-
Die Erfindung betrifft eine medizinische Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Vorrichtung zum Einführen in ein Körperhohlorgan.
-
Es sind Stents, Thrombenfänger und dergleichen bekannt, die insbesondere in der interventionellen Radiologie zu Therapiezwecken eingesetzt werden. Dabei werden einzelne bekannte Vorrichtungen als Implantate dauerhaft in ein Körperhohlorgan eingesetzt oder beispielsweise zum Entfernen von Thromben kurzzeitig in einem Körperhohlorgan entlassen und anschließend wieder entfernt.
-
Bekannte Vorrichtungen sind durch ein Laserschneidverfahren aus einem Vollmaterial hergestellt. In das Vollmaterial sind durch einen Laser Öffnungen eingebracht, wodurch Stege freigelegt sind. Bei zylindrischen Vorrichtungen, beispielsweise Stents, ist es üblich, den Laser auf die Längsachse des drehbaren Hohlzylinders zu richten, so dass einerseits durch eine Relativbewegung des Stents in seiner Längsrichtung und anderseits durch Drehung des Stents um seine Längsachse Stege freigeschnitten werden können. Der Laserstrahl folgt dem Radius des zylinderförmigen Hohlkörpers. Dadurch ergibt sich zwangsläufig eine im Wesentlichen trapezförmige Querschnittsgeometrie der Stege.
-
Das konventionelle Herstellungsverfahren ist beispielhaft in den 1a bis 1c dargestellt. Darin ist erkennbar, dass der Laser radial durch den Hohlzylinder schneidet, so dass die nach Einbringen der Öffnungen verbleibenden Stege im Wesentlichen ein trapezförmiges Querschnittsprofil zeigen.
-
Bei den bekannten Vorrichtungen ist also das Verhältnis zwischen einer Außenfläche eines Stegs und einer Innenfläche des Stegs aufgrund des Herstellungsverfahrens fest vorgegeben. Das hat zur Folge, dass beispielsweise ein Stent, der zur Gefäßwand eine möglichst große Außenoberfläche aufweisen soll, um ein Eindringen der Stege in das Gewebe der Gefäßwand zu vermeiden, gleichzeitig eine verhältnismäßig große Innenumfangsoberfläche aufweist. In einigen Fällen ist es jedoch erwünscht, dass die Außenfläche der Stege eines Stents möglichst klein ist, so dass die Stege sich in das Gewebe einschneiden. Die Breite der Stege an der Außenfläche des Stents ist jedoch nicht beliebig verringerbar. Aufgrund des trapezförmigen Querschnittsprofils ist die Breite des Stegs an der Innenfläche grundsätzlich kleiner, so dass die Stabilität des Stegs bei weiterer Verringerung seiner Gesamtbreite beeinträchtigt wird.
-
Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine medizinische Vorrichtung zum Einführen in ein Körperhohlorgan anzugeben, die den unterschiedlichen Anforderungen an Kraftleitungsfläche und Stabilität der Stege besser gerecht wird. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Vorrichtung anzugeben, mit dem eine höhere Vielfalt an Stegformen realisierbar ist.
-
Erfindungsgemäß werden diese Aufgaben im Hinblick auf die Vorrichtung durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 und im Hinblick auf das Verfahren durch den Gegenstand des Patentanspruchs 6 gelöst.
-
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, eine medizinische Vorrichtung zum Einführen in ein Körperhohlorgan mit einem flachen oder hohlzylinderförmigen Körper anzugeben, der durch Stege begrenzte Öffnungen umfasst, wobei die Stege, insbesondere alle Stege des Körpers einstückig miteinander verbunden sind. Wenigstens einer der Stege weist ein Querschnittsprofil auf, das entlang einer Längsachse des Steges variiert.
-
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass durch die Änderung des Querschnittsprofils entlang der Längsachse des Steges unterschiedliche Krafteinleitungszonen ausgebildet sind. Beispielsweise können die Stege in der Nähe von Verbindungsstellen, die mehrere Stege miteinander koppeln, ein Querschnittsprofil aufweisen, das eine relativ kleine Stegbreite auf der Außenfläche zeigt. In Richtung zur Stegmitte kann die Breite des Stegs auf der Außenfläche kontinuierlich größer werden. Entsprechend kann der Steg in der Nähe eines Kreuzungspunkts auf der Innenfläche eine relativ große Stegbreite zeigen, die sich in Richtung zur Mitte des Stegs verringert.
-
Die Erfindung bezieht sich sowohl auf medizinische Vorrichtungen mit einem flachen Körper, als auch auf medizinische Vorrichtungen mit einem hohlzylinderförmigen Körper. Medizinische Vorrichtungen mit einem hohlzylinderförmigen Körper sind beispielsweise Stents, Thrombenfänger bzw. Thromektomie-Devices, und Mikrodraht-Retriever. Die Erfindung betrifft auch flache Körper, beispielsweise flache Gitterstrukturen, die beispielsweise schneckenförmig oder rohrförmig gerollt werden.
-
Im Allgemeinen ist es bevorzugt, wenn der Steg ein viereckiges Querschnittsprofil aufweist. Grundsätzlich sind mehreckige Querschnittsprofile möglich. Der Vorteil von viereckigen Querschnittsprofilen besteht darin, dass die Herstellung einfach und kostengünstig durchführbar ist.
-
Der Steg kann eine Innenfläche und eine Außenfläche aufweisen, die über die gesamte Länge des Stegs im Wesentlichen konzentrisch zueinander angeordnet sind.
-
Der Steg kann außerdem zwei Seitenflächen aufweisen, deren Orientierung zueinander entlang der Steglängsachse variiert. Die Seitenflächen entsprechen im Wesentlichen einer Schnittkante, die durch das Laserschneiden gebildet ist. Die Schnittkante bzw. Schnittfläche weist im Wesentlichen in Umfangsrichtung bzw. erstreckt sich von der Außenfläche des Stegs zur Innenfläche.
-
Die Orientierung der beiden Seitenflächen eines Stegs zueinander kann sich ändern. Mit anderen Worten kann der Steg eine variable Querschnittskontur aufweisen. Die Änderung der Querschnittskontur kann kontinuierlich bzw. fließend erfolgen. Durch die Änderungen der Querschnittskontur können unterschiedliche mechanische Eigenschaften der medizinischen Vorrichtung beeinflusst werden, insbesondere der auf eine Gefäßwand ausgeübte Druck der Vorrichtung.
-
Der Steg kann ferner zwei die Außenfläche oder die Innenfläche begrenzende Stegkanten aufweisen, deren Abstand zueinander entlang der Längsachse des Stegs variiert. Mit anderen Worten kann der Steg auf der Innenfläche bzw. der Außenfläche unterschiedliche Stegbreiten aufweisen. Vorzugsweise verbreitert bzw. verschmälert sich der Steg auf der Außenfläche oder der Innenfläche kontinuierlich. Durch die Variation der Breite des Stegs auf der Außenfläche kann die Krafteinleitung in das Gewebe beeinflusst werden. Dabei können entlang des Stegs unterschiedliche Krafteinleitungszonen gebildet sein, die fließend ineinander übergehen. Auf der Innenfläche kann der Steg entsprechend gestaltet sein. Die Stegbreite kann also auf der Innenfläche variieren. Damit können insbesondere Stabilitätseigenschaften des Körpers der medizinischen Vorrichtung eingestellt werden.
-
Wenigstens eine Stegseite, insbesondere die Außenfläche kann ein Oberflächenprofil aufweisen, das bspw. die Gefahr einer Dislozierung im Gefäß verringert.
-
Ein weiterer Gedanke der Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Herstellen einer medizinischen Vorrichtung zum Einführen in ein Körperhohlorgan anzugeben, das die folgenden Schritte umfasst:
- – Bereitstellen eines flachen oder hohlzylinderförmigen Körpers aus einem Vollmaterial;
- – Einbringen von Öffnungen in den Körper durch einen Laserstrahl, wobei der Laserstrahl schräg auf eine Außenoberfläche des Körpers gerichtet wird.
-
Durch die schräge Ausrichtung des Laserstrahls bezogen auf die Außenoberfläche des Körpers kann der Schnittverlauf variiert werden. Bei hohlzylinderförmigen Körpern trifft der Laserstrahl erfindungsgemäß nicht rechtwinklig auf die Außenoberfläche, also radial zur Längsachse des Stegs, sondern ist schräg auf die Außenoberfläche gerichtet. Der Laserstrahl verläuft also nicht entlang des Radius des hohlzylinderförmigen Körpers, sondern erstreckt sich vielmehr entlang einer Linie, die die Längsachse des Körpers nicht schneidet, d.h. windschief zur Längsachse angeordnet ist.
-
Die Außenoberfläche wird bei hohlzylinderfömigen Körpern durch die Außenumfangsfläche, also die zylindrische Mantelfläche auf der Außenseite des Körpers gebildet. Bei flachen Körpern bzw. Platten entspricht die Außenoberfläche einer der beiden Plattenflächen, die durch die Öffnungen unterbrochen sind. Bei flachen Körpern wird die Außenoberfläche also entweder durch die Oberseite oder die Unterseite gebildet.
-
Bei flachen Körpern ist hingegen vorgesehen, dass der Laserstrahl unter einem Winkel auf den Körper trifft, der größer oder kleiner 90° ist, konkret von einem rechten Winkel abweicht. Der Laserstrahl trifft also nicht senkrecht auf den Körper. Vielmehr schneidet der Laserstrahl schräg in den Körper ein. Da die Laserquelle, die den Laserstrahl erzeugt, grundsätzlich verschwenkbar sein kann, sind unterschiedliche Querschnittsprofile der Stege realisierbar.
-
Durch das Einbringen der Öffnungen in den flachen oder hohlzylinderförmigen Körper wird wenigstens ein Steg gebildet, der eine Öffnung begrenzt bzw. zwei Öffnungen teilt.
-
In einer besonders bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass während des Einbringens der Öffnungen der Winkel des Laserstrahls zur Außenoberfläche des Körpers konstant beibehalten wird. Konkret wird der Laserstrahl in einem Winkel zur Außenoberfläche des Körpers ausgerichtet, wobei dieser Winkel während des gesamten Schneidprozesses beibehalten wird. Dadurch wird erreicht, dass der Steg eine konstante, im Wesentlichen gerade bzw. glatte Seitenkante bzw. Schnittkante erhält.
-
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Winkel des Laserstrahls zur Außenoberfläche des Körpers während des Einbringens der Öffnungen variiert wird. Bei dieser Variante wird der Laserstrahl bzw. die Laserstrahlquelle also während des Schneidprozesses verschwenkt, so dass sich das Querschnittsprofil des Stegs entlang des Stegs ändert. Die Änderung erfolgt vorzugsweise kontinuierlich, d.h. die Laserquelle wird kontinuierlich während des Schneidprozesses verschwenkt.
-
Bei einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens kann der Laserstrahl zum Freischneiden einer ersten Seitenfläche des Stegs in einem ersten Winkel zur Außenoberfläche ausgerichtet, anschließend der Körper um die Längsachse des Körpers gedreht und der Laserstrahl zum Freischneiden einer zweiten Seitenfläche unter einem zweiten Winkel zur Außenoberfläche ausgerichtet werden, wobei der erste Winkel und der zweite Winkel unterschiedlich sind. Dadurch kann das Querschnittsprofil des Stegs flexibel eingestellt werden. Insbesondere kann das Querschnittsprofil des Stegs auf beiden Seiten, d.h. an beide Seitenflächen, unterschiedlich geformt werden.
-
Generell kann der Laserstrahl durch eine Laserquelle erzeugt werden, die während einer Relativbewegung zwischen Körper und Laserquelle in Axialrichtung und Umfangsrichtung des Körpers verschwenkt wird. Die Verschwenkbarkeit der Laserquelle bei gleichzeitiger Relativbewegung zwischen Laserquelle und Körper ermöglicht eine besonders hohe Variabilität bei der Wahl der Querschnittsprofile für die einzelnen Stege. Während bei den aus dem Stand der Technik bekannten Verfahren die Laserquelle konstant bzw. ortsfest gehalten wird, ist bei der Erfindung vorgesehen, die Laserquelle bzw. den Laserstrahl zu verschwenken, so dass nicht nur ein starr vorgegebenes, beim Stand der Technik sich zwangsläufig einstellendes Querschnittsprofil des Stegs erzeugt wird, sondern vielmehr durch eine zusätzliche Verstellmöglichkeit, nämlich die Verschwenkung des Laserstrahls, unterschiedliche, insbesondere variable, Querschnittsprofile erzeugbar sind.
-
Die Erfindung wird im Folgenden anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die beigefügten, schematischen Zeichnungen näher erläutert. Darin zeigen
-
1a eine Querschnittsansicht eines hohlzylinderförmigen Körpers für eine medizinische Vorrichtung bei der Bearbeitung durch einen Laserstrahl gemäß dem Stand der Technik;
-
1b eine Querschnittsansicht des Körpers gemäß 1a nach Freischneiden eines Stegs durch den Laserstrahl;
-
1c eine Detailansicht des freigeschnittenen Stegs gemäß 1b;
-
2a eine Querschnittsansicht eines hohlzylinderförmigen Körpers für eine medizinische Vorrichtung bei der Bearbeitung durch einen Laserstrahl nach einem erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiel;
-
2b eine Querschnittsansicht des Körpers gemäß 2a nach der Freilegung von Stegen;
-
2c eine Detailansicht der freigelegten Stege gemäß 2b;
-
3 eine perspektivische Ansicht von unterschiedlichen Stegen, die durch das erfindungsgemäße Verfahren herstellbar sind;
-
4 eine Vorderansicht der Stege gemäß 3;
-
5 eine weitere perspektivische Ansicht der Stege gemäß 3;
-
6 eine perspektivische Ansicht eines Stegs der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei der Steg eine profilierte Seitenfläche aufweist;
-
7 eine perspektivische Teilansicht mehrerer Stege der erfindungsgemäßen medizinischen Vorrichtung nach einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel, wobei die Stege jeweils an einer Außenfläche oder Innenfläche eine zusätzliche Profilierung aufweisen;
-
8 eine Querschnittsansicht durch einen flachen Körper bei der Bearbeitung durch einen Laserstrahl nach dem erfindungsgemäßen Verfahren; und
-
9 eine Querschnittsansicht des Körpers gemäß 8 nach der Bearbeitung durch den Laserstrahl.
-
In den 1a bis 1c ist das aus dem Stand der Technik bekannte Verfahren zum Laser-Rohrschneiden dargestellt. Für die gleichen Bauteile werden in den Figuren generell dieselben Bezugszeichen verwendet, wobei die Bezugszeichen in den zum Stand der Technik offenbarten Zeichnungen durch ein Hochkomma ergänzt sind.
-
1a zeigt in einer Querschnittsansicht einen hohlzylinderförmigen Körper 1' vor der Bearbeitung durch einen Laserstrahl 9'. Der hohlzylinderförmige Körper 1' ist ein Rohr aus einem Vollmaterial. Bevorzugte Materialien sind Edelstahl oder Nickel-Titan-Legierungen, die üblicherweise für Implantate wie Stents oder Thrombektomie-Devices bzw. Thrombenfänger eingesetzt werden.
-
Ferner ist in 1a eine Laserquelle 10' erkennbar, die einen Laserstrahl 9' emittiert, wobei der Laserstrahl 9' radial auf den Körper 1' trifft. Durch einen Pfeil ist angedeutet, dass der Körper 1' um seine Längsachse rotiert wird, um durch den Laserstrahl 9' mehrere Öffnungen über den Umfang des Körpers 1' verteilt freizuschneiden. Überdies wird der Körper 1' in der Praxis in axialer Richtung bewegt, um entlang der Längsachse des Körpers 1' Öffnungen einzubringen.
-
Durch die radiale Ausrichtung des Laserstrahls 9' bezogen auf die Längsachse des Körpers 1' ist das Querschnittsprofil der freigeschnittenen Stege fest vorgegeben. 1b zeigt einen freigeschnittenen Steg 2', der zwei Öffnungen 3' in dem Körper 1' begrenzt. In der Detailansicht gemäß 1c ist erkennbar, dass der Steg 2' im Wesentlichen ein trapezförmiges Querschnittsprofil aufweist. Der Steg 2' gemäß 1c weist eine Innenfläche 4' und eine Außenfläche 5' auf, die jeweils durch eine erste Seitenfläche 6' und eine zweite Seitenfläche 7' miteinander verbunden sind. Die einzelnen Flächen sind jeweils durch Stegkanten 8' begrenzt. Die Außenfläche 5' und die Innenfläche 4' sind konzentrisch zueinander gewölbt. Die Seitenflächen 6', 7' weisen zur Außenfläche 5' einen rechten Winkel auf. Das bedeutet, dass der Laserstrahl 9' bei dem aus dem Stand der Technik bekannten Herstellungsverfahren senkrecht auf die Außenfläche 5' auftrifft. Der Laserstrahl 9' ist also direkt auf die Längsachse des Körpers 1' gerichtet bzw. verläuft grundsätzlich entlang des Radius des Körpers 1'.
-
Die 2a bis 2c zeigen ein Verfahren zum Laserschneiden eines hohlzylinderförmigen Körpers 1, bei dem erfindungsgemäß zusätzlich zur Drehung des Körpers 1 um seine Längsachse und axialen Bewegung des Körpers 1 entlang der Längsachse die Laserquelle 10 verschwenkt wird. Die Schwenkachse der Laserquelle 10 ist im Bereich der Wandungsebene des Körpers 1 angeordnet. Vorzugsweise befindet sich die Schwenkachse der Laserquelle 10 auf dem Außenumfang bzw. der Außenoberfläche des Körpers 1.
-
In 2a sind zwei mögliche Verschwenkpositionen der Laserquelle 10 durch punktierte Konturen der Laserquelle 10 dargestellt. Der hohlzylinderförmige Körper 1 wird während des Schneidvorgangs zusätzlich um seine Längsachse gedreht. Ebenso erfolgt eine Bewegung des Körpers 1 entlang der Längsachse, also in axialer Richtung.
-
In 2b ist das Ergebnis des erfindungsgemäßen Laserschneidverfahrens erkennbar. 2b zeigt einen Querschnitt durch den Körper 1, bei dem durch den Laserstrahl 9 Stege 2 freigeschnitten sind. Die Stege 2 begrenzen Öffnungen 3, die in den Körper 1 eingebracht sind. In der Detailansicht gemäß 2c ist gut erkennbar, dass die Stege 2 unterschiedliche Querschnittsprofile aufweisen. Dies wird dadurch erreicht, dass die Laserquelle 10 während des Schneidprozesses verschwenkt wird bzw. ist.
-
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2c ist einer der beiden freigeschnittenen Stege 2 derart trapezförmig geformt, dass die Innenfläche 4 eine größere Breite aufweist als die Außenfläche 5. Der weitere Steg 2, der in 2c dargestellt ist, weist eine Außenfläche 5 auf, die breiter als die Innenfläche 4 ist. Der Winkel zwischen den Seitenfläche 6, 7 und der Außenfläche 5 ist bei den Stegen 2 gemäß 2c jeweils von 90° verschieden. Das bedeutet, dass der Laserstrahl 9, der auf die Wandungsebene bzw. die Außenoberfläche des Körpers 1 trifft, nicht radial bezogen auf den hohlzylinderförmigen Körper 1 ausgerichtet ist, sondern vielmehr entlang einer Linie verläuft, die keinen Schnittpunkt mit der Längsachse des Körpers 1 aufweist. Der Laserstrahl 9 verläuft also windschief bzw. exzentrisch zur Längsachse des Körpers 1. Mit anderen Worten bildet der Laserstrahl 9 zu einer radialen Referenzlinie einen Winkel, der im Folgenden als Anstellwinkel bezeichnet wird. Der Anstellwinkel ist vorzugsweise größer als 0° und kleiner als 90°. Insbesondere beträgt der Anstellwinkel vorzugsweise höchstens 70°, insbesondere höchstens 50°, insbesondere höchstens 45°, insbesondere höchstens 30°, insbesondere höchstens 20°, insbesondere höchstens 10°.
-
Zur Bildung eines Stegs 2 ist es bevorzugt, wenn der Anstellwinkel beim Freischneiden der ersten Seitenfläche 6 von dem Anstellwinkel beim Freischneiden der zweiten Seitenfläche 7 verschieden ist. So kann zunächst die erste Seitenfläche 6 des Stegs 2 unter einem ersten Anstellwinkel des Laserstrahls 9 bzw. der Laserquelle 10 geschnitten werden. Anschließend wird der Körper 1 um seine Längsachse gedreht, um den Laserstrahl 9 auf die freizuschneidende zweite Seitenfläche 7 zu richten. Die Laserquelle 10 wird gleichzeitig oder anschließend verschwenkt, so dass der Laserstrahl 9 beim Schneiden der zweiten Seitenfläche 7 einen anderen Anstellwinkel aufweist. Damit kann die Neigung, d.h. der Winkel zwischen der jeweiligen Seitenfläche 6, 7 und der Innenfläche 4 oder der Außenfläche 5 des Stegs 2, individuell eingestellt werden. Während der Drehbewegung des Körpers 1 ist der Laserstrahl in diesem Fall selbstverständlich deaktiviert.
-
Durch Veränderung des Anstellwinkels der Laserquelle 10 relativ zum hohlzylinderförmigen Körper 1 während des Schneidprozesses, also bei aktiviertem Laserstrahl 9, lassen sich unterschiedliche Querschnittsprofile für die Stege 2 einstellen. Dabei können die Stege 2 derart geschnitten werden, dass die Stege 2 jeweils ein konstantes Querschnittsprofil aufweisen. Alternativ kann vorgesehen sein, das Querschnittsprofil entlang des Stegs 2 zu variieren.
-
Die 3 bis 5 zeigen jeweils mehrere Stege, die unterschiedliche Querschnittsprofile aufweisen. Beispielsweise weist ein erster Steg 2a entlang seiner Längsachse ein konstantes, im Wesentlichen trapezförmiges Querschnittsprofil auf, wobei eine erste Seitenfläche 6 und eine zweite Seitenfläche 7 jeweils zur Außenfläche 5 in einem spitzen Winkel ausgerichtet sind. Der in den 3 bis 5 dargestellte zweite Steg 2b weist im Wesentlichen ein zum Steg 2a komplementär trapezförmiges Querschnittsprofil auf, bei dem die erste Seitenfläche 6 und die zweite Seitenfläche 7 zur Außenfläche 5 einen stumpfen Winkel bilden. Das Querschnittsprofil zeigt also im Wesentlichen die Form eines Trapezes, wobei die schmalere der beiden parallelen Trapezseiten durch die Außenfläche 5 gebildet ist.
-
Der Steg 2c gemäß 3 bis 5 weist ebenfalls ein entlang der Längsachse des Stegs 2c konstantes Querschnittsprofil auf. Die erste Seitenfläche 6 ist zur Außenfläche 5 und zur Innenfläche 4 jeweils rechtwinklig ausgerichtet. Die zweite Seitenfläche 7 verläuft hingegen schräg zwischen der Außenfläche 5 und der Innenfläche 4, wobei zwischen der zweiten Seitenfläche 7 und der Innenfläche 4 ein spitzer Winkel und zwischen der zweiten Seitenfläche 7 und der Außenfläche 5 ein stumpfer Winkel gebildet ist.
-
Die Stege 2d, 2e gemäß 3 bis 5 weisen jeweils entlang der Längsachse des jeweiligen Stegs 2d, 2e ein variierendes Querschnittsprofil auf. Insbesondere variiert das Querschnittsprofil kontinuierlich. Das bedeutet, dass zwischen den einzelnen Abschnitten der Stege 2d, 2e ein kontinuierlicher Querschnittsprofilübergang besteht.
-
Bei dem Steg 2d ist vorgesehen, dass die erste Seitenfläche 6 schräg verläuft, insbesondere zur Außenfläche 5 einen stumpfen Winkel umfasst. In Richtung zur Stegmitte 12 hin wird der Winkel zwischen der ersten Seitenfläche 6 und der Außenfläche 5 steiler und erreicht schließlich einen rechten Winkel. Dies ist in 4 gut erkennbar. Die zweite Seitenfläche 7 weist an den Stegenden 13 zur Außenfläche 5 einen rechten Winkel auf. In Richtung zur Stegmitte 12 wird der Winkel zwischen der zweiten Seitenfläche 7 und der Außenfläche 5 größer bzw. stumpfer, so dass die zweite Seitenfläche 7 in der Stegmitte 12 schräg von der Außenfläche 5 zur Innenfläche 4 verläuft.
-
Bei dem Steg 2e gemäß 3 bis 5 ist an den Stegenden 13 ein im Wesentlichen trapezförmiges Querschnittsprofil vorgesehen, wobei die Außenfläche 5 die schmalere Seite der beiden parallelen Trapezseiten bildet. In Richtung zur Stegmitte 12 verbreitert sich die Außenfläche 5, wobei sich gleichzeitig die Innenfläche 4 verschmälert. An den Stegenden 13 bilden die Seitenflächen 6, 7 mit der Außenfläche 5 jeweils einen stumpfen Winkel und mit der Innenfläche 4 jeweils einen spitzen Winkel. In der Stegmitte 12 ist dieses Verhältnis umgekehrt. Das bedeutet, dass die Seitenflächen 6, 7 in der Stegmitte 12 zur Außenfläche 5 einen spitzen Winkel und zur Innenfläche 4 einen stumpfen Winkel aufweisen.
-
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich, die Form der Seitenflächen 6, 7 zu beeinflussen. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Stegs 2 mit einer derartig konturierten Seitenfläche 6, 7. Die Seitenfläche 6, 7 ist derart profiliert, dass die Breite der Seitenfläche 6, 7 in der Mitte des Stegs bzw. der Stegmitte 12 kleiner als an den Stegenden 13 ist. Die Seitenflächen sind konkav gekrümmt. Im Wesentlichen ermöglicht das Verschwenken des Laserstrahls 9 bzw. der Laserquelle 10 die Bildung von Fasen 11 entlang der Stegkanten 8. Die Fasenbreite kann dabei variiert werden, wie in 6 ersichtlich ist. Es ist auch möglich, eine Seitenfläche gerade und nur die andere Seitenfläche profiliert auszubilden. Auch hier ändert sich die Orientierung der Seitenflächen zueinander entlang der Längsachse des Stegs.
-
Überdies variiert die Orientierung der Seitenflächen in radialer Richtung. Die Stegdicke nimmt in radialer Richtung mit zunehmendem Abstand von der Seitenkante zu. Die Seitenfläche ist in 2 Richtungen, d.h. entlang der Längsachse und in radialer Richtung konkav gekrümmt. Die Seitenfläche weist eine konkave Ausnehmung auf. Dies gilt für beide oder nur für eine einzige Seitenfläche.
-
Durch die Verschmälerung der Seitenflächen 6, 7 kann im Wesentlichen eine Art Schneidkante gebildet werden. Insbesondere bei Thrombenfängern, die in einem Blutgefäß rotiert werden, ermöglicht eine derartige Schneidkante ein einfaches Abtrennen von Blutgerinnseln von einer Gefäßwand. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn der Steg 2 in Bewegungsrichtung, also in Umfangs- bzw. Rotationsrichtung eine keilartige Form aufweist.
-
7 zeigt mehrere Stege 2, die durch das erfindungsgemäße Verfahren hergestellt sind und unterschiedliche Querschnittsprofile aufweisen. Die Querschnittsprofile entsprechen im Wesentlichen den Querschnittsprofilen der Stege gemäß 3 bis 5. Zusätzlich ist bei den Stegen gemäß 7 vorgesehen, dass die Außenoberfläche 5 eine Profilierung aufweist. Die Profilierung ist bei dem Steg 2a gemäß 7 beispielsweise als durchgehende Nut 14 ausgebildet, die sich entlang der Längsachse des Stegs 2 erstreckt. Bei dem Steg 2b umfasst die Profilierung gerade, schräge oder kreuzförmige Einschnitte. Die Außenfläche 5 des Stegs 2c weist hingegen eine geschlängelte Nut 14 auf, die sich entlang der Außenfläche 5 erstreckt. Bei dem Steg 2d gemäß 7 ist entlang der Außenfläche 5 eine Nut 14 vorgesehen, die dem gekrümmten Verlauf der Außenfläche 5 folgt. Es können auch mehrere Nuten 14 mit unterschiedlicher Nutbreite auf der Außenfläche 5 angeordnet sein, wie in 7 bei dem Steg 2e gezeigt ist. Die Profilierung der Außenfläche 5 kann durch denselben Laserstrahl 9 erfolgen, der auch die Stege 2 freilegt bzw. die Öffnungen 3 in den Körper 1 schneidet.
-
Durch die Oberflächenprofilierung an der Außenfläche 5 kann eine Relativbewegung zwischen der medizinischen Vorrichtung bzw. dem Körper 1 und angrenzendem Gewebe behindert oder erleichtert werden. Eine in Bewegungsrichtung verlaufende Nut 14 erleichtert die Relativbewegung. Hingegen erschwert eine quer zur Bewegungsrichtung verlaufende Nut 14 die Relativbewegung.
-
Das Beispiel gemäß 7 wird auch unabhängig von der Querschnuittsprofilierung offenbart und beansprucht (s. Anspruch 13)
-
In den 8 und 9 ist das erfindungsgemäße Verfahren bei der Bearbeitung eines flachen Körpers 1 gezeigt. Der flache Körper 1 ist aus einem Vollmaterial gebildet, das vorzugsweise Edelstahl oder eine Nickel-Titan-Legierung umfassen kann. Der flache Körper 1 wird in Längsrichtung und in Querrichtung unter einem Laserstrahl 9 bzw. einer Laserquelle 10 verschoben. Gleichzeitig ist oder wird die Laserquelle 10 um eine Schwenkachse verschwenkt, die in der Ebene des Körpers 1 angeordnet ist. Vorzugsweise ist die Schwenkachse in einer Außenoberfläche des Körpers 1 angeordnet. Dadurch kann der Winkel zwischen dem Laserstrahl 9 und dem Körper 1 variiert werden. Durch die Winkeländerung kann, wie in 9 erkennbar ist, das Querschnittsprofil der einzelnen Stege 2 beeinflusst werden.
-
Analog zum Laserschneidverfahren für einen hohlzylindrischen Körper 1 kann der Anstellwinkel beim Freischneiden der ersten Seitenfläche 6 des Stegs 2 von dem Anstellwinkel beim Freischneiden der zweiten Seitenfläche 7 des Stegs 2 verschieden sein. Konkret wird zunächst die erste Seitenfläche 6 des Stegs 2 unter einem ersten Anstellwinkel des Laserstrahls 9 bzw. der Laserquelle 10 geschnitten. Anschließend wird der Körper 1 entlang in der Körperebene, bzw. entlang der Ebene der Außenoberfläche verschoben, um den Laserstrahl 9 auf die freizuschneidende zweite Seitenfläche 7 zu richten. Gleichzeitig oder anschließend wird die Laserquelle 10 verschwenkt, so dass der Laserstrahl 9 beim Schneiden der zweiten Seitenfläche 7 einen anderen Anstellwinkel aufweist. Damit kann die Neigung, d.h. der Winkel zwischen der jeweiligen Seitenfläche 6, 7 und der Innenfläche 4 oder der Außenfläche 5 des Stegs 2, individuell eingestellt werden. Während der Verschiebung des Körpers 1 ist der Laserstrahl deaktiviert.
-
In 9 ist konkret ein Körper 1 dargestellt, bei dem zwei Stege 2, die jeweils zwei Öffnungen 3 begrenzen, freigeschnitten sind. Die Stege 2 weisen jeweils ein trapezförmiges Querschnittsprofil auf. Die beiden Stege 2 unterscheiden sich voneinander dadurch, dass einer der Stege 2 eine Außenfläche 5 aufweist, die breiter als die Innenfläche 4 ist, wogegen der andere Steg 2 eine Außenfläche 5 aufweist, die schmaler als die Innenfläche 4 ist.
-
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung einer Gitterstruktur für eine medizinische Vorrichtung, insbesondere ein Implantat, beispielsweise einen Stent, durch laserschneidende Bearbeitung eines hohlzylinderförmigen Rohrs. Durch die Einstellung des gewünschten Querschnittsprofils können unterschiedliche mechanische Eigenschaften des Stents bzw. allgemein der medizinischen Vorrichtung beeinflusst werden. Grundsätzlich wird durch die Verbreiterung der Außenfläche 5 der einzelnen Stege 2 am Außenumfang des Körpers 1 eine insgesamt größere Außenoberfläche bereitgestellt. Entsprechend wird durch eine Verschmälerung der Außenfläche 5 der einzelnen Stege die Außenoberfläche des gesamten Körpers 1 reduziert.
-
Eine relativ schmalere Außenfläche 5 des Stegs 2 hat den Vorteil, dass bei einer Expansion des Stents bzw. allgemein der medizinischen Vorrichtung die einzelnen Stege 2 stärker in das Gewebe des Körperhohlorgans, in das der Stent implantiert wird, einschneiden. Der Grund dafür ist die über die relativ kleine Außenfläche 5 konzentriert in das Gewebe eingeleitete Radialkraft des Stents. Umgekehrt kann durch eine relativ breitere Außenfläche 5 des Stegs 2 die Krafteinleitung in das Gewebe auf eine insgesamt größere Fläche verteilt werden, so dass der Stent bzw. allgemein die medizinische Vorrichtung weniger stark in das Gewebe eindringt.
-
Die Vorteile der relativ breiteren Außenfläche 5 und der relativ schmaleren Außenfläche 5 können entlang des Stegs 2 jeweils bereichsweise genutzt werden. Durch Variation des Querschnittsprofils des Stegs 2 entlang seiner Längsachse können also unterschiedliche Bereiche des Stegs 2 bzw. allgemein des Körpers 1 unterschiedliche mechanische Eigenschaften aufweisen. Beispielsweise können Bereiche geschaffen werden, die das Risiko des Eindringens der Stege 2 in das Gewebe verringern. Weitere Bereiche des Körpers 1 bzw. des Stents oder der medizinischen Vorrichtung können derart gestaltet sein, dass sie einfach in das Gewebe eindringen.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1
- Körper
- 2
- Steg
- 3
- Öffnung
- 4
- Innenfläche
- 5
- Außenfläche
- 6
- erste Seitenfläche
- 7
- zweite Seitenfläche
- 8
- Stegkante
- 9
- Laserstrahl
- 10
- Laserquelle
- 11
- Fase
- 12
- Stegmitte
- 13
- Stegende
- 14
- Nut
