DE102011081445A1

DE102011081445A1 - Medizinischer Führungsdraht und Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE102011081445A1
Application number: DE102011081445A
Authority: DE
Inventors: Bernhard Uihlein
Original assignee: EPflex Feinwerktechnik GmbH
Current assignee: EPflex Feinwerktechnik GmbH
Priority date: 2011-08-23
Filing date: 2011-08-23
Publication date: 2013-02-28

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf einen medizinischen Führungsdraht mit einem Drahtkern, der aus einem Drahtfaden oder aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten Drahtfäden (2₁, 2₂, 2₃) gebildet ist, einer den Drahtkern wenigstens abschnittweise umgebenden Ummantelung (6) und einem MR-Marker (8) sowie auf ein zugehöriges Herstellungsverfahren.
Erfindungsgemäß beinhaltet wenigstens ein Drahtfaden des Drahtkerns eine monofile, mit dem MR-Marker volumendotierte, nichtmetallische Faser, und/oder wenigstens ein Drahtfaden des Drahtkerns ist durch einen matrixfreien Faserbund (2₁) aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten, nichtmetallischen Fasern gebildet, wobei der MR-Marker in Zwischenräume zwischen den Fasern eingebracht ist.
Verwendung in der Medizintechnik.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen medizinischen Führungsdraht mit einem Drahtkern, der aus einem Drahtfaden oder aus mehreren seiloder litzenbildend zusammengefassten Drahtfäden gebildet ist, einer den Drahtkern wenigstens abschnittweise umgebenden Ummantelung und einem Magnetresonanz-Marker (MR-Marker).
Unter MR-Marker wird dabei vorliegend ein Bestandteil des Führungsdrahtes verstanden, der eine Sichtbarmachung des Führungsdrahtes in Magnetresonanztomographie-Anwendungen, abgekürzt MRT oder auch MR-Anwendungen, beziehungsweise Kernmagnetresonanz (NMR)-Anwendungen ermöglicht, wobei der Führungsdraht so ausgeführt ist, dass er für derartige Anwendungen tauglich ist. Dazu gehört häufig die Wahl eines nichtmetallischen Materials, typischerweise eines Kunststoffmaterials, für den Drahtkern.
Ein Führungsdraht dieser Art ist in der Patentschrift DE 10 2005 022 688 B4 offenbart. Als MR-Marker werden dort in eine distale Umhüllung des Drahtkerns eingebrachte Füllkugeln oder Hohlräume, die mit geeigneten Fremdstoffen, wie Fremdgasen, dotiert sein können, vorgeschlagen, während der Drahtkern in einem anschließenden Schaftabschnitt von einer gegenüber dem Drahtkern biegesteiferen Ummantelung umgeben ist.
Die Offenlegungsschrift WO 2007/000148 A2 offenbart einen Führungsdraht, der aus einem oder mehreren Stäben und einem den oder die Stäbe umschließenden und/oder miteinander verklebenden, nichtferromagnetischen Matrixwerkstoff aufgebaut ist, wobei die einzelnen Stäbe mit Abstand voneinander parallel verlaufend oder miteinander verflochten, verwoben, vernetzt, verdrillt oder wendelförmig verlaufend im Matrixwerkstoff eingebettet sind. Der jeweilige Stab besteht aus einem oder mehreren nichtmetallischen Filamenten und einem das oder die Filamente umschließenden und/oder miteinander verklebenden, nichtferromagnetischen Matrixwerkstoff, der mit einem MR-Marker dotiert ist, wobei die Filamente innerhalb des jeweiligen Stabes mit Abstand voneinander parallel verlaufend oder miteinander verflochten, verwoben, vernetzt, verdrillt oder wendelförmig verlaufend angeordnet sein können. Als MR-Marker werden geeignete Nanopartikel vorgeschlagen, als Matrixwerkstoff ein Epoxidharz.
In der Offenlegungsschrift WO 2009/141165 A2 wird in ähnlicher Weise ein Führungsdraht mit einem Instrumentenkörper vorgeschlagen, der zumindest einen schlecht elektrisch leitenden Stab aufweist, welcher aus einem Matrixwerkstoff, wie Epoxidharz, und nicht-metallischen Filamenten, wie Glasfasern, Keramikfasern, pflanzliche Fasern oder Kunststofffasern, aufgebaut ist. Weiter wird dort vorgeschlagen, den Instrumentenkörper im Oberflächenbereich mit einem immobilisierten aktiven MR-Marker zu versehen, wofür geeignete chemische Substanzen angegeben werden. Weiter sind dort Führungsdrähte angegeben, bei denen der Matrixwerkstoff des stabförmigen Körpers mit Röntgen-Marker-Partikeln dotiert ist und zusätzlich ein aktiver MR-Marker im Oberflächenbereich des Instrumentenkörpers vorgesehen ist oder ein passiver MR-Marker in den Matrixwerkstoff des stabförmigen Körpers dotiert ist, wobei eine einzige geeignete Substanz, wie spezielle Partikel eines Metalls oder einer Metallverbindung, gleichzeitig als Röntgen-Marker und passiver MR-Marker fungieren können.
Der Erfindung liegt als technisches Problem die Bereitstellung eines Führungsdrahtes der eingangs genannten Art, der sich mit relativ geringem Aufwand unter Erzielung eines gewünschten Biegesteifigkeitsverhaltens und mit guter Tauglichkeit für MR-Anwendungen und guter MR-Sichtbarkeit fertigen lässt, und eines zugehörigen Herstellungsverfahrens zugrunde.
Die Erfindung löst dieses Problem durch die Bereitstellung eines Führungsdrahtes mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie eines Herstellungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 5. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß besteht wenigstens ein Drahtfaden des Drahtkerns aus einer monofilen, mit einem MR-Marker volumendotierten, nichtmetallischen Faser, und/oder wenigstens ein Drahtfaden des Drahtkerns ist durch einen matrixfreien Faserbund aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten, nichtmetallischen Fasern gebildet, wobei der Faserbund einen in Zwischenräumen zwischen den Fasern eingebrachten MR-Marker aufweist. Damit ist in einer herstellungstechnisch günstigen Weise dafür gesorgt, dass mindestens ein Drahtfaden des Drahtkerns mit einem MR-Marker versehen ist, wodurch eine gute Sichtbarkeit des Führungsdrahtes in MR-Anwendungen erzielt wird. Da somit der MR-Marker im Bereich des Drahtkerns selbst vorhanden ist und nicht lediglich in einer Kernumhüllung, befindet er sich vergleichsweise nah zur Mittellängsachse des Führungsdrahtes. Es zeigt sich, dass diese radial zentrumsnahe Anordnung des MR-Markers einen positiven Einfluss für MR-Anwendungen insbesondere hinsichtlich Sichtbarkeit und Unterdrückung unerwünschter Signalstörungen hat. Ein weiterer Vorteil der radial zentrumsnahen Anordnung des MR-Markers besteht darin, dass der MR-Marker auch dann im Drahtkern verbleibt, wenn der Drahtkern außenseitig an seinem Umfang etwas abgeschliffen wird, z.B. beim abschnittsweisen Entfernen einer Ummantelung oder zur Durchmesserverringerung zwecks Verringern der Biegesteifigkeit des Drahtkerns. Dabei versteht sich, dass der MR-Marker entlang der gesamten Führungsdrahtlänge oder alternativ nur entlang eines gewissen axialen Abschnitts des Führungsdrahtes, z.B. nur in einem vorderen, distalen Führungsdrahtabschnitt, vorgesehen sein kann.
Als weiterer Vorteil lässt sich der erfindungsgemäße Führungsdraht mit relativ geringem Aufwand fertigen. So kann beispielsweise die monofile, mit einem MR-Marker volumendotierte, nichtmetallische Faser mittels eines einfachen Extrusionsprozesses gefertigt werden, bei dem das betreffende nichtmetallische Material, insbesondere ein Kunststoffmaterial wie ein Aramidmaterial, extrudiert wird, in das der MR-Marker eingebracht wurde, beispielsweise in Form entsprechender, feinverteilter MR-Marker-Partikel. Ebenso ist der mit dem MR-Marker versehene Faserbund relativ einfach herstellbar, indem zunächst der Faserbund aus den einzelnen Fasern vorgefertigt wird, die dazu seil- oder litzenbildend zusammengefasst werden. Der Faserbund wird dabei matrixfrei gehalten, so dass kein Matrixwerkstoff benötigt wird, um die einzelnen Fasern darin einzubetten und/oder miteinander zu verkleben. Somit entfällt auch ein entsprechender Herstellungsschritt, wie er bei herkömmlichen Führungsdrähten benötigt wird, bei denen drahtkernbildende Fasern in einem derartigen Matrixwerkstoff eingebettet werden. Anschließend wird dann der MR-Marker in Zwischenräume des vorgefertigten matrixfreien Faserbundes eingebracht. Dies kann beispielsweise dadurch bewerkstelligt werden, dass der MR-Marker in einer geeigneten Lösung aufgenommen bzw. dispergiert wird und der vorgefertigte matrixfreie Faserbund mit dieser Lösung getränkt bzw. in diese Lösung eingetaucht wird. Durch die weiteren, im Anspruch 5 angegebenen Verfahrensschritte kann dann nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ein medizinischer Führungsdraht hergestellt werden.
In einer Weiterbildung der Erfindung weist der Drahtkern einen zentrischen Drahtfaden auf, der mit dem MR-Marker versehen ist, sei es dadurch, dass er die mit dem MR-Marker volumendotierte Faser oder den matrixfreien Faserbund mit MR-Marker aufweist. Damit befindet sich der MR-Marker entlang der bzw. nahe bei der Längsmittenachse des Führungsdrahtes, was die bereits oben erwähnten Vorteile hat. Zusätzlich kann der Drahtkern mehrere weitere Drahtfäden beinhalten, die um den zentrischen Drahtfaden herum angeordnet sind.
In einer Weiterbildung der Erfindung beinhaltet der Drahtkern einen Drahtfaden aus der monofilen, mit einem MR-Marker volumendotierten, nichtmetallischen Faser in Kombination mit wenigstens einem Faden aus einem Faserbund, der matrixfrei aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten, nichtmetallischen Fasern gebildet ist, jedoch nicht mit einem MR-Marker versehen ist. Je nach Bedarf können optional weitere Drahtfäden für den Aufbau des Drahtkerns vorgesehen sein, die nicht zwingend einen MR-Marker aufweisen müssen. Die MR-Sichtbarkeit wird bei dieser Ausführungsform durch den Faden aus der mit dem MR-Marker volumendotierten Faser gewährleistet, die übrigen Drahtfäden brauchen nicht unbedingt mit dem MR-Marker versehen sein, was den Gesamtaufwand für die Fertigung des Führungsdrahtes weiter verringern kann.
In einer Weiterbildung der Erfindung umgibt die Ummantelung den Drahtkern wenigstens in einem an einen distalen Endabschnitt anschließenden Schaftabschnitt und ist mit einer gegenüber dem Drahtkern höheren Biegesteifigkeit ausgeführt. Dadurch kann die Biegesteifigkeit des Führungsdrahtes in diesem Schaftabschnitt durch die Ummantelung in einer gewünschten Weise eingestellt werden, während der Drahtkern demgegenüber biegeweicher gehalten werden kann. Dies erlaubt beispielsweise eine gegenüber dem Schaftabschnitt biegeweichere Realisierung des an den Schaftabschnitt vorn anschließenden, distalen Führungsdrahtabschnitts, ohne dass dazu der Drahtkern in seinem distalen Endabschnitt auf einen geringeren Durchmesser abgeschliffen werden muss. Es genügt, dort die biegesteifere Ummantelung wegzulassen bzw. zu entfernen. Optional kann die Ummantelung dann in diesem distalen Endabschnitt durch eine biegeweichere Umhüllung ersetzt sein.
Vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Hierbei zeigen:
1 eine Längsschnittansicht eines Führungsdrahtes mit einem Drahtkern und einer schaftseitig biegesteiferen Ummantelung,
2 eine Querschnittansicht längs einer Linie II-II von 1 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus drei mit MR-Marker versehenen Faserbunden,
3 eine detailliertere Querschnittansicht eines der drei Faserbunde von 2,
4 eine Ausschnittansicht eines den Drahtkern enthaltenden, zentrischen Teils der Querschnittansicht von 2 ohne die Ummantelung,
5 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus zwei mit MR-Marker versehenen Faserbunden,
6 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus sieben mit MR-Marker versehenden Faserbunden,
7 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus einem mit MR-Marker versehenden Faserbund und zwei Faserbunden ohne MR-Marker,
8 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus einem mit MR-Marker versehenden Faserbund und einem Faserbund ohne MR-Marker,
9 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus einem mit MR-Marker versehenden Faserbund und sechs Faserbunden ohne MR-Marker,
10 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus zwei Faserbunden ohne MR-Marker und einem monofilen Drahtfaden mit MR-Marker,
11 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus einem Faserbund ohne MR-Marker und einem monofilen Drahtfaden mit MR-Marker,
12 eine Querschnittansicht entsprechend 4 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus einem monofilen Drahtfaden mit MR-Marker und sechs Faserbunden ohne MR-Marker und
13 eine Querschnittansicht entsprechend 2 für eine Führungsdrahtvariante mit einem Drahtkern aus einem einzigen monofilen Drahtfaden mit MR-Marker.
Der in 1 dargestellte Führungsdraht weist als zentrisches Element entlang seiner Längsmittenachse 1 einen Drahtkern 2 auf, der in einem vorderen, distalen Führungsdrahtabschnitt 3 von einer biegeweicheren Umhüllung 4 und in einem daran anschließenden Schaftabschnitt 5 von einer biegesteiferen Ummantelung 6 umgeben ist. Insbesondere besitzt die Ummantelung 6 eine höhere Biegesteifigkeit als der Drahtkern 2, so dass die Biegesteifigkeit des Führungsdrahtes im Schaftbereich durch diejenige der Ummantelung 6 bestimmt ist. Zu diesem Zweck besteht die Ummantelung 6 aus einem verglichen mit dem Drahtkern 2 härteren, steiferen Werkstoff, während der Drahtkern 2 aus einem demgegenüber weicheren, elastischeren, zähen Werkstoff besteht. Hingegen besteht die distale Umhüllung 4 aus einem gegenüber der Schaftummantelung 6 deutlich biegeweicheren Material, das zudem vorzugsweise biegeweicher als der Drahtkern 2 ist, so dass die Flexibilität des distalen Führungsdrahtabschnitts 3 im Wesentlichen durch die von der Schaftummantelung 6 vorstehende Länge des Drahtkerns 2 bestimmt ist. Da die Biegesteifigkeit des Führungsdrahtes im Schaftbereich durch die Ummantelung 6 bestimmt ist, kann der Drahtkern 2 insgesamt auf die Erzielung einer gewünschten Biegesteifigkeit des distalen Abschnitts 3 ausgelegt werden, ohne dass er dazu im distalen Abschnitt 3 zwingend anders gestaltet sein muss als im Schaftabschnitt 5. So besitzt der Drahtkern 2 im gezeigten Beispiel im gesamten distalen Abschnitt 3 den gleichen Durchmesser wie im Schaftabschnitt 5. Es entfällt daher ggf. die Notwendigkeit, den Drahtkern 2 im distalen Abschnitt 3 abschleifen oder in anderer Weise mit einem geringeren Durchmesser herstellen zu müssen als im Schaftabschnitt 5, um für den distalen Abschnitt 3 eine geringere Biegesteifigkeit als für den Schaftabschnitt 5 zu erzielen.
Der Führungsdraht ist zum Einsatz in MR-Anwendungen ausgelegt, wozu speziell sein Drahtkern 2 mit einem MR-Marker versehen ist. Um die gewünschte Funktion des MR-Markers bezüglich Sichtbarmachung bzw. Detektierbarkeit des Führungsdrahtes im Einsatz bei einer MR-Anwendung nicht zu beeinträchtigen und die eigentliche Nutzfunktion der MR-Anwendung nicht zu stören, ist der Drahtkern 2 nichtmetallisch ausgeführt. Ebenso bestehen die biegesteifere Ummantelung 6 und die biegeweichere Umhüllung 4 vorzugsweise aus nichtmetallischen Materialien, insbesondere aus einem jeweils geeigneten Kunststoffmaterial. Es versteht sich anhand der Begriffe Ummantelung und Umhüllung, dass die Ummantelung 6 und die Umhüllung 4 den Drahtkern 2 jeweils eng anliegend umgeben, so dass die Umhüllung 4 und die Ummantelung 6 durch Reib- und/oder Stoffschluss fest am Drahtkern 2 fixiert sind, z.B. dadurch, dass das Material der Umhüllung 4 bzw. der Ummantelung 6 um den Drahtkern 2 herum extrudiert oder gegossen oder auf den Drahtkern 2 aufgeschrumpft wird.
Im gezeigten Beispiel schließt die distale Umhüllung 4 in axialer Richtung nicht abrupt an die Schaftummantelung 6 an, sondern unter Bildung eines stetigen Übergangs 7. Herstellungstechnisch lässt sich diese spezielle Ausführungsform des Führungsdrahtes beispielsweise dadurch realisieren, dass der Drahtkern 2 zunächst vollständig mit der Ummantelung 6 versehen wird, anschließend im distalen Abschnitt 3 unter Bildung einer konischen Verjüngung im Übergangsbereich 7 abgetragen und der distal freigelegte Drahtkern 2 mit der Umhüllung 4 versehen wird, wobei diese bevorzugt außenseitig fluchtend im Übergangsbereich 7 an die Ummantelung 6 anschließt. Diese Gestaltung hat einen je nach axialer Ausdehnung des Übergangsbereichs 7 gleichmäßigeren Übergang von der durch die Ummantelung 6 höheren Steifigkeit des Führungsdrahtschaftbereichs 5 zur niedrigeren Steifigkeit des distalen Abschnitts 3 zur Folge. Es versteht sich, dass in alternativen, nicht gezeigten Ausführungsformen andere Arten des Übergangs zwischen der distalen Umhüllung 4 und der schaftseitigen Ummantelung 6 vorgesehen sein können, z.B. ein abrupter oder ein mehrstufiger Übergang. Zudem kann optional der Führungsdraht außenseitig mit einer Beschichtung herkömmlicher Art versehen sein, um eine dieser zugedachte Funktion zu erfüllen, z.B. hinsichtlich Gleitfähigkeit, Abriebfestigkeit oder zu medikamentösen Zwecken.
Da der MR-Marker erfindungsgemäß im Drahtkern 2 selbst enthalten ist, befindet er sich entsprechend nah, d.h. mit geringerem radialen Abstand, zur Längsmittenachse 1 in einem vergleichsweise zentralen Teil des Führungsdrahtquerschnitts. Untersuchungen haben gezeigt, dass diese zentrumsnahe Anordnung des MR-Markers für dessen Funktion beim Einsatz des Führungsdrahtes in MR-Anwendungen von Vorteil ist, verglichen beispielsweise mit einem Anordnen des MR-Markers in einem Oberflächenbereich des Führungsdrahtes oder innerhalb der Ummantelung 6 oder der Umhüllung 4. Ein weiterer Vorteil dieser zentrumsnahen Anordnung des MR-Markers besteht darin, dass der MR-Marker auch dann noch im Drahtkern 2 enthalten ist, wenn der Drahtkern 2 außenseitig an seinem Umfang abgeschliffen oder auf andere Weise absichtlich oder unabsichtlich durchmesserverringernd bearbeitet worden ist. Dies kann beispielsweise beim erwähnten abschnittweisen Abtragen der Umhüllung 4 zum Freilegen des Drahtkerns 2 z.B. in einem distalen Bereich desselben oder bei einer abschnittweisen Durchmesserverringerung des Drahtkerns zwecks Einstellen einer geringeren Biegesteifigkeit desselben z.B. wiederum in einem distalen Abschnitt der Fall sein.
Erfindungsgemäß ist der Drahtkern 2 in spezieller Weise mit dem MR-Marker versehen, wobei der Drahtkern 2 in entsprechenden Ausführungsformen aus einem oder aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten Drahtfäden aufgebaut ist. Dazu sind die Drahtfäden als Paket paralleler Drahtfäden gepackt oder miteinander verdrillt, verseilt oder zopfartig oder in anderer Weise miteinander verwoben. Mindestens einer dieser Drahtfäden ist mit dem MR-Marker versehen, und zwar dadurch, dass er eine monofile, mit dem MR-Marker volumendotierte Faser beinhaltet oder dass er durch einen Faserbund gebildet ist, der matrixfrei aus mehreren Fasern gebildet ist, die wiederum seil- oder litzenbildend zusammengefasst sind, sei es als paralleles Faserpaket oder als miteinander verdrillte oder verwobene Fasern, wobei in diesem Fall der MR-Marker in Zwischenräume zwischen den Fasern des matrixfreien Faserbundes eingebracht ist. Als MR-Marker sind verschiedene der hierfür dem Fachmann an sich bekannten, herkömmlichen Realisierungen verwendbar, insbesondere die im eingangs zitierten Stand der Technik genannten MR-Marker. Insbesondere kann es sich bei dem MR-Marker um geeignete Partikel wie Nano- oder Mikropartikel aus einem der hierfür bekannten geeigneten Materialien handeln.
Einige mögliche, vorteilhafte, konkrete Realisierungen für den Drahtkern 2 mit MR-Markerfunktion zum Einsatz bei dem erfindungsgemäßen Führungsdraht sind in den Querschnittansichten der 2 bis 13 dargestellt, auf die im Folgenden näher eingegangen wird, wobei der Übersichtlichkeit halber für identische oder funktionell äquivalente Elemente gleiche Bezugszeichen verwendet sind. Der Fachmann erkennt anhand der gezeigten und nachfolgend beschriebenen Varianten, dass die Erfindung zahlreiche weitere Führungsdrahtvarianten umfasst, die sich aus entsprechend modifizierten Gestaltungen des mit einem MR-Marker versehenen Drahtkerns 2 ergeben.
2 veranschaulicht eine Führungsdrahtvariante, bei welcher der Drahtkern 2 aus drei seil- oder litzenbildend zusammengefassten Drahtfäden aufgebaut ist, die durch je einen von drei gleichartigen Faserbunden 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ gebildet sind. Je nach Bedarf und Anwendungsfall können die drei Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ miteinander verdrillt oder verflochten oder in anderer Weise seil- oder litzenbildend aneinander gehalten sein, z.B. auch als Paket parallel verlaufend angeordneter, mit Berührkontakt aneinanderliegender Faserbunde. Die Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ besitzen einen im Wesentlichen kreisrunden Querschnitt, so dass sich zwischen den drei aneinanderliegenden Faserbunden 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ ein Zwischenraum 9 bildet, der nicht spezifisch mit einem Material gefüllt wird, wobei je nach der Art des Materials der Ummantelung 6 bzw. der Umhüllung 4 dieses Material beim Anbringen um den Drahtkern 2 herum eventuell in den Zwischenraum 9 eindringen und diesen wenigstens teilweise füllen kann.
Wie in 3 für den Faserbund 2 ₁ gezeigt, besteht jeder der drei gleichartigen Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ aus mehreren einzelnen Fasern 10, die seil- oder litzenbildend zu dem Faserbund zusammengefasst sind. Dies kann wiederum durch entsprechendes Verdrillen bzw. Verseilen oder Verflechten der einzelnen Fasern 10 oder durch anderweitiges aneinanderliegendes Verbinden derselben realisiert sein. Im konkreten Beispiel der 2 und 3 besteht der jeweilige Faserbund 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ aus einer inneren, zentralen Faser 10a, die von sechs anliegenden Fasern 10b umgeben ist. Diese sind ihrerseits von zwölf weiteren Fasern 10c umgeben, die wiederum von 18 äußeren Fasern 10d umgeben sind. Die Fasern 10 sind jeweils gleichartig und von kreisrundem Querschnitt, so dass zwischen den aneinanderliegenden Fasern 10 Zwischenräume 11 verbleiben. In diese Zwischenräume 11 ist ein MR-Marker 8 eingebracht, der in 3 und den übrigen Figuren nur zwecks deutlicher Erkennbarkeit als schwarzer Flächenbereich wiedergegeben ist, während nicht mit dem MR-Marker belegte Zwischenräume bzw. Bereiche ungeschwärzt dargestellt sind. Als MR-Marker ist ein beliebiger der hierfür bekannten Stoffe bzw. Strukturen verwendbar, soweit sie sich für das Einbringen in die Faserbundzwischenräume 11 eignen. Insbesondere können hierfür entsprechende MR-Nanopartikel oder MR-Mikropartikel verwendet werden.
Durch das Anordnen des MR-Markers 8 in den Faserbundzwischenräumen 11 des Drahtkerns 2 befindet sich der MR-Marker 8 relativ zentrumsnah innerhalb des in 2 gezeigten Führungsdrahtquerschnitts. Dies hat den erwünschten, positiven Effekt für MR-Anwendungen. Um MR-Nutzsignale im Einsatz bei MR-Anwendungen nicht zu stören, ist der Drahtkern 2, wie schon erwähnt, nichtmetallisch ausgeführt, d.h. die einzelnen Fasern 10 bestehen aus einem nichtmetallischen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial wie z.B. einem Aramidmaterial.
Im Gegensatz zu matrixhaltigen Faserbunden, bei denen die einzelnen Fasern in einen Matrixwerkstoff eingebettet und/oder durch diesen verklebt sind, sind vorliegend die Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ matrixfrei gebildet, d.h. ohne einbettenden bzw. verklebenden Matrixwerkstoff, mit der Folge, dass die erwähnten Zwischenräume 11 zwischen den einzelnen Fasern 10 verbleiben, in die der MR-Marker 8 eingebracht werden kann, und dass ein Außenumfang 12 des jeweiligen Faserbundes 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ von den außen liegenden Bereichen der äußeren Fasern 10d selbst gebildet wird und nicht von einem einbettenden Matrixwerkstoff. Dies hat unter anderem den Vorteil, dass die Ummantelung 6 und die Umhüllung 4 mit direktem Kontakt zu der durch die einzelnen Fasern 10 wellig strukturierten Oberfläche des Drahtkerns 2 angebracht werden können, wobei zudem die Drahtkernoberfläche durch das Aneinanderliegen der mehreren ihn aufbauenden Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ stark profiliert ist. Dies begünstigt einen eng haftenden Kontakt der Ummantelung 6 und der Umhüllung 4 am Drahtkern 2. Andererseits ist der MR-Marker 8 im Drahtkern 2 enthalten, so dass das Material der Ummantelung 6 und der Umhüllung 4 nicht mit einem MR-Marker dotiert werden braucht, um die MR-Sichtbarkeit des Führungsdrahtes zu ermöglichen.
Für das Einbringen des MR-Markers 8 in die Faserbund-Zwischenräume 11 bieten sich verschiedene Möglichkeiten an. Beispielsweise kann der MR-Marker 8 in Form entsprechender Partikel in einer relativ niederviskosen Lösung dispergiert werden, mit welcher der aus den einzelnen Fasern 10 vorgefertigte Faserbund getränkt wird oder in die er eingetaucht wird. Die Viskosität der Lösung ist so gewählt, dass die Lösung in die Zwischenräume 11 zwischen den Fasern 10 des vorgefertigten Faserbundes eindringen kann und damit die in der Lösung dispergierten MR-Partikel in die Zwischenräume 11 gelangen.
Nach beendetem Tränken bzw. Eintauchen verbleibt die Lösung mit den in ihr dispergierten MR-Partikeln 8 z.B. aufgrund Oberflächenspannung in den Zwischenräumen 11. Je nach Art der Lösung kann selbige dann aus den Zwischenräumen 11 abgedampft werden oder dort verbleiben, z.B. unter Aushärtung, wobei in jedem Fall die MR-Partikel 8 in den Zwischenräumen 11 verbleiben.
Ein Verfahren zur Herstellung eines erfindungsgemäßen medizinischen Führungsdrahtes nach Art der 1 und 2 kann somit folgende Schritte beinhalten. Zunächst wird der jeweilige Faserbund 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ aus den mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten Fasern 10 vorgefertigt. Anschließend wird der MR-Marker 8 in die Zwischenräume 11 des jeweils vorgefertigten Faserbundes eingebracht, wie zuvor erläutert. Dann werden die Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ zur Bildung des Drahtkerns 2 zusammengepackt bzw. miteinander verseilt, verdrillt oder verwoben. Abschließend werden dann die Ummantelung 6 und die distale Umhüllung 4 um den Drahtkern 2 herum angebracht, wie oben erläutert. Dies stellt ein vergleichsweise einfaches Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Führungsdrahtes dar, der sehr gute MR-Eigenschaften und ein gewünschtes Biegesteifigkeitsverhalten aufweist, wobei auf Wunsch der Führungsdraht in einem distalen Abschnitt biegeweicher als in einem Schaftabschnitt sein kann, ohne dass dazu der Drahtkern im distalen Abschnitt durchmesserverringert hergestellt werden muss.
Es versteht sich für den Fachmann aus der obigen Beschreibung des Beispiels zu den 1 bis 3, dass zahlreiche weitere Führungsdrahtvarianten im Rahmen der Erfindung möglich sind, welche die besagten Vorteile und Eigenschaften insbesondere hinsichtlich MR-Verhalten und Biegesteifigkeitsverhalten aufweisen. Um einen Eindruck von der gegebenen Variantenvielfalt zu vermitteln, sind ausgehend von 4 einige exemplarische Ausführungsvarianten in den 5 bis 12 illustriert. 4 zeigt hierbei eine kreisrunde Ausschnittansicht von 2 in der Größe des Außendurchmessers des von den drei Faserbunden 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ gebildeten Drahtkerns 2 von 2, wobei der Einfachkeit halber die Ummantelung 6 weggelassen wurde. Die 5 bis 12 zeigen der 4 entsprechende Querschnittansichten für modifizierte Realisierungen des Drahtkerns 2, wie sie für den erfindungsgemäßen Führungsdraht verwendbar sind.
5 zeigt eine Variante, bei welcher der Drahtkern 2 aus zwei Faserbunden 2 ₄, 2 ₅ statt der drei Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ des Beispiels von 4 gebildet ist, wobei beide Faserbunde 2 ₄, 2 ₅ jeweils gleichartig zu den Faserbunden 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ sind, d.h. sie sind insbesondere matrixfrei aus nichtmetallischen Fasern 10 mit in die Faserbund-Zwischenräume 11 eingebrachtem MR-Marker 8 gebildet. Im Übrigen gelten für die Führungsdrahtvariante von 5 die gleichen Funktionen, Vorteile und Eigenschaften, wie oben zu den 2 und 4 erläutert.
6 zeigt eine Variante, bei welcher der Drahtkern 2 aus sieben Faserbunden 2 ₆ bis 2 ₁₂ nach Art der Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ aufgebaut ist, speziell aus einem inneren, zentrischen Faserbund 2 ₆ und sechs gegen diesen anliegenden, äußeren Faserbunden 2 ₇ bis 2 ₁₂. Jeder Faserbund 2 ₆ bis 2 ₁₂ ist wiederum matrixfrei aus den einzelnen zusammengefassten Fasern 10 mit in die Zwischenräume 11 eingebrachtem MR-Marker 8 gebildet.
7 zeigt eine Variante mit drei Faserbunden 2 ₁₃, 2 ₁₄, 2 ₁₅, die sich von derjenigen der 2 und 4 lediglich darin unterscheidet, dass nur ein Faserbund 2 ₁₃ in der erwähnten Weise mit dem MR-Marker versehen ist, während die beiden anderen Faserbunde 2 ₁₄, 2 ₁₅ ohne eingebrachten MR-Marker 8 belassen werden. Dies spart Herstellungsaufwand für Anwendungsfälle, in denen das Einbringen des MR-Markers in den einen Faserbund 2 ₁₃ ausreichend ist.
Analog zeigt 8 eine Modifikation des Ausführungsbeispiels von 5, die sich von diesem lediglich darin unterscheidet, dass nur einer der beiden Faserbunde, hier ein Faserbund 2 ₁₆, mit dem MR-Marker 8 versehen ist, während der andere Faserbund, hier ein Faserbund 2 ₁₇, ohne MR-Marker belassen wird.
Weiter analog zeigt 9 eine Modifikation des Ausführungsbeispiels von 6, die sich von diesem lediglich darin unterscheidet, dass nur einer der Faserbunde, hier ein mittiger Faserbund 2 ₁₈, mit dem MR-Marker 8 versehen ist, während die übrigen Faserbunde, hier sechs äußere Faserbunde 2 ₁₉ bis 2 ₂₄, ohne MR-Marker belassen werden. Indem gerade der mittige Faserbund 2 ₁₈ mit dem MR-Marker versehen ist, befindet sich der MR-Marker 8 quasi zentrisch im Führungsdraht längs dessen Längsmittenachse 1, mit den oben erwähnten Vorteilen einer solchen zentrumsnahen Positionierung des MR-Markers.
10 zeigt eine Führungsdrahtvariante, die derjenigen der 2 und 4 mit der Modifikation entspricht, dass anstelle der drei mit MR-Marker versehenen Faserbunde 2 ₁, 2 ₂, 2 ₃ der Drahtkern 2 aus zwei Faserbunden 2 ₂₅, 2 ₂₆ dieser Art, jedoch ohne angebrachten MR-Marker, und einer monofilen Faser 2 ₂₇ als weiterem Drahtfaden aufgebaut ist. Dabei besteht die monofile Faser 2 ₂₇ aus einem nichtmetallischen Material, vorzugsweise einem Kunststoffmaterial wie dasjenige der Faserbund-Fasern 10, und ist mit einem MR-Marker 8 volumendotiert. Das bedeutet, dass der MR-Marker 8 z.B. wiederum als Partikel in das Volumen der monofilen Faser 2 ₂₇ eingebracht ist. Der MR-Marker 8 ist auf diese Weise über den Faserquerschnitt verteilt im Volumen der monofilen Faser 2 ₂₇ angeordnet. Fertigungstechnisch lässt sich dies beispielsweise dadurch realisieren, dass die monofile Faser 2 ₂₇ durch einen Extrusionsprozess hergestellt wird, wobei der MR-Marker 8 z.B. in Partikelform in das zu extrudierende Fasermaterial verteilt eingebracht wird. Der Außendurchmesser der mit dem MR-Marker 8 volumendotierten, monofilen Faser 2 ₂₇ entspricht in etwa demjenigen jedes der beiden Faserbunde 2 ₂₅, 2 ₂₆. Bezüglich MR-Verhalten entspricht die Führungsdrahtvariante von 10 somit im wesentlichen dem Ausführungsbeispiel von 7, von dem sie sich lediglich darin unterscheidet, dass statt des dortigen, mit dem MR-Marker versehenen Faserbund 2 ₁₃ die mit dem MR-Marker volumendotierte, monofile Faser 2 ₂₇ vorgesehen ist.
Analog zeigt 11 eine Führungsdrahtvariante, die dem Ausführungsbeispiel von 8 mit der Ausnahme entspricht, dass zum Aufbau des Drahtkerns 2 neben einem matrixfreien Faserbund 2 ₂₈ ohne MR-Marker eine monofile, mit dem MR-Marker 8 volumendotierte, nichtmetallische Faser 2 ₂₉ als zweiter Drahtfaden anstelle des matrixfreien Faserbundes 2 ₁₆ mit MR-Marker verwendet wird. Die monofile, mit dem MR-Marker 8 volumendotierte Faser 2 ₂₉ entspricht der oben zum vorigen Beispiel von 10 beschriebenen Faser 2 ₂₇, worauf verwiesen werden kann.
Weiter analog zeigt 12 eine Variante des Ausführungsbeispiels von 9, die diesem mit der Ausnahme entspricht, dass als zentrischer Drahtfaden statt des Faserbundes 2 ₁₈ mit MR-Marker eine monofile, mit dem MR-Marker 8 volumendotierte, nichtmetallische Faser 2 ₃₀ nach Art der Faser 2 ₂₇ von 10 vorgesehen ist, die von den sechs äußeren Drahtfäden umgeben ist, jeweils gebildet von einem matrixfreien Faserbund 2 ₃₁ bis 2 ₃₆ ohne MR-Marker. Zu den Eigenschaften und Vorteilen der Variante von 12 kann im Übrigen auf die obigen Ausführungen zu 9 verwiesen werden.
13 zeigt eine Variante des Ausführungsbeispiels der 2 bis 4, bei welcher der Drahtkern 2 von einer einzigen, monofilen, mit dem MR-Marker 8 volumendotierten, nichtmetallischen Faser 2 ₃₇ nach Art der Faser 2 ₂₇ von 10 gebildet ist. Diese Ausführungsvariante entspricht dem Ausführungsbeispiel von 12 ohne dessen äußere Drahtfäden 2 ₃₁ bis 2 ₃₆. Beim Ausführungsbeispiel von 13 sind Material und Durchmesser des Drahtkerns 2, d.h. der einzelnen monofilen, mit dem MR-Marker 8 dotierten Faser 2 ₃₇, so gewählt, dass die Faser 2 ₃₇ allein eine für den Drahtkern gewünschte, ausreichend hohe Zugfestigkeit und ausreichend geringe Biegesteifigkeit aufweist, während dazu im Ausführungsbeispiel von 12 die monofile zentrische, mit dem MR-Marker 8 dotierte Faser 2 ₃₀ von den sie umgebenden Faserbund-Drahtfäden 2 ₃₁ bis 2 ₃₆ unterstützt wird.
Wie die gezeigten und oben erläuterten, exemplarischen Ausführungsbeispiele deutlich machen, stellt die Erfindung einen medizinischen Führungsdraht bereit, der sich mit relativ geringem Aufwand derart herstellen lässt, dass er funktionssicher ein gewünschtes Biegeverhalten bereitstellt und sich sehr gut für MR-Anwendungen eignet. Dazu trägt unter anderem die Bildung des Drahtkerns mit mindestens einem Drahtfaden bei, der durch eine monofile, mit einem MR-Marker volumendotierte, nichtmetallische Faser oder durch einen matrixfreien Faserbund aus mehreren nichtmetallischen Fasern gebildet ist, wobei der Faserbund einen in Zwischenräumen zwischen den Fasern eingebrachten MR-Marker aufweist.
Es versteht sich, dass neben den explizit gezeigten und oben erläuterten Ausführungsbeispielen zahlreiche weitere Ausführungsformen im Rahmen der durch die Ansprüche definierten Erfindung für den Fachmann realisierbar sind. Beispielsweise umfasst die Erfindung Führungsdrahtvarianten, bei denen der Drahtkern statt der zweiteiligen Einfassung aus Umhüllung 4 und Ummantelung 6 von einer einheitlichen Ummantelung bzw. Umhüllung umgeben ist. Zudem kann in bestimmten Fällen die den Drahtkern umgebende Ummantelung auch im Schaftabschnitt biegeweicher als der Drahtkern ausgeführt sein. Es versteht sich weiter, dass das beschriebene Anordnen des MR-Markers im Drahtkern 2, speziell in einem oder mehreren von dessen Faserbunden oder monofilen Drahtfaden-Fasern, je nach Bedarf die gesamte Länge des Führungsdrahts bzw. Drahtkerns betreffen kann oder auf einen bestimmten axialen Drahtkernabschnitt beschränkt sein kann. Mit anderen Worten, die Volumendotierung der verwendeten nichtmetallischen, monofilen Drahtfaden-Faser bzw. das Einbringen des MR-Markers in den Zwischenräumen zwischen den Fasern des betreffenden Drahtfaden-Faserbundes kann auf einen vorgebbaren axialen Abschnitt der monofilen Faser bzw. des Faserbundes beschränkt sein. Entsprechende Ausführungsformen der Erfindung können zudem einen Drahtkern beinhalten, der sowohl mindestens eine monofile, mit dem MR-Marker volumendotierte Faser als auch mindestens einen Faserbund mit in dessen Zwischenräume eingebrachtem MR-Marker aufweist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005022688 B4 [0003]
WO 2007/000148 A2 [0004]
WO 2009/141165 A2 [0005]

Claims

Medizinischer Führungsdraht mit – einem Drahtkern (2), der aus einem Drahtfaden oder aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten Drahtfäden gebildet ist, – einer den Drahtkern wenigstens abschnittsweise umgebenden Ummantelung (6) und – einem MR-Marker (8), dadurch gekennzeichnet, dass – wenigstens ein Drahtfaden des Drahtkerns durch eine monofile, mit dem MR-Marker volumendotierte, nichtmetallische Faser (2 ₂₇, 2 ₂₉, 2 ₃₀) gebildet ist und/oder – wenigstens ein Drahtfaden des Drahtkerns durch einen matrixfreien Faserbund (2 ₁) aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten, nichtmetallischen Fasern (9) gebildet ist, wobei der MR-Marker (8) in Zwischenräume zwischen den Fasern eingebracht ist.
Medizinischer Führungsdraht nach Anspruch 1, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkern einen zentrischen Drahtfaden (2 ₆, 2 ₁₈, 2 ₃₀) aufweist, der durch die monofile, mit dem MR-Marker volumendotierte Faser (2 ₃₀) oder durch den matrixfreien Faserbund (2 ₆, 2 ₁₈) mit MR-Marker gebildet ist.
Medizinischer Führungsdraht nach Anspruch 1 oder 2, weiter dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtkern mindestens einen Drahtfaden aus der monofilen, mit dem MR-Marker volumendotierten Faser (2 ₃₀) und mindestens einen Drahtfaden (2 ₃₁ bis 2 ₃₅) aus einem Faserbund aufweist, der aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten, nichtmetallischen Fasern ohne eingebrachten MR-Marker gebildet ist.
Medizinischer Führungsdraht nach einem der Ansprüche 1 bis 3, weiter dadurch gekennzeichnet, dass die Ummantelung (6) den Führungsdraht wenigstens in einem an einen distalen Abschnitt (3) anschließenden Schaftabschnitt (5) umgibt und mit einer höheren Biegesteifigkeit ausgeführt ist als der Drahtkern.
Verfahren zur Herstellung eines medizinischen Führungsdrahtes mit den Merkmalen eines der Ansprüche 1 bis 4, mit folgenden Schritten: – Vorfertigen eines matrixfreien Faserbundes aus mehreren seil- oder litzenbildend zusammengefassten nichtmetallischen Fasern, – Einbringen eines MR-Markers in Zwischenräume des vorgefertigten Faserbundes, – Herstellen des Drahtkerns aus den mehreren Drahtfäden unter Verwendung des vorgefertigten Faserbundes mit dem eingebrachten MR-Marker als einem der Drahtfäden und – Anbringen der den Drahtkern wenigstens abschnittweise umgebenden Ummantelung.