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Technisches
Gebiet
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Die
folgende Erfindung betrifft chirurgische Stents mit einer im Allgemeinen
zylinderförmigen Konfiguration,
die chirurgisch in ein Körperlumen,
wie z. B. eine Arterie, implantiert und radial expandiert werden
können.
Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung radial expandierbare
chirurgische Stents mit erhöhter
Flexibilität
für den
Durchgang durch gewundene Arterienpfade und andere Körperlumen
mit scharfen Kurven.
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Stand der
Technik
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Chirurgische
Stents, die chirurgisch in ein Körperlumen,
wie z. B. eine Arterie, implantiert werden können, um die Leistung des Lumens
zu verstärken,
unterstützen,
es zu reparieren oder anderweitig zu verbessern, sind seit langem
bekannt. In der Herz-Kreislauf-Chirurgie
ist es beispielsweise häufig wünschenswert,
einen Stent an einer Stelle in die Koronararterie setzen, an der
die Arterie beschädigt
ist oder kollabieren kann. Der Stent verstärkt nach seiner Platzierung
diesen Arterienteil, so dass das Blut normal durch die Arterie fließen kann.
Eine Stentform, die für
die Implantation in Arterien und anderen Körperlumen besonders vorteilhaft
ist, ist ein zylinderförmiger
Stent, der von einem ersten kleinen Durchmesser zu einem zweiten
größeren Durchmesser
radial expandiert werden kann. Diese radial expandierbaren Stents
können
in die Arterie eingeführt werden,
indem sie auf einem Katheter angeordnet und intern durch die Arterienpfade
des Patienten geführt
werden, bis sich der nicht-expandierte Stent an der gewünschten
Stelle befindet. Der Katheter ist mit einem Ballon oder einem Expansionsmechanismus ausgestattet,
der auf den Stent radial auswärts
Druck ausübt,
so dass der Stent radial auf einen größeren Durchmesser expandiert.
Diese expandierbaren Stents sind nach der Expansion so steif, dass
sie auch nach Entfernen des Katheters expandiert bleiben.
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Radial
expandierbare Stents sind in unterschiedlichen Konfigurationen erhältlich,
um unter verschiedenen Umständen
optimale Leistung zu erhalten. Die Patente von Lau (US-Patent Nr.
5.514.154, 5.421.955 und 5.242.399), Baracci (US-Patent Nr. 5.531.741),
Gaterud (US-Patent Nr. 5.522.882), Gianturco (US-Patent Nr. 5.507.771
und 5.314.444), Termin (US-Patent Nr. 5.496.277), Lane (US-Patent Nr.
5.494.029), Maeda (US-Patent
Nr. 5.507.767), Marin (US-Patent Nr. 5.443.477), Khosravi (US-Patent
Nr. 5.441.515), Jessen (US-Patent Nr. 5.425.739), Hickle (US-Patent
Nr. 5.139.480), Schatz (US-Patent Nr. 5.195.984), Fordenbacher (US-Patent Nr. 5.549.662),
Wiktor (US-Patent Nr. 5.133.732) und Frantzen (US-Patent Nr. 5.741.327,
Patentanmeldung Nr. WO 98/28035) enthalten beispielsweise alle die
eine oder andere Form von radial expandierbarem Stent für die Implantation
in ein Körperlumen.
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Jeder
dieser Stents des Standes der Technik ist mit einer Reihe von Nachteilen
behaftet, so dass sie nicht ideal sind. Viele dieser expandierbaren Stents
sind beispielsweise nicht besonders flexibel und haben eine Mittelachse,
die im Wesentlichen linear bleibt, wenn die Stents nicht expandiert
sind. Durch diese mangelnde Flexibilität lässt sich der Stent nur schwer
durch die Arterienpfade schieben, um im Körper des Patienten richtig
positioniert zu werden, wie bei den in Patentanmeldung WO 98/28035
und US-Patent 5.741.327 offenbarten Stents.
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Einige
Arterienpfade sind mit den chirurgischen Stents des Standes der
Technik aufgrund des gewundenen Charakters dieser Arterienpfade
nicht zugänglich.
Ohne einen Stent mit ausreichender Flexibilität zur Navigation durch diese
gewundenen Arterienpfade, können
diese Arterien mit den bekannten Stents des Standes der Technik
nicht repariert werden.
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Ein
weiteres Problem mit diesen Stents des Standes der Technik ist,
dass eine axiale Länge
dieser Stents verringert wird, wenn sie radial expandiert werden.
Obwohl das Patent von Lau (Patent Nr. 5.514.154) ein Stentdesign
lehrt, mit dem axiale Kontraktion begrenzt werden soll, zeigt sogar
dieser Stent eine gewisse axiale Kontraktion, insbesondere an einem
Ende.
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Wenn
ein Chirurg einen Stent in einer Arterie oder einem anderen Körperlumen
positioniert, muss der Stent präzise
an der Stelle positioniert werden, an der der Chirurg ihn platzieren
will. Bei Stents des Standes der Technik kommt es häufig vor,
dass der Stent vor der radialen Expansion präzise an der gewünschten
Stelle platziert wird, aber nach seiner Expansion durch die axiale
Kontraktion nicht mehr präzise
an der gewünschten
Stelle liegt. Dieses Problem mit falscher Platzierung wird noch
durch die Tatsache verschärft,
dass die meisten Stents sich nur leicht expandieren, aber nach erfolgter
Expansion nicht wieder leicht kontrahieren lassen.
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Darüber hinaus
ist es häufig
schwierig, selbst mit den medizinischen Bilddarstellungsgeräten des Standes
der Technik, den Verbleib eines Stents bei seiner Implantation in
einem Körperlumen
genau zu bestimmen. Diese Schwierigkeit bei der genauen Bestimmung
der Position des Stents verschärft
noch das Problem der genauen Positionierung des Stents an der gewünschten
Stelle. Demnach besteht ein Bedarf nach einem radial expandierbaren
Stent mit wenig oder gar keiner axialen Kontraktion im radial expandierten
Zustand, der sich während
seiner Positionierung leicht mit medizinischen Bilddarstellungsgeräten lokalisieren
lässt.
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Offenbarung
der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung stellt einen radial expandierbaren Stent gemäß Anspruch
1 bereit, der über
seine gesamte axiale Länge
im radial expandierten Zustand nur wenig oder gar keine Kontraktion zeigt.
Der Stent enthält
eine Reihe von Streben, die als Umfangselementen dienen und die
zylindrische Kontur des Stents beschreiben. Jede Strebe ist mit einer
separaten Ebene lotrecht zu einer Mittelachse der zylindrischen
Kontur des Stents und parallel zu anderen Ebenen benachbarter Stents
ausgerichtet. Der Stent kann unterschiedliche Anzahlen von miteinander
verbundenen Streben aufweisen. Mindestens zwei Endstreben sind aber
vorgesehen, einschließlich
einer ersten Endstrebe und einer zweiten Endstrebe, die die Enden
der zylindrischen Kontur des Stents definieren. Zwischenstreben
sind in der Regel auch zwischen den beiden Endstreben vorgesehen.
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Jede
dieser Streben weist eine wellenartige Kontur auf, wenn sie die
zylindrische Kontur des Stents umschreibt. Somit besitzt jede Strebe
eine Reihe von Biegungen mit Mulden und Kämmen, die sich über die
Länge jedes
Stents abwechseln. Jede Mulde definiert einen Teil der Strebe, die
von benachbarten Streben am weitesten entfernt liegt, und jeder Kamm
definiert einen Teil der Strebe, die benachbarten Streben am nächsten liegt.
Eine Amplitude jeder Strebe, definiert durch den Abstand zwischen
dem Boden jeder Mulde und der Oberseite jedes Kamms wird verändert, wenn
der Stent radial expandiert, so dass die Amplitude im Allgemeinen
abnimmt.
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Die
Endstreben sind durch Zugstangen, die als axiale, die beiden Streben
miteinander verbindende Elemente dienen, an benachbarten Zwischenstreben
befestigt.
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Zugstangen
können
auch benachbarte Zwischenstreben miteinander verbinden. Jede Zugstange
ist an den neben ihr liegenden Streben durch eine erste Verbindungsstelle
an einer Extremität
der Zugstange und einer zweiten Verbindungsstelle an einer gegenüberliegenden
Extremität
der Zugstange verbunden. Sowohl die erste Verbindungsstelle als
auch die zweite Verbindungsstelle sind in Mulden der Streben angeordnet.
Somit überspannt
die Zugstange eine Lücke
zwischen benachbarten Streben an einem Teil der Lücke mit
maximaler Breite.
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Zur
Maximieren der Flexibilität
des Stents und zur Navigation des Stents durch stark gewundene Arterienpfade,
sind axiale Elemente in Form von Verbindungselementen mit erhöhter Flexibilität vorgesehen,
die die Lücken
zwischen einigen der Streben überspannen.
Die Lücken,
die durch Verbindungselemente überspannt
werden, lassen sich problemlos biegen, weil die Verbindungselemente
ein Mittel zur Expansion und axialen Kontraktion enthalten. Jedes
Verbindungselement hat einen linken Arm und einen rechten Arm, die über einen
Ellbogen miteinander verbunden sind. Der Ellbogen ist so dünn, dass
er etwas gebogen werden kann, so dass der linke Arm und der rechte
Arme sich nach zueinander hin und von einander weg biegen, wodurch
wiederum Teile der Lücke
neben dem flexiblen axialen Element verengt oder erweitert werden.
Wenn der Stent gebeugt ist, werden einige Verbindungselemente in
einer Lücke
zusammengezogen und einige Verbindungselemente in der Lücke werden
erweitert, so dass die Lücke
eine variable Breite aufweist, die auf einer Innenseite der Kurve
des Stents kleiner und auf einer Außenseite der Kurve des Stents
größer ist. Wenn
sich der Stent durch die gewundenen Arterienpfade bewegt, können die
axialen Verbindungselemente bei Bedarf expandieren und sich zusammenziehen,
damit die von ihnen überspannten
Lücken sich
biegen und wiederum dafür
sorgen, dass der Stent selbst sich flexibel an die Kontur des Arterienpfads
anpasst, durch den er geschoben wird.
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Je
nach benötigter
Flexibilität
und Stärke
des Stents können
unterschiedliche Anzahlen Mulden mit Zugstangen, die benachbarte
Streben miteinander verbinden, vorgesehen werden. Ferner kann eine größere Gesamtzahl
von Wellenformen und axialen Elementen vorgesehen werden. Wenn die
Flexibilität erhöht werden
soll, kann eine kleinere Anzahl axialer Elemente zwischen benachbarten
Streben vorgesehen werden oder die Arme der axialen Verbindungselemente
können
verlängert
werden. Ferner können die
Lücken,
in denen die Verbindungselemente angeordnet sind, erweitert werden.
Die wellenförmige Kontur
der Streben kann entweder serpentinenartigen verlaufen, wobei die
Streben keine flachen Flächen
haben, sondern sich über
ihre Länge
völlig
kurvig sind, oder die Streben können
aus einer Reihe von linearen Abschnitten, einschließlich linearen
Muldenabschnitten und linearen Kammabschnitten geformt werden, die
mit linearen Beugeabschnitten miteinander verbunden sind.
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Zur
Verbesserung der Sichtbarkeit des Stents mit verschiedenen medizinischen
Bilddarstellungsvorrichtungen können
die das erste Ende formenden Streben und die das zweite Ende des
Stents formenden Streben aus einem röntgendichten Material, wie
z. B. Gold, Silber oder Platin bestehen, wodurch das erste Ende
und das zweite Ende des Stents durch eine medizinische Bilddarstellungsvorrichtung
während
oder nach der Implantation des Stents in einem Körperlumen eines Patienten deutlich
zu sehen sind.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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1 ist
eine perspektivische Ansicht eines Stents, der kein Teil der vorliegenden
Erfindung ist, vor seiner radialen Expansion.
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2 ist
eine perspektivische Ansicht des Stents aus 1 nach seiner
radialen Expansion.
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3 ist
eine Draufsicht auf die Ansicht in 1 nach der
zylindrischen Projektion des Stents auf eine ebene Fläche, um
Einzelheiten der Konfiguration des Stents zu zeigen.
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4 ist
eine Draufsicht auf den Stent aus 2 nach der
zylindrischen Projektion des Stents auf eine ebene Fläche, um
Einzelheiten der Konfiguration des Stents nach seiner radialen Expansion
zu zeigen.
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5 ist
eine Draufsicht auf einen Stent, der eine erste Alternative des
Stents in 3 vor der radialen Expansion
darstellt.
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6 ist
eine Draufsicht auf den Stent aus 5 nach seiner
radialen Expansion.
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7 ist
eine Draufsicht auf einen Stent, der eine zweite Alternative des
Stents in 3 vor der radialen Expansion
darstellt.
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8 ist
eine Draufsicht auf den Stent aus 7 nach seiner
radialen Expansion.
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9 ist
eine Draufsicht auf einen Stent, der eine dritte Alternative des
Stents in 3 vor der radialen Expansion
darstellt.
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10 ist
eine Draufsicht auf den Stent aus 9 nach seiner
radialen Expansion.
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11 ist
eine Draufsicht auf einen Stent, der eine Alternative zu dem Stent
in 9 darstellt, wobei seine Endstreben aus einem
Material mit röntgendichten
Eigenschaften bestehen, vor der radialen Expansion.
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12 ist
eine Draufsicht auf den Stent aus 11 nach
seiner radialen Expansion.
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13 ist
eine Vorderansicht des Stents aus 11 und 12,
wie er aussehen würde,
wenn man ihn mit einer medizinischen Bilddarstellungsvorrichtung
betrachten würde,
die das röntgendichte Material
leichter erkennt als nicht-röntgendichtes
Material, wobei das Lumen deutlich von einem röntgendichten Farbstoff umrissen
ist und Teile des Stents aus nicht-röntgendichtem Material in gestrichelten
Linien gezeigt sind, die andeuten sollen, dass diese Teile nur vage
zu erkennen sind.
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14 ist
eine zylindrische Projektion einer alternativen Ausführungsform
des Stents aus 5 und 6, wobei
einer größere Anzahl
axialer Verbindungselemente vorgesehen sind, die Lücken zwischen
den Streben des Stents überspannen.
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15 ist
eine zylindrische Projektion einer anderen alternativen Ausführungsform
des Stents aus 5 und 6, wobei
fünf Verbindungselemente
vorgesehen sind, die jede Lücke überspannen,
und fünf
Zugstangen vorgesehen sind, die jede Lücke überspannen und wobei für jede Strebe
eine größere Anzahl
Verbindungselemente vorgesehen ist.
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16 ist
eine zylindrische Projektion einer anderen alternativen Ausführungsform
des Stents aus 5 und 6, wobei
vier Zugstangen vorgesehen sind, die jede Lücke überspannen, und vier Verbindungselemente
vorgesehen sind, die jede Lücke überspannen,
und wobei eine größere Anzahl Streben
vorgesehen ist als in 5 und 6.
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17 ist
eine zylindrische Projektion einer Alternative zum Stent in 16,
wobei die Streben eine größere Amplitude
für einen
größeren Betrag
an radialer Expansion des Stents zeigen.
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18 ist
eine zylindrische Projektion eines Teils des Stents aus 17,
die Einzelheiten der erfindungsgemäßen flexiblen axialen Verbindungselemente
zeigt.
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19–21 sind
zylindrische Projektionen eines Teils des Stents aus 18,
die drei alternative Ausführungsformen
eines Ellbogens des flexiblen axialen Verbindungselements des Stents
zeigen.
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22 ist
eine perspektivische Ansicht eines der erfindungsgemäßen Stents
in seiner Position auf einem Katheter, wobei der Katheter so gebogen ist,
wie er es beim Durchschieben durch eine scharfe Kurve in einem Körperlumen
vor der radialen Expansion des Stents sein würde.
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23 ist
eine perspektivische Ansicht eines der erfindungsgemäßen Stents,
die zeigt, wie der Stent ausreichend gebogen werden kann, um den gewundenen
Arterienpfaden zu folgen.
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24 ist
eine schematische Darstellung der Arterienpfade eines Herzens, die
einige mögliche Stellen
für die
Implantation der erfindungsgemäßen chirurgischen
Stents zeigt.
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Beste Arten
zur Durchführung
der Erfindung
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Die
Ausführungsformen
in 1 bis 13 stellen keine Offenbarung
der vorliegenden Erfindung dar.
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In
den Zeichnungen bezeichnen gleiche Bezugsziffern stets gleiche Teile,
wobei Bezugsziffer 10 den radial expandierbaren axial nicht-kontrahierbaren
chirurgischen Stent (1 und 2) bezeichnet.
Der Stent 10 weist im Allgemeinen eine zylinderförmige Kontur
auf, die durch eine Reihe von Umfangselementen, sogenannten Streben 20,
definiert wird, die durch zahlreiche axiale Elemente, die häufig als
Zugstangen 50 bezeichnet werden, miteinander verbunden
sind. Die Streben 20 sind im allgemeinen wellenförmig, so
dass eine Amplitude 22 (4) der Streben 20 verringert
und ein Durchmesser der Streben 20 vergrößert werden
kann, wenn der Durchmesser des Stents 10 radial expandiert
wird.
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Im
Wesentlichen und insbesondere mit Bezug auf 1 und 2 weist
der Stent 10 die folgenden grundlegenden Merkmale auf.
Eine Reihe von Umfangselementen, wie z. B. die Streben 20a, 20b, 20c, 20d, 20e, 20f,
sind jeweils so orientiert, dass sie die zylindrische Kontur des
Stents 10 umschreiben. Jede Strebe 20 enthält eine
Reihe von Biegungen 30 (3 und 4),
die der Strebe 20 ihre Wellenform verleihen. Jede Strebe 20 ist
durch eine Lücke 40 von
benachbarten Streben 20 beabstandet. Eine Reihe von Zugstangen 50 erstrecken sich
zwischen benachbarten Streben 20 und über die Lücke 40, so dass benachbarte
Streben 20 miteinander verbunden werden. Die Zugstangen 50 wirken
als axiale Elemente, die die axiale Stellung der Streben 20 bei
der radialen Expansion des Stents 10 entlang dem Pfeil
R (2) aufrechterhalten. Die Zugstangen 50 sind
soweit flexibel und soweit von anderen Zugstangen 50 beabstandet,
dass der gesamte Stent 10 sich etwas biegen kann, so dass
die Mittelachse 2 sich biegt, wenn der Stent 10 vor
seiner radialen Expansion durch die Arterienpfade oder andere Körperlumen
bewegt wird.
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Insbesondere
und insbesondere mit Bezug auf 1 bis 4,
sind Einzelheiten des chirurgischen Stents 10 zu sehen,
Jede Strebe 20 ist vorzugsweise ein dünner länglicher Strang aus einem Material
wie z. B. Metall, der im Wesentlichen innerhalb einer den Stent 10 formenden
zylindrischen Kontur liegt. Jede Strebe 20 hat eine wellenförmige Kontur
mit einer konstanten Amplitude 22 (4) und Wellenlänge 24 (4),
während
sie die zylindrische Kontur des Stents 10 umschreibt. Jede
Strebe 20 besitzt somit Biegungen 30, die eine
Reihe von abwechselnden Mulden 32 und Kämmen 36 liefern. Zwischen
jeder benachbarten Mulde 32 und Kamm 36 ist ein
Wendepunkt 34 vorgesehen, der einen Übergang zwischen der Mulde 32 und
dem Kamm 36 definiert.
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Ob
ein Teil einer Biegung 30 eine Mulde 32 oder ein
Kamm 36 ist, hängt
größtenteils
von der Perspektive ab. Der Einheitlichkeit halber und insbesondere
mit Bezug auf 4 ist die Mulde 32 derjenige Teil
jeder Biegung 30, der von der benachbarten Strebe 20,
zu der die Biegung hin weist, am meisten entfernt ist, und der Kamm 36 ist
derjenige Teile der Biegung 30, der der benachbarten Strebe 20,
zu der die Biegung 30 hin weist, am nächsten liegt. Die Mulden 32 und
Kämme 36 sind
jeweils kein bestimmter Punkt auf jeder Biegung 30, sondern
vielmehr eine Region, die sich von einem Wendepunkt 34 zum
nächsten
benachbarten Wendepunkt 34 auf jeder Strebe 20 erstreckt.
Ob ein Teil einer Biegung 30 eine Mulde 32 oder
ein Kamm 36 ist, hängt
auch davon ab, welche Seite jeder Biegung 30 untersucht
wird. Eine Biegung 30, die von einem ersten Ende 60 und
einem zweiten Ende 70 des Stents 10 beabstandet
ist, kann beispielsweise einen Kamm 36 auf einer Seite
der Biegung 30 haben, die dem ersten Ende 60 am
nächsten liegt,
und eine Mulde 32 auf der anderen Seite derselben Biegung 30,
die dem zweiten Ende 70 am nächsten liegt.
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Jeder
Wendpunkt 34 ist der Punkt, an dem die Biegung 30 von
ihrer Kurve in eine Richtung (d. h. im Uhrzeigersinn) in ihre Kurve
in einer entgegengesetzten Richtung (d. h. gegen den Uhrzeigersinn) übergeht.
Jeder Wendepunkt 34 ist vorzugsweise ein einzelner Punkt
am Beginn und in der Mitte jeder Wellenlänge 24 jeder Strebe 20.
Der Wendepunkt 34 kann alternativ aber auch eine lineare
Region zwischen jedem Kamm 36 und jeder Mulde 32 und
nicht nur ein Punkt sein. Vorzugsweise ist jede Strebe 20 mit
benachbarten Streben 20 ausgerichtet, so dass die Mulden 32 benachbarter
Streben 20 axial miteinander ausgerichtet sind und die
Kämme 36 jeder Strebe 20 axial
miteinander ausgerichtet sind.
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Eine
Lücke 40 befindet
sich zwischen jedem Paar benachbarter Streben 20. Somit
haben die Endstreben 20, wie z. B. die Strebe 20a neben
dem ersten Ende 60 und die Strebe 20f neben dem
zweiten Ende 70, nur eine Lücke 40 neben ihnen
und Zwischenstreben 20b, 20c, 20d, 20e haben
Lücken 40 auf
beiden Seiten. Vorzugsweise definiert jede Lücke 40 einen Raum
zwischen benachbarten Streben 20, der von den neben jeder
Lücke 40 liegenden
Strebe 20 nicht überspannt
wird. Statt dessen sind die unten ausführlich beschriebenen Zugstangen 50 zum Überspannen
der Lücken 40 vorgesehen.
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Jede
Lücke 40 besitzt
eine Breite, die schwankt, je nachdem, ob die Lücke 40 neben Mulden 32 benachbarter
Streben 20 oder Kämmen 36 benachbarter
Streben 20 angeordnet ist. An Stellen der Lücken 40 neben
den Kämmen 36 benachbarter Streben 20 ist
eine Mindestbreite 42 in der Lücke 40 definiert (4).
An Stellen entlang der Lücke 40 neben
den Mulden 32 benachbarter Streben 20 ist eine maximale
Breite 44 in der Lücke 40 definiert
(4). Jede Lücke 40 weist
somit ein abwechselndes Muster von Mindestbreiten 42 und
Höchstbreiten 44 auf, während die
Lücke 40 die
zylindrische Kontur des Stents 10 umschreibt.
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Jede
Höchstbreite 44 definiert
ferner einen Seitenschlitz 46 (4), an dem
sich die Lücke 40 über eine
signifikante Entfernung von einer Mittelebene der Lücke 40 weg
und zu benachbarten Streben 20 hin erstreckt. Der Schlitz 46 hat
eine Kontur, die durch die Konfiguration der Biegungen 30 benachbarter
Streben 20 und den radialen Expansionsstatus des Stents 10 (d.
h. vor der radialen Expansion entlang Pfeil R in 2 oder
nach der radialen Expansion) definiert wird. Vorzugsweise hat jeder Schlitz 46 (4)
vor der radialen Expansion entlang Pfeil R (2) eine
knollenförmige
Kontur (3), die eine knollenförmige Kontur
der Biegungen 30 widerspiegelt, so dass der Schlitzt 46 erst
schmäler
und dann wieder breiter wird, wenn der Schlitzt 46 sich von
einer Mittelebene der Lücke 40 weg
und bis hinunter in eine der Mulden 32 in einer der Biegungen 30 einer
benachbarten Strebe 20 erstreckt. Nach der radialen Expansion
des Stents 10 (4) verlieren die Schlitze 46 diesen
knollenförmigen
Charakter und weisen stattdessen eine Kontur auf, deren Breite sich verjüngt, wenn
sich die Schlitze 46 von einer Mittelebene der Lücke 40 weg
erstrecken.
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Durch
Gestaltung der Streben 20 mit dieser Eigenschaft von Biegungen 30 mit
einem knollenförmigen
Charakter, wodurch die Schlitzt 46 eine kleiner werdende
und dann wieder größer werdende
Breite besitzen, können
die Streben 20 weiter radial entlang Pfeil R expandieren.
Dadurch können
sich die Stents 10 zu einer größeren Länge über den Umfang entlang Pfeil
C (2 und 4) ausdehnen, wodurch die radiale
Expansionsfähigkeit
maximiert wird. Durch diese knollenförmige Kontur der Schlitzt 46 bleibt
die Amplitude 22 (4) der Streben 20 bei der
anfänglichen
radialen Expansion des Stents 10 unverändert. Erst nach signifikanter
radialer Expansion und Umfangsstreckung beginnt die Amplitude 22 der
Streben 20 signifikant abzunehmen.
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Mindestens
eine Zugstange 50 ist in jeder Lücke 40 orientiert.
Die Zugstange 50 ist vorzugsweise eine dünne längliche
Konstruktion mit einer ersten Extremität, die von einer zweiten Extremität beabstandet
ist. Die erste Extremität
ist an einer ersten Verbindungsstelle 52 an einer ersten
benachbarten Strebe 20 befestigt, und die zweite Extremität ist an einer
zweiten Verbindungsstelle 54 an einer zweiten benachbarte
Strebe 20 befestigt. Die erste Verbindungsstelle 52 und
die zweite Verbindungsstelle 54 sind beide vorzugsweise
in Mulden 32 der Streben 20 angeordnet, die neben
der Lücke 40 liegen,
die von der Zugstange 50 überspannt wird.
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Um
eine axiale Kontraktion entlang Pfeil A (2) während der
radialen Expansion des Stents 10 zu verhindern, ist es
wichtig, dass mindestens die Extremitäten der Zugstange 50,
die an Endstreben 20a, 20f neben dem ersten Ende 60 und
dem zweiten Ende 70 verbunden sind, an Mulden 32 der
Endstreben 20a, 20f befestigt sind. Die zweiten
Extremitäten der
Zugstange 50, die mit Zwischenstreben 20 im Abstand
vom ersten Ende 60 und dem zweiten Ende 70 verbunden
sind, können
entweder in den Mulden 32 oder den Kämmen 36 befestigt
sein.
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Wenn
mindestens eine Zugstange 50 über jeder Lücke 40 liegt und die
Verbindungsstellen 52, 54 in den Mulden 32 angeordnet
sind, bleibt die Länge
der Schlitze 46 in der Lücke 40 erhalten. Wenn
der Stent 10 somit entlang Pfeil R bis zu dem Punkt radial expandiert
wird, an dem die Amplitude 22 der Streben 20 neben
jeder Lücke 40 abzunehmen
beginnt, werden die Streben 20 neben jeder Lücke 40 nicht zusammengezogen.
Statt dessen werden die Mindestbreiten 42 in den Lücken 40 größer und
die Streben 20, und zwar insbesondere die Endstreben 20a, 20f,
halten ihre Position. So tritt keine axiale Kontraktion entlang
Pfeil A auf.
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Von
vorherrschender Bedeutung bei der Konfiguration des Stents 10 ist,
dass die Lücken 40 neben
dem ersten Ende 60 und dem zweiten Ende 70 von
Zugstangen 50 überspannt
werden, die in den Mulden 32 in den das erste Ende 60 und
das zweite Ende 70 definierenden Streben 20a, 20f angeordnet sind.
Darüber
hinaus können
die anderen Zugstangen 50 zwischen Zwischenstreben 20b, 20c, 20d, 20e entweder
in Mulden 32 oder auf Kämmen 36 angeordnet
sein. Die Zugstangen 50 zwischen benachbarten Zwischenstreben 20b, 20c, 20d, 20e sollten aber
mindestens an einer gleichen Anzahl Mulden 32 und Kämmen 36,
oder an einer größeren Anzahl
Mulden 32 befestigt sein, wie dies in 1–4 zu
sehen ist, wo die Zugstangen 50 nur an Mulden 32 befestigt
sind.
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Die
Erfahrung hat gezeigt, dass die dünnen Querschnitte der Zugstangen 50 dazu
führen,
dass die Zugstangen 50 sich in vielen Fällen etwas biegen. Deshalb
ist es vorteilhaft, eine größere Anzahl
von Lücken 40 zu
haben, die von Zugstangen 50 überspannt werden, die mit benachbarten
Streben 20 an Mulden 32 verbunden sind, als Zugstangen 50,
die an Kämmen 36 befestigt
sind, um die Möglichkeit
einer Biegung der Zugstangen 50 auszugleichen.
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Vorzugsweise
weist jede Lücke 40 Zugstangen 50 auf,
die sich von den Mulden 34 jeder benachbarten Strebe 20 aus
erstrecken. Theoretisch könnte eine
solche Konfiguration tatsächlich
dazu führen, dass
der Stent 10 axial entlang Pfeil A expandiert, wenn er
radial entlang Pfeil R expandiert wird, so dass sich die Zugstangen 50 etwas
biegen, wenn sie in einem Körperlumen
angeordnet sind, und somit etwas kürzer werden, so dass der Stent 10 in
Wirklichkeit im Wesentlichen dieselbe axiale Länge behält wie vor der Expansion und
nur eine geringe Möglichkeit
einer minimalen Kontraktion oder Expansion besteht. Zu beachten
ist, dass sogar sogenannte selbstkontrahierende Stents, beispielsweise
der expandierbare Stent von Lau (Patent Nr. 5.514.154) um bis zu der
Hälfte
der Amplitude von Umfangselementen, die solche Stents des Standes
der Technik bilden, kontrahieren kann. Diese Kontraktion von Stents
des Standes der Technik, wie sie von Lau gelehrt wird, tritt insbe-sondere
an den Enden der Stents auf, wo axiale Elemente auf Umfangselemente
an den Kämmen
in den Umfangselementen treffen.
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Das
die Streben 20 und andere Elemente des Stents 10 formende
Material besteht vorzugsweise aus Edelstahl mit einem ausreichend
kleinen Querschnitt, damit die Streben 20 problemlos mit
radialer Kraft, beispielsweise entlang Pfeil R (2)
bis zu einem Punkt geladen werden können, der die Streckgrenze
des Materials, aus dem die Streben 20 bestehen, überschreitet.
Bei Aufbringen einer solchen radialen Kraft wird das Material, aus
dem die Streben 20 bestehen, plastisch verformt, so dass
die Streben 20 radial expandieren, sich über den
Umfang strecken und in ihrer Amplitude kontrahieren. Diese Verformung
des Materials, aus dem die Streben 20 bestehen, könnte theoretische
stattfinden, bis die Streben 20 zu einem Kreis verformt
werden, bevor weitere Verformung schließlich zum Versagen der Spannung
der Streben 20 führen
würde.
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In
der Praxis erhält
der Stent 10 aber insgesamt eine Strukturstärke, indem
er nicht bis zum maximalen Ausmaß expandiert wird, sondern
nur bis zu einem Punkt, an dem die Streben 20 noch immer
ein wellenförmiges
Aussehen aufweisen und die Amplitude nur leicht verringert ist und
die Wellenlänge
der Streben 20 um einen ähnlichen Betrag wie das Ausmaß der Vergrößerung der
Umfangslänge
jeder Strebe 20 vergrößert ist.
Obwohl die Streben 20 plastisch verformt wurden, wurde
die Stärke
des Materials, aus dem die Streben 20 bestehen, nicht überschritten. Das
Material zeigt somit noch immer ähnliche
Eigenschaften im Hinblick auf die Stärke und kann seine gewünschte Funktion,
d. h. die Unterstützung
eines Körperlumens
im expandierten Zustand erfüllen.
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Es
ist zu beachten, dass Edelstahl eine Streckgrenze zwischen 27590
N/cm2 und 51731 N/cm2 und
eine spezifische Festigkeit zwischen 62077 N/cm2 und
82218 N/cm2 aufweist. Somit kann dem Stent 10 relativ
problemlos ausreichende radiale Kraft verliehen werden, damit die
Streckgrenze des Materials, aus dem die Streben 20 bestehen, überschritten
wird ohne aber die spezifische Festigkeit zu überschreiten. Dies gilt insbesondere
dann, wenn die Streben 20 sich bei der radialen Expansion
tatsächlich „biegen" und nicht „dehnen". Techniken für die Expansion
von Stents wie dem Stent 10 sind im Stand der Technik wohlbekannt.
Bei einer solchen Technik wird ein expandierbarer Ballon im Stent
platziert wird, der mit Luft oder einem anderen Fluidum gefüllt werden
kann, so dass sich der Ballon elastisch aufweiten und eine radiale
Kraft auf den Stent aufbringen kann. Spezifische Einzelheiten dieser
Expansionstechniken sind in den Patenten, die im Hintergrund der
Erfindung beschrieben sind, erwähnt und
werden hiermit bezugnehmend aufgenommen.
-
Als
Alternative zu dem chirurgischen Stent 10 der bevorzugten
Ausführungsform
ist ein chirurgische Stent 110 (5 und 6)
vorgesehen, der Verbindungsglieder 180 aufweist, die bestimmte
Teile des Stents 110 überspannen.
Der Stent 110 weist eine ähnliche Konfiguration auf wie
der Stent 10 der bevorzugten Ausführungsform, mit den unten aufgeführten Ausnahmen.
Somit enthält
der Stent 110 Streben 120, die als Umfangselemente
für den
Stent 110 wirken, wobei die Biegungen 130 den
Biegungen 30 in den Streben 20 der bevorzugten
Ausführungsform
wirken, und Lücken 140 zwischen
benachbarten Streben 120. Jede Biegung 130 enthält eine
Reihe von abwechselnden Mulden 132 und Kämmen 136. Zugstangen 150 ähnlich wie
die Zugstangen 50 der bevorzugten Ausführungsform, sind über einigen
Lücken 140 angeordnet,
während
andere Lücken 140 mit
den Verbindungsgliedern 180 versehen sind. Vorzugsweise
sind die Lücken 140 neben
dem ersten Ende 160 und dem zweiten Ende 170 mit
Zugstangen 150 darin versehen. Darüber hinaus sind diese Zugstangen 150 vorzugsweise zwischen
Mulden 132 benachbarter Streben 120 orientiert.
Andere Lücken 140 im
Abstand von dem ersten Ende 160 und dem zweiten Ende 170 können entweder
Zugstangen 150 oder Verbindungsglieder 180 enthalten.
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Jedes
Verbindungsglied 180 ist eine dünne längliche Konstruktion mit einem
linken Ende 182 (6), einem
rechten Ende 184 und einem medial zwischen dem linken Ende 182 und
dem rechten Ende 184 angeordneten Ellbogen 186.
Das Verbindungsglied 180 ist somit mit einem linken Arm 187 ausgestattet,
der sich vom linken Ende 182 zum Ellbogen 186 erstreckt,
und mit einem rechten Arm 188, der sich vom rechten Ende 184 zum
Ellbogen 186 erstreckt. Vorzugsweise führt der Ellbogen 186 dazu, dass
der linke Arm 187 lotrecht zum rechten Arm 188 liegt.
Der Ellbogen 186 stellt einen bestimmten Ort dar, an dem
sich der linke Arm 187 und der rechte Arm 188 jedes
Verbindungsglieds 180 um den Pfeil F (6)
so zueinander hin und voneinander weg biegen können, dass die Flexibilität des gesamten Stents 110 erleichtert
wird, wenn er durch die gewundenen Pfade geschoben wird.
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Die
Verbindungsglieder 180 sind vorzugsweise an Mindestbreiten 142 in
der Lücke 140 orientiert,
in der die Verbindungsglieder 180 angeordnet sind. Vorzugsweise
wechseln sich die Lücken 140 mit den
darin angeordneten Verbindungsgliedern 180 mit Lücken 140 mit
darin angeordneten Zugstangen 150 ab und enthalten keine
Lücken 140 neben
dem ersten Ende 160 und dem zweiten Ende 170.
Wenn der Stent 110 radial expandiert wird und eine Amplitude der
Biegungen 130 und der Streben 120 abnimmt, halten
die Verbindungsglieder 180 Kämme 136 benachbarter
Streben 120 über
den Lücken 140 zusammen.
Dadurch entsteht eine Kontraktionswirkung auf dem Stent 110.
Die zwischen den Mulden 132 und benachbarten Streben 120 angeordneten
Zugstangen 150 wirken aber eher expandierend auf den Stent 110.
Das Endergebnis der Zugstangen 150 mit ihrem axial expandierenden
Effekt und der Verbindungsglieder 180 mit ihrer axial kontrahierenden
Wirkung ist, dass der Stent 110 gar keine oder nur eine geringe
Nettokontraktion aufweist, wenn er radial expandiert wird.
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Vorzugsweise
haben die Lücken 140 mit
den darin angeordneten Zugstangen 150 drei Zugstangen 150 und
die Streben 120 sechs Mulden 132 und sechs Kämme 136,
so das nur die Hälfte
der möglichen
Stellen auf der Zugstange 150 genutzt werden. Vorzugsweise
enthalten die mit Verbindungsglieder 180 ausgestatteten
Lücken 140 nur
zwei Verbindungsglieder 180 darin. Somit bleiben vier Mindestbreiten 142 frei.
Die Lokalisationen der Verbindungsglieder 180 sind vorzugsweise
auf dem Umfang gegenüber
den Lokalisationen der Zugstangen 150 versetzt, um die
Flexibilität
des Stents 110 noch weiter zu erhöhen. Andere Stentdesigns ähnlich dem
chirurgischen Stent 110 mit Verbindungsgliedern 180 sind ausführlich in 14–23 gezeigt,
wobei weitere Details dieser Stents zur weiteren Erhöhung ihrer Flexibilität erläutert werden.
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7 und 8 zeigen
insbesondere Details einer zweiten alternativen Ausführungsform
des Stents 10 mit Verbindungsgliedern und Streben aus einzelnen
linearen Segmenten. Ein solcher Stent 210 weist noch immer
eine zylindrische Kontur auf, die von einer Vielzahl von Streben 220 definiert
wird. Nur die Einzelheiten dieses Stents 210, die von den
Einzelheiten des Stents 10 der bevorzugten Ausführungsform
abweichen, sind unten detailliert aufgeführt. Jede Strebe 220 hat
ein wellenförmiges
Aussehen mit einer Reihe von darin angeordneten Biegungen 230.
Jede Biegung 230 weist aber eine flache Mulde 234 (8)
auf, die parallel zu einer Vielzahl von flachen Kämmen 236 angeordnet
und axial davon beabstandet ist. Jede flache Mulde 234 und
jeder flache Kamm 236 ist vorzugsweise in einer Ebene lotrecht
zur Mittelachse (siehe die Mittelachse 2 in 2)
des Stents 210 orientiert.
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Jede
flache Mulde 234 ist mit benachbarten flachen Kämmen 236 durch
Wendeschenkel 235 verbunden. Jeder Wendeschenkel 235 ist
vorzugsweise linear und verläuft
nicht parallel zur flachen Mulde 234 oder dem flachen Kamm 236.
Ecken 237 sind an Übergängen zwischen
den Enden der Wendeschenkel 235 und benachbarten flachen
Mulden 234 und flachen Kämmen 236 vorgesehen.
Der Stent 210 expandiert auf ähnliche Weise wie der Stent 10 der
bevorzugten Ausführungsform
radial, außer
dass die Konfiguration der Streben 220 von einer eher rechteckigen
Konfiguration der Biegungen 230 zu einer trapezförmigen Konfiguration
der Biegungen 230 verändert
wurde. Die Amplitude 222 der Streben 220 nimmt
ab, wenn die radiale Expansion auftritt und die Wellenlänge 224 der
Streben 220 nimmt bei der radialen Expansion ähnlich wie
beim Stent 10 der bevorzugten Ausführungsform zu.
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Lücken 240 sind
zwischen benachbarten Streben 220 im Stent 210 orientiert.
Zugstangen 250 sind zwischen flachen Mulden 234 in
benachbarten Streben 220 vorgesehen, die die Lücken 240 überspannen.
Diese Zugstangen 250 sind vorzugsweise an den Lücken 240 neben
einem ersten Ende 260 und einem zweiten Ende 270 und
optional an anderen Lücken 240 im
Stent 210 angeordnet.
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Anstelle
der Zugstangen 250 werden die Lücken 240 von gebogenen
Verbindungsgliedern 280 überspannt (8).
Vorzugsweise besitzt jedes gebogene Verbindungsglied 280 ein
linkes Ende 282, das von einem rechten Ende 284 beabstandet
ist und zwischen dem linken Ende 282 und dem rechten Ende 284 gebogen
ist. Vorzugsweise sind die gebogenen Verbindungsglieder 280 zwischen
benachbarten flachen Kämmen 236 der
Streben 220 neben der Lücke 240,
die von dem gebogenen Verbindungsglied 280 überspannt wird,
angeordnet. Das gebogenen Verbindungsglied 280 hat eine ähnlich Funktion wie
das Verbindungsglied 180 der ersten alternativen Ausführungsform,
indem sie benachbarte Lücken 240 verbindet,
um eine lokalisierte Kontraktion hervorzurufen, um die durch die
Zugstangen 250 hervorgerufene lokalisierte Expansion auszugleichen
und es dem Stent 210 insgesamt zu ermöglichen, bei der radialen Expansion
nur wenig oder gar keine Kontraktion in axialer Richtung zu zeigen.
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Als
Alternative zur Strebe 220, können die gebogenen Verbindungsglieder 280 durch
Verbindungsglieder 180 ersetzt werden. In dieser Ausführungsform
enthält
jede flache Mulde 234, die zu einer Lücke 240 hin weist,
eine Zugstange 250 und jeder flache Kamm 236 neben
einer Lücke 240 enthält ein daran
befestigtes gebogenes Verbindungsglied 280. So entstehen
keine Leerstellen in den flachen Mulden 234 oder den flachen
Kämmen 236.
Bei einer solchen Konfiguration hat der Stent 210 bei Anwendungen,
in denen die radiale Festigkeit von grundlegender Bedeutung und
Flexibilität
nur von untergeordneter Bedeutung ist, nur minimale Flexibilität. Alternativ
können
in den Mulden 234 und den Kämmen 236 auf ähnliche
Weise wie in der bevorzugten Ausführungsform oder der ersten
alternativen Ausführungsform
Leerstellen vorgesehen werden.
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Insbesondere
in Bezug auf 9 und 10 sind
Einzelheiten einer dritten alternativen Ausführungsform des chirurgischen
Stents 10 der bevorzugten Ausführungsform zu sehen. Diese
dritte alternative Ausführungsform
sieht einen Stent 310 vor, der aus mehreren Elementen bestehende
Verbindungsstellen 380 darin aufweist. Einzelheiten des Stents 310 ähneln denen
des Stents 210, außer
wie unten genauer beschrieben. Der Stent 310 enthält somit
eine Reihe von Streben 320, die eine zylindrische Kontur
des Stents 310 umschreiben und ein wellenförmige Kontur
mit Biegungen 330 aufweisen. Lücken 340 sind zwischen
benachbarten Streben 320 vorgesehen. Abwechselnde Lücken 340 und
insbesondere die Lücken 340 neben
dem ersten Ende 360 und dem zweiten Ende 370 sind
mit Zugstangen 350 versehen. Andere Lücken 340 können entweder mit
Zugstangen 350 ausgestattet sein oder eine Breite aufweisen,
die auf Null verringert ist, und sie können Kämme 320 neben der
Lücke 340 aufweisen,
die mit aus mehreren Elementen bestehenden Verbindungsstellen 380 miteinander
verbunden sind.
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Im
Wesentlichen ersetzt die aus mehreren Elementen bestehende Verbindungsstelle 380 das gebogene
Verbindungsglied 280 der zweiten alternativen Ausführungsform
und führt
dazu, dass die Lücke 340 mit
den aus mehreren Elementen bestehenden Verbindungsstellen 380 auf
eine Breite von Null reduziert werden. Der Stent 310 ist
auf ähnliche
Weise wie der Stent 210 expandierbar. Da die Zugstangen 250 aber
mit den aus mehreren Elementen bestehenden Verbindungsstellen 280 ausgerichtet
sind, formt jede einzelne Zugstange 250 ein kontinuierliches
axiales Element, das sich vom ersten Ende 360 zum zweiten
Ende 370 erstreckt. Somit wird eine axiale Länge des
Stents 310 ohne Kontraktion mit hoher Präzision erhalten.
Die einzige Möglichkeit
zur axialen Kontraktion ist auf eine mögliche Biegung der Zugstange 350 zurückzuführen und
nicht auf die Anordnung der den Stent 310 formenden Elemente.
Die Zugstangen 350 bieten darüber hinaus ein begrenztes Ausmaß an Biegung
für den
Stent 310. Der Stent 310 ist aber nicht so flexible
wie die Stents 10, 110, 210 der anderen
Ausführungsformen
und eignet sich besonders für
Anwendungen, in denen Flexibilität
nur von untergeordneter Bedeutung und mangelnde axiale Kontraktion
und radiale Festigkeit von übergeordneter
Bedeutung sind.
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11, 12 und 13 zeigen
Einzelheiten einer vierten alternativen Ausführungsform. Der Stent 410 ist
nur soweit beschrieben, wie seine Einzelheiten von den Einzelheiten
des Stents 310 der dritten alternativen Ausführungsform
abweichen. Der Stent 410 enthält somit eine Reihe von Streben 420, die
eine zylindrische Kontur des Stents 410 umschreiben. Eine
erste Endstrebe 426 ist neben dem ersten Ende 460 angeordnet
und eine zweite Endstrebe 428 ist neben dem zweiten Ende 470 angeordnet.
Diese Endstreben 426, 428 bestehen aus einem einzigartigen
Material aus dem Material, aus dem die mittleren Streben 420 und
die anderen Elemente des Stents 410 bestehen. Diese Verwendung
eines anderen Materials als des Materials, aus dem die anderen Elemente
des Stents 410 bestehen, für die Endstreben 426, 428 könnte auch
für die
anderen Stents 10, 110, 210, 310 der
anderen Ausführungsformen
verwendet werden.
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Das
Material, aus dem die Endstreben 426, 428 bestehen,
ist vorzugsweise ein Material, das bei Ansicht mit einem medizinischen
Bilddarstellungsgerät
opaker ist als das Material, aus dem andere Teile des Stents 410 bestehen.
Wenn Edelstahl zur Bildung anderer Teile des Stents 410 verwendet
wird, können
die Endstreben 426, 428 beispielsweise aus einem
Material wie Gold, Platin, Silber oder einer Legierung oder Amalgam
oder aus einem anderen ausreichend dichten Material bestehe, um
ein klares Bild bei der Betrachtung mit einem medizinischen Bilddarstellungsgerät zu erhalten.
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Die
Endstreben 426, 428 sind nicht mit einem röntgendichten
Material beschichtet. Statt dessen bestehen die Endstreben 426, 428 aus
einem röntgendichten
Material. Dies ist wichtig, weil die Beschichtung von Stents, wie
dem Stent 410, dazu führt,
dass die Dicke der den Stent bildenden Elemente um einige Tausendstel
Zoll vergrößert wird. Ein
solcher beschichteter Stent lässt
sich nur schwer durch die gewundenen Pfade schieben. Wenn die Endstreben
durch Beschichtung verdickt sind, weist das röntgendichte Material darüber hinaus
ein relativ breites Profil auf, das bei Ansicht mit einem Fluoroskop
oder einer anderen medizinischen Bilddarstellungsvorrichtung übermäßig hell
sein kann, so dass die röntgendichten
Enden des Stents verschwommen und nicht genau definiert erscheinen.
Wenn die Endstreben 426, 428 völlig aus einem röntgendichten Material
geformt werden, werden die Nachteile der Beschichtung vermieden.
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Wie
in 13 gezeigt, sind die Enden 460, 470 des
Stents 410 mit einer medizinischen Bilddarstellungsvorrichtung
deutlich erkennbar, wenn die Endstreben 426, 928 aus
einem „röntgendichten" Material wie oben
beschrieben bestehen. Darüber
hinaus kann das Lumen L, in dem der Stent 410 angeordnet
ist, in einer medizinischen Bilddarstellungsvorrichtung hervorgehoben
werden, indem das Lumen L mit einem röntgendichten Farbstoff wie
im Stand der Technik bekannt beschichtet wird. Eine medizinische
Bilddarstellungsvorrichtung, wie z. B. ein Röntgengerät, kann dann verwendet werden,
um die genaue Lokalisation des Stents 410 im Lumen L vor
oder nach Expansion des Stents 410 zu bestimmen. Andere
Teile des Stents 410 sind entweder bei Betrachtung mit
einer medizinischen Bilddarstellungsvorrichtung sichtbar oder sie
sind nur vage zu erkennen, wie in 13 mit
gestrichelten Linien gezeigt ist. Vorzugsweise ist das röntgendichte
Material, aus dem die Endstreben 426, 428 bestehen,
nicht einfach eine Beschichtung auf den Endstreben 426, 428,
sondern die Endstreben 426, 428 bestehen völlig aus
dem ausgewählten
Material.
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Im
Gebrauch und im Betrieb und insbesondere in 1, 2 und 13 sind
Einzelheiten des Betriebs der Stents 10, 110, 210, 310 und 410 beschrieben.
Zunächst
ist der Stent 10 oder die Stents 110, 210, 310, 410 aus
den alternativen Ausführungsformen
in seiner nicht radial expandierten Form wie in 1 bereitgestellt.
Der Stent befindet sich an der gewünschten Stelle, wobei Techniken
des Standes der Technik, wie z. B. Katheterisierung verwendet werden,
bis der Stent 10 an der gewünschten Stelle liegt. Der Stent 10 wird
dann radial entlang Pfeil R (2) expandiert,
so dass die Wellenlänge 24 zunimmt,
die Amplitude 22 abnimmt und die Umfangslänge (entlang
Pfeil C in 2) zunimmt, bis der Stent 10 den
erweiterten Durchmesser aufweist, der für die jeweilige medizinische
Anwendung gewünscht
wird. Da der Stent 10 wie oben beschrieben und in den Zeichnungen
gezeigt konfiguriert ist, bleiben das erste Ende 60 und
das zweite Ende 70 relativ zueinander und zum Körperlumen
während
der gesamten Expansion präzise
positioniert. Daher tritt nur wenig oder gar keine Expansion oder
Kontraktion des Stents 10 auf.
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Wenn
der Stent 410 der vierten alternativen Ausführungsform
verwendet wird, wird der Stent 410 wie oben in Bezug auf
die bevorzugte Ausführungsform
beschrieben positioniert. Vor der Expansion des Stents 410 wird
aber ein röntgendichter
Farbstoff in das betroffene Lumen eingespritzt und mit einer medizinischen
Bilddarstellungsvorrichtung, wie z. B. einem Röntgengerät, wird geprüft, ob der
Stent 410 präzise
an der gewünschten
Stelle positioniert ist. Wenn die Position des Stents 410 sich
nicht präzise an
der gewünschten
Stelle befindet, kann der Stent 410 vor seiner Expansion
weiter manipuliert werden. Wenn der Arzt davon überzeugt ist, dass sich der Stent 410 an
der gewünschten
Stelle befindet, wird der Stent 410 wie oben mit Bezug
auf die bevorzugten Ausführungsform
beschrieben expandiert. Medizinische Bilddarstellungsvorrichtungen
können
dann unmittelbar anschließend
und zur Verlaufskontrolle verwendet werden, um sicherzustellen,
dass sich der Stent 410 noch immer an der gewünschten
Stelle befindet, so dass maximale medizinische Wirksamkeit gewährleistet
ist.
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14–23 sind
Einzelheiten des erfindungsgemäßen Stents 110 (5 und 6)
mit Verbindungsgliedern 180 als axiale Elemente, die die Lücken 140 des
Stents 110 überspannen
ausführlich beschrieben.
Diese Variationen veranschaulichen die unterschiedlichen Konfigurationen,
die der Stent 110 haben kann, um seine Flexibilität zu erhöhen, während die
grundlegende Konfiguration der durch Lücken 140 beabstandeten
Streben 120 beibehalten wird, wobei die Lücken 140 entweder
von Zugstangen 150 oder von Verbindungsgliedern 180 überspannt
werden. Ein erster Stent 110a mit erhöhter Flexibilität ist in 14 gezeigt,
der dem Stent 110 aus 5 und 6 ähnelt, außer dass
drei Verbindungsglieder 180 jede Lücke 140 überspannen,
wo Verbindungsglieder 180 angeordnet sind, anstelle von
nur zwei Verbindungsgliedern 180 wie im Stent 110 in 5 und 6 gezeigt.
Dieser Stent 110a mit erhöhter Flexibilität besitzt
eine radial symmetrischere Konfiguration als der Stent 110 aus 5 und 6,
so dass der Stent 110a gleichmäßige Flexibilität aufweist.
-
Der
Stent 110b mit erhöhter
Flexibilität
aus 15 zeigt analog eine Reihe von Streben 120,
die durch Lücken 140 voneinander
beabstandet sind, wobei entweder Zugstangen 150 oder Verbindungsglieder 180 jede
Lücke 140 überspannen.
Der Stent 110b mit erhöhter
Flexibilität
(15) unterscheidet sich von anderen, oben beschriebenen
Stents 110, 110a mit erhöhter Flexibilität, indem
jede Strebe 120 zehn Biegungen 130 aufweist, wenn
die Streben 120 den Stent 110b umschreibt, anstelle
von nur sechs Biegungen 130 wie in 5, 6 und 14 für die Stents 110, 110a gezeigt.
Darüber
hinaus sind in jeder Lücke 140 fünf Zugstangen 150 und
fünf Verbindungsglieder 180 vorgesehen.
Ferner erstrecken sich Extrastreben 120, insgesamt sechszehn,
zwischen dem ersten Ende 160 und dem zweiten Ende 170,
anstelle von vierzehn Streben 120 zwischen dem ersten Ende 160 und
dem zweiten Ende 170 wie in dem Stent 110a mit
erhöhter
Flexibilität
aus 14 gezeigt.
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Der
Stent 110c mit erhöhter
Flexibilität
ist in 16 gezeigt. Der Stent 110c ähnelt dem
Stent 110b mit erhöhter
Flexibilität
aus 15, außer
das acht Biegungen 130 auf jeder Strebe 120 vorgesehen sind
und vier Zugstangen 150 und vier Verbindungsglieder 180 jede
Lücke 140 überspannen.
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Der
in 17 gezeigte Stent 110d mit erhöhter Flexibilität entspricht
dem Stent 110c mit erhöhter Flexibilität aus 16,
außer
dass die Streben 120 eine etwas andere Kontur beim Stent 110d mit
erhöhter
Flexibilität
als beim Stent 110c mit erhöhter Flexibilität aus 16 aufweisen.
Insbesondere besitzen die Streben 120 des Stents 110d mit
erhöhter
Flexibilität
eine größere Amplitude
(analog der Amplitude 22 in 4) als die
Amplitude der Streben 120 der anderen Stents 110, 110a, 110b, 110c mit
erhöhter Flexibilität aus 5, 6 und 14–16.
mit einer größeren Amplitude
können
die Streben 120 stärker
radial expandiert werden, so dass der Stent 110d mit erhöhter Flexibilität bei der
Implantation in eine Körperlumen
wie oben besprochen stärker
expandiert werden kann.
-
Insbesondere
in 18 sind die spezifischen Merkmale einzelner Bestandteile
des Stents 110, die analog auch die Stents 110a, 110b, 110c und 110d aufweisen,
ausführlich
gezeigt. Jede Strebe 120 besitzt eine Reihe von Biegungen 130,
die zwischen Mulden 132 und Kämmen 136 abwechseln. Lücken 140 sind
zwischen jeder Strebe 120 vorgesehen. Die Lücken 140 sind
nicht alle gleich. Die Lücken 140 sind
in schmale Lücke 140a und
breite Lücken 140b aufgeteilt.
Die schmalen Lücken 140a sind zwischen
Streben 120 vorgesehen, an denen sich eine Zugstange 150 befindet.
Die breiten Lücken 140b sind
dort vorgesehen, wo sich die Verbindungsglieder 180 befinden.
Indem die Lücken 140b breiter sind
als die Lücken 140a und
indem sich die Verbindungsglieder 180 in den breiten Lücken 140b befinden,
verleihen die Verbindungsglieder 180 in den breiten Lücken 140b ein
größeres Maß an Flexibilität, bevor
die Streben 120 auf gegenüberliegenden Seiten der Lücken 140b ineinander
eingreifen. Jede Lücke 140a, 140b enthält Mindestbreiten 142a, 142b, die
Teile der Lücken 140a, 140b definieren,
wo ein Mindestabstand zwischen benachbarten Streben 120 vorliegt.
Jede Lücke 140a, 140b enthält darüber hinaus
eine Höchstbreite 144,
wo eine Höchstbreite zwischen
benachbarten Streben 120 vorliegt.
-
Jede
Zugstange 150 erstreckt sich linear und axial zwischen
einer ersten Verbindungsstelle 152 und einer zweiten Verbindungsstelle 154.
Wie oben besprochen sind vorzugsweise sowohl die erste Verbindungsstelle 152 als
auch die zweite Verbindungsstelle 154 in Mulden 132 in
jeder Biegung 130 angeordnet, so dass die Zugstangen 150 Teile 144 mit
maximaler Breite der schmalen Lücken 140a überspannen.
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Jedes
Verbindungsglied 180 wirkt als axiales Element, das dem
Stent 110 Flexibilität
verleiht. Zusätzlich
zu den Grundelementen des oben mit Bezug auf 5 und 6 aufgeführten Verbindungsglieds 180 enthält das Verbindungsglied 180 vorzugsweise einen
Ellbogen 186, der ein Mittel zum Beugen entlang Pfeil F
aufweist und so die Gesamtflexibilität des Stents 110 erhöht. Insbesondere
zeigen 19–21 drei
Verbindungsglieder 580, 680, 780 zur
Erhöhung
der Flexibilität,
die drei alternative Ausführungsformen
zur Erhöhung
der Flexibilität
der Ellbogen 186 der Verbindungsglieder 180 des
Stents 110 aufweisen.
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Das
erste Verbindungsglied 580 zur Erhöhung der Flexibilität besitzt
ein linkes Ende 582 neben einem Kamm 136 und ein
rechtes Ende 584 neben einem anderen Kamm 136.
Ein Ellbogen 586 ist zwischen einem linken Arm 587,
der sich vom linken Ende 582 aus erstreckt, und einem rechten
Arm 588, der sich vom rechten Ende 584 aus erstreckt,
angeordnet. Jeder Arm 587, 588 erstreckt linear
(bei Betrachtung in einer zweidimensionalen Projektion von einem
Ende 582, 584 zum Ellbogen 586. Die Arme 587, 588 biegen
sich leicht, um der zylindrischen Kontur des Stents 110 zu
folgen (siehe 22 und 23).
-
Der
Ellbogen 586 enthält
eine Einbuchtung 590 auf einem inneren Teil des Ellbogens 586 und eine
linke Vertiefung 592 auf einem äußeren Teil des Ellbogens 586 neben
dem linken Arm 587 und eine rechte Vertiefung 594 auf
einem Teil des Ellbogens 586 neben dem rechten Arm 588.
Der Ellbogen 586 hat eine Breite zwischen der Einbuchtung 590 und der
linken Vertiefung 592 und der rechten Vertiefung 594,
die geringer ist als die Dicke des linken Arms 587 und
des rechten Arms 588.
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Diese
geringere Dicke kann entweder dadurch entstehen, dass der Ellbogen 586 zunächst mit dieser
gewünschten
Dünnheit
geformt wird oder sie kann in einem späteren Schritt der Bildung des Stents 110 hinzugefügt werden.
Wenn beispielsweise elektrolytisches Polieren oder andere Poliertechniken
zur Anwendung kommen, stellt der Ellbogen 586, der ein
Punkt ist, an dem eine scharfe Biegung erfolgt, eine Zone mit konzentrierter
Ladung dar, an der stärkere
elektrolytische Politur erfolgt und die dazu führt, dass der Ellbogen 586 auf
eine Kontur mit geringerer Dicke poliert wird.
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Ein
zweites Verbindungsglied 680 zur Erhöhung der Biegung (20) ähnelt dem
ersten Verbindungsglied 580 zur Erhöhung der Biegung, außer dass
der Ellbogen 686 des zweiten Verbindungsglieds 680 zur
Erhöhung
der Biegung eine Außenvertiefung 592 gegenüber der
Einbuchtung 590 aufweist, so dass nur eine einzelne schmale
Stelle im Ellbogen 686 vorliegt. Das dritte Verbindungsglied 780 zur
Erhöhung
der Biegung (21) ähnelt dem zweiten Verbindungsglied 680 zur Erhöhung der
Biegung, außer
dass der Ellbogen 786 eine flache Außenabstumpfung 792 gegenüber der
Einbuchtung 590 aufweist, um dem Ellbogen 786 die
gewünschte Dünnheit im
Vergleich mit den Armen, wie z. B. den Armen 587, 588 der
ersten Verbindungsglied 580 zur Erhöhung der Biegung zu verleihen,
um die Biegung der Verbindungsglieder 580, 680, 780 an
den Ellbogen 586, 686, 786 zu erhöhen.
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Wenn
gewünscht
können
die Arme 187, 188 vergrößert werden statt eine Dicke
des Verbindungsglied 180 neben dem Ellbogen 186 zu
verringern, sofern der Ellbogen 186 eine geringere Dicke
aufweist als die Arme 187, 188 des Verbindungsglieds 180. Die
Biegung des Verbindungsglied 180 entlang Pfeil F wird somit
am Ellbogen 186 konzentriert. Die Biegung entlang Pfeil
F kann in einer verlängernden
und in einer verkürzenden
Weise für
das Verbindungsglied 180 vorgenommen werden, je nachdem,
ob Spannungs- oder Kompressionskräfte auf das Verbindungsglied 180 aufgebracht
werden. Wenn der Stent 110 sich biegt (siehe 22 und 23)
hat jede Lücke 140 mit
Verbindungsgliedern 180 darin einige Verbindungsglieder 180 auf
einer Innenkurve des Stents 110, die komprimiert werden,
und andere Verbindungsglieder 180 auf derselben Lücke 140,
die sich auf der Außenseite
des Stents 110 befinden und somit gestreckt werden.
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Vorzugsweise
gestatten die Ellbogen 186 der Verbindungsglieder 180 nicht
die elastische Biegung der Arme 187, 188 zueinander
hin und voneinander weg, sonder sie biegen sich auf plastische Weise,
so dass beim Entlasten nach dem Biegen die Arme 187, 188 die
Orientierung beibehalten, die sie beim Belasten mit einer Kompressions-
oder Spannungslast aufwiesen. Wenn aber wieder Kräfte in einer
entgegengesetzten Richtung aufgebracht werden, weil der Ellbogen 186 eine
Region mit minimaler Dicke auf dem Verbindungsglied 180 ist,
biegt sich der Ellbogen 186 problemlos in einer entgegengesetzten
Richtung, so dass das Verbindungsglied 180 wieder seine
ursprüngliche
Gestalt annehmen und sind in andere Formen biegen kann, damit sich
auch der Stent 110 biegen kann. Dieses plastische Verbiegen
gestattet es dem Stent 110, eine Kurve in einem Körperlumen
zu halten und nicht zu versuchen, das Körperlumen, in dem sich der
Stent 110 befindet, zu strecken.
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Um
sicherzustellen, dass die plastische Verformung der Verbindungsglieder 180 und
anderer Teile des Stents 110 nicht zum Bruch des Stents 110 führt, ist
es wünschenswert,
dass der Stent 110 wärmebehandelt
wird, um die Brüchigkeit
des Stents 110 zu minimieren. Nach der Herstellung des
Stents 110 kann dieser beispielsweise erhitzt und dann
abgeschreckt werden, um eine Korngröße zu erhalten, die der Menge
an Flexibilität
und Härte
entspricht, die dem Stent die gewünschten Festigkeitsmerkmale verleiht,
aber dennoch übermäßige Brüchigkeit
verhindert.
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In 22 und 23 sind
Einzelheiten der Biegeeigenschaften des Stents 110c mit
erhöhter Flexibilität zu sehen.
In 22 liegt der Stent 110c über einem
Katheter J, der einen Führungsdraht
G und einen Ballon B enthält,
der den Führungsdraht
G umgibt. Der Katheter J und der Stent 110c werden beide
entlang einer Kurve, die durch den Pfeil E gezeigt wird, gebogen.
Jede der Zugstangen 150 und der Streben 120 neben
den Zugstangen 150 bleibt im Wesentlichen ohne Biegen linear
axial ausgerichtet. Die Lücken 140 (17),
die die Verbindungsglieder 180 einschließen, sind
aber verändert,
so dass Teile der Lücken 140 komprimiert
und Teile der Lücken 140 expandiert
sind. Verbindungsglieder 180 in den Lücken 140 werden entweder
zu einer geringeren Gesamtlänge
komprimiert oder zu einer größeren Gesamtlänge expandiert,
je nachdem, ob sich die Verbindungsglieder 180 auf einer Innenseite
der Kurve E oder auf einer Außenseite
der Kurve E befinden.
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Der
Führungsdraht
G wird verwendet, um den Katheter J mit dem darauf befindlichen
Stent 110 durch einen Arterienpfad zur Implantation zu
führen. Der
Ballon B kann aufgeblasen werden, um den Stent 110c auf
einen gewünschten
Enddurchmesser radial zu expandieren. Da der Stent 110c im
Vergleich mit den Stents des Standes der Technik erhöhte Flexibilität zeigt,
begrenzt der Stent 110c nicht eine Flexibilitätsmenge,
die der Katheter J aufweisen kann. Statt dessen kann sich der Stent 110c frei
entlang dem Katheter J biegen und dem Katheter J auf jedem Arterienpfad
folgen, der für
die Implantation des Stents 110c erwünscht ist. Der Stent 110c ist nicht
nur auf ein Krümmung
um eine einzelne Achse beschränkt.
Statt dessen kann sich der Stent 110c schraubenförmig oder
spiralförmig
wie in 23 gezeigt biegen, wie es in
der Regel bei der Navigation durch Arterienpfade, wie den Koronararterien,
der Fall ist.
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24 zeigt
Einzelheiten der Arterienpfade im Herzen H, in dem ein Stent mit
erhöhter
Flexibilität,
wie z. B. der Stent 110c, implantiert werden soll. Das
Herz H wird über
eine Reihe von Arterienpfaden, die zur Aorta AO abzweigen und die
zusammen Arterienpfade für
die Zufuhr von Blut zum Herzen H darstellen, mit Blut versorgt.
Wenn sich in diesen Arterienpfaden Läsionen bilden, ist es häufig wünschenswert,
radial expandierbare Stents an einem Schwachpunkt anzuordnen und
diese Stents dann radial gegen die Wand der Arterie zu expandieren, um
die Arterienwand neben der Läsion
zu unterstützen,
so dass der Blutfluss durch die Arterie ungehindert fortgesetzt
werden kann.
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Es
ist zwar bekannt, Stents in primären
Arterienpfaden wie z. B. der rechten Koronararterie RCA, der linken
Koronararterie LCA, der linken A. circumflexa LCX und der linken
vorderen absteigenden Arterie LADA zu implantieren, können bestimmte
sekundäre
Arterienpfade nicht ohne Weiteres mit den Stents des Standes der
Technik behandelt werden. Hier wird ein Stent mit erhöhter Flexibilität benötigt, wie
z. B. der Stent 110c (22).
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Solche
sekundären
Arterienpfade, die von der Implantation eines chirurgischen Stents 110c mit erhöhter Flexibilität oder anderer
chirurgischer Stents 110, 110a, 110b, 110d mit
erhöhter
Flexibilität
profitieren können,
sind die AC marginale Arterie AC, die rechten hinteren seitlichen
Arterien RPL1, RPL2, RPL3, die diagonalen Arterien D1, D2, D3 der
linken inneren absteigenden Arterie LADA und die septale Arterie
S und die Ramusarterie RA und die marginalen Arterien M1, M2, M3
der linken A. circumflexa LCX. Diese sekundären Arterienpfade sind in der
Regel dadurch gekennzeichnet, dass sie ziemlich gewunden von den
primären
Arterienpfaden abzweigen und zur Lokalisation und Implantation einen
hochflexiblen Stent mit ziemlich kleinen Durchmesser benötigen. Mit
Stents 110, 110a, 110b, 110c, 110d mit
erhöhter
Flexibilität
ist der Zugang und die Behandlung von gewundenen Pfaden von Lumen,
wie den in 24 gezeigten sekundären Arterienpfaden,
möglich.
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Nachdem
die Erfindung nun beschrieben wurde, sollte es darüber hinaus
offensichtlich sein, verschiedene Modifikationen an der jeweiligen
Konfiguration der die Stents 10, 110, 210, 310, 410 formenden
Elemente möglich
sind. Die verschiedenen Ausführungsformen
haben zwar verschiedene Arten und Anzahlen von Umfangselementen
und axialen Elementen beschrieben, aber es versteht sich beispielsweise,
dass viele dieser Merkmale auch in anderen Ausführungsformen verwendet werden
können,
als solche, bei denen diese Merkmale spezifisch gezeigt sind. Beispielsweise
könnten
aus mehreren Elementen bestehende Verbindungsstellen 380 zur Verbindung
von benachbarten Kämmen 36 der
Streben 20 des Stents 10 der bevorzugten Ausführungsform
verwendet werden. Analog könnte
der Stent 10 der bevorzugten Ausführungsform mit Zugstangen 50 ausgestattet
werden, die in jedem Schlitz 46 angeordnet sind.
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Industrielle
Anwendbarkeit
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Diese
Erfindung zeigt industrielle Anwendbarkeit, indem sie einen radial
expandierbaren Stent bereitstellt, der bei der radialen Expansion
axial nicht kontrahiert.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines Stents, der so flexibel ist, dass sich seine Mittelachse biegen
kann, insbesondere, wenn der Stent durch die Arterienpfade eines
Patienten geschoben wird.
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Eine
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der wenig oder gar keine axiale Kontraktion an
den seinen Enden bei seiner radialen Expansion zeigt.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, dessen Enden aus einem röntgendichten
Material bestehen, der leicht mit einer medizinischen Bilddarstellungsvorrichtung
betrachtet werden kann.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der aus einer Reihe von Streben besteht,
die Umfangselemente beschreiben, die eine zylindrische Kontur des
Stents umschreiben, wobei die einzelnen Streben mit Zugstangen aneinander
befestigt sind, die als axiale Elemente wirken, die die Streben
davon abhalten, sich bei der radialen Expansion zusammenzuziehen.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der eine Konfiguration aufweist, die
sich zur Herstellung mit einer Vielzahl von Techniken, einschließlich Fotoätzen und
andere preisgünstigen Präzisionstechniken
eignet.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der eine Konfiguration aufweist, die
die notwendige Festigkeit aufweist, um nach der Implantation und
der radialen Expansion ein Körperlumen
zu unterstützen.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der von einem Arzt mit einem hohen Maß an Präzision in
einem Körperlumen
angeordnet werden kann.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der so flexibel ist, das er durch die
gewundenen Arterienpfade geführt
werden kann, was eine maximale Anzahl von möglichen Stentimplantationsstellen
ergibt, einschließlich
die diagonalen Arterien der linken vorderen absteigenden Arterie
und die marginalen Arterien der linken A. circumflexa und die rechten
hinteren seitlichen Arterien des Herzens.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der auf über das Doppelte seines nicht
expandierten Durchmessers radial expandiert werden kann, bei der
radialen Expansion nicht wesentlich axial kontrahiert und so flexibel
ist, dass er der Flexibilität
eines Führungsdrahts
eines Stent-Positionierungskatheters zur Positionierung und radialen
Expansion des Stents entspricht.
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Ein
weiterer Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist die Bereitstellung
eines chirurgischen Stents, der axiale Elemente in Form flexibler
Verbindungsglieder aufweist, die expandieren und axial kontrahieren
können,
so dass Lücken,
die von diesen flexiblen Verbindungsgliedern überspannt werden, sich biegen
und dem Stent Flexibilität
verleihen.
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Weitere
Gegenstände
der vorliegenden Erfindung werden beim sorgfältigen Lesen der Beschreibung
und der Ansprüche
in Verbindung mit der Zeichnung deutlich.