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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung betrifft Medizinprodukte. Insbesondere betrifft
die Erfindung einen entfernbaren Vena-Cava-Gerinnselfilter, der
perkutan in die Vena cava eines Patienten gesetzt und wieder daraus
entfernt werden kann.
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Perkutan
in die Vena cava gesetzte Filtervorrichtungen sind seit über dreißig Jahren
erhältlich. Filtervorrichtungen
werden bei Traumapatienten, Patienten nach einer orthopädischen
Operation, neurochirurgischen Patienten oder Patienten mit medizinischen
Erkrankungen, die Bettruhe oder Immobilisierung erfordern, benötigt. Bei
solchen medizinischen Erkrankungen werden Filtervorrichtungen benötigt, weil
die Gefahr einer Thrombose in den peripheren Gefäßen der Patienten besteht,
wobei Thromben sich von der Gefäßwand lösen und
stromabwärts
zu einer Embolie oder Embolisation führen können. Je nach Größe stellen
solche Thromben beispielsweise ein hohes Risiko für eine Lungenembolie
dar, bei der Blutgerinnsel von den peripheren Gefäßen durch
das Herz und in die Lunge abwandern.
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Eine
Filtervorrichtung kann in der Vena cava eines Patienten gesetzt
werden, wenn beispielsweise eine gerinnungshemmende Therapie kontraindiziert
ist oder versagt hat. In der Regel sind Filtervorrichtungen permanente
Implantate, die jeweils lebenslang im Patienten bleiben, auch wenn
der Zustand oder das medizinische Problem, für das die Vorrichtung benötigt wurde,
nicht mehr vorhanden ist. In den letzten Jahren wurden Filter für präoperative
Patienten und Patienten mit Thromboseneigung und somit erhöhtem Risiko
für eine
Lungenembolie verwendet oder in Erwägung gezogen.
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Die
Vorteile eines Vena-Cava-Filters sind wohlbekannt, aber Verbesserungen
sind dennoch möglich.
Beispielsweise wurde im Allgemeinen davon ausgegangen, dass die
Filter nicht mehr aus einem Patienten entfernt werden können, weil
die Wahrscheinlichkeit einer Endotheliose des Filters oder der Anhaftung
von faserigem Reaktionsmaterial am Endothel bei der Behandlung besteht.
Nach Ablage eines Filters in einem Patienten beginnen sich proliferierende
Intimazellen um die Filterstreben, die mit der Gefäßwand in
Berührung
stehen, herum anzusammeln. Nach einiger Zeit verhindert dieses Einwachsen,
dass der Filter ohne Verletzungsgefahr entfernt werden kann, so
dass er im Patienten verbleiben muss. Dadurch besteht ein Bedarf
nach einem wirksamen Filter, der wieder entfernt werden kann, wenn
der zugrunde liegende medizinische Zustand behoben ist.
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Darüber hinaus
bewegen sich herkömmliche Filter üblicherweise
außermittig
oder kippen relativ zur Nabe des Filters und der Längsachse
des Gefäßes, in
das er eingeführt
wurde. Dadurch greift der Filter mit Nabe und Rückholhaken über ihre Länge in die Gefäßwand ein
und können
potentiell darin endothelialisiert werden. Dieser Zustand ist in 1a des Standes
der Technik gezeigt, in der ein Filter 113 des Standes
der Technik mit einer Abgabeschleuse 125 durch das Gefäß 150 eines
Patienten abgelegt wurde. In diesem Fall besteht eine größere Wahrscheinlichkeit
von Endotheliose des Filters am Blutgefäß über eine erhebliche Länge des
Filterdrahts. Dadurch wird der Filter schneller als sonst permanent
implantiert.
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Ferner
sind weitere Verbesserungen hinsichtlich der Abgabe oder Rückholung
von Vena-Cava-Filtern möglich.
Zur Abgabe von Vena-Cava-Filtern kann ein Einführsystem mit einem Einführrohr durch
die V. femoralis oder V. jugularis perkutan in die Vena cava eines
Patienten eingeführt
werden. Ein Teil der Einführanordnung 120 ist
in 1b des Standes der Technik gezeigt, in der der
Filter 113 des Standes der Technik perkutan durch die V.
jugularis 154 eines Patienten abgegeben wird. Wie gezeigt wird
der Filter 113 in seiner kollabierten Konfiguration am
distalen Ende 121 einer Innenschleuse 122 angesetzt,
wobei Verankerungshaken 116 des Filters 113 sich über das
distale Ende 121 hinaus erstrecken. Eine Außenschleuse 126 wird
dann über
die Innenschleuse 122 gesetzt, um unerwünschtes Kratzen oder Schaben
der Verankerungshaken 116 am Einführrohr 130 zu vermeiden.
Die Innen- und Außenschleusen 122, 126 werden
zusammen mit einem Schubelement 132 dann durch das Einführrohr 130 geschoben,
um den Filter 113 in der Vena Cava des Patienten abzulegen.
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Die
Konstruktion eines Vena-Cava-Filters mit Merkmalen, die die Bedenken
hinsichtlich des unerwünschten
Kratzens oder Schabens der Verankerungshaken an den Außenwänden eines
Einführrohrs
oder eines Blutgefäßes verringern
und gleichzeitig die Wirksamkeit des Filters aufrechterhalten, war
eine Herausforderung.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung gemäß Anspruch
1 stellt allgemein einen entfernbaren Vena-Cava-Filter bereit, der auf vereinfachte
Weise in der Vena cava eines Patienten abgelegt und wieder daraus
entfernt werden kann. Der Filter ist so geformt, dass er leicht
abgelegt und rückgeholt
werden kann. Der Filter weist primäre und sekundäre Streben
auf, die jeweils ein erstes Ende und ein bogenförmiges Segment aufweisen, das
sich bogenförmig über eine
Längsachse
und linear relativ zu einer radialen Achse erstreckt.
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen entfernbaren Vena-Cava-Filter
mit einem kollabierten Zustand und einem expandierten Zustand zum
Auffangen von Thromben in einem Blutgefäß bereit. In einer Ausführungsform umfasst
der Filter eine Vielzahl von primären Streben. Jede erstreckt
sich im expandierten Zustand von einem ersten Ende der primären Strebe
bis zu einem Verankerungshaken. Jede primäre Strebe erstreckt sich bogenförmig entlang
einer Längsachse
und radial linear. Die ersten Enden der Vielzahl von primären Streben
sind auf der Längsachse
aneinander befestigt. Der Filter umfasst ferner eine Vielzahl von
sekundären
Streben. Jede sekundäre
Strebe erstreckt sich im expandierten Zustand von einem ersten Ende
der sekundären
Strebe zu einem freien Ende. Jede sekundäre Strebe erstreckt sich bogenförmig entlang
der Längsachse und
radial linear. Die Vielzahl von sekundären Streben ist auf der Längsachse
aneinander befestigt. Die Vielzahl von sekundären Streben zentralisieren
den Filter im expandierten Zustand im Blutgefäß.
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In
einer anderen Ausführungsform
weist der entfernbare Vena-Cava-Filter einen Ansatz auf, der die
ersten Enden der primären
Streben und die ersten Enden der sekundären Streben axial beherbergt. Der
Filter weist ferner einen Rückholhaken
auf, der sich vom Ansatz gegenüber
der Vielzahl von primären
Streben zum Entfernen des Filters aus dem Blutgefäß erstreckt.
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In
einer anderen Ausführungsform
sind Paare von sekundären
Streben zwischen Paaren von primären
Streben positioniert. Jedes Paar von sekundären Streben ist in der Nähe der verbundenen
Enden der jeweiligen sekundären
Streben umeinander verdreht, um einen verdrehten Abschnitt zu formen.
Die verdrehten Abschnitte der sekundären Streben sorgen für eine wirksame
Versteifung der Streben zur Verbesserung ihrer Zentrierbarkeit,
damit der Filter nicht kippt, wenn er im Blutgefäß abgelegt wird. Somit wird
der Eingriff zwischen den Streben und dem Blutgefäß minimiert
und das Risiko einer Endothelialisierung der Streben im Blutgefäß verringert.
Ein weiteres Merkmal der verdrehten Abschnitte ist, dass sie Verheddern
der sekundären
Streben mit den primären
Streben verhindern oder zumindest minimieren.
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Weitere
Aspekte, Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden
Beschreibung und den anhängenden
Ansprüchen
in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen hervor.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den Zeichnungen zeigen:
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1a eine
Seitenansicht eines Filter des Standes der Technik, der durch die
Gefäße eines
Patienten abgelegt wird;
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1b eine
Seitenansicht einer Einführanordnung
mit dem Filter des Standes der Technik, der durch die Vena cava
eines Patienten abgelegt werden soll;
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2 eine
Ansicht der Anatomie der Nierenvenen, Iliaka-Venen und der Vena
cava, wobei eine Ausführungsform
eines erfindungsgemäßen Vena-Cava-Filters abgelegt
wird;
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3a eine
perspektivische Seitenansicht einer Ausführungsform des Vena-Cava-Filters
in einem expandierten Zustand;
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3b eine
Seitenansicht einer primären Strebe
des Filters aus 3a gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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3c eine
Seitenansicht des Vena-Cava-Filters aus 3a in
einem kollabierten Zustand und nach Anordnung in einem Einführrohr;
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4 eine
vergrößerte Ansicht
eines Abschnitts eines zweiten bogenförmigen Abschnitts einer primären Strebe
des Vena-Cava-Filters;
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5 eine
Querschnittsansicht eines Ansatzes des Filters aus 3 entlang
Linie 5-5;
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6a eine
Querschnittsansicht des Vena-Cava-Filters, in der der Filter teilweise
mit dem Entfernungshaken voran abgelegt ist;
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6b eine
Querschnittsansicht des Vena-Cava-Filters, in der der Filter teilweise
mit den Verankerungshaken voran abgelegt ist;
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7 eine
Querschnittsansicht des Vena-Cava-Filters, in der der Filter aus 3a abgelegt ist;
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8a eine
Querschnittsansicht des Vena-Cava-Filters aus 7a entlang
Linie 8-8;
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8b eine
Querschnittsansicht des Vena-Cava-Filters aus 7a entlang
Linie 8-8, die eine andere Ausführungsform
des Filters zeigt;
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9a eine
Querschnittsansicht eines Blutgefäßes, in der eine Rückholschleuse
in die primären Streben
des Filters aus 3 zur Entfernung eingreift;
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9b eine
Querschnittsansicht eines Blutgefäßes, in der die Rückholschleuse
den Filter im kollabierten Zustand zur Entfernung aufweist;
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10 eine
Querschnittsansicht eines Blutgefäßes, in der ein im Blutgefäß abgelegter
Vena-Cava-Filter gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung zu sehen ist; und
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11 eine
Ansicht des Blutgefäßes und des
Filters aus 10 entlang der Linie 11-11.
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DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER ERFINDUNG
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Gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt 2 einen
Vena-Cava-Filter 10, der in der Vena cava 50 implantiert
ist, um Thromben, die von dem Blutfluss durch die Venae iliaca 54, 56 zum
Herzen und in die Lungenarterien mitgerissen werden, aufzulösen oder
aufzufangen. Wie gezeigt münden
die V. iliaca an der Verbindungsstelle 58 in die Vena cava 50.
Die Nierenvenen 60 von den Nieren 62 treffen abwärts von
der Verbindungsstelle 58 auf die Vena cava 50.
Der Teil der Vena cava 50 zwischen der Verbindungsstelle 58 und den
Nierenvenen 60 definiert die Vena cava inferior 52,
in der der Vena-Cava-Filter 10 durch eine der Femoralisvenen
perkutan abgelegt wurde. Vorzugsweise hat der Vena-Cava-Filter 10 eine
Länge,
die kleiner ist als die Länge
der Vena cava inferior 52. Wenn der untere Teil des Filters
sich bis in die V. iliaca erstreckt, wird die Filterwirksamkeit
beeinträchtigt
und wenn die Filterdrähte
den Ursprung der Nierenvenen überqueren,
könnten
die Filterdrähte
den Blutfluss von den Nieren stören.
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Diese
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf 3–9, in denen der Filter 10 gezeigt
ist, weiter besprochen. 3a zeigt den
Filter 10 in einem expandierten Zustand mit vier primären Streben 12,
die jeweils erste Enden aufweisen, die aus einem Ansatz 11 entspringen.
Der Ansatz 11 ist durch Stauchen der ersten Enden 14 der primären Streben 12 an
einem Mittelpunkt A in ein kompaktes Bündel entlang einer zentralen
oder Längsachse
X des Filters befestigt. Der Ansatz 11 hat einen Mindestdurchmesser
für die
zur Bildung der Streben verwendete Drahtgröße.
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Vorzugsweise
bestehen die primären
Streben 12 aus einem superelastischen Material, Edelstahldraht,
Nitinol, Kobalt-Chrom-Nickel-Molybden-Eisen-Legierung oder einer
Kobalt-Chrom-Legierung oder einem anderen geeigneten superelastischen
Material, das einen selbst öffnenden
oder selbst expandierenden Filter ergibt. In dieser Ausführungsform
bestehen die primären
Streben 12 vorzugsweise aus einem Draht mit einem runden
Querschnitt und einem Durchmesser von mindestens ca. 0,381 mm (0,015
Zoll). Natürlich
müssen
die primären
Streben keinen runden oder fast runden Querschnitt haben. Beispielsweise
könnten
die primären Streben 12 jede
Form mit abgerundeten Rändern
annehmen, um eine nicht-turbulente Blutströmung durch sie hindurch aufrechtzuerhalten.
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Wie
in 3a und 3b gezeigt
weist jede primäre
Strebe 12 ein bogenförmiges
Segment 16 mit einer sanften S-Form auf. Jedes bogenförmige Segment 16 ist
mit einem ersten gekrümmten
Abschnitt 20 geformt, der so konfiguriert ist, das er sich sanft
von der zentralen oder Längsachse
X des Filters 10 weg biegt, und mit einem zweiten gekrümmten Abschnitt 23,
der so konfiguriert ist, dass er sich sanft zur Längsachse
des Filters 10 hin biegt. In einer Ausführungsform umfassen die primären Streben 12 ein
gerades Segment, das sich einem distalen Ende 14 über ca.
5 mm zur Verankerung im Ansatz 11 erstreckt. Die Länge des
ersten gekrümmten
Abschnitts 20 könnte
ca. 8–12
mm betragen und der Krümmungsradius
könnte
ca. 60–80
mm sein. Die Länge
des zweiten gekrümmten
Abschnitts 23 könnte
8–15 mm
und der Krümmungsradius
ca. 40–60 mm
betragen. Wie unten mit Bezug auf 4 ausführlicher
erläutert,
ist an der Strebe 12, die sich radial von der Längsachse
X nach außen
erstreckt, eine distale Biegung 43 geformt. Diese distale
Biegung 43 kann eine Länge
von 1–7
mm, vorzugsweise von 2–4 mm
aufweisen, während
ein gerades distales Segment eine Länge von 15–25 mm aufweist. Aufgrund der
sanften Biegungen jedes bogenförmigen Segments 16 wird
eine Erhebung oder ein Umlenkpunkt auf der primären Strebe 12 im Wesentlichen
vermieden, um einen nicht-traumatischen Eingriff in die Gefäßwand zu
erleichtern.
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Wie
in 3b gezeigt, enden die primären Streben 12 an
Verankerungshaken 26, die in der Gefäßwand verankert werden, wenn
der Filter 10 an einem Ablageort im Blutgefäß abgelegt
wird. Die primären
Streben 12 sind so konfiguriert, dass sie sich zwischen
einem expandierten Zustand zum Eingriff der Verankerungshaken 26 mit
dem Blutgefäß und einem
kollabierten Zustand zur Rückholung
oder Ablage des Filters bewegen. Im expandierten Zustand erstreckt
sich jedes bogenförmige
Segment 16 bogenförmig
entlang einer Längsachse
X (wie in 3a gezeigt) und linear relativ
zu einer radialen Achse R (wie in 8a gezeigt)
vom ersten Ende 14 zum Verankerungshaken 26. Wie
in 8a gezeigt erstrecken sich die primären Streben 12 radial
von den ersten Enden 14 und definieren die radiale Achse
R. In dieser Ausführungsform
erstrecken sich die primären Streben 12 linear
relativ zur radialen Achse R und vermeiden Verheddern mit anderen
Streben.
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Wie
unten noch ausführlicher
besprochen wird, ermöglichen
es die sanften Biegungen jedes bogenförmigen Segments 16 jeder
primären
Strebe 12, eine andere primäre Strebe 12 auf der
Längsachse
X im kollabierten Zustand zu überqueren,
so dass jeder Verankerungshaken 26 zur Längsachse
X zur Rückholung
oder Ablage des Filters weist.
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Wenn
der Filter 10 in einem Blutgefäß abgelegt wird, greifen die
Verankerungshaken 26 in die Wände des Blutgefäßes ein,
um einen ersten axialen Abschnitt zur Fixierung des Filters im Blutgefäß zu definieren.
Die Verankerungshaken 26 verhindern, dass der Filter 10 vom
Ablageort im Blutgefäß, an dem
er abgelegt wurde, abwandert. Die primären Streben 12 sind
so geformt und bemessen, dass der Filter 10 nach der freien
Expansion einen Durchmesser zwischen ca. 25 mm und 45 mm und eine
Länge zwischen
etwa 3 cm und 7 cm aufweist. Der Filter 10 kann beispielsweise
einen Durchmesser von ca. 35 mm und eine Länge von ca. 5 cm aufweisen.
Die primären
Streben 12 haben eine ausreichende Federkraft, dass die
Verankerungshaken 26 bei Ablage des Filters sich in der
Gefäßwand verankern.
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In
dieser Ausführungsform
weist der Filter 10 eine Vielzahl von sekundären Streben 30 mit
verbundenen Enden 32 auf, die ebenfalls vom Ansatz 11 ausgehen,
wie es in 3a zu sehen ist. Der Ansatz 11 ist
durch Stauchen der befestigten Enden 32 am Mittelpunkt
A der sekundären
Streben 30 zusammen mit den primären Streben 12 befestigt.
In dieser Ausführungsform
hat jede primäre
Strebe 12 zwei sekundäre
Streben 30, die Seite an Seite mit der primären Strebe 12 angeordnet
sind. Die sekundären
Streben 30 erstrecken sich von den verbundenen Enden 32 bis
zu den freien Enden 34, um den Filter 10 im expandierten
Zustand im Blutgefäß zu zentralisieren. Wie
gezeigt erstreckt sich jede sekundäre Strebe 30 bogenförmig entlang
der Längsachse
und linear relativ zur radialen Achse vom verbundenen Ende 32 zum
freien Ende 34, damit die Verankerungshaken 26 in
das Blutgefäß eingreifen
können.
Wie bei den primären
Streben 12 erstrecken sich die sekundären Streben 30 linear
relativ zur radialen Achse und vermeiden Verheddern mit anderen
Streben.
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Die
sekundären
Streben 30 können
aus derselben Art von Material bestehen wie die primären Streben 12.
Die sekundären
Streben 30 können
aber einen kleineren Durchmesser, z. B. mindestens ca. 0,305 mm
(0,012 Zoll), als die primären
Streben 12 aufweisen. In dieser Ausführungsform ist jede sekundäre Strebe 30 aus
einem ersten Bogen 40 und einem zweiten Bogen 42 geformt.
Der erste Bogen 40 erstreckt sich vom verbundenen Ende 32 von
der Längsachse
X weg. Der zweite Bogen 42 erstreckt sich vom ersten Bogen 40 zur
Längsachse
X. Wie gezeigt befinden sich zwei sekundäre Streben 30 auf
jeder Seite einer primären
Strebe 12, um einen Teil einer Netzkonfiguration des Filters 10 zu
bilden. Der Ansatz 11 besteht vorzugsweise aus demselben
Material wie die primären
Streben und die sekundären Streben,
um die Möglichkeit
einer galvanischen Korrosion oder von molekularen Veränderungen
des Materials durch Schweißen
zu minimieren.
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Bei
freier Expansion expandieren die freien Enden 34 der sekundären Streben 30 radial
nach außen
bis zu einem Durchmesser von ca. 25 mm bis 45 mm. Beispielsweise
können
die sekundären
Streben 30 bis zu einem Durchmesser zwischen ca. 35 mm und
45 mm radial auswärts
expandieren. Die zweiten Bögen 42 der
freien Enden 34 greifen in die Wand eines Blutgefäßes ein
und definieren einen zweiten axialen Abschnitt an der Eingriffsstelle
in die Gefäßwand. Die
sekundären
Streben 30 stabilisieren die Position des Filters 10 um
das Zentrum des Blutgefäßes, in
dem er abgelegt ist.
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Dadurch
hat der Filter 10 zwei Schichten oder Abschnitte von Streben,
die längs
in die Gefäßwand des
Blutgefäßes eingreifen.
Die Länge
des Filters 10 wird vorzugsweise durch die Länge einer
primären
Strebe 12 definiert. Ferner wird der Durchmesser des Ansatzes 11 durch
die Größe eines
Bündels
definiert, das die primären
Streben 12 und die sekundären Streben 30 enthält. In dieser
Ausführungsform
vergrößern die
acht sekundären
Streben 30 den Durchmesser des Ansatzes 11 oder
die Gesamtlänge
des Filters 10 nur minimal, da jede sekundäre Strebe 30 einen
verringerten Durchmesser hat. Dabei wird der Filter 10 relativ
zur Gefäßwand zentriert
gehalten und ist Teil der Netzkonfiguration des Filters 10.
Wie gezeigt erstreckt sich der Entfernungshaken 46 vom
Ansatz 11 gegenüber
der primären
und sekundären
Streben 12 und 30.
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In
dieser Ausführungsform
besitzt jedes bogenförmige
Segment 16 eine Dicke von mindestens ca. 0,38 mm (0,015
Zoll) und eine Zugfestigkeit zwischen ca. 2 GPa (285.000 Pfund pro
Quadratzoll (psi)) und 2,3 GPa (330.000 psi). Jeder Verankerungshaken 26 ist
mit dem bogenförmigen
Segment 16 einstückig
und besitzt dieselbe Dicke und Zugfestigkeit wie das bogenförmige Segment.
Jede sekundäre
Strebe 30 weist eine Dicke von mindestens ca. 0,305 mm
(0,012 Zoll) und eine Zugfestigkeit zwischen ca. 2 GPa (285.000
psi) und 2,3 GPa (330.000 psi) auf.
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3c zeigt
den erfindungsgemäßen Filter 10 im
kollabierten Zustand und in einem Ablage/Rückholrohr 94 zum Ablegen
oder Zurückholen. Wie
gezeigt ist der Filter 10 so geformt, dass jede primäre Strebe 12 eine
andere primäre
Strebe 12 entlang der Längsachse
X überquert.
Dadurch sind die Verankerungshaken 26 im kollabierten Zustand
so konfiguriert, dass sie die Längsachse
X zum Zurückholen
und Ablegen des Filters 10 umdrehen oder nach innen weisen.
Die umgedrehte oder nach innen weisende Konfiguration der Verankerungshaken 26 ermöglicht eine
vereinfachte Ablage und Rückholung des
Filters 10. Beispielsweise wird die Sorge, dass die Verankerungshaken 26 die
Innenwand eines Ablage/Rückholrohrs
zerkratzen, schaben oder zerreißen
könnten,
eliminiert, da der erfindungsgemäße Filter 10 so
geformt ist, dass die Verankerungshaken 26 im kollabierten
Zustand zueinander weisen. Ein Paar von gegenüberliegenden primären Streben kann
versetzt werden, indem die Strebe um 1–2° rechtwinklig zur Ebene der
Strebe, d. h. im rechten Winkel zur Ebene des Papiers in 3b gebogen wird,
damit das Strebenpaar einander überkreuzen kann.
In einer Ausführungsform
erfolgt die versetzte Anordnung durch Biegen der Strebe an oder
in der Nähe
der Region zwischen den ersten und zweiten gekrümmten Abschnitten 20, 23.
Durch den Versatz können
sich zwei gegenüberliegende
primäre
Streben 12 bei Betrachtung in der Ebene jeder bogenförmig verlaufenden
Strebe im Wesentlichen parallel erstrecken. Tatsächlich kann ein Satz von inneren
und äußeren Ablage/Rückholschleusen
(siehe Stand der Technik in 1b) beim
Ablegen oder Zurückholen des
Filters 10 durch die V. jugularis oder femoralis eliminiert
werden. Stattdessen kann nur ein Ablage/Rückholrohr mit einem Schlaufenfangmechanismus
zur Ablage oder zum Zurückholen
des erfindungsgemäßen Filters 10 verwendet
werden.
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Darüber hinaus
ist jede primäre
Strebe 12 im kollabierten Zustand so konfiguriert, dass
sie eine andere primäre
Strebe 12 entlang der Längsachse
X kreuzt, so dass die bogenförmigen
Segmente 16, die ersten gekrümmten Abschnitte 20 oder
die zweiten gekrümmten
Abschnitte 23 einen ersten Durchmesser D1 besetzen. In
dieser Ausführungsform
ist der erste Durchmesser größer als
ein zweiter Durchmesser D2, der von den Verankerungshaken 26 zum
Zurückholen
oder Ablegen des Filters besetzt wird. Es hat sich gezeigt, dass
der erste Durchmesser der bogenförmigen
Segmente 16 einen Rückholpfad
frei macht und die radiale Kraft von der Schleuse oder dem Blutgefäß auf die
Verankerungshaken 26 beim Entfernen des Filters 10 aus
einem Patienten verringert. Die Verringerung der radialen Kraft
auf die Verankerungshaken 26 hilft zu verhindern, dass
die Verankerungshaken 26 die Innenwand einer Schleuse beim
Entfernen des Filters 10 aus einem Patienten zerkratzen,
schaben oder zerreißen.
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In
dieser Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung zeigt sich, dass der Filter 10 mit
jedem geeigneten Einführrohr
(zur Ablage oder zum Zurückholen)
abgelegt oder zurückgeholt
werden kann. Vorzugsweise hat das Einführrohr aber einen Innendurchmesser
zwischen ca. 4,5 French und 16 French und insbesondere
zwischen ca. 6,5 French und 14 French.
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4 zeigt
die primäre
Strebe 12 mit einer darauf geformten distalen Biegung 43,
die sich von der Längsachse
X radial auswärts
erstreckt. Wie in 4 gezeigt, kann sich die distale
Biegung 43 in einem Winkel zwischen ca. 0,5 Grad und 2
Grad, vorzugsweise 1,0 Grad, auswärts erstrecken. Die distale Biegung 43 kann
in einem Abstand vom Verankerungshaken 26 angeordnet sein,
der am Ende eines im Wesentlichen geraden Strebensegments angeordnet
ist. Durch die distale Biegung 43 kann der Filter 10 Thromben
effektiv an einem kleineren Innendurchmesser eines Blutgefäßes herausfiltern,
als es sonst möglich
wäre, wobei
die Kollabierfähigkeit
zur Ablage oder zum Zurückholen
aufrechterhalten bleibt. Ferner sorgt die distale Biegung 43 für einen festeren
Eingriff des Verankerungshakens 26 in der Gefäßwand. Beim
Eingriff des Verankerungshakens 26 in der Gefäßwand drücken die
primären
Streben 12 die Gefäßwand nach
außen,
während
die Gefäßwand die
primären
Streben 12 nach innen zur Längsachse X des Filters 10 drückt. In
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Verankerungshaken 26 relativ zum letzten Segment
der primären
Strebe 12 um 50–80° und vorzugsweise
um 50–60° abgewinkelt.
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5 zeigt
eine Querschnittsansicht des Filters 10 aus 3a am
Ansatz 11. Wie gezeigt beherbergt der Ansatz 11 ein
Bündel
von ersten Enden 14 der vier primären Streben 14 und
verbundenen Enden 32 der sekundären Streben 30. 5 zeigt
weiter die Konfigurationen der primären und sekundären Streben 12 und 30.
In dieser Ausführungsform
sind die primären
Streben 12 zwischen zwei sekundären Streben 30 im
Abstand angeordnet. Natürlich
können die
primären
Streben 12 auch zwischen jeder anderen geeigneten Anzahl
von sekundären
Streben 30 im Abstand angeordnet sein, ohne aus dem Umfang der
vorliegenden Erfindung zu fallen.
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In
dieser Ausführungsform
zeigen 6a und 6b beide
den Filter 10 teilweise in der Vena cava inferior 52 abgelegt. 6a zeigt
den Filter 10, wie er von einem Ablagerohr 48 durch
die Gefäße eines
Patienten abgelegt wird, und 6b zeigt
den Filter 10, wie er von einem Ablagerohr 50 durch
die V. jugularis eines Patienten abgelegt wird. Zur Ablage des Filters 10 wird
ein Ablagerohr perkutan durch das Gefäß des Patienten eingeführt, so
dass das distale Ende des Ablagerohrs sich am Ablageort befindet.
In dieser Ausführungsform
wird vorzugsweise ein Führungsdraht
zur Führung
des Ablagerohrs zum Ablageort verwendet. In 6a wird
der Filter 10 durch das proximale Ende des Ablagerohrs 48 eingeführt, wobei
der Entfernungshaken 46 vorne liegt und die Verankerungshaken 26 der
primären
Streben 12 zur Ablage über
die V. femoralis eines Patienten von einem Filterhalteelement festgehalten
werden.
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In 6b wird
der Filter 10 durch das proximale Ende des Ablagerohrs 50 eingeführt, wobei
die Verankerungshaken 26 der primären Streben 12 vorne
liegen und der Entfernungshaken 46 zu Ablage über die
V. jugularis eines Patienten hinten liegt. In dieser Ausführungsform
kann ein Schubdraht mit einem Schubelement am distalen Ende durch
das proximale Ende des Ablagerohrs 50 geschoben werden, wodurch
der Filter 10 vorgeschoben wird, bis er das distale Ende
des Ablagerohrs 50 an einem gewünschten Ort erreicht.
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Bei
der Ablage expandieren die sekundären Streben 30 zuerst,
um den Filter im Gefäß zu zentrieren
oder auszugleichen. Wenn die freien Enden der sekundären Streben
aus dem distalen Ende des Ablagerohrs 48 oder 50 austreten,
expandieren die sekundären
Streben 30 zu einer expandierten Position, wie sie in 6a und 6b gezeigt
ist. Die zweiten Bögen 42 greifen
in die Innenwand des Gefäßes ein. Die
zweiten Bögen 42 der
sekundären
Streben 30 stabilisieren die Position des Filters 10 um
das Zentrum des Blutgefäßes. Bei
der Ablage durch die V. jugularis (6b) wird
der Filter 10 dann vom Schubdraht (nicht gezeigt) weiter
vorgeschoben, bis er vollkommen abgelegt ist.
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Wenn
der Filter 10 in der Vena cava vollständig expandiert ist, befinden
sich die Verankerungshaken 26 der primären Streben 12 und
die zweiten Bögen 42 der
sekundären
Streben 30 mit der Gefäßwand in
Eingriff. Die Verankerungshaken 26 der primären Streben 12 haben
den Filter 10 an der Ablagestelle im Gefäß verankert,
so dass der Filter 10 sich nicht mit dem Blutfluss durch
das Gefäß bewegen kann.
Dadurch wird der Filter 10 von zwei Sätzen von Streben unterstützt, die
entlang der Filterlänge
im Abstand voneinander angeordnet sind.
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7 zeigt
den Filter 10 im voll expandierten Zustand nach der Ablage
in der Vena cava inferior 52. Wie gezeigt wurde die Vena
cava inferior 52 aufgebrochen, damit der Filter 10 zu
sehen ist. Die Richtung des Blutflusses BF ist in 7 durch
den Pfeil BF gezeigt. Die Verankerungshaken 26 an den Enden
der primären
Streben 12 sind in der Zeichnung in der Innenauskleidung
der Vena cava inferior 52 verankert. Die Verankerungshaken 26 weisen
Widerhaken 29 auf, die in einer Ausführungsform zum Ansatz 11 des
Filters vorragen. Die Widerhaken 29 halten den Filter 10 im
Ablageort.
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Die
federgespannte Konfiguration der primären Streben 12 sorgt
ferner dafür,
dass die Verankerungshaken 26 in die Gefäßwand eingreifen
und den Filter am Ablageort verankern. Durch die federgespannte
Konfiguration der primären
Streben 12 neigen die primären Streben 12 dazu,
das Gefäß aufzuweiten,
indem sie an dem Eingriffspunkt bzw. der Eingriffslinie zwischen
Strebe und Gefäßwand an
die Gefäßwand anstoßen und
diese expandieren. Diese Aufweitung ist in den Figuren nicht gezeigt,
aber ist für
den Fachmann offensichtlich. Nach der anfänglichen Ablage trägt der Druck
des Blutflusses auf den Filter 10 dazu bei, dass die Widerhaken 29 in
der Innenauskleidung der Vena cava inferior 52 verankert bleiben.
Wie in 7 zu sehen ist, haben auch die zweiten Bögen 42 der
sekundären
Streben 30 eine federgespannte Konfiguration, um in die
Gefäßwand eingreifen
zu können.
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Wie
in 7 zu sehen ist, sind der Ansatz 11 und
der Entfernungshaken 46 stromabwärts von der Stelle angeordnet,
an der die Verankerungshaken 26 im Gefäß verankert sind. Thromben,
die von den Streben 12 und 30 gefangen werden,
bleiben im Filter stecken. Der Filter 10 und die Thromben
können dann
perkutan aus der Vena cava entfernt werden. Wenn der Filter 10 entfernt
werden soll, wird der Entfernungshaken 46 vorzugsweise
mit einem Rückholinstrument
erfasst, das perkutan in die Vena cava in Richtung des Entfernungshakens 46 eingeführt wurde.
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8a zeigt
eine Netzkonfiguration oder Muster, die bzw. das von den primären Streben 12, sekundären Streben 30 und
Ansatz 11 relativ zur radialen Achse R geformt wird. Das
in 8a gezeigte Netzmuster fängt Thromben, die im Blutstrom
mitgerissen werden, bevor sie Herz und Lungen erreichen und verhindert
so das Risiko einer Lungenembolie. Das Netzmuster hat eine solche
Größe, dass
es Thromben, die so groß sind,
dass sie auf unerwünschte
Weise in den Gefäßen des
Patienten transportiert werden, fängt und stoppt. Aufgrund der
kompakten Größe leistet
der Ansatz nur minimalen Widerstand zum Blutfluss.
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8a zeigt
das Netzmuster mit primären Streben
und sekundären
Streben in im Wesentlichen gleichen Winkelabstand relativ zueinander.
Das Netzmuster sorgt für
eine gleichmäßige Verteilung zwischen
den primären
und sekundären
Streben zum Blutfluss, wodurch die Wahrscheinlichkeit erhöht wird,
dass Thromben gefangen werden. Wie in 8b gezeigt
versteht sich aber, dass jeder Satz von primären Streben 312 und
sekundären
Streben 330 unabhängig
voneinander im Wesentlichen im gleichen Abstand an den jeweiligen
Abschnitten relativ zur radialen Achse R' angeordnet sein können. Beispielsweise können die
sekundären
Streben 330 im gleichen Abstand relativ zu den anderen
sekundären
Streben 330 angeordnet sein und die primären Streben 312 können im
gleichen Abstand relativ zu den anderen primären Streben 312 angeordnet
sein. Dadurch hat das Netzmuster in dieser Ausführungsform, die in der Querschnittsansicht
der Vena cava (entlang Linie 8-8) gezeigt ist, einen unebenen
oder ungleichmäßigen Abstand
zwischen den primären Streben 312 und
den sekundären
Streben 330.
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9a zeigt
einen Teil der Rückholvorrichtung 65 in
einem Verfahren zur Entfernung des Filters 10 aus der Vena
cava inferior 52. In diesem Beispiel wird die Rückholvorrichtung 65 über die
V. jugularis perkutan in die Vena cava superior eingeführt. Bei diesem
Verfahren wird ein Entfernungskatheter oder eine Schleuse 68 der
Rückholvorrichtung 65 in
die Vena cava superior eingeführt.
Ein Draht 70 mit einer Schlinge 72 am distalen
Ende wird durch die Rückholschleuse 68 und
durch das distale Ende der Schleuse 68 nach außen geführt. Der
Draht 70 wird dann mit einem geeigneten Mittel vom proximalen Ende
der Rückholvorrichtung
manipuliert, so dass die Fangschlinge 72 den Entfernungshaken 46 des Filters 10 ergreift.
Durch Gegenzug auf den Draht 70 unter Drücken der
Schleuse 68 wird die Schleuse 68 über den
Filter 10 geführt.
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Während die
Schleuse 68 über
den Filter 10 geführt
wird, greifen die primären
Streben 12 und dann die sekundären Streben 30 in
den Rand der Schleuse 68 ein und drehen sich oder werden
am Ansatz 11 zur Längsachse
des Filters hin biegend abgelenkt. Die Schwenkbewegung zur Längsachse
führt dazu,
dass die Enden der Streben 12 und 30 aus der. Gefäßwand gezogen
werden. Auf diese Weise werden bei dem Entfernungsvorgang nur Oberflächenläsionen 74 und
kleine Punktläsionen 76 auf
der Gefäßwand erzeugt.
Wie gezeigt werden die Oberflächenläsionen 74 von
den Enden der sekundären Streben 30 erzeugt,
während
die kleinen Punktläsionen 76 durch
die Verankerungshaken 26 der primären Streben 12 hervorgerufen
werden. Es versteht sich jedoch, dass jedes andere geeignete Verfahren zur
Entfernung des Filters aus dem Patienten verwendet werden kann.
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Falls
der Filter 10 längere
Zeit im Gefäß geblieben
ist, können
die primären
Streben 12 auf der Intimaschicht der Gefäßwand neovaskuläre überwachsen
sein. Die Tendenz zum Überwachsen
der Streben wird durch die federgespannte Konfiguration der Streben 12 und
die radiale Auswärtsorientierung des äußeren Endes
der Streben 12 relativ zur Mittelachse noch erhöht, wodurch
die Streben die Gefäßwand entlang
der Berührungsfläche der
Streben mit der Gefäßwand aufweiten.
Die auf den Streben 12 gewachsene Intimaschicht verstärkt die
Verankerung des Filters 10, so dass die Streben den Bewegungen der
Wand folgen und eine Migration des Filters vermieden wird. Auch
wenn die Streben 12 von der Intimaschicht überwachsen
werden, kann der Filter 10 ohne erhebliche Verletzung der
Gefäßwand entfernt werden.
Die Intimaschicht, die über
den Streben gewachsen ist, begrenzt die Zugkräfte, so dass sie parallel zur
Wand wirken und so die Streben leicht herausziehen, wie durch einen
Kanal, anstatt die darüber
gewachsene Schicht aufzubrechen. Abgesehen von einem kleinen Schnitt
durch den Haken erfolgt keine weitere Verletzung und der Schnitt
heilt problemlos, während
Risse in der Intimaschicht nur schwer heilen würden.
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Obwohl
die Ausführungsformen
dieser Vorrichtung in der Offenbarung aus einem Draht mit einem
runden Querschnitt geformt sind, könnten sich auch aus einem Rohr
aus geeignetem Material mittels Laserschneiden, EDM-Bearbeitung
oder jedem anderen geeigneten Verfahren geschnitten werden.
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Die
primären
und sekundären
Streben können
aus jedem geeigneten Material bestehen, das zu einem sich selbst öffnenden
oder selbst expandierenden Filter führt, wie z. B. Formgedächtnislegierungen.
Formgedächtnislegierungen
haben die wünschenswerte
Eigenschaft, dass sie starr werden, d. h. zu einem erinnerten Zustand
zurückkehren,
wenn sie über
eine Übergangstemperatur
erhitzt werden. Eine Formgedächtnislegierung,
die für
die vorliegende Erfindung geeignet ist, ist Ni–Ti, die unter dem geläufigeren
Namen Nitinol bekannt ist. Wenn dieses Material über die Übergangstemperatur erhitzt
wird, durchläuft
das Material eine Phasenumwandlung vom Martensit nach Austenit,
so dass es zu seinem erinnerten Zustand zurückkehrt. Die Übergangstemperatur
hängt von
den relativen Anteilen der Legierungselemente Ni und Ti und dem
optionalen Einschluss von Legierungszusätzen ab.
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In
anderen Ausführungsformen
bestehen sowohl die primären
Streben als auch die sekundären Streben
aus Nitinol mit einer Übergangstemperatur, die
leicht unter der normalen Körpertemperatur
des Menschen liegt, die ca. 37°C
(98,6°F)
beträgt.
Wenn der Filter in der Vena cava abgelegt wird und der normalen
Körpertemperatur
ausgesetzt ist, wandelt sich die Legierung der Streben in Austenit
um, d. h. in den erinnerten Zustand, der für die vorliegende Erfindung eine
expandierte Konfiguration ist, wenn der Filter im Blutgefäß abgelegt
ist. Zum Entfernen des Filters wird der Filter gekühlt, um
das Material in Martensit umzuwandeln, das nachgiebiger ist als
Austenit, so dass die Streben formbarer sind. Somit kann der Filter
leichter kollabiert und zum Entfernen in die Schleuse gezogen werden.
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In
anderen Ausführungsformen
bestehen sowohl die primären
Streben als auch die sekundären Streben 40 aus
Nitinol mit einer Übergangstemperatur über der
normalen Körpertemperatur
des Menschen, die bei ca. 37°C
(98,6°F)
liegt. Wenn der Filter in der Vena cava abgelegt wird und der normalen Körpertemperatur
ausgesetzt ist, befinden sich die Streben somit im martensitischen
Zustand, so dass sie ausreichend nachgiebig sind, um sich zu einer
gewünschten
Form zu biegen oder zu formen, wobei es sich im Fall der vorliegenden
Erfindung um eine expandierte Konfiguration handelt. Zum Entfernen
des Filters wird er erhitzt, um die Legierung zu Austenit umzuwandeln,
damit der Filter starr wird und in einen erinnerten Zustand zurückkehrt,
was für
den Filter eine kollabierte Konfiguration ist.
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In
einer weiteren Ausführungsform,
die in 10 und 11 gezeigt
ist, weist ein Filter 420 vier primäre Streben 438 und
acht sekundäre
Streben 440 auf, die sich von einem Ansatz 442 aus
erstrecken. Jede primäre
Strebe 438 endet in einem Verankerungshaken 452 mit
einem Widerhaken 454. Die primären Streben 438 haben
ausreichende Federkraft, damit die Verankerungshaken 452,
insbesondere die Widerhaken 444, sich in der Gefäßwand der
Vena cava 436 verankern, wenn der Filter in ihr abgelegt
wird, um zu verhindern, dass der Filter 420 vom Ablageort
abwandert. Der Druck des Blutflusses auf den Filter 420 trägt zur Aufrechterhaltung
der Verankerung der Widerhaken 454 in der Innenauskleidung
der Vena cava 436 bei.
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Ein
Paar sekundäre
Streben 440 ist zwischen benachbarten primären Streben 438 angeordnet.
Jede sekundäre
Strebe 440 erstreckt sich vom Ansatz 442 und endet
in einer Spitze 462, die zur Mittelachse 444 zeigt.
Die Spitzen 462 sind längs
zwischen dem Ansatz 442 und den Verankerungshaken 454 der
primären
Streben 438 angeordnet. Die verbundenen Enden jedes Paars
von sekundären
Streben 440 zwischen benachbarten primären Streben sind miteinander
verdreht und definieren einen verdrehten Abschnitt 464.
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Da
die verdrehten Abschnitte 464 jedes Paar sekundärer Streben 440 effektiv
versteifen, können dünnere sekundäre Streben
verwendet werden, um die entsprechenden Ausgleichskräfte zur
Zentrierung des Filters im Blutgefäß bereitzustellen. Darüber hinaus
ist ein zusätzlicher
Vorteil des verdrehten Abschnitts, dass sie verhindern, dass die
sekundären Streben
sich mit dem primären
Streben verheddern. Ferner kann die Größe zumindest einiger der Masken des
Netzes oder Filters durch Verdrehen der sekundären Streben 440 angepasst
werden.
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Die
sekundären
Streben 440 können
aus derselben Art von Material bestehen wie die primären Streben 438 und
sie können
mit demselben Verfahren geformt werden, das auch zur Formung der
primären
Streben verwendet wurde. Die sekundären Streben können aber
einen kleineren Durchmesser aufweisen als die primären Streben.
Zur Formung der verdrehten Abschnitte 464 kann jedes Paar
von sekundären
Streben 440 zwischen benachbarten primären Streben 438 umeinander
verdreht werden, nachdem die Streben am Ansatz 442 befestigt
wurden. Jeder verdrehte Abschnitt 464 weist ein oder mehr
Verdrehungen auf. Beispielsweise kann jeder verdrehte Abschnitt 464 bis
zu zehn Verdrehungen aufweisen. In bestimmten Anwendungsfällen kann die
Anzahl Verdrehungen in jedem Abschnitt 464 zwischen drei
und fünf
liegen. Durch Erhöhung
der Anzahl Verdrehungen wird die Steifheit des Paars von sekundären Streben,
die umeinander verdreht sind, erhöht. Der Ansatz 442 besteht
vorzugsweise aus demselben Material wie die primären Streben und die sekundären Streben,
um das Risiko einer galvanischen Korrosion zu minimieren.
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11 zeigt
ein Netzmuster ("Netz"), das von den primären Streben 438,
den sekundären
Streben 440 und dem Ansatz 442 geformt ist. Dieses Netz
fängt Thromben,
die im Blutstrom mitgerissen werden, um zu verhindern, dass die
Thromben das Herz und die Lunge erreichen, wo sie eine Lungenembolie
auslösen
könnten.
Das Netz weist eine solche Größe auf,
dass es Thromben mit einer in den Gefäßen des Patienten unerwünschten
Größe fängt und
stoppt. Wie gezeigt haben die Streben 438 einen im Wesentlichen
gleichen Winkelabstand zwischen den Streben.
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Der
Ansatz 442 und ein Entfernungshaken 466, der am
Ansatz befestigt ist, befinden sich stromabwärts vom dem Ort, an dem die
Verankerungshaken 452 im Gefäß 436 verankert sind.
Nachdem sie von den Streben gefangen wurden, bleiben die Thromben
im Filter 420 hängen.
Der Filter 420 kann dann zusammen mit den Thromben perkutan
aus der Vena cava entfernt werden. Wenn der Filter 420 entfernt
werden soll, wird der Entfernungshaken 466 in der Regel
mit dem Rückholhaken
ergriffen, der perkutan in die Vena cava eingeführt wird.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die bevorzugten Ausführungsformen
beschrieben wurde, versteht sich natürlich, dass die Erfindung nicht
darauf beschränkt
ist, da der Fachmann insbesondere angesichts der obigen Lehren und
im Rahmen des Umfangs der Ansprüche
Abwandlungen vornehmen kann.