых клинических условиях с оборудованием, подходящим для цели.

Резервуар для текучей среды, предназначенный для введения текучей среды в отверстие тела или полый орган, может быть представлен в виде мешка, снабжающего катетерное устройство через конструкцию капельного типа, или в качестве альтернативы может использоваться шприц. Такое решение может обеспечить текучие среды для промывки отверстия тела или полого органа и/или его также можно использовать для инсталляции фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора.

Катетерное устройство может содержать устройство, активируемое под давлением, расположенное на проксимальном конце корпуса катетера для того, чтобы обеспечить индикацию и/или сброс давления в том случае, если давление внутри расширяемого и позиционируемого баллона и/или внутри второго баллона превышает пороговый уровень. Например, это может быть баллон безопасности, имеющий большую жесткость, чем расширяемый и позиционируемый баллон, и/или расположенный внутри второй баллон, и соединенный с одним и тем же источником текучей среды, в результате чего, если расширяемый и позиционируемый баллон и/или расположенный внутри второй баллон испытывают давление выше определенного порога, тогда баллон безопасности будет раздуваться и обеспечивать визуальную индикацию ситуации избыточного давления. В качестве альтернативы или дополнительно может быть предусмотрен клапан для сброса давления, что обеспечивается возможность выпускать текучую среду из системы при избыточном давлении. Пассивная система, такая как безопасный баллон или пассивный клапан для сброса давления, может обеспечить надежный способ гарантировать, что возникнет предупреждение или сработает сброс давления в тех случаях, когда давление является слишком большим. Такой тип пассивной системы обеспечивает возможность контролировать давление внутри тела очень просто, без необходимости в дополнительных датчиках или электронике внутри дистального конца устройства, и это может помочь в создании «одноразового» устройства, которое подходит для одноразового использования. В других альтернативах, или в дополнение к этому, катетерное устройство может содержать датчик давления, такой как датчик давления, связанный с блоком управления, упомянутым ниже, хотя, как отмечено выше, это может иметь недостаток в виде добавления дополнительных компонентов внутри дистального конца, и увеличивает сложность электроники.

В одном примере реализации изобретения один из наружных элементов представляет собой блок управления, который содержит источник питания для устройства. Блок управления может содержать схему управления, такую как микроконтроллер или микропроцессор, для управления источником света и для предоставления обозначений, относящихся к работе устройства. В предпочтительном варианте реализации изобретения схема управления содержит таймер, предназначенный для обеспечения активации источника света после предварительно заданного периода времени и/или для предварительно заданного периода времени.

В дополнение к этому схема управления может быть выполнена таким образом, чтобы обеспечивать импульсное освещение. Это может быть достигнуто за счет использования в микропроцессоре генератора колебаний специальной формы. Импульсный свет может быть преимущественным для обеспечения того, чтобы не произошел неприемлемый нагрев тканей. В дополнение к этому, обеспечение интервалов в освещении усиливает оксигенацию тканей и эффект от ФДТ. Если для ФДТ используется исходное вещество фотосенсибилизатора, такого как 5-ALA или его производные, которые превращаются в протопорфирины, то это обеспечивает возможность для повторного накопления протопорфиринов и кислорода в выживших клетках, которые можно затем обрабатывать с помощью повторных облучений. Частота и длина импульсов может быть выбрана в соответствии с требованиями режима обработки и установлена в схеме управления. Схема управления может быть программируемой, что обеспечивает возможность программирования пользователем. Это позволяет отрегулировать продолжительность освещения и шаблон освещения в соответствии с индивидуальными процедурами обработки. В предпочтительном варианте реализации изобретения схема управления не программируется пользователем и содержит только функции запуска устройства и индикаторы для работы устройства, как указано ниже.

Предпочтительно схема управления дополнительно содержит систему отображения для обеспечения показаний о работе устройства. Например, устройство отображения может указывать прошедшее время (время наработки) и/или время, оставшееся для проведения ФДТ. Одна простая модель для устройства отображения представляет собой набор индикаторных ламп, таких как светодиоды.

Другая дополнительная особенность схемы управления представляет собой один или более индикаторов наличия или отсутствия процесса, таких как световой или звуковой излучатель, для информирования пользователя о том, работает ли устройство правильно или же возможно возникла неисправность. В связи с этой особенностью дистальный конец катетерного устройства может предпочтительно содержать один или более датчиков для измерения параметра, относящегося к показателям работы устройства, например, световой дозы, температуры и/или давления.

Температура на дистальном конце устройства может быть измерена для того, чтобы получить показание о температуре стенок полости тела или полого органа. Например, может быть измерена температура текучей среды внутри или снаружи баллона (баллонов), температура основной части дистального конца или температура гибкой печатной платы (РСВ), удерживающей светоизлучающие элементы, при этом производятся вычисления, которые связывают это с температурой стенки полости тела или полого органа, и обеспечивается предупреждение, если измеренная температура указывает на потенциально чрезмерную температуру на стенке полости тела или полого органа, например температуру более 43°С. Тем не менее, температура в диапазоне от температуры тела пациента и до 43°С имеет особенную практическую значимость в связи с тем, что она повышает эффективность фотодинамической терапии. В связи с этим не требуется, и также не является целесообразным, ограничивать выделение тепла от источника света до значений температуры тела и ниже.

Датчик давления может использоваться для измерения давления внутри одного или обоих баллонов для того, чтобы обеспечить индикацию потенциальной утечки или разрыва, что может привести в результате к неожиданному изменению давления. Дополнительный датчик давления может измерять давление внутри текучей среды мочевого пузыря снаружи баллона (баллонов) с разницей между давлением внутри баллона и давлением снаружи баллона, что используется для определения того, имеется ли нарушение целостности баллона. Предупреждение может быть обеспечено с помощью схемы управления в том случае, если датчик (датчики) давления выдает показания, которые указывают на нарушение целостности баллона.

Преимущественно, катетерное устройство предназначено для одноразового использования и для утилизации после этого одноразового использования. Предпочтительно, устройство содержит одну или более конструктивных особенностей, которые способствуют одноразовому использованию и/или предотвращению повторного использования. Например, источник питания может быть устроен таким образом, чтобы обеспечить мощность, которая является достаточной только для одноразового использования, то есть таким образом, что источник энергии истощается после завершения необходимой обработки. Источник питания может быть устроен таким образом, чтобы не иметь возможности перезаряжаться, и/или схема управления может не иметь доступа для перезарядки источника питания. Схема управления может быть выполнена таким образом, чтобы предотвратить повторное использование с помощью функций ее программирования, например, путем разрешения только одной активации источника света, и/или она может включать механизм дезактивации, который разрушает схему или программное обеспечение при срабатывании.

Изобретение также распространяется на катетерное устройство в соответствии с первым аспектом изобретения или его предпочтительными вариантами реализации, которые описаны выше в тех случаях, когда в форме набора содержатся катетерное устройство и фотосенсибилизатор или его исходное вещество для проведения ФДТ. Пригодные фотосенсибилизаторы и исходные вещества фотосенсибилизаторов описаны ниже.

Дополнительный или альтернативный способ идентификации нарушения целостности баллона может обеспечить измеритель сопротивления, который подключается через стенку баллона. В тех случаях, когда стенка баллона разрывается, сопротивление на стенке баллона будет падать. Эта конструктивная особенность считается обладающей новизной и признаками изобретения по собственному праву, и по этой причине в дополнительном аспекте данное изобретение предлагает катетерное устройство для использования при обработке полости тела или полого органа тела, при этом катетерное устройство содержит: дистальную концевую часть, имеющую продольную ось и предназначенную для введения в полость тела или полый орган, причем дистальная концевая часть содержит: расширяемый и позиционируемый баллон для расширения внутри полости тела или полого органа и, с помощью этого, растяжения наружной стенки полости тела или полого органа, и измеритель сопротивления для измерения электрического сопротивления через стенку баллона, посредством чего может быть обеспечена индикация о разрыве баллона. Такое устройство может быть эффективно скомбинировано с любыми или всеми конструктивными особенностями, описанными в данном документе в связи с первым аспектом изобретения. Измеритель сопротивления может быть подключен к блоку управления, который обеспечивает оповещение, указывающее на разрыв баллона в ходе реакции на падение сопротивления.

В соответствии со вторым аспектом изобретение представляет способ, включающий использование катетерного устройства в соответствии с первым аспектом при проведении фотодинамической терапии полости тела или полого органа. Способ может включать использование устройства, которое имеет любые или все предпочтительные конструктивные особенности, описанные выше.

Способ, в целом, включает введение катетерного устройства в соответствующий участок в полость тела или полый орган, представляющие интерес, расширение полости тела или полого органа с использованием расширяемого и позиционируемого баллона, и облучение внутренней поверхности полости тела или полого органа с применением света из источника света.

В предпочтительном варианте реализации изобретения способ включает введение фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора пациенту, который нуждается в такой фотодинамической терапии.

Такое введение может представлять собой системное введение, то есть парентеральное введение, например, внутримышечное или внутривенное введение. Предпочтительно способ включает местное введение в полость тела или полый орган, например, инсталляцию фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора в полость тела или полый орган до введения катетерного устройства или, в то время как катетерное устройство уже введено, при необходимости использование просвета катетерного устройства для вливания фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора.

В качестве альтернативы фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора могут быть нанесены в полости тела или полом органе при контакте расширяемой структуры или других частей катетерного устройства с внутренней поверхностью полости тела или полого органа. Приводимые в качестве примера процедуры более подробно описаны ниже вместе с подробными сведениями о пригодных фотосенсибилизаторах или исходных веществах фотосенсибилизаторов.

Способ предпочтительно включает предоставление фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора в виде композиции в растворимой форме и введение в виде растворенной композиции, предпочтительно с использованием катетера, в полость тела или полый орган. В этом случае катетерное устройство может быть выполнено таким образом, что второй баллон используется для удержания дистального конца в требуемом месте в полости тела или полого органа, в то время как текучая среда вливается в полость тела или полый орган через катетерное устройство для того, чтобы ввести фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора. Во время этого процесса расширяемый и позиционируемый баллон может находиться в опустошенном состоянии.

Способ может включать подачу композиции в герметичной упаковке, например, в герметичном стеклянном флаконе вместе с растворителем для приготовления растворенной композиции, и катетерного устройства, которое может преимущественно представлять собой одноразовое устройство.

Для достижения требуемого фотосенсибилизирующего эффекта, если это необходимо в зависимости от конкретного случая, может быть обеспечена возможность удерживания растворенной композиции в организме. Если композиция, содержащая фотосенсибилизатор, была введена в полость тела или полый орган через катетерное устройство, указанная полость тела или полый орган может быть расширена с использованием расширяемого и позиционируемого баллона сразу же после инсталляции, а ФДТ может быть проведена при выполнении облучения внутренней поверхности полости тела или полого органа с применением света из источника света. Если композиция, содержащая исходное вещество фотосенсибилизатора, была введена парентерально или путем инсталляции в полость тела или полый орган, то в таком случае сначала необходимо предварительно преобразовать исходное вещество в активный фотосенсибилизатор, например, в протопорфирины, до того, как может быть выполнена ФДТ. В связи с этим предпочтительно иметь задержку между введением таких соединений и началом облучения (время инкубации). Время инкубации, как правило, составляет от 5 минут до 12 часов, например, от 10 минут до 2 часов, или от 30 минут до 1 часа, а затем в течение последующего периода времени при проведении ФДТ может быть выполнено облучение внутренней поверхности полости тела или полого органа светом из источника света.

В третьем аспекте изобретение представляет способ фотодинамической терапии полости тела или полого органа, при этом способ включает: введение фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора пациенту, нуждающемуся в указанном лечении, введение устройства в соответствии с первым аспектом изобретения в полость тела или полый орган, представляющие интерес, расширение полости тела или полого органа с использованием расширяемого и позиционируемого баллона, и облучение внутренней поверхности полости тела или полого органа с применением света из источника света. Способ может включать использование устройства, которое имеет любые или все предпочтительные конструктивные особенности, описанные выше. Способ может включать использование второго баллона для удержания устройства в требуемом месте и герметизацию полости тела или полого органа, в то время как текучая среда вливается в полость тела или полый орган, например, для промывания полости тела или полого органа до или после обработки, и/или для того, чтобы ввести фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора.

Способы, связанные с использованием катетерного устройства в проведении ФДТ, представляют новое медицинское применение для фотосенсибилизатора или его исходного вещества, и, таким образом, другой аспект изобретения предлагает композицию, содержащую 5-ALA, производное 5-ALA или его фармацевтически приемлемую соль для использование в способе фотодинамической терапии, при этом способ включает: введение композиции пациенту, нуждающемуся в такой фотодинамической терапии, введение устройства в соответствии с первым аспектом изобретения в полость тела или полый орган, представляющие интерес, расширение полости тела или полого органа с использованием расширяемого и позиционируемого баллона, и облучение внутренней поверхности полости тела или полого органа с применением света из источника света.

Предпочтительные варианты реализации изобретения теперь будут описаны только в качестве примера со ссылкой на прилагаемые графические материалы, на которых:

На Фиг. 1 проиллюстрирован схематический общий вид катетерного устройства, содержащего все детали, которые должны быть предоставлены пользователю, предпочтительно в стерильной упаковке;

На Фиг. 2 проиллюстрирован аналогичный схематический вид с используемым катетерным устройством, при этом его дистальный конец введен внутрь органа и снабжен дополнительными расходными материалами;

На Фиг. 3 проиллюстрирован вид крупным планом дистального конца, используемого катетерного устройства, как и в предыдущем примере в схематическом виде;

На Фиг. 4 и 5 проиллюстрирован вид в перспективе и вид сбоку дистального конца катетерного устройства с частичным разрезом некоторых элементов для того, чтобы можно было более четко видеть конструкцию и компоновку устройства.

Как проиллюстрировано на Фиг. 1, можно будет увидеть, что катетерное устройство состоит из дистального конца 10, корпуса 12 катетера, проходящего от дистального конца 10 до проксимального конца 14, и различных наружных элементов на проксимальном конце 14. При использовании, например, как проиллюстрировано на Фиг. 2, дистальный конец 10 и часть корпуса 12 катетера находятся внутри полости тела или полого органа тела пациента с остальной частью корпуса 12 катетера и проксимального конца 14 с его наружными элементами, находящимися за пределами тела пациента. На Фиг. 1 и Фиг. 2 разделение между частями, которые являются внутренними по отношению к телу пациента, и частями, которые являются наружными по отношению к телу пациента, проиллюстрировано с помощью вертикальной линии 16. В этом примере катетерное устройство приспособлено для использования с мочевым пузырем и таким образом, в качестве примера, геометрия и размер устройства относятся к мочевому пузырю. Тем не менее следует принимать во внимание, что может легко быть сделана адаптация этого устройства для того, чтобы получить катетерное устройство для обработки других полостей тела или полых органов.

Катетер 12 в этом примере представляет собой многопросветный катетер, который является одновременно как гибким, так и предпочтительно является одноразовым. Диаметр катетера может быть любого пригодного размера для предполагаемого использования, и в связи с этим в данном документе катетер имеет размер для введения в мочевой пузырь. Диаметр может быть, например, 8 мм или 9 мм, но предпочтительно он является меньшим, а в предпочтительном варианте реализации изобретения используется катетер с диаметром 20 френч, т.е. диаметр составляет 6,9 мм. Катетер и проводка, связанная с подачей питания и сигналов управления, являются гибкими, что обеспечивает радиус изгиба всего до 25 мм.

Дистальный конец 10, который предпочтительно является одноразовым, содержит расширяемый и позиционируемый баллон 18 и баллон Фолея 20. В этом примере расширяемый и позиционируемый баллон 18 выполнен с возможностью расширения до диаметра по меньшей мере 58 мм с объемом 99 мл. Баллон 20 Фолея выполнен с возможностью расширения до диаметра 20 мм с объемом 3 мл.

Баллоны 18, 20 могут быть выполнены из латекса, сформированного на оправке. Могут быть использованы альтернативные материалы, такие как термопластичные нейлоновые материалы. В некоторых примерах материал оболочки баллона содержит ослабляющую свет среду, такую как, например, пигмент или краситель для того, чтобы обеспечить возможность расширения баллона для изменения световой дозы, как было описано выше. Использование ослабляющей свет среды в оболочке баллона может применяться в расширяемом и позиционируемом баллоне 18 и в баллоне 20 Фолея.

Предпочтительные формы для расширяемого и позиционируемого баллона 18 и для баллона 20 Фолея описаны ниже со ссылкой на Фиг. 4 и 5. На Фиг. 1 проиллюстрировано очень схематическое обозначение баллонов 18, 20 в их нерасширенной форме с пунктирной линией, которая показывает расширенную форму. На Фиг. 2 и 3 проиллюстрированы баллоны 18, 20, расширенные с указанием положения стенки 73 мочевого пузыря, а на Фиг. 3 - мочепузырного треугольника 74.

Дистальный конец 10 также содержит источник света для обеспечения необходимого освещения для проведения требуемой ФДТ. Этот источник света содержит матрицу светоизлучающих элементов, причем в этом примере светодиоды представлены в трех частях, которые находятся в трех областях дистального конца. Центральная часть 22 матрицы светоизлучающих элементов находится во второй области дистального конца, при этом эта вторая область находится в расширяемом и позиционируемом баллоне 18. Дистальная часть 24 матрицы светоизлучающих элементов находится в первой области дистального конца 10, при этом эта первая область находится на наконечнике дистального конца и предпочтительно находится за пределами расширяемого и позиционируемого баллона 18, как более подробно проиллюстрировано на Фиг. 3, а также на Фиг. 4 и 5, которые описаны ниже. Проксимальная часть 26 матрицы светоизлучающих элементов находится в третьей области дистального конца 10, которая в этом примере находится внутри баллона Фолея 20 и находится в местоположении ближе к точке входа катетера в мочевой пузырь, чем вторая область.

Каждая из трех частей 22, 24, 26 матрицы светоизлучающих элементов содержит множество светодиодов. В этом примере светодиоды выбираются для продуцирования красного света, например, красного света с длиной волны 635 нм. Возможная компоновка для светодиодов описана ниже со ссылкой на Фиг. 4 и 5. Исполнение светодиодов для любого требуемого применения может быть определено путем моделирования света, продуцированного для того, чтобы достичь требуемого эффекта, который обычно представляет собой равномерное освещение целевой формы мочевого пузыря, определенной как номинально сферическая, с заданным диаметром с заданной целевой плотностью потока и/или световой дозой для требуемой обработки. В этом примере моделирование может обеспечить равномерное освещение целевой формы мочевого пузыря, определенной как номинально сферическая, с диаметром около 70 мм, и целевой плотностью потока в диапазоне 15-25 мВт/см².

Дистальный конец 10 дополнительно содержит проточные каналы для потока текучей среды внутрь двух баллонов 18, 20 и из них, и для потока текучей среды внутрь мочевого пузыря и из него. В этом примере предусмотрен один проточный канал для связи с каждым баллоном, и, в связи с этим, текучая среда, которая вводится в баллоны, и текучая среда, которая удаляется из баллонов, проходит в противоположных направлениях через один и тот же канал и в противоположных направлениях через один тот же просвет внутри корпуса 12 катетера. В связи с этим, корпус 12 катетера будет содержать два просвета для подачи и для выпуска текучей среды из двух баллонов 18, 20, при этом первый просвет соединяется с каналом 28 в расширяемом и позиционируемом баллоне 18, а второй просвет соединяется с каналом 30 внутри баллона 20 Фолея. Каналы 28, 30 можно увидеть на Фиг. 3, а также на Фиг. 4 и 5. В дополнение к этому имеется отдельное впускное отверстие 32 и выпускное отверстие 34 (проиллюстрировано на Фиг. 3, 4 и 5) для сообщения по текучей среде с внутренним объемом мочевого пузыря 73 для того, чтобы обеспечить возможность промывки мочевого пузыря во время проведения ФДТ (например, для удаления крови и тому подобного, которые могут повлиять на эффективность освещения), для выпускания мочи, а также потенциально для инсталляции (и выпускания) фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора. Впускное отверстие 32 также может быть использовано для нагнетания физиологического раствора в качестве смазочной текучей среды во время расширения баллонов. Впускное отверстие 32 в этом примере находится рядом с наконечником дистального конца 10, расположенным рядом с дистальной частью 24 матрицы светоизлучающих элементов. Промывные текучие среды могут циркулировать из верхней части расширяемого и позиционируемого баллона 18 внутрь мочевого пузыря 73, вокруг баллона 18, а затем в направлении выпускного отверстия 34, которое расположено между расширяемым и позиционируемым баллоном 18 и баллоном 20 Фолея, как проиллюстрировано наиболее четко на Фиг. 3. Таким образом, в корпусе 12 катетера будут необходимы еще два просвета для раздельной подачи текучей среды в мочевой пузырь и отхождения текучей среды из него. В связи с этим в данном варианте реализации изобретения требуется, в общем, четыре просвета для перемещения текучих сред вдоль корпуса 12 катетера. Что касается частей катетерного устройства 10, которые находятся за пределами тела пациента при использовании устройства, то со ссылкой на Фиг. 1 и Фиг. 2 будет видно, что корпус катетера снабжен разветвителем 36 на его проксимальном конце, в данном примере представлен четырехканальный разветвитель 36. После разветвителя 36 пути потока текучей среды из четырех просветов внутри корпуса 12 катетера являются разделенными. Первый трубопровод 38 для введения промывочных текучих сред проходит в направлении соединителя 40 для промывочной текучей среды, который при использовании может быть подключен к резервуару для подачи промывочных текучих сред, например, к устройству капельного типа 42, которое проиллюстрирован на Фиг. 2.

Второй трубопровод 44 для нагнетания текучей среды в баллон 20 Фолея проходит к соединителю 46 для подачи текучей среды баллона Фолея, который при использовании может быть соединен с резервуаром для подачи текучей среды, например, физиологического раствора, к баллону Фолея 20. Резервуар для подачи физиологического раствора в баллон Фолея 20 может представлять собой, например, шприц с ручным управлением 48 (проиллюстрированный на Фиг. 2). Использование ручного шприца является предпочтительным в силу того, что это обеспечивает возможность катетерному устройству работать в соответствии с обычными процедурами для известных катетеров и без необходимости в специальной подготовке или в специальном оборудовании.

Третий трубопровод 50 проходит в направлении соединителя 52 для выпуска текучей среды и предназначен для выпуска (промывки) текучих сред из мочевого пузыря. При использовании соединитель 52 для выпуска текучей среды может быть прикреплен к соответствующему накопительному резервуару, такому как пакет 54, как проиллюстрировано на Фиг. 2.

Финальный, четвертый трубопровод 56 проходит в направлении другого разветвителя, в этом примере это двухканальный разветвитель 58, который действует для того, чтобы отделить линию 60 потока для подачи текучей среды в расширяемый и позиционируемый баллон 18 от коммуникационного трубопровода 62, который несет провода для сигналов управления и подачи питания. В этом примере текучая среда для расширяемого и позиционируемого баллона 18 проходит по тому же трубопроводу 56 что и провода в связи с тем, что основные электрические соединения на дистальном конце находятся в непосредственной близости от проточного канала 28, который открывается в расширяемый и позиционируемый баллон 18. Линия 60 потока проходит в направлении соединителя 64, который при использовании соединен с резервуаром для подачи текучей среды, такой как физиологический раствор, в расширяемый и позиционируемый баллон 18. Как и в случае с баллоном Фолея 20, данный резервуар представляет собой преимущественно используемый вручную шприц 66. Естественно, что объем шприца 66 для расширяемого и позиционируемого баллона 18 является в некоторой степени больше, чем объем шприца 48 для баллона Фолея 20. Как правило, шприц 48 для баллона Фолея может иметь объем 5 мл, а шприц 66 для расширяемого и позиционируемого баллона может иметь объем 100 мл.

Коммуникационный трубопровод 62 соединяется с блоком управления 68, который в этом примере также содержит батарею в качестве источника питания для источника света. Блок управления 68 содержит кнопку 70 управления, а также светодиодные индикаторы 72, которые представляют средство для отображения обратной связи с пользователем. В связи с тем, что устройство сконструировано и предназначено для одноразового использования, то в таком случае кнопка 70 управления может иметь только небольшое количество функций, в частности, она может запускать облучение светом, то есть обработку ФДТ, а также может приостанавливать или останавливать облучение светом, например, в случае неблагоприятной реакции пациента. Светодиодные индикаторы 72 могут загораться для того, чтобы обеспечить индикацию того, что в текущий момент времени проводится облучение, индикацию количества времени, прошедшего в процессе обработки, или оставшегося времени, а также они могут быть использованы для указания ошибок или предупреждений и предоставления дополнительной информации. Например, светодиоды могут быть использованы для индикации состояния батареи, показывая, находится ли устройство в импульсном режиме освещения, и указания на неисправности или предупреждения, такие как чрезмерная температура, потенциально разорванный баллон и т.д.

Для того, чтобы контролировать температуру и давление, дистальный конец 10 может содержать один или более датчиков температуры или давления в соответствующем местоположении. Может быть измерена температура текучей среды внутри или снаружи баллона (баллонов) 18, 20, температура основной части дистального конца или температура гибкой печатной платы (РСВ), удерживающей светоизлучающие элементы, при этом производятся вычисления, которые связывают это с температурой стенки мочевого пузыря, и обеспечивается предупреждение, если измеренная температура указывает на потенциально чрезмерную температуру на стенке полости тела или полого органа, например температуру более 43°С. Датчик давления может использоваться для измерения давления внутри одного или обоих баллонов для того, чтобы обеспечить индикацию потенциальной утечки или разрыва, что может привести в результате к неожиданному изменению давления. Дополнительный датчик давления может измерять давление внутри текучей среды мочевого пузыря снаружи баллона (баллонов) с разницей между давлением внутри баллона и давлением снаружи баллона, что используется для определения того, имеется ли нарушение целостности баллона. Предупреждение может быть обеспечено с помощью схемы управления в том случае, если датчик (датчики) давления выдает показания, которые указывают на нарушение целостности баллона.

Проводка от блока управления 68 проходит по коммуникационному трубопроводу 62, а затем по четвертому трубопроводу 56 в корпус 12 катетера, где провода фиксируются либо внутри одного или более просветов, либо встроены в стенки корпуса 12 катетера и повторно появляются на дистальном конце 10, где они электрически соединены с источником света и датчиками температуры/давления.

Катетерное устройство на Фиг. 1 предпочтительно предусмотрено для одноразового использования и, в связи с этим, является одноразовым. Такой вариант изобретения включает блок управления 68, который может иметь функции, ограничивающие его однократным использованием, например, схема может предотвратить повторное включение после завершения цикла обработки.

Как отмечено выше, на Фиг. 3 проиллюстрирован крупный план дистального конца 10 катетерного устройства с расширенными баллонами 18, 20, и дистальным концом 10 в положении внутри мочевого пузыря 73. Основные конструктивные особенности дистального конца 10 уже были описаны выше. Следует напомнить, что зазор между баллоном 20 Фолея и расширяемым и позиционируемым баллоном 18 обеспечивает возможность легкого прохождения в выпускное отверстие 34 (промывных) текучих сред, как это проиллюстрировано стрелками. Это также предотвращает любую обструкцию мочеточникового отверстия мочевого пузыря 72 за счет использования баллонов 18, 20. Баллон Фолея 20 располагается в мочепузырном треугольнике 74, что означает, что проксимальная часть 26 источника света, которая находится в баллоне Фолея 20, может эффективно обеспечивать освещение внутри и вокруг мочепузырного треугольника 74.

Будет видно, что центральная часть 22 матрицы светоизлучающих элементов, которая находится в расширяемом и позиционируемом баллоне 18, расположена, как правило, в центре внутри мочевого пузыря и занимает хорошее расположение для освещения большей части стенки 73 мочевого пузыря. Проксимальная часть 26 матрицы светоизлучающих элементов решает проблему тени, которая может возникнуть в проксимальном направлении вдоль дистального конца 10 от центральной части 22. Таким же образом дистальная часть 24 матрицы светоизлучающих элементов, которая расположена на наконечнике дистального конца 10, устраняет любую тень, которая возникла бы в дистальном направлении вдоль дистального конца 10 от центральной части 22. В связи с тем, что дистальная часть 24 и проксимальная часть 26 расположены ближе к тканям мочевого пузыря, чем центральная часть 22, то в таком случае центральная часть 22 использует свет большей интенсивности, в то время как проксимальная и дистальная части используют свет более низкой интенсивности, при этом требуемая разница в интенсивности может быть достигнута за счет использования светодиодов с различной мощностью/интенсивностью света.

На Фиг. 3 также проиллюстрирована более подробная информация о форме баллонов при расширении. Расширяемый и позиционируемый баллон 18 образует форму тороидального типа как правило со сферическим наружным профилем и углублениями на проксимальном и дистальном конце, аналогичные углублениям, которые имеются в роговидном профиле или шпиндельном профиле. Первая область с дистальной частью 24 матрицы светоизлучающих элементов находится в полости в расширяемом и позиционируемом баллоне 18 на дистальном конце баллона 18. Это обеспечивает возможность баллону 18 защищать стенку мочевого пузыря от контакта с дистальной частью 24 матрицы светоизлучающих элементов. При этом следует обратить внимание на то обстоятельство, что баллон Фолея 20 также может иметь подобную форму тороидального типа несмотря на то, что он предпочтительно является более сферическим.

На Фиг. 4 и 5 проиллюстрирован дистальный конец 10 с баллонами в их нерасширенной форме в более точном и менее схематическом примере. Имеются те же основные конструктивные особенности. В связи с этим дистальная часть 24 матрицы светоизлучающих элементов располагается на наконечнике дистального конца 10 непосредственно за впускным отверстием 32 для промывочных текучих сред. Расширяемый и позиционируемый баллон 18 соединен с корпусом дистального конца 10 под впускным отверстием 32 для промывочных текучих сред и по обе стороны от центральной части 22 источника света. Проточный канал 28 для нагнетания текучей среды в расширяемый и позиционируемый баллон 18 расположен внутри расширяемого и позиционируемого баллона 18. Ниже расширяемого и позиционируемого баллона 18 (то есть в проксимальном направлении) выход 34 для текучих сред (промывочных), выпускаемых из мочевого пузыря, расположен между расширяемым и позиционируемым баллоном 18 и баллоном 20 Фолея. Баллон Фолея прикрепляется к основной части дистального конца 10 по обе стороны от проксимальной части 26 матрицы светоизлучающих элементов, а проточный канал 30 для нагнетания текучей среды в баллон 20 Фолея находится внутри баллона 20 Фолея. Корпус 12 катетера проходит от проксимальной части дистального конца в направлении проксимальной части устройства и наружным элементам (не проиллюстрированы), которые будут такими, как описано в отношении Фиг. 1 и Фиг. 2 выше.

В варианте реализации изобретения, проиллюстрированном на Фиг. 4 и Фиг. 5, дистальная часть 24 матрицы светоизлучающих элементов содержит светодиоды в купольной конструкции 80 для направления света в дистальном направлении вдоль продольной оси дистального конца 10 и также освещает область вокруг дистального направления в сферическом сегменте. Центральная часть 22 матрицы светоизлучающих элементов состоит из гибкой печатной платы, свернутой для образования цилиндра и имеющей четыре кольца, каждое из которых состоит из четырех светодиодов 76, в связи с этим свет направляется во всех направлениях вокруг и в сторону от продольной оси дистального конца 10. Проксимальная часть 26 матрицы светоизлучающих элементов выполнена из светодиодов 78, которые расположены вокруг окружности основной части дистального конца 10 внутри баллона 20 Фолея. Как описано выше в связи с Фиг. 3, светодиоды внутри купольной конструкции 80 в дистальной части матрицы светоизлучающих элементов и светодиоды 78 в проксимальной части матрицы светоизлучающих элементов будут ближе к тканям стенки мочевого пузыря, чем светодиоды 76 в центральной части 22. По этой причине светодиоды 76 будут иметь более высокую мощность/более высокую интенсивность, чем светодиоды в проксимальной части 26 и дистальной части 24.

В силу того, что светодиоды при использовании устройства находятся в контакте с текучими средами, они должны быть загерметизированы от попадания текучей среды, как и соответствующая электрическая проводка/схема. Это может быть сделано с помощью слоя резины или пластика.

На Фиг. 4 и Фиг. 5 также более эффективно проиллюстрирована предпочтительная форма для баллонов 18, 20 в их нерасширенной форме. Форма может быть сформирована из пригодного эластичного материала, такого как латекс, с помощью оправки. Для обоих баллонов 18, 20 общие конструктивные особенности формы являются одинаковыми. Баллон соединен с основной частью дистального конца 10 в двух наружных трубчатых секциях меньшего диаметра. Центральная трубчатая секция большего диаметра, чем наружные секции, расположена поперек центра баллона, и в этом случае над центральной частью или проксимальной частью источника света. Две секции разного диаметра соединяются с трубчатыми секциями. Баллон такого рода формы, когда находится в нерасширенном состоянии, будет принимать требуемую форму тороидального типа в тех случаях, когда он заполняется текучей средой и расширяется.

При использовании катетерное устройство вводится в тело обычным способом для катетера. Перед установкой катетерного устройства оно может быть покрыто анальгетиком, например, лидокаином. Общая анестезия не требуется, но врач может решить использовать местную анестезию. Пользователь может определять момент, когда дистальный конец 10 достиг пузыря (или другой целевой полости тела или полого органа) на основе своего опыта и тренировки, или, альтернативно, в трудных случаях, для всех трудных для достижения полостей или органов тела в некоторой форме может использоваться ориентирование, такое как, например, с помощью ультразвукового изображения.

Когда дистальный конец находится в требуемом месте, баллон Фолея 20 наполняется с помощью шприца 46 для баллона Фолея. Это гарантирует, что дистальный конец не сможет выйти из мочевого пузыря или другого целевого органа, а также облегчает правильное расположение остальных частей дистального конца внутри мочевого пузыря. После наполнения баллона Фолея 20 может потребоваться промывка мочевого пузыря или введение фотосенсибилизирующего лекарственного средства или его исходного вещества. Для действия в качестве смазки во время наполнения расширяемого и позиционируемого баллона 18 может вводиться физиологический раствор. В подходящей точке расширяемый и позиционируемый баллон 18 наполняется путем нагнетания текучей среды из шприца 64 для расширяемого и позиционируемого баллона. После того, как прошло необходимое время инкубации, если применимо, пациент в дальнейшем является готовым к обработке. Освещение с использованием трех частей 22, 24, 26 матрицы светоизлучающих элементов может быть запущено с помощью блока управления 68, как правило, путем нажатия кнопки 70. Блок управления 68 будет обеспечивать, чтобы источник света излучал свет в течение требуемого периода времени для того, чтобы обеспечить требуемую световую дозу, а также будет постоянно проверять наличие какой-либо неисправности или отказа, включая контроль температуры и давления, как описано выше. По истечении необходимого периода освещения блок управления покажет, что обработка была завершена, и катетер может быть извлечен. Для извлечения устройства удаляют текучую среду из расширяемого и позиционируемого баллона 18 и из баллона Фолея 20 с использованием соответствующих шприцев, а катетерное устройство может быть извлечено из тела обычным способом.

Предпочтительная процедура ФДТ начинается с введения фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора. Способ введения был описан ранее и зависит от того, какой используется фотосенсибилизатор или исходное вещество. Как правило, введение может осуществляться системно, т.е. парентерально (инфузия, инъекция), энтерально (пероральное или ректальное введение) или местно в представляющие интерес полость тела или полый орган. Например, фотофрин предпочтительно вводят внутривенно, в то время как ALA и сложные эфиры ALA предпочтительно вводятся местно или энтерально, например, вводятся в виде раствора в полость тела/полый орган (например, в мочевой пузырь), наносятся местно на внутреннюю поверхность полости тела/полого органа (например, во влагалище), принимаются внутрь перорально (например, для желудка, кишечника) или вводятся ректально (для кишечника).

Фотосенсибилизаторы или исходные вещества фотосенсибилизаторов изготавливаются с совместимыми вспомогательными веществами, которые являются известными в данной области, как описано, например, в патентах WO 96/28412, WO 99/53962, WO 2009/074811, WO 2010/072419, WO 2010/142456, WO 2010/142457, WO 2011/161220, WO 2012/004399 и WO 2014/020164. Для парентерального введения фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора могут быть приготовлены в виде раствора, предпочтительно водного раствора. Для энтерального введения фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора могут быть приготовлены в виде твердого вещества для перорального введения, например, в виде драже, таблетки, порошка, гранул, капсул или в виде твердого вещества для ректального введения, например, в виде суппозитория. В качестве альтернативы фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора могут быть приготовлены в виде полутвердого вещества для перорального или ректального введения, например, в виде геля, эмульсии, пены или мази. В дополнение к этому, фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора могут быть приготовлены в виде жидкого вещества для перорального введения, например, в виде раствора, суспензии, сиропа или для ректального введения, например, для клизмы. Для местного введения фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора могут быть приготовлены в виде жидкости, например, в виде раствора, такого как водный и/или спиртовой раствор или суспензия, в виде полутвердого вещества, например, крема, эмульсии, лосьона, мази, геля, пены и паст, или в виде твердого вещества, например, для трансдермального пластыря. В предпочтительном варианте реализации изобретения фотосенсибилизатор или исходное вещество фотосенсибилизатора вводят в полость тела или полый орган в вид растворенной композиции, например, растворенной в водном растворе, таком как буфер.

В качестве альтернативы расширяемый и позиционируемый баллон может быть покрыт фотосенсибилизатором или исходным веществом фотосенсибилизатора, предпочтительно в виде сухого осажденного слоя или пленки, как описано в патенте WO 2012/004399.

В целом, любые известные фотосенсибилизаторы или их исходные вещества могут быть использованы в способе ФДТ, в котором используются предлагаемые в данном документе устройства.

Такие типичные фотосенсибилизаторы включают в себя красители, такие как гиперицин и PVP-гиперицин, псоралены, порфирины, такие как гематопорфирины, протопорфирины, уропорфирины, копропорфирины, бензопорфирины или дейтеропорфирины, в частности Photofrin® (порфимер натрия), фотосан III или вертепорфин; хлорины, в том числе бактериохлорины и изохлорины, такие как хлорин Е6, талапофин или темопорфин, и фталоцианины, такие как фталоцианины алюминия и кремния.

Типичными такие исходные вещества фотосенсибилизаторов включают в себя 5-аминолевулиновую кислоту (5-ALA) и некоторые ее производные, например, сложные эфиры 5-ALA, предпочтительно их производные или фармацевтические приемлемые соли, которые описаны в патентах WO 96/28412, WO 02/10120, WO 2005/092838, WO 2009/077960 и WO 2014/020164, все из которых включены в данный документ посредством ссылки.

Термин «5-ALA» означает 5-аминолевулиновую кислоту, то есть 5-амино-4-оксопентановую кислоту.

Термин «исходное вещество 5-ALA» означает соединения, которые метаболически превращаются в 5-ALA и, в связи с этим являются, по существу, эквивалентными ей. Таким образом, термин «исходное вещество 5-ALA» охватывает биологические исходные вещества протопорфирина в метаболическом пути биосинтеза гема.

Термин «производное 5-ALA» обозначает химически модифицированную 5-ALA, то есть 5-ALA, прошедшую химическое преобразование, такое как замещение химической группы или добавление дополнительной химической группы для модификации или изменения каких-либо ее физико-химических свойств, таких как растворимость или липофильность. Химическое преобразование предпочтительно проводят в карбоксильной группе 5-ALA, в аминогруппе 5-ALA или в кетогруппе 5-ALA, более предпочтительно в карбоксильной группе 5-ALA. Предпочтительными производными являются сложные эфиры 5-ALA.

Термин «фармацевтически приемлемая соль» обозначает соль, которая отвечает требованиям, касающимся, например, безопасности, биодоступности и переносимости (см., например, P.Н. Stahl и др. (ред.) Handbook of Pharmaceutical Salts, Publisher Helvetica Chimica Acta, Zurich, 2002 r.)

Предпочтительными производными 5-ALA являются сложные эфиры 5-ALA. Такие соединения являются, как правило, известными и описаны в литературе, например, в патентах WO 96/28412, WO 02/10120, WO 03/041673, WO 2009/077960 и WO 2014/020164, содержание которых включено в данный документ путем ссылки.

Сложные эфиры, образующиеся в результате реакции 5-ALA с незамещенными или замещенными алканолами, то есть алкиловыми сложными эфирами и замещенными алкиловыми сложными эфирами, и фармацевтически приемлемые их соли, являются особенно предпочтительными производными 5-ALA для использования в предпочтительных вариантах реализации изобретения.

Сложные эфиры 5-ALA и их фармацевтически приемлемые соли для использования в предпочтительных вариантах реализации изобретения реализации изобретения могут быть получены любой обычной процедурой, доступной в данной области, например, как описано в патентах WO 96/28412, WO 02/10120, WO 03/041673, WO 2009/077960 и WO 2014/020164 и у N. Fotinos и др, Photochemistry and Photobiology 2006 г., 82, 9941015 и ссылках на список литературы в данном документе.

Сложные эфиры 5-ALA могут быть в форме свободного амина, например, -NH₂, -NHR² или -NR²R² или предпочтительно в форме фармацевтически приемлемой соли. Такие соли предпочтительно представляют собой соли, полученные посредством добавления фармацевтически приемлемых органических или неорганических кислот.

Пригодные кислоты включают, например, хлористоводородную, азотную, бромистоводородную, фосфорную, серную, сульфоновую кислоту, а производные сульфоновой кислоты, соли сложных эфиров ALA и другие кислоты описаны в патенте WO 2005/092838, полное содержание которого включено в данном документе посредством ссылки. Предпочтительной кислотой является хлористоводородная кислота, НСl. Другими предпочтительными кислотами являются сульфоновая кислота и производные сульфоновой кислоты. Способы солеобразования являются общепринятыми в данной области и, например, описаны в патенте WO 2005/092838.

Для ФДТ мочевого пузыря единственным предпочтительным фотосенсибилизатором является PVP-гиперицин, а предпочтительными исходными веществами фотосенсибилизатора являются 5-ALA, сложные эфиры 5-ALA или их фармацевтически приемлемые соли. Предпочтительными эфирами 5-ALA являются С-С₆-алкилзамещенные сложные эфиры 5-ALA, такие как сложный метиловый, этиловый, пропиловый, бутиловый, пентиловый и гексиловый эфиры 5-ALA, наиболее предпочтительный сложный гексиловый эфир 5-ALA и сложные эфиры 5-ALA, которые описаны в патенте WO 2014/020164. Кроме того, более предпочтительным является применение фармацевтически приемлемой соли сложного гексилового эфира 5-ALA, например, гидрохлорид сложного гексилового эфира 5-ALA.

Концентрация фотосенсибилизаторов или исходных веществ фотосенсибилизаторов для использования в способах ФДТ, в которых используются катетерные устройства в соответствии с данным изобретением, зависит от характера фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора, характера композиции, способа введения, подлежащих лечению органа и заболевания, и пациента, которому они вводятся, и может варьироваться или корректироваться в соответствии с выбором. Для исходных веществ фотосенсибилизаторов, таких как 5-ALA и сложные эфиры 5-ALA, диапазоны концентрации, как правило, от 0,01 до 50% масс, например, от 0,05 до 20% масс, или от 1 до 10% масс, например, от 1 до 5% масс, являются пригодными. Сложный гексиловый эфир 5-ALA может быть введен в мочевой пузырь в виде 8 мМ раствора гидрохлоридной соли в водном буфере (2 мг/мл; 0,2% масс.) или PVP-гиперицин может быть введен в мочевой пузырь в общем количестве 0,25 мг гиперицина, связанного с 25 мг PVP, восстановленного в 50 мл физиологического раствора хлорида натрия (A. Kubin и др., Photochem Photobiol 2008 г., 84 (6), 1560-1563).

В связи с тем, что исходные вещества фотосенсибилизаторов изначально являются внутриклеточными, превращенными в фотосенсибилизаторы, например, ALA и сложные эфиры ALA в протопорфирины, такие как протопорфирин IX (PpIX), является предпочтительным иметь временную задержку между введением таких соединений и началом облучения (время инкубации). Время инкубации обычно составляет от 5 минут до 12 часов, например, от 10 минут до 2 часов или от 30 минут до 1 часа.

В некоторых случаях катетерное устройство может быть введено в полость тела/полый орган, и просвет в нем может использоваться для вливания/введения фотосенсибилизатора или исходного вещества фотосенсибилизатора в полость тела/полый орган. Во время инкубации катетерное устройство предпочтительно может удерживаться в требуемом месте, то есть внутри полости тела/полого органа. В качестве альтернативы оно выводится. После времени инкубации полость тела/полый орган растягивается с помощью расширяемой конструкции, и гладкая в данный момент внутренняя поверхность полости тела/полого органа облучается светом. В других случаях для введения фотосенсибилизатора или исходного вещества в полость тела или полый орган используется отдельный катетер или другое средство доставки.

Перед проведением ФДТ может быть необходимым и/или преимущественным опорожнить полость тела/полый орган, например, опорожнить кишечник с помощью процедуры очищения кишечника, мочевой пузырь путем выпуска мочи или желудок путем воздержания от принятия пищи.

Во время проведения ФДТ биологические текучие среды, такие как моча или желудочная кислота, могут быть выпущены из полости тела/полого органа с помощью дренажного просвета, который является неотъемлемой составной частью катетерного устройства, например, через выпускное отверстие 34 и трубопровод 50 в направлении соединителя 52 для выпуска текучей среды, который может быть прикреплен к соответствующему накопительному резервуару, такому как пакет 54 (как проиллюстрировано на Фиг. 2). Кроме того, во время проведения ФДТ может возникнуть необходимость отмыть полость тела/полый орган, например, от крови. Это может быть сделано путем введения промывочной текучей среды, например, физиологического раствора, с помощью просвета для инсталляции, который является неотъемлемой составной частью катетерного устройства, например, через впускное отверстие 32 и трубопровод 38 для введения промывочных текучих сред, которые проходят в направлении соединителя 40 для промывочной текучей среды, который при использовании может быть подключен к резервуару для подачи промывочных текучих сред, например, устройству капельного типа 42 (как проиллюстрировано на Фиг. 2).

Аномалии, нарушения и заболевания, которые возможно лечить с помощью фотодинамической терапии с использованием предлагаемых катетерных устройств, включают любые злокачественные, предраковые и доброкачественные аномалии или нарушения на внутренней поверхности полости тела или полого органа, которые реагируют на фотодинамическую терапию.

Используемый в данном документе термин «лечение» или «терапия» включает лечебную, а также профилактическую обработку или терапию.

В целом, клетки, которые являются метаболически активными, реагируют на фотодинамическую терапию с фотосенсибилизатором или исходным веществом фотосенсибилизатора. Примерами метаболически активных клеток являются клетки, которые имеют аномальную картину роста, такую как увеличение количества клеток/увеличение пролиферации клеток (гиперплазия), при этом клетки гиперпластического роста остаются под контролем нормальных регуляторных контрольных механизмов; аномальное созревание и дифференцировка клеток (дисплазия); и аномальная пролиферация клеток (неоплазия), при которых генетически аномальные клетки размножаются нефизиологическим образом, который не реагирует на нормальные раздражители. Другими примерами метаболически активных клеток являются инфицированные или воспаленные клетки.

Предлагаемые катетерные устройства могут быть использованы при фотодинамической терапии новообразований и опухолей (доброкачественных, предраковых и злокачественных) на внутренних поверхностях полостей тела и полых органов. Примерами таких новообразований и опухолей на внутренних поверхностях полостей тела и полых органов являются новообразования во влагалище, мочевом пузыре, толстой кишке, желудке и желчном пузыре.

Кроме того, предлагаемые катетерные устройства могут использоваться при фотодинамической терапии аномалий, нарушений или заболеваний, связанных с вирусными, бактериальными и грибковыми инфекциями внутренних поверхностей полостей тела и полых органов, таких как вагинальная или интраэпителиальная цервикальная неоплазия (связанная с вирусом папилломы человека), рак желудка (связанный с бактерией Helicobacter pylori) и псевдомембранозный колит (связанный с бактерией Clostridium difficile).

Кроме того, предлагаемые катетерные устройства могут использоваться при фотодинамической терапии аномалий, нарушений или заболеваний, связанных с воспаленными клетками. Воспаление обычно является защитной попыткой организма удалить вызывающие повреждение раздражители и инициировать процесс заживления и, следовательно, часто ассоциируется с инфекцией. Примерами являются воспалительный колит (например, воспалительное заболевание кишечника, язвенный колит и болезнь Крона).

Внутренние поверхности, которые могут быть обработаны с помощью фотодинамической терапии, в которых могут быть использованы предлагаемые катетерные устройства, представляют собой внутренние поверхности полостей тела и полых органов, которые содержат руги, предпочтительно это мочевой пузырь, желчный пузырь, кишечник, желудок и влагалище, наиболее предпочтительно - мочевой пузырь.

В предпочтительном варианте реализации изобретения катетерное устройство в соответствии с данным изобретением предназначено для фотодинамической терапии рака мочевого пузыря, предпочтительно поверхностного, злокачественного новообразования мочевого пузыря без прорастания в мышечный слой, такого как папиллярные очаговые поражения и карцинома in situ.

1. Катетерное устройство для фотодинамической терапии мочевого пузыря, при этом катетерное устройство содержит:

дистальную концевую часть, имеющую продольную ось и предназначенную для введения в мочевой пузырь, причем дистальная концевая часть содержит:

расширяемый и позиционируемый баллон для расширения внутри мочевого пузыря и, с помощью этого, растяжения наружной стенки мочевого пузыря,

источник света, расположенный на дистальной концевой части для того, чтобы находиться внутри мочевого пузыря при применении катетерного устройства;

при этом источник света содержит множество светоизлучающих элементов, выполненных таким образом, чтобы:

испускать свет вперед в дистальном направлении вдоль направления продольной оси от первой области дистального конца,

испускать свет наружу от продольной оси от второй области дистального конца, причем вторая область по меньшей мере частично находится внутри расширяемого и позиционируемого баллона, и

испускать свет вокруг точки входа катетерного устройства в мочевой пузырь от третьей области дистального конца,

при этом третья область находится ближе к точке входа катетерного устройства в мочевой пузырь, чем вторая область; и

при этом дистальная концевая часть также содержит второй баллон для удержания дистального конца внутри мочевого пузыря, причем второй баллон расположен на расстоянии от расширяемого и позиционируемого баллона и центрируется в местоположении ближе к проксимальному концу катетерного устройства, чем центр расширяемого и позиционируемого баллона.

2. Катетерное устройство по п. 1, отличающееся тем, что источник света питается от батареи или источника питания низкого напряжения, которые при применении находятся за пределами тела.

3. Катетерное устройство по п. 1 или 2, отличающееся тем, что светоизлучающие диоды (светодиоды) используются полностью или частично в качестве светоизлучающих элементов.

4. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что первая область находится за пределами расширяемого и позиционируемого баллона и предпочтительно находится на противоположной к третьей области стороне баллона, третья область находится за пределами расширяемого и позиционируемого баллона, а вторая область находится по меньшей мере частично внутри или полностью внутри расширяемого и позиционируемого баллона.

5. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что множество светоизлучающих элементов содержат по меньшей мере один светоизлучающий элемент в каждой из следующего: первой области, второй области и третьей области, при этом светоизлучающие элементы расположены в каждой области, обеспечивая при этом свет от этой области.

6. Катетерное устройство по п. 5, отличающееся тем, что светоизлучающие элементы расположены в матрице, которая имеет множество частей, включая частично или полностью первую дистальную часть, расположенную в первой области для испускания света вперед в дистальном направлении, вторую центральную часть, расположенную во второй области для испускания света наружу от продольной оси дистального конца катетерного устройства, и третью проксимальную часть, расположенную в третьей области для испускания света вокруг точки входа катетерного устройства в мочевой пузырь.

7. Катетерное устройство по п. 6, отличающееся тем, что свет, испускаемый из различных частей матрицы, будет формировать полный объем испускаемого света для прохождения по всей внутренней поверхности стенки мочевого пузыря.

8. Катетерное устройство по п. 6 или 7, отличающееся тем, что первая часть матрицы находится на наконечнике дистального конца катетерного устройства и содержит светоизлучающий элемент на наконечнике, обращенный в дистальном направлении, а также при необходимости дополнительные светоизлучающие элементы, расположенные вокруг наконечника и обращенные наружу от направления продольной оси дистального конца, вторая часть матрицы содержит множество светоизлучающих элементов, которые расположены вокруг и вдоль продольной оси дистального конца, и третья часть матрицы содержит множество светоизлучающих элементов, которые расположены вокруг и вдоль продольной оси дистального конца.

9. Катетерное устройство по пп. 6, 7 или 8, отличающееся тем, что вторая часть матрицы содержит гибкую печатную плату, удерживающую светоизлучающие элементы, при этом гибкая печатная плата свертывается в цилиндрическую форму для того, чтобы сформировать в целом цилиндрическую форму, удерживающую светоизлучающие элементы центральной части.

10. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что второй баллон предназначен для расширения в точке входа катетерного устройства в мочевой пузырь для того, чтобы предотвратить поток текучей среды через трубчатую структуру тела, через которую вставлено катетерное устройство, и для того, чтобы закрепить дистальный конец катетерного устройства в требуемом месте внутри мочевого пузыря.

11. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что третья область дистального конца находится частично или полностью внутри второго баллона, тем самым гарантируя, что при применении катетерного устройства третья область будет находиться в известном положении относительно точки входа катетерного устройства в мочевой пузырь.

12. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что по меньшей мере один из следующих: расширяемый и позиционируемый баллон или второй баллон имеет оболочку баллона, содержащую ослабляющую свет среду, в результате чего ослабление света, проходящего через оболочку баллона, изменяется в зависимости от уровня наполнения баллона для того, чтобы обеспечить возможность регулирования световой дозы в зависимости от уровня наполнения баллона.

13. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что расширяемый и позиционируемый баллон представляет собой оболочку вдоль и вокруг части дистального конца в тех случаях, когда он находится в нерасширенной форме.

14. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что дистальный конец катетерного устройства предпочтительно снабжен по меньшей мере одним впускным/выпускным отверстием внутри баллона (баллонов), в результате чего каждый баллон может быть расширен путем нагнетания текучей среды внутрь баллона через катетерное устройство.

15. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что дистальный конец содержит впускное отверстие для текучей среды и выпускное отверстие для текучей среды для связи с внутренним пространством мочевого пузыря.

16. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее удлиненный корпус катетера, проходящий от дистального конца до проксимального конца катетерного устройства, при этом удлиненный корпус катетера содержит просветы для транспортировки текучей среды к различным выпускным отверстиям и из них и, при необходимости, для прохода электрических проводов, например, для обеспечения питания источника света.

17. Катетерное устройство по п. 16, отличающееся тем, что корпус катетера содержит просветы для прохода текучей среды и проводов, встроенных в стенки корпуса катетера.

18. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что проксимальный конец корпуса катетера соединен с одним или более наружными элементами катетерного устройства, например с одним или более из следующего:

источником питания, одним или более резервуаром (резервуарами) для текучей среды для наполнения баллона (баллонов) и/или для введения текучей среды в мочевой пузырь,

емкостью для приема текучих сред, вымытых из мочевого пузыря, и/или

блоком управления.

19. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что устройство, активируемое под давлением, расположено на проксимальном конце корпуса катетера для того, чтобы обеспечить индикацию и/или сброс давления в том случае, если давление внутри расширяемого и позиционируемого баллона и/или внутри второго баллона превышает пороговый уровень.

20. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, содержащее блок управления, который находится за пределами тела при применении, при этом блок управления содержит схему управления, такую как микроконтроллер или микропроцессор, для управления источником света и для предоставления обозначений, относящихся к работе устройства, при этом катетерное устройство содержит один или более датчик (датчиков) для измерения параметра, относящегося к работе устройства, например световой дозы, температуры и/или давления, а также блок управления обеспечивает индикацию, относящуюся к работе устройства, на основе результатов измерений от датчика (датчиков).

21. Катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов, отличающееся тем, что множество светоизлучающих элементов способны производить облучение с длиной волны света в диапазоне 300-800 нм, например в диапазоне 400-700 нм.

22. Набор для фотодинамической терапии мочевого пузыря, содержащий катетерное устройство по любому из предшествующих пунктов и фотосенсибилизатор или его исходное вещество.

23. Способ фотодинамической терапии мочевого пузыря, включающий применение катетерного устройства по пп. 1-21, который включает введение композиции, содержащей 5-ALA, производную 5-ALA или ее фармацевтически приемлемую соль, пациенту, нуждающемуся в такой фотодинамической терапии, введение устройства по любому из пп. 1-21 в мочевой пузырь, расширение мочевого пузыря с применением расширяемого и позиционируемого баллона и облучение внутренней поверхности мочевого пузыря с применением света из источника света.