CN101175454A - 支架卷曲方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及卷曲聚合物支架的方法，其同时施加径向力给支架以减小支架直径，以及施加轴向力给支架以拉长支架。根据一种这样的方法，支架(10)插入到具有限定通道的内表面的弹性管(12)中。拉伸该管以引起管伸展。当管伸展时，管的内表面接合支架的外表面并同时施加轴向和径向力到支架的外表面上。同时施加的轴向和径向力同时地减小了支架的径向尺寸和增大了支架的轴向尺寸。

Description

支架卷曲方法

技术领域

本公开内容一般涉及支架卷曲(stent crimping)方法，更特别地，本公开内容涉及可同时对聚合物支架施加轴向和径向力的聚合物支架卷曲方法。

技术背景

用于恢复血液流动通过血管病灶段的常用治疗方法是球囊血管成形术。治疗通常包括球囊导管的使用。通过肱或股动脉将球囊导管引入患者的心血管系统中，并通过脉管系统推进直到附着于导管远端的球囊到患病血管段。球囊跨越患病血管段并膨胀。随后球囊缩小成小轮廓，使得球囊导管可以从患者的脉管系统中取出，血流恢复通过经扩张的动脉。

矫正血管内血流阻塞的动脉血管成形术可能刺激过量组织增殖，其随后使重新通畅的血管堵塞(再狭窄)。医生可能需要进行第二次血管成形术程序或进行更激烈的程序，例如外科分流术。为了降低再狭窄的可能性和增强患病血管段，可在患病脉管段内植入血管内支架。当支架具有小递送直径时，支架通常通过患者脉管系统输送。随后，通常通过导管的球囊部分，将支架展开成较大直径。

支架是管状结构的，其可径向膨胀以支撑狭窄的血管处于开放构型。支架最常用于支撑血管。支架还能在呼吸系统、生殖系统、胆管或其他任何管状身体结构中用于增强塌陷或狭窄的管状结构。

由于导管和支架运动通过患者的脉管系统，所以支架具有小递送直径。支架放置在球囊导管上，使得支架在递送过程中不干扰脉管系统，并且支架在到达预期展开位置前不从导管上滑落。

支架通常卷曲在导管的球囊部分上，以减小直径和防止当导管通过患者的脉管系统推进时支架从导管上滑落。不均匀的卷曲可能损坏支架和/或可能导致压缩的支架/导管轮廓大于所期望的轮廓。如果支架没有牢固地卷曲在导管上，支架可能从导管上滑落并过早地进入患者的脉管系统。确保以均匀并且可靠的方式将支架适当压缩在导管上是重要的。

已经提出许多装置用于将支架卷曲到导管上。金属支架的卷曲通常由能引起直径减小的钳子类卷曲装置完成。对于金属支架，由于金属支架的相对高的机械强度和低摩擦系数，钳子类卷曲装置的使用不会抑制金属支架同时伸长。

发明内容

本申请涉及卷曲聚合物支架的方法。在本申请中，卷曲广义上是指减小支架的径向界限(radial extent)。根据示例性的卷曲方法，聚合物支架被插入具有内表面的弹性管中，所述内表面界定通道。拉伸该管以引起管的伸长。当管伸长时，管的内表面与支架的外表面接合并同时施加轴向拉伸力和径向收缩力到支架的外表面上。同时施加的轴向和径向力同时减小支架的径向界限和增大支架的轴向界限。

该管可通过多种不同方式拉伸。例如，可以在相反方向上拉伸管的第一和第二末端部分，或可以固定管一端的位置，而拉伸管的第二端。

在支架被弹性管压缩之后，可以释放管而允许管恢复到基本上未变形的尺寸。释放管后，卷曲的支架可以从管中移出。

所述管可以由多种不同材料制成。例如该管可由弹性体，例如硅酮(silicone)和硅酮衍生物，或其它弹性体例如天然橡胶(聚异戊二烯)、合成橡胶(聚异丁烯)、聚氨酯或允许大弹性径向和轴向变形的任意高弹性，制成。例如，可以使用能以150％至2000％的因子伸展和能减小直径直到所需支架直径的弹性体管。

在一个实施方案中，在支架卷曲前给予支架预定尺寸和形状。当在患者的脉管系统中展开时，该尺寸和/或形状可以对应于支架的预期尺寸和/或形状。

在一个实施方案中，在支架被所述管卷曲前加热聚合物支架。例如，卷曲支架前可以将支架加热到支架的玻璃化转变温度附近的温度。在一个示例性实施方案中，聚合物支架加热到玻璃化转变温度Tg或接近玻璃化转变温度Tg的温度足够短的时间以使得支架保持先前给予支架的尺寸和形状。在支架被压缩后，可以冷却支架。在一个实施方案中，将已冷却的支架从管中移出。

在一个实施方案中，用直径设置构件来设置将要卷曲的支架的直径。直径设置构件可以是圆柱形构件，例如钢。在一个实施方案中，直径设置构件用于设置待卷曲的支架的中间较小直径。直径设置构件从部分收缩的支架中移出，使得可将血管成形术球囊插入支架中。随后再次使用卷曲装置或弹性管完成支架的卷曲。

支架通常卷曲在血管成形术球囊上。可以以多种不同方式，将根据所公开的方法卷曲的支架卷曲在血管成形术球囊上。例如，可通过拉伸所述管将支架直接卷曲在血管成形术球囊上，或者可通过拉伸所述管减小支架的尺寸并使用第二卷曲装置将支架卷曲到血管成形术球囊上。

在一个实施方案中，当聚合物支架放置到管中之前向管中添加溶剂使得管膨胀。蒸发溶剂使管接触支架。随后管被拉伸并伸长以卷曲支架。

用于卷曲聚合物支架的一种仪器的实例包括弹性管和致动器(actuator)。弹性管具有内表面，所述内表面限定通道，通道的尺寸经限定以套在支架的外表面上。致动器与弹性管偶联。致动器的移动增加弹性管的长度和减小通道的界限。管的内表面与支架的外表面接合并减小支架的径向界限，同时允许支架长度的增加。支架的变形跟随管的变形。

在结合附图考虑以下描述和权利要求之后，对本领域技术人员而言，进一步的优点和益处将变得显而易见。

附图说明

图1是弹性管的示意图，其中弹性管内设置有聚合物支架；

图2是当管被拉伸时由弹性管施加到设置在弹性管内的支架上的应力的示意图；

图3是在拉伸的弹性管内的卷曲的支架的示意图；

图4是管松弛后设置在弹性管中的卷曲的支架的示意图；

图5是弹性管的示意图，其中支架设置在弹性管中并且直径设置构件配置在支架中；

图6是支架由弹性管卷曲在直径设置构件周围的示意图；

图7是设置在弹性管中的卷曲的支架和直径设置构件的示意图；

图8是弹性管的示意图，其中支架设置在弹性管中并且血管成形术球囊设置在支架中；

图9是支架由弹性管卷曲在血管成形术球囊周围的示意图；

图10示意性地示出由第二卷曲工具卷曲到血管成形术球囊上的部分卷曲的支架；

图11是弹性管和支架的示意图；

图12是显示出被溶剂膨胀并配置在图11的支架周围的图11的弹性管的示意图；

图13是当溶剂已蒸发后顺应支架外表面的弹性管的示意图；

图14示意性地图示一种用于卷曲支架的仪器；

图15示意性地图示一种用于卷曲支架的仪器；以及

图16是示出卷曲支架的方法的流程图。

具体实施方式

本公开涉及卷曲聚合物支架10的方法。在本申请中，卷曲广义地是指减小支架的径向界限。申请人已经发现现有卷曲装置例如钳子类卷曲装置的使用，在卷曲过程中抑制聚合物支架的伸长。聚合物支架的伸长被钳子类装置抑制，是因为钳子类装置摩擦地接合聚合物支架以抑制支架的伸长，并通常只向支架施加径向压缩力。当聚合物支架处于玻璃态刚性状态时，现有的卷曲装置的使用可破坏或破裂聚合物支架。

卷曲支架的本发明示例性方法同时将径向力施加给支架10以减小支架的直径，和将轴向力施加给支架10以拉长支架。向聚合物支架10施加径向和轴向力两者引起支架伸长。轴向力和径向力的同时施加避免或至少最小化由对抗伸长的摩擦引起的应力，当未解决伸长的现有卷曲装置用于卷曲聚合物支架时，通常存在所述应力。通过使用同时施加收缩力和拉长力的卷曲装置，聚合物支架能同时伸长和收缩，以最小化或消除与伸长对抗的摩擦导致的创伤力(traumatic force)。支架的伸长有助于聚合物支架直径的均匀减小。

图1-15示意性地图示通过拉伸和伸长弹性管12而卷曲聚合物支架10的示例性方法。图1-4图示通过拉伸和伸长弹性管12而卷曲支架的一种方法。参考图1，支架10插入具有限定通道16的内表面14的弹性管12中。如箭头18所示拉伸管以引起管的伸长。参考图2，当管被拉伸时，管的内表面14接合支架10的外表面20。内表面14同时施加轴向力(箭头22所示)和径向力(箭头24所示)给支架的外表面20。参考图3，同时施加的轴向和径向力同时减小支架的径向界限和增大支架的轴向界限。参考图4，当支架10被管12压缩后，可以释放管以允许管恢复到基本未变形的尺寸。管被释放后，卷曲的支架10可以从管中移出。

管可以由多种不同材料制成。例如该管可由弹性体，例如硅橡胶或硅酮共聚物，或其它弹性体，例如天然橡胶(聚异戊二烯)、合成橡胶(聚异丁烯)、聚氨酯橡胶等的，制成。管可由任何弹性体有机材料制成。可以使用当以150％至2000％的因子拉伸时是高弹性的并显示直径减小的材料。高弹性管将粘附在支架上以确保径向和轴向力同时施加给支架。在示例性实施方案中，支架10由热塑性聚合物制成，其为卷曲而加热到橡胶态。在支架的所需最终尺寸和形状预先给予支架的实施方案中，选择加热到橡胶态的温度和时间，使得预先给予的尺寸和形状不被消除。

在图1-4图示的示例性实施方案中，管具有稍大于支架直径的直径，使得聚合物支架紧密地配合在管中。弹性管由拉伸而伸长。这种伸长还引起管直径的径向减小。因为支架紧密地位于管中，支架以与管相同的方式变形。管和支架之间的紧密配合确保支架的外表面与管的内表面之间的粘附。这种粘附引起与当管被拉伸时出现的管直径的减小引起的径向压缩同时，轴向力被施加到支架上。

图5-7图示了其中直径设置构件26用于设置卷曲的聚合物支架10的直径D的实施方案。在图5-7图示的实例中，直径设置构件26是圆柱形构件，例如钢杆。直径设置构件26还可以是可膨胀的装置，例如血管成形术球囊。参考图5，直径设置构件26插入设置在弹性管12中的支架中。参考图6，通过拉伸和伸长弹性管卷曲支架10。参考图7，直径设置构件26限定卷曲支架的直径。在图5-7图示的实例中，在弹性管12被允许返回到其最初尺寸后，支架10可以从直径设置构件26上滑落。

在图8-10图示的实施方案中，聚合物支架10卷曲在血管成形术球囊30上。支架10可以以多种不同的方式卷曲在血管成形术球囊30上。在图8和9图示的实例中，支架10直接卷曲在血管成形术球囊30上。参考图8，血管成形术球囊30插入支架10中。参考图9，通过拉伸和伸长管而将支架10卷曲到血管成形术球囊30上。

在图10图示的实例中，最初使用直径设置构件通过拉伸和伸长管12，或在局部膨胀的血管成形术球囊上收缩，而减小支架的尺寸。血管成形术球囊30随后插入部分卷曲的支架10中。使用第二卷曲装置31将部分卷曲的支架10卷曲到血管成形术球囊30上。第二卷曲装置31可以是易于获取的多种卷曲工具中的任意一种。

图11-13图示的实施方案中，管12最初具有小于支架10的直径。参考图12，使管膨胀以套装在支架10上。例如在支架放入管中之前，可以将溶剂添加到管12中使管膨胀。参考图13，随后使管12返回到管的原始尺寸使得管与支架10接触。例如管中的溶剂可以蒸发使得管返回到其原始尺寸。管12随后被拉申和伸长以卷曲支架10。

在图11-13图示的实例中，基于管12的材料选取溶剂。与组成管材料的聚合物链相容的溶剂将溶胀管。弹性体管的聚合物链被交联且不溶解在溶剂中。结果，在溶剂蒸发或解吸之后，管保持其3D结构并且能回复其最初的尺寸。溶剂的分子仅渗透聚合物链，在聚合物链之间产生空间而不释放(溶解)聚合物链。这对材料有溶胀作用。用于膨胀硅酮管的一种可接受的溶剂是环己烷。硅酮管由高度交联的硅酮聚合物(单个的聚合物链相互连接)制成。因此环己烷能在链间渗透并且使链间的空间膨胀。因为硅酮链是交联的，所以不释放单个链且硅酮材料不溶解。硅酮管可以浸泡在环己烯中30秒或更长时间或达到允许插入开放支架的较大直径所必需的时间。因为硅酮吸收环己烷，所以聚合物溶胀并增大管的直径。随着环己烷蒸发，硅酮管缓慢回复其原始尺寸。管能以多种不同方式拉伸和伸长。例如可以在相反的方向上拉伸管的第一和第二末端部分40、42，或可以固定管一端的位置，拉伸支架的第二末端。

图14和15示意性地图示用于卷曲支架10的仪器44的实例。仪器44包括弹性管12和致动器46。致动器46与弹性管12耦联。在图14和15图示的实例中，固定弹性管的第一端40的位置，并将弹性管的第二端42连接到致动器46。致动器46的移动增大弹性管12的长度，并减小通道16的界限。管的内表面14接合支架的外表面以卷曲支架。

图16是图示卷曲基于聚合物的支架的示例性方法的流程图。支架被卷曲前，在50中给予支架所需的最终尺寸和/或形状。例如聚合物可以以最终期望的直径挤成管。加热并冷却管以使管具有期望的直径。随后管可以被切割以限定期望的支架栅格。当支架在患者的脉管系统中展开时，选定的或预设的尺寸和/或形状可对应于支架的预期尺寸和/或形状。在2004年4月2日提交的、题为“Polymer Based Stent Assembly”、转让给本申请的受让人的PCT申请04/04133，以及在2004年9月21日提交的、题为“Polymer Based StentAssembly”、转让给本发明的受让人的美国专利申请序列号10/508,739中，教导了将期望的最终尺寸和形状给予支架的可接受方法。PCT申请04/04133和美国专利申请序列号10/508,739在此全文引入作为参考。在52中加热支架使得给予支架的预设的尺寸和形状被支架保持。例如在卷曲支架前，可以加热支架到高于支架的玻璃化转变温度的温度，同时保持在所期望的支架尺寸和形状加工或处理期间产生的链缠结。使用不同的加热循环来帮助软化聚合体以允许较好的变形，或者使聚合物变硬而使其保持在变形形状。PCT申请04/04133和美国专利申请序列号10/508,739提供实例，说明当支架加热到高于支架的玻璃化转变温度的温度一段不会消除卷曲前给予的尺寸和形状的时间时，如何能保持给予支架的预定的尺寸和形状。支架在加热到橡胶态之前或之后，在54中将支架插入弹性管12中。在56中管被拉伸使得管伸长和同时施加卷曲支架的轴向和径向力。在57中使支架10冷却以及在58中释放管。保持期望形状的经卷曲的支架，在60中从管中移出。

实施例1-在金属支撑物上卷曲

提供具有2.8mm内径的硅酮管。提供具有3.6mm外径的由聚合物材料例如无定形PLA75(聚合物链由75％L-/25％D-乳酰单元构成；Mw＝115kDa)制成的支架。管浸入溶剂中使管膨胀具有大于3.6mm的内径。支架滑入管中。溶剂蒸发，管收缩回其最初的直径并紧紧包裹支架。将具有1.6mm直径的金属支撑物放置在支架中作为支撑物。拉伸管之前，组装体的温度升高至65℃保持1分钟使得支架进入橡胶态。管随后通过拉伸两端而伸展，直到支架紧密地卷曲到支撑物上。当握住已伸展的管从而保持两个力时，将该组装体快速冷却至室温以便于将聚合物支架改变至玻璃态。组装体冷却后，释放管的末端，管回复到其最初的尺寸和直径。支架保持在金属支撑物的直径。在卷曲处理的过程中，支架从16mm伸长至19mm。支架的内径从3.2mm减小到1.8mm。支架随后从金属支撑物上移除，并放置在血管成形术球囊上。用标准的卷曲工具，以及在用于采用管卷曲支架的加热条件下，完成最终的卷曲，将支架的直径从1.8mm减小到1.3mm。

实施例2-直接在血管成形术球囊上卷曲

提供具有2.8mm内径的硅酮管。提供具有3.6mm外径的由聚合物材料例如无定形PLA75(聚合物链由75％L-/25％D-乳酰单元构成；Mw＝115kDa)制成的支架。管浸入溶剂中使管膨胀具有大于3.6mm的内径。支架滑入管中。溶剂蒸发，管收缩回其最初的直径并紧紧包裹支架。然后将血管成形术球囊插入支架中。拉伸管之前，组装体的温度升高至65℃保持1分钟使得支架进入橡胶态。管随后通过拉伸两端而伸展，直到支架紧密地卷曲到血管成形术球囊上。当握住已伸展的管从而保持两个力时，将该组装体快速冷却至室温以便于将聚合物支架改变至玻璃态。组装体冷却后，释放管的末端，管回复到其最初的尺寸和直径。支架保持在血管成形术球囊的直径。在卷曲处理的过程中，支架从16mm伸长至22mm。支架的内径从3.2mm减小到1.3mm。

尽管已经参照具体的实施方案公开本发明，但是对本领域技术人员显而易见的是，可以进行许多替换、修改和变化。因此，本发明意图包括可能落入随附权利要求的精神和范围内的所有这些替换、修改和变化。

Claims (21)

1.一种卷曲聚合物支架的方法，包括：

a)将支架插入具有限定通道的内表面的弹性管中；

b)拉伸该管引起管伸长，使得管的内表面与支架的外表面接合并同时施加轴向和径向力到支架的外表面上，从而同时减小支架的径向界限和增大支架的轴向界限。

2.如权利要求1所述的方法，其中在相反方向上拉伸第一和第二末端部分，以同时将压缩力和伸长力施加到所述支架的外表面上。

3.如权利要求1所述的方法，进一步包括释放所述管，以允许所述管回复到未变形尺寸。

4.如权利要求3所述的方法，进一步包括从所述管中移出卷曲的支架。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述管是弹性硅酮管。

6.如权利要求1所述的方法，进一步包括在卷曲所述支架前，给予所述支架预定的最终尺寸和形状。

7.如权利要求1所述的方法，进一步包括在卷曲所述支架前，加热所述支架到高于所述支架的玻璃化转变温度。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述弹性管由弹性体聚合物制成，其中在所述管伸长之后，所述管的直径减小。

9.如权利要求7所述的方法，进一步包括冷却所述支架，释放所述管以允许所述管回复至其最初形状，并从所述管中移出卷曲的支架。

10.如权利要求1所述的方法，进一步包括在卷曲所述支架前，将直径设置构件插入所述支架中，以限定卷曲的支架的直径。

11.如权利要求1所述的方法，其中所述管的内表面粘附于所述支架的外表面，以同时施加轴向和径向力于所述支架。

12.如权利要求1所述的方法，其中通过拉伸所述管将所述支架卷曲到血管成形术球囊上。

13.如权利要求1所述的方法，进一步包括从所述管中移出所述支架，并使用第二卷曲装置将所述支架卷曲到血管成形术球囊上。

14.如权利要求1所述的方法，其中在所述支架放入所述管中之前，添加溶剂到所述管中使所述管膨胀，并蒸发该溶剂使所述管接触所述支架。

15.一种用于卷曲具有外表面的聚合物支架的仪器，包括：

a)具有限定通道的内表面的弹性管，对通道的尺寸进行限制以套在所述支架的外表面上；

b)与所述弹性管耦联的致动器，其中致动器的运动增大所述弹性管的长度并减小通道的界限，其中所述管的所述内表面接合所述支架的所述外表面并减小所述支架的界限，从而卷曲所述支架。

16.如权利要求15所述的仪器，其中所述弹性管长度的增加和所述管的所述通道的界限减小，减小了所述支架的直径界限和增大了所述支架的轴向界限。

17.如权利要求15所述的仪器，其中所述致动器在相反方向上拉伸所述弹性管的第一和第二末端部分，以同时施加压缩力和伸长力到所述支架的外表面上。

18.如权利要求15所述的仪器，其中所述管是弹性硅酮管。

19.如权利要求15所述的仪器，进一步包括在卷曲所述支架前用于将所述支架加热到高于所述支架的玻璃化转变温度的加热元件。

20.如权利要求15所述的仪器，进一步包括在卷曲所述支架前插入所述支架中以限定卷曲的支架的直径的直径设置构件。

21.一种制备用于患者的脉管系统中的聚合物支架的方法，包括：

a)通过培养程序给予所述支架预定的最终尺寸和形状；

b)将所述支架插入到具有限定通道的内表面的弹性管中；

c)加热所述支架到玻璃化转变温度或高于玻璃化转变温度的温度，使得所述支架保持所给予的最终尺寸和形状；

d)拉伸所述管以引起所述管伸长，使得所述管的内表面接合所述支架的外表面并同时施加轴向和径向力到所述支架的所述外表面上，从而同时减小所述支架的径向界限和增大所述支架的轴向界限；

e)冷却所述支架到低于玻璃化转变温度的温度；

f)释放所述管，使得所述管的所述内表面的至少一部分脱离所述支架的所述外表面的至少一部分；以及

g)从所述管中移出所述支架。

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