DE102010026830A1

DE102010026830A1 - Medizinische Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines derartigen Vorrichtung

Info

Publication number: DE102010026830A1
Application number: DE102010026830A
Authority: DE
Inventors: Frank Nagl
Original assignee: Acandis GmbH and Co KG
Current assignee: Acandis GmbH and Co KG
Priority date: 2010-07-12
Filing date: 2010-07-12
Publication date: 2012-01-12
Also published as: WO2012007145A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung mit einer Wandung aus einer Gitterstruktur mit Zellen (12), die jeweils eine Zellöffnung (13) begrenzen und aus Stegen (14) gebildet sind, wobei die Zellöffnung (13) wenigstens einer Zelle (12) durch wenigstens eine Abdeckung (15) teilweise verschlossen oder teilweise verschließbar ist, die – einen stegförmigen Rahmen (16), der den Umfang der Abdeckung (15) bildet und mit wenigstens einem ersten Steg (14a) der Zelle (12) verbunden ist, und – eine Membran (17) aufweist, die den Rahmen (16) überspannt, wobei ein freies Ende (18) des Rahmens (16) wenigstens vom ersten Steg (14a) der Zelle (12) beabstandet angeordnet ist und der Umfang der Abdeckung (15) kleiner als der Umfang der Zellöffnung (13) ist derart, dass die Abdeckung (15) in die Zellöffnung (13) hineinragt. Ferner betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen einer derartigen Vorrichtung.

Description

Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung sowie ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Vorrichtung. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Stents, Flow-Diverter, Thrombektomie-Devices oder ähnliche medizinische Vorrichtungen, die eine Wandung aus einer Gitterstruktur umfassen.
Eine bekannte Einsatzmöglichkeit derartiger medizinischer Vorrichtungen besteht beispielsweise bei der Behandlung von Aneurysmen in Blutgefäßen. Aneurysmen sind Gefäßaussackungen, die durch eine lokale Ausweitung der Gefäßwand entstehen. Die Gefäßwand wird aufgrund der Ausweitung im Bereich des Aneurysmas stark gedehnt und beansprucht. Es besteht das Risiko, dass die Gefäßwand im Bereich des Aneurysmas reißt, wodurch es zu einer Blutung kommen kann.
Zur Behandlung von Aneurysmen ist es bekannt, Maßnahmen zu ergreifen, die den Blutfluss innerhalb des Aneurysmas stoppen oder zumindest reduzieren, so dass eine weitere Ausdehnung des Aneurysmas vermieden wird. Dazu können beispielsweise sogenannte Coils eingesetzt werden. Die Coils entsprechen dünnen Drähten, die mittels eines Coilkatheters in das Aneurysma geführt werden. In dem Aneurysma kräuselt sich der Coildraht zu einem Knäuel, das die Blutströmung innerhalb des Aneurysmas behindert. Je nach Größe des Aneurysmas sind mehrere Coils notwendig, um das Aneurysma auszufüllen und die Blutströmung in das Aneurysma hinein effizient zu behindern. Um zu vermeiden, dass der Coil nach dem Einsetzen in das Aneurysma aus dem Aneurysma geschwemmt wird und in weiterführende Blutgefäße gelangt, wird zusätzlich im Bereich des Aneurysmas ein Stent eingesetzt. Der Stent weist Zellen auf, die derart ausgebildet sind, dass der Coil das Aneurysma nicht verlassen kann. Beispielsweise ist es bekannt, die Zellen des Stents zumindest auf der dem Aneurysma zugewandten Seite mit einer Beschichtung zu versehen, so dass das Aneurysma vollständig verschlossen wird. Ein derartiger Stent ist beispielsweise aus der DE 10 2005 013 547 A1 bekannt.
Bei Aneurysmen, die mit wenigstens einem Coil gefüllt werden, besteht jedoch die Gefahr, dass der Coil bereits während der Behandlung aus dem Aneurysma geschwemmt oder durch das erneute Zuführen des Coilkatheters aus dem Aneurysma geschoben wird, bevor der schützende Stent eingesetzt wird. Ferner besteht die Gefahr, dass durch das Einführen des Coils die Gefäßwand des Aneurysmas beschädigt wird, was zu einer spontanen Ruptur des Aneurysmas führen kann.
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine medizinische Vorrichtung anzugeben, die das Verletzungsrisiko bei der Behandlung des Aneurysmas reduziert. Die Aufgabe der Erfindung besteht insbesondere darin, eine medizinische Vorrichtung anzugeben, die bei der Behandlung eines Aneurysmas, insbesondere durch Coils, eine ausreichende Abdeckung des Aneurysmas ermöglicht. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen medizinischen Vorrichtung anzugeben.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe im Hinblick auf die medizinische Vorrichtung durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf das Verfahren durch die Gegenstände der Patentansprüche 14 und 15 gelöst.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine medizinische Vorrichtung mit einer Wandung aus einer Gitterstruktur mit Zellen, die jeweils eine Zellöffnung begrenzen und aus Stegen gebildet sind, anzugeben, wobei die Zellöffnung wenigstens einer Zelle durch wenigstens eine Abdeckung teilweise verschlossen oder teilweise verschließbar ist. Die Abdeckung weist einen stegförmigen Rahmen auf, der den Umfang der Abdeckung bildet und mit wenigstens einem ersten Steg der Zelle verbunden ist. Ferner weist die Abdeckung eine Membran auf, die den Rahmen überspannt. Ein freies Ende des Rahmens ist wenigstens vom ersten Steg der Zelle beabstandet angeordnet. Der Umfang der Abdeckung ist kleiner als der Umfang der Zellöffnung derart, dass die Abdeckung in die Zellöffnung hineinragt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, die Zellen der Gitterstruktur mit einer Abdeckung zu versehen, die die Zellöffnung teilweise bedeckt. Damit wird erreicht, dass die Wandung der Gitterstruktur einerseits ausreichend geschlossen ist, so dass eine Blutströmung oder allgemein Körperfluidströmung durch die Wandung hindurch begrenzt ist. Andererseits weist die Zellöffnung freie Bereiche auf, so dass die Wandung der Gitterstruktur teilweise durchlässig ist. Auf diese Weise kann beispielsweise ein Coilkatheter durch die Zellöffnung geführt werden. Ein weiterer Vorteil ergibt sich bei Platzierung der medizinischen Vorrichtung im Bereich von Gefäßverzweigungen dadurch, dass durch die teilweise Öffnung der Zellen eine Blutströmung aus dem inneren der medizinischen Vorrichtung in ein abzweigendes Blutgefäß ermöglicht ist.
Der stegförmige Rahmen, der den Umfang der Abdeckung bildet, bewirkt eine Stabilisierung der Membran, die den Rahmen überspannt. Somit ist gewährleistet, dass die Membran die Fluidströmung gleichmäßig beeinflusst. Insbesondere wird ein Flattern der Membran, beispielsweise in Folge von Pulsationen im Blutkreislauf, durch die stabilisierende Funktion des stegförmigen Rahmens vermieden.
Das freie Ende des Rahmens ist vom ersten Steg der Zelle beabstandet angeordnet, so dass die Abdeckung bzw. der Rahmen mit der Membran in die Zelle hineinragt. Die Zellöffnung wird somit von dem Rahmen und der Membran teilweise bedeckt. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass das freie Ende des Rahmens über einen weiteren Steg der Zelle vorsteht. Das freie Ende des Rahmens kann also die Zelle überlappen. Um sicherzustellen, dass die Zelle teilweise, insbesondere nicht vollständig, mit der Abdeckung versehen ist, ist vorgesehen, dass der Umfang der Abdeckung kleiner als der Umfang der Zellöffnung ist.
Der stegförmige Rahmen ist mit wenigstens einem ersten Steg der Zelle verbunden. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass der stegförmige Rahmen derart mit wenigstens einem ersten Steg der Zelle verbunden ist, dass das freie Ende des stegförmigen Rahmens aus der Wandungsebene der Gitterstruktur auslenkbar ist. Der stegförmige Rahmen kann mit der Membran eine Klappe bilden, die im Wesentlichen flexibel ist und beispielsweise unter Einfluss einer Fluidströmung einen Bereich der Zellöffnung freigibt. Konkret kann der stegförmige Rahmen mit der Membran eine Klappe bilden, die im Ruhezustand in der Wandungsebene angeordnet ist und die Zellöffnung teilweise bedeckt. Unter Einfluss einer äußeren Kraft kann die durch den stegförmigen Rahmen und die Membran gebildete Klappe aus der Wandungsebene ausgelenkt bzw. bezüglich der Wandungsebene schräg angeordnet sein, so dass die zuvor teilweise verschlossene Zellöffnung weiter geöffnet ist. Die Durchlässigkeit der Zellöffnung bzw. der Öffnungsquerschnitt der Zellöffnung kann somit zumindest zeitweise variabel sein. Eine derartige Klappenfunktion ist insbesondere für medizinische Vorrichtungen geeignet, die im Bereich von Gefäßverzweigungen angeordnet sind. Im Bereich des abzweigenden Gefäßes kann die Klappenfunktion des Rahmens mit der Membran eine Strömungspassage aus dem Innenlumen der medizinischen Vorrichtung bzw. der Gitterstruktur in das abzweigende Gefäß freigeben. In weiteren Bereichen, die außerhalb des abzweigenden Gefäßes angeordnet sind, bildet die Abdeckung hingegen eine zumindest teilweise geschlossene Wandung der Gitterstruktur.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung ist die Form des Rahmens an die Form der Zelle angepasst. Insbesondere können Teilabschnitte des Rahmens parallel zu Stegen der Zelle verlaufen. Die Form des Rahmens kann insgesamt im Wesentlichen kongruent zur Form der Zelle gestaltet sein. Die Gitterstruktur der medizinischen Vorrichtung kann expandierbar sein. Das bedeutet, dass der Umfang der Wandung der Gitterstruktur veränderbar ist. Bei einer Umfangsänderung der Wandung verändert sich die Geometrie der Zellen. Insbesondere ergibt sich bei einer Aufweitung der Gitterstruktur eine Vergrößerung der Zellöffnungen. Um der Vergrößerung der Zellöffnungen folgen zu können, ist es vorteilhaft, wenn die Form des Rahmens an die Form der Zelle angepasst ist. Auf diese Weise wird ein gleichmäßiges Expansionsverhalten der Gitterstruktur ermöglicht.
Das freie Ende des Rahmens kann in Längsrichtung oder in Querrichtung oder in diagonaler Richtung der Zelle angeordnet sein. Insgesamt kann die Abdeckung eine Basis umfassen, die mit den Stegen der Zelle verbunden ist. Ausgehend von der Basis kann sich das freie Ende des Rahmens bzw. der Abdeckung in Längsrichtung oder in Querrichtung oder diagonaler Richtung der Zelle erstrecken. Mit anderen Worten kann die Abdeckung eine Längserstreckung aufweisen, die parallel zu einer Längsachse der Zelle, insbesondere parallel zu einer Längsachse der Gitterstruktur, oder parallel zu einer Querachse der Zelle, insbesondere in Umfangsrichtung der Gitterstruktur, oder parallel zu einer Diagonalen, die bezogen auf die Längsachse der Zelle und die Querachse der Zelle unter einem Winkel angeordnet ist, erstreckt ist. Die Orientierung des freien Endes des Rahmens beeinflusst die Funktionalität der Abdeckung, beispielsweise im Hinblick auf die Flexibilität einer Klappenfunktion, und wird vom Fachmann entsprechend den gewünschten Anforderungen gewählt.
Bei einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel ist der Rahmen mit dem ersten Steg und einem zweiten Steg der Zelle verbunden derart, dass der Gesamtumfang der Abdeckung einerseits vom Rahmen und andererseits jeweils von einem Abschnitt der beiden Stege gebildet ist. Der Vorteil dieser Konstruktion besteht darin, dass beim Aufweiten der Gitterstruktur, also bei der Vergrößerung der Zellöffnung, der Rahmen aufgrund der Fixierung an unterschiedlichen Stegen der Zelle, einfach und selbsttätig aufgespannt wird. Vorteilhafterweise ist daher vorgesehen, dass der erste und zweite Steg derart zueinander angeordnet sind, dass sich der erste und zweite Steg bei der Aufweitung der Gitterstruktur zumindest abschnittsweise voneinander entfernen. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass der erste und zweite Steg im Ruhezustand bzw. komprimierten Zustand der Gitterstruktur in Längsrichtung der Gitterstruktur erstreckt sind. Bei der Expansion der Gitterstruktur entfernen sich der erste und der zweite Steg in Umfangsrichtung voneinander, wodurch der Rahmen, der mit dem ersten und dem zweiten Steg verbunden ist, aufgespannt wird.
Alternativ kann der Rahmen mit dem ersten Steg der Zelle verbunden sein derart, dass der Gesamtumfang der Abdeckung einerseits vom Rahmen und andererseits von wenigstens einem Abschnitt des ersten Steges gebildet ist. Konkret kann der Rahmen mit einem einzelnen Steg der Zelle verbunden sein. Damit kann beispielsweise eine Faltung der Membran beim Komprimieren der Gitterstruktur vermieden werden. Konkret kann der Rahmen bei Anordnung an einem einzigen Steg im Wesentlichen steif sein, so dass beim Komprimieren der Gitterstruktur die Abdeckung die Zelle und eventuell weitere Zellen überlappt. Die Geometrie der Abdeckung bzw. des Rahmens wird also durch die Expansion bzw. Komprimierung der Gitterstruktur nur geringfügig beeinflusst. Vielmehr wird die aufgespannte Fläche der Abdeckung bzw. des Rahmens bei der Expansion bzw. Komprimierung im Wesentlichen beibehalten.
In diesem Zusammenhang wird darauf hingewiesen, dass sich die Beschreibung der Ausführungsformen, insbesondere der geometrischen Ausgestaltung der medizinischen Vorrichtung, im Rahmen dieser Anmeldung auf den expandierten bzw. aufgeweiteten Zustand der Gitterstruktur beziehen, soweit nicht explizit anderes erwähnt ist. Der expandierte Zustand entspricht dabei dem Ruhezustand, also dem zwängungsfreien bzw. kraftunbelasteten Zustand der Gitterstruktur. Im Unterschied dazu ist der implantierte Zustand zu sehen, in dem die Gitterstruktur je nach Implantationsort und anatomischen Gegebenheiten unterschiedliche Geometrien aufweisen kann. Der komprimierte Zustand der Gitterstruktur entspricht im Wesentlichen dem Zustand der Gitterstruktur, der zur Zuführung der medizinischen Vorrichtung in ein Körpergefäß bzw. einen Körperhohlraum eingenommen wird.
Vorzugsweise weist der Rahmen wenigstens zwei voneinander beabstandete Rahmenabschnitte auf. Die Rahmenabschnitte sind jeweils wenigstens mit dem ersten Steg und dem zweiten Steg der Zelle verbunden derart, dass der Gesamtumfang der Abdeckung einerseits von den Rahmenabschnitten und andererseits wenigstens von einem Abschnitt des ersten Steges und/oder des zweiten Steges gebildet ist. Mit anderen Worten kann der Rahmen mit der Membran eine Abdeckung bilden, die sich vom ersten Steg zum zweiten Steg spannt, wobei die Zellöffnung beidseitig der Abdeckung teilweise offen bzw. freigehalten ist. Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass die voneinander beabstandeten Rahmenabschnitte im Wesentlichen parallel zueinander verlaufen. Zwischen den beiden beabstandeten Rahmenabschnitten ist die Membran angeordnet.
Der Rahmen kann innerhalb des Umfangs der Abdeckung wenigstens einen Innensteg, insbesondere mehrere netzartig angeordnete Innenstege zur Unterteilung der Membran aufweisen. Der Innensteg bildet eine Stützstruktur für die Membran, so dass eine verbesserte Stabilisierung der Membran bzw. allgemein der Abdeckung erreicht ist. Durch die Unterteilung der Abdeckung mittels des Innenstegs ist ferner eine einfache und schnelle Herstellung der Abdeckung ermöglicht.
Bei einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind eine einzige Abdeckung oder wenigstens zwei gegenüber angeordnete Abdeckungen vorgesehen, durch die Zellöffnung teilweise verschlossen oder teilweise verschließbar ist. Die Bildung einer einzigen Abdeckung reduziert den Grad der Miniaturisierung und weist diesbezüglich herstellungsbedingte Vorteile auf. Mit der Konstruktion mehrerer Abdeckungen pro Zelle ist hingegen der Vorteil verbunden, dass eine relativ große Gesamtfläche der Zellöffnung durch die Abdeckungen bedeckt ist, wobei die einzelnen Abdeckungen durch den jeweils zugeordneten Rahmen eine erhöhte Stabilität aufweisen.
Es ist möglich, dass eine einzige Zelle oder mehrere Zellen der Gitterstruktur jeweils wenigstens eine Abdeckung aufweisen. Die Gitterstruktur kann ein oder mehrere Abschnitte bzw. Bereiche umfassen, deren Zellen wenigstens eine Abdeckung aufweisen. Insbesondere können alle Zellen der Gitterstruktur jeweils wenigstens eine Abdeckung umfassen. Eine Gitterstruktur, die bereichweise Zellen mit wenigstens einer Abdeckung aufweist, kann vorteilhaft zur gezielten Abdeckung eines Aneurysmas oder zur gezielten Strömungsbeeinflussung im Bereich von Gefäßverzweigungen eingesetzt werden. Bei einer vollständig mit wenigstens einer Abdeckung versehenen Zellen umfassenden Gitterstruktur besteht der Vorteil darin, dass auf eine exakte Positionierung bzw. Ausrichtung der Gitterstruktur im Körperhohlraum verzichtet werden kann, so dass die Behandlung vereinfacht wird.
Vorzugsweise sind die Stege der Zelle, der stegförmige Rahmen und die Innenstege des Rahmens vollständig von dem Material der Membran umhüllt. Eine derartige Ummantelung der Stege, des stegförmigen Rahmens und der Innenstege ermöglicht Verbesserungen im Hinblick auf die Eigenschaften der Gitterstruktur. Beispielsweise kann auf diese Weise eine Polsterung der stegartigen Komponenten der Gitterstruktur erreicht werden, so dass eine verbesserte Krafteinleitung in anliegendes Körpergewebe ermöglicht ist. Das Material der Membran kann als gummiartiger Puffer funktionieren, der die Tendenz der Gitterstruktur im implantierten Zustand in eine Gefäßwand einzuschneiden, reduziert. Ferner kann die Elastizität des Membranmaterials das Expansionsverhalten der Gitterstruktur beeinflusst werden.
Die Abdeckung bildet vorzugsweise eine Klappe, die in eine Schließstellung und in eine Offenstellung überführbar ist. In der Schließstellung erstreckt sich die Klappe entlang der Wandung. Ferner verschließt die Klappe die Zelle in der Schließstellung teilweise. In der Offenstellung ist die Klappe relativ zur Wandung radial ausgelenkt, um die Zelle ventilartig freizugeben.
Die Abdeckung kann wenigstens 25% der Zellöffnung, insbesondere wenigstens 30%, insbesondere wenigstens 35%, insbesondere wenigstens 40%, insbesondere wenigstens 45%, insbesondere wenigstens 50%, der Zellöffnung verschließen. Ferner kann die Abdeckung höchstens 80% der Zellöffnung und insbesondere höchstens 75% insbesondere höchstens 70%, insbesondere höchstens 65%, insbesondere höchstens 60%, insbesondere höchstens 55%, insbesondere höchstens 50%, der Zellöffnung verschließen. Die vorgenannten Prozentangaben beziehen sich auf die Fläche der Zellöffnung in der Wandungsebene der Gitterstruktur.
Gemäß einem nebengeordneten Aspekt beruht die Erfindung auf dem Gedanken ein Verfahren zur Herstellung der zuvor beschriebenen medizinischen Vorrichtung anzugeben, bei dem zur Bildung der Abdeckung ein Beschichtungsmedium durch Tauchbeschichten auf die Gitterstruktur aufgebracht wird. Die Viskosität des Beschichtungsmediums wird an den vom Rahmen gebildeten Umfang der Abdeckung angepasst derart, dass das Beschichtungsmedium nur den Rahmen und nicht die gesamte Zelle überspannt. Nach Erhärten bildet das Beschichtungsmedium die Membran.
Auf diese Weise ist die Membran bzw. die Abdeckung einfach und schnell herstellbar. Die Einstellung der Viskosität des Beschichtungsmediums ermöglicht, dass die flächenmäßig größeren Bereiche der Zelle offengehalten werden, wogegen die durch den Rahmen und wenigstens einen Steg der Zelle definierten Abdeckbereiche die Beschichtung aufnehmen, so dass die Membran gebildet ist. Im Allgemeinen gilt, dass die Viskosität des Beschichtungsmediums umso höher eingestellt wird, je größer der zu beschichtende Bereich bzw. je größer der Gesamtumfang der Abdeckung ist. Das Beschichtungsmedium kann die Stege der Zellen bzw. der Gittestruktur, den Rahmen sowie eventuell vorhandene Innenstege des Rahmens vollständig umhüllen, wobei gleichzeitig die Membran durch das Beschichtungsmedium über den Rahmen gespannt wird.
Ein weiterer nebengeordneter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer vorgenannten medizinischen Vorrichtung, bei dem zur Bildung der Abdeckung ein Beschichtungsmedium durch Tauchbeschichten auf die Gitterstruktur aufgebracht wird. Das Beschichtungsmedium wird in Bereichen der Zelle außerhalb des vom Rahmen gebildeten Umfangs der Abdeckung entfernt.
Bei dieser alternativen Herstellungsvariante ist vorgesehen, die Gitterstruktur zunächst vollständig mit dem Beschichtungsmedium zu versehen. In einem weiteren Nachbearbeitungsschritt werden die Bereiche der Zelle, die nicht den vom Rahmen gebildeten Umfang der Abdeckung zuzuordnen sind, von dem Beschichtungsmedium befreit. Auf diese Weise ergibt sich eine teilweise Abdeckung der Zelle der Gitterstruktur. Das selektive Entfernen des Beschichtungsmediums kann mechanisch, thermisch oder chemisch erfolgen.
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
1a: eine Draufsicht auf eine Zelle einer Gitterstruktur einer erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Rahmen einerseits mit einem ersten Steg der Zelle und andererseits mit einem zweiten Steg der Zelle verbunden ist;
1b: eine Querschnittsansicht des Rahmens gemäß 1a;
2a: eine Draufsicht auf eine Zelle einer Gitterstruktur einer erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Rahmen zwei Rahmenabschnitte umfasst, die jeweils mit dem ersten und dem zweiten Steg der Zelle verbunden sind;
2b: eine Draufsicht auf eine Zelle der Gitterstruktur der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei zwei in Längsrichtung Zelle gegenüber angeordnete Abdeckungen vorgesehen sind;
2c: eine Draufsicht auf eine Zelle der Gitterstruktur der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei vier in diagonalen Richtungen der Zelle gegenüberliegend angeordnete Abdeckungen vorgesehen sind;
2d: eine Draufsicht auf eine Zelle gemäß 1a;
2e: eine Draufsicht auf eine Zelle der Gitterstruktur der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Rahmen innerhalb des Umfangs der Abdeckung einen Innensteg umfasst;
2f: eine Draufsicht auf eine Zelle der Gitterstruktur der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die Zelle zwei in Querrichtung der Zelle gegenüberliegend angeordnete Abdeckungen aufweist;
3a: eine Draufsicht auf eine Zelle gemäß 2b, wobei zusätzlich innerhalb des Umfangs der Abdeckung Innenstege vorgesehen sind, wobei aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der Abdeckung selbst verzichtet ist;
3b: die Zelle gemäß 3a mit dargestellter Abdeckung;
4a: eine Draufsicht auf die Zelle gemäß 2f, wobei zusätzlich innerhalb des Umfangs der Abdeckung Innenstege vorgesehen sind und aus Gründen der Übersichtlichkeit auf die Darstellung der Abdeckung selbst verzichtet ist;
4b: die Zelle gemäß 4a mit dargestellter Abdeckung;
5a: eine Draufsicht auf die Zelle gemäß 2f;
5b: eine Seitenansicht der Zelle gemäß 5a;
5c: eine Draufsicht auf die Zelle gemäß 5a, wobei die Zelle teilweise komprimiert ist;
5d: eine Seitenansicht der Zelle gemäß 5c;
5e: eine Draufsicht auf eine Zelle einer Gitterstruktur einer erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die Zelle zwei in Querrichtung der Zelle gegenüberliegend angeordnete Abdeckungen mit unterschiedlich großem Umfang aufweist;
5f: eine Seitenansicht der Zelle gemäß 5e;
6a: eine Draufsicht auf die Zelle gemäß 5a, wobei die gegenüberliegenden Abdeckungen in einer gemeinsamen Wandungsebene angeordnet sind;
6b: eine Seitenansicht auf die Zelle gemäß 6a;
6c: eine Seitenansicht der Zelle gemäß 6a bei der Durchführung eines Katheters oder einer ähnlichen Behandlungsvorrichtung durch die Zellöffnung;
7a: eine Draufsicht auf eine Zelle gemäß 1a;
7b: eine Seitenansicht auf die Zelle gemäß 7a gemäß einem der bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die Abdeckung außerhalb der Wandungsebene auf dem Außenumfang der Gitterstruktur angeordnet ist;
7c: eine Seitenansicht der Zelle gemäß 7a nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die Abdeckung außerhalb der Wandungsebene auf einem Innenumfang der Gitterstruktur angeordnet ist; und
7d: eine Seitenansicht der Zelle gemäß 7a nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die Abdeckung eine kleinere Wandstärke aufweist als die Zelle und in der Wandungsebene angeordnet ist.
Die medizinische Vorrichtung umfasst eine Wandung aus einer Gitterstruktur, die miteinander verbundene Zellen 12 umfasst. Die Wandung kann gekrümmt sein, insbesondere derart, dass die medizinische Vorrichtung durch eine rohrförmige Gitterstruktur gebildet ist. Alternativ kann die Gitterstruktur trichterförmig oder andersartig holköperförmig ausgebildet sein. Im Allgemeinen ist es vorteilhaft, wenn die Wandung der Gitterstruktur eine rotationssymmetrische Form aufweist. Die Zellen 12 der Gitterstruktur begrenzen jeweils eine Zellöffnung 13. Die Zelle 12 ist ferner aus Stegen 14 gebildet. Mit anderen Worten ist die Zellöffnung 13 durch mehrere Stege 14 umgeben bzw. begrenzt. Vorzugsweise bilden vier Stege 14 jeweils eine Zelle 12. Die Stege 14 können geradlinig oder gebogen ausgebildet sein. Vorzugsweise weisen die Stege 14 jeweils eine S-förmige Krümmung auf, wie in 1a erkennbar ist.
Die Zellöffnung 13 der Zelle 12 ist durch wenigstens eine Abdeckung 15 teilweise verschlossen oder verschließbar. Die Abdeckung 15 umfasst einen stegförmigen Rahmen 16, der den Umfang der Abdeckung 15 bildet. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a ist der stegförmige Rahmen 16 im Wesentlichen V-förmig ausgebildet, wobei im Verbindungsbereich der beiden Schenkel des V-förmigen Rahmens 16 ein freies Ende 18 des Rahmens 16 angeordnet ist, das in die Zelle 12 hineinragt. Der Rahmen 16 ist ferner mit wenigstens einem ersten Steg 14a der Zelle verbunden. Konkret ist der Rahmen bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a mit einem ersten Steg 14a einerseits und einem zweiten Steg 14b andererseits verbunden. Die Abdeckung 15 umfasst ferner eine Membran 17, die den Rahmen überspannt. Die Membran 17 ist vorzugsweise flexibel. Das freie Ende 18 des Rahmens 16 ist im Allgemeinen beabstandet vom ersten Steg 14a der Zelle 12 angeordnet. Dabei kann das freie Ende 18 in die Zelle 12 hineinragen oder über die Zelle 12 vorstehen.
Die Abdeckung 15 weist ferner einen Umfang auf, der kleiner als der Umfang der Zellöffnung 13 ist. Die Abdeckung 15 ragt somit in die Zellöffnung 13 hinein, wobei nicht ausgeschlossen ist, dass das freie Ende des Rahmens die Zellöffnung 13 überragt. Auf diese Weise bedeckt die Abdeckung 15 die Zellöffnung 13 teilweise bzw. bereichsweise. Der Umfang der Abdeckung 15 ist beim Ausführungsbeispiel gemäß 1a durch den Rahmen 16 sowie jeweils einen Abschnitt des ersten Stegs 14a und des zweiten Stegs 14b festgelegt. Die Abdeckung 15 bzw. der Rahmen 16 bildet im Wesentlichen eine Zelle-in-Zelle-Konstruktion, wobei die innere, durch den Rahmen 16 begrenzte Zelle gegenüber der Zelle 12 der Gitterstruktur eine kleinere Fläche einnimmt und mit der Abdeckung 15 versehen ist.
Wie in 1a weiter erkennbar ist, erstreckt sich das freie Ende des Rahmens 18 in Längsrichtung der Zelle 12. Die Längsrichtung der Zelle 12 entspricht einer gedachten horizontalen Linie in der Zeichnungsebene. Im Unterschied dazu weist die Zelle 12 eine Querrichtung auf, die sich in der Zeichnungsebene als gedachte vertikale Linie darstellt. Richtungen, die bezogen auf die Längserstreckung und die Quererstreckung der Zelle 12 winklig angeordnet sind, werden im Rahmen der Anmeldung als diagonale Erstreckung der Zelle 12 bezeichnet. Die Längserstreckung der Zelle 12 folgt im Wesentlichen einer Parallelen zur Längsachse der rotationssymmetrischen Gitterstruktur. Die Quererstreckung der Zelle 12 verläuft hingegen in Umfangsrichtung der Gitterstruktur bzw. der Wandung der medizinischen Vorrichtung. Vorgenanntes gilt für alle Ausführungsbeispiele.
Die Abdeckung 15 weist eine Längserstreckung auf, die bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a im Wesentlichen parallel zur Längsachse der Gitterstruktur ausgerichtet und durch das freie Ende 18 begrenzt ist. Somit erstreckt sich die Abdeckung 15 gemäß 1a blattartig in die Zelle 12 hinein.
Die Membran 17 umfasst vorzugweise ein Kunststoffmaterial, das durch ein Tauchbeschichtungsverfahren auf die Gitterstruktur bzw. die Wandung aufgebracht ist. Das Kunststoffmaterial bzw. allgemein das Material der Membran 17 überspannt einerseits den Rahmen 16. Ferner ist der Rahmen 16 vollständig von dem Material der Membran 17 ummantelt, wie in 1b dargestellt. Auf dieselbe Weise können auch die Stege 14 der Zelle 12 mit dem Material der Membran 17 ummantelt sein. Der stegförmige Rahmen 16 weist im Wesentlichen einen rechteckigen, insbesondere quadratischen Querschnitt auf, einen ähnlichen Querschnitt können die Stege 14 aufweisen. Andere Querschnittskonturen sind möglich. Beispielsweise können der Rahmen 16 und/oder die Stege 14 einen runden, dreieckigen, fünfeckigen oder anderweitig mehreckigen Querschnitt bilden. Die Querschnittsfläche des Rahmens 16 kann kleiner ausgebildet sein als die Querschnittsfläche der Stege 14. Auf diese Weise wird erreicht, dass die Abdeckung 15 bezogen auf die Zelle 12 eine erhöhte Flexibilität aufweist. Insbesondere kann auf diese Weise erreicht werden, dass die Abdeckung 15 bezüglich der Wandungsebene der Gitterstruktur radial auslenkbar ist. Die Abdeckung 15 kann somit eine Klappe 20 bilden.
2a zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem der Rahmen 16 zwei Rahmenabschnitte 16a, 16b umfasst. Die Rahmenabschnitte 16a, 16b sind jeweils mit dem ersten Steg 14a der Zelle 12 verbunden. Ferner sind die Rahmenabschnitte 16a, 16b mit dem zweiten Steg 14b der Zelle 12 verbunden. Zwischen den Rahmenabschnitten 16a, 16b ist die Membran 17 aufgespannt. Die Abdeckung 15 ist konkret durch die Rahmenabschnitte 16a, 16b und jeweils einen Abschnitt des ersten und zweiten Stegs 14a, 14b begrenzt. Mit anderen Worten ist die Abdeckung 15 streifenartig zwischen dem ersten und dem zweiten Steg 14a, 14b aufgespannt. Die Zellöffnung 13 weist daher zwei freie bzw. offene Bereiche auf, die beidseitig der Abdeckung 15 angeordnet sind. Konkret ist ein erster offener Bereich durch den ersten Stegabschnitt 16a, jeweils einen Abschnitt der ersten und zweiten Stege 14a, 14b und die vollständigen weiteren Stege der Zelle 12 begrenzt. Ein zweiter offener Bereich der Zelle 12 ist durch den zweiten Rahmenabschnitt 16b und jeweils einen Abschnitt des ersten und zweiten Stegs 14a, 14b begrenzt. Die Innenkontur des zweiten offenen Bereichs entspricht im Wesentlichen der Innenkontur der Zelle 12. Der Rahmen 16 bzw. die Rahmenabschnitte 16a, 16b sind also der Form der Zelle 12 angepasst. Insbesondere weisen die Rahmenabschnitte 16a, 16b jeweils abschnittsweise einen S-förmigen Verlauf auf, der dem S-förmigen Verlauf der Stege 14 der Zelle 12 entspricht. Die Rahmenabschnitte 16a, 16b erstrecken sich somit im Wesentlichen parallel zu jeweils gegenüberliegenden Stegen 14 der Gitterstruktur.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2b weist die Zelle 12 zwei Abdeckungen 15, die in Längsrichtung der Zelle 12 gegenüberliegend angeordnet sind. Die Abdeckungen 15 ähneln in ihrer Form im Wesentlichen der Abdeckung 15 gemäß 1a, wobei der Rahmen 16 im Bereich des freien Endes eine flachere Krümmung aufweist. Die freien Enden 18 der beiden gegenüberliegend angeordneten Abdeckungen 15 sind zueinander ausgerichtet. Die beiden Abdeckungen 15 sind bezogen auf die Quererstreckung bzw. eine Querachse der Zelle 12 symmetrisch ausgebildet.
2c zeigt ein Ausführungsbeispiel, bei dem die Zelle 12 vier Abdeckungen 15 umfasst. Jede Abdeckung 15 weist einen Rahmen 16 auf, der mit einem einzigen Steg 14 der Zelle 12 verbunden ist. Die Abdeckung 15 ist somit im Wesentlichen dreiecksförmige ausgebildet, wobei die Abdeckung ein rechtwinkliges Dreieck bildet, dessen rechter Winkel einerseits in die Zellöffnung 13 hineinragt und andererseits ein abgerundetes, freies Ende 18 bildet. Jeweils zwei Abdeckungen 15 sind in diagonaler Richtung der Zelle 12 gegenüberliegend angeordnet. Im dargestellten Ruhezustand ergibt sich ein kreuzförmiger offener Bereich der Zelle 12. Im Allgemeinen sind die Abdeckungen 15 zueinander beabstandet angeordnet, so dass im Ruhezustand Freiräume zwischen den Abdeckungen 15 freigehalten sind.
Das Ausführungsbeispiel gemäß 2d entspricht im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß 1a.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2e ist vorgesehen, dass die Abdeckung 15 einen Rahmen 16 umfasst, der einerseits mit dem ersten Steg 14a der Zelle 12 und andererseits mit dem zweiten Steg 14b der Zelle 12 verbunden ist. Der Rahmen 16 begrenzt mit jeweils einem Abschnitt des ersten und zweiten Stegs 14a, 14b die Abdeckung 15. Konkret ist zwischen dem ersten und zweiten Steg 14a, 14b und dem Rahmen 16 die Membran 17 gespannt. Ferner weist der Rahmen 16 einen Innensteg 19 auf, der sich im Wesentlichen parallel zum Rahmen 16 innerhalb des Umfangs der Abdeckung 15 erstreckt. Der Innensteg 19 ist dabei vom Rahmen 16 beabstandet angeordnet. Der Innensteg 19 kann ebenso wie der Rahmen 16 vollständig von dem Material der Membran 17 umhüllt sein. Der Innensteg 19 bildet eine Stützstruktur für die Abdeckung 15.
Die Zelle 12 kann ferner zwei Abdeckungen 15 umfassen, die in Querrichtung der Zelle 12 gegenüberliegend angeordnet sind. Eine derartige Konfiguration ist in 2F dargestellt. Die freien Enden 18 der Abdeckungen 15 sind in Querrichtung der Zelle 12 orientiert. Die freien Enden 18 der Abdeckungen 15 begrenzen einen Freiraum der Zellöffnung 13, der im Wesentlichen eine hantelförmige Kontur aufweist. Die Abdeckungen 15 umfassen jeweils einen Rahmen, der jeweils mit zwei Stegen der Zelle 12 verbunden ist.
Der Rahmen 16 kann mehrere Innenstege umfassen, die zur Stabilisierung der Abdeckung 15 beitragen. Die Innenstege 19 können netzartig innerhalb des Rahmens 16 angeordnet sein. Die Innenstege 19 können sich geradlinig, gekrümmt oder gebogen erstrecken. Ferner können die Innenstege 19 einerseits mit dem Rahmen 16 und andererseits mit weiteren Innenstegen 19 und/oder Stegen 14 der Zelle 12 verbunden sein. Eine netzartige Anordnung von Innenstegen 19 ist beispielsweise in 3A dargestellt. Aus Gründen der Übersichtlichkeit ist in 3a die Abdeckung 15 nicht dargestellt. 3b zeigt die netzartige Anordnung der Innenstege 19 mit der Darstellung der Abdeckung 15.
Anstelle einer netzartigen Anordnung der Innenstege 19 ist auch eine parallele Anordnung der Innenstege 19 möglich, wie in den 4a und 4b gezeigt. Das darin gezeigte Ausführungsbeispiel ähnelt im Wesentlichen dem Ausführungsbeispiel gemäß 2f, wobei zusätzlich Innenstege 19 innerhalb des Umfangs der Abdeckung 15 vorgesehen sind, die sich im Wesentlichen in Längsrichtung der Zelle 12 erstrecken. Dabei weisen die Innenstege 19 eine Krümmung auf, die in Querrichtung der Zelle 12 orientiert ist. Mit anderen Worten sind die Innenstege 19 im Wesentlichen parallel zum Rahmen 16 angeordnet. Die Innenstege 19 verbinden somit zwei Stege 14 der Zelle 12. Aus Übersichtlichkeitsgründen ist in 4a die Abdeckung 15 nicht dargestellt. Die Anordnung der Innenstege 19 mit der Abdeckung 15 ist in 4b wiedergegeben.
Der Rahmen 16, der zumindest abschnittsweise den Umfang der Abdeckung 15 bildet, kann relativ zu den Stegen 14 der Zelle 12 eine erhöhte Flexibilität aufweisen. Dadurch kann die Abdeckung 15 eine Klappe bilden, die in radialer Richtung auslenkbar ist. Im Allgemeinen kann die Klappe 20 aus der Wandungsebene heraus auslenkbar sein. Der Rahmen 16 ist im Ruhezustand der Gitterstruktur bzw. der Wandung vorzugsweise in der Wandungsebene angeordnet. Es ist auch möglich, dass der Rahmen 16 im Ruhezustand der Gitterstruktur bezüglich der Wandungsebene schräg angeordnet ist derart, dass das freie Ende 18 über die Wandungsebene vorsteht. Insbesondere bei einer Gitterstruktur, die eine rotationssymmetrische Form aufweist, kann das freie Ende 18 in radialer Richtung über die Wandungsebene der Gitterstruktur vorstehen. Eine derartige Anordnung des Rahmens 16 bzw. des freien Endes 18 kann während der Herstellung der medizinischen Vorrichtung beispielsweise durch eine Wärmebehandlung erreicht werden, wobei dem Rahmen 16 die über die Wandungsebene hervorstehende Form thermisch aufgeprägt wird. Die 5a und 5b zeigen ein Ausführungsbeispiel aufbauend auf dem Ausführungsbeispiel gemäß 2f, wobei der Rahmen 16 bzw. allgemein die Abdeckung 15 derart konditioniert ist, dass das freie Ende 18 der Abdeckung über die Wandungsebene vorsteht. Die Wandungsebene wird dabei durch die Stege 14 der Zelle 12 aufgespannt. Wie in 5b gut zu erkennen ist, können in einer Zelle 12 mehrere Abdeckungen 15 vorgesehen sein, die unterschiedliche Anstellwinkel bezüglich der Wandungsebene aufweisen. Damit wird erreicht, dass sich gegenüberliegende Abdeckungen 15, insbesondere sich in Querrichtung der Zelle 12 gegenüberliegend angeordnete Abdeckungen 15, bei der Komprimierung der Gitterstruktur bzw. bei Verkleinerung der Zellöffnung 13 überlappen. Dabei gleitet ein freies Ende 18 einer ersten Abdeckung 15 über ein freies Ende 18 einer zweiten Abdeckung 15 hinweg, so dass sich die Rahmen 16 und Membranen 17 der Abdeckungen 15 zumindest teilweise überlappen, wie in den 5c und 5d dargestellt. Die 5c und 5d zeigen einen teilkomprimierten Zustand der Gitterstruktur bzw. der Zelle 12, der auch dem implantierten Zustand entsprechen kann. Eine Überlappung der Abdeckungen 15 bzw. der Klappen 20 im implantierten Zustand ermöglicht eine gegenseitige Abstützung der Abdeckungen 15, so dass die Rückhaltefunktion der Abdeckungen 15 verstärkt ist. Durch die Rückhaltefunktion wird insbesondere eine Strömungsbeeinflussung im Hinblick auf Körperfluide erreicht derart, dass Körperfluide in bestimmte Teilbereiche, die durch die medizinische Vorrichtung abgedeckt sind blockiert oder zumindest beeinträchtigt wird.
Es ist ferner möglich, die Abdeckung 15 bzw. die Klappen 20 derart geometrisch zu gestalten, dass sich die Überlappungsfunktion gemäß 5a bis 5d einstellt. Dies kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass die Abdeckungen 15 bzw. Klappen 20 unterschiedlich groß gestaltet werden, wie in den 5e und 5f gezeigt.
In 5b ist erkennbar, dass die Zelle 12 zwei Abdeckungen 15 bzw. Klappen 20 umfasst, die bezogen auf die Längserstreckung der Zelle 12 quer gegenüberliegend angeordnet sind. Eine in der Zeichnung gemäß 5e obere Abdeckung 15 bzw. Klappe 20 weist einen Umfang auf, der größer ist als der Umfang der gegenüberliegenden Abdeckung 15 bzw. Klappe 15. Dabei zeigt 5e vorzugsweise den Herstellungszustand der Gitterstruktur, wobei die Gitterstruktur planar hergestellt wird. Zur Herstellung der medizinischen Vorrichtung kann die Gitterstruktur um eine Längsachse gekrümmt werden, um beispielsweise eine rotationssymmetrische Form einzunehmen. Dabei werden die Abdeckungen 15 bzw. Klappen 20 radial nach außen ausgelenkt, wie in 5f erkennbar ist. Die unterschiedlichen Größen der Abdeckungen 15 bzw. Klappen 20 beeinflussen die Flexibilität der einzelnen Abdeckungen 15 bzw. Klappen 20 derart, dass die größere Abdeckung 15 bzw. Klappe 20 weiter radial nach außen ausgelenkt wird, als die kleinere Abdeckung 15 bzw. Klappe 20. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass sich die Abdeckung 15 bzw. Klappen 20 bei der Komprimierung der Gitterstruktur überlappen. Durch die unterschiedliche Geometrie der gegenüberliegenden Abdeckungen 15 wird insbesondere erreicht, dass die Abdeckung 15 bzw. Klappen 20 gesteuert übereinander gleiten, wenn die Gitterstruktur komprimiert wird, beispielsweise um die Gitterstruktur in ein Zuführsystem einzubringen. Durch die gesteuerte bzw. vorbestimmte Anordnung der Klappen 20 wird verhindert, dass sich die Klappen 20 bei der Komprimierung der Gitterstruktur gegenseitig behindern.
Alternativ können die Abdeckungen 15 bzw. Klappen 20 im Ruhezustand der Gitterstruktur in der Wandungsebene angeordnet sein, wie in den 6a und 6b dargestellt. Durch die Flexibilität der Abdeckungen 15, insbesondere der Rahmen 16, weisen die Abdeckungen 15 eine Klappenfunktion auf bzw. bilden Klappen 20, die durch mechanische Krafteinwirkung aus der Wandungsebene auslenkbar sind. Auf diese Weise können medizinische Behandlungsvorrichtung durch die Wandungsebene der Gitterstruktur bzw. der Wandung hindurch an den Behandlungsort geführt werden, wobei gleichzeitig die Rückhaltefunktion der Abdeckung 15 aufrecht erhalten ist. Die Flexibilität der Abdeckung 15 bzw. des Rahmens 16 gewährleistet, dass eine selbsttätige Rückstellung der Klappen 20 in die Ausgangsposition erfolgt. Die Auslenkung der Klappen 20 durch Einfluss einer medizinischen Behandlungsvorrichtung ist beispielhaft in 6C dargestellt. Die medizinische Behandlungseinrichtung kann beispielsweise ein Coilkatheter sein, der durch eine Zellöffnung 13 in ein Aneurysma geführt wird, um darin Coils zu platzieren. Dadurch kann das Aneurysma bereits während der Behandlung bzw. während des Setzens der Coils durch eine medizinische Vorrichtung, insbesondere einen Stent, von der Blutströmung im Blutgefäß getrennt werden, wobei die Abdeckung 15 den Zufluss von Blut in das Aneurysma verhindert oder zumindest reduziert.
Die Gitterstruktur der Wandung der medizinischen Vorrichtung kann vorteilhafterweise durch Laserschneiden aus einem planaren oder rohrförmigen Grundmaterial erfolgen. Ferner kann die Gitterstruktur durch einen Sputter-Ätz-Prozess oder einer Kombination aus einem Sputter-Ätz-Prozess und Laserschneiden gebildet sein. Dasselbe gilt für die Herstellung des Rahmens 16 und der Innenstege 19. Beispielsweise kann die Gitterstruktur durch einen Sputterprozess hergestellt werden, wobei anschließend durch Laserschneiden Bereiche der Gitterstruktur freigeschnitten werden, so dass sich der Rahmen 16 und/oder die Innenstege 19 ausbilden. Die die Gitterstruktur, den Rahmen 16 und eventuell vorhandene Innenstege 19 umfassende Wandung der medizinischen Vorrichtung wird im weiteren Verlauf des Herstellungsverfahrens durch Tauchbeschichten mit einem Beschichtungsmedium versehen, das die Stege 14, den Rahmen 16 und eventuelle vorhandene Innenstege 19 vollständig ummantelt. Die Viskosität des Beschichtungsmediums und die Größe des Umfangs der Abdeckung, die teilweise durch die Form und Länge des Rahmens 16 bestimmt ist, sind derart aufeinander abgestimmt, dass das Beschichtungsmedium gleichzeitig die den Rahmen 16 überspannende Membran 17 bildet. Andere Bereiche der Zelle 12, die außerhalb des Umfangs der Abdeckung 15 angeordnet sind, können das Beschichtungsmedium nicht halten und bleiben daher offen.
Alternativ kann die Viskosität des Beschichtungsmediums derart angepasst sein, dass die Gitterstruktur einschließlich des Rahmens 16 und möglicherweise vorhandener Innenstege 19 zunächst vollständig von dem Beschichtungsmedium bedeckt werden derart, dass auch die Zellöffnungen 13 vollständig von dem Beschichtungsmedium bedeckt sind. In einem weiteren Nachbearbeitungsprozess kann das Beschichtungsmedium außerhalb des Umfangs der Abdeckung entfernt werden, so dass sich freie Bereiche innerhalb der Zellen 12 bilden. Das selektive Entfernen des Beschichtungsmediums kann durch mechanische, thermische oder chemische Prozesse erfolgen.
Vorteilhaft ist vorgesehen, dass die Gitterstruktur der medizinischen Vorrichtung eine Wandstärke von höchstens 70 μm, insbesondere höchstens 60 μm, insbesondere höchstens 50 μm, insbesondere höchstens 30 μm, aufweist. Die Wandstärke entspricht dabei der Höhe der Stege 14.
Die Breite der Stege 14 bzw. die Stegbreite beträgt vorzugsweise höchstens 60 μm, insbesondere höchstens 50 μm, insbesondere höchstens 45 μm, insbesondere höchstens 40 μm, insbesondere höchstens 35 μm, insbesondere höchstens 30 μm, insbesondere höchstens 25 μm, insbesondere höchstens 20 μm.
Der stegförmige Rahmen 16 kann die gleiche Breite bzw. Rahmenstegbreite aufweisen, wie die Stege 14. Alternativ kann der Rahmen 16 eine kleinere Rahmenstegbreite aufweisen als die Stegbreite der Stege 14. Insbesondere kann das Verhältnis zwischen der Rahmenstegbreite des Rahmens 16 und der Stegbreite der Stege 14 höchstens 1,0, insbesondere höchstens 0,9, insbesondere höchstens 0,8, insbesondere höchstens 0,7, insbesondere höchstens 0,6, insbesondere höchstens 0,5, insbesondere höchstens 0,4, insbesondere höchstens 0,3, insbesondere höchstens 0,2, insbesondere höchstens 0,1, betragen.
Es ist auch möglich, dass der Rahmen 16 eine andere Wandstärke bzw. Rahmenstegtiefe aufweist als die Stege 14 der Zelle 12. Bevorzugt ist ein Verhältnis zwischen der Wandstärke des Rahmens 16 und der Wandstärke der Stege 14 von höchstens 1,0, insbesondere höchstens 0,9, insbesondere höchstens 0,8, insbesondere höchstens 0,7, insbesondere höchstens 0,6, insbesondere höchstens 0,5, insbesondere höchstens 0,4, insbesondere höchstens 0,3, insbesondere höchstens 0,2, insbesondere höchstens 0,1.
Unterschiedliche Wandstärken zwischen Rahmen 16 und Stegen 14 sind beispielsweise durch einen Sputter-Ätz-Prozess herstellbar. Eine zwei- oder mehrstufige Prozessführung ist hierbei vorteilhaft. In 7d ist eine Zeile 12 gezeigt, die eine Abdeckung 15 umfasst, wobei der Rahmen 16 der Abdeckung 15 eine kleinere Wandstärke aufweist als die Stege 14 der Zeile 12. Dabei ist der Rahmen 16 in der Wandungsebene der Gitterstruktur angeordnet. Das bedeutet, dass der Rahmen 16 vollständig innerhalb der Zelle 12 angeordnet ist, solange die Abdeckung 15 bzw. Klappe 20 nicht ausgelenkt ist.
Es ist auch möglich, dass der Rahmen 16 in einer anderen Ebene angeordnet ist als die Zelle 12. Beispielsweise kann der Rahmen 16 bzw. allgemein die Abdeckung 15 auf einem Außenumfang bzw. einer Außenseite der Gitterstruktur mit der Zelle 12 bzw. den Stegen 14 der Zelle 12 verbunden sein. Mit anderen Worten ist der Rahmen 16 auf der Zelle 12 angeordnet bzw. ist als vorstehender Teil erkennbar, wenn die Blickrichtung der Wandungsebene der Gitterstruktur folgt.
7b zeigt eine Zeile 12 mit einer Abdeckung 15, die sich blattartig in die Zelle 12 erstreckt, wie in 7a dargestellt, wobei die Abdeckung 15 bzw. der Rahmen 16 außerhalb der Wandungsebene angeordnet und mit der Zelle 12 verbunden ist. Der Rahmen 16 bzw. allgemein die Abdeckung 15 ist also auf einer Außenseite der Gitterstruktur bzw. der Zelle 12 angeordnet.
7c zeigt eine weitere Alternative, wobei die Abdeckung 15 bzw. die Klappe 20, insbesondere der Rahmen 16, auf einer Innenseite der Gitterstruktur bzw. Zelle 12 angeordnet ist. Zur Herstellung einer derartige medizinischen Vorrichtung, die eine Gitterstruktur mit Zellen 12 und einer Abdeckung 15 umfasst, wobei die Abdeckung 15 außerhalb der Wandungsebene der Zellen 12 angeordnet ist, ist ein mehrstufiger Sputter-Ätz-Prozess geeignet.
Bezugszeichenliste

12: Zelle
13: Zellöffnung
14: Steg
14a: erster Steg
14b: zweiter Steg
15: Abdeckung
16: Rahmen
16a: erster Rahmenabschnitt
16b: zweiter Rahmenabschnitt
17: Membran
18: freies Ende
19: Innensteg
20: Klappe

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005013547 A1 [0003]

Claims

Medizinische Vorrichtung mit einer Wandung aus einer Gitterstruktur mit Zellen (12), die jeweils eine Zellöffnung (13) begrenzen und aus Stegen (14) gebildet sind, wobei die Zellöffnung (13) wenigstens einer Zelle (12) durch wenigstens eine Abdeckung (15) teilweise verschlossen oder teilweise verschließbar ist, die – einen stegförmigen Rahmen (16), der den Umfang der Abdeckung (15) bildet und mit wenigstens einem ersten Steg (14a) der Zeile (12) verbunden ist, und – eine Membran (17) aufweist, die den Rahmen (16) überspannt, wobei ein freies Ende (18) des Rahmens (16) wenigstens vom ersten Steg (14a) der Zelle (12) beabstandet angeordnet ist und der Umfang der Abdeckung (15) kleiner als der Umfang der Zellöffnung (13) ist derart, dass die Abdeckung (15) in die Zellöffnung (13) hineinragt.
Vorrichtung nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die Form des Rahmens (16) an die Form der Zelle (12) angepasst ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2 dadurch gekennzeichnet, dass das freie Ende (18) des Rahmens (16) in Längsrichtung oder in Querrichtung oder in diagonaler Richtung der Zelle (12) angeordnet ist
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (16) mit einem ersten Steg (14a) und einem zweiten Steg (14b) der Zelle (12) verbunden ist derart, dass der Gesamtumfang der Abdeckung (15) einerseits vom Rahmen (16) und andererseits jeweils von einem Abschnitt der beiden Stegen (14a, 14b) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3 dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (16) mit dem ersten Steg (14a) der Zelle (12) verbunden ist derart, dass der Gesamtumfang der Abdeckung (15) einerseits vom Rahmen (16) und andererseits von wenigstens einem Abschnitt des ersten Steges (14a) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (16) wenigstens zwei voneinander beabstandete Rahmenabschnitte (16a, 16b) aufweist, die jeweils wenigstens mit dem ersten Steg (14a) der Zelle (12) verbunden sind derart, dass der Gesamtumfang der Abdeckung (15) einerseits von den Rahmenabschnitten (16a, 16b) und andererseits wenigstens von einem Abschnitt des ersten Steges (14a) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass der Rahmen (16) innerhalb des Umfangs der Abdeckung (15) wenigstens einen Steg (19), insbesondere mehrere netzartig angeordnete Stege (19) zur Unterteilung der Membran (17) aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Abdeckung (15) oder wenigstens zwei gegenüber angeordnete Abdeckungen (15a, 15b) vorgesehen sind, durch die die Zellöffnung (13) teilweise verschlosssen oder teilweise verschließbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Zelle (12) oder mehrere Zellen (12) der Gitterstruktur jeweils wenigstens eine Abdeckung (15) aufweisen.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Membran (17) Stege (19) des Rahmens (16) und die an die Membran (17) angrenzenden Stege (14) der Zelle (12) bzw. den einzigen an die Membran (17) angrenzenden Steg (14a) der Zelle (12) vollständig umhüllt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) eine Klappe (20) bildet, die in eine Schließstellung, in der sich die Klappe entlang der rohrförmigen Wandung erstreckt und die Zelle (12) teilweise verschließt, und in eine Offenstellung überführbar ist, in der die Klappe (20) relativ zur Wandung radial ausgelenkt ist, um die Zelle (12) ventilartig freizugeben.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) wenigstens 25% der Zellöffnung (13), insbesondere wenigstens 30%, insbesondere wenigstens 35%, insbesondere wenigstens 40%, insbesondere wenigstens 45%, insbesondere wenigstens 50% der Zellöffnung (13) verschließt.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung (15) 80% der Zellöffnung (13), insbesondere höchstens 75%, insbesondere höchstens 70%, insbesondere höchstens 65%, insbesondere höchstens 60%, insbesondere höchstens 55%, insbesondere höchstens 50% der Zellöffnung (13) verschließt.
Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem zur Bildung der Abdeckung (15) ein Beschichtungsmedium durch Tauchbeschichten auf die Gitterstruktur aufgebracht wird, wobei die Viskosität des Beschichtungsmediums an den vom Rahmen (16) gebildeten Umfang der Abdeckung (15) angepasst wird derart, dass das Beschichtungsmedium nur den Rahmen (16) und nicht die gesamte Zelle (12) überspannt und nach Erhärten die Membran (17) bildet.
Verfahren zur Herstellung einer medizinischen Vorrichtung nach Anspruch 1, bei dem zur Bildung der Abdeckung (15) ein Beschichtungsmedium durch Tauchbeschichten auf die Gitterstruktur aufgebracht wird, wobei das Beschichtungsmedium in Bereichen der Zelle (12) außerhalb des vom Rahmen (16) gebildeten Umfangs der Abdeckung (15) entfernt wird.