DE102010049876B4

DE102010049876B4 - Miteinander verbundene verschiedene Materialien

Info

Publication number: DE102010049876B4
Application number: DE102010049876.9A
Authority: DE
Inventors: Todd W. Slininger; John W. Warling
Original assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Current assignee: Heraeus Deutschland GmbH and Co KG
Priority date: 2009-12-22
Filing date: 2010-11-01
Publication date: 2023-08-31
Anticipated expiration: 2030-11-02
Also published as: DE102010049876A1; US8569625B2; US20110147080A1; US20130153542A1; US8835799B2

Abstract

Intravaskulärer Führungsdraht (10, 30, 80), umfassend:einen ersten Drahtabschnitt (40, 90) mit einem Endbereich (42, 92), einen zweiten Drahtabschnitt (50, 100) mit einem Endbereich (52, 102), undein den Endbereichen (42, 52, 92, 102) des ersten und des zweiten Drahtabschnitts (40, 50, 90, 100) benachbartes Koppelelement (60, 110),wobei das Koppelelement (60, 110) ein von dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) getrenntes röhrenförmiges Koppelelement (60, 110) ist, in das der erste und der zweite Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dassdas Koppelelement (60, 110) mit Verzahnungen (65, 115) ausgelegt ist, die in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eindringen, unddie Verzahnungen (65, 115) durch ein Schmelzen eines Zielbereichs (37) des Koppelelements (60, 110) mittels eines Laserstrahls erzeugt sind,wobei das Material des Koppelelements (60, 110) in dem Zielbereich (37) an den ersten und den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) angeschmolzen ist,wobei das Koppelelement (60, 110) Edelstahl umfasst und entweder der erste oder der zweite Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) Nickel-Titan umfasst,wobei die Verzahnungen (65, 115) eine Mischung aus Nickel-Titan des ersten oder zweiten Drahtabschnitts (40, 50, 90, 100) und Edelstahl des Koppelelements (60, 110) umfasst,wobei es sich bei höchstens 30 Prozent der Mischung in den Verzahnungen (65, 115) um spröde intermetallische Phasen handelt.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Draht sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Drahtes.
Intravaskuläre Führungsdrähte werden beispielsweise in Verbindung mit intravaskulären Vorrichtungen, wie z.B. Kathetern, verwendet, um ein Navigieren durch das Gefäßsystem eines Patienten zu ermöglichen. Der Durchmesser derartiger Führungsdrähte ist typischerweise sehr klein. Bei manchen Anwendungen kann ein Führungsdraht mehrere Abschnitte aufweisen, die miteinander verbunden sind, um einen einzigen Draht zu bilden. Das Miteinanderverbinden von Abschnitten eines derartigen Drahtes mit kleinem Durchmesser kann mit Problemen verbunden sein, insbesondere wenn die miteinander zu verbindenden Abschnitte aus unterschiedlichen Materialien bestehen. Da viele gegenwärtige Vorgehensweisen Einschränkungen aufweisen, besteht eine Nachfrage nach der vorliegenden Erfindung.
Ausgehend von diesem Stand der Technik ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen alternativen Draht, insbesondere ein Verfahren zur Ausbildung eines Drahtes zu schaffen, bei der die genannten Nachteile vermieden werden.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Draht, umfassend: ein erstes Drahtsegment mit einem Endbereich, ein zweites Drahtsegment mit einem Endbereich, und ein den Endbereichen des ersten und des zweiten Drahtsegments benachbartes Koppelsegment, wobei das Koppelsegment mit wenigstens einer Verzahnungen ausgelegt sind, die in das erste und/oder das zweite Drahtsegment eindringt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass das Koppelsegment ein von dem ersten und dem zweiten Drahtsegment getrenntes röhrenförmiges Koppelelement ist, in das das erste und das zweite Segment eingesetzt werden.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass eine Vielzahl von Verzahnungen jeweils in das erste und das zweite Drahtsegment aus dem Koppelelement eindringen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass der Draht einen Außendurchmesser aufweist, wobei die Verzahnungen über eine Eindringtiefe in das erste oder das zweite Drahtsegment eindringen und wobei die Eindringtiefe höchstens fünfzig Prozent des Drahtaußendurchmessers beträgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass der Draht einen Außendurchmesser aufweist, wobei die Verzahnungen über eine Eindringtiefe in das erste oder das zweite Drahtsegment eindringen und wobei die Eindringtiefe höchstens zwanzig Prozent des Drahtaußendurchmessers beträgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass die Verzahnungen durch Schweißen des Koppelsegments mit einem Laser derart ausgebildet werden, dass ein Laserstrahl direkt an das Koppelsegment angelegt wird, sowie derart, dass der Laser nicht direkt entweder an das erste oder das zweite Drahtsegment angelegt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass das Koppelsegment Edelstahl umfasst und entweder das erste oder das zweite Drahtsegment Nickel-Titan umfasst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass die Leistungsstufe des Lasers derart beschränkt wird, um die Entstehung von spröden intermetallischen Phasen in den Verzahnungen zu minimieren, dass es sich bei höchstens 30 Prozent der Materialien in den Verzahnungen um spröde intermetallische Phasen handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass der Laserstrahl in einer Richtung quer zu der Axiallänge des Drahts an das Koppelsegment angelegt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass das Koppelsegment entlang eines Spiralwegs um das erste und/oder das zweite Segment mit dem Laser geschweißt wird.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass der Außendurchmesser des Drahts zwischen 0,005 und ca. 0,02 Inches liegt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass das erste Drahtsegment einen ersten Außendurchmesser entfernt von dem Endbereich und einen zweiten Außendurchmesser benachbart zu dem Endbereich aufweist und dabei der erste Außendurchmesser größer als der zweite Außendurchmesser ist, wobei das zweite Drahtsegment einen ersten Außendurchmesser entfernt von dem Endbereich und einen zweiten Außendurchmesser benachbart zu dem Endbereich aufweist und dabei der erste Außendurchmesser größer als der zweite Außendurchmesser ist, und wobei das röhrenförmige Koppelelement einen Außendurchmesser aufweist, der im Wesentlichen gleich dem ersten Außendurchmesser des ersten und des zweiten Drahtsegments ist.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass das Koppelsegment ein Teilbereich des zweiten Drahtsegments ist, in das der Endbereich des ersten Drahtsegments eingesetzt wird.
Die oben genannte Aufgabe wird ebenfalls gelöst durch einen Draht, umfassend: ein erstes Drahtsegment mit einem Endbereich, ein zweites Drahtsegment mit einem Endbereich, und ein Koppelelement, das über die Endbereiche des ersten und des zweiten Drahtsegments aufgesetzt wird, wobei das Koppelelement mit wenigstens einer Verzahnung ausgelegt ist, die jeweils in das erste und das zweite Drahtsegment eindringt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass der Draht einen Außendurchmesser aufweist, wobei die Verzahnungen über eine Eindringtiefe in das erste oder das zweite Drahtsegment eindringen und wobei die Eindringtiefe höchstens fünfzig Prozent des Drahtaußendurchmessers beträgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Drahtes zeichnet sich dadurch aus, dass die Verzahnungen durch Schweißen des Koppelsegments mit einem Laser derart ausgebildet werden, dass ein Laserstrahl direkt an das Koppelelement quer zu seiner Axiallänge angelegt wird, sowie derart, dass der Laser nicht direkt entweder an das erste oder das zweite Drahtsegment angelegt wird.
Weiterhin wird die obengenannte Aufgabe auch gelöst ein Verfahren für die Ausbildung eines Drahts, umfassend:

- Bereitstellen eines ersten Drahtsegments,
- Bereitstellen eines zweiten Drahtsegments,
- Einsetzen des ersten und des zweiten Drahtsegments in gegenüberliegende Enden eines Koppelsegments, und
- Schweißen des Koppelsegments mit einem Laser derart, dass eine Ein-kerbung erzeugt wird, die in das erste und/oder das zweite Drahtsegment eindringt.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner Schweißen des Koppelsegments mit einem Laser derart, dass eine Vielzahl von Verzahnungen erzeugt wird, die jeweils in das erste und das zweite Drahtsegment aus dem Koppelsegment eindringen.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Schweißen mit dem Laser derart gesteuert wird, dass die Verzahnungen über eine Eindringtiefe in das erste oder das zweite Drahtsegment eindringen, der höchstens fünfzig Prozent des Drahtaußendurchmessers beträgt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zeichnet sich dadurch aus, dass das Schweißen mit dem Laser das Anlegen eines Laserstrahls direkt an das Koppelelement und nicht das Anlegen des Laserstrahls direkt entweder an das erste oder das zweite Drahtsegment umfasst.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner die Steuerung der Leistungsstufe des Lasers, um die Entstehung der spröden intermetallischen Phasen bei der Erzeugung der Verzahnungen derart zu minimieren, dass es sich bei höchstens 30 Prozent der Materialien in den Verzahnungen um spröde intermetallische Phasen handelt.
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens umfasst ferner das Anlegen des Laserstrahls an das Koppelsegment in einer Richtung quer zu der Axiallänge des Drahts.
Merkmale, Vorteile und Details, die im Zusammenhang mit einem der Erfindungsgegenstände genannt worden sind, gelten auch für die jeweils anderen Erfindungsgegenstände sowie das Verfahren.
Die Erfindung wird nachstehend ohne Beschränkung des allgemeinen Erfindungsgedankens anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben, wobei bezüglich aller im Text nicht näher erläuterten erfindungsgemäßen Einzelheiten ausdrücklich auf die Zeichnungen verwiesen wird. Es zeigen:

1 einen beispielhaften Führungsdraht in einer perspektivischen Ansicht,
2 miteinander verbundene verschiedenartige Materialien nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht,
3 miteinander verbundene verschiedenartige Materialien mit Einkerbungen nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht,
4 miteinander verbundene verschiedenartige Materialien mit einer Ausnehmung nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht,
5 miteinander verbundene verschiedenartige Materialien mit Einkerbungen nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht,
6 zwei verschiedenartige Materialien nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht und
7 miteinander verbundene verschiedenartige Materialien mit Einkerbungen nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht.

In der nachfolgenden detaillierten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen verwiesen, die einen Teil des vorliegenden Dokuments bilden und in denen in bildlicher Darstellung spezifische Ausgestaltungen, in denen die Erfindung ausgeführt sein kann, gezeigt werden. Dabei wird eine richtungsweisende Terminologie, wie beispielsweise „oben“, „unten“, „vorne“, „hinten“, „vordere/r“, „hintere/r“ usw., unter Bezugnahme auf die Ausrichtung der beschriebenen Figur(en) verwendet. Da Komponenten von Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung in einer Reihe unterschiedlicher Ausrichtungen positioniert sein können, wird die richtungsweisende Terminologie zum Zwecke der bildlichen Darstellung verwendet und ist in keinster Weise einschränkend. Es versteht sich von selbst, dass Gebrauch von anderen Ausgestaltungen gemacht werden kann und bauliche oder logische Veränderungen vorgenommen werden können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Die nachfolgende detaillierte Beschreibung ist daher nicht in einschränkendem Sinne zu verstehen, und der Umfang der vorliegenden Erfindung wird durch die im Anhang aufgeführten Ansprüche festgelegt.
1 zeigt einen Führungsdraht 10 nach einer Ausgestaltung in einer perspektivischen Ansicht. Bei einer Ausgestaltung weist der Führungsdraht 10 einen proximalen Abschnitt 12 und einen distalen Abschnitt 14 auf. In einem Fall bestehen der proximale und der distale Abschnitt 12 und 14 aus getrennten Drahtsegmenten, die an der Fügestelle 16 miteinander verbunden sind. Bei einigen Ausgestaltungen sind der proximale und der distale Abschnitt 12 und 14 mit unterschiedlichen Durchmesserbereichen ausgelegt, sind so ausgelegt und angeordnet, dass sie einen Wechsel in der Steifigkeit erhalten, und verfügen über eine Solleigenschaft in Bezug auf ihre Flexibilität. In 1 ist der Führungsdraht 10 mit abgeschnittenen Enden abgebildet, da seine Länge je nach den jeweiligen Anwendungen variieren kann.
In der hier gewählten Verwendung können sich der proximale Abschnitt 12 und der distale Abschnitt 14 gattungsgemäß auf zwei benachbarte Drahtabschnitte entlang eines beliebigen Teilbereichs des Führungsdrahts 10 beziehen. Außerdem können die Drahtsegmente bei nahezu jeder beliebigen intravaskulären Vorrichtung Verwendung finden, auch wenn sie hier unter besonderer Bezugnahme auf Führungsdrähte erörtert werden. Beispielsweise können sie bei Hypotube-Schäften für intravaskuläre Katheter (z.B. Schnellaustausch-Ballonkatheter, Stentapplikationskatheter usw.) oder bei Antriebsschäften für intravaskuläre Drehvorrichtungen (Atherektomiekatheter, IVUS-Katheter usw.) Verwendung finden.
Bei einem Beispiel kann der proximale Abschnitt 12 aus einem relativ steifen Material, wie beispielsweise Edelstahldraht, bestehen. Alternativ kann der proximale Abschnitt 12 aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wie beispielsweise einer Nickel-Titan-Legierung, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobalt-Legierung, oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Im Allgemeinen kann das Material, das für die Gestaltung des proximalen Abschnitts 12 verwendet wird, so gewählt werden, dass es zum Zwecke der Schiebbarkeit und Verdrillbarkeit relativ steif ist.
Außerdem kann bei einigen Ausgestaltungen der distale Abschnitt 14 aus einem relativ flexiblen Material, wie beispielsweise überelastischem Draht, oder aus Draht aus einer linear-elastischen Legierung, wie beispielsweise linear-elastischem Nickel-Titan (NiTi), oder alternativ aus einem Polymermaterial, wie beispielsweise einem Hochleistungspolymer, bestehen. Alternativ kann der distale Abschnitt 14 aus einem Metall oder einer Metalllegierung, wie beispielsweise Edelstahl, einer Nickel-Chrom-Legierung, einer Nickel-Chrom-Eisen-Legierung, einer Kobalt-Legierung, oder einem anderen geeigneten Material bestehen. Im Allgemeinen kann das Material, das für die Auslegung des distalen Abschnitts 14 verwendet wird, so gewählt werden, dass es zum Zwecke der Nachführbarkeit relativ flexibel ist.
2 zeigt einen Führungsdraht 30 nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht. Bei einer Ausgestaltung umfasst der Führungsdraht 30 einen ersten Drahtabschnitt 40, einen zweiten Drahtabschnitt 50 und ein Koppelelement 60. Bei einem Beispiel ist der Führungsdraht 30 für die Verwendung in Verbindung mit intravaskulären Vorrichtungen derart ausgelegt, dass der erste Drahtabschnitt 40 relativ steife Eigenschaften zum Zwecke der Schiebbarkeit und Verdrillbarkeit aufweist und der zweite Drahtabschnitt 50 relativ flexible Eigenschaften zum Zwecke der Nachführbarkeit aufweist.
Bei einer Ausgestaltung sind der erste und der zweite Abschnitt 40 und 50 aus unterschiedlichen Drahtsegmenten gebildet und mit Hilfe des Koppelelements 60 miteinander verbunden. Bei einem Beispiel ist ein erstes Ende 42 des ersten Drahtabschnitts 40 innerhalb eines ersten Endes 62 des Koppelelements 60 platziert und ein erstes Ende 52 des zweiten Drahtabschnitts 50 ist innerhalb eines zweiten Endes 64 des Koppelelements 60 platziert. In einem Fall sind die ersten Enden 42 und 52 innerhalb des Koppelelements 60 derart zusammengeschoben, dass sie unmittelbar benachbart sind, beispielsweise derart, dass sie sich berühren. Das Koppelelement 60 kann dazu beitragen, das Miteinanderverbinden des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 zu ermöglichen.
Bei einer Ausgestaltung umfasst das Miteinanderverbinden des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 die Verwendung eines Lasers 35, beispielsweise eines YAG-Lasers oder eines Glasfaserlasers. Bei einer Ausgestaltung ist ein von dem Laser 35 kommender Laserstrahl direkt an das Koppelelement 60 in einem Zielbereich 37 des Koppelelements 60 angelegt. Wird der Laser 35 derart angesteuert, dass der Strahl auf das Koppelelement 60 gerichtet ist, wird der Bereich 37 geschmolzen. Das geschmolzene Material in dem Bereich 37 des Koppelelements 60 wird wiederum teilweise Teilbereiche des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 schmelzen, die sich unmittelbar benachbart zu dem Bereich 37 des Koppelelements 60 befinden. Bei einer Ausgestaltung ist der Laser 35 so ausgelegt, dass er einen Strahl an das Koppelelement 60 anlegt, der rechtwinklig auf dem Führungsdraht 30 steht. Im Betrieb wird der Führungsdraht 30 entlang seiner Achse derart geschoben und gezogen, dass der Laser 35 rechtwinklig an diese angelegten Lasten angelegt wird. Dieses rechtwinklige Anlegen führt zu einem starken Halt zwischen dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 und dem Koppelelement 60, wie unten erläutert wird.
3 zeigt den Führungsdraht 30 mit dem ersten Drahtabschnitt 40 und dem zweiten Drahtabschnitt 50 innerhalb des Koppelelements 60. In der Abbildung weist der erste Drahtabschnitt 40 einen Außendurchmesser OD₄₀ auf und der zweite Drahtabschnitt 50 weist einen Außendurchmesser OD₅₀ auf. In 3 sind mehrere Verzahnungen 65 ausgebildet. Bei der Ausgestaltung dringen die Verzahnungen 65 jeweils bis auf eine Eindringtiefe PD₆₅ entweder in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt 40 oder 50 ein.
Bei einer Ausgestaltung wird nach Aufsetzen des Koppelelements 60 über dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 der Laser 35 (2) verwendet, um Bereiche des Koppelelements 60 derart zu schmelzen, dass aus dem Koppelelement 60 Verzahnungen 65 erzeugt werden. Die Verzahnungen 65 dringen nach unten in den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 ein. Wird der Laserstrahl des Lasers 35 an das Koppelelement 60 angelegt, werden Bereiche (37 in 2) des Materials des Koppelelements 60, auf die der Laser 35 auftrifft, geschmolzen. Diese geschmolzenen Bereiche des Koppelelements 60 schmelzen wiederum teilweise den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 40 und 50, die sich benachbart zu diesen geschmolzenen Bereichen des Koppelelements 60 befinden, wie sie als Verzahnungen 65 in 3 gezeigt sind. Die entstehenden Verzahnungen 65 stellen in Verbindung mit dem Koppelelement 60 eine sichere mechanische Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 bereit.
Bei einer Ausgestaltung gibt es zwischen den Außendurchmessern des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 und dem Innendurchmesser des Koppelelements 60 kleine Abstände. Während durch Anlegen eines Laserstrahls Material in diesen Bereichen in den geschmolzenen Zustand übergeht, wird bei einer Ausgestaltung das geschmolzene Material dazu neigen, diese Eindringtiefe auszufüllen. In solchen Fällen können die Verzahnungen 65 eine leichte „Sattelform“ aufweisen, da das geschmolzene Material an den Seiten der zylinderförmigen Drahtabschnitte 40 und 50 hinab läuft.
Bei einem Beispiel ist der erste Drahtabschnitt 40 ein Segment aus Edelstahldraht, der zweite Drahtabschnitt 50 ist ein Segment aus einer linear-elastischen Nickel-Titan-(NiTi-)Legierung, wie beispielsweise Nickel-Titan-Draht, und das Koppelelement 60 ist eine Edelstahl-Hypotube. In diesem Fall bestehen die Verzahnungen 65 als solche ebenfalls aus Edelstahl aus dem Koppelelement 60, das beim Schweißen nach unten in den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 getrieben wird. Mit einem in dieser Weise ausgelegten Führungsdraht 30 ist es möglich, dass der erste Drahtabschnitt 40 relative steife Eigenschaften zum Zwecke der Schiebbarkeit und Verdrillbarkeit aufweist und dass der zweite Drahtabschnitt 50 relative flexible Eigenschaften zum Zwecke der Nachführbarkeit aufweist.
Da das Koppelelement 60 einen festen Sitz über dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 hat, während der Laser 35 zum Schmelzen von Bereichen des Koppelelements 60 benutzt wird, sind der erste und der zweite Drahtabschnitt 40 und 50 linear gut gesichert, so dass eine relative Bewegung derselben beim Verschweißen verhindert wird. Die Scherkräfte oder Biegemomente zwischen dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 werden zum großen Teil beseitigt, während sie durch das fest sitzende Koppelelement 60 stabilisiert werden. Während einer Schweißung auftretende Scher- oder Biegekräfte zwischen dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 tendieren dazu, die Schweißverbindung zu zerstören. Das Koppelelement 60 kann dazu beitragen, derartige Scher- und Biegekräfte einzuschränken oder zu vermeiden. Als solche neigen die Verzahnungen 65, die über diese Schweißverbindungen erzeugt werden, dazu, sicherer zu sein als Schweißverbindungen, bei denen bei ihrer Herstellung auch nur eine geringe Bewegung zwischen dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 stattfindet.
Außerdem wird bei einer Ausgestaltung der Strahl des Lasers 35 direkt an das Koppelelement 60 angelegt und nicht direkt entweder an den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt 40 oder 50. Falls das Koppelelement 60 ein Segment aus Edelstahl und der zweite Drahtabschnitt 50 ein Segment aus einer linear-elastischen Nickel-Titan-(NiTi-)Legierung ist, wird der Strahl des Lasers 35 direkt nur auf dem Edelstahl auftreffen und wird nicht direkt auf dem Nickel-Titan auftreffen. Das Nickel-Titan ist nur indirekt von dem Schmelzen benachbarten Edelstahls in dem Koppelelement 60 (welches den direkten Laserstrahl empfängt) betroffen. Bei einigen Ausgestaltungen werden Schwachstellen in dem Nickel-Titan vermieden, indem verhindert wird, dass mit dem Strahl des Lasers 35 direkt auf dem Nickel-Titan-Material geschweißt wird.
Bei einer Ausgestaltung werden die Leistungsstufen des Lasers 35 derart gesteuert, dass die Eindringtiefe PD₆₅ der Verzahnungen 65 eingeschränkt ist. Falls die Verzahnungen 65 beim Schweißen zu tief in den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 eindringen können, können in die den Verzahnungen 65 benachbarten Abschnitte Schwachstellen eingebracht werden. In einem Fall ist die Eindringtiefe PD₆₅ der Verzahnungen 65 auf weniger als 50% des Außendurchmessers OD₄₀ und OD₅₀ des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 beschränkt. Bei noch einer anderen Ausgestaltung ist die Eindringtiefe PD₆₅ der Verzahnungen 65 auf weniger als 20% des Außendurchmessers OD₄₀ und OD₅₀ des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 beschränkt, um Schwachstellen, die in die Abschnitte eingebracht werden, noch weiter einzuschränken.
Der abgebildete Führungsdraht 30 kann in vielerlei Größen in Übereinstimmung mit verschiedenen Ausgestaltungen ausgelegt werden. Bei einem Beispiel können die Durchmesser OD₄₀ und OD₅₀ des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 zwischen ca. 0,005 und ca. 0,02 Inches liegen. Bei einem Beispiel werden die Verzahnungen 65 durch die Anwendung von Laserschweißungen erzeugt, bei denen die Eindringtiefe PD₆₅ der Verzahnungen 65 auf einen Bereich von ca. 0,0025 bis 0,01 Inches beschränkt ist. Bei einem anderen Beispiel werden die Verzahnungen 65 durch die Anwendung von Laserschweißungen erzeugt, bei denen die Eindringtiefe PD₆₅ der Verzahnungen 65 auf einen Bereich von ca. 0,001 bis ca. 0,004 Inches beschränkt ist.
Das Fusionsschweißen von Nickel-Legierungen und Titan-Legierungen ist mit Problemen behaftet, beispielsweise mit Verfestigungs- und Rissbildungsproblemen aufgrund von intermetallischer Ausbildung. Die Beschränkung der Tiefe der Verzahnungen 65 in Übereinstimmung mit Ausgestaltungen schränkt auch die Menge der Mischung ein, die zwischen den Materialien, aus denen das Koppelelement 60 und der erste und der zweite Drahtabschnitt 40 und 50 bestehen, auftritt, wodurch eine intermetallische Ausbildung eingeschränkt wird.
Wenn das Koppelelement 60 aus Edelstahl und der zweite Drahtabschnitt 50 aus Nickel-Titan-Draht besteht, entstehen durch eine übermäßige Mischung dieser Materialien im geschmolzenen Zustand spröde intermetallische Phasen aus der Kombination aus Edelstahl und Nickel-Titan. Zu derartigen spröden intermetallischen Phasen gehören beispielsweise: Fe₂Ti, FeTi, FeTi₂, FeTiO₄ und TiC. Durch die Entstehung übermäßiger Mengen von spröden intermetallischen Phasen werden die Drahtabschnitte 40 und 50 in diesen Bereichen, wo sie entstehen, geschwächt.
Auch wenn die Verzahnungen 65 eine gewisse Menge der Mischung der Materialien, aus denen das Koppelelement 60 und entweder der erste oder der zweite Drahtabschnitt 40 oder 50 bestehen, ausmachen, werden die Eindringtiefe PD₆₅ der Verzahnungen 65 eingeschränkt und außerdem die spröden intermetallischen Phasen, die in dem Bereich entstehen, minimiert, indem die für den Laser 35 verwendete Leistung gesteuert und eingeschränkt wird. Auf diese Weise besteht eine Tendenz, die Festigkeit des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 40 und 50 zu maximieren.
Bei einem Beispiel bestehen das Koppelelement 60 aus Edelstahl und der zweite Drahtabschnitt 50 aus Nickel-Titan. Die für den Laser 35 verwendete Leistung wird während der Ausbildung der Verzahnungen 65 derart gesteuert und begrenzt, dass die Mischung aus geschmolzenem Edelstahl und geschmolzenem Nickel-Titan minimiert wird, wie auch die Entstehung spröder intermetallischer Phasen. Als solche machen spröde intermetallische Phasen, wie beispielsweise Fe₂Ti, FeTi, FeTi₂, FeTiO₄ und TiC, weniger als 30 Prozent des Gesamtmaterials in den Verzahnungen 65 aus.
Auch wenn 3 jeweils eine Verzahnung 65 in dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 zeigt, sind bei einigen Ausgestaltungen jeweils zwei Verzahnungen in dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 und in noch anderen Ausgestaltungen mehr als zwei Verzahnungen 65 in jedem Abschnitt ausgebildet. Bei einer Ausgestaltung ist das Koppelelement 60 derart in einem Spiralmuster geschweißt, dass die Verzahnungen 65 ebenso in einem Spiralmuster um den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 40 und 50 verteilt sind. Dadurch entsteht ein sicherer mechanischer Halt zwischen den Drahtabschnitten 40 und 50. Außerdem sind weitere Muster und Verteilungen für die Verzahnungen 65 möglich.
Nach dem Schweißen des Koppelelements 60 zur Erzeugung der Verzahnungen 65 können bei einer Ausgestaltung der Führungsdraht 30 und insbesondere das Koppelelement 60 geschliffen werden, um den Außendurchmesser des Führungsdrahts 30 im Bereich des Koppelelements 60 zu verringern. Bei einem Beispiel kann der Führungsdraht 30 derart geschliffen werden, dass im Wesentlichen kein Teilbereich des Koppelelements 60 über den Außendurchmesser des Führungsdrahts 30 hinausragt.
4 zeigt einen Führungsdraht 80 nach einer Ausgestaltung in einer Querschnittsansicht. Bei einer Ausgestaltung umfasst der Führungsdraht 80 einen ersten Drahtabschnitt 90 und einen zweiten Drahtabschnitt 100 mit jeweiligen Enden 92 und 102. Der erste Drahtabschnitt 90 umfasst eine dem Ende 92 benachbarte Ausnehmung 94 und der zweite Drahtabschnitt 100 umfasst eine dem Ende 102 benachbarte Ausnehmung 104. In Bereichen außerhalb der Ausnehmung 94 weist der erste Drahtabschnitt 90 einen Außerdurchmesser OD₉₀ auf. Die Ausnehmung 94 ist relativ zu dem Außendurchmesser OD₉₀ des ersten Drahtabschnitts 90 ausgenommen. In gleicher Weise weist der zweite Drahtabschnitt 100 in Bereichen außerhalb der Ausnehmung 104 einen Außendurchmesser OD₁₀₀ auf. Die Ausnehmung 104 ist relativ zu dem Außendurchmesser OD₁₀₀ des zweiten Drahtabschnitts 100 ausgenommen.
Sind das erste und das zweite Ende 92 und 102 unmittelbar benachbart platziert, fluchten die Ausnehmungen 94 und 104. Bei einer Ausgestaltung passt das Koppelelement 110 über die gefluchteten Ausnehmungen 94 und 104, wie in 5 gezeigt. Bei einer Ausgestaltung ist die Dicke des Koppelelements 110 der Tiefe der Ausnehmungen 94 und 104 derart angepasst, dass die Außendurchmesser OD₉₀ und OD₁₀₀ des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 90 und 100 gleich dem Außendurchmesser OD₁₁₀ des Koppelelements 110 sind. Auf diese Weise ist der Gesamtaußendurchmesser des Führungsdrahts 80 bei einer Ausgestaltung konstant.
Auch wenn die Übergänge von den Ausnehmungen 94 und 104 zu den Außendurchmessern OD₉₀ und OD₁₀₀ scharf dargestellt sind, und zwar derart, dass die Übergänge im Wesentlichen senkrecht sind, sind andere Übergänge nach anderen Ausgestaltungen ebenfalls möglich. Beispielsweise sind bei einer anderen Ausgestaltung die Übergänge von den Ausnehmungen 94 und 104 zu den Außendurchmessern OD₉₀ und OD₁₀₀ abgestuft, und zwar derart, dass die Übergänge eher wie eine Rampe erscheinen als dass sie senkrecht verlaufen. In diesem Fall ist auch das Koppelelement 110 an seinen Enden allmählich konisch zulaufend, um zu den abgestuften Übergängen von den Ausnehmungen 94 und 104 zu den Außendurchmessern OD₉₀ und OD₁₀₀ zu passen.
Bei in den Ausnehmungen 94 und 104 platziertem Koppelelement 110 werden mit einem Laser eine Vielzahl von Verzahnungen 115 ausgebildet, so wie es oben für den Laser 35 beschrieben ist. Bei der Ausgestaltung dringen die Verzahnungen 115 jeweils entweder in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt 90 oder 100 ein. Bei einer Ausgestaltung wird nach Aufsetzen des Koppelelements 110 über den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 90 und 100 derart ein Laser auf Bereiche des Koppelelements 110 gerichtet, dass aus dem Koppelelement 110 Verzahnungen 115 erzeugt werden, die nach unten in den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 90 und 100 eindringen.
Das Koppelelement 110 und die Verzahnungen 115 können dazu beitragen, das Miteinanderverbinden des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 90 und 100 zu ermöglichen. Bei einem Beispiel ist der erste Drahtabschnitt 90 ein Segment aus Edelstahldraht, der zweite Drahtabschnitt 100 ist ein Segment aus einer linear-elastischen Nickel-Titan-(NiTi-)Legierung, und das Koppelelement 110 ist eine Edelstahl-Hypotube. Als solche machen die Verzahnungen 115 bei diesem Beispiel eine gewisse Menge der Mischung aus dem Edelstahl des Koppelelements 110 und dem Nickel-Titan entweder des ersten oder des zweiten Drahtabschnitts 90 oder 100 beim Schweißen aus. Bei einer Ausgestaltung wird die für das Schweißen mit dem Laser verwendete Leistung gesteuert, um die Eindringtiefe der Verzahnungen 115 einzuschränken und die in dem Bereich erzeugten spröden intermetallischen Phasen zu minimieren, wie oben in Verbindung mit dem Führungsdraht 30 erörtert.
In gleicher Weise wie oben bei dem Führungsdraht 30, ist auch die Eindringtiefe der Verzahnungen 115 auf weniger als 50% des Außendurchmessers OD₉₀ und OD₁₀₀ des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 90 und 100 beschränkt. Bei noch einer anderen Ausgestaltung ist die Eindringtiefe der Verzahnungen 115 auf weniger als 20% des Außendurchmessers OD₉₀ und OD₁₀₀ des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 90 und 100 beschränkt, um jedwede in die Abschnitte eingebrachte Schwachstelle noch weiter einzuschränken.
Bei einer Ausgestaltung ist der Führungsdraht 80 für den Gebrauch in Verbindung mit intravaskulären Vorrichtungen derart ausgelegt, dass der erste Drahtabschnitt 90 relativ steife Eigenschaften zum Zwecke der Schiebbarkeit und der Verdrillbarkeit aufweist und der zweite Drahtabschnitt 100 relativ flexible Eigenschaften zum Zwecke der Nachführbarkeit aufweist.
6 zeigt den ersten und den zweiten Drahtabschnitt 140 und 150 in einer Querschnittsansicht. Der erste Drahtabschnitt 140 umfasst eine Verlängerung 143 und der zweite Drahtabschnitt 150 umfasst eine Aussparung 153. Der Führungsdraht 130 wird dann ausgebildet, wenn die Verlängerung 143 in die Aussparung 153 gesetzt wird, wodurch der erste und der zweite Drahtabschnitt 140 und 150 miteinander verbunden werden, wie in 7 gezeigt.
Ebenso in 7 abgebildet sind Verzahnungen 155, die in dem Führungsdraht 130 ausgebildet sind. Bei einer Ausgestaltung dringen die Verzahnungen 155 jeweils von dem zweiten Drahtabschnitt 150 in den ersten Drahtabschnitt 140 ein; insbesondere dringen sie jeweils in die Verlängerung 143 des ersten Drahtabschnitts 140 ein. Bei einer Ausgestaltung wird nach Einsetzen der Verlängerung 143 in die Aussparung 153 ein Laser verwendet, um derart in den der Verlängerung 143 benachbarten zweiten Drahtabschnitt 150 zu schweißen, dass die Verzahnungen 155 aus dem zweiten Drahtabschnitt 150 erzeugt werden und nach unten in den ersten Drahtabschnitt 140 eindringen.
Bei der in 7 gezeigten Ausgestaltung wird keine von dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt 140 und 150 getrennte Koppelvorrichtung verwendet. Stattdessen fungieren die Teilbereiche des zweiten Drahtabschnitts 150, die über die Aussparung 153 hinausragen, wie die Koppelelemente 60 (3) und 110 (5) in den oben beschriebenen Ausgestaltungen. Auf diese Weise können die Verzahnungen 155 zusammen mit dem Sitz der Verlängerung 143 in der Aussparung 153 dazu beitragen, das sichere Miteinanderverbinden des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 140 und 150 zu ermöglichen.
Bei einer Ausgestaltung ist der erste Drahtabschnitt 140 ein Segment aus einer linear-elastischen Nickel-Titan-(NiTi-)Legierung, und der zweite Drahtabschnitt 150 ist ein Segment aus Edelstahldraht. Bei einer Ausgestaltung wird der zur Erzeugung der Verzahnungen 155 verwendete Laser direkt an das zweite Drahtsegment 150 angelegt und nicht direkt an den ersten Drahtabschnitt 140. Bei dieser Ausgestaltung, bei der das zweite Drahtsegment 150 ein Segment aus Edelstahldraht ist und der erste Drahtabschnitt 140 ein Segment aus einer linear-elastischen Nickel-Titan-(NiTi-)Legierung ist, wird der Laserstrahl nur direkt auf dem Edelstahl und nicht direkt auf dem Nickel-Titan auftreffen, wodurch eine im Inneren befindliche Schwachstelle, die mit dem Direktschweißen des Nickel-Titans verbunden ist, vermieden wird, wie oben beschrieben.
Wie bei den zuvor beschriebenen Ausgestaltungen wird die Leistung für den für die Erzeugung der Verzahnungen 155 verwendeten Laser gesteuert, um die Eindringtiefe der Verzahnungen einzuschränken und um die Menge der Mischung zwischen dem Edelstahl des zweiten Drahtsegments 150 und dem Nickel-Titan des ersten Drahtabschnitts 140 einzuschränken und dadurch die Erzeugung von spröden intermetallischen Phasen einzuschränken. Bei einer Ausgestaltung ist die Eindringtiefe der Verzahnungen 115 auf weniger als 50% des Außendurchmessers des ersten und des zweiten Drahtabschnitts 140 und 150, bei einer anderen auf 20% beschränkt. Bei einer Ausgestaltung machen spröde intermetallische Phasen höchstens 30 Prozent des Materials der Verzahnungen 155 aus.
Bei einer Ausgestaltung ist der Führungsdraht 130 für den Gebrauch in Verbindung mit intravaskulären Vorrichtungen derart ausgelegt, dass der zweite Drahtabschnitt 150 relativ steife Eigenschaften zum Zwecke der Schiebbarkeit und Verdrillbarkeit aufweist, sowie derart, dass der erste Drahtabschnitt 140 relativ flexible Eigenschaften zum Zwecke der Nachführbarkeit aufweist.
Auch wenn im vorliegenden Dokument spezielle Ausgestaltungen abgebildet und beschrieben wurden, ist es unter Durchschnittsfachleuten bekannt, dass unterschiedlichste alternative und/oder gleichwertige Ausführungen die speziellen gezeigten und beschriebenen Ausgestaltungen ersetzen können, ohne dass der Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird. Diese Anmeldung soll jegliche Anpassungen oder Abweichungen der hier erörterten speziellen Ausgestaltungen abdecken. Daher soll diese Erfindung nur durch die Ansprüche und deren Entsprechungen beschränkt sein.
Bezugszeichenliste

10, 30, 80, 130: Führungsdraht
12: proximalen Abschnitt
14: distalen Abschnitt
16: Fügestelle
40, 90, 140: ersten Drahtabschnitt / Abschnitt
50, 100, 150: zweite Drahtabschnitt / Abschnitt
90: Ende 92 des ersten Drahtabschnitts
100: Ende 102 des zweiten Drahtabschnitts
90: Ausnehmung 94 des ersten Drahtabschnitts
100: Ausnehmung 104 des zweiten Drahtabschnitts
60: Koppelelement
40: erstes Ende 42 des ersten Drahtabschnitts
50: erstes Ende 52 des zweiten Drahtabschnitts
60: ersten Endes 62 des Koppelelements
60: zweiten Endes 64 des Koppelelements
35: Lasers
37: Zielbereich / Bereich
65, 155: Verzahnungen
143: Verlängerung
153: Aussparung
PD65: Eindringtiefe
110: Außendurchmesser OD₁₁₀ des Koppelelements
40: Außendurchmesser OD₄₀ des ersten Drahtabschnitts
50: Außendurchmesser OD₅₀ des zweiten Drahtabschnitts
90: Außerdurchmesser OD₉₀ des ersten Drahtabschnitts
100: Außendurchmesser OD₁₀₀ des zweiten Drahtabschnitts

Claims

Intravaskulärer Führungsdraht (10, 30, 80), umfassend: einen ersten Drahtabschnitt (40, 90) mit einem Endbereich (42, 92), einen zweiten Drahtabschnitt (50, 100) mit einem Endbereich (52, 102), und ein den Endbereichen (42, 52, 92, 102) des ersten und des zweiten Drahtabschnitts (40, 50, 90, 100) benachbartes Koppelelement (60, 110), wobei das Koppelelement (60, 110) ein von dem ersten und dem zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) getrenntes röhrenförmiges Koppelelement (60, 110) ist, in das der erste und der zweite Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eingesetzt sind, dadurch gekennzeichnet, dass das Koppelelement (60, 110) mit Verzahnungen (65, 115) ausgelegt ist, die in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eindringen, und die Verzahnungen (65, 115) durch ein Schmelzen eines Zielbereichs (37) des Koppelelements (60, 110) mittels eines Laserstrahls erzeugt sind, wobei das Material des Koppelelements (60, 110) in dem Zielbereich (37) an den ersten und den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) angeschmolzen ist, wobei das Koppelelement (60, 110) Edelstahl umfasst und entweder der erste oder der zweite Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) Nickel-Titan umfasst, wobei die Verzahnungen (65, 115) eine Mischung aus Nickel-Titan des ersten oder zweiten Drahtabschnitts (40, 50, 90, 100) und Edelstahl des Koppelelements (60, 110) umfasst, wobei es sich bei höchstens 30 Prozent der Mischung in den Verzahnungen (65, 115) um spröde intermetallische Phasen handelt.
Führungsdraht (10, 30, 80) nach Anspruch 1, wobei der Führungsdraht (30, 80) einen Außendurchmesser aufweist, wobei die Verzahnungen (65, 115) über eine Eindringtiefe in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eindringen und wobei die Eindringtiefe höchstens fünfzig Prozent des Außendurchmessers (OD₄₀, OD₉₀) des ersten Drahtabschnitts (40, 90) und des Außendurchmessers (OD₅₀, OD₁₀₀) des zweiten Drahtabschnitts (50, 100) beträgt.
Führungsdraht (10, 30, 80) nach Anspruch 1, wobei der Außendurchmesser (OD₉₀) des ersten Drahtabschnitts (90) und der Außendurchmesser (OD₁₀₀) des zweiten Drahtabschnitts (100) jeweils in der Nähe des Endbereichs (92, 102) kleiner ist, als an einer vom Endbereich (92, 102) entfernten Stelle, und wobei das röhrenförmige Koppelelement (110) einen Außendurchmesser (OD₁₁₀) aufweist, der im Wesentlichen gleich dem Außendurchmesser (OD₉₀, OD₁₀₀) des ersten und des zweiten Drahtabschnitts (90, 100) an der vom Endbereich entfernten Stelle (92, 102) ist.
Verfahren für die Ausbildung eines intravaskulären Führungsdrahtes (10, 30, 80), umfassend: Bereitstellen eines ersten Drahtabschnittes (40, 90), Bereitstellen eines zweiten Drahtabschnittes (50, 100), Einsetzen des ersten und des zweiten Drahtabschnittes (40, 50, 90, 100) in gegenüberliegende Enden eines Koppelelements (60, 110), und Schweißen des Koppelelements (60, 110) mit einem Laser derart, dass das Koppelelement (60, 110) derart schmilzt, dass aus dem Koppelelement (60, 110) Verzahnungen (65, 115) erzeugt werden, die in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eindringen und dass der Laser nicht direkt entweder an das erste oder das zweite Drahtsegment angelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 4, wobei das Schweißen mit dem Laser derart gesteuert wird, dass die Verzahnungen (65, 115) über eine Eindringtiefe in den ersten oder den zweiten Drahtabschnitt (40, 50, 90, 100) eindringen, die höchstens fünfzig Prozent, insbesondere höchstens zwanzig Prozent des Außendurchmessers (OD₄₀, OD₅₀, OD₉₀, OD₁₀₀) des ersten und des zweiten Drahtabschnitts (40, 50, 90, 100) beträgt.
Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Drahtabschnitt (40, 90) ein Segment aus einem Edelstahldraht ist, der zweite Drahtabschnitt (50, 100) ein Segment aus einer linear-elastischen Nickel-Titan-(NiTi-) Legierung ist und das Koppelelement (60, 110) ein Edelstahl-Hypotube ist.
Verfahren nach wenigstens einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Leistungsstufe des Lasers derart beschränkt wird, um die Entstehung von spröden intermetallischen Phasen in den Verzahnungen (65, 115) zu minimieren, dass es sich bei höchstens 30 Prozent der Materialien in den Verzahnungen (65, 115) um spröde intermetallische Phasen handelt.