WO2011032526A1 - Stent mit dehnelementen - Google Patents

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WO2011032526A1
WO2011032526A1 PCT/DE2009/001306 DE2009001306W WO2011032526A1 WO 2011032526 A1 WO2011032526 A1 WO 2011032526A1 DE 2009001306 W DE2009001306 W DE 2009001306W WO 2011032526 A1 WO2011032526 A1 WO 2011032526A1
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expansion
expansion element
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PCT/DE2009/001306
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Milisav Obradović
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Bentley Surgical Gmbh
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    • A61F2250/0058—Additional features; Implant or prostheses properties not otherwise provided for
    • A61F2250/0082—Additional features; Implant or prostheses properties not otherwise provided for specially designed for children, e.g. having means for adjusting to their growth

Definitions

  • stents have long been known, for example, from DE 101 05 160 B4.
  • Such a stent has at least one geometric structure, which allows it - usually over several stages - from his
  • the clear cross section of the stent starting from the original minimum cross section, can in each case only be expanded to a predetermined maximum dimension. Further radial dilatation is not possible because otherwise the stent
  • Vessel size therefore, a particular stent size is manufactured and used, so that an optimal radial holding force of the stent in
  • Object of the present invention is in contrast, a
  • Implant in the radial direction from the minimally contracted initial state to the maximum reduced final state is made possible, which then ultimately allows a stent used in childhood - if medically possible - to adulthood in the
  • this object is achieved in a surprisingly simple and effective manner in that at least one of the webs has an expansion element, which forms a web portion within this web, in which the expansion element in the contracted state extends partially geometrically transversely to the longitudinal axis of the web, wherein the course of the expansion element with respect to this longitudinal axis has a plurality of changes in direction, and that material, thickness and web width of the expansion element are chosen such that by force introduction into Radial direction of the tubular implant, the expansion element can be displaced by plastic stretching in a permanently expanded state in which the expansion element forming web portion has a greater geometric extension transverse to the longitudinal axis and a smaller extension in the direction of the longitudinal axis than in the contracted state.
  • the normally occurring areas of human growth from toddler to adult can be covered.
  • a manufacturing method particularly simple and compact to produce class of embodiments of the implant according to the invention is characterized in that the expansion element in the contracted state at least partially a zigzag,
  • spiral has double spiral, which curves starting from a common center in two opposite directions of rotation. Further developments of these embodiments are possible in which the spiral has a round, in particular circular, or a triangular or a quadrangular, in particular square, outer contour.
  • the expansion element has a constriction in the contracted state, the web width is smaller than the web widths of the subsequent
  • the web width of the bottleneck is at most two thirds, preferably at most half as large as the web widths of the subsequent web sections.
  • the bottleneck is designed as a predetermined breaking point for the expansion element at too much force in the radial direction of the tubular
  • Implant breaks, opens up another opportunity for redilatation and thereby prevents further expansion of the expansion element.
  • the corresponding web of the implant is then interrupted in the longitudinal direction. Despite this interruption but can be dispensed with in most practical applications, the implantation of a new stent, since the treated vessel after such a growth period usually has stabilized enough, so the remaining broken stent is sufficient as a support.
  • connector elements may be arranged between pairs of webs adjacent in the direction of the longitudinal axis of the implant, which effect a permanent plastic enlargement of the implant in the axial direction when force is introduced in the longitudinal direction of these webs.
  • Implant which provides multiple expanders per stent, increasing the flexibility and application breadth of the implant
  • the expansion elements have the same mechanical one another
  • the expansion elements can have different mechanical properties
  • expansion elements are indeed constructed geometrically the same, which favors a uniform manufacturing process, but have different web widths.
  • Another variant of the invention is characterized by the fact that the expansion elements are constructed geometrically different. This in turn allows for a wide variety of different designs of implants targeted to individual problem solutions.
  • a plurality of expansion elements can be arranged one behind the other in the longitudinal direction of the implant.
  • a plurality of expansion elements are arranged distributed azimuthally, in particular symmetrically, over the circumference of the implant.
  • Stretching elements are made of a tubular output part, preferably by laser cutting. It also produces particularly fine structures and contours in reproducible quality and now also in large quantities.
  • the implant according to the invention can, at least in the area of
  • the implant is made of a material, at least in the region of the expansion element
  • At least parts of the implant can also be made of biocompatible
  • Plastics in particular silicone or polytetrafluoroethylene (PTFE), and / or be made of fiber composite materials, in particular carbon fibers.
  • PTFE polytetrafluoroethylene
  • the implant may also be useful if at least parts of the implant are made of a ceramic material.
  • embodiments of the invention are also advantageous, which are characterized in that at least in sections on the surface of the implant a biologically active coating,
  • a growth-inhibiting and / or a growth-promoting and / or an antibacterial coating is provided.
  • FIGS. la-d an embodiment of the implant according to the invention with two longitudinally successively arranged serpentine expansion elements in a schematic spatial representation, namely la) from the side, lb) from above in the longitudinal direction of the webs, lc) spatially inclined and ld) enlarged from the side;
  • Fig. 2 shows an embodiment with only one expansion element
  • FIGS. 3a-c embodiments of inventive
  • Expansion elements in the form of double spirals namely 3a) triangular, 3b) round and 3c) quadrangular.
  • At least one of the webs 11, 21 contains an expansion element 12, 12', 22, 32a, 32b, 32c, which forms a web section within this web 11, 21, in which the expansion element 12, 12 '; 22; 32a, 32b, 32c runs partially geometrically transversely to the longitudinal axis of the web 11, 21 in the contracted state, the course of the expansion element 12, 12 Material, thickness and web width of the expansion element 12, 12 ', 22, 32a, 32b, 32c are selected in such a way that by force introduction in... 22, 32a, 32b, 32c
  • Radial direction of the tubular implant 10; 20, the expansion element 12, 12 '; 22; 32a, 32b, 32c can be displaced by plastic stretching in a permanently expanded state, in which the
  • Expansion element 12, 12 '; 22; 32a, 32b, 32c forming web portion has a greater geometric extent transverse to the longitudinal axis and a smaller extent in the direction of the longitudinal axis than in the contracted state.
  • the expansion elements 12, 12 ';22; 32a, 32b, 32c each designed as a predetermined breaking point bottleneck 13,13 ';23; 33a, 33b, 33c, which in the case of excessive force introduction in the radial direction of the tubular implant 10; 20 breaks, opens up another possibility for redilatation and thereby further expansion of the expansion element 12, 12 ';22; 32a, 32b, 32c prevented.
  • the expansion elements 12, 12 'shown in FIGS. 22 each have a serpentine geometric shape, while the - very schematically - shown in Figures 3a to 3c embodiments of inventive expansion elements 32a, 32b, 32c each have the geometrical course of a double spiral, which curves starting from a common center in two opposite directions of rotation , In the exemplary embodiment in FIG. 3a, this double spiral is triangular, round in FIG. 3b and quadrangular in FIG. 3c. Also conceivable are other geometric ones
  • Shapes for example, instead of the rounded serpentine zigzag or meandering courses of the expansion elements, which are not shown in the drawing.
  • FIGS. 1 a to 1 d are also distinguished by the fact that a plurality of expansion elements 12, 12 '-in this case exactly two-are arranged one behind the other in the longitudinal direction of the implant 10.
  • these have the same geometric structure and can have the same but also different mechanical properties.
  • Implant 10 adjacent webs 11 ', 11 are at this
  • these connector elements 14 fulfill a completely different function than the expansion elements 12, 12 'according to the invention and also do not form a web section within one of the webs 11, 11', 11 ".
  • FIG. 2 three different phases of the expansion are shown in the web 21 of the implant 20 using the example of a simple embodiment with only one single serpentine extension element 22:
  • a minimum diameter d 1 and thus a minimal internal diameter of the implant 20 result at this point.
  • Serpentine lines are "stretched" and now run only in short sections transverse to the longitudinal direction.Diameter d2 and thus the inner cross section of the implant 20 are considerably increased. Finally, in the third phase, the expansion element 22 is stretched so that the serpentine lines become practically straight. This results in the maximum diameter d3 and thus the largest internal cross-section of the implant 20. Upon further introduction of force, the bottleneck 23 designed as a predetermined breaking point is then defined.
  • the expansion element according to the invention is due to its
  • Material properties and its geometry be designed so that the largest possible extent of the clear cross-section of the tubular implant in the radial direction from the minimally contracted to the maximum redilated state is made possible.
  • Expansion elements 12, 12 '; 22; 32a, 32b, 32c preferably takes place from a tubular output part by laser cutting.
  • the implant according to the invention has, at least in sections, on its surface a biologically active coating, in particular a growth-inhibiting and / or a growth-promoting and / or an antibacterial agent
  • Coating receives.

Abstract

Ein implantierbarer und redilatierbarer Stent, der röhrenförmig aus länglichen, eine Wand des Implantats bildenden Stegen (11, 11', 11") aufgebaut ist, wobei die Stege derart plastisch verformbar sind, dass das Implantat (10) im expandierten Zustand in radialer Richtung quer zur Längsachse der Stege dauerhaft aufgeweitet bleibt, ist dadurch gekennzeichnet, dass zumindest einer der Stege (11) ein Dehnelement (12, 12') aufweist, welches einen Stegabschnitt innerhalb dieses Steges (11) bildet, in dem das Dehnelement im kontrahierten Zustand teilweise geometrisch quer zur Längsachse des Steges verläuft, wobei der Verlauf des Dehnelements bezüglich dieser Längsachse mehrere Richtungsänderungen aufweist, und dass Material, Dicke und Stegbreite des Dehnelements derart gewählt sind, dass durch Krafteinleitung in Radialrichtung des röhrenförmigen Implantats das Dehnelement durch plastische Streckung in einen dauerhaft expandierten Zustand versetzt werden kann, in welchem der das Dehnelement bildende Stegabschnitt eine größere geometrische Ausdehnung quer zur Längsachse und eine geringere Ausdehnung in Richtung der Längsachse aufweist als im kontrahierten Zustand. Damit wird die Aufweitbarkeit des Stents erheblich erhöht.

Description

Stent mit Dehnelementen
Die Erfindung betrifft ein medizinisches Implantat zur Aufweitung und Stützung eines Körpergefäßes von dessen Innenseite her (="Stent"), das in einem kontrahierten Zustand minimal-invasiv in das Körpergefäß einsetzbar, dort positionierbar und in einen expandierten Zustand überführbar ist, wobei das Implantat röhrenförmig aus länglichen, eine Wand des Implantats bildenden Stegen aufgebaut ist, und wobei die Stege zumindest abschnittsweise derart plastisch verformbar sind, dass das Implantat im expandierten Zustand in radialer Richtung quer zur Längsachse der Stege dauerhaft aufgeweitet bleibt. Derartige Stents sind seit langem bekannt, beispielsweise auch aus der DE 101 05 160 B4. Ein solcher Stent weist mindestens eine geometrische Struktur auf, die es erlaubt, dass er - meist über mehrere Stufen - aus seinem
kontrahierten Zustand in einen aufgeweiteten Zustand überführt werden kann (="Redilatierung"). Allerdings kann der lichte Querschnitt des Stents ausgehend vom ursprünglichen Minimalquerschnitt jeweils nur auf ein vorbestimmtes Maximalmaß aufgedehnt werden. Eine weitere radiale Dilatierung ist nicht möglich, weil sich sonst der Stent
Undefiniert verformen und anschließend brechen würde. Für jede
Gefäßgröße wird daher eine bestimmte Stentgröße hergestellt und verwendet, damit eine optimale radiale Haltekraft des Stents im
Einzelfall sichergestellt werden kann.
Bisher mögliche und übliche Aufweitungsgruppen sehen
Querschnittsvergrößerungen des Stents (gemessen jeweils in
Millimetern des lichten Durchmessers) auf 4 oder 6, auf 6 oder 8, auf 8 oder 10, auf 10 oder 12 vor. Noch größere Aufweitungen sind unüblich und werden in der Regel nur für Spezialanwendungen eingesetzt, wobei dann allerdings von bereits viel größeren Ausgangs- bzw.
Minimalquerschnitten ausgegangen wird, also etwa Aufweitungen von 16mm auf 20mm Durchmesser.
Eines der Hauptprobleme bei der Verwendung derartiger Stents liegt in den Anwendungen bei kleinen Kindern, insbesondere im Bereich der Kinder- und Säuglingskardiologie: Hier muss man aufgrund der geringen Gefäßgrößen der kleinen Patienten zunächst immer mit Stents sehr geringer Ausgangsquerschnitte arbeiten. Danach wächst das Kind jedoch zum Jugendlichen und schließlich zum Erwachsenen heran, die Gefäße vergrößern sich gegenüber dem Zeitpunkt der ersten
Implantation enorm und die maximale Ausweitbarkeit des jeweils eingesetzten Stents ist sehr schnell erreicht, so dass der Stent im
Verlauf in der Regel mindestens einmal gegen ein größeres Modell ausgetauscht werden muss. Dieser Austausch ist natürlich jedes Mal mit einer Operation verbunden, was für den heranwachsenden Patienten sehr belastend ist, selbst wenn minimal-invasive Techniken angewandt werden können.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgegenüber, eine
gattungsgemäße Anordnung der eingangs beschriebenen Art mit möglichst einfachen technischen Mitteln unaufwändig und kostengünstig dahin gehend zu verbessern, dass über das bislang baubedingte
Maximalmaß der Redilatierung hinaus ein ganz erheblich größerer Bereich von Aufweitungen des Querschnitts des röhrenförmigen
Implantats in Radialrichtung ausgehend vom minimal kontrahierten Ursprungszustand bis zum maximal redimierten Endzustand ermöglicht wird, der es dann letztlich erlaubt, einen im Kindesalter eingesetzten Stent - wenn medizinisch möglich - bis zum Erwachsenenalter im
Körper des Patienten zu belassen („mitwachsender Kinderstent").
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe auf ebenso überraschend einfache wie wirkungsvolle Weise dadurch gelöst, dass zumindest einer der Stege ein Dehnelement aufweist, welches einen Stegabschnitt innerhalb dieses Steges bildet, in dem das Dehnelement im kontrahierten Zustand teilweise geometrisch quer zur Längsachse des Steges verläuft, wobei der Verlauf des Dehnelements bezüglich dieser Längsachse mehrere Richtungsänderungen aufweist, und dass Material, Dicke und Stegbreite des Dehnelements derart gewählt sind, dass durch Krafteinleitung in Radialrichtung des röhrenförmigen Implantats das Dehnelement durch plastische Streckung in einen dauerhaft expandierten Zustand versetzt werden kann, in welchem der das Dehnelement bildende Stegabschnitt eine größere geometrische Ausdehnung quer zur Längsachse und eine geringere Ausdehnung in Richtung der Längsachse aufweist als im kontrahierten Zustand. Auf diese Weise lassen sich Redilatierungen in einem sehr weiten Bereich erzielen, die ganz erheblich über das bisher baubedingte Maximalmaß herkömmlicher Stents hinausgehen. Ganz besonders bevorzugt sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Implantats, bei denen das Dehnelement aufgrund seiner Materialeigenschaften und seiner Geometrie so ausgebildet ist, dass eine Ausdehnung des Querschnittdurchmessers des röhrenförmigen Implantats in Radialrichtung vom minimal kontrahierten bis zum maximal redilatierten Zustand von 2mm auf 18mm, vorzugsweise von 4mm auf 16mm, oder von 6mm auf 24mm, vorzugsweise von 6mm auf 20mm, ermöglicht wird. Damit können in der Praxis die normalerweise vorkommenden Bereiche des menschlichen Wachstums vom Kleinkind bis zum Erwachsenen abgedeckt werden.
Eine fertigungstechnisch besonders einfach und kompakt herstellbare Klasse von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Implantats zeichnet sich dadurch aus, dass das Dehnelement im kontrahierten Zustand zumindest abschnittsweise einen zickzackförmigen,
schlangenlinienförmigen und/oder mäanderförmigen geometrischen Verlauf aufweist. Je nach Anzahl der Zickzack-Strukturen - die
vorteilhaft in einander entgegengesetzten Richtungen angeordnet sein können - kann die Aufweitbarkeit des Stents, insbesondere im Vergleich zu herkömmlichen Stents nach dem Stand der Technik, ziemlich groß werden. Zudem weist ein erfindungsgemäßer Stent mit derartig geformten Dehnelementen aufgrund dieser Struktur unabhängig von der Redilationsstufe eine besonders große Radialkraft auf.
In der Praxis bewährt sich aber auch eine andere Klasse von
Ausführungsformen der Erfindung, bei denen das Dehnelement im kontrahierten Zustand zumindest abschnittsweise einen spiralförmigen geometrischen Verlauf aufweist.
Besonders vorteilhaft sind Weiterbildungen, die sich dadurch
auszeichnen, dass das Dehnelement im kontrahierten Zustand zumindest abschnittsweise den geometrischen Verlauf einer
Doppelspirale aufweist, die sich ausgehend von einem gemeinsamen Mittelpunkt in zwei entgegengesetzten Drehrichtungen krümmt. Weiterbildungen dieser Ausführungsformen sind möglich, bei denen die Spirale eine runde, insbesondere kreisrunde, oder eine dreieckige oder eine viereckige, insbesondere quadratische, Außenkontur aufweist.
Bei Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Implantats weist das Dehnelement im kontrahierten Zustand eine Engstelle auf, deren Stegbreite geringer ist als die Stegbreiten der anschließenden
Stegabschnitte.
Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Ausführungsformen zeichnen sich dadurch aus, dass die Stegbreite der Engstelle höchstens zwei Drittel, vorzugsweise höchstens halb so groß ist wie die Stegbreiten der anschließenden Stegabschnitte.
Ganz besonders bevorzugt sind Weiterbildungen, bei welchen die Engstelle als Sollbruchstelle für das Dehnelement ausgelegt ist, die bei zu großer Krafteinleitung in Radialrichtung des röhrenförmigen
Implantats bricht, eine weitere Möglichkeit zur Redilatation eröffnet und dadurch eine weitere Expansion des Dehnelements verhindert. In diesem Fall wird dann zwar der entsprechende Steg des Implantats in Längsrichtung unterbrochen. Trotz dieser Unterbrechung kann aber in den meisten praktischen Anwendungsfällen auf die Implantation eines neuen Stents verzichtet werden, da sich das behandelte Gefäß nach einer derartigen Wachstumsperiode in der Regel bereits genügend stabilisiert hat, so der verbleibende gebrochene Stent als Stütze ausreicht.
Wie bereits per se aus dem Stand der Technik bekannt ist, können zwischen Paaren von in Richtung der Längsachse des Implantats benachbarten Stegen Verbinderelemente angeordnet sein, die bei Krafteinleitung in Längsrichtung dieser Stege eine dauerhafte plastische Vergrößerung des Implantats in axialer Richtung bewirken.
Bevorzugt ist eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Implantats, bei der mehrere Dehnelemente pro Stent vorgesehen sind, wodurch sich die Flexibilität und die Anwendungsbandbreite des
Implantats erhöhen.
Bei einer Klasse von Weiterbildungen dieser Ausführungsform weisen die Dehnelemente untereinander die gleichen mechanischen
Eigenschaften auf und sind insbesondere geometrisch gleich aufgebaut, wodurch sich ein einheitlicher Herstellungsprozess anwenden lässt.
Alternativ können bei einer anderen Klasse von Weiterbildungen die Dehnelemente untereinander unterschiedliche mechanischen
Eigenschaften aufweisen. Dies ermöglicht eine große Bandbreite von individuell auf spezielle Probleme des Patienten angepassten Designs der erfindungsgemäße Implantate.
Die unterschiedlichen mechanischen Eigenschaften der Dehnelemente können bei Varianten dieser Weiterbildungen dadurch erreicht werden, dass die Dehnelemente zwar geometrisch gleich aufgebaut sind, was ein einheitliches Herstellungsverfahren begünstigt, jedoch unterschiedliche Stegbreiten aufweisen. Eine andere Variante der Erfindung hingegen zeichnet sich dadurch aus, dass die Dehnelemente geometrisch unterschiedlich aufgebaut sind. Dies lässt wiederum eine große Vielfalt an unterschiedlichen, auf individuelle Problemlösungen abzielende Designs der Implantate zu. Bei bevorzugten Weiterbildungen der oben beschriebenen Ausführungsform können mehrere Dehnelemente in Längsrichtung des Implantats hintereinander angeordnet sein.
Vorteilhaft sind auch Varianten, bei denen mehrere Dehnelemente azimutal, insbesondere symmetrisch, über den Umfang des Implantats verteilt angeordnet sind.
Ganz besonders bevorzugt sind Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Implantats, bei welchen die Stege einschließlich der
Dehnelemente aus einem rohrförmigen Ausgangsteil, vorzugsweise durch Laserschneiden, hergestellt sind. Hiermit lassen sich auch besonders feine Strukturen und Konturen in reproduzierbarer Qualität und mittlerweile auch in großen Mengen erzeugen. Das erfindungsgemäße Implantat kann zumindest im Bereich des
Dehnelements aus einem Material unter Verwendung von Chrom und/oder Kobalt und/oder Platin und/oder einer Legierung der
genannten Metalle und/oder einer Edelstahllegierung hergestellt sein.
Vorteilhaft für viele Anwendungen ist es auch wenn das Implantat zumindest im Bereich des Dehnelements aus einem Material mit
Formgedächtnis (=memory effect), insbesondere aus Nitinol hergestellt ist, welches etwa durch Einwirkung von Wärme eine definierte - und bei Aufrechterhaltung der thermischen Bedingungen auch dauerhafte - Strukturänderung erfährt.
Zumindest Teile des Implantats können auch aus biokompatiblen
Kunststoffen, insbesondere Silikon oder Polytetrafluorethylen (PTFE), und/oder aus Faserverbund-Werkstoffen, insbesondere Kohlefasern hergestellt sein.
Des Weiteren kommen als Werkstoffe für das erfindungsgemäße
Implantat oder zumindest von Teilen desselben Titan und/oder Gold und/oder Tantal und/oder eine Legierung der genannten Metalle in Frage.
Für spezielle Anwendungsfälle kann es aber auch von Nutzen sein, wenn zumindest Teile des Implantats aus einem Keramikmaterial hergestellt sind.
Vorteilhaft sind schließlich auch Ausführungsformen der Erfindung, die sich dadurch auszeichnen, dass zumindest abschnittsweise auf der Oberfläche des Implantats eine biologisch aktive Beschichtung,
insbesondere eine wachstumshemmende und/oder eine wachstumsfördernde und/oder eine antibakteriell wirkende Beschichtung, vorgesehen ist.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsbeispielen der Erfindung anhand der Figuren der Zeichnung, die erfindungswesentliche Einzelheiten zeigt, sowie aus den Ansprüchen. Die einzelnen Merkmale können je einzeln für sich oder zu mehreren in beliebigen
Kombinationen bei Varianten der Erfindung verwirklicht sein.
In der schematischen Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der
Erfindung dargestellt, welche in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert werden. Im Einzelnen zeigen :
Fign. la-d eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Implantats mit zwei in Längsrichtung hintereinander angeordneten, schlangenförmigen Dehnelementen in schematischer räumlicher Darstellung, nämlich la) von der Seite, lb) von oben in Längsrichtung der Stege, lc) räumlich schräg und ld) vergrößert von der Seite;
Fig. 2 eine Ausführungsform mit nur einem Dehnelement sowie im
Detail verschiedene Phasen der Aufdehnung des Implantats; und
Fign. 3a-c Ausführungsformen von erfindungsgemäßen
Dehnelementen in Form von Doppelspiralen, nämlich 3a) dreieckig, 3b) rund und 3c) viereckig. Die in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen medizinischen Implantats 10; 20 zur Aufweitung und Stützung eines Körpergefäßes von dessen Innenseite her (="Stent"), sind jeweils röhrenförmig aus länglichen, eine Wand des Implantats 10; 20 bildenden Stegen 11,11',11";
21,21',21" aufgebaut, die zumindest abschnittsweise derart plastisch verformbar sind, dass das Implantat 10; 20 nach Redilatierung in radialer Richtung quer zur Längsachse der Stege 11,11', 11"; 21,21',21" dauerhaft aufgeweitet bleibt. Um eine gegenüber bekannten Stents erheblich größere Aufweitbarkeit des Implantats 10; 20 zu erreichen, enthält zumindest einer der Stege 11 ; 21 ein Dehnelement 12,12'; 22; 32a,32b,32c, welches einen Stegabschnitt innerhalb dieses Steges 11 ; 21 bildet, in dem das Dehnelement 12, 12'; 22; 32a, 32b, 32c im kontrahierten Zustand teilweise geometrisch quer zur Längsachse des Steges 11 ; 21 verläuft, wobei der Verlauf des Dehnelements 12, 12'; 22; 32a, 32b, 32c bezüglich dieser Längsachse einige Richtungsänderungen aufweist. Material, Dicke und Stegbreite des Dehnelements 12, 12'; 22; 32a,32b,32c sind derart gewählt, dass durch Krafteinleitung in
Radialrichtung des röhrenförmigen Implantats 10; 20 das Dehnelement 12, 12'; 22; 32a,32b,32c durch plastische Streckung in einen dauerhaft expandierten Zustand versetzt werden kann, in welchem der das
Dehnelement 12, 12'; 22; 32a,32b,32c bildende Stegabschnitt eine größere geometrische Ausdehnung quer zur Längsachse und eine geringere Ausdehnung in Richtung der Längsachse aufweist als im kontrahierten Zustand.
Sämtliche in der Zeichnung dargestellten Ausführungsformen der
Erfindung stimmen auch darin überein, dass die Dehnelemente 12, 12'; 22; 32a,32b,32c jeweils eine als Sollbruchstelle ausgelegte Engstelle 13,13'; 23; 33a,33b,33c besitzen, die bei zu großer Krafteinleitung in Radialrichtung des röhrenförmigen Implantats 10; 20 bricht, eine weitere Möglichkeit zur Redilatation eröffnet und dadurch eine weitere Expansion des Dehnelements 12, 12'; 22; 32a, 32b, 32c verhindert.
Die in den Figuren la bis 2 dargestellten Dehnelemente 12,12'; 22 weisen jeweils einen schlangenlinienförmigen geometrischen Verlauf auf, während die - sehr schematisch - in den Figuren 3a bis 3c dargestellten Ausführungsformen erfindungsgemäßer Dehnelemente 32a, 32b, 32c jeweils den geometrischen Verlauf einer Doppelspirale aufweisen, die sich ausgehend von einem gemeinsamen Mittelpunkt in zwei entgegengesetzten Drehrichtungen krümmt. Bei dem Ausführungsbeispiel in Fig. 3a ist diese Doppelspirale dreieckig, in Fig. 3b rund und in Fig. 3c viereckig. Denkbar sind auch andere geometrische
Formgebungen, etwa anstelle der abgerundeten Schlangenlinien zickzackförmige oder mäanderförmige Verläufe der Dehnelemente, die jedoch in der Zeichnung nicht dargestellt sind.
Die in den Figuren la bis ld dargestellte Ausführungsform zeichnet sich außerdem dadurch aus, dass mehrere Dehnelemente 12, 12' - hier genau zwei - in Längsrichtung des Implantats 10 hintereinander angeordnet sind. Diese sind im vorliegenden Ausführungsbeispiel geometrisch gleich aufgebaut und können die gleichen, aber auch unterschiedliche mechanischen Eigenschaften aufweisen.
Zwischen einigen Paaren von in Richtung der Längsachse des
Implantats 10 benachbarten Stegen 11', 11" sind bei dieser
Ausführungsform Verbinderelemente 14 angeordnet, die bei
Krafteinleitung in Längsrichtung dieser Stege 11', 11" eine dauerhafte plastische Vergrößerung des Implantats 10 in axialer Richtung bewirken . Diese Verbinderelemente 14 erfüllen also eine völlig andere Funktion als die erfindungsgemäßen Dehnelemente 12, 12' und bilden auch keinen Stegabschnitt innerhalb eines der Stege 11, 11', 11".
Vielmehr sitzen sie axial zwischen benachbarten Stegen 11', 11" und können auch keine radiale Aufweitung des Implantats 10 bewirken, sondern nur eine axiale Verlängerung .
Bei in der Zeichnung nicht dargestellten Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Implantats können auch mehrere Dehnelemente azimutal über den Umfang des Implantats verteilt angeordnet sein.
In Fig . 2 sind am Beispiel einer einfachen Ausführungsform mit nur einem einzigen - schlangenlinienförmigen - Dehnelement 22 im Steg 21 des Implantats 20 drei verschiedene Phasen der Aufweitung dargestellt:
Im ursprünglichen, maximal kontrahierten Zustand, in welchem das Implantat 20 in das Gefäß des Patienten eingeführt wird, verlaufen die Schlangenlinien des Dehnelements 22 noch in relativ langen
Abschnitten quer zur Längsrichtung der Stege 21, 21' 21".
Entsprechend ergibt sich ein minimaler Durchmesser d l und damit ein minimaler lichter Innenquerschnitt des Implantats 20 an dieser Stelle.
Nach Zuführung von Kraft in radialer Richtung dehnt sich das
Dehnelement 22 - seiner Bestimmung gemäß - aus, die
Schlangenlinien werden„gestreckt" und verlaufen nunmehr nur noch in kurzen Abschnitten quer zur Längsrichtung. Der Durchmesser d2 und damit der Innenquerschnitt des Implantats 20 werden erheblich vergrößert. In der dritten Phase schließlich wird das Dehnelement 22 derart gestreckt, dass die Schlangenlinien praktisch zu Geraden werden. Es ergibt sich damit der maximale Durchmesser d3 und damit der größte Innenquerschnitt des Implantats 20. Bei weiterer Krafteinleitung wird dann die als Sollbruchstelle ausgelegte Engstelle 23 definiert brechen.
Das erfindungsgemäße Dehnelement soll aufgrund seiner
Materialeigenschaften und seiner Geometrie so ausgebildet sein, dass eine möglichst große Ausdehnung des lichten Querschnitts des röhrenförmigen Implantats in Radialrichtung vom minimal kontrahierten bis zum maximal redilatierten Zustand ermöglicht wird. Realistisch sind Aufweitungen eines ursprünglichen Durchmessers dl von 1,3mm auf einen Maximaldurchmesser d3 von 18mm oder von dl=2mm auf d3=24mm. In der Praxis wird man sich aber auch schon mit
Aufweitungen von dl=3mm auf d3=20mm begnügen können. Auch damit wird schon eine Aufweitbarkeit des Stents auf ein Vielfaches des ursprünglichen Durchmessers erreicht.
Die Herstellung der erfindungsgemäßen Implantate 10; 20,
insbesondere der Stege 11,11',11"; 21,21',21" einschließlich der
Dehnelemente 12,12'; 22; 32a,32b,32c erfolgt vorzugsweise aus einem rohrförmigen Ausgangsteil durch Laserschneiden.
Vorteilhaft kann es auch sein, wenn das erfindungsgemäße Implantat zumindest abschnittsweise auf seiner Oberfläche eine biologisch aktive Beschichtung, insbesondere eine wachstumshemmende und/oder eine wachstumsfördernde und/oder eine antibakteriell wirkende
Beschichtung, erhält.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e
1. Medizinisches Implantat (10; 20) zur Aufweitung und Stützung eines Körpergefäßes von dessen Innenseite her (="Stent"), das in einem kontrahierten Zustand, vorzugsweise minimal-invasiv, in das Körpergefäß einsetzbar, dort positionierbar und in einen expandierten Zustand überführbar ist, wobei das Implantat (10; 20) röhrenförmig aus länglichen, eine Wand des Implantats (10; 20) bildenden Stegen (11,11',11"; 21,21',21") aufgebaut ist, und wobei die Stege (11,11',11"; 21,21',21") zumindest
abschnittsweise derart plastisch verformbar sind, dass das
Implantat (10; 20) im expandierten Zustand in radialer Richtung quer zur Längsachse der Stege (11,11',11"; 21,21',21") dauerhaft aufgeweitet bleibt,
dadurch gekennzeichnet,
dass zumindest einer der Stege (11; 21) ein Dehnelement
(12,12'; 22; 32a, 32b, 32c) aufweist, welches einen Stegabschnitt innerhalb dieses Steges (11; 21) bildet, in dem das Dehnelement (12,12'; 22; 32a,32b,32c) im kontrahierten Zustand teilweise geometrisch quer zur Längsachse des Steges (11; 21) verläuft, wobei der Verlauf des Dehnelements (12,12'; 22; 32a, 32b, 32c) bezüglich dieser Längsachse mehrere Richtungsänderungen aufweist, und dass Material, Dicke und Stegbreite des
Dehnelements (12,12'; 22; 32a,32b,32c) derart gewählt sind, dass durch Kraftein leitung in Radialrichtung des röhrenförmigen Implantats (10; 20) das Dehnelement (12,12'; 22; 32a,32b,32c) durch plastische Streckung in einen dauerhaft expandierten
Zustand versetzt werden kann, in welchem der das Dehnelement (12,12'; 22; 32a,32b,32c) bildende Stegabschnitt eine größere geometrische Ausdehnung quer zur Längsachse und eine geringere Ausdehnung in Richtung der Längsachse aufweist als im kontrahierten Zustand.
Implantat nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnelement (12,12'; 22) aufgrund seiner Materialeigenschaften und seiner Geometrie so ausgebildet ist, dass eine Ausdehnung des Querschnitts des röhrenförmigen Implantats (10; 20) in Radialrichtung vom minimal kontrahierten bis zum maximal redilatierten Zustand von 2mm auf 18mm, vorzugsweise von 4mm auf 16mm, oder von 6mm auf 24mm, vorzugsweise von 6mm auf 20mm, ermöglicht wird.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Dehnelement (12,12'; 22) im
kontrahierten Zustand zumindest abschnittsweise einen
zickzackförmigen, schlangenlinienförmigen und/oder
mäanderförmigen geometrischen Verlauf aufweist.
Implantat nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch
gekennzeichnet, dass das Dehnelement (32a, 32b, 32c)
kontrahierten Zustand zumindest abschnittsweise einen
spiralförmigen geometrischen Verlauf aufweist.
Implantat nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnelement (32a, 32b, 32c) im kontrahierten Zustand
zumindest abschnittsweise den geometrischen Verlauf einer Doppelspirale aufweist, die sich ausgehend von einem
gemeinsamen Mittelpunkt in zwei entgegengesetzten
Drehrichtungen krümmt.
6. Implantat nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch
gekennzeichnet, dass die Spirale eine runde (32b), insbesondere kreisrunde, oder eine dreieckige (32a) oder eine viereckige (32c), insbesondere quadratische Außenkontur aufweist.
7. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Dehnelement (12,12'; 22; 32a, 32b, 32c) im kontrahierten Zustand eine Engstelle (13,13'; 23; 33a, 33b, 33c) aufweist, deren Stegbreite geringer ist als die Stegbreiten der anschließenden Stegabschnitte.
8. Implantat nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Stegbreite der Engstelle (13,13'; 23; 33a, 33b, 33c) höchstens zwei Drittel, vorzugsweise höchstens halb so groß ist wie die Stegbreiten der anschließenden Stegabschnitte.
9. Implantat nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Engstelle (13,13'; 23; 33a,33b,33c) als Sollbruchstelle für das Dehnelement (12,12'; 22; 32a,32b,32c) ausgelegt ist, die bei zu großer Krafteinleitung in Radialrichtung des röhrenförmigen
Implantats (10; 20) bricht, eine weitere Möglichkeit zur
Redilatation eröffnet und dadurch eine weitere Expansion des Dehnelements (12,12'; 22; 32a,32b,32c) verhindert.
10. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Paaren von in Richtung der
Längsachse des Implantats (10) benachbarten Stegen (11', 11") Verbinderelemente (14) angeordnet sind, die bei Krafteinleitung in Längsrichtung dieser Stege (11', 11") eine dauerhafte plastische Vergrößerung des Implantats (10) in axialer Richtung bewirken.
11. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dehnelemente (12,12'; 32a, 32b, 32c) vorgesehen sind.
12. Implantat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnelemente (12,12') die gleichen mechanischen Eigenschaften aufweisen, insbesondere geometrisch gleich aufgebaut sind.
13. Implantat nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnelemente (12,12'; 32a, 32b, 32c) unterschiedliche
mechanischen Eigenschaften aufweisen.
14. Implantat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnelemente (12,12') geometrisch gleich aufgebaut sind, aber unterschiedliche Stegbreiten aufweisen.
15. Implantat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Dehnelemente (32a, 32b, 32c) geometrisch unterschiedlich aufgebaut sind.
16. Implantat nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch
gekennzeichnet, dass mehrere Dehnelemente (12, 12') in
Längsrichtung des Implantats (10) hintereinander angeordnet sind.
17. Implantat nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Dehnelemente azimutal über den Umfang des Implantats verteilt angeordnet sind.
18. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (11,11',11"; 21,21',21") einschließlich der Dehnelemente (12,12'; 22; 32a, 32b, 32c) aus einem rohrförmigen Ausgangsteil, vorzugsweise durch
Laserschneiden, hergestellt sind.
19. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (10; 20) zumindest im
Bereich des Dehnelements (12,12'; 22; 32a,32b,32c) aus einem Material unter Verwendung von Chrom und/oder Kobalt und/oder Platin und/oder einer Legierung der genannten Metalle und/oder einer Edelstahllegierung hergestellt ist.
20. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Implantat (10; 20) zumindest im
Bereich des Dehnelements (12,12'; 22; 32a,32b,32c) aus einem Material mit Formgedächtnis (=memory effect), insbesondere aus Nitinol hergestellt ist.
21. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile des Implantats (10; 20) aus biokompatiblen Kunststoffen, insbesondere Silikon oder Polytetrafluorethylen (PTFE), und/oder aus Faserverbund- Werkstoffen, insbesondere Kohlefasern hergestellt sind.
22. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile des Implantats (10; 20) aus Titan und/oder aus Gold und/oder aus Tantal und/oder aus einer Legierung der genannten Metalle hergestellt sind.
23. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest Teile des Implantats (10; 20) aus einem Keramikmaterial hergestellt sind.
24. Implantat nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest abschnittsweise auf der
Oberfläche des Implantats (10; 20) eine biologisch aktive
Beschichtung, insbesondere eine wachstumshemmende und/oder eine wachstumsfördernde und/oder eine antibakteriell wirkende Beschichtung, vorgesehen ist.
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