DE102020101232A1 - Endoluminally implantable device - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung betrifft ein eine endoluminal implantierbare Vorrichtung zur Verbesserung der Elastizität eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes umfassend einen röhrenförmigen Grundkörper mit ein oder mehreren Ankerelementen zur Verankerung im versteiften Blutgefäßwandabschnitt. Ein weiterer Erfindungsgegenstand betrifft ein Verfahren zur Behandlung oder Prophylaxe eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes, vorzugsweise einer Arterie, weiter bevorzugt einer Aorta durch Implantierung einer erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung in zumindest einen Teil eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes des Gefäßsystems eines menschlichen oder tierischen Körpers. The present invention relates to an endoluminally implantable device for improving the elasticity of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section comprising a tubular base body with one or more anchor elements for anchoring in the stiffened blood vessel wall section. A further subject of the invention relates to a method for the treatment or prophylaxis of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section, preferably an artery, more preferably an aorta, by implanting an endoluminally implantable device according to the invention in at least part of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section of the vascular system of a human or animal body.
Description
TECHNISCHES FELD DER ERFINDUNGTECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung betrifft eine endoluminal implantierbare Vorrichtung zur Verbesserung der Elastizität eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes umfassend einen röhrenförmigen Grundkörper mit ein oder mehreren Ankerelementen zur Verbindung mit dem versteiften Blutgefäßwandabschnitt. Ein weiterer Erfindungsgegenstand betrifft ein Verfahren zur Behandlung oder Prophylaxe eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes, vorzugsweise einer Arterie, weiter bevorzugt einer Aorta durch Implantierung einer erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung in zumindest einen Teil eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes des Gefäßsystems eines menschlichen oder tierischen Körpers.The present invention relates to an endoluminally implantable device for improving the elasticity of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section comprising a tubular base body with one or more anchor elements for connection to the stiffened blood vessel wall section. A further subject of the invention relates to a method for the treatment or prophylaxis of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section, preferably an artery, more preferably an aorta, by implanting an endoluminally implantable device according to the invention in at least part of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section of the vascular system of a human or animal body.
HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION
Damit der Blutkreislauf in menschlichen oder tierischen Gefäßsystemen trotz der rhythmischen Kontraktionen des Herzens weitestgehend gleichmäßig verläuft, wird die sogenannte „Windkesselfunktion“ der Arterien, insbesondere der Aorta physiologisch ausgenutzt. Die Arterien, insbesondere die Aorta, weisen vor allem herznah Blutgefäßabschnitte (
Es ist bereits bekannt, dass die Elastizität der Arterien, insbesondere der Aorta mit steigendem Alter abnimmt, diese sozusagen versteifen. Dies kann unter anderem darauf beruhen, dass mit steigendem Alter in der Gefäßwand elastische Fasern durch weniger elastische Kollagenfasern ausgetauscht werden. Eine Verringerung der Gefäßelastizität führt dazu, dass der intraluminale Durchmesser der versteiften Gefäßabschnitte während der Systole und der anschließenden Diastole nahezu unverändert bleibt und dabei der intraluminale Durchmesser des Gefäßes größer ist als bei nicht versteiften Gefäßen. Mit anderen Worten, die ehemals elastischen und nun versteiften Gefäßabschnitte zeigen mit zunehmender Progredienz der Versteifung eine verringerte bis keine Retraktion und damit eine verringerte Differenz des intraluminalen Durchmessers bis hin zu einen im Wesentlichen gleichbleibenden intraluminalen Durchmesser (
Aus der
Die
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Bisher bekannte endoluminale Implantate, sogenannte Stents, sind röhrenförmige Vorrichtungen, die in Gefäße implantiert werden, um Gefäßwände abzustützen und damit zu versteifen. Bei Gefäßstenosen werden Stents eingesetzt, um den pathophysiologisch verengten intraluminalen Gefäßdurchmesser zu vergrößern. Keines der bekannten intraluminalen Implantate ermöglicht eine Verbesserung der Elastizität von versteiften Blutgefäßen, insbesondere der Aorta.Previously known endoluminal implants, so-called stents, are tubular devices that are implanted in vessels to support and thus stiffen vessel walls. Stents are used in vascular stenosis to increase the pathophysiologically narrow intraluminal vascular diameter. None of the known intraluminal implants enables an improvement in the elasticity of stiffened blood vessels, in particular the aorta.
Es besteht deshalb das Bedürfnis, Lösungen bereit zu stellen, um der verringerten Gefäßelastizität der Arterien, insbesondere der Aorta entgegenzuwirken und so eine pathophysiologische Belastung des Herzens zu verringern. There is therefore a need to provide solutions to counteract the reduced vascular elasticity of the arteries, in particular the aorta, and thus to reduce pathophysiological stress on the heart.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION
Die vorgenannte Aufgabe wird anhand der erfindungsgemäß beanspruchten Gegenstände gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen werden in den abhängigen Ansprüchen sowie in der nachfolgenden Beschreibung und den Figuren beschrieben.The aforementioned object is achieved on the basis of the objects claimed according to the invention. Advantageous embodiments are described in the dependent claims and in the following description and the figures.
Dementsprechend betrifft ein erster Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung eine endoluminal implantierbare Vorrichtung zur Verbesserung der Elastizität eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes. Diese endoluminal implantierbare Vorrichtung umfasst einen röhrenförmigen Grundkörper, der im implantierten Zustand einen intraluminalen Ausgangsdurchmessser aufweist, der einen physiologischen Blutfluss ermöglicht. Der röhrenförmige Grundkörper umfasst ein oder mehrere Ankerelemente, wobei der oder die Ankerelemente am röhrenförmigen Grundkörper so angeordnet sind, dass sie im implantierten Zustand in einen Teil (intramural) oder durch einen Teil (transmural) des versteiften Blutgefäßwandabschnittes ragen und den Blutgefäßwandabschnitt mit dem röhrenförmigen Grundkörper verbinden.Accordingly, a first subject of the invention relates to an endoluminally implantable device for improving the elasticity of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section. This endoluminally implantable device comprises a tubular base body which, in the implanted state, has an intraluminal initial diameter which enables physiological blood flow. The tubular base body comprises one or more anchor elements, the anchor element (s) being arranged on the tubular base body in such a way that, when implanted, they protrude into a part (intramural) or through a part (transmural) of the stiffened blood vessel wall section and the blood vessel wall section with the tubular base body connect.
Ein zweiter Erfindungsgegenstand der vorliegenden Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung oder Prophylaxe eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes, vorzugsweise einer Arterie, weiter bevorzugt einer Aorta. Das erfindungsgemäße Verfahren kennzeichnet dadurch, dass eine erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtung zumindest in ein Teil eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes des Gefäßsystems eines menschlichen oder tierischen Körpers implantiert wird.A second subject of the present invention relates to a method for the treatment or prophylaxis of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section, preferably an artery, more preferably an aorta. The method according to the invention is characterized in that an endoluminally implantable device according to the invention is implanted in at least part of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section of the vascular system of a human or animal body.
Die vorstehend beschriebenen Erfindungsgegenstände können, sofern aus Sicht eines Fachmannes sinnvoll, jede mögliche Kombination der bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, die nachfolgend und insbesondere auch in den abhängigen Ansprüchen offenbart werden, aufweisen. Gemäß einer Ausgestaltung umfasst die endoluminal implantierbare Vorrichtung ein, zwei, drei, vier oder mehrere Ankerelemente, die vom Umfang, d.h. vom Außenumfang des Grundkörpers radial nach außen abstehen. Dies bezieht sich auf einen Mittelpunkt des röhrenförmigen Grundkörpers, im Querschnitt betrachtet.The objects of the invention described above can, if meaningful from the perspective of a person skilled in the art, have any possible combination of the preferred embodiments according to the invention, which are disclosed below and in particular also in the dependent claims. According to one embodiment, the endoluminally implantable device comprises one, two, three, four or more anchor elements that are circumferential, i.e. protrude radially outwards from the outer circumference of the base body. This refers to a center point of the tubular base body, viewed in cross section.
Bei mehreren Ankerelementen sind diese vorzugsweise längs des Umfangs gleichmäßig verteilt.In the case of several anchor elements, these are preferably distributed uniformly along the circumference.
Gemäß einer alternativen Ausgestaltung erstrecken sich die Ankerelemente vom Außenumfang des Grundkörpers aus nicht radial nach außen, sondern schräg nach außen.According to an alternative embodiment, the anchor elements do not extend radially outward from the outer circumference of the base body, but rather extend obliquely outward.
Ferner können vorzugsweise mehrere Ankerelemente auf derselben axialen Höhe liegend auf einem gemeinsamen Umfang, d.h. auf einer gemeinsamen Umfangslinie, angeordnet sein. Gruppen von solchen Ankerelementen, die auf Umfangslinien liegen, können vorgesehen sein, die axial voneinander beabstandet sind. Axial beabstandete Gruppen von Ankerelementen können zu einer gleichmäßigeren Verteilung der Reaktionskräfte auf den damit verbundenen Blutgefäßwandabschnitt führen und damit den Verschleiß der erfindungsgemäßen Vorrichtung reduzieren.Furthermore, preferably several anchor elements lying at the same axial height on a common circumference, i.e. be arranged on a common circumferential line. Groups of such anchor elements that lie on circumferential lines can be provided, which are axially spaced apart. Axially spaced groups of anchor elements can lead to a more uniform distribution of the reaction forces on the blood vessel wall section connected therewith and thus reduce the wear of the device according to the invention.
Eine andere Variante der Erfindung sieht jedoch vor, dass die Ankerelemente auf einem axialen, maximal 10 mm breiten, virtuellen Ringabschnitt über den Umfang verteilt liegen oder sogar vorzugsweise auf einer Umfangslinie liegen (d.h. kein axialer Versatz zwischen den Ankerelementen). Dies ist besonders vorteilhaft, weil der Grundkörper axial sehr kurz baut. Ferner wird die Gefäßwand an relativ wenigen Stellen durchstochen.Another variant of the invention, however, provides that the anchor elements are distributed over the circumference on an axial, maximum 10 mm wide, virtual ring section or even preferably lie on a circumferential line (i.e. no axial offset between the anchor elements). This is particularly advantageous because the base body is very short axially. Furthermore, the vessel wall is pierced in relatively few places.
Der Grundkörper ist vorzugsweise nicht seitlich nach außen, wie eine Röhre, komplett geschlossen. Vielmehr hat er zahlreiche Öffnungen, indem er zum Beispiel als Gitterstruktur ausgeführt ist. Diese Gitterstruktur ist beispielsweise wabenartig oder wird durch spiralförmig verlaufende, sich kreuzende Stege gebildet.The base body is preferably not completely closed laterally to the outside, like a tube. Rather, it has numerous openings, for example in the form of a lattice structure. This lattice structure is honeycomb-like, for example, or is formed by spirally extending, intersecting webs.
Die Ankerkörper können einstückig in den Grundkörper übergehen.The anchor body can merge into the base body in one piece.
Eine Variante zur Herstellung der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, diese über ein generatives Fertigungsverfahren herzustellen.A variant for producing the device according to the invention consists in producing it using a generative manufacturing process.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNGDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Die vorliegende Erfindung beruht auf der überraschenden Erkenntnis, dass eine erfindungsgemäß endoluminal implantierbare Vorrichtung mit röhrenförmigem Grundkörper und ein oder mehreren Ankerelementen die Elastizität von versteiften Blutgefäßwandabschnitten und dadurch die physiologische Windkesselfunktion von Blutgefäßwänden verbessern bzw. wiederherstellen kann. Mit anderen Worten, die erfindungsgemäße Vorrichtung stellt somit ein Elastizitätsmodul bzw. ein elastizitätsvermittelndes Implantat für versteifte Blutgefäßabschnitte. Physiologisch hat dies eine Reduzierung der im versteiften Zustand erhöhten Blutdruckamplitude zwischen Systole und Diastole zur Folge und somit wird die pathophysiologische Belastung der linken Herzkammer durch den versteiften Blutgefäßwandabschnitt reduziert.The present invention is based on the surprising finding that an endoluminally implantable device according to the invention with a tubular base body and one or more anchor elements can improve or restore the elasticity of stiffened blood vessel wall sections and thereby the physiological wind boiler function of blood vessel walls. In other words, the device according to the invention thus sets a modulus of elasticity or elasticity-imparting implant for stiffened blood vessel sections. Physiologically, this results in a reduction in the increased blood pressure amplitude between systole and diastole in the stiffened state and thus the pathophysiological load on the left ventricle is reduced by the stiffened blood vessel wall section.
Die erfindungsgemäße Wirkung beruht darauf, dass die endoluminal implantierbare Vorrichtung einen röhrenförmigen Grundkörper mit ein oder mehreren Ankerelementen umfasst, wobei der röhrenförmige Grundkörper im implantierten Zustand einen intraluminalen Ausgangsdurchmessser aufweist, der einen physiologischen Blutfluss ermöglicht, und wobei der oder die Ankerelemente am röhrenförmigen Grundkörper so angeordnet sind, dass sie im implantierten Zustand in einen Teil (intramural) oder durch einen Teil (transmural) des versteiften Blutgefäßwandabschnittes ragen und den Blutgefäßwandabschnitt mit dem röhrenförmigen Grundkörper verbinden.The effect according to the invention is based on the fact that the endoluminally implantable device comprises a tubular base body with one or more anchor elements, the tubular base body in the implanted state having an intraluminal output diameter that enables physiological blood flow, and the anchor element or elements arranged on the tubular base body in this way are that they protrude into a part (intramural) or through a part (transmural) of the stiffened blood vessel wall section in the implanted state and connect the blood vessel wall section to the tubular base body.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „versteifter Blutgefäßwandabschnitt“, dass zumindest ein Teil der elastischen Fasern der Gefäßwand durch weniger elastische Kollagenfasern ausgetauscht sind und so die physiologische Windkesselfunktion der Blutgefäßabschnitte gegenüber elastischen Blutgefäßwandabschnitten herabgesetzt ist.In connection with the present invention, the term “stiffened blood vessel wall section” means that at least some of the elastic fibers of the vessel wall are replaced by less elastic collagen fibers, and the physiological wind boiler function of the blood vessel sections is thus reduced compared to elastic blood vessel wall sections.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „intraluminaler Ausgangsdurchmesser, der einen physiologischen Blutfluss ermöglicht“, dass der röhrenförmige Grundkörper im implantierten Zustand einen vorbestimmten intraluminalen Durchmesser aufweist, der während einer Diastole einen physiologischen Blutfluss ermöglicht. Ein vorbestimmter intraluminaler Ausgangsdurchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann insbesondere mittels eines elastischen Materials, vorzugsweise mittels eines Formgedächtnismaterials, beispielsweise Nitinol oder eines ähnlich geeigneten Materials, eingestellt werden. Üblicherweise richtet sich der intraluminale Ausgangsdurchmesser nach dem physiologisch während einer Diastole vorliegenden intraluminalen Durchmessers des Blutgefäßabschnittes, in das implantiert werden soll. Bei einer erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung geeignet zur Implantation in versteifte Aortenabschnitte kann der intraluminale Ausgangsdurchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers für eine Aorta ascendens 22 bis 37 mm, eine Aorta descendens 19 bis 27 mm und für eine infrarenale Bauchaorta 14 bis 20 mm betragen.In the context of the present invention, the expression “intraluminal starting diameter that enables physiological blood flow” means that the tubular base body in the implanted state has a predetermined intraluminal diameter that enables physiological blood flow during a diastole. A predetermined intraluminal starting diameter of the tubular base body of the device according to the invention can be set in particular by means of an elastic material, preferably by means of a shape memory material, for example nitinol or a similarly suitable material. The intraluminal starting diameter usually depends on the intraluminal diameter of the blood vessel section into which implantation is to take place physiologically during a diastole. In an endoluminally implantable device according to the invention suitable for implantation in stiffened aortic sections, the intraluminal starting diameter of the tubular base body can be 22 to 37 mm for an ascending aorta, 19 to 27 mm for a descending aorta and 14 to 20 mm for an infrarenal abdominal aorta.
Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bedeutet der Ausdruck „wobei der oder die Ankerelemente im implantierten Zustand in einen Teil (intramural) oder durch einen Teil (transmural) des versteiften Blutgefäßwandabschnittes ragen und den Blutgefäßwandabschnitt mit dem röhrenförmigen Grundkörper verbinden“, dass der röhrenförmige Grundkörper aufgrund des einen oder der mehreren Ankerelemente dauerhaft mit dem versteiften Blutgefäßwandabschnitt verbunden ist. Mit anderen Worten, die Verbindung von röhrenförmigen Grundkörper und Blutgefäßwandabschnitt bleibt während des Blutkreislaufs mit wechselnden Systolen und Diastolen dauerhaft bestehen. Als Ankerelemente können geeignete Geometrien verwendet werden, beispielsweise mit Widerhaken. Ein oder mehrere Ankerelemente umfassen oder bestehen aus einem Material, das ausgewählt wird aus der Gruppe der elastischen Materialien, beispielsweise Formgedächtnismaterialien, wie Nitinol oder ähnlichen Materialien, oder unelastischen Materialien oder einer Mischung aus elastischen und unelastischen Materialien.In connection with the present invention, the expression “where the anchor element or elements protrude into a part (intramural) or through a part (transmural) of the stiffened blood vessel wall section and connect the blood vessel wall section to the tubular base body” in the implanted state, that the tubular base body due to of the one or more anchor elements is permanently connected to the stiffened blood vessel wall section. In other words, the connection between the tubular base body and the blood vessel wall section remains permanent during the blood circulation with changing systoles and diastoles. Suitable geometries can be used as anchor elements, for example with barbs. One or more anchor elements comprise or consist of a material which is selected from the group of elastic materials, for example shape memory materials, such as nitinol or similar materials, or inelastic materials or a mixture of elastic and inelastic materials.
In einer erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfassen oder bestehen die ein oder mehreren Ankerelemente aus dem gleichen Material wie der röhrenförmige Grundkörper.In an embodiment according to the invention, the one or more anchor elements comprise or consist of the same material as the tubular base body.
In einer alternativen erfindungsgemäßen Ausgestaltung umfassen oder bestehen die ein oder mehreren Ankerelemente aus einem vom röhrenförmigen Grundkörper unterschiedlichen Material.In an alternative embodiment according to the invention, the one or more anchor elements comprise or consist of a material different from the tubular base body.
Die erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtung unterscheidet sich von bisher bekannten endoluminal implantierbaren Vorrichtungen, wie Stents, insbesondere dadurch, dass an dem röhrenförmigen Grundkörper ein oder mehrere Ankerelemente angeordnet sind, welche den röhrenförmigen Grundkörper mit dem Blutgefäßwandabschnitt dauerhaft verbinden.The endoluminally implantable device according to the invention differs from previously known endoluminally implantable devices, such as stents, in particular in that one or more anchor elements are arranged on the tubular base body, which permanently connect the tubular base body to the blood vessel wall section.
Die Vorrichtung ist an den axialen Enden sowie in einem dazwischenliegenden Mittelabschnitt so flexibel, dass sich der röhrenförmige Grundkörper sowie die axial angrenzenden Blutgefäßwandabschnitte mit der Vorrichtung während einer Systole gegenüber dem intraluminalen Ausgangsdurchmesser in ihrem intraluminalen Durchmesser aufgrund des Druckes des Blutes vergrößern, d.h. elastisch ausdehnen. Damit wird eine Zwischenspeicherung von Blut nicht nur im Bereich der Vorrichtung ermöglicht, sondern auch angrenzend in den sich axial an den Grundkörper anschließenden Blutgefäßwandabschnitten. Die erfindungsgemäße Vorrichtung hat einen Grundkörper, der axial kürzer sein kann als der versteifte Blutgefäßwandabschnitt, sodass der Grundkörper nicht nur denjenigen Blutgefäßwandabschnitt mitbewegt, in dem der Grundkörper liegt, sondern auch die axial angrenzenden, nicht vom Grundkörper abgedeckten Blutgefäßwandabschnitte.The device is so flexible at the axial ends and in an intermediate middle section that the tubular base body and the axially adjacent blood vessel wall sections with the device increase their intraluminal diameter due to the pressure of the blood during a systole compared to the intraluminal starting diameter, i.e. stretch elastically. This enables intermediate storage of blood not only in the area of the device, but also adjacent to the blood vessel wall sections axially adjoining the base body. The device according to the invention has a base body that can be axially shorter than the stiffened blood vessel wall section, so that the base body moves not only the blood vessel wall section in which the base body lies, but also the axially adjacent blood vessel wall sections that are not covered by the base body.
Gemäß einer bevorzugten erfindungsgemäßen Ausgestaltung ist die endoluminal implantierbare Vorrichtung so ausgestaltet, dass sich im implantierten Zustand der intraluminale Durchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers und der intraluminale Durchmesser sich axial an den Grundkörper anschließenden Blutgefäßwandabschnitte während einer Systole gegenüber dem intraluminalen Ausgangsdurchmesser vergrößern. Diese Bewegung der axial angrenzenden Blutgefäßwandabschnitte werden dadurch ermöglicht, dass auch die axialen Enden des Grundkörpers sich aufweiten können und damit die angrenzenden Blutgefäßwandabschnitte sich ebenfalls mitbewegen können. Mit anderen Worten, aufgrund des von dem Herzen ausgestoßenem Blutvolumens und des damit verbundenen systolischen Blutdruckanstiegs dehnen sich der röhrenförmige Grundkörper und der mittels ein oder mehreren Ankerelementen verbundene versteifte Blutgefäßabschnitt im Bereich des Grundkörpers sowie die axial an die Enden der Vorrichtung angrenzen, außerhalb der Vorrichtung liegenden Blutgefäßwandabschnitte radial nach außen aus, wodurch eine Zwischenspeicherung eines Teils des ausgepumpten Blutes ermöglicht wird. Hierbei vergrößert sich der intraluminale Durchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers gegenüber dem intraluminalen Ausgangsdurchmesser z. B. um etwa 20 %. According to a preferred embodiment of the invention, the endoluminally implantable device is designed such that, in the implanted state, the intraluminal diameter of the tubular base body and the intraluminal diameter axially adjoining blood vessel wall sections axially adjoining the base body increase during a systole compared to the intraluminal starting diameter. This movement of the axially adjacent blood vessel wall sections is made possible by the fact that the axial ends of the base body can also widen and thus the adjacent blood vessel wall sections can also move as well. In other words, due to the blood volume expelled from the heart and the associated increase in systolic blood pressure, the tubular base body and the stiffened blood vessel section connected by means of one or more anchor elements stretch outside the device in the region of the base body and axially adjoin the ends of the device Blood vessel wall sections radially outwards, whereby a temporary storage of part of the pumped blood is made possible. Here, the intraluminal diameter of the tubular base body increases compared to the intraluminal starting diameter z. B. by about 20%.
Im weiteren Verlauf des Blutkreislaufs verkleinert sich beim Wechsel zur Diastole der vergrößert vorliegende intraluminale Durchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers wieder (Retraktion), vorzugweise bis zum Erreichen des intraluminalen Ausgangsdurchmesser, wobei aufgrund der Verankerung des röhrenförmigen Grundkörpers in dem versteiften Blutgefäßwandabschnitt dieser passiv, d. h. nicht selbst, sondern durch die Vorrichtung, zusammengezogen wird. Aufgrund der passiven Retraktion des versteiften Blutgefäßes kann zwischengespeichertes Blut zumindest teilweise weitergeleitet und damit ein physiologischer Blutfluss ermöglicht wird. Auch hier wird nicht nur der Blutgefäßwandabschnitt radial einwärts gezogen, der im Bereich des Grundkörpers liegt, sondern auch die axial angrenzenden, außerhalb des Grundkörpers liegenden Blutgefäßwandabschnitte, sodass das Pumpvolumen insgesamt vergrößert wird und zudem nur eine relativ kurz bauende Vorrichtung implantiert werden muss, was gefäßschonender ist.In the further course of the blood circulation when changing to diastole, the increased intraluminal diameter of the tubular base body is reduced again (retraction), preferably until the intraluminal starting diameter is reached, whereby due to the anchoring of the tubular base body in the stiffened blood vessel wall section, the latter passively, i. H. not itself, but by the device. Due to the passive retraction of the stiffened blood vessel, temporarily stored blood can be at least partially passed on and thus a physiological blood flow is made possible. Here too, not only is the blood vessel wall section drawn radially inward, which lies in the area of the main body, but also the axially adjacent blood vessel wall sections lying outside the main body, so that the pump volume is increased overall and, in addition, only a relatively short device has to be implanted, which is more gentle on the vessel is.
Eine entsprechende Retraktion des röhrenförmigen Grundkörpers kann insbesondere durch die Verwendung eines elastischen Materials, vorzugsweise eines Formgedächtnismaterials, wie beispielsweise Nitinol oder eines ähnlich geeigneten Materials, ermöglicht werden. Ferner hat der Grundkörper zahlreiche Blut durchströmbare Öffnungen, insbesondere besitzt er eine Gitterstruktur. Dadurch wird der Druck des Blutes auch im Gefäßsegment, das durch den Grundkörper abgedeckt ist, auf die Blutgefäßwand weitergeleitet, die im Gegensatz zu Schlauchprothesen weiterhin beansprucht wird. Die Folge ist eine Elastizitätsverbesserung der Blutgefäßwand.A corresponding retraction of the tubular base body can be made possible in particular by the use of an elastic material, preferably a shape memory material, such as nitinol or a similarly suitable material. Furthermore, the base body has numerous openings through which blood can flow, in particular it has a lattice structure. As a result, the pressure of the blood is also passed on to the blood vessel wall in the vascular segment, which is covered by the base body, which, in contrast to tubular prostheses, is still used. The result is an improvement in the elasticity of the blood vessel wall.
Im Gegensatz hierzu haben bekannte endoluminal implantierbare Vorrichtungen, wie Stents, keine Möglichkeit, den Blutgefäßwandabschnitt, den sie stützen, passiv zusammen zu ziehen. Mit anderen Worten gesagt können bekannte endoluminal implantierbare Vorrichtungen, wie Stents, den intraluminalen Durchmesser eines verengten Blutgefäßwandabschnitts zwar auf einen vorbestimmten größeren intraluminalen Durchmesser ausdehnen. Da sie aber nicht mittels der erfindungsgemäßen Ankerelemente mit der Gefäßwand verbunden sind, können die bekannten Stents versteifte Gefäßabschnitte nicht elastischer machen, d.h. den aufgrund der reduzierten elastischen Eigenschaft vergrößert vorliegenden intraluminalen Durchmesser, nicht physiologisch zusammenziehen.In contrast, known endoluminally implantable devices, such as stents, have no way of passively contracting the portion of the blood vessel wall they support. In other words, known endoluminally implantable devices, such as stents, can expand the intraluminal diameter of a narrowed blood vessel wall section to a predetermined larger intraluminal diameter. However, since they are not connected to the vessel wall by means of the anchor elements according to the invention, the known stents cannot make stiffened vessel sections more elastic, i.e. do not contract the enlarged intraluminal diameter due to the reduced elastic property, not physiologically.
Um sicherzugehen, dass die axial an den Grundkörper angrenzenden Blutgefäßwandabschnitte sich maximal mit der Vorrichtung mitbewegen können, sieht die Erfindung gemäß einer Ausführungsform vor, dass die Vorrichtung über die gesamte axiale Erstreckung eine radiale Elastizität hat, die insgesamt maximal um 15 % über die axiale Erstreckung variiert, insbesondere über die gesamte axiale Erstreckung gleich ist. Mit anderen Worten, ist die radiale Elastizität über die Länge homogen.In order to ensure that the blood vessel wall sections axially adjoining the base body can move as much as possible with the device, the invention provides according to one embodiment that the device has a radial elasticity over the entire axial extent, which is a maximum of 15% overall over the axial extent varies, in particular is the same over the entire axial extent. In other words, the radial elasticity is homogeneous over the length.
Weiterhin ist zu vermeiden, dass durch den Grundkörper (oder eines seiner Segmente) im implantierten Zustand eine permanent radial nach außen wirkendende Kraft auf das Gefäß (Anpressdruck) ausgeübt wird, was zu einer Dehnung des Gefäßes und zu einer funktionellen Versteifung führen könnte. Damit ist eine strukturelle Verankerung der Vorrichtung mit dem Gefäß über ihre Ankerstrukturen, nicht jedoch eine Fixierung über permanent wirkende radial nach außen wirkenden Kräfte (Anpressdruck) des Grundkörpers auf die Gefäßwand möglich.Furthermore, it should be avoided that the base body (or one of its segments) exerts a permanently radially outward force on the vessel (contact pressure) in the implanted state, which could lead to expansion of the vessel and to a functional stiffening. This allows the device to be structurally anchored to the vessel via its anchor structures, but not to be fixed to the vessel wall via permanently acting radially outwardly acting forces (contact pressure) of the base body.
Daraus ergibt sich, dass der Ausgangsdurchmesser der zu implantierenden Vorrichtung im nicht-implantierten Zustand kleiner oder gleich dem Durchmesser des Gefäßsegments (
Ein versteifter Blutgefäßabschnitt kann einen oder mehrere erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtungen nacheinander, sozusagen in Serie geschaltet, umfassen. Im Fall, dass erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtungen in versteifte Aortenabschnitte implantiert werden sollen, können die erfindungsgemäßen Vorrichtungen eine maximale axiale Gesamtlänge von 20 mm haben, insbesondere eine maximale axiale Gesamtlänge im Bereich von 6-15 mm. Die erfindungsgemäße Vorrichtung baut damit axial extrem kurz und nutzt die angrenzenden, außerhalb des Grundkörpers liegenden Blutgefäßwandabschnitte zur Vergrößerung des Pumpvolumens. Ein großer Vorteil dieser extrem kurzen Bauweise besteht darin, dass eine serielle Implantation mehrerer Vorrichtungen hintereinander, vorzugsweise mit axialen Abstand zueinander eine axial homogene Verbesserung der Gefäßelastizität ermöglicht und nicht durch künstlich durch eine implantierte Vorrichtung unflexible Gefäßabschnitte unterbrochen wird. Weiterhin können durch die anatomisch individuell gestaltbare serielle Implantation der axial kurzen Vorrichtung (mit individuellem Implantationsabstand zwischen den Vorrichtungen, individuellem Durchmesser der Einzelvorrichtungen) patientenspezifische Geometrien und Verläufe des Zielgefäßes auch innerhalb kurzer Gefäßsegmente optimal berücksichtigt werden.A stiffened blood vessel section can comprise one or more endoluminally implantable devices according to the invention, one after the other, as it were connected in series. In the event that endoluminally implantable devices according to the invention are to be implanted in stiffened aortic sections, the devices according to the invention can have a maximum total axial length of 20 mm, in particular a maximum total axial length in the range of 6-15 mm. The device according to the invention thus has an extremely short axial construction and uses the adjacent blood vessel wall sections lying outside the base body to increase the pump volume. A great advantage of this extremely short design is that serial implantation of several devices one behind the other, preferably at an axial distance from one another, enables an axially homogeneous improvement in the vascular elasticity and is not interrupted by artificially inflexible vascular sections by an implanted device. Furthermore, due to the anatomically individually configurable serial implantation of the axially short device (with individual implantation distance between the devices, individual diameter of the individual devices), patient-specific geometries and courses of the target vessel can also be optimally taken into account even within short vessel segments.
Der röhrenförmige Grundkörper der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann geeignete Strukturen aufweisen, beispielsweise wabenförmige Strukturen, spiralförmige Strukturen oder ähnlich geeignete Strukturen.The tubular base body of the device according to the invention can have suitable structures, for example honeycomb structures, spiral structures or similarly suitable structures.
Die erfindungsgemäßen Ausgestaltungen, insbesondere die bevorzugten und alternativen Ausgestaltungen können - sofern für einen Fachmann sinnvoll - in jeglicher Weise miteinander kombiniert werden.The configurations according to the invention, in particular the preferred and alternative configurations, can be combined with one another in any way, insofar as this makes sense for a person skilled in the art.
Gemäß dem zweiten Erfindungsgegenstand ist das erfindungsgemäße Verfahren zur Behandlung oder Prophylaxe eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes, vorzugsweise einer Arterie, weiter bevorzugt einer Aorta, dadurch gekennzeichnet, dass eine erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtung zumindest in einen Teil eines pathophysiologisch versteiften Blutgefäßwandabschnittes des Gefäßsystems eines menschlichen oder tierischen Körpers implantiert wird. Hierbei können alle bevorzugte und alternative Ausgestaltung der erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung in für den Fachmann sinnvoller Kombination eingesetzt werden.According to the second aspect of the invention, the method according to the invention for the treatment or prophylaxis of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section, preferably an artery, more preferably an aorta, characterized in that an endoluminally implantable device according to the invention is at least in a part of a pathophysiologically stiffened blood vessel wall section of the vascular system of a human or animal body is implanted. Here, all preferred and alternative configurations of the endoluminally implantable device according to the invention can be used in a combination that makes sense for the person skilled in the art.
Ferner betrifft die Erfindung eine Endoluminal implantierbare Vorrichtung nach der Erfindung samt Implantierhilfe, die ein temporär expandierbarer Ballon ist, der die Vorrichtung aufweiten und die Ankerelemente radial durch die Gefäßwand treiben kann und dessen Expansion rückgängig gemacht werden kann. Nach Deflation und Entfernung des Ballons zieht sich die Vorrichtung wieder in Richtung eines kleineren Ausgangsdurchmessers passiv zusammen, ohne weiter eine nach aussen gerichtete Radialkraft die Gefäßwand zu entfalten.The invention further relates to an endoluminally implantable device according to the invention including the implantation aid, which is a temporarily expandable balloon which can expand the device and drive the anchor elements radially through the vessel wall and the expansion of which can be reversed. After deflation and removal of the balloon, the device contracts passively again in the direction of a smaller initial diameter, without further unfolding an outward radial force on the vessel wall.
Die vorliegende Erfindung wird im Weiteren anhand von beispielhaften Ausführungsarten beschrieben, die lediglich als Beispiele verstanden werden sollen und die nicht den Schutzumfang des vorliegenden Schutzrechtes auf diese Ausführungsformen beschränken sollen. Die einzelnen Merkmale der nachfolgenden Ausführungsbeispiele können separat oder in (Teil-)Kombinationen mit den Erfindungsgegenständen und ihren bevorzugten und alternativen Ausgestaltungen der allgemeinen Beschreibung kombiniert werden.The present invention is described below with reference to exemplary embodiments, which are to be understood merely as examples and which are not intended to restrict the scope of protection of the present property right to these embodiments. The individual features of the following exemplary embodiments can be combined separately or in (partial) combinations with the subject matter of the invention and its preferred and alternative embodiments of the general description.
BezugszeichenlisteReference list
- BGBG
- BlutgefäßBlood vessel
- vBGvBG
- versteiftes Blutgefäßstiffened blood vessel
- GWsGWs
- Blutgefäßwand während einer SystoleBlood vessel wall during systole
- vGWsvGWs
- versteifte Blutgefäßwand während einer Systolestiffened blood vessel wall during systole
- GWdGWd
- Blutgefäßwand während einer DiastoleBlood vessel wall during diastole
- vGWdvGWd
- versteifte Blutgefäßwand während einer Diastolestiffened blood vessel wall during diastole
- DsDs
- intraluminaler Durchmesser eines Blutgefäßes während einer Systoleintraluminal diameter of a blood vessel during systole
- DdDd
- intraluminaler Durchmesser eines Blutgefäßes während einer Diastoleintraluminal diameter of a blood vessel during diastole
- vDsdvDsd
- intraluminaler Durchmesser eines versteiften Blutgefäßes während einer Systole oder Diastoleintraluminal diameter of a stiffened blood vessel during systole or diastole
- ΔDsdΔDsd
- Differenz des intraluminalen Durchmesser eines Blutgefäßes beim Wechsel von Systole zur Diastole, wobei der Pfeil die Retraktionsrichtung beim Wechsel zur Diastole angibtDifference in the intraluminal diameter of a blood vessel when changing from systole to diastole, the arrow indicating the direction of retraction when changing to diastole
- iADiAD
- intraluminaler Ausgangsdurchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers der erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung im implantierten Zustandintraluminal initial diameter of the tubular base body of the endoluminally implantable device according to the invention in the implanted state
- iDs iDs
- intraluminaler Durchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers der erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung im implantierten Zustand während einer Systoleintraluminal diameter of the tubular base body of the endoluminally implantable device according to the invention in the implanted state during a systole
- iDdiDd
- intraluminaler Durchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers der erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung im implantierten Zustand während einer Diastoleintraluminal diameter of the tubular base body of the endoluminally implantable device according to the invention in the implanted state during a diastole
- ΔiDsdΔiDsd
- Differenz des intraluminalen Durchmesser des röhrenförmigen Grundkörpers der erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung im implantierten Zustand beim Wechsel von Systole zur Diastole, wobei der Pfeil die Retraktionsrichtung beim Wechsel zur Diastole angibtDifference of the intraluminal diameter of the tubular base body of the endoluminally implantable device according to the invention in the implanted state when changing from systole to diastole, the arrow indicating the direction of retraction when changing to diastole
- 11
- erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtung (Elastizitätsmodul)endoluminally implantable device according to the invention (modulus of elasticity)
- 1010th
- Ausschnitt eines röhrenförmigen Grundkörpers einer erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren VorrichtungSection of a tubular base body of an endoluminally implantable device according to the invention
- 1111
- Ankerelement angeordnet an einem röhrenförmigen Grundkörper einer erfindungsgemäßen VorrichtungAnchor element arranged on a tubular base body of a device according to the invention
- 10s10s
- schematische Anordnung des röhrenförmigen Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während einer Systoleschematic arrangement of the tubular base body of a device according to the invention during a systole
- 10d10d
- schematische Anordnung des röhrenförmigen Grundkörpers einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während einer Diastoleschematic arrangement of the tubular base body of a device according to the invention during a diastole
- 11s11s
- schematische Anordnung eines Ankerelementes an dem röhrenförmigen Grundkörper einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während einer Systoleschematic arrangement of an anchor element on the tubular base body of a device according to the invention during a systole
- 11d11d
- schematische Anordnung eines Ankerelementes an dem röhrenförmigen Grundkörper einer erfindungsgemäßen Vorrichtung während einer Diastoleschematic arrangement of an anchor element on the tubular base body of a device according to the invention during a diastole
- 1212th
- Ballon zur Implatation der VorrichtungBalloon for device implementation
FigurenlisteFigure list
-
1A zeigt einen schematischen Querschnitt durch ein Blutgefäß während einer Systole und einer Diastole.1A shows a schematic cross section through a blood vessel during a systole and a diastole. -
1B zeigt einen schematischen Querschnitt durch einen versteiften Blutgefäßwandabschnitt eines Blutgefäßes während einer Systole und einer Diastole.1B shows a schematic cross section through a stiffened blood vessel wall section of a blood vessel during a systole and a diastole. -
2A zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtung mit röhrenförmigem Grundkörper und Ankerelementen.2A shows a schematic cross section through an endoluminally implantable device according to the invention with a tubular base body and anchor elements. -
2B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts einer erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung mit einem Ausschnitt eines röhrenförmigen Grundkörpers und Ankerelementen.2 B shows a schematic side view of a section of an endoluminally implantable device according to the invention with a section of a tubular base body and anchor elements. -
3A zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße endoluminal implantierbare Vorrichtung implantiert in ein Blutgefäß mit röhrenförmigem Grundkörper und Ankerelementen verbunden mit einem Blutgefäßwandabschnitt.3A shows a schematic cross section through an endoluminally implantable device according to the invention implanted in a blood vessel with a tubular base body and anchor elements connected to a blood vessel wall section. -
3B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts eines Blutgefäßes mit implantierter erfindungsgemäßer endoluminal implantierbarer Vorrichtung mit einem Ausschnitt eines röhrenförmigen Grundkörpers und Ankerelementen verbunden mit einem Blutgefäßwandabschnitt.3B shows a schematic side view of a section of a blood vessel with implanted endoluminally implantable device according to the invention with a section of a tubular base body and anchor elements connected to a blood vessel wall section. -
4A zeigt einen schematischen Querschnitt eines Ausschnitts eines Blutgefäßes mit implantierter erfindungsgemäßer endoluminal implantierbarer Vorrichtung mit einem Querschnitt eines röhrenförmigen Grundkörpers und Ankerelementen, die den röhrenförmigen Grundkörper dauerhaft mit der Blutgefäßwand während Systole und Diastole verbinden.4A shows a schematic cross section of a section of a blood vessel with implanted endoluminally implantable device according to the invention with a cross section of a tubular base body and anchor elements that permanently connect the tubular base body to the blood vessel wall during systole and diastole. -
4B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts eines Blutgefäßes mit implantierter erfindungsgemäßer endoluminal implantierbarer Vorrichtung mit einem skizzierten Ausschnitt einer Längsansicht des röhrenförmigen Grundkörpers und Ankerelementen, die den röhrenförmigen Grundkörper dauerhaft mit der Blutgefäßwand während Systole und Diastole verbinden.4B shows a schematic side view of a section of a blood vessel with implanted endoluminally implantable device according to the invention with a sketched section of a longitudinal view of the tubular base body and anchor elements that permanently connect the tubular base body to the blood vessel wall during systole and diastole. - Fig, 5A zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts eines Blutgefäßes mit einer auf einem Implantationsballon sitzenden erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung vor dem Implantationsvorgang5A shows a schematic side view of a section of a blood vessel with an endoluminally implantable device according to the invention seated on an implantation balloon before the implantation process
- Fig, 5B zeigt eine schematische Seitenansicht eines Ausschnitts eines Blutgefäßes mit einer auf einem aktiv expandierten Implantationsballon sitzenden erfindungsgemäßen endoluminal implantierbaren Vorrichtung während des Implantationsvorgangs.5B shows a schematic side view of a section of a blood vessel with an endoluminally implantable device according to the invention seated on an actively expanded implantation balloon during the implantation process.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNGDETAILED DESCRIPTION
In der beispielhaften Ausgestaltung gemäß
Alternativ können auch nur ein, zwei, drei oder mehr als vier Ankerelemente
Der Grundkörper
Die Ankerelemente
Die Ankerelemente
Wie bereits in der allgemeinen Beschreibung erläutert, kann eine erfindungsgemäße Vorrichtung alternativ auch zwei, drei, vier oder mehrere Ankerelemente aufweisen, die nicht streng radial nach außen verlaufen, sondern schräg (d. h. schräg bezogen auf eine radiale Richtung) nach außen. Vorzugsweise wird ein Formgedächtnismaterial, beispielsweise Nitinol oder ein ähnlich geeignetes Formgedächtnismaterial verwendet, um den vorbestimmten intraluminalen Ausgangsdurchmesser
Der Grundkörper
In dieser Ausführungsform liegen alle Ankerelemente
Alternativ hierzu können Ankerelemente
Anstatt eines wabenförmigen Gitters kann auch eine beliebige andere Gitterform vorliegen, z.B. können spiralförmige Stege aneinander anliegen oder kreuzen, gegebenenfalls an den Kreuzungsstellen ineinander übergehen.Instead of a honeycomb lattice, any other lattice shape can be present, e.g. can touch or cross spiral webs, if necessary merge into each other at the crossing points.
Die Ankerelemente
Der Grundkörper
Vorzugsweise ist die radiale Elastizität, worunter auch die Kraft fällt, mit der der Grundkörper die Gefäßwand wieder nach innen zieht, über die gesamte axiale Erstreckung gleich.The radial elasticity, which also includes the force with which the base body pulls the vessel wall inwards again, is preferably the same over the entire axial extent.
In
Die Windkesselfunktion wird deshalb nicht nur über die axiale Länge des Grundkörpers
Aufgrund der Struktur des Grundkörpers
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturPatent literature cited
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- US 2010/0016942 A1 [0006]US 2010/0016942 A1 [0006]
- WO 2005/084730 A1 [0007]WO 2005/084730 A1 [0007]
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---|---|---|---|
R082 | Change of representative |
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